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Jun
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https://mcjournal.editorialdoso.com
ISSN:
3073
-
1356
1
Articulo
Efecto biorremediador de la espirulina y
Trichoderma
spp.
en suelo contaminado con plomo (Pb)
Bioremediation effect of
s
pirulina and
Trichoderma spp. on lead
-
contaminated soil (Pb)
Gladys Alexandra
Jeres
-
Caguana
1
,
*
,
Victor Lenin
Montaño
-
Roldan
2
,
Nicomedes Leonidas
Ordoñez
-
Zuñiga
3
,
Jose Humberto
Vera
-
Rodriguez
4
y
Leonel Rolando
Lucas
-
Vidal
5
1
Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Quevedo 120550,
https://orcid.org/0000
-
0001
-
5332
-
3725
2
Universidad Técnica Luis Vargas Torres
de Esmeraldas
, Facultad de
Ingenierías, Esmeraldas, Ecuador, 080102,
https://orcid.org/0000
-
0003
-
4424
-
048X
,
victor.montano@utelvt.edu.ec
3
Universidad Técnica Luis Vargas Torres
de Esmeraldas
, Facultad de
Ingenierí
as, Esmeraldas, Ecuador, 080102,
https://orcid.org/0000
-
0003
-
2201
-
8503
,
nicomedes.ordoñez@utelvt.edu.ec
4
Universidad Estatal Península de Santa Elena, Facultad de Ciencias
Agrarias, Santa Elena, Ecuador, 240207,
https://orcid.org/0000
-
0003
-
3027
-
059X
,
jvera7569@upse.edu.ec
5
Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí, Carrera de
I
ngeniería Ambiental, Manabí, Ecuador, 130250,
https://orcid.org/0000
-
0002
-
2286
-
9407
,
leonel.lucas@espam.edu.ec
*
Correspondencia:
gladys.jeres2015@uteq.edu.ec
https://doi.org/10.70881/mcj/v3/n2/48
Resumen:
El presente estudio tuvo como objetivo analizar el efecto
biorremediador de la espirulina y
Trichoderma
spp. en suelos contaminados
con plomo, evaluando su capacidad de reducción de la concentración del
metal, los cambios en las propiedades fisico
químicas del suelo y su potencial
para la restauración ecológica. Se tomó una muestra de suelo contaminado
con gasolina en El Empalme, Los Ríos, y se analizó en el laboratorio de
suelos del INIAP. Se aplicaron tres tratamientos: espirulina líquida,
Trichod
erma
spp. y un control, durante 15 días. Luego, las muestras fueron
secadas y enviadas nuevamente al laboratorio para evaluar variables como
pH, conductividad eléctrica (CE), amonio (NH4), fósforo (P), potasio (K),
calcio (Ca), magnesio (Mg), ∑ de bases y
contenido de plomo (Pb). Se utilizó
un diseño completamente aleatorizado con 5 réplicas por tratamiento. Los
datos fueron analizados con ANOVA y prueba de Tukey usando InfoStat y
Excel. La espirulina y
Trichoderma
spp. aumentaron el pH, la conductividad
el
éctrica, y los cationes básicos (K
⁺
, Ca
²
⁺
, Mg
²
⁺
), mientras redujeron amonio,
f
ó
sforo y plomo en el suelo, mostrando su eficacia en la biorremediaci
ó
n y
mejora del suelo. Espirulina y
Trichoderma
spp
. mejoran la calidad del suelo,
reducen contaminantes y favorecen condiciones
ó
ptimas para cultivos
sostenibles
.
Palabras clave:
biorremediación, cianobacteria, gasolina, metales pesados
.
Cita:
Jeres
-
Caguana, G. A.,
Montaño
-
Roldan, V. L., Ordoñez
-
Zuñiga, N. L., Vera
-
Rodriguez, J.
H., & Lucas
-
Vidal, L. R. (2025).
Efecto biorremediador de la
espirulina y Trichoderma spp. en
suelo contaminado
con plomo
(Pb).
