Susceptibilidad del suelo al impacto humano: caso del herbicida atrazina Translated title: Susceptibility of soil to human impact: case fo the atrazine herbicide

Abstract

Resumen El uso inadecuado de sustancias químicas como los herbicidas, así como las prácticas de manejo agrícola, son sólo algunas de las actividades humanas que han provocado el deterioro del recurso suelo durante el Antropoceno. La atrazina es el herbicida más utilizado en el cultivo de maíz (Zea mays) alrededor del mundo, ya que mejora de forma importante los rendimientos agrícolas, sin embargo, también constituye un factor de riesgo de contaminación ambiental y para la salud humana. El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de adsorción - desorción del herbicida atrazina en tres tipos de suelo bajo diferente manejo agrícola: (i) Andosol, agricultura de temporal; (ii) Feozem, labranza convencional (LC) y labranza cero (LZ); y (iii) Vertisol, de temporal (VT), y con diferente número de años bajo riego con agua residual (V56 y V100). Se realizaron experimentos estándar en lote en muestras de suelo con y sin materia orgánica (MO) para cada tipo de suelo y se obtuvieron los coeficientes de distribución (Kd) correspondientes. La capacidad de adsorción fue mayor en las muestras de suelo con MO, obteniéndose el valor más alto en el Andosol (19 L/kg), después en el Vertisol (3 a 11 L/kg) y el más bajo en el Feozem (1 L/kg). Sin embargo, la mayor afinidad del herbicida por la fracción orgánica del suelo, no sólo está relacionada con su contenido, sino también con su composición química (grado de aromaticidad), misma que depende en gran medida de las prácticas de manejo agrícola de cada tipo de suelo. Actividades como: la rotación de cultivos, la incorporación de los residuos al final del ciclo de cultivo, el uso de agua residual para riego y el tipo de labranza realizada, son factores que inciden en la calidad de la MO del suelo y por lo tanto en la retención de atrazina, lo cual contribuye en la función amortiguadora del suelo y en el destino ambiental del herbicida.

Translated abstract

Abstract Soil deterioration during the Anthropocene is a result of human activities such as misuse of chemical compounds like herbicides and inadequate agricultural management practices. Atrazine is the most widely used herbicide in maize (Zea mays) crops around the world. Its application is used for improving agricultural yields. However, it also represents a risk factor towards environmental contamination and human health. The objective of this work was to evaluate the adsorption-desorption capacity of atrazine in three types of soils under different agricultural management: (i) Andosol under rainfed agriculture; (ii) Phaeozem under conventional tillage (LC) and under zero tillage (LZ); and (iii) Vertisol under rainfed agriculture (VT), and Vertisols irrigated with raw wastewater during 56 and 100 years (V56 and V100). Standard batch experiments were performed on samples of each soil type with and without organic matter (OM). Adsorption capacity was higher in the soil samples containing OM. The following distribution coefficients (Kd) were obtained: the highest Kd value was obtained in the Andosol (19 L/kg), followed by the Vertisol (3 to 11 L/kg), and the lowest was in the Phaeozem (1 L/kg). We found that the larger affinity of the herbicide for the organic fraction of the soil is not only related to the organic content, but also due to its chemical composition (degree of aromaticity). This depends mainly upon the agricultural management practices such as crop rotation and the incorporation of residues at the end of the crop cycle. Also, the use of wastewater during irrigation and the type of tillage performed are additional factors that affect the quality of soil organic matter. Therefore, the atrazine retention capacity of the soil, contributes to the soil buffering function and to the environmental destination of the herbicide.