Retomamos un tema tan complejo como el que planteamos en la primera parte de este artículo publicado en Cannabis Magazine: los metales pesados en el medio ambiente.

Por Víctor Bataller Gómez

Se consideran metales pesados a todos aquellos cuya densidad es superior a 4,5 grs/cm3. Su toxicidad para los seres vivos se debe a su afinidad por la cisteína de las proteínas pero las consecuencias fisiológicas negativas que producen difieren claramente. Incluso sus consecuencias sobre la salud dependen del estado físico y/o químico del metal.

Todos los metales pesados se mueven por el medio ambiente en forma de ciclos que permiten su total asimilación por la naturaleza pero han sido modificados por el hombre causando problemas en muchos casos irreversibles. En la primera parte hemos tratado el cromo y el cadmio y ahora continuaremos con otros de metales pesados. 

Los organismos vivos requieren diferentes cantidades de metales pesados. En pequeñas concentraciones necesitan hierro, cobaltocobremanganesomolibdenozinc que, como es sabido, son fundamentales para los seres vivos pero que, por el contrario, a poco que se superen esas cantidades pueden causar daños. Otros metales pesados como mercurioplutonio, y plomo son tóxicos que no tienen un efecto beneficioso para los seres vivos y su acumulación con el tiempo puede causar problemas muy serios.  Algunos elementos que son normalmente tóxicos para algunos organismos, en condiciones muy concretas, pueden ser beneficiosos, como es caso del vanadio, el wolframio o el cadmio

Plomo (Pb)

El plomo presente en el medio ambiente proviene tanto de fuentes naturales como antropogénicas (creadas o inducidas por la actividad humana). La exposición puede ocurrir a través del agua potable, alimentos, aire, suelo y de las emisiones de sustancias que han empleado este metal para su fabricación como pinturas, combustibles fósiles, etc.  El plomo está entre los metales no ferrosos reciclados por lo que su producción ha crecido de manera exponencial a pesar de que los precios del plomo bajaran. Sus características físicas y químicas le hacen una materia prima ideal en las industrias manufactureras, en la construcción y en las de productos químicos. Es fácilmente maleable y dúctil y posee una gran variedad de usos, desde baterías y pilas hasta pigmentos, pasando por combustibles fósiles, aleaciones, forros para cables, municiones, etc.

El plomo no es un elemento esencial en los procesos metabólicos de las plantas o los animales, pero puede acumularse hasta niveles tóxicos o letales para estos organismos. Los valores medios en suelos agrícolas varían normalmente entre 10 a 70 mg/kg/L pero se han detectado valores superiores a los 100 mg/kg/L de plomo para suelos de Europa y Asia. Con el tiempo se ha establecido que el límite en el contenido de plomo de un suelo normal nunca debe ser superior a los 70 mg/kg/L.

La solubilidad del plomo puede disminuir mediante el encalado y de esta manera se conseguiría que no pasara a la solución del suelo y pueda ser tomado por las plantas e incorporarlo a la cadena trófica. En medio alcalino el plomo precipita como hidróxido, fosfato o carbonato y también se promueve la formación de complejos orgánicos estables de plomo. La acidez del medio puede aumentar la solubilidad de plomo, pero su movilización generalmente es más lenta que su acumulación en las capas de suelo ricas en materia orgánica. La localización del plomo cerca de la superficie del suelo se relaciona principalmente con la acumulación superficial de materia orgánica por lo que también evita su solubilidad. En suelos contaminados con plomo este se encuentra comúnmente asociado al cadmio y al zinc. 

Con todo esto podemos sacar la conclusión que el complejo suelo/planta limita la incorporación del plomo a la cadena alimenticia ya sea por procesos de inmovilización química en el suelo o limitando el crecimiento de las plantas antes de que el plomo absorbido alcance niveles que puedan ser dañinos para el ser humano. La absorción y translocación del plomo por depósito atmosférico en las hojas puede llegar a estar entre el 73 y el 95% de su contenido total en las hortalizas y en los cereales.

Hierro (Fe)

El hierro se suele clasificar más como un micronutriente que como un metal pesado, lo que significa que las plantas lo requieren en cantidades mucho menores que si lo comparamos con los macronutrientes primarios o secundarios pero es un elemento esencial. El hierro es el constituyente de varias enzimas y algunos pigmentos, ayuda a reducir las concentraciones  de nitratos y sulfatos en el suelo, participa en los procesos energéticos dentro de la planta, en la síntesis de la clorofila, etc.

