Evaluación toxicológica de aguas residuales de arroceras en el proceso germinativo de zea mays
Palabras clave:
aguas residuales agrícolas,, fitotoxicidad, , germinación,, Zea maysBarra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Objetivo: Evaluar el efecto de toxicidad de las aguas de riego provenientes de cultivos de arroz en el proceso germinativo de semillas de Zea mays.
Metodología: Se empleó un enfoque cuantitativo con diseño descriptivo y experimental. Las muestras de agua fueron recolectadas en dos sistemas de cultivo de arroz del departamento de Norte de Santander y sometidas a análisis fisicoquímicos. Además, se realizaron ensayos de germinación en campo y bioensayos in vitro para evaluar efectos fitotóxicos.
Resultados: Los análisis fisicoquímicos evidenciaron diferencias en la calidad del agua entre los sistemas evaluados, sugiriendo distintos niveles de biodegradabilidad y presencia de compuestos orgánicos persistentes. En los ensayos de germinación en campo no se detectaron efectos fitotóxicos agudos, alcanzándose una tasa de germinación del 100 % en los tratamientos con aguas residuales, mientras que el control positivo presentó inhibición total. En los bioensayos in vitro se observaron respuestas diferenciadas, con efectos bioestimulantes en un sistema y efectos inhibitorios en el otro. El análisis estadístico mostró diferencias significativas entre tratamientos (p < 0,05).
Conclusiones: Las aguas residuales de sistemas arroceros pueden generar efectos fisiológicos subletales en condiciones controladas. Su uso como alternativa de riego para cultivos como el maíz podría ser viable a corto plazo, siempre que provengan de sistemas con baja carga de agroquímicos.
1. Ofori S, Abebrese DK, Růžičková I, Wanner J. Reuse of treated wastewater for crop irrigation: Water suitability, fertilization potential, and impact on selected soil physicochemical properties. Water (Basel) (Internet). 2024;16(3):484. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.3390/w16030484
2. Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2017: Aguas residuales-el recurso desaprovechado. UNESCO. 2017; https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000247647
3. Impactos ambientales por agroquímicos en el cultivo de arroz (Oryza sativa L.) en Casanare en el periodo. 2015.
https://repository.unad.edu.co/handle/10596/56222
4. Lead toxicity-mediated growth and metabolic alterations at early seedling stages of maize (Zea mays L.). Plants.
https://doi.org/10.3390/plants12183335
5. Medina Litardo RC, García Bendezú SJ, Carrillo Zenteno MD, Cobos Mora F, Parismoreno Rivas LL. Sistema de producción del cultivo de arroz en zonas con alta salinidad en suelos y agua. Corpoica Cienc Tecnol Agropecu (Internet). 2023;24(2). Disponible en: http://dx.doi.org/10.21930/rcta.vol24_num2_art:2812
6. Wastewater irrigation impacts on seed germination and seedling growth of rice (Oryza sativa), tomato (Solanum lycopersicum), and mustard (Brassica napus) crops. Wastewater Irrigation Impacts on Seed Germination and Seedling Growth of Rice. En: Solanum Lycopersicum), and Mustard (Brassica Napus) Crops. Tomato; https://doi.org/10.1039/D5EW00324E
7. Anzalone, A., Ruíz, M., Zambrano, C., & Ortíz, A. Evaluación de Zea mays L. y Phaseolus vulgaris L. como bioindicadores de herbicidas imidazolinonas en suelo.
https://ve.scielo.org/scielo.php?pid=S1316-33612011000200007&script=sci_abstract
8. Kama R, Liu Y, Song J, Hamani AKM, Zhao S, Li S, Treated livestock wastewater irrigation is safe for maize (Zea mays) and soybean (Glycine max) intercropping system considering heavy metals migration in soil-plant system. Int J Environ Res Public Health (Internet). 2023;20(4):3345. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.3390/ijerph20043345
9. Vega-Contreras NA, Villada-Castillo DC, Pabon-Mora C. Evaluación del aceite de Attalea butyracea una alternativa en la obtención de biodiesel. Ing Compet (Internet). 2022;25(1). Disponible en:
http://dx.doi.org/10.25100/iyc.v25i1.12208
10. Arcos, J. , Rojas, D. C. , Guerrero, C. , & Prado-Murcia, M. V. Recomendaciones para la producción de grano de maíz biofortificado en Colombia. HervestPlus, editor. 2020. https://cgspace.cgiar.org/server/api/core/bitstreams/fb2848f3-6eb6-4fab-ba9c-9bbaa3976c82/content
11. Mona JP, Cortés SB, Hincapie JA. Impactos ambientales y efectos en la salud humana generados a partir del uso de glifosato. 2018; https://revistas.ces.edu.co/index.php/ces_salud_publica/article/view/5764
12. Vega-Contreras NA, Arias Hurtado MC, Sánchez Márquez CY. Efectos de dos herbicidas orgánicos sobre la fisiología de la germinación en Coffea arabica. Corpoica Cienc Tecnol Agropecu (Internet). 2024;25(2). Disponible en: http://dx.doi.org/10.21930/rcta.vol25_num2_art:3305
13. Schmidt W, Redshaw CH. Evaluation of biological endpoints in crop plants after exposure to non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs): implications for phytotoxicological assessment of novel contaminants. Ecotoxicol Environ Saf (Internet). 2015;112:212–22. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2014.11.008
14. Use of Lens culinaris Med test as environmental bioindicator to identify the cytogenotoxic effect of paraquat pesticide.
