Effect of compounds from agricultural biodegradable plastics on the environment and on plant development
Els encoixinats plàstics agrícoles són una peça fonamental del sistema agrícola, contribuint a fer front a la demanda d'alimentació de la creixent població mundial. El seu ús incrementa la producció, precocitat i qualitat de les collites, redueix el consum d'aigua i l'aplicació de pes...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat de Lleida (UdL) |
| Repositorio: | Repositori Obert UdL |
| OAI Identifier: | oai:repositori.udl.cat:10459.1/73096 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/673124 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Plàstic biodegradable Encoixinats agrícoles Ecotoxicologia Plástico biodegradable Acolchado agrícola Ecotoxicología Biodegradable plastics Agricultural mulch Ecotoxicology Enginyeria Agroforestal 504 |
| Sumario: | Els encoixinats plàstics agrícoles són una peça fonamental del sistema agrícola, contribuint a fer front a la demanda d'alimentació de la creixent població mundial. El seu ús incrementa la producció, precocitat i qualitat de les collites, redueix el consum d'aigua i l'aplicació de pesticides i prevé el desenvolupament de males herbes. Els encoixinats són majoritàriament de polietilè (PE), no biodegradables, i encara que s'han de retirar després de la collita, molts fragments romanen en el camp i es van acumulant, disminuint la qualitat del sòl i de les collites. Els encoixinats de plàstic biodegradable (BDM) s'han presentat com una alternativa sostenible que evita aquesta acumulació; després de la collita seran biodegradats pels microorganismes del sòl en el qual s'integren. Tanmateix, això implica l'aportació al sòl dels diversos compostos (polímers i additius) presents en els fragments, dels que a penes s'han estudiat els seus efectes en les plantes conreades i en els organismes del sòl. L'objectiu d'aquesta tesi és avaluar l'efecte que tenen vuit BDM de diferent formulació i els seus components en el microbioma del sòl agrícola i en plantes conreades. Per a això es van triar dues espècies comunament conreades amb encoixinats que estan entre els principals productes hortícoles a nivell mundial, l’enciam (Lactuca sativa L.) i el tomàquet (Lycopersicon esculetum Mill.). Com a control es va incloure un encoixinat de PE. En primer lloc, es va avaluar si els BDM poden alliberar compostos per contacte amb un mitjà aquós abans d'iniciar la seva biodegradació, i si els compostos alliberats poden afectar el desenvolupament de les plantes. Es va trobar que tots els BDM assajats van alliberar una diversitat de compostos, que en diversos casos (Bioplast SP4 i SP6, Mirel i Biofilm) van afectar negativament la germinació, la morfologia de les arrels o el desenvolupament i fisiologia de totes dues espècies, mentre que els altres BDM van causar efectes menors (Ecovio, Mater-Bi) o no significatius (Bioflex). A continuació, es van identificar els compostos alliberats, que van resultar ser diversos, tant components de la seva estructura polimèrica (1,4-butanediol, àcid làctic, àcid tereftàlic, etc.) com a additius (àcids grassos, glicerol, etc.). D'entre els identificats es va quantificar principalment els que anteriorment havien mostrat afectar el desenvolupament de plantes de tomàquet i d'enciam (1,4-butanediol, àcid làctic i àcid adípic). Les concentracions en què es van trobar van resultar ser substancialment menors que les responsables de causar efectes en les plantes, la qual cosa no permet establir una relació directa entre el seu alliberament dels BDM i els efectes que puguin tenir en les plantes. En tercer lloc, es va estudiar l'efecte de l’acumulació de fragments de BDM en el sòl sobre la germinació i desenvolupament de plantes de tomàquet i d'enciam. La presència de fragments de la majoria dels BDM no va afectar la germinació però si va reduir el creixement i el nivell de clorofil•la en tomàquet i especialment en enciam. En general, els efectes identificats van ser consistents amb els dels compostos alliberats dels BDM trobats anteriorment, i els fragments de PE no van causar efectes. En conjunt, els resultats suggereixen que la composició química del BDM té un paper rellevant en la seva interacció amb el sistema radical de les plantes, i que les conseqüències de la presència de fragments de BDM en el sòl es relaciona amb aquesta composició, probablement pel fet que alliberen components, més que a la seva presència física. Finalment, es va estudiar l'impacte de l'acumuació en el sòl de fragments de BDM en l'estructura i funcions de les comunitats microbianes del sòl agrícola. Després de tres mesos d'incubació, aquesta acumulació va tenir un baix impacte en la diversitat i estructura de les comunitats microbianes del sòl. No obstant això, alguns materials van provocar canvis significatius en l'abundància i diversitat de determinats grups bacterians (Mater-Bi), fúngics (paper MIMGreen) i protistes (Ecovio). Encara que l'activitat microbiana total no es va veure alterada, l'activitat quitinasa, implicada en el cicle del nitrogen, va disminuir significativament per la presència tant de BDM com de PE. Els resultats obtinguts en aquesta tesi doctoral aporten nous coneixements sobre els BDM i els seus potencials efectes. Principalment evidencien que els BDM (1) poden alliberar amb facilitat diversos compostos molt abans que s'iniciï la seva biodegradació, (2) que la solució que conté els compostos alliberats, en funció de la seva composició, pot tenir efectes sobre les plantes i (3) que l’acumulació de fragments de BDM en el sòl presenta capacitat d'afectar el desenvolupament de les plantes i de modificar l'abundància i diversitat del microbioma del sòl en funció de la composició del BDM. Tot això, resulta rellevant per al disseny i desenvolupament d'encoixinats plàstics biodegradables que tinguin sota impacte sobre plantes conreades i sobre el medi ambient. |
|---|