Degradación de diésel por sustrato residual de Agaricus bisporus a nivel microcosmos
DOI:
https://doi.org/10.29312/remexca.v13i2.2656Palabras clave:
actividad enzimática, biodegradación, bioaumentación, bioestimulaciónResumen
En México existen extensas áreas de suelos contaminados por hidrocarburos, provocando un perjuicio económico y social para la producción agrícola, en este sentido, surge la necesidad de buscar alternativas económicas que permitan contribuir con la recuperación de suelos agrícolas afectados. El presente trabajo tuvo como objetivo determinar la biodegradación de diésel en un suelo agrícola utilizando sustratos residuales (SR) de Agaricus bisporus. Se utilizó suelo contaminado a 7 039 ppm de diésel con diferentes dosis de SR, incubados por 28 días a 37 ºC. Se determinó la producción de CO2, biodegradación de diésel, población inicial y final de hongos, así como actividad enzimática específica de lacasas inicial y final. En todos los tratamientos aumentó la remoción significativamente (p= 0.001) a 37 oC, así como las tasas de producción de CO2. El tratamiento T4 presentó el mayor porcentaje de biodegradación de diésel (68.747%) y una producción acumulativa final de 6.144 x 10-4 mmol CO2 m-3. La actividad de lacasas y poblaciones de hongos tolerantes disminuyeron en todos los tratamientos; además las bacterias aumentaron de 7.6 a 8.9 log UFC gss-1. Por lo que la actividad de biodegradación de diésel se atribuye a una bioaumentación y bioestimulación por parte del sustrato residual de A. bisporus.
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Ball, A. and Jackson, A. 1995. The recovery of lignocellulose-degrading enzymes from spent mushroom compost. Bioresour Technol. 54(3):311-314. Bento, F.; Camargo, F.; Okeke, B. and Frankenberger, W. 2005. Comparative bioremediation of soils contaminated with diesel oil by natural attenuation, biostimulation and bioaugmentation. Bioresour. Technol. 96(9):1049-1055. Doi: 10.1016/j.biortech. 2004.09.008.
Bollag, J. and Leonowicz, A. 1984. Comparative studies of extracellular fungal laccases. Appl. Environ. Microbiol. 48(4):849-854.
Cavazos-Arroyo, J.; Pérez-Armendáriz, B. y Mauricio-Gutiérrez, A. 2014. Afectaciones y consecuencias de los derrames de hidrocarburos en suelos agrícolas de Acatzingo Puebla, México. Agric. Soc. Des. 11(4):539-550.
Cerniglia, C. E. and Sutherland, J. B. 2010. Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by fungi. In: Handbook of hydrocarbon and lipid microbiology. Timmis, K.N. (ed.). 1. Springer. Berlin, Heidelberg. 2079-2110 pp. Doi: 10.1007/978-3-540-77587-4-151.
Chatterjee, S.; Sarma, M.; Deb, U.; Steinhauser, G.; Walther, C. and Gupta, D. 2017. Mushrooms: from nutrition to mycoremediation. Environ. Sci. Pollut. Res. 24(24):19480-19493. Doi: 10.1007/s11356-017-9826-3.
Chiu, S. W.; Ching, M. L.; Fong, K. and Moore, D. 1998. Spent oyster mushrooms substrate performs better than many mushroom mycelia in removing the biocide pentachlorophenol. Mycol Res. 102(12):1553-1562. Doi: 10.1017/S0953756298007588. Corral-Bobadilla, M.; González-Marcos, A.; Vergara-González, E. P. and Alba-Elías, F. 2019. Bioremediation of wastewater to remove heavy metals using the spent mushroom substrate of Abaricus bisporus. Water. 11(454):1-15. Doi: 10.3390/w11030454.
DOF. 2002. Official Journal of the Federation. NOM-021-RECNAT-2000, Official mexican standard, which establishes the specifications of fertility, salinity and soil classification, studies, sampling and analysis.
Gallego, L. R.; Loredo, J.; Llamas, J. F.; Vázquez, F. and Sánchez, J. 2001. Bioremediation of diesel-contaminated soils: evaluation of potential in situ techniques by study of bacterial degradation. Biodegradation. 12(5):325-335. Doi: 10.1023/A:1014397732435.
García-Delgado, C.; Jiménez-Ayuso, N.; Frutos, I.; Gárate, A. and Eymar, E. 2013. Cadmium and lead bioavailability and their effects on polycyclic aromatic hydrocarbons biodegradation by spent mushroom substrate. Environ. Sci. Pollut. Res. 20(12):8690-8699. Doi: 10.1007/s11356-013-1829-0.
García-Torres, R.; Ríos-Leal, E.; Martínez-Toledo, A., Ramos-Morales, F. R.; Cruz-Sánchez, J. S. y Cuevas-Díaz, M. 2011. Uso de cachaza y bagazo de caña de azúcar en la remoción de hidrocarburos en suelo contaminado. Rev. Intern. Contamin. Amb. 27(1):31-39.
