Cacao: Cadmio y Biorremediacion

En Colombia, el cultivo de cacao (Theobroma cacao L), es considerado como un dinamizador de la economía en las zonas donde se desarrollan proyectos cacaoteros. El cacao es uno de los productos de mayor calidad para exportación y en el área agroindustrial, este producto tiene un gran potencial por explotar. Colombia, con unos de los cultivos de cacao más productivos a nivel mundial, logró un récord histórico de 60.535 toneladas de cosecha de la planta al cierre del segundo semestre del 2017, debido a avances tecnológicos. Sin embargo, aún hay detalles por mejorar en la mayoría de las zonas productoras de cacao en el país según lo reporta la Federación Nacional de Cacaoteros. (Fedecacao).Aspectos como la dinámica del suelo y sus contenidos nutricionales son de gran importancia para los cultivos; ya que de ello depende la calidad del fruto. Adicionalmente, temas como la presencia de metales pesados, de impacto negativo en los cultivos, han tomado interés en departamentos productores como Santander, por lo cual se realiza este BOLETÍN INFORMATIVO con la información de algunos aportes preliminares ,derivados de investigaciones en suelos cacaoteros, realizadas por investigadores del grupo de Biotecnología MICROBOTA de la Universidad de Santander (UDES) en asocio con FEDECACAO - Santander.

Como región agroecológica, Santander cuenta con condiciones ideales de suelo y clima para la producción masiva del cultivo de cacao, lo cual la convierte en la zona de mayor producción cacaotera de Colombia. El cordón cacaotero de la región está representado principalmente por los municipios: Landázuri, Carmen de Chucurí, San Vicente de Chucurí, Lebrija, Rionegro y El Playón. Durante más de dos siglos, campesinos de Santander de las regiones cacaoteras, han venido cultivando cacao de manera artesanal. Más de 12.000 familias viven de este cultivo, el cual se hace de acuerdo con las mismas tradiciones de siglos atrás. Gran parte del cacao proveniente de esta región, abastece el mercado nacional e internacional.

La producción de cacao en Colombia registró un aumento de más del 60% con respecto a los últimos 7 años, pasando de 37.203 toneladas en el año 2011, a más de 60.000 toneladas en el año 2017.

Se estima que cerca del 43% del cacao producido en Colombia para el año 2016 proviene de Santander

El cadmio es un elemento no esencial (no requerido por el cuerpo humano para su óptimo funcionamiento) y poco abundante en la corteza terrestre, el cual, incluso a bajas concentraciones, puede resultar tóxico para todos los organismos vivos. Adicionalmente, este elemento se cataloga como un metal pesado, el cual es principalmente incorporado en la superficie del suelo mediante actividades antropogénicas. Algunas fuentes contaminantes que pueden ocasionar la deposición de este metal en el suelo son:

Otras fuentes inherentes al manejo de cultivo ,como el uso de enmiendas, compostajes, fertilizantes fosfatados, tipo de agua de riego, contaminación atmosférica y el mismo tipo de suelo utilizado para el cultivo, son fuentes potenciales de la absorción de cadmio en el cultivo de cacao.

Estudios realizados a nivel local, han demostrado la presencia de altas concentraciones de Cd en el suelo, en concentraciones de 0,33 a 6,0 mg/kg de suelo. Una vez en el suelo, el cadmio puede ser absorbido por las raíces de la planta de cacao, y así depositarse en sus diferentes tejidos, incluyendo el grano de cacao. De acuerdo a diversos reportes generados con base a los análisis de muestras de cacao procedentes del municipio de San Vicente de Chucurí, la concentración de cadmio en muestras de grano de cacao altamente contaminado podría ser hasta de 7 mg/kg de muestra, es decir, cerca de 70 veces el límite permitido. El cadmio es toxico para la salud humana ya que es bioacumulable, es decir que la presencia de este metal en ciertos tejidos tanto de plantas como de animales, puede aumentar hasta alcanzar concentraciones más elevadas que las concentraciones en su medio de origen o fuente de procedencia. Sin duda alguna, el contenido de cadmio constituye un gran inconveniente a la hora de comercializar el grano de cacao, a países con normativas estrictas sobre la regulación de este elemento en el fruto, por lo cual la búsqueda de estrategias de biorremediación en los suelos son prioritarias.

