Un equipo de investigadores de la Universidad de Delaware descubrió que incorporar cáscara de arroz al suelo puede disminuir los niveles de arsénico inorgánico tóxico en el grano de arroz en un 25 a 50 por ciento sin afectar negativamente el rendimiento.
Esta investigación podría tener implicaciones importantes para los países en desarrollo cuyas poblaciones dependen del arroz como alimento básico de sus dietas y necesitan material barato y fácilmente disponible para mejorar la calidad del suelo y disminuir los niveles de arsénico que amenazan la salud humana.
El equipo está dirigido por Angelia Seyfferth, profesora asistente en el Departamento de Ciencias Vegetales y del Suelo en la Facultad de Agricultura y Recursos Naturales, que trabajó con un grupo de técnicos de investigación e investigadores universitarios de diversas áreas de estudio del proyecto, elresultados de los cuales fueron publicados recientemente en el Revista de Química Agrícola y Alimentaria , que es una revista de la American Chemical Society.
El trabajo fue financiado por Seyfferth's National Science Foundation NSF Faculty Early Career Development Award, un premio de la División de Infraestructura Biológica de NSF y un premio de la UD Research Foundation.
El trabajo se basa en una investigación previa dirigida por Seyfferth que analizó las incubaciones del suelo de cáscara de arroz, paja de arroz y cenizas de arroz.
Para este estudio, los investigadores cultivaron plantas de arroz en el suelo enmendadas con residuos y en lugar de usar paja de arroz, que encontraron del estudio anterior tiene impactos negativos en el medio ambiente, y se centraron en la cáscara de arroz, que esrico en sílice, tiene menos arsénico en los tejidos y promueve menos liberación de arsénico no solo de los tejidos sino también del suelo en comparación con la paja.
También analizaron la ceniza de arroz, que Seyfferth dijo que es básicamente un material de cáscara de arroz carbonizado, como una enmienda.
"Utilizamos esos dos materiales y comparamos el crecimiento del arroz con los materiales incorporados en un suelo que tenía niveles de fondo de arsénico y silicio relativamente bajo disponible para las plantas", dijo Seyfferth. "El gran hallazgo es que cuando cultivamos estas plantasEn el suelo enmendado de cáscara fresca, vemos una disminución del 25-50 por ciento en el arsénico inorgánico en los granos, que es la forma más tóxica de arsénico. Entonces, de inmediato, al poner este material en el suelo, podemos hacer que las plantas sean más saludables yalterar la forma tóxica de arsénico en el grano que tiene implicaciones directas para la salud humana ".
arsénico y silicio
Ser un material rico en sílice es importante para reducir la cantidad de arsénico en la planta de arroz porque el mecanismo de absorción de arsenito, que es la forma más dominante de arsénico en arrozales inundados, comparte una vía de transporte con silicio disuelto. Este hallazgofue publicado en un artículo que salió en 2008 dirigido por Jian Feng Ma, un investigador japonés, y Seyfferth dijo que confirmó algunas de sus sospechas anteriores sobre el arsénico y el silicio.
"Ya había algunas pistas porque el arsénico y el silicio son muy similares en términos de su ubicación en la tabla periódica, y antes de que saliera ese documento, había pensado hacer algunos experimentos de competencia entre el arsénico y el arroz de silicio. Cuando salió ese papel, me dio cierta confianza en que sería importante investigar ", dijo Seyfferth.
Aunque había realizado algunas investigaciones con fertilizantes de silicio sintético que demostraron ser prometedoras para disminuir el arsénico en los granos, Seyfferth dijo que no fue hasta que fue a Camboya y vio la inmensidad de los arrozales y la cantidad de residuos de arroz que se genera a partir deproducción mundial de arroz que realmente quería explorar utilizando algunos de esos materiales como fuentes de sílice.
"En Camboya y en muchas otras regiones productoras de arroz, las plantas crecen en el suelo y luego, cuando cosechan, quitan la paja y toda la porción del suelo, por lo que dejan las raíces en su lugar, pero la mayor parte del silicioestá en la paja y también en la cáscara ", dijo Seyfferth.
Cuando el arroz sale directamente de la planta, está encerrado en un material de cáscara, y cuando se retira para llegar al grano, la cáscara sobrante tiene una gran cantidad de silicio.
"Por lo general, este material solo se coloca en pilas y la industria de la ingeniería siempre presenta cosas nuevas e interesantes que hacer con él. Cuando estuve allí, viendo estas pilas gigantes de cáscaras que duplicaban mi altura e increíblemente vastas,Miré eso y dije: 'Guau, mira todo ese silicio' ", dijo Seyfferth.
En un entorno natural, esos tejidos ricos en sílice se volverían a incorporar, pero cuando se cultiva arroz y los tejidos se retiran y se sacan del sitio, ese bucle se interrumpe y la pérdida de sílice se exacerba.
"Al incorporar esto, estamos recuperando esa sílice, que como mostramos puede disminuir el arsénico inorgánico en el grano pero también puede proporcionar otros nutrientes, por lo que tal vez más fósforo, más nitrógeno como una especie de fertilizante orgánico sin la necesidad demás fertilizante químico. Luego, tener más silicio también hace que las plantas sean más resistentes a otras tensiones como los hongos patógenos ", dijo Seyfferth.
investigadores universitarios
Seyfferth dijo que uno de los aspectos emocionantes de este proyecto fue trabajar con tantos investigadores universitarios que fueron coautores del artículo.
"Al trabajar con los investigadores universitarios, creo que todos ganan en ese escenario. Obtienen experiencia en investigación que les ayuda a prepararse para su próximo paso, ya sea en la escuela de posgrado o en la industria. Nuestro grupo de investigación obtiene más ayuda y más manos significa trabajo liviano oque podemos hacer más cosas y es divertido verlos motivarse, comprometerse lo suficiente como para obtener la coautoría en los documentos ", dijo Seyfferth.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Original escrito por Adam Thomas. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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