Agricultural use and availability of heavy metals in agroecosystems of Mayabeque
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Abstract
Agricultural use and the technological procedure used on soils are fundamental in productivity and food security. The objectives of this research were to evaluate the effect of seven agricultural uses: FRRt (PNCP) (natural pastures), FRAl (Grassland), FRRh (Fm), FRRt (Cv) (various crops), FRRh(C) (cane), FRRh (Cp) (potato cultivation) and FRAl (R) in Ferralitic soils on physical properties: texture (Bouyoucos method), structural stability (Yoder), pH (potentiometry), chemical properties (Ca+2 and Mg2+) (volumetry ) and (Na1+ and K1+) (Flame Photometry), the biological properties: basal respiration (spirometric method), microbial mass (fumigation-extraction method) and the metabolic quotient, as well as quantifying the organic carbon (colorimetrically), optical coefficient E4 /E6 (UV-Vis Spectroscopy), coagulation threshold and the content of acidic functional groups in humic acids extracted from these soils (potentiometry), and determine the pseudototal content of heavy metal cations (atomic absorption). The results obtained demonstrated the unfavorable effect of the agricultural use used on the indicators evaluated in uses of high anthropogenic activity. This implies that the functions they perform in the soil-plant system are affected. The contents of heavy metals presented differences between the seven systems studied and the uses (cane) and potato (Cp) presented high values for Cu2+, Pb2+, Ni2+ and Zn2+ in the case of Cd2+ a content higher than that referred to as the maximum allowable in several countries, and also for Cuban soils. It is concluded that intensive uses detrimentally modify the evaluated properties, so there is the possibility of Agrocontamination phenomena occurring that would influence crop safety and food security.
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References
Armado-Matute, A.J.; Pérez-Guerrero, J.A.; Durán, D.; Reyes, D.; Medina, M.E. y Valbuena-Vílchez, O.E. 2018. Efectos sobre parámetros bioquímicos y biológicos bacterianos en suelos que contienen concentraciones permisibles de metales. Rev. Int. Contam. Ambie. 34 (3) 441-451, 2018 DOI: 10.20937/ COSTA RICA. 2018.34.03.07
Bouyoucos G.J 1962. Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils. Agro. J. 54:464.
Cánepa, Y.; Trémols, A.J.; González, A.; Hernández, A. 2015. Situación actual de los suelos tabacaleros de la empresa “Lázaro Peña” de la Provincia Artemisa. Rev. Cultivos Tropicales, vol. 36, núm. 1, enero-marzo, 2015, pp. 80-85. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas. La Habana, Cuba.
Delince, W.; Valdés, R.; López, O.; Guridi, F; Balbín, A. 2015. Riesgo Agroambiental por metales pesados en suelos con Cultivares de Oryza sativa L y Solanum tuberosum L. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, ISSN -1010-2760, RNPS-0111, Vol. 24, No. 1 (enero, febrero, marzo, pp. 44-50), La Habana. Cuba.
Dos Santos, L.E.; Loss, A.; Canton, L.; dos Santos, J.E.; Kurtz, C.; Brunetto, G.; Comin, J.J. 2018. Efecto del contenido de carbono en sustancias húmicas en suelo en un cultivo de cebolla. Revista IDESIA, Volumen 36, Nº 1, pp.15-25.
Durán, S.L. y Acosta, R. 2018. Suelos, degradación, recuperación y manejo en el trópico. Editorial Científico Técnica. La Habana 2018. ISBN 978-959-05-1028-1. Instituto Cubano del Libro.
Durango, W. Uribe, L.; Henríquez, E.; Mata, R. 2015. Respiración, biomasa microbiana y actividad fosfatasa del suelo en dos agroecosistemas y un bosque en Turrialba, Costa Rica. Revista Agronomía Costarricense 39(1): 37-46. ISSN: 0377-9424 / 2015.
Fadigas, F. S.; Amaral,.S. N. B.; Mazur, N.; Anjos, L. H. C.; Freixo, A. A. 2006. Proposição de valores de referência para a concentração natural de metais pesados em solos brasileiros. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, 10 (3): 699–705.
Febles, J.M.; Sobrinho, N.A.; López, Y.; Zoffoli, J.H.; Lima, M.O. 2014. Relation among the processes of erosion-sedimentation-pollution in soils from the Distrito Pecuario “Alturas de Nazareno”, Cuba. Cuban Journal of Agricultural Science, 48(2), 173.
