Mineralization and sorption of 14C-glyphosate in samples from three soil types collected in El Espinal, Colombia

Abstract

We studied the mineralization and sorption of 14 C-glyphosate in samples of three soil types from El Espinal municipality (Tolima) with different land use history: (1) soil subjected to pesticide use and sowing of annual crops (mainly rice) during 30 years; (2) soil in rest for five years with sown grassland, and (3) secondary semidry forest soil without record of pesticide use. The 14 C-glyphosate mineralization in the soil samples was effected in biometers. One hundred and six days after the incubation with the herbicide, 53%, 38% and 23% of the glyphosate was mineralized in the forest, grass and rice-crop soil samples, respectively. The glyphosate sorption phenomenon (adsorption-desorption) was adjusted to the Freundlich model. The Kd des values for forest, grassland and rice-crop soil samples were 17.00, 1.83 and 3.10, respectively. The low rate of glyphosate mineralization allowed us to infer that the glyphosate can become an environmental pollution problem due to its high persistence in the soil.Key words: Herbicides, microorganisms, radiomarked, pollution, rice. Mineralización y adsorción del 14 C-glifosato en muestras de tres tipos de suelo provenientes de El Espinal, Colombia ResumenSe estudió la adsorción y la mineralización de 14 C-glifosato en muestras de tres tipos de suelo provenientes del municipio de El Espinal, Tolima, con diferente historia de uso: (1) un suelo con historia de uso de pesticidas durante 30 años y cultivos anuales (principalmente arroz); (2) un suelo en receso de 5 años con pasto de corte, y (3) un suelo de bosque secundario semiseco sin registro de uso de plaguicidas. La mineralización del 14 C-glifosato en los suelos se efectuó en biómetros. A los 106 días de la incubación con el herbicida, 53 %, 38 % y 23 % del glifosato estaba mineralizado en los suelos de bosque, de pasto de corte y cultivo de arroz, respectivamente. El fenómeno de adsorción del glifosato (adsorción-desorción) se ajustó al modelo de Freundlich. Los valores Kd des para los suelos de bosque, pasto de corte y cultivo de arroz fueron 17,00, 1,83 y 3,10, respectivamente. La baja tasa de mineralización del glifosato permite inferir que este puede convertirse en un problema de contaminación del medio ambiente debido a su alta persistencia en el suelo.

Destino ambiental y efectos ecológicos de los tres herbicidas más utilizados en Colombia

“…Esto requiere degradación microbiana porque no se descompone en condiciones anaeróbicas y por procesos abióticos como la fotólisis en agua. Sin embargo, estudios que utilizaron técnicas isotópicas en condiciones de laboratorio mostraron una tasa de mineralización mucho menor para diferentes tipos de suelo en Colombia (Figura 1, Cuervo y Fuentes, 2014) (3) . La tasa de mineralización en muestras de suelo de cultivos de arroz con una larga historia de uso de plaguicidas, entre ellas el glifosato, fue la más baja, mientras que la tasa de degradación en suelos forestales sin uso de plaguicidas fue la más alta.…”

“…Específicamente, después de 106 días, el valor máximo de mineralización acumulada para las muestras de bosque fue de 53% en promedio, 38% para el suelo de pastizales y solo el 23% de la molécula intacta del herbicida se degradó en las muestras de suelo de cultivo de arroz (Figura 1). En general, estos resultados indican que se requieren varios meses para degradar el glifosato en los suelos tropicales de Colombia (3) .…”

“…Luego utilizaron una concentración ambiental esperada en el agua basada solo en contaminación por deriva de 0,095 mg/l para estimar el RQ (0,095/3,17 = 0,03). Fuente: Cuervo y Fuentes (2014) (3) .…”