La “Comisión del Codex Alimentarius, (2017) informó de la propuesta de evaluación de la exposición al cadmio (Cd) a través del cacao y productos derivados del cacao, para incluirla en la lista de prioridades de contaminantes y sustancias tóxicas naturales propuestas para evaluación por el Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA).Las concentraciones de cadmio encontradas se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1. Concentración de Cadmio en muestras de cacao en polvo provenientes de diversos países latinoamericanos.

Se puede destacar que la concentración de cadmio en Colombia es una de las más altas, en comparación con la de otros países. Esta información se puede complementar con los reportes de presencia de cadmio en suelos cacaoteros de Santander (Martínez & Palacio, 2010; Gonzalez,2010)

Debido a los efectos altamente tóxicos del cadmio, se hace necesario el desarrollo de diversas metodologías que permitan minimizar el impacto de este metal pesado contaminante en el suelo y el cultivo de cacao.

Existen varias estrategias usadas actualmente y que son de relevancia en este tema, tales como el uso de microorganismos en general Biorremediación microbiana, el uso de biomasa de hongos; Micorremediación, el uso de plantas ;Fitorremediación.

Algunas especies de bacterias han sido usadas como especies biorremediadoras de metales pesados como el cadmio a través de procesos de biosorción, para reducir la toxicidad en suelos (Beltrán y Gómez, 2016), entre las que se destacan Pseudomonas sp y Escherichia coli.

Las biomasas de hongos, son potenciales remediadores de metales pesados como el cadmio (Casteblanco, 2018). Aspergillus sp y Trichoderma sp, aisladas de suelos contaminados con cadmio, así como el uso de micorrizas arbusculares, que producen glomalina, una proteína natural que captura Cadmio, han sido temas de investigación en el laboratorio de Biotecnología Agroambiental de la Universidad de Santander – UDES (sede Bucaramanga, Guerra et al., 2014).

Varias especies de plantas con características fitoacumuladoras han sido evaluadas en suelos con cadmio, por ejemplo, especies de pasto (Peláez et al., 2016). También son de valor promisorio en fitorremediación, las especies de la familia heliconiaceae (Heliconia psittacorum) ,aplicadas para el tratamiento de aguas residuales (Peña et al.,2013) y en suelos con cultivos de cacao en Santander contaminados con cadmio (Guerra et al., 2017). En este estudio se obtuvieron resultados preliminares de fitoextracción de Cd por raíces de esta especie.

A pesar del futuro promisorio del cacao y sus derivados para Colombia, se ha evidenciado en estos productos la presencia de contaminantes como el cadmio, el cual es un metal pesado que genera un daño considerable a la salud de los consumidores. Santander ha reportado estos hallazgos, por lo que se hace urgente iniciar con controles y monitoreos de los suelos cacaoteros en las diferentes subzonas del departamento.

El cadmio en el suelo puede tener varias fuentes de origen, una de ellas es natural ya que está relacionada a las formaciones rocosas provenientes del desgaste de la roca madre. Sin embargo, también hay fuentes antropogénicas como riego con aguas residuales, agroquímicos fosforados, residuos de actividades industriales, que impactan negativamente en los cultivos.

Las estrategias de fitorremediación y micorremediación son estrategias naturales y constituyen opciones promisorias para el tratamiento de suelos contaminados con cadmio, las cuales han dado buenos resultados con especies de plantas que presentan capacidades de hiperacumulación de metales pesados. Las investigaciones a nivel regional son importantes y deben seguir fortaleciéndose entre universidades y entidades estatales.

La regulación y normatividad con respecto al cadmio en muchos países latinoamericanos como Colombia aún no es muy clara. Por ello es necesario iniciar con la unión intergubernamental y local para realizar los diferentes programas normativos.