https://doi.org/10.1007/s11356-021-14352-0
15. Sami M, Hedström A, Kvarnström E, Österlund H, Nordqvist K, Herrmann I. Treatment of greywater and presence of microplastics in on-site systems. J Environ Manage (Internet). 2024;366(121859):121859. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.121859
16. Ayers, RS, y Westcot Water quality for agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper 29. Food and Agriculture Organization. https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/b1345105-e9e6-4704-81cc-577f8e187278/content
17. Lacalamita D, Mongioví C, Crini G. Chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand analysis of discharge waters from laundry industry: monitoring, temporal variability, and biodegradability. Frontiers in Environmental Science. 2024; https://doi.org/10.3389/fenvs.2024.1387041
18. Peter Lohstroh,4-dichlorophenyl)propanamide) Risk Characterization Document Occupational and Bystander Exposures Residential Bystanders: Spray drift, Dietary and Aggregate Exposures Workers: Occupational, Dietary and Aggregate Exposures. 3. https://www.cdpr.ca.gov/wp-content/uploads/2024/10/propanil_final_2019.pdf
19. Sahoo, D., & Anandhi, A.Conceptualizing turbidity for aquatic ecosystems in the context of sustainable development goals. En: Environmental Science: Advances.
https://doi.org/10.1039/d2va00327a
20. Ruark MD, Linquist BA, Six J, van Kessel C, Greer CA, Mutters RG, et al. Seasonal losses of dissolved organic carbon and total dissolved solids from rice production systems in northern California. J Environ Qual (Internet). 2010;39(1):304–13. Disponible en: http://dx.doi.org/10.2134/jeq2009.0066
21. Tian-fu, et.,al Spatio-temporal evolution of soil pH and its driving factors in the main Chinese farmland during past 30 years. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers. 26(12):2137–49.
https://www.plantnutrifert.org/en/article/doi/10.11674/zwyf.20399
22. Hottes Emanoel and Herbst Marcelo An overview of the adsorption of glyphosate by different materials, natural, hybrid and composite. En: A LOOK AT DEVELOPMENT. https://doi.org/10.56238/alookdevelopv1-029
23. Chen, Y., Ke, X., Xu, J., & Lu, T. Advances in Resources Research The nutrient recovery from agricultural wastewater and fertilizer production technology integration: Progress, challenges, and future prospects.
https://doi.org/10.50908/arr.5.4_2344
24. Kolesnikov M, Gerasko T, Paschenko Y, Pokoptseva L, Onyschenko O, Kolesnikova A. Effect of water deficit on maize seeds (Zea mays L.) during germination. Agronomy Research. 2023;21(1):156–74.
https://doi.org/10.15159/AR.23.016
25. Meffe R, de Santiago-Martín A, Teijón G, Martínez Hernández V, López-Heras I, Nozal L, et al. Pharmaceutical and transformation products during unplanned water reuse: Insights into natural attenuation, plant uptake and human health impact under field conditions. Environ Int (Internet). 2021;157(106835):106835. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2021.106835
26. Muñoz-Bautista JM, Bernal-Mercado AT, Martínez-Cruz O, Burgos-Hernández A, López-Zavala AA, Ruiz-Cruz S, et al. Environmental and health impacts of pesticides and nanotechnology as an alternative in agriculture. Agronomy (Basel) (Internet). 2025;15(8):1878. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.3390/agronomy15081878
27. Agathokleous E. The rise and fall of photosynthesis: hormetic dose response in plants. J For Res (Internet). 2021;32(2):889–98. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1007/s11676-020-01252-1
28. Jalal A, Oliveira Junior JC de, Ribeiro JS, Fernandes GC, Mariano GG, Trindade VDR, et al. Hormesis in plants: Physiological and biochemical responses. Ecotoxicol Environ Saf (Internet). 2021;207(111225):111225. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111225
29. Dantas Á de OS, Rocha AC da, Cardoso VL, Vieira PA. A review of approaches to atrazine treatment employing advanced oxidation processes technologies. Eng Sanit Ambient (Internet). 2024;29. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1590/s1413-415220230021
30. Milan M, Vidotto F, Piano S, Negre M, Ferrero A. Dissipation of propanil and 3,4 dichloroaniline in three different rice management systems. J Environ Qual (Internet). 2012;41(5):1487–96. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.2134/jeq2012.0175
31. Primel EG, Zanella R, Kurz MHS, Gonçalves FF, Martins ML, Machado SLO, et al. Risk assessment of surface water contamination by herbicide residues: monitoring of propanil degradation in irrigated rice field waters using HPLC-UV and confirmation by GC-MS. J Braz Chem Soc (Internet). 2007;18(3):585–9. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1590/s0103-50532007000300014
32. Arena M, Auteri D, Barmaz S, Brancato A, Brocca D, et al European Food Safety Authority (EFSA),. Peer review of the pesticide risk assessment of the active substance propanil. EFSA J (Internet). 2018;16(12):e05418. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.2903/j.efsa.2018.5418
33. Carena L, Minella M, Barsotti F, Brigante M, Milan M, Ferrero A, et al. Phototrans formation of the herbicide propanil in paddy field water. Environ Sci Technol (Internet). 2017;51(5):2695–704. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1021/acs.est.6b05053
34. Sule, RO, Condon, L., & Gomes, AV;A Common feature of pesticides: oxidative stress - the role of oxidative stress in pesticide-induced toxicity. En: Oxidative Medicine and Cellular Longevity.