Fernández De Andrade, L. 2014. Aplicación del índice de estabilidad estructural de Pieri (1995) a suelos montañosos de Venezuela. Revista Terra Nueva Etapa, Vol (30), No (48), 2014, pp. 143-153. Universidad Central de Venezuela Caracas, Venezuela
He, Z.; Shentu, J.; Yang, X.; Baligar, V.C.; Zhang, T., Stoffella, P.J.2015. Heavy Metal Contamination of Soils: Sources, Indicators, and Assessment. Journal of Environmental Indicators, 9:17-18, 2015
Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba. Ediciones INCA, Cuba, 2015.ISBN: 978-959-7023-77-7.
Hernández, A.; Vera, L.; Naveda, C.A.; Guzmán, A.M.; Vivar, M.; Zambrano, T.; Ormanza, K.; León, R.V.; López, G.A. 2017. Variaciones en algunas propiedades del suelo por el cambio de uso de la tierra, en las partes media y baja de la microcuenca Membrillo, Manabí, Ecuador. Revista Cultivos Tropicales, 2017, vol. 38, no. 1, pp. 50-56
Horwath W.2015. Carbon cycling: the dynamics and formation of organic matter. In: Paul EA, editor. Soil microbiology, ecology and biochemistry. 4th ed. New York: Academic Press; 2015. P.339-82.
Huauya, M. y Huamaní, H. 2014.Edaphic macrofauna and heavy metals in the cacao crop, Theobroma cacao l. (Malvaceae). Revista. The Biologist (Lima). Vol. 12, Nº1, jan-jun 2014
Iglesias J.O., J.A. Galantini y A. Vallejos. 2018. Cambios en la estabilidad de agregados de suelos con diferente labranza. En: Siembra directa en el SO Bonaerense (Ed. J.A. Galantini) págs. 61-67. ISBN 978-987-778-272-1
International Humic Sustances Society: 2009. From Molecular Understanding to Innovative Applications of Humic Sustances Procceding of 14th International Meeting. September 14-19, Moscow-Saint Petersburg, Russia. Elsevier. Science Direct Volume II p 59-63, 2009.
ISO 11466 INTERNATIONAL STANDARD: Soil quality –Extraction of trace elements soluble in aqua regia, 03–01, 1995.
IUSS working group WRB. 2014: World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. FAO, Rome, 181p.
Kabata-Pendias, A. 2011. Trace elements in soils and plants. 4th ed. Boca Raton: CRC Press. p534
Martín, N. J. 2010. Tabla de interpretación de análisis de suelo. La Habana, Cuba: UNAH.
Martínez, Z.; González, M.S.; Paternina, J.; Cantero, M. 2017. Contaminación de suelos agrícolas por metales pesados, zona minera El Alacrán, Córdoba-Colombia. Revista Temas Agrarios, Vol. 22, No (2), pp.20-32) julio - diciembre 2017.
Mehraj I; Mir A, Bhat G. 2014. Comparative evaluation of physic-chemical properties of rural and urban soil, along river Jhelum, Kashmir, India. International Journal of Recent Scientific Research. 2014; 5(2):500-504.
Munive, R.; Gamarra, G.; Munive, Y.; Puertas, F.; Valdiviezo, L.; Cabello, R. 2020. Absorción de plomo y cadmio por girasol de un suelo contaminado y remediado con enmiendas orgánicas en forma de compost y vermicompost. Scientia Agropecuaria 11(2): 177-186.
Murillo-Cuevas, F.D.; Adame-García, J.; Cabrera-Mireles, H.; Fernández-Viveros, J.A. 2019. Fauna y microflora edáfica asociada a diferentes usos de suelo. Revista Ecosist. Recur. Agropec. 6 (16):23-33,2019
Nascimento, R. S.; Ramos, M. L. G.; Figueiredo, C. C.;1, Silva, A. M. M.; Silva,S. B.; Batistella, G. 2017. Soil organic matter pools under management systems in Quilombola Territory in Brazilian Cerrado. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.21, n.4, pp.254-260, 2017.
NC. 2015. NORMA CUBANA OBLIGATORIA. Contaminantes metálicos en alimentos-regulaciones sanitarias.ICS-67020 3ra Edición, marzo 2015
Paneque, V.M.; Calaña, J.M.; Calderón, M.; Borges, Y. 2010. Manual de Técnicas Analíticas para el análisis de las aguas residuales. INCA. Departamento de Biofertilizantes y Nutrición de las Plantas. La Habana. Cuba. ISBN: 978-959-7023-50-0
Paolini, J.E. 2018. Actividad microbiológica y biomasa microbiana en suelos cafetaleros de los Andes venezolanos. Revista Terra Latinoamericana Volumen 36 Número 1, 2018.
