Bioabsorption of heavy metals from waste water with biostimulants and substrates by Sechium Edule SW

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5377/elhigo.v14i2.19656%20

Keywords:

Agronomic variables, biological treatment, phytohormones, phytoremediation, vermicompost

Abstract

Soil and water pollution is a serious problem. An efficient alternative is phytoremediation, a method that uses plants to clean contaminants from soil and water. This approach is sustainable and less invasive than traditional methods. Biostimulants, on the other hand, are substances or microorganisms that improve the absorption and assimilation of nutrients. The objective of this study was to analyze the bioabsorption of heavy metals from the Endhó dam and the agronomic response of Sechium edule Sw with biostimulants and two types of substrates. To do this, Sechium edule Sw fruits were germinated and planted in 100 L pots with tezontle substrates (fine and coarse) and vermicompost in a ratio of 8:2 v/v, under a 1x3x2 experimental design. Irrigation was carried out according to the water needs of the crop, using well water during the first stage and wastewater from the Endhó dam in the second. In addition, three types of plant biostimulants were applied. The results showed that the roots of treatment B presented significant differences in the concentrations of chromium and lead (p = 0.0067), while significant concentrations of chromium and arsenic were observed in the leaves in the same treatment (p = 0.0018). It is concluded that treatment B, together with the use of biostimulants, represents a viable and sustainable alternative for the bioabsorption of metals with Sechium edule Sw.

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Author Biographies

Mario Francisco Santoyo de la Cruz , Colegio de Postgraduados, Montecillo campus, State of Mexico, Mexico

He is a Biologist, with a Master's degree and PhD in Hydrosciences. Postdoctoral fellow in the area of integrated watershed management and the effect of climate change, in the postgraduate program in hydrosciences at the Colegio de Postgraduados, Montecillo campus, Mexico.

Abel Quevedo Nolasco, Colegio de Postgraduados, Montecillo campus, State of Mexico, Mexico

He is an irrigation engineer with a master's degree and doctorate in hydrosciences and is an academic in the postgraduate program in hydrosciences at the Colegio de Postgraduados campus Montecillo, Mexico, in the area of integrated watershed management and the effect of climate change.

Cándido Mendoza Peres, Colegio de Postgraduados, Montecillo campus, State of Mexico, Mexico

He is an agronomist engineer with a master's degree and doctorate in hydrosciences and is an academic in the postgraduate program in hydrosciences at the Colegio de Postgraduados campus Montecillo, Mexico, in the area of agricultural irrigation and drainage.

Juan Enrique Rubiños Panta, Colegio de Postgraduados, Montecillo campus, State of Mexico, Mexico

He is an agronomist engineer, with a master's degree in hydrosciences and a doctorate in water economics. He is an academic in the postgraduate course of Hydrosciences of the Colegio de Postgraduados campus Montecillo, Mexico, in the area of agricultural irrigation and drainage.

References

Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. y Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - Irrigation and drainage paper 56. FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations. Roma. https://www.fao.org/4/X0490E/x0490e00.htm

Bhardwaj, A. K., Singh, R., Yadav, D. S., Sharma, P. K., y Shukla, S. (2021). Influence of Soil Texture and Organic Amendments on Nutrient Retention and Crop Productivity. Agricultural Sciences, 12(7), 635–652.

Cartaya, O., Guridi, F., Cabrera, A., Moreno, A. M. y Hernández, Y. (2017). Efecto de la aplicación foliar de oligogalacturónidos a plántulas de tomate (Solanum Lycopersicum L.) en la fitoextracción de cobre de suelo contaminado. Cultivos Tropicales 38 (3), 142-147. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362017000300020&lng=es&tlng=es

Chamizo, C. S., Otazo, E. S., Gordillo, M. A. J., González, R. C. A., Suárez, S. J. y Muñoz, N. H. (2018). El cambio climático y la disponibilidad agua en sub-cuencas del Valle del Mezquital, México. Revista Iberoamericana de Ciencias 5 (5), 40-51. http://reibci.org/publicados/2018/oct/3000102.pdf

Cobeña, M. Y. L., Torres, G. A., Héctor, A. E. F., Fosado, T. O. y León, A. R. (2022). Efectos de bioestimulantes en las clorofilas y el número de hojas en el cultivo de pimiento (Capsicum annuum L.) en condiciones semiprotegidas. La Técnica Edición Especial, 15-26. DOI: https://doi.org/10.33936/la_tecnica.v0i0.4096

Cruz, V. R. (2017). Estudios científicos relacionados a la raíz tuberizada de chayote (Sechium edule Sw), revisión. Boletín De Ciencias Agropecuarias Del ICAP, 3 (5). https://doi.org/10.29057/icap.v3i5.2061

Díaz, P. G., Rodríguez, Y. G. A., Montana, L., Miranda, S. T. C., Basso, C. y Arcia, M. M. A. (2020). Efecto de la aplicación de bioestimulantes y Trichoderma sobre el crecimiento en plántulas de maracuyá (Passiflora edulis sims) en vivero. Bioagro 32 (3): 195-204. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7901981

Falcón, R. A. B., González, P. D., Nápoles, G. M. C., Morales, G. D. M., Núñez, V. M. C., Cartaya, R. O. E., Martínez, G. L., Terry, A. E., Costales, M. D., Dell, A. J. M., Jerez, M. E., González, G. L. G. y Jiménez, A. M. C. (2021). Oligosacarinas como bioestimulantes para la agricultura cubana. Anales de la Academia de Ciencias de Cuba 11 (1). http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2304-01062021000100007&lng=es&tlng=es.