Multidisciplinary
Collaborative Journal
,
3
(2), 1
-
12.
https://doi.org/10.70881/mcj/v
3/n2/48
Recibido:
15
/
03
/20
25
Revisado:
10
/
04
/20
25
Aceptado:
17
/
04
/20
25
Publicado:
22
/
04
/20
25
Copyright:
© 202
5
por los
autores
.
Este artículo es un
artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y
condiciones de la
Licencia
Creative Commons, Atribución
-
NoComercial 4.0
Internacional.
(
CC
BY
-
NC
)
.
(
https://creativecommons.org/lice
nses/by
-
nc/4.0/
)
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Abstract:
The present study aimed to analyze the bioremediation e
ffect of
Spirulina and
Trichoderma
spp. on lead
-
contaminated soils, evaluating their
ability to reduce lead concentrations, changes in soil physicochemical
properties, and their potential for ecological restoration. A sample of gasoline
-
contaminated soil was taken from El Empalme, Los Ríos
, and analyzed at the
INIAP soil laboratory. Three treatments: liquid Spirulina,
Trichoderma
spp.,
and a control, were applied for 15 days. The samples were then dried and
returned to the laboratory for evaluation of variables such as pH, electrical
conduc
tivity (EC), ammonium (NH4), phosphorus (P), potassium (K), calcium
(Ca), magnesium (Mg), base ∑, and lead (Pb) content. A completely
randomized design with 5 replicates per treatment was used. Data were
analyzed with ANOVA and Tukey's test using InfoStat
and Excel. Spirulina
and
Trichoderma
spp. increased soil pH, electrical conductivity, and basic
cations (K
⁺
, Ca²
⁺
, Mg²
⁺
), while reducing ammonium, phosphorus, and lead,
demonstrating their effectiveness in bioremediation and soil improvement.
Spirulina and
Trichoderma
spp. improve soil quality, reduce contaminants,
and promote optimal conditions for sustainable crops
.
Keywords:
bioremediation, cyanobacteria, gasoline, heavy metals.
1. Introducción
La contaminación de suelos por metales pesados representa
una de las problemáticas
ambientales más serias a nivel global, debido a su persistencia, toxicidad y capacidad
de bioacumulación (
Vera
et al
., 2024
). Entre estos contaminantes, el plomo (Pb) destaca
por su amplia utilización industrial y por los graves
efectos que causa en los ecosistemas
y la salud humana (
Donaires
et al
., 2024
). Su presencia en el suelo altera la estructura
microbiana, afecta la fertilidad y representa una amenaza para la seguridad alimentaria,
ya que puede ser absorbido por las planta
s y transferido a la cadena trófica (
Janampa
et al
., 2024
).
Durante gran parte del siglo XX, la gasolina con plomo fue ampliamente utilizada como
aditivo para mejorar el rendimiento de los motores, especialmente a través del tetraetilo
de plomo (
Carrasquer
o
-
Durán, 2006
). Sin embargo, esta práctica tuvo consecuencias
ambientales severas, ya que la combustión de este tipo de combustible liberaba
partículas de plomo que se dispersaron en el aire y posteriormente se depositaron en el
suelo (
González
et al
., 202
3
). Con el tiempo, estas partículas se acumularon en áreas
urbanas, carreteras y zonas cercanas a estaciones de servicio, generando una
contaminación persistente y difícil de eliminar (
Ubilla & Yohannessen, 2017
). El plomo
presente en el suelo afecta direc
tamente la salud del ecosistema, interfiriendo con la
actividad microbiana, reduciendo la fertilidad del suelo y representando un riesgo para
la salud humana a través del contacto directo o la incorporación a cultivos agrícolas
(
Marín
et al
., 2008
). A pesa
r de que la gasolina con plomo ha sido eliminada
progresivamente en muchos países, sus efectos contaminantes aún persisten en los
suelos, lo que subraya la necesidad de estrategias efectivas de biorremediación (
Arce
& Calderón, 2017
).
