Estudio chileno advierte que el riesgo ambiental de herbicidas en suelos volcánicos depende del tipo de suelo
Una investigación publicada en Journal of Soil Science and Plant Nutrition analizó el comportamiento de dos herbicidas del grupo de las sulfonilureas —bensulfurón-metil (BSM) y rimsulfurón (RS)—en diez suelos derivados de cenizas volcánicas (SDCV) de Chile. El estudio identificó qué propiedades del suelo favorecen su retención y cuáles, por el contrario, aumentan el riesgo de lixiviación y potencial contaminación de aguas subterráneas.
Los SDCV del sur de Chile sustentan una parte relevante de la actividad agropecuaria del país, pero también presentan propiedades fisicoquímicas distintivas, como mineralogías reactivas y superficies de carga variable, que pueden influir directamente en el destino ambiental de los plaguicidas. En este contexto, el estudio liderado por la investigadora Lizethly Cáceres-Jensen (Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, UMCE) evaluó el comportamiento de BSM y RS en suelos representativos del territorio agrícola, incluyendo dos Ultisoles (COLL y MET) y ocho Andisoles (FRE, STB, OSN, DIG, TCO, RAL, NBR y FRU).
En condiciones controladas de laboratorio, el estudio examinó la cinética de adsorción (qué tan rápido se retienen los herbicidas), procesos de adsorción-desorción (retención y reversibilidad), modelos para interpretar mecanísticos de transporte y análisis multivariado para identificar las variables del suelo que explican mejor la variabilidad entre localidades.
Los resultados indican que la adsorción de ambos herbicidas ocurre mediante un proceso de adsorción no lineal e irreversible, consistente con interacciones fuertes entre las moléculas y la matriz del suelo (mecanismo de quimisorción). “En términos prácticos, la movilidad de estos compuestos no es igual en todos los territorios, sino que depende de propiedades como la materia orgánica (MO), la densidad aparente, la capacidad de intercambio catiónico (CIC), la relación entre distintas fracciones del carbono orgánico (CO) y la composición mineral del suelo”, explica la Dra. Cáceres-Jensen, investigadora responsable del proyecto Fondecyt Regular Nº 1221634 (2022–2025), financiado por ANID.
El estudio permite identificar contrastes críticos entre perfiles de suelo con mayor capacidad de inmovilización frente a otros más propensos a la lixiviación. En particular, TCO y RAL con menor MO o asociaciones órgano-minerales más débiles aparecen como suelos con señales de mayor vulnerabilidad, porque muestran una adsorción más débil y lenta (indicadores cinéticos desfavorables), lo que aumenta la probabilidad de que una fracción del herbicida permanezca más tiempo en la solución del suelo y, bajo determinadas condiciones, sea transportada hacia aguas subterráneas. En RAL, la vulnerabilidad se asocia a asociaciones órgano-minerales poco desarrolladas, que limitan los sitios de adsorción. En TCO, en cambio, se enfatiza el rol de un pH más alto a lo largo del perfil, que incrementa la carga superficial negativa y favorece la predominancia de sulfonilureas en su forma aniónica. Ese escenario intensifica la repulsión electrostática y reduce la adsorción, lo que se traduce en mayor movilidad y riesgo de lixiviación. En contraste, los suelos ricos en alofán, óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio y con mayor MO tienden a mostrar una mayor afinidad de adsorción y una retención más fuerte de estas moléculas, detalla la Dra. Cáceres-Jensen, quien además forma parte de la Sociedad Chilena de la Ciencia del Suelo (SChCS).
El trabajo también plantea implicancias concretas para el manejo agrícola. Entre sus conclusiones, los autores recomiendan ajustar el pH del suelo a rangos levemente ácidos e incorporar enmiendas orgánicas estabilizadas (como compost o biochar) para aumentar la capacidad de adsorción y avanzar en modelos que permitan predecir el comportamiento de estos herbicidas según las propiedades específicas de cada SDCV. La meta, sostienen, es reducir el riesgo de escurrimiento superficial y de contaminación de aguas subterráneas en zonas agrícolas vulnerables.
El suelo es el primer “filtro” entre lo que se aplica en la superficie agrícola y el agua que circula bajo tierra. Cuando un herbicida entra al suelo, una parte se queda retenida en sus partículas y otra queda disuelta en el agua del suelo; esa fracción disuelta es la que puede moverse hacia capas más profundas. El punto es que ese equilibrio cambia mucho según el tipo de suelo volcánico (su MO, minerales reactivos y, sobre todo, su pH) y también según cómo se maneja: el encalado o aplicaciones altas de fosfato pueden reducir la retención de herbicidas ionizables; las enmiendas orgánicas (compost, estiércol o biochar) pueden modificar el pH y la MO disuelta; y la no-labranza puede activar rutas de flujos preferenciales que aceleran el transporte.
A esto se suma un factor emergente, el uso de plásticos agrícolas puede generar microplásticos (MPs) que alteran propiedades físicas del suelo (porosidad, agregación, densidad aparente y retención de agua), además de influir en procesos biológicos como la actividad microbiana y el ciclo de nutrientes. El estudio incluso plantea que estos MPs pueden interactuar con contaminantes coexistentes, actuando como “colectores” de plaguicidas y potencialmente aumentando su persistencia en la matriz del suelo. En conjunto, todo esto explica por qué dos predios cercanos pueden tener riesgos muy distintos: en uno el suelo inmoviliza más y en otro deja pasar más, y esa diferencia es la que puede terminar influyendo, en ciertos escenarios, en la calidad del agua que consumen las comunidades.
La publicación se inserta en una línea de investigación que la autora y su equipo han venido desarrollando desde hace varios años en su Laboratorio de Investigación Physical & Analytical Chemistry Laboratory (PachemLab; https://pachem.cl/) sobre el comportamiento ambiental de herbicidas en SDCV del sur de Chile.
Es importante señalar que el artículo fue desarrollado por Lizethly Cáceres-Jensen, Mauricio Espinoza-Villanueva, Jorge Rodríguez-Becerra, Manuel Ávila-Gajardo, Mauricio Molina-Roco, Jonathan Suazo-Hernández, Mónica Antilén, Mauricio Escudey y Jay Gan, y contó con financiamiento de FONDECYT 1221634, FONDECYT 1251000 y CEDENNA CIA250002.
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