INTRODUCCIÓN

La minería informal de oro deja cantidades importantes de relaves con elevado contenido de elementos traza que conducen a una pérdida de la funcionalidad del suelo y del ecosistema. Además, dichos elementos son susceptibles de ser transportados por erosión hídrica o eólica hacia zonas más bajas y contaminar cultivos y cursos de agua. La fitorremediación es una estrategia respetuosa con el medio ambiente y socialmente aceptada. Dentro de las diversas técnicas que comprende, actualmente se prefiere la fitoestabilización que favorece la inmovilización de los elementos traza en la rizosfera (^{Moreira et al., 2021}).

La presencia de elementos traza en el suelo derivada de esta actividad, supone un efecto negativo en la estructura de las comunidades microbianas del suelo, disminuyendo el número y diversidad de especies, creando un problema para el estado de salud del suelo. No obstante, muchos de estos microorganismos son capaces de tolerar ciertos niveles de contaminantes al desarrollar mecanismos de resistencia, llegando a ocasionar cambios en la huella metabólica (^{Tischer et al., 2008}). Microorganismos adaptados a estos ambientes, son capaces de mejorar la transferencia y movilización e inmovilización de los elementos traza modificando las propiedades químicas del suelo (^{Sessitsch et al., 2013}) a través de numerosas vías de detoxificación de elementos traza que pueden condicionar a su biodisponibilidad. Los microorganismos de la rizosfera, son los que más afectan el desarrollo vegetal debido a su contacto directo con las raíces de las plantas (^{Sugiyama, 2019}).

El análisis funcional de la comunidad microbiana se puede considerar como una alternativa para estimar la diversidad, ya que se basa en las características metabólicas de los microorganismos. La diversidad funcional tiene en cuenta la capacidad metabólica de todo el conjunto de microorganismos. No considera la identificación taxonómica, ni requiere aislar microorganismos (^{Sofo & Ricciuti, 2019}). Además, se ha observado que la actividad catabólica mejora en suelos en los que se aplicó fitoremediación (^{Couic et al., 2022}).

El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de la fitoestabilización de arenas de relave, asistida por la adición de una enmienda orgánica y microorganismos, en la diversidad funcional del suelo, estudiando las posibles interacciones entre la microbiota autóctona y la aportada por enmiendas e inóculos.

MATERIAL Y MÉTODOS

Este estudio fue llevado a cabo en el municipio de Buriticá, situado al noroeste de Colombia. En concreto, en el recinto de la empresa Zijin Continental Gold en la faja media del Río Cauca, y con una elevación entre 600 y 2200 m.

Se realizó un ensayo de fitorremediación en microcosmos, en un invernadero sombreado dentro del recinto minero. Se utilizaron arenas procedentes de relaves de minería informal, surgida alrededor de la mina, enmienda orgánica comercial a base de gallinaza compostada con una relación C/N de 10. Además, dos inóculos comerciales, uno basado en bacterias fijadoras de nitrógeno [FN] y otra de hongos micorrícicos [M]. Se utilizaron plántulas de Enterolobium cyclocarpum, obtenidas en el mismo recinto, en un sustrato formado por suelo no contaminado y la misma enmienda orgánica a base de gallinaza compostada utilizada en el ensayo. Se utilizó un diseño factorial de 2x2x2 (arena de relave sin enmienda y con 5% de enmienda orgánica [A y A+MO], sin y con bacterias fijadoras de nitrógeno [0 y FN] y sin y con micorrizas [0 y M], todo por triplicado. El ensayo se mantuvo durante 240 días tras los cuales se procedió a la separación del suelo rizosférico.

Para evaluar el perfil metabólico del suelo rizosférico, se empleó la técnica de Biolog Ecoplates^TM, basada en la capacidad de los microorganismos para oxidar diferentes sustratos de carbonos (^{Lebrun et al., 2021}). Se siguió el protocolo del fabricante con pequeñas modificaciones. Tras ello se procesaron los datos obtenidos y se calcularon distintos índices que aportan información sobre el perfil fisiológico y actividad metabólica de la comunidad microbiana (^{Burges et al., 2017}; ^{Sofo & Ricciutti, 2019}).

