- Un metaanálisis global, que reunió la evidencia científica mundial, cuantificó cómo los metales deterioran la actividad enzimática del suelo, con un daño mayor sobre las enzimas intracelulares de los microorganismos. El patrón se confirmó luego en Puchuncaví y abre pistas para diseñar estrategias de recuperación más precisas.
Cuando un suelo se contamina con metales, el daño no se reparte de forma pareja: golpea con más fuerza a las enzimas que los microorganismos tienen al interior de sus células que a las que actúan fuera de ellas. Esas enzimas son piezas clave de la fertilidad del suelo, ya que regulan los procesos de los que depende que las plantas dispongan de nutrientes.
Así lo concluye un metaanálisis global del que fue parte el investigador Humberto Aponte, del Instituto de Ciencias Agroalimentarias, Animales y Ambientales (ICA3) de la Universidad de O’Higgins (UOH), que reunió la evidencia científica disponible a nivel mundial sobre cómo la contaminación afecta la actividad enzimática del suelo.
El trabajo, publicado en la revista Science of the Total Environment, integró 671 observaciones extraídas de 46 estudios de distintas partes del mundo. Con esa base, el equipo evaluó cómo cinco metales y metaloides (plomo, zinc, cadmio, cobre y arsénico) afectan la actividad de siete enzimas asociadas a los ciclos del carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.
La investigación abordó una pregunta con escasos antecedentes en Chile: cómo los metales y metaloides afectan procesos del suelo mediados por microorganismos. Frente a una literatura internacional heterogénea, el equipo optó por un metaanálisis, herramienta que integra numerosos estudios para estimar un efecto promedio y detectar tendencias sólidas que un trabajo aislado no alcanza a mostrar.
Aponte señaló que «opté por un meta-análisis para sintetizar la evidencia global y obtener tendencias sólidas que orienten futuros experimentos, evaluando cómo variables como tipo de suelo, metal o concentración modulan la actividad enzimática en distintos contextos, algo que ningún estudio individual puede mostrar con la misma potencia estadística».
El resultado más marcado es que las enzimas que operan dentro de las células microbianas se ven hasta dos veces más afectadas que aquellas que actúan fuera de ellas. La explicación está en la estabilización: las enzimas extracelulares forman complejos con la materia orgánica y las arcillas del suelo, lo que les permite mantener su actividad durante meses, mientras que las intracelulares dependen del estado fisiológico de los microorganismos.
Al respecto, el académico indicó que «cuando el suelo presenta altos niveles de metales, las células microbianas se ven afectadas y disminuye de manera marcada la actividad de las enzimas intracelulares, mientras que las extracelulares pueden permanecer activas gracias a su estabilización en la matriz edáfica».
Las cifras dimensionan ese impacto. Las enzimas más golpeadas fueron la arilsulfatasa y la deshidrogenasa, con caídas del 72% y 64% respectivamente. Detrás se ubicaron la β-glucosidasa, la ureasa y la fosfatasa ácida, mientras que la fosfatasa alcalina y la catalasa resultaron las menos sensibles.
El daño, además, se agrava con la concentración de contaminantes. La deshidrogenasa, uno de los indicadores más fiables de la vida microbiana activa, pasó de una reducción del 41% en suelos con contaminación baja a un 80% en los escenarios más extremos. El análisis identificó también dos factores que amortiguan el efecto: un mayor contenido de arcilla, que protege a las enzimas, y la profundidad del suelo, ya que los metales se concentran sobre todo en la capa superficial, donde el impacto es mayor.
En el plano local, la investigación se vincula con la realidad de los suelos degradados en Chile, particularmente en Puchuncaví, un territorio afectado por una exposición prolongada a emisiones industriales. Los patrones globales identificados en el metaanálisis se replicaron luego, con notable consistencia, en un estudio posterior realizado en ese valle.
Sobre este punto, el investigador explicó que la contaminación en la zona ha derivado en una degradación química, biológica y también física, y destacó que el trabajo permitió «construir índices de calidad aplicables para la academia y para tomadores de decisiones en sitios con contaminación similar a nivel nacional».
Uno de los hallazgos con mayor proyección es que la contaminación no frena por igual a todos los ciclos de nutrientes. Los procesos ligados al carbono y al azufre resultaron más afectados que los del nitrógeno y el fósforo. Ese desacople rompe el equilibrio del suelo: aunque exista materia orgánica, los nutrientes esenciales quedan retenidos en formas que las plantas no pueden aprovechar, lo que limita el desarrollo vegetal y deja el terreno más expuesto a la erosión. En términos prácticos, un suelo así pierde fertilidad y se vuelve más difícil de recuperar.
En esa línea, el académico enfatizó que la alteración desigual de los ciclos invalida las soluciones genéricas y obliga a diseñar estrategias de biorremediación específicas, ya sea mediante fitorremediación, bioestimulación o inoculación microbiana dirigida, que «reactiven la función enzimática de los ciclos más afectado y permitan recuperar la funcionalidad ecológica del ecosistema».
Con estos resultados, el estudio aporta una base cuantitativa para anticipar el deterioro de la fertilidad en suelos contaminados y para orientar decisiones de recuperación en Chile y otros países que enfrentan pasivos ambientales similares.
Equipo Prensa
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