Post on 20-Jun-2015
description
1
TOXICIDAD DEL PROPINEB TÉRMICO 85% EN LA MACROFITA
LEMNA MINOR (LINNAEUS, 1753) CON RESPECTO AL NÚMERO DE
HOJAS Y CANTIDAD TOTAL DE CLOROFILA
TOXICITY OF HEAT PROPINEB 85% ON THE MACROPHYTE LEMNA MINOR
(LINNAEUS, 1753) WITH RESPECT TO FROND NUMBER AND CHLOROPHYLL
Fiorella Briceño1, Giovana García
1 & Eduardo Hidalgo
1
1. Laboratorio de Cordados. Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Ricardo Palma. Av. Benavides
#5440 Urb. Las Gardenias, Surco-Lima.
RESUMEN
El Propineb [(C5H8N2S4Zn)x] es un fungicida empleado en el mercado nacional
peruano para combatir las enfermedades presentes en la agricultura. Se evaluó la
actividad fitotóxica del Propineb Térmico 85% utilizando como bioindicador la
macrofita Lemna minor L., planta acuática flotante que posee una velocidad de
crecimiento bastante alta por lo que es usada frecuentemente en estudios toxicológicos.
Se determinaron los parámetros de multiplicación de las frondas y la cuantificación del
contenido total de clorofila. Respecto a la multiplicación de las frondas, a excepción de
la concentración más alta (10 mg.L-1
), no se encontraron efectos negativos significativos
en las concentraciones utilizadas. El contenido total de clorofila fue un parámetro
determinante para medir la toxicidad del Propineb Térmico 85%, encontrándose un
decaimiento de la clorofila total a mayor exposición de concentración del tóxico.
PALABRAS CLAVE: Lemna minor, Propineb Térmico 85%, multiplicación de frondas,
contenido total de clorofila
ABSTRACT
Propineb [(C5H8N2S4Zn)x] is a fungicide used in the Peruvian domestic market to
combat diseases in agriculture. Phytotoxic activity of Propineb T. 85% are evaluated
using as an bioindicator macrophyte Lemna minor L., floating aquatic plan that has a
fairly high growth rate and it is frequently used in toxicological studies. Paramenters
were determinate for the propagation of the fronds and quantifying the total chlorophyll
content. With respect to the multiplication of frond, except for the highest concentration
(10 mg.L-1
), there were no significant adverse effects on the concentrations used. The
total chlorophyll content was determinining parameter for measuring the toxicity of
Heat Propineb 85%, resulting in a decline of total chlorophyll concentration increased
exposure to poison.
KEY WORDS: Lemna minor, Heat Propineb 85%, frond multiplication, total chlorophyll
content.
Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p
© Julio-2010 Artículo científico
UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE BIOLOGÍA
BIOLOGÍA DE LA CONSERVACIÓN
CICLO 2010-I
2
INTRODUCCIÓN:
El continuo incremento de la
industrialización y la producción de
nuevos químicos para la agricultura ha
ocasionado un grave problema de
contaminación ambiental por metales
pesados y otros compuestos debido a su
acumulación en el agua, en los suelos y
en los organismos vivos (Khellaf N. et
al. 2009 & Singh B. et al. 2007). La
presencia de estas sustancias en los
ecosistemas, representa un riesgo
latente sobre los seres vivos (Peréz G. et
al. 2001), por lo que es necesaria la
evaluación del tóxico. Los bioensayos
nos permiten determinar el efecto de
plaguicidas sobre distintos componentes
biológicos (Iannacone J. et al., 2008).
El uso de plantas en ensayos de
toxicidad, permite la investigación,
detección y cuantificación del tóxico
activo en el medio natural (Radíc S. et
al., 2010). La Lemna sp. es
frecuentemente utilizada para realizar
ensayos toxicológicos de muchas
sustancias debido a su pequeño tamaño,
rápido crecimiento y por su alta
sensibilidad a varios contaminantes
(Gorsuch J., 1990 & Cassiano E., 2009).
La lentejita de agua (Lemna minor L.)
se usa habitualmente en estudios de la
calidad de los cuerpos de agua ya que es
eficaz en el monitoreo de metales
pesados o de otros contaminantes
acuáticos, porque puede acumular
ciertos químicos y servir como un
monitor biológico (Radíc S. et al.,
2010).