El análisis estadístico se realizó con el programa Stagraphics 19, utilizando un ANOVA de 3 factores mediante el Modelo Lineal General (p<0,05). La distribución normal se comprobó con el test de Shapiro-Wilk´s y la homogeneidad de la varianza usando el test de Levene, usando la transformación de Box-Cox en caso necesario.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La Tabla 1 muestra la caracterización de la muestra compuesta de arenas de relave, MO y la mezcla previamente al ensayo y la caracterización del sustrato de las macetas al final del ensayo.

La arena de relave tenía un pH extremadamente bajo por lo que la enmienda orgánica contribuyó no sólo a incrementar el contenido en materia orgánica, sino que aumentó los valores de pH. Respecto al desarrollo vegetal, en ausencia de enmienda orgánica, sólo la mezcla de microorganismos incrementó la biomasa seca. Los inóculos por separado, disminuyeron la biomasa. Respecto al sustrato enmendado, la aplicación de bacterias disminuyó la biomasa, la aplicación de hongos no tuvo ningún efecto y la aplicación del consorcio de microorganismos, provocó un aumento considerable de la biomasa, pero solo se desarrolló la planta de una de las trés macetas.

Los perfiles fisiológicos a nivel de comunidad, mostraron diferencias en la diversidad funcional microbiana entre aquellos suelos cuyo sustrato fue de arena sola en comparación con aquellos que combinaron arena con materia orgánica, demostrando que la aplicación de enmiendas orgánicas conduce a una mayor diversidad microbiana (Tabla 2), así como una tasa de utilización de los sustratos más rápida en los enmendados.

Dentro de la arena de relave sin enmendar, la adición de inóculos tuvo un efecto negativo en la actividad catabólica del suelo rizosférico, es decir, la adición de microorganismos extraños diminuyó la actividad catabólica como se refleja en la disminución del AWCD. Lo mismo ocurre con el resto de los índices evaluados. Este hecho podría deberse a que los ecotipos de suelos contaminados con elementos traza, han desarrollado resistencia y son más tolerantes. La aplicación de inóculos comerciales puede provocar un desequilibrio que conduce a una actividad metabólica menor.

Por otra parte, a pesar de que en general la adición de materia orgánica produjo una actividad metabólica superior, la adición de inóculos individualmente, redujo la actividad y la diversidad. En este caso, los inóculos compiten tanto con los microorganismos autóctonos de las arenas de relave como con los que provienen de laenmienda añadida y reducen la capacidad de metabolizar sustratos. Sin embargo, el consorcio de ambos, que ya había producido una biomasa vegetal mayor, contribuyeron a una mayor capacidad de uso de los sustratos. En este caso, una mayor producción de exudados radiculares puede contribuir a la inmovilización de elementos traza y traducirse en una actividad metabólica mayor.

Al agrupar los sutratos por categorías (carbohidratos, aminoácidos, ácidos carboxílicos, polímeros, aminas y amidas) se observó que los carbohidratos y los aminoácidos fueron metabolizados con mayor rapidez tanto en arenas enmendadas como sin emendar.

CONCLUSIONES

En conclusión, nuestro estudio demuestra los efectos positivos de la aplicación de enmiendas orgánicas sobre material de escombrera, estimulando la actividad microbiana y regulando la estructura y composición de la comunidad. No fue tan evidente el efecto de microorganismos comerciales, posiblemente por no estar adaptados a estos ambientes tan inhóspitos, aunque el consorcio de inóculos produjo una mayor biomasa vegetal y capacidad metabólica en arenas enmendadas, pero solo una de las tres plantas fue capaz de desarrollarse.