En este contexto, la
biorremediación surge como una estrategia prometedora para la
descontaminación de suelos (
Pesántez & Castro, 2016
). A diferencia de los métodos
físicos y químicos convencionales, que suelen ser costosos y generar residuos
secundarios, la biorremediación ut
iliza organismos vivos para transformar o inmovilizar
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los contaminantes, reduciendo así su toxicidad y facilitando la restauración del
ecosistema afectado (
Goicochea
-
Trelles & Garcia
-
Lopez, 2022
).
La espirulina (
Arthrospira platensis
), una cianobacteria am
pliamente conocida por su
valor nutricional, ha demostrado también un notable potencial en la remoción de metales
pesados del ambiente (
Ortiz
-
Villota
et al
., 2018
). Su estructura celular y composición
bioquímica le permiten absorber y acumular plomo, convi
rtiéndose en una herramienta
eficaz y ecológica para procesos de biorremediación (
Alegría
et al
., 2022
). Además, su
rápida tasa de crecimiento y adaptabilidad a diversas condiciones la hacen ideal para
aplicaciones a escala ambiental (
Rivera Gonzalez
et al
., 2016
).
Por otro lado, el género
Trichoderma
, compuesto por hongos filamentosos del suelo, es
reconocido no solo por su capacidad como agente de control biológico y promotor del
crecimiento vegetal, sino también por su habilidad para tolerar y transforma
r compuestos
tóxicos, incluidos metales pesados (
Pelcastre
et al
., 2013
). Algunas especies de
Trichoderma
han mostrado mecanismos activos de detoxificación, como la producción
de sideróforos, la bioadsorción y la inmovilización de metales en la matriz fúng
ica
(
Andrade
-
Hoyos et al., 2023
).
El estudio tiene como objetivo analizar el efecto biorremediador de la espirulina y
Trichoderma
spp. en suelos contaminados con plomo, evaluando su capacidad de
reducción de la concentración del metal, los cambios en las p
ropiedades fisicoquímicas
del suelo y su potencial para la restauración ecológica.
2. Materiales y Métodos
2.1
Toma de muestra del suelo contaminado por plomo
Fue tomada una muestra de suelo contaminado por un derrame intencional de 20 litros
de gasolina extra en una finca agropecuaria del cantón El Empalme de la provincia de
Los Ríos entre las coordenadas 1°04
′92″
S
-
79°61
′21″
O.
Se realizó el levantamiento del
suelo contaminado en un volumen comprendido a 0,5
m
3
, el mismo que fue homogenizado y se tomó una muestra de 1000 gramos para enviar
a analizar al Laboratorio de suelos, tejidos vegetales y aguas de la Estación
Experimental Tropical
“
Pichilingue
”
del Insti
tuto Nacional de Investigaciones
Agropecuarias (INIAP) considerando las siguientes variables: potencial de hidrógeno
(pH), conductividad eléctrica (CE), amonio (NH4), fosforo (P), potasio (K), calcio (Ca),
magnesio (Mg),
∑
de bases y contenido de plomo (Pb
).
2.2
Asignación de tratamientos
Al suelo contaminado se le asignó los siguientes tratamientos: Espirulina líquida en
concentración de (800 mg de biomasa seca/L
-
1
) a dosis de 100 mL/Kg
-
1
,
Trichoderma
spp. en concentración de 1x10
9
a dosis de 0.1 g/Kg
-
1
y un tratamiento Control (cero
tratamientos).
2.3
Procedimiento de la experimentación
Los tratamientos fueron aplicados a diario durante 15 días a tempranas horas del día
(06:00 am) diluidos en 1 L de agua destilada y añadidos sobre las macetas con las
mu
estras de suelo contaminado. Posterior a los 15 días se abrieron las macetas y
durante 2 días se esperó que disminuya la humedad del suelo a temperatura ambiente
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4
para enviar analizar las muestras con los mismos parámetros iniciales al laboratorio de
suelos
del INIAP.