La deficiencia de hierro (clorosis férrica) se manifiesta inicialmente en forma de clorosis intravenosa en las hojas nuevas quedando los nervios foliares claramente marcados sobre la hoja al ser mucho más verdes que el resto. Estos síntomas pueden confundirse con las deficiencias de zinc y manganeso. Su deficiencia suele deberse más a motivos de bloqueo que de escasez de hierro en el suelo ya que es el elemento más frecuente en la corteza terrestre después del silicio y el oxígeno. Hay que tener cuidado con las enmiendas calizas y los aportes de fosfatos ya que es más frecuente en suelos alcalinos ricos en calcio que en suelos ácidos debido a que se bloquea el hierro por el calcio procedente del carbonato cálcico, muy frecuente en este tipo de suelos. También puede haber problemas de deficiencia en hierro si hay un exceso de fósforo en el suelo ya que interaccionan entre ellos.

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La clorosis férrica tiene efectos muy negativos en la producción y rendimientos de las plantas. El hierro es un elemento vital para la planta. El 75% del hierro celular está en los cloroplastos, de ahí la importancia en la fotosíntesis de este elemento. Es esencial para la formación de la clorofila, de forma que se observa una correlación entre el contenido en Fe y la cantidad de clorofila en las hojas. Además forma parte estructural de numerosas enzimas vegetales importantes para la supervivencia de los vegetales.

La forma en que lo toma la planta es como ión ferroso Fe2+, aunque también puede hacerlo como ión ferroso Fe3+, de hecho, el ión ferroso es muy fácilmente oxidable. El hierro a pH 7 o superior precipita y no está disponible para las plantas por lo que habrá que intentar utilizarlo en pH ácidos. La fertilización con hierro se puede hacer de dos formas. La primera es en aplicación foliar y es la opción más económica. Los quelatos son compuestos que estabilizan los iones metálicos como el hierro y los transportan a las células vegetales. El más común y efectivo es el EDDHSA, pues trabaja muy bien en un amplio rango de pH que va desde el 3 al 11. Otros agentes quelantes como EDTA suelen perder eficacia en pH básicos por lo que han perdido importancia en los últimos años.

La otra forma de aplicación del hierro es en el agua de riego o incluso dispersado por el suelo. Los quelatos de hierro es una opción pero es la más cara. Podemos utilizar sulfato de hierro que también tiene la propiedad de acidificar los suelos lo que también ayuda a liberar el hierro que está insolubilizado en el suelo y que así quede disponible para las plantas.

Otro producto ideal tanto para aplicación foliar como por el agua de riego es la utilización de productos procedentes de extractos naturales como Urtifer. Es un formulado a base de ortiga en polvo empleado para fabricar purín de ortiga que a su vez ayuda a la planta a reforzarse ante el ataque de patógenos como hongos y bacterias. Su forma de preparación es la siguiente: para tratamiento foliar de debe dejar en maceración durante veinticuatro horas y mientras se hace la maceración se deberá agitar la emulsión enérgicamente durante 30 minutos y luego repetir la operación justo antes de aplicarlo. Aplicar en las horas bajas de insolación y mojando muy bien las plantas. Para usarlo en fertirrigación la dosis es la misma sólo que la maceración deberá mantenerse durante una semana y luego aplicarlo en un riego corto para que sea lo más superficial posible.

Cultivo de cannabis en el invernadero de CTAEX en Villafranco del Guadiana (Badajoz) — CEDIDA

Cobre (Cu)

El cobre, al igual que el hierro, es un micronutriente necesario para las plantas pero en unas dosis mucho más pequeñas. En comparación, el índice ideal de hierro puede ser veinte veces más alto que el de cobre. Si bien la deficiencia o la toxicidad del cobre es muy raro que se vea, lo mejor es evitar los extremos, pues en ambos casos el crecimiento y la calidad de los cultivos podrían verse afectados.

El cobre activa ciertas enzimas implicadas en la síntesis de lignina y es esencial para diversos procesos enzimáticos. También es necesario en el proceso de la fotosíntesis, esencial para la respiración de las plantas y promotor en el metabolismo de carbohidratos y proteínas. El cobre ayuda a intensificar el sabor, el color y el olor de las plantas y a que se protejan de numerosos patógenos como hongos y bacterias.

El cobre es también muy inmóvil en la naturaleza por lo que los primeros síntomas de su deficiencia se presentan en las hojas nuevas. Dichos síntomas varían dependiendo de cada planta pero normalmente comienzan por el enrollamiento y una leve clorosis, bien en toda la hoja o bien entre las venas de las más jóvenes. Dentro de las zonas cloróticas de las hojas pueden formarse pequeños puntos necróticos, sobre todo en los bordes de estas. A medida que los síntomas progresan, las hojas nuevas son más pequeñas, pierden su brillo y en algunos casos pueden marchitarse. Los meristemos apicales pueden necrosarse y morir, impidiendo así el desarrollo de ramas laterales. La apariencia de las plantas es compacta y los tallos entre las hojas se acortan, mientras que en las flores, el color suele ser más claro de lo normal.

