Presentación en formato PDF de Julio Rodrigo Carrazana Gallo, del ...
Presentación Rodrigo Ortega
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Rodrigo Ortega BluIng. Agrónomo, MS, PhD
Nutrición en hortalizas de hoja: potenciales peligros químicos.
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Introducción• Las frutas y hortalizas son alimentos importantes en la dieta por su
aporte de minerales, vitaminas, fibra y otros nutrientes. • Son numerosas las campañas nacionales e internacionales para
incrementar su consumo diario; sin embargo, estos alimentos pueden presentar problemas de inocuidad química y biológica, particularmente nitratos, metales y patógenos humanos.
• La calidad química y microbiológica del suelo, abonos químicos y orgánicos, aguas de riego y el manejo de post-cosecha son factores críticos dentro del sistema productivo que determinan la inocuidad del producto final.
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Contaminación con nitratos• El nitrato (NO3
-) está presente en el agua de forma natural, pudiéndose incrementar su concentración por actividades humanas.
‣ Fuentes:‣ Fertilizantes inorgánicos y orgánicos.
‣ Purines y estiércol.
‣ Actividades industriales y urbanas (vertidos efluentes, aguas residuales, etc.).
‣ Herbicidas y plaguicidas que contienen nitratos.
‣ Los nitratos se disuelven fácilmente en el agua. No confieren ningún sabor u olor a las aguas de bebida.
‣ En Chile, el limite máximo de nitrato permitido en agua potable es 10 mg/L de N-NO3.
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Concentración de N en agua de pozo, VI región.
N-NO3 mg/L 41.8
N-NH4 mg/L 1.89Total mg/L 43.7
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Peligros del consumo de nitrato• Metahemoglobinemia: se afecta el transporte de
oxigeno en la sangre, particularmente en niños lactantes (síndrome del “bebé azul”).
• Formación de compuestos nitrosamínicos considerados cancerígenos. Estudios muestran asociación entre incidencia de cáncer gástrico y contaminación del agua por nitrato.
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Expresiones
• N-NO3: se determina NO3- y se expresa como N.
• N-NH4: se determina NH4+ y se expresa como N.
– Ambas formas de N se pueden sumar si se expresan como N.
• Para pasar de NO3 a N-NO3: x 0.23• Para pasar de N-NO3 a NO3: x 4.43
• Para pasar de NH4 a N-NH4: x 0.78• Para pasar de N-NH4 a NH4: x 1.29
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Límites máximos de nitratosEuropean Food Safety Authority (2010)
Especie Tipomg NO3/kg
frescomg NO3/kg
secomg N-NO3/kg
secoEspinaca Invierno 3000 30000 6774
Verano 2500 25000 5645En conserva o congelado 2000 20000 4516
Lechuga Invernadero-invierno 4500 45000 10161Invernadero-verano 3500 35000 7903Aire libre-invierno 4000 40000 9032Aire libre-verano 2500 25000 5645
Lechuga-Iceberg Invernadero 2500 25000 5645Aire libre 2000 20000 4516
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Dinámica del nitrógeno en el suelo
Urea
NO3- NO2- NH4-
Nitrificación
N2
N2OFertilizante
NH3Pérdidas por volatización
Pérdidas por desnitrificación
Absorción
Mineralización
Inmovilización
Materia orgánica
Pérdidas por lixiviación
Catión intercambiable
Arcilla
Pérdidas por lixiviación
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xilema
floema
HazEpidermis
Estomas
Envés
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Asimilación de NO3-
NO3-
NH4-
C5N2
floema
xilema
NO3- NO3-
C5N2
floema
C5N2C5N2
C5N2
NO3-
NO2-
NO2-
NH4+
NO3-
NiR6e-
+C
ATP,Mg, GS
NR 2e-
Glutamina
Raíz Hoja
vacuola
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Asimilación de NH4+
C6N4
floema
xilema
C5N2 C5N2
floema
C5N2
C5N2
C5N2
+C
ATP, Mg, GS
Glutamina
Raíz Hoja
C6N4
NH4+ NH4+ NH4+
NH4+
C6N4
NH4+
+C
Arginina
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Cálculo del N metabolizado
%32100*74,155,0
55,0)1000011854(74,1(%)
100.%
dometabolizaN
dometabolizaN
totalNdometabolizaNmetN
eextractablNtotalNdometabolizaNeextractablNdometabolizaNtotalNAnálisis Valor
N (%) 1,74N-NO3 (ppm) 7916N-NH4 (ppm) 3938N-extractable (ppm) 11854N-metabolizado (%) 32
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Proyecto FONIS SA11I2131
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Lechugas N-NO3
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Espinacas N-NO3
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Repollo N-NO3
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Consumo de N-NO3 en ChileLímite consumo: 3.65 mg NO 3 /día*kg peso (FAO, 2002)Límite consumo: 0.82 mg N-NO 3 /día*kg peso (FAO, 2002)
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Dosis de Nitrógeno Adecuadas
minaguaresidual NNN(kg/ha)SuministroN/tonkgton/ha(kg/ha)Demanda
EficienciasuministroDemandaN(kg/ha)deDosis
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Contenidos de N-NO3 en agua de riego y nivel crítico para agua potable.