2.4
Análisis estadístico
Se asignaron 3 tratamientos con 5 réplicas, cada unidad experimental comprendió 1 Kg
de suelo bajo un diseño completamente aleatorizado DCA, sometidos a un análisis de
varianza simple ANOVA y en los casos que se presen
tó diferencias significativas entre
los tratamientos se sometieron a una prueba de Tukey (p<0.05) (
Rodríguez et al., 2020
).
Los datos fueron procesados en el software estadístico InfoStat versión 2020 (
Di Rienzo
et al
., 2020
) y las gráficas en Microsoft Ex
cel 2023
.
3.
Resultados
y discusión
La figura 1 muestra el resultado del análisis de pH del suelo sobre el efecto de los
diferentes tratamientos efectuados. El tratamiento con espirulina como el de
Trichoderma
spp
. incrementaron hacia alcalino el pH del suelo en comparación con su
estado inicial. A pesar de esto, estadísticamente se presentaron diferencias
significativas mostrando que la espirulina tuvo un efecto más pronunciado en el aumento
del pH que el
Trichode
rma
spp. Curiosamente, incluso el grupo de control experimentó
un aumento en el pH
.
Figura 1.
pH del suelo
El pH normal del suelo agrícola suele estar en un rango que favorezca el crecimiento de
la mayoría de los cultivos, este rango es considerado
ligeramente ácido a neutro (6.0
-
7.5), lo que permite una buena disponibilidad de nutrientes para las plantas (
Sainz
Rozas
et al
., 2011
).
Hernández
-
Melchor
et al
. (2019) sostiene que, el hongo
Trichoderma
puede producir enzimas y metabolitos secundarios q
ue son básicos o
alcalinos, como amoníaco o ciertos compuestos nitrogenados, lo que eleva el pH del
medio donde actúa, así mismo al descomponer materia orgánica, libera iones como
Ca²
⁺
, Mg
²
⁺
, K
⁺
,
como indica
Argumedo
-
Delira
et al
. (2009) que pueden neutral
izar
á
cidos
presentes en el suelo, causando una subida del pH, además, otra ámbito importante
7.8
9.1
a
8.7
c
8.8
b
Analisis Inicial
Espirulina
Trichoderma
spp.
Control
Unidades de pH
Tratamientos
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radica en que este género de hongo entomopatógeno tiene la capacidad de desplazar
a otros hongos o bacterias que producen ácidos como es el caso del
Fusarium
, lo
que
reduce la acidificación natural del suelo (
Guédez
et al
., 2012
).
Siendo así,
Malpartida
et al
. (2020) indican que, la espirulina tiene alto contenido de
proteínas y aminoácidos básicos, además de minerales como calcio, magnesio y
potasio, que tienen un
efecto alcalinizante en el suelo. De acuerdo con
Ponce López,
(2013),
la espirulina crece en agua con pH alcalino muy alto
(9
–
11),
por lo tanto, cuando
se usa en biofertilizantes o compost, arrastra esa alcalinidad al entorno donde se aplica.
Mientras que
, el pH del control se incrementó posiblemente al dispersar esporas de
Trichoderma
con el viento como afirma
Pérez
-
Vicente (2018),
y se diseminan en el suelo
control, ya que el agua destilada utilizada presentaba un pH de 5,8, viento puede mover
esporas.
L
os valores de pH se ven influenciados mutuamente con los de la conductividad eléctrica
que se observa en la figura 2. Cuando sube la conductividad eléctrica, también sube el
pH del suelo, esto se debe a la presencia de muchas sales alcalinas como lo sostie
ne
Mata
-
Fernández
et al
. (2014).
Figura 2.