https://doi.org/10.1155/2022/5563759
35. Meyer CJ. Antagonismo en mezclas de glufosinato + glifosato y glufosinato + cletodim en gramíneas. Weed Technology. 2021;
https://doi.org/10.1017/wet.2020.49
36. Milan M, Vidotto F, Piano S, Negre M, Ferrero A. Disipación de propanil y 3,4-dicloroanilina en tres sistemas diferentes de manejo del arroz. Journal of Environmental Quality. 2012.
https://doi.org/10.2134/jeq2012.0175
37. Ibrahim MA, Zulkifli SZ, Azmai MNA, Mohamat-Yusuff F, Ismail A. Reproductive Toxicity of 3,4-dichloroaniline (3,4-DCA) on Javanese Medaka (Oryzias javanicus, Bleeker 1854). Animals (Basel) (Internet). 2021;11(3):798. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.3390/ani11030798
38. Kaur G. Herbicides and its role in Induction of Oxidative Stress- A Review. Int J Environ Agric Biotechnol (Internet). 2019;4(4):995–1004. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.22161/ijeab.4416
39. Gharabli, H., Della Gala, V., & Welner, D. H. The function of UDP-glycosyltransferases in plants and their possible use in crop protection. En: Biotechnology Advances.
https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2023.108182
40. Carpio MJ, Sánchez-Martín MJ, Rodríguez-Cruz MS, Marín-Benito JM. Effect of organic residues on pesticide behavior in soils: A review of laboratory research. Environments (Internet). 2021;8(4):32. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.3390/environments8040032
41. Reactive oxygen species and antioxidant defense in plants under abiotic stress: Revisiting the crucial role of a universal defense regulator. Antioxidants. 9(8).
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7465626/pdf/antioxidants-09-00681.pdf
42. Hofstra B, Vv M-N, Galvez S, He B, Jurafsky D. La paradoja de la diversidad y la innovación en la ciencia. Actas de la Academia Nacional de Ciencias. 2020;117(17):9284–91. https://doi.org/10.1073/pnas.1915378117
43. Beltrán R, Urrea Reina DA. Fitotoxicidad del propanil en el cultivo de arroz. 2017. https://repositorio.unillanos.edu.co/server/api/core/bitstreams/af139cb5-63bb-4aec-a114-617f7f99eeb4/content
44. Nicuță D, Grosu L, Patriciu O-I, Voicu R-E, Alexa I-C. The Allium cepa model: A review of its application as a cytogenetic tool for evaluating the biosafety potential of plant extracts. Methods Protoc (Internet). 2025;8(4):88. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.3390/mps8040088
45. Vieira C, Marcon C, Droste A. Phytotoxic and cytogenotoxic assessment of glyphosate on Lactuca sativa L. Braz J Biol (Internet). 2022;84:e257039. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1590/1519-6984.257039
46. Salazar Mercado SA, Quintero Caleño JD, Rojas Suárez JP. Cytogenotoxic effect of propanil using the Lens culinaris Med and Allium cepa L test. Chemosphere (Internet). 2020;249(126193):126193. Disponible en:
http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126193
47. Gjata I, Tommasi F, De Leonardis S, Dipierro N, Paciolla C. Cytological alterations and oxidative stress induced by Cerium and Neodymium in lentil seedlings and onion bulbs. Front Environ Sci (Internet). 2022;10. Disponible en:
Downloads
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:
Los autores ceden los derechos patrimoniales a la revista y a la Universidad del Valle sobre los manuscritos aceptados, pero podrán hacer los reusos que consideren pertinentes por motivos profesionales, educativos, académicos o científicos, de acuerdo con los términos de la licencia que otorga la revista a todos sus artículos.
Los artículos serán publicados bajo la licencia Creative Commons 4.0 BY-NC-SA (de atribución, no comercial, sin obras derivadas).