Pérez, Y. ; Amaral N.M.: Balbin, M.I. Valdes, R.; Magalhães, M.O. 2012. Contenido de elementos metálicos en suelos característicos del municipio San José de las Lajas. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Vol. 21, No.2
Portuondo, L.; Martínez, D.; Guridi, F.; Calderín, A.; Torres, J.P.M. 2017. Structural and Functional Evaluation of Humic Acids in Interaction with Toxic Metals in a Cultivar of Agricultural Interest. Rev. C. T. Agrop, Vol. 26. No. 3 (July-August September, pp. 39-46, 2017
Reyes-Rodríguez, R.; Guridi-Izquierdo, F.; Valdés-Carmenate, R.; Cartaya-Rubio, O. 2019. Propiedades biológicas, ácidos húmicos y metales pesados biodisponibles en suelo Ferralítico bajo diferentes usos agrícolas. Revista Cultivos Tropicales, 2019, vol. 40, no. 3, e02 http://ediciones.inca.edu.cu julio-septiembre ISSN impreso: 0258-5936 Ministerio de Educación Superior. Cuba ISSN digital: 1819-4087 Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas.
Reyes, R.; Guridi, F.; Valdés, R. 2018. El manejo del suelo modifica a sus ácidos húmicos y la disponibilidad de metales pesados. Revista Cultivos Tropicales, 2018, vol. 39, no. 2, pp. 15-20
Sarmiento, E.; Fandino, S.; Gómez, L. 2018. Índices de calidad del suelo. Una revisión sistemática. Revista científica de ecología y medio ambiente. Ecosistemas Vol (27), No (3): pp.130-139.Doi.: 10.7818/ECOS.1598. ISSN 1697-2473 / Open Access
Soil Survey Staff. 2014. Keys to Soil Taxonomy. 12th ed. USDA, Natural Resources Conservation Service, Washington D.C., USA.
Spaccini, R. y Piccolo, A. 2009. Molecular characteristic of humic acids extracted from compost at increasing maturity stages. Elsevier. Soil Biology and Biochemistry, p 1-9.
Sparling GP. 1992. Ratio of microbial biomass carbon to soil organic carbon as a sensitive indicator of changes in soil organic matter. Rev. Aust J Soil Res. 1992; 30: 195-207. https://doi.org/10.1071/SR9920195
Vance, E.D.; Brookes, P.C. y Jenkinson, D.S. 1987.An extraction method for measuring soil microbial biomass C.Soil Biol. Biochem, 19:703-707.
Valdés, R.; Cruz, O.; Balbín, M.I.; Guridi, F.; Guzman, A.R.; Mesa, A.A.; Milanés, F.; Kaemmerer, M.; Sánchez, J.M. 2017. Fitogestión (FITOG-MP®): Tecnología para recuperar áreas contaminadas con metales pesados. Monografía. Anuario de ciencia UNAH ISBN 978-959-16-4157-1, Vol. 15, No 1, 2017. CERTIFICADO DE REGISTRO: 3589-11-2018, titular Universidad Agraria de La Habana, Centro Nacional de Derecho de Autor, CENDA, Cuba.
Valera, Pérez, M.A.; Ríos, Posada, A.; Coyotl, Tzompa, A; Linares, Fleites, G.1María Guadalupe Tenorio, Arvide, M.G.; María Laura Sampedro, Rosas, M.L. 2015. El suelo como almacén de carbono: criterios para calidad de carbono secuestrado en suelos. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 6 (11): 44-55 2015
Vallejo, V.E.; Afanador, L.N.; Hernández, M.A.; Parra, D.C. 2018. Efecto de la implementación de diferentes sistemas agrícolas sobre la calidad del suelo en el municipio de Cachipay, Cundinamarca, Colombia. Revista Bioagro, Vol.30, No (1). Barquisimeto, Colombia, 2018
Vásquez, J. R.; Schellekens J.; Kaal J. 2015. Composición de la materia orgánica en los suelos de seis zonas edafoclimáticas del Magdalena (Colombia). Sjss. Spanish journal of soil science year 2015 volume 5 issue 3. DOI: 10.3232/sjss.2015.v5.n3.05
Yoder, R.E.1936. A direct Method of aggregates analysis of soil and a study of the physical nature of erosion losses. Journal of the American Society of Agronmy,28: pp 337-351
Walkley. A. y Black, I. A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37: 29-38.
Wing-Ching, R. y Uribe, L. 2016. Biomasa y actividad microbiana en suelos de uso ganadero y en regeneración de bosque. Revista. Cuadernos de Investigación UNED (ISSN: 1659-4266) Vol. 8(1): 107-113, junio, 2016 107