Gayosso-Canales, M.; Esparza-García, F. J.; Bermúdez-Cruz, R. M.; Tomasini, A.; Ruíz-Aguilar, G. M. and Rodríguez-Vázquez, R. 2011. Application of 2III7-3 fractional factorial experimental design to enhance enzymatic activities of Pleurotus ostreatus with high concentrations of polychlorinated by phenyls. J. Environ. Sci. Health A. 46(3):298-305. Doi: 10.1080/10934529.2011.539095.
González-Matute, R.; Figlas, D. and Curvetto, N. 2011. Agaricus blazei production on non-composted substrates based on sunflower seed hulls and spent oyster mushroom substrate. World J. Microbiol. Biotechnol. 27(6):1331-1339. Doi: 10.1007/s11274-010-0582-5. INEGI. 2018. Sistema de cuentas nacionales de México. Cuentas económicas y ecológicas de México. 2003-2017. INEGI. 2020. PIB y cuentas nacionales. Producto interno bruto trimestral. Cifras desestacionalizadas por grupo de actividades económicas, base.
Isikhuemhen, O. S. and Mikiashvilli, N. A. 2009. Lignocellulolytic enzyme activity, substrate utilization, and mushroom yield by Pleurotus ostreatus cultivated on substrate containing anaerobic digester solids. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 36(1):1353-1362. Doi: 10.1007/s10295-009-0620-1.
Kapu, N. S.; Mannign, M.; Hurley, T. B.; Voigt, J.; Cosgrove, D. J. and Romaine C. 2012. Surfactant-assisted pretreatment and enzymatic hydrolysis of spent mushroom compost for the production of sugars. Biores Technol. 114(1):399-405. Doi: 10.1016/j.biortech.2012.02.139.
Kim, M.; Lee, H.; Park, J.; Kang, S. and Choi, Y. 2011. Recycling of fermented sawdust-based oyster mushroom spent substrate as a feed supplement for postweaning calves. Asian-aust J. Anim. Sci. 24(4):493-499. Doi: 10.5713/ajas.2011.10333.
Lau, K. L.; Tsang, Y. Y. and Chiu, S. 2003. Use of spent mushroom compost to bioremediate PAH-contaminated samples. Chemosphere. 52(9):1539-1546. Doi: 10.1016/S0045-6535(03)00493-4.
Leong, Y. K.; Ma, T. W.; Chang, J. S. and Yang, F. C. 2022. Recent advances and future directions on the valorization of spent mushroom substrate (SMS): a review. Boresour. Techol. 344:126-157. Doi: 10.1016/j.biortech.2021.126157.
Li, S.; Li, D.; Li, J.; Li, Y.; Li, G.; Zang, B. and Li, Y. 2018. Effec of spent mushroom substrate as a bulking agent on gaseous emissions and compost quality during pig manure composting. Environ. Sci. Pollut. Res. 25(13):12398-12406. Doi: 10.1007/s11356-018-1450-3.
Margesin, R.; Hämmerle, M. and Tscherko, D. 2007. Microbial activity and community composition during bioremediation of diesel-oil-contaminated soil: effects of hydrocarbon concentration, fertilizers and incubation time. Microbial. Ecol. 53(2):259-269. Doi: 10.1007/s00248-006-9136-7.
Martínez-Carrera, D.; Larqué-Saavedra, A.; Tovar, P. A.; Torres, N.; Meneses, M. E.; Sobal, C. M.; Morales, A. P.; Bonilla, Q. M.; Escudero, U. H.; Tello-Salgado, I.; Bernabé-González, T.; Martínez, S. W. y Mayett, Y. 2016. Contribución de los hongos comestibles, funcionales y medicinales a la construcción de un paradigma sobre la producción, la dieta, la salud y la cultura en el sistema agroalimentario de México. In: Martínez-Carrera, D. y Ramírez- Juárez, J. (Eds.). Ciencia, Tecnología e Innovación en el Sistema Agroalimentario de México. (Ed.) del Colegio de Posgraduados-AMC-CONACYT-UPAEP-IMINAP. San Luis Huexotla, Texcoco, Estado de México. 581-640 pp.
Mauricio-Gutiérrez, A.; Jiménez-Salgado, T.; Tapia-Hernández, A.; Cavazos-Arroyo, J. and Pérez-Armendáriz, B. 2014. Biodegradation of hydrocarbons exploiting spent substrate from Pleurotus ostreatus in agricultural soil. Afr. J. Biotechnol. 13(33):3385-3393. Doi: 10.5897/AJB2014.13964.
Mohammadi-Sichani, M.; Assadi, M. M.; Farazmand, A.; Kianirad, M.; Ahadi, A. M. and Hadian-Ghahderijani, H. 2019. Ability of Agaricus bisporus, Pleurotus ostreatus and Ganoderma lucidum compost in biodegradationof petroleum hydrocarbon-contaminated soil. Inter. J. Environ. Sci. Technol. 16(5):2313-2320. Doi: 10.1007/s13762-017-1636-0.