El Propineb [zinc polimérico
propietilen- bis- (ditiocarbamato)]
[(C5H8N2S4Zn)x], es un antifúngico
con una larga actividad residual por la
presencia del grupo ditiocarbomato en
su composición (FAO, 1980). Los
ditiocarbamatos son ampliamente
usados ya que presentan un amplio
espectro frente a las enfermedades
fúngicas de las plantas (Aktar W. et al.,
2009). La toxicidad de esta sustancia,
debe ser evaluada en los diferentes
niveles de la organización biológica
(Hunding C. & Lange R., 1978).
La Comisión Europea para la Salud y
Protección para la salud (European
Comission, 2003) ha evaluado la acción
del plaguicida en ratas, encontrando
efectos teratogénicos (encefalocelia,
hidronefrosis y micrognatia) por el
mecanismo de la reacción del
bis(ditiocarbamato) con trazas de
metales quelados. La CL50 en ratas es de
537 mg/Kg.
El objetivo del presente estudio fue
evaluar la actividad fitotóxica del
propineb en el organismo Lemna minor
L.
MATERIALES Y MÉTODOS
Material biológico y medio de cultivo
Lemna minor L. fue recolectada del
medio natural en los Humedales de
Villa, ubicada en el Distrito de
Chorrillos, Lima. Adicionalmente, se
adquirieron ejemplares en un acuario
del centro de la ciudad de Lima. Las
plantas fueron mantenidas en un
recipiente plástico con agua de mesa
marca Cielo más la solución
hidropónica durante 7 días para las
colonias de los Humedales de Villa y
durante 4 días para las colonias
obtenidas del acuario antes del ensayo.
Se suministró una aireación continua
Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p Briceño F.; García G. & Hidalgo E.
3
para proveer de oxígeno a las hojas de
la Lemna y prevenir enfermedades. Las
macrofitas acuáticas fueron cultivadas a
18ºC ± 1. Se utilizó una lámpara
fluorescente de una luminiscencia de
75W (CDL B22/14W, Philips) para
proveer una iluminación vertical
continua de 58 lm/W.
Ensayo de toxicidad
Se seleccionaron 120 individuos de
Lemna minor con tres frondas, las
cuales fueron expuestas a diferentes
concentraciones del tóxico durante 8
días sin aireación y con iluminación
continua. Las colonias seleccionadas no
presentaron lesiones visibles o cambios
de color antes del ensayo.
El tóxico usado para este estudio fue el
Propineb Térmico al 85%. En total se
realizaron 5 concentraciones para
averiguar la respuesta de las plantas
expuestas; se preparó una solución
stock de 10 mg.L-1
en 500 mL
realizando las siguientes diluciones: 2
mg.L-1
, 0.4 mg.L-1
, 0.08 mg.L-1
y 0.016
mg.L-1
. El diseño experimental incluyó
4 repeticiones por tratamiento. El
número inicial de frondas de Lemna
minor por cada repetición fue de 15,
colocando 5 ejemplares de 3 frondas en
recipientes de plástico con
aproximadamente 15 mL de medio de
cultivo más el tóxico por cada
repetición. Se usó el tratamiento control
(sin el tóxico) para comparar los
resultados.
Análisis de los datos
Los cambios observados de las plantas
cultivadas en las diferentes
concentraciones del tóxico, fueron
determinados con una observación
simple, tales como el desprendimiento
de hojas y la clorosis (las hojas se
tornan amarillas) seguido de necrosis
(presencia de tejido muerto en la
fronda). Adicionalmente, se midieron la
temperatura y el pH en cada lectura.
La tasa de producción de nuevas
frondas (µ), la tasa de inhibición del
crecimiento (Ir) de las concentraciones,
el área de crecimiento bajo la curva (A)
y la inhibición del crecimiento bajo la
curva (Ia), se calcularon siguiendo el
protocolo de la OECD (2002).
Determinación del peso fresco y seco
Las colonias fueron recolectadas
inmediatamente después de la segunda
lectura. Se calculó el peso fresco en una
balanza digital por cada concentración y
se secaron durante 24 horas a 40ºC.
Durante la colecta de las colonias, se
observó un fino precipitado en todas las
concentraciones con el tóxico.
