Reutilización del sistema microalga-bacteria empleado para el tratamiento terciario de aguas residuales domésticas: su aplicación como inoculante en suelo de zonas áridas

Abstract

Una de las biotecnologías que ha sido investigada a nivel de laboratorio en los últimos años ha sido la inmovilización de microalgas y bacterias en esferas alginato para el tratamiento terciario de aguas residuales domésticas. Ya que la biomasa resultante queda disponible al finalizar dicho proceso, se propone reutilizarla y así dar una continuidad a su aplicación biotecnológica. De esta manera, este proyecto tuvo como objetivo evaluar la reutilización del sistema microalga-bacteria como inoculante así como su efecto al ser aplicado en suelo. Las estrategias desarrolladas para tal fin fueron: 1) determinación de la viabilidad de Azospirillum brasilense Cd después de utilizarse en el sistema microalga-bacteria para la eliminación de nitrógeno de agua; 2) evaluación de la utilidad del sistema microalga-bacteria como inoculante a partir de la detección de Azospirillum brasilense en raíz y su efecto positivo en el crecimiento de la planta; y 3) determinación del efecto del sistema microalga-bacteria en suelo de zonas áridas. Para probar el sistema microalga-bacteria como inoculante, las esferas se deshidrataron a 28-30°C durante 48 hrs. Después de la deshidratación de las esferas, se llevó a cabo el conteo directo de células de A. brasilense mediante tinción de Fluoroscein diacetato (FDA) y el apoyo de un microscópio óptico de epifluorescencia. Para evaluar la utilidad del sistema microalga-bacteria como inoculante, se inocularon semillas de sorgo y se sembraron en suelo procedente de la zona del Comitán, a 17 km al noreste de la Paz, Baja California Sur, México, el cual se utilizó por tener muy bajo contenido y aportación de materia orgánica (0.4334%). Las semillas inoculadas se mantuvieron en invernadero y crecieron durante 20 días, para después realizar la medición de longitud de raíz y parte aérea, además de su peso seco. La detección de A. brasilense en raíz se realizó utilizando la técnica de hibridación fluorescente in situ, microscopía óptica epifluorescente y microscopía láser confocal, incluyendo además el uso de microscopía electrónica de barrido. Para determinar el efecto del sistema microalga-bacteria en suelo, se midieron el porcentaje de materia orgánica y carbono y la cantidad de biomasa microbiana del suelo. Se realizaron 3 resiembras en el mismo suelo y en cada resiembra se aplicó el sistema microalga-bacteria como inoculante. En cada resiembra se evaluaron los parámetros de crecimiento de planta, la detección de A. brasilense en raíz, la materia orgánica y el carbono microbiano del suelo. La biomasa microbiana sólo se analizó en la tercera resiembra. Como resultado se encontró que después de hacer un seguimiento por 12 meses a la viabilidad de A. brasilense, la bacteria mantiene su viabilidad durante las primeras 48 horas después de la deshidratación, y va disminuyendo progresivamente. Al aplicar el sistema microalgabacteria como inoculante en suelo, se observó un aumento en los parámetros de crecimiento (longitud y peso seco de raíz y parte aérea) en plantas de sorgo comparado con plantas sin inocular. Se logró detectar A. brasilense en las raíces de sorgo después de 20 días de crecimiento en invernadero, utilizando hibridación fluorescente in situ, microscopía óptica epifluorescente y microscopía láser confocal, incluyendo además el uso de microscopía electrónica de barrido. El porcentaje de materia orgánica, carbono orgánico y la cantidad de biomasa microbiana del suelo aumentaron cuando se aplicó el sistema microalga-bacteria como inoculante, en comparación con tratamientos donde se adicionó planta sola y suelo solo. El reuso de las esferas de alginato con organismos inmovilizados, una vez finalizado el tratamiento del agua residual, constituye un valor agregado de la biotecnología, lo cual la hace “ambientalmente amigable” ya que no produce ningún tipo de contaminación secundaria, al crear reciclado eficiente de todos los elementos que la componen.