Conductividad eléctrica
En la figura 3 se observa el contenido de amonio y fósforo en bajo el efecto de los
tratamientos. En relación al análisis inicial, el amonio (NH4) redujo en todos los
tratamientos, existiendo diferencias significativas entre ellas y siendo el tratamiento c
on
Trichoderma
el más eficiente, lo que sugiere a estas especies dentro del grupo de
microorganismos biorremediadores. El valor inicial puede observarse alto, debido a que
la gasolina puede alterar el equilibrio del suelo, provocando mineralización acelera
da de
materia orgánica, matan o inhiben las bacterias nitrificantes convirtiéndose en NH
₄
⁺
→
NO
₂
⁻
→
NO
₃
⁻
(
Rodríguez Millán
et al
., 2013
)
, lo que puede ocurrir también al morir la
espirulina, su descomposición aumenta el NH
₄
⁺
(
Hernández
-
Pérez & Labbé, 2
014
).
En
concreto el contenido normal de NH
₄
⁺
en suelos agr
í
colas es de 0.5 a 10 (ppm) como
indica
Soto
-
Mora
et al
. (2016).
3.27
8.48
a
5.78
c
5.9
b
Analisis Inicial
Espirulina
Trichoderma spp.
Control
ds/m
Tratamientos
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Un patrón consistente fue la disminución significativa en los niveles de fósforo en todos
los tratamientos, incluyendo el control. La reducción fue más marcada en el tratamiento
con
Trichoderma spp.
y en el control, seguidos por la Espirulina, todos
consid
erablemente menores al nivel inicial de 266 ppm. Esta disminución generalizada
podría ser atribuible a la inmovilización de fósforo por la creciente biomasa microbiana
estimulada por los tratamientos o a procesos de fijación química en el suelo durante el
periodo experimental como afirma
Cortés
-
Hernández
et al
. (2023). La notable reducción
en el grupo control sugiere que incluso sin la adición de los tratamientos específicos, el
fósforo disponible disminuyó, se podría atribuir al desarrollo de microorganism
os nativos
del suelo utilizándolos para funciones vitales como opina
Santos Villalobos
et al
. (2018).
Figura 3.
Contenido de amonio y fosforo en el suelo
La figura 4 indica que los tratamientos aplicados tuvieron un impacto significativo en el
equilibrio
de los cationes básicos del suelo. Se observó un aumento en la disponibilidad
de potasio, calcio y magnesio. Como consecuencia, la capacidad total de intercambio
catiónico representada por la suma de bases se aumentó también bajo los tres
tratamientos.
Fi
gura 4.
Contenido de potasio, calcio, magnesio y suma de bases
31
43
a
20
c
25
b
266
119
a
99
b
100
b
Analisis Inicial
Espirulina
Trichoderma spp.
Control
ppm
Tratamientos
NH4
P
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Se puede atribuir que, el incremento de estos cationes se deba a que el género
Trichoderma
mejora la disponibilidad de nutrientes a través de varios mecanismos como
la solubilización de minerales, producción de enzimas y sideróforos aunque no aporte
directamente Ca, Mg o K al suelo como lo sustenta Ortiz
-
Calcina
et
al
. (2023). A
diferencia del
Trichoderma
, la espirulina sí puede aportar directamente calcio, magnesio
y potasio al suelo como lo señala Torres
et al
. (2014).
Los resultados sugieren que tanto la espirulina como el
Trichoderma
spp. tienen el
potencial de inmovilizar o reducir la dispo
nibilidad de plomo en el suelo (figura 5)
presentando diferencias significativas estadísticamente. El aumento observado en el
grupo control podría deberse a variaciones naturales dentro del sistema experimental o
a la ausencia de algún factor que estuviera
contribuyendo a mantener o reducir los
niveles de plomo en las muestras tratadas.
El hongo
Trichoderma
spp. puede adsorber iones de plomo en su pared celular, que
contiene quitina, glucanos y proteínas con grupos funcionales capaces de atrapar
metales pes
ados, a este proceso se llama biosorción, y reduce la cantidad de Pb
disponible según
Ávila
-
Chuqiruna
et al
. (2017). Desde el punto de vista de la pared
celular de la espirulina tiene grupos funcionales como Carboxilos (
-
COOH); Fosfatos (
-
PO
₄
³
⁻
) y Aminos (
-
NH
₂
), estos grupos pueden atrapar iones de Pb
²
⁺
, reduciendo su
movilidad, menciona
Cuizano & Navarro (2008
), se ha demostrado que la biomasa de
espirulina puede absorber hasta
80
–
90%
del plomo presente en soluciones acuosas,
dependiendo del pH y la concen
tración (
Jacome
-
Pilco
et al
., 2021
).