Luego, se calculó el peso seco en una
balanza analítica y se realizó la prueba
del contenido total de clorofila. Para
esta prueba, las muestras fueron
pulverizadas y sumergidas en etanol 96º
en tubos de ensayo; posteriormente,
fueron cubiertas con papel platino y
guardadas durante 96 horas en un
ambiente frio. Finalizado el tiempo de
extracción de la clorofila, se midió la
absorbancia a 653 nm y 666 nm para
calcular el contenido total de la clorofila
a y la clorofila b, siguiendo la siguiente
fórmula:
Cchl a = 15.65 x A666 – 7.37 x A653
Cchl b = 27.05 x A653 – 11.21 x A666
Cchl total = Cchl a + Cchl b
Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p Briceño F.; García G. & Hidalgo E.
4
RESULTADOS
Síntomas de toxicidad
De manera general, se observó clorosis
en todas las concentraciones,
incluyendo C0. En la segunda lectura
disminuyó la clorosis en todas las
concentraciones (ver Tabla 1) por lo que
se infiere que la sensibilidad de Lemna
minor es menor a mayor tiempo de
exposición.
La necrosis disminuyó en las tres
primeras concentraciones incluido el
control, aunque se registró un nivel
medio de necrosis en la C4 (2 mg.L-1
) y
alto en la C5 (10 mg.L-1
).
El pH en la primera lectura fue de 7 con
excepción de la C5 (10 mg.L-1
) que fue
de 6. La temperatura (17ºC) no varió
para ninguna concentración. En la
segunda lectura el pH fue de 6 en todas
las concentraciones con el tóxico, el
control tuvo un pH de 7 y la
temperatura fue 18ºC para todos los
ensayos.
La producción de nuevas frondas se
visualizó en todas las concentraciones,
aunque fue muy limitado en la
concentración más alta (10 mg.L-1
). En
la concentración 3 (0.4 mg.L-1
) se
registró una mayor tasa de crecimiento.
Hubo un aumento de la tasa de
multiplicación a lo largo del período de
ensayo, independientemente de la
concentración del tóxico. El porcentaje
de inhibición de crecimiento fue
negativo en todas las concentraciones,
excepto en la concentración más alta
(10 mg.L-1
), que registro una inhibición
de crecimiento por el tóxico de más del
82%. También se evidencia un escaso
efecto del tóxico en el crecimiento de
las frondas bajo el área de la curva (que
determina el valor logarítmico del
número de frondas con relación al grupo
control). El porcentaje de inhibición del
área bajo la curva muestra valores
negativos excepto en la concentración
C5 (10 mg.L-1
), donde se observa cierta
Fig. 1. Lemna minor en las distintas
concentraciones a los 8 días (C0 = control;
C1= 0.016 mg.L-1
; C2=0.08 mg.L
-1; C3=0.4
mg.L-1
; C4= 2 mg.L-1
Y C5 = 10 mg.L-1)
).
C0 C1 C2 C3 C4 C5
Briceño F.; García G. & Hidalgo E. Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p
5
Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p
inhibición del crecimiento en el área
(Ver tabla 2).
Las cuatro primeras concentraciones del
tóxico (0.016 mg.L-1
, 0.08 mg.L-1
, 0.4
mg.L-1
y 2 mg.L-1
) mostraron una
mayor biomasa final que el control,
contrario a la última concentración del
tóxico (10 mg.L-1
) (Ver tabla 3).
Sin embargo, el cálculo de la cantidad
total de clorofila mostró inhibición en la
actividad fotosintética sobre Lemna
minor L. en todas las concentraciones y
de forma secuencial (ver tabla 4).
DISCUSIÓN:
Según el protocolo de la OECD (2002),
para que el ensayo sea válido, debe
aplicarse la siguiente fórmula:
Donde el tiempo de duplicación (Td) del
número de frondas en el control debe
ser inferior a 2,5 días (60 h), que
corresponde aproximadamente a un
aumento de siete veces en siete días. En
este ensayo el tiempo de duplicación fue
de 3,7 días, más del Td normal u
óptimo. Numerosos autores han
utilizado en sus ensayos irradiancias
que oscilan entre los 80 y 110 μEm-2
s-1
(Sobrero C. et al., 2007; Radic S., 2010;
Khellaf N. et al., 2009; entre otros). La
OECD (2002) recomienda que, la
irradiancia en los ensayos debe estar
entre los 85 y 125 μEm-2
s-1
. La
irradiancia utilizada en el presente
ensayo, puede haber sido más alta de los
valores establecidos por lo que estimuló
a una mayor tasa de crecimiento en
Lemna minor, en especial sobre la C2 y
C3 que tuvieron una mayor incidencia
de luz y presentaron la mayor tasa de
crecimiento (Ver figura 1).
