Uso de fertilizantes y prácticas agronómicas contribuyen a la acumulación de perclorato en hortalizas

Un estudio realizado en Chile demuestra que la absorción del perclorato, una sustancia contaminante, en vegetales cultivados depende del tipo de hoja, la aplicación de fertilizantes y las prácticas agronómicas.

El anión perclorato (ClO₄^– ) es un contaminante que se libera al medio ambiente a partir de fuentes naturales, ya sea por la formación atmosférica relacionada con la fotoquímica de nitrato y ozono o desde el caliche (nitrato chileno), materia prima de donde se extrae el salitre. Otras fuentes de perclorato son humanas, también llamadas antropogénicas, siendo la principal la aplicación excesiva de fertilizantes de nitrato en la agricultura.

En los últimos años el perclorato ha sido reconocido como una nueva amenaza para el medio ambiente y la seguridad alimentaria, debido a que es altamente soluble y estable en condiciones atmosféricas normales. Se ha detectado persistentemente en el suelo, la vegetación, las aguas subterráneas y las aguas superficiales en varios lugares, por lo que puede ingresar rápidamente a la cadena alimentaria.

La principal vía de exposición humana al perclorato es a través de la ingestión de agua y alimentos contaminados. En determinadas condiciones, el perclorato puede inhibir la producción de hormonas tiroideas (T3 y T4) y provocar retraso del crecimiento, hipotiroidismo y defectos metabólicos y neurológicos, especialmente en grupos vulnerables, tales como recién nacidos, lactantes, niños y mujeres embarazadas.

Por su valor nutricional, hortalizas como lechuga, espinaca y acelga, tienen una gran demanda en los mercados nacionales e internacionales, tanto para el consumo directo como para la producción de preparados para lactantes, lo que ha llevado al uso excesivo de fertilizantes con el fin de aumentar la producción agrícola y satisfacer esta alta demanda. Varios estudios han demostrado que el perclorato puede bioacumularse rápidamente en estas hortalizas, a través del suelo contaminado, el agua de riego o el uso de fertilizantes, y por lo tanto contribuir a los niveles de perclorato detectados en las fórmulas para lactantes.

No obstante, se dispone de información limitada sobre la dinámica del perclorato en cultivos de acelgas y espinacas, así como del efecto de las prácticas agronómicas en el contenido final de perclorato en estas hortalizas. Una investigación colaborativa entre instituciones nacionales e internacionales se propuso abordar este déficit, realizando experimentos de campo para evaluar los efectos de la tasa de aplicación de fertilizante nitrato chileno y el tipo de fertilización (manual o fertirrigación) sobre la absorción de perclorato en hortalizas cultivadas en campo abierto y de esta manera contribuir con nueva información para que los organismos nacionales e internacionales modifiquen la normativa vigente respecto a este contaminante.

Para el estudio se cultivaron acelgas y espinacas durante marzo y julio de 2018. Las hortalizas se dispusieron en las filas de 20 m² (en total 200 plántulas trasplantadas por especie), para las cuales se definieron zonas con diferentes condiciones experimentales. Cada fila (por especie) corresponde a un tipo de práctica agronómica: manual (zona A, se aplica fertilizante en forma manual al azar) y fertirrigación (zona B, el fertilizante se disuelve en el agua de riego). Para cada fila, se aplicaron 3 tipos de prácticas agronómicas: a) control (Sin fertilizante) para las zonas A1 y B1; b) óptimo, que se determinó de acuerdo con los requerimientos nutricionales básicos de la especie (zona A2 y B2); y c) exceso (doble fertilizante), que correspondió a las zonas A3 y B3 (doble fertilizante).

Antes de la fertilización, se determinaron los niveles basales de nitrógeno, fósforo y potasio y perclorato, para el agua de riego, fertilizantes y plántulas antes del trasplante. Los suelos fueron fertilizados para ambas prácticas agronómicas para los tratamientos A2 – B2 y A3 – B3, respectivamente. Los cultivos solo se fertilizaron dos veces con KNO3. Después de la fertilización, los cultivos se regaron durante 20 min cada 2 días.

Las acelgas y las espinacas se recolectaron siete veces durante el experimento para todos los tratamientos y prácticas agronómicas y se separaron por zona (control, óptimo y exceso) para su posterior análisis, a través de la técnica de cromatografía líquida de alta resolución la cual permite separar los componentes de una mezcla en función de sus interacciones químicas, acoplada a la técnica de espectrometría de masas en tándem para determinar los niveles de perclorato.

El estudio muestra que las acelgas y espinacas cultivadas en campo abierto en presencia de perclorato (en el agua de riego y el suelo) acumulan perclorato en sus partes comestibles. Los niveles de perclorato detectados en el suelo y en agua de riego fueron de 22,4 ng/g y 0,26 ng/ ml respectivamente. Las plántulas no tenían niveles detectables de perclorato antes del trasplante, pero una vez trasplantadas acumularon perclorato durante todo el periodo de cultivo.

La espinaca mostró una tasa de acumulación de perclorato más alta (25,9 ng/g) en comparación con la acelga (21,3 ng/g), sin embargo, las tasas son inferiores a las propuestas por la por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (200 ng/ g para acelgas y 500 ng/g para espinacas) pero más alto que le limite propuesto en las formulaciones para lactantes (20 μg/kg). Los niveles de perclorato y la exposición alimentaria estimada para las espinacas y acelgas por edad no representan un peligro para la salud de los grupos vulnerables (0 a 11 años).

Para ambas prácticas agronómicas, el contenido de perclorato en acelgas y espinacas aumentó a medida que aumentaba la tasa de aplicación de fertilizantes, con la fertirrigación promoviendo acumulaciones más significativas que la aplicación manual (dos veces más). La espinaca acumuló casi dos veces más perclorato que la acelga para todos los tratamientos; sin embargo, las concentraciones en general permanecieron por debajo de los valores reglamentarios. Los autores sugieren que las diferencias en la acumulación de perclorato entre las espinacas y las acelgas pueden deberse a la morfología. Las hojas de acelga son bastante grandes en comparación con las de espinaca; por lo tanto, las hojas tienen una mayor superficie de transpiración y transpiran menos.

Durante las últimas décadas, la fertilización manual ha sido la más práctica agronómica ampliamente utilizada por pequeños y medianos agricultores. Sin embargo, en el escenario actual de escasez de agua, el riego por goteo se ha convertido en la práctica más habitual. Los resultados del estudio muestran que la aplicación de fertirrigación y dosis excesivas de fertilizantes promueven una mayor tasa de acumulación de perclorato.

Estos hallazgos brindan información sobre el destino del perclorato en el suelo y la bioacumulación en hortalizas como acelgas y espinacas, además mejora nuestra comprensión del impacto ambiental del uso de fertilizantes en la agricultura y la seguridad alimentaria, lo que será útil para establecer pautas regulatorias adecuadas para la aplicación de fertilizantes a los cultivos.