Molina-Barahona, L.; Rodríguez-Vázquez, R.; Hernández-Velasco, M.; Vega-Jarquín, C.; Zapata-Pérez, O.; Mendoza-Cantú, A. and Albores, A. 2004. Diesel removal from contaminated soils by biostimulation and supplementation with crop residues. Appl. Soil Ecol. 27(2):165-175. Doi: 10.1016/j.apsoil2004.04.002.
Pardo‑Giménez, A.; Cunha-Zied, D. and Pardo‑González, J. 2010. Utilización de compost agotado de champiñón como capa de coberturas en nuevos ciclos de producción. Pesqui. Agropecu. Bras. 45(10):1164-1171. doi: 10.1590/S0100-204X2010001000016.
Phan, C. W. and Sabaratnam, V. 2012. Potential uses of spent mushroom substrate and its associated lignocellulosic enzymes. Appl. Microbiol. Biotechnol. 96(4):863-873. Doi: 10.1007/s00253-012-4446-9.
Rhykerd, R. L.; Crews, B.; Mclnnes, K. and Weaver, R. 1999. Impact of bulking agents, forced aeration, and tillage on remediation of oil-contaminated soil. Biores. Technol. 67(3):279-285.
Rivera-Espinoza, Y. and Dendooven, L. 2004. Dynamics of carbon, nitrogen and hydrocarbons in diesel-contaminated soil amended with biosolids and maize. Chemosphere. 54(3):379-386. Doi: 10.1016/S0045-6535(03)00653-2.
Royse, D. J.; Baars, J. and Tan. Q. 2017. Current overview of mushroom production in the world. In: Diego, C. Z. and Pardo-Giménez, A. (Ed.). Edible and medicinal mushrooms: Technology and Applications. John Wiley y Sons LtD, Hoboken. 5-13 pp.
Sasek, V.; Bhatt, M.; Cajthaml, T.; Malachová, K. and Lednická, D. 2003. Compost-mediated removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from contaminated soil. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 44(3):336-342. Doi: 10.1007/s00244-002-2037-y.
Saviozzi, A.; Cardelli, R. and Cozzolino, M. 2009. Bioremediation with compost of a diesel contaminated soil: monitoring by dehydrogenase activity and basal respiration. Compost Sci. Util. 17(1):55-60. Doi: 10.1080/1065657X.2009.10702400.
Schulte, P. A. and Hauser, J. E. 2012. The use of biomarkers in occupational health research, practice, and policy. Toxicol. Letters. 213(1):91-99. Doi: 10.1016/j.toxlet.2011.03.027. SIAP. 2021. Anuario Estadístico de la Producción Agrícola. http://www.gob.mx/siap/acciones-y-programas/produccion-agricola-33119.
Sylvia, D. M.; Fuhrmann, J. J.; Hartel, P. G. and Zuberer, D. A. 1999. Principles and applications of soil microbiology. Upper Saddle River, New Jersey. ISBN-13:978-0130941176.
Singh, A. D.; Vikineswary, S.; Abdullah, N. and Sekaran, M. 2011. Enzymes from spent mushroom substrate of Pleurotus sajor-caju for the decolourisation and detoxification of textile dyes. World J. Microbiol. Biotechol. 27(3):535-545. Doi: 10.1007/s11274-010-0487-3.
Stabnikova, O.; Wang, J. Y. and Ivanov, V. 2010. Value-added biotechnological products from organic wastes. In: Wang, L.; Ivanov, V. and Tay, J. H. (Ed.) environmental biotechnology. Handbook of environmental engineering, vol 10. Humana Press, Totowa, NJ. 343-394 pp. Doi: 10.1007/978-1-60327-140-0-8.
Upadhyay, R. and Singh, M. 2011. Production of edible mushrooms. In: hofrichter M. (Ed.) industrial applications. The mycota (a comprehensive treatise on fungi as experimental systems for basic and Aplied Research), vol 10. Springer, Berlin, Heidelberg. 79-97 pp. Doi: 10.1007/978-3-642-11458-8-4.
Vos, A. M.; Heijboer, A.; Boschker, H. S.; Bonnet, B. and Lugones, L. 2017. Microbial biomass in compost during colonization of Agaricus bisporus. AMB Express. 7(12):1-7. Doi: 10.1186/s13568-016-0304-y.
Wan, C. and Li, Y. 2012. Fungal pretreatment of lignocellulosic biomass. Biotechnol. Adv. 30(6):1447-1457. Doi: 10.1016/j.biotechadv.2012.03.003.
Wang, C.; Yu, D.; Shi, W.; Jiao, K.; Wu, B. and Xu, H. 2016. Application of spent mushroom (Lentinula edodes) substrate and acclimated sewage sludge on the bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbon polluted soil. RSC Advances. 6(43):37274-37285. Doi: 10.1039/C6RA05457A.
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