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Contenidos de N-NO3 en suelo y nivel crítico para suelo.
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Variabilidad espacial de la mineralización de N.
Statistic 1 2 Average
Average 0.5 0.3 0.5Min 0.1 -0.1 0.1Max 1.5 1.2 1.5CV (%) 68 100 68
Site
kg N ha-1 d-1
Martinez, Ortega, Janssens, 2009
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Balance de N en hortalizas de hoja, RM.
Ortega et al. 2013.
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Inhibidores de la nitrificación
NH4+ NO2
- NO3-
Nitrosomonas
AMO
Nitrobacter
Nitrito Oxidasa
Inhibidor de la NitrificaciónAmonio Nitrito Nitrato
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Manejo sitio-específico del N
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Contenidos máximos de metales en hortalizas.Norma Cd Cu Ni Pb Zn
----------------------------------mg/kg------------------------------FAO/OMS CODEX alimentarius
2,0 (0,2) 3,0 (0,3)
Comunidad Europea
0,5 (0,05) 3,0 (0,3)
Norma Chilena alimentos
100 (10) 1000 (100)
UdeCh/SAG 0,66 8,1 1,8 3,6 73
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Efectos del plomo (Pb)• La exposición al plomo inorgánico puede afectar múltiples
órganos y sistemas. • Infantes y lactantes son particularmente susceptibles,
pudiendo producir dificultades motoras y en cuanto a su desarrollo cognitivo.
• Adultos con altos niveles de plomo en la sangre (sobre 40 μg/dL) pueden tener una síntesis del hemo deficiente y afecciones hepáticas (EPA, 2004).
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Efectos del cadmio (Cd).• La intoxicación con cadmio se ha asociado a varios
problemas de salud humana como deficiencias renales, enfisema pulmonar, osteoporosis, hipertensión arterial y algunas formas de cáncer como el prostático.
• Se ha observado un aumento progresivo en los niveles de cadmio en algunos suelos agrícolas, consecuencia de una prolongada fertilización fosfatada.
• La concentración de cadmio en plantas de lechuga (materia seca) puede ser hasta 16 veces la concentración en el suelo (Lehoczky et al., 2000).
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Contenido de metales en muestras de hortalizas.
Elemento Cd Cu Ni Pb ZnPromedio 0,67 4,2 3,9 3,6 76,5Mediana 0,55 4,0 2,2 2,7 78,5Rango 0,12-1,57 0,8-10,1 0,5-18,2 0,8-
12,221,0-137
CV (%) 55 46 110 67 32
0.5 ppm UE 3 ppm UE
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Hipótesis respecto a contaminación con MP
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Consumo de metales pesados• OMS a través del Codex alimentarius:
– Cd 0,0010 mg/kg masa corporal/día-0,070 mg de Cd/día para 70 kg
– Pb 0,0036 mg/kg masa corporal/día-0,25 mg de Pb/día para 70 kg.
• Asumiendo:– Consumo promedio 0,22 g de vegetales (masa seca) por kg de
peso/día– 15,4 g de vegetales para una persona promedio de 70 kg– considerando los valores promedio de Cd y Pb determinados – consumo sería: 0,0103 de Cd y 0,055 mg de Pb/día, < que
estándar OMS:
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Conclusiones• Peligros químicos derivados de manejos agronómicos
inadecuados como la contaminación por NO3 están presentes en las hortalizas de hoja de la RM.
• Contaminación por metales pesados en hortalizas es una realidad que preocupa y que podría deberse a problemas de contaminación ambiental. Peligro para agricultura urbana.
• Conocimiento de los potenciales peligros químicos y sus mecanismos es esencial para diseñar BPA.