El exceso de potasio, fósforo y otros micronutrientes puede provocar, indirectamente, deficiencia de cobre. Esta deficiencia también puede ser provocada por un pH alto en el medio, pues su disponibilidad será menor para la planta.

El exceso de cobre en el sustrato puede afectar al desarrollo de la raíz provocando una necrosis en sus puntas lo que se traduce en un crecimiento lateral excesivo. En la planta, los altos niveles de cobre pueden provocar deficiencias de hierro, molibdeno o zinc. Respecto a los nuevos cultivos, al principio pueden tornarse más verdes de lo normal, después  presentarán los síntomas de deficiencia de hierro o quizá de otros micronutrientes. Si no es corregida, la amenaza de toxicidad por cobre puede reducir la ramificación y finalmente provocar el deterioro de la planta. Como ocurre con la mayoría de los micronutrientes, la disponibilidad del cobre es mayor cuando el pH es más bajo. 

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Una trabajadora en los cultivos de cannabis de la compañía Canopy Growth, líder en el mundo.

Mercurio (Hg)

Es liberado a la atmósfera principalmente durante los procesos para su elaboración y para la de otros metales, en la combustión de carbón y de manera natural en la desgasificación de la corteza terrestre y en procesos bacterianos de detoxificación (neutralización y eliminación de toxinas). Una vez emitido, debido a su elevada volatilidad, puede ser transportado a grandes distancias siendo la forma inorgánica más tóxica la del vapor de mercurio.

Las aplicaciones del mercurio son numerosas y tanto su uso como su incorrecta eliminación incorporan vapor de mercurio a la atmósfera. También puede emitirse mercurio a la atmósfera en los procesos extractivos de metales preciosos como el oro en los que se forma una amalgama que posteriormente es calentada emitiéndose también vapor de mercurio.

Su efecto altamente tóxico sobre el hombre se debe a la acumulación en el sistema nervioso central donde causa daños severos originando otro tipo de consecuencias motoras y sensoriales.

Muchas plantas actúan como bioindicadores de la presencia de un metal pesado en el medio ya que tienden a retenerlo selectivamente, mientras otras se comportan como bioacumuladoras del metal pesado al tolerar su presencia y acumularlo en su estructura, dando paso a la bioconcentración a través de la cadena trófica. En el proceso de la contaminación por los metales pesados las plantas son la puerta de entrada al resto de seres vivos hasta alcanzar al ser humano que, en la mayoría de los casos, es el causante de esta contaminación. En las plantas la contaminación de mercurio hace que su crecimiento disminuya significativamente y con el tiempo provoca su muerte. 

Arsénico (As)

Los investigadores trabajan actualmente en el estudio de la dinámica del arsénico en el suelo y su efecto sobre cultivos, a la vez que estudian distintas formas de aumentar la resistencia de las plantas a este elemento tóxico.

El origen más generalizado del arsénico es natural ya que se encuentra en materiales geológicos ricos en este elemento y de origen volcánico. Es tóxico para la salud humana y animal y es un problema que afecta a muchos países, principalmente en Asia. Por ejemplo, muchos habitantes de la India no sólo beben agua contaminada con arsénico, sino que además se alimentan con cultivos, como el arroz, regados con agua que contiene elevados niveles de este elemento. La ingesta de pequeñas cantidades de arsénico puede causar efectos crónicos por su acumulación en el organismo y hasta puede llegar a ocasionar envenenamientos graves cuando la cantidad ingerida es cercana a los 100 mgrs. También se le atribuyen al arsénico propiedades cancerígenas.

Los ambientes áridos y semiáridos presentan rocas ricas en arseniatos, que son disueltos por el agua subterránea y distribuidos por los acuíferos que provoca suelos agrícolas contaminados por el riego y otras zonas marginales que sufren contaminación de origen geoquímico, por ascenso capilar de capas freáticas ricas en este elemento.

Las plantas exhiben síntomas de toxicidad cuando se encuentran expuestas a concentraciones elevadas de arsénico. No obstante, por suerte, la mayor parte de los cultivos muere antes de acumular niveles excesivamente tóxicos que puedan incorporarse  a la cadena trófica

Actualmente se analiza la manera de reducir el efecto negativo sobre el desarrollo del cultivo, a través de elementos antagónicos, como el fósforo, o de organismos que controlan la absorción del tóxico, como las micorrizas.

La planta es afectada tanto por el arsénico presente en el suelo como por el contenido en el agua de riego, aunque puede tolerar niveles relativamente elevados de arsénico y no tiende a acumularlos. Un efecto extraño que se descubrió es que con altos niveles de arsénico que afectan negativamente a la planta, al mismo tiempo le confieren una alta resistencia a la sequía.

Acerca del autor

Muchos años luchando en la sombra para que el cannabis florezca al sol.