Flores, D. L., Hernández, S. G., Alcalá, M. R. y Maples, V. M. (1992). Total, contents of cadmium, copper, manganese and zinc in agricultural soils irrigated with wastewater from Hidalgo, México. Revista Contaminación Ambiental 8 (1), 37-46. https://www.revistascca.unam.mx/rica/index.php/rica/article/view/29310

Flores, R. V. J. (2011). Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo. Primera edición, Bogotá, Colombia, 294p.

González, F. J. A., Evans, R. Y., López, C. R., Benavides, M. A., y Cabrera, F. M. (2016). Las propiedades físicas del sustrato de crecimiento afectan el desarrollo de la fresa cultivar ‘Albion’. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, (17), 3607-3621.

Héctor, A. E., Torres, G. A., Fosado, T. O., Peñarrieta, B. S., Solórzano, B. J., Jarre, M. V., Medranda, V. F., y Montoya, B. J. (2020). Influencia de bioestimulantes sobre el crecimiento y el rendimiento de cultivos de ciclo corto en Manabí, Ecuador. Cultivos Tropicales 41 (4). http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362020000400002&lng=es&tlng=es.

Juárez, R. C. R., Aguilar, C. J. A., Bugarín, M. R., Aburto, G. C. A., y Santiago, A. G. (2020). Medios de enraizamiento y aplicación de auxinas en la producción de plántulas de fresa. Ciencia y Tecnología Agropecuaria 21 (1), 71-83. https://doi.org/10.21930/rcta.vol21_num1_art:1319

Khan, W., Rayirath, U. P., Subramanian, S., Jithesh, M. N., Rayorath, P., Hodges, D. M., ... y Prithiviraj, B. (2021). "Seaweed Extracts as Biostimulants of Plant Growth and Development." Journal of Plant Growth Regulation, 30(3), 1-17.

Martínez, G. A., Zamudio, G. B., Tadeo, R. M., Espinosa, C. A., Cardoso, G. J. C., y Vázquez, C. M. G. (2022). Rendimiento de híbridos de maíz en respuesta a la fertilización foliar con bioestimulantes. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 13 (2), 289-301. https://doi.org/10.29312/remexca.v13i2.2782

Moreno, R. L. P., López, R. H. L., Medina, L. R. C. y Pérez, A. I. (2021). Efecto de bioestimulantes sobre el crecimiento de la Vainilla Tahitensis en Daule, Ecuador. Revista Científica Ecociencia 8 (6), 25–38. https://doi.org/10.21855/ecociencia.86.606

Pérez, D. J. P., Ortega, E. H. M., Ramírez, A. C., Flores, M. H., Sánchez, B. E. I., Can, C. Á., y Mancilla, V. O. R. (2019). Evaluación de la calidad del agua residual para el riego agrícola en Valle del Mezquital, Hidalgo. Acta Universitaria 29, e2117. https://doi.org/10.15174/au.2019.2117

Ramos, O. C. A., Castro, R. A. E., León, F. N. S., Álvarez, S. J. D., y Huerta, L. E. (2019). Lombricomposta para recuperar la fertilidad de suelo franco arenoso y el rendimiento de cacahuate (Arachis hypogaea L.). Terra Latinoamericana 37(1), 45-55. https://doi.org/10.28940/tl.v37i1.331

Rodríguez, A. T., Cajamarca, C. K., Barrezueta, U. S., Luna, R. A., y Villaseñor, O. D. (2023). Efectos de bioestimulantes en el crecimiento morfológico de plántulas de cacao en etapa de vivero. Manglar 20 (2), 117-122. https://dx.doi.org/10.57188/manglar.2023.013

Santana, B. Y., Del Busto, C. A., González, F. Y., Aguiar, G., I., Carrodeguas, D. S., Páez, F. P. L., y Díaz, L. G. (2016). Efecto de Trichoderma harzianum Rifai y FitoMas-E® como bioestimulantes de la germinación y crecimiento de plántulas de tomate. Centro Agrícola 43 (3), 5-12. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0253-57852016000300001&lng=es&tlng=es.

Sepúlveda, B., Nazer, A., y Pavez, O. (2023). Potencial de plantas silvestres para fitorremediación de metales pesados presentes en residuos mineros: un enfoque para restaurar áreas contaminadas. 27 th International Congress on Project Management and Engineering. Donostia, San Sebastián, 10-13 de Julio, 2023. https://doi.org/10.61547/3415

Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2015). Plant Physiology and Development (6th ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Valero, V. N. O, Kenia, A., Chima, M. K. A., y Gómez, G. J. A. (2023). Efecto bioestimulante de una chalcona sintética sobre frijol guajiro (Vigna unguiculata L. Walp). Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial 21 (2), 62-74. https://doi.org/10.18684/rbsaa.v21.n2.2023.2153

Verhulst, N., Govaerts, B., Verachtert, E., Castellanos-Navarrete, A., Mezzalama, M., Wall, P., Deckers, J., y Sayre, K. D. (2011). Conservation Agriculture and Soil Quality: Impacts on Soil Aggregation and Organic Matter Dynamics. Mexico, D.F.: CIMMYT.

Published

2024-12-17

How to Cite

Santoyo de la Cruz , M. F. ., Quevedo Nolasco, A. ., Mendoza Peres, C. ., & Rubiños Panta, J. E. . (2024). Bioabsorption of heavy metals from waste water with biostimulants and substrates by Sechium Edule SW. Journal of Science and Technology El Higo, 14(2), 178–194. https://doi.org/10.5377/elhigo.v14i2.19656

Issue

Section

Scientific articles