Figura 5.
Contenido de plomo en el suelo
6.32
10.81
a
10.03
c
10.5
b
14
25
a
21
c
24
b
4.3
6.7
a
6.2
c
6.5
b
24.62
42.52
a
37.23
c
41
b
Analisis Inicial
Espirulina
Trichoderma spp.
Control
meq/100ml
Tratamientos
K
Ca
Mg
∑ Bases
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Estos hallazgos son interesantes desde una perspectiva de biorremediación, ya que
indican que estos tratamientos podrían ser útiles para reducir la contaminación por
metales
pesados como el plomo en el suelo.
4
.
Conclusiones
Los resultados obtenidos demuestran que tanto la espirulina como el hongo
Trichoderma spp.
generaron efectos positivos en las propiedades fisicoquímicas del
suelo, con implicancias relevantes para la biorr
emediación y la mejora de la fertilidad.
Ambos tratamientos incrementaron el pH del suelo hacia valores más alcalinos, siendo
la espirulina la que produjo un efecto más marcado. Asimismo, se observó una
reducción significativa en los niveles de amonio y fó
sforo, especialmente en el
tratamiento con
Trichoderma spp.
, lo que sugiere una posible actividad biorremediadora
por parte de este microorganismo.
En cuanto a los cationes básicos (K
⁺
, Ca
²
⁺
, Mg
²
⁺
), ambos tratamientos contribuyeron a
mejorar su disponibili
dad en el suelo, aumentando la capacidad de intercambio
cati
ó
nico, ya sea por el aporte directo de minerales (espirulina) o por la acci
ó
n
solubilizadora del hongo
Trichoderma
. Finalmente, se evidenci
ó
una disminuci
ó
n en la
disponibilidad de plomo en los tratamientos con espirulina y
Trichoderma spp.
, lo cual
refuerza su potencial uso como agentes biorremediadores frente a la contaminación por
metales pesados.
En conjunto, estos hallazgos sugieren que la aplicación de
espirulina y
Trichoderma spp.
podría constituir una estrategia eficaz, ecológica y sostenible para la recuperación de
suelos contaminados y la mejora de su calidad agroproductiva
.
Contribución de los autores:
Conceptualización,
GAJ
-
C
.
y
JHV
-
R
.
; metodologí
a,
LRL
-
V
.
; software,
VLM
-
R.
; validación,
NLO
-
Z
.; análisis formal,
LRL
-
V.
; investigación,
GAJ
-
C.
y JHV
-
R.
; recursos,
GAJ
-
C. y JHV
-
R.
; conservación de datos,
VLM
-
R
; redacción del
borrador original,
GAJ
-
C. y JHV
-
R.
; redacción, revisión y edición,
GAJ
-
C. y JHV
-
R.
;
visualización,
NLO
-
Z.
; supervisión,
LRL
-
V
; administración del proyecto,
GAJ
-
C
;
15.4
12.6
b
11.1
c
16.1
a
0
2
4
6
8
10
12
14
16
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Analisis Inicial
Espirulina
Trichoderma spp.
Control
mg/kg
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obtención de financiación,
GAJ
-
C
. Todos los autores han leído y aceptado la versión
publicada del manuscrito.
Financiamiento:
Esta investigación no ha recibido
financiación externa
.
Agradecimientos:
A la Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), Facultad de
Posgrados y a la Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación
(SENESCYT), programa de becas.
Declaración de disponibilidad de datos
:
Los datos están disponibles previa solicitud
a los autores de correspondencia:
gladys.jeres2015@uteq.edu.ec
Conflicto de interés:
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses
Referencias
Bibliográficas
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-
Hoyos, P., Rivera
-
Jiménez, M. N., Landero
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Valenzuela, N., Silva
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