Del mismo modo, las colonias que
provienen del medio natural deben
permanecer en el medio de cultivo al
menos durante ocho semanas antes del
ensayo reduciendo el tiempo a 3
semanas a aquellas colonias obtenidas
de otro laboratorio o una casa
proveedora (OECD, 2002). También,
numerosos autores han mencionado que
la elección de las concentraciones se
han realizado a partir de ensayos
preliminares con la finalidad de evaluar
si las concentraciones elegidas son las
adecuadas (Sobrero C. et al., 2007;
Isabel M. et al., 2006, entre otros).
Debido a que estos resultados son
preliminares, es conveniente realizar
más ensayos para verificar y completar
el estudio.
Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p
Briceño F.; García G. & Hidalgo E.
6
Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p
LITERATURA CITADA:
Aktar W.; Paramasivam M & Sengupta D.
2009. Persistance and Dissipation of
Propineb-A Dithiocarbamate Fungicide in
Potato under East-Indian Climatic
Conditions. Kasetsart J. (Nat. Sci.) 43: 50 –
55 p.
European Comission. Health & Consumer
Protection Directorate-General. 2003.
Review report for the active substance
propineb. En: Annex I of Directive
91/414/EEC. 80 p.
FAO. 1980. Propineb. Zinc
propylenebisdithiocarbamete. Roma. 14 p.
Gorsuch J. 1990. Plants for toxicity assessment.
ASTM Committee E-47 on Biological
Effects and Environmental Fate. 357 p.
Hunding C. & Lange R. 1978. Capítulo 11:
Ecotoxicología de las comunidades de
plantas acuáticas. 239-253 p. En: Butler G.
Principles of Ecotoxicology. Scope 12.
Otawa, Canadá. 337 p.
Iannaconce J.; Junco A.; Ramos R.; Briceño F.
& Hidalgo E. 2008. Ecotoxicidad del
Arseniato de Plomo en Ophiactis Kroeyeri,
Cariassius auratus y Paracheirodon innesi.
p. 18, En: I Peruvian Congress of
Ecotoxicology and Evironmental Chemestry-
International Meeting. Realizado del 12 al
14 de noviembre. Lima, Perú.
Khellaf N. & Zerdaoui M. 2009. Growth
response of the duxkweed Lemna minor to
heavy metal pollution. Iran. J. Enviro.,
Health. Sci. Eng. 6 (3): 161-166 p.
OECD. 2002. OECD guidelines for testing of
chemicals: Lemna sp. growth inhibition test.
Organization for Economic Corporation and
Development, Berlin. 22 pp.
Pérez G.; Restrepo R.; Serrano M. et al. 2001.
Efectos Ecotoxicológicos de un
Brasinoesteroide en Tres Organismos
Productores. Acta Farm. Bonaerense 20(4):
281-287 p.
Posada M. & Arroyave M. 2006. Efectos del
Mercurio sobre algunas plantas acuáticas
tropicales. Rev. Esc. Ing. Antioquía 6: 57-67
p.
Radíc S.; Stipaničev D.; Glavaš K. & Pevalek
B. 2010. Biomonitoring of Surface Waters
Using Duckweed (Lemna minor L.).
Balwois – Ohrid. 6 p.
Singh B.; Chandra R. & Sharma Y. 2007. Effect
of Pyridine and Formaldehyde on a
Macrophyte (Lemna minor L.) and a sludge
worm (Tubifex tubifex Müller) in a fresh
water microcosms. Applied Ecology and
Enviornmental Resaerach 6(2): 21-35 p.
Sobrero C.; Martin L. & Ronco A. 2007.
Fitotoxicidad del herbicida Roundup®Max
sobre la especie no blanco Lemna gibba en
estudios de Campo y Laboratorio.
Hidrobiológica 17 (1): 31-39 p.
Biología de la Conservación. Vol. 1, Num. 1: 1 - 6 p
Briceño F.; García G. & Hidalgo E.