Evaluation of the phytotoxicity of coffee post-harvest wastewater on horticultural species
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
The study determined the phytotoxic effect of post-harvest coffee wastewater on radish (Raphanus sativus) and beet (Beta vulgaris) seeds. The sensitivity of each species was identified, and germination and root elongation parameters were evaluated under seven effluent concentrations. The research was applied, experimental, and longitudinal. Wastewater samples were taken from the "La Prosperidad" Coffee Growers' Cooperative in Chirinos, which had an acidic pH (3.03) and high electrical conductivity (3.41 mS/cm). Bioassays were conducted using 25 seeds per treatment and distilled water as a control. Germination percentages, root length, and normalized indices such as IGN and IER were measured to determine toxicity levels. The results showed that in Raphanus sativus, germination and root elongation decreased severely, starting at 12.5 %, with total inhibition at 50 % and 100 %. Beta vulgaris showed greater sensitivity, registering drastic inhibition from 1% and very high toxicity from 5 %. Negative IGN and IER values ??confirmed moderate toxicity. It is concluded that post-harvest coffee wastewater has a high phytotoxic potential and should not be used without prior treatment in agricultural systems; therefore, it is necessary to implement mitigation technologies and environmental monitoring.
Downloads
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
El contenido de los artículos es responsabilidad exclusiva de los autores.
Debe cumplir con los siguientes aspectos de la licencia CC BY NC ND :
- Atribución: debe otorgar el crédito correspondiente, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizó algún cambio. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
- No comercial: el material no se puede utilizar con fines comerciales.
- Sin derivados: si remezcla, transforma o construye sobre el material, no puede distribuir el material modificado.
- Sin restricciones adicionales: No se pueden aplicar términos legales o medidas tecnológicas que restrinjan legalmente a otros de hacer cualquier cosa que permita la licencia.
References
Agudelo-Escobar, L. M., Cabrera, S. E., & Avignone Rossa, C. (2022). A bioelectrochemical system for waste degradation and energy recovery from industrial coffee wastewater. Frontiers in Chemical Engineering, 4, 814987. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3389/fceng.2022.814987
Aguiar, L. L., Andrade-Vieira, L. F., & de Oliveira David, J. A. (2016). Evaluation of the toxic potential of coffee wastewater on seeds, roots and meristematic cells of Lactuca sativa L. Ecotoxicology and Environmental Safety, 133, 366-372. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.07.019
Alias, C., Feretti, D., Viola, G., Zerbini, I., Bisceglie, F., Pelosi, G., Zani, C., Buschini, A., Carcelli, M., Rogolino, D., Restivo, F., & Degola, F. (2023). Allium cepa tests: A plant-based tool for the early evaluation of toxicity and genotoxicity of newly synthetized antifungal molecules, Mutation Research-Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 889(2023), 1-7. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2023.503654
Aragão, F. B., Galter, I. N., Grecco, K. D., Roncetti, E., Turial da Silva, T., Marques, M., Narciso, M. & Tamie, S. (2024). Toxic risk evaluation of effluents from a swine biodigester in the plant models Lactuca sativa and Allium cepa. Environmental Monitoring and Assessment, 196, 64. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1007/s10661-023-12173-x
Araniti, F., Prinsi, B., & Espen, L. (2022). The Delay of Raphanus raphanistrum subsp. sativus Seed Germination Induced by Coumarin Is Mediated by a Lower Ability to Sustain the Energetic Metabolism. Plants, 11, 843. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/plants11070843
Bagur-González, M.G., Estepa, C., Martín-Peinado, F.; & Morales. Ruano, S. (2011). Toxicity assessment using Lactuca sativa L. bioassay of the metal(loid)s As, Cu, Mn, Pb and Zn in soluble-in-water saturated soil extracts from an abandoned mining site. Journal of Soils and Sediments 11(2), 281–289. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1007/s11368-010-0285-4
Campos, R., Arruda, V., Fernández, L., Silva, S., & Coimbra, J. (2021). New sustainable perspectives for “Coffee Wastewater” and other by-products: A critical review. Future Foods, 4, 1-10. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.fufo.2021.100058
Ceballos, J. G., & Carranza, C. (2022). El agua residual en la agricultura y la salud. Revista Universitarios Potosinos, (266), 9-14. Documento en línea. Disponible https://leka.uaslp.mx/index.php/universitarios-potosinos/article/view/205
Chowdhary, P., Singh, A., Chandra, R., Kumar, P.S., Raj, A., & Naresh, R. (2022). Detection and identification of hazardous organic pollutants from distillery wastewater by GC-MS analysis and its phytotoxicity and genotoxicity evaluation by using Allium cepa and Cicer arietinum L. Chemosphere, 297, 134123. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.134123
Hasheminejhad, Y., & Dehghany, F. (2024). Characterization and management of salt affected soils in irrigated pistachio orchards. Journal of Agricultural and Food Management Research. Documento en línea. Disponible https://dlsr.iut.ac.ir/article_3672_3f86190b864e02c01ca867603ffe94a7.pdf?utm_source=chatgpt.com
Huatuco Lozano, M., Carlos Reyes, G., & Castañeda Halanocca, L. (2025). Efectos genotóxicos y citotóxicos de agua residual tratada para regadío en parques y jardines. Revista de Investigación Hatun Yachay Wasi, 4(1), 51-61. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.57107/hyw.v4i1.85
Ibáñez, D., & Angulo, M. (2022). Evaluación del riesgo genotóxico de aguas superficiales y Sistemas de Riego Mediante Estudios Ecotoxicológicos Empleando Células de Raices de Allium cepa L. Acta Nova, 10(4), 430-442. Documento en línea. Disponible http://www.scielo.org.bo/pdf/ran/v10n4/1683-0789-ran-10-04-430.pdf.
Instituto Nacional de Innovación Agraria [INIA]. (2019). Sistematización de la experiencia de los subproyectos de café financiados por el Programa Nacional de Innovación Agraria (PNIA) y Ministerio de Agricultura y Riego. Documento en línea. Disponible https://cdn.www.gob.pe/uploads/document/file/572007/estudio-de-cafe.pdf#:~:text=Se%20tiene%20que%20el%20Per%C3%BA%20posee%20425,de%20unidad%20agropecuaria%20dedicada%20al%20cultivo%20de
Kanjevac, M., Jakovljevi?, D., Todorovi?, M., Stankovi?, M., ?ur?i?, S. & Bojovi?, B. (2022). Improvement of Germination and Early Growth of Radish (Raphanus sativus L.) through Modulation of Seed Metabolic Processes. Plants, 11, 757. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3390/plants11060757
Karaca, C., Aslan, G. E., Kurunc, A., Ba?tug, R., y Buyuktas, D. (2024). Impact of Irrigation Water Salinity on Stomatal Conductance and Chlorophyll Content Index of Tomato Plants Across Phenological Stages. Agricultural Structures and Irrigation. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.37394/232024.2024.4.22
Li, X., Riaz, M., Song, B., & Liu, H. (2022). Phytotoxicity response of sugar beet (Beta vulgaris L.) seedlings to herbicide fomesafen in soil. Ecotoxicology and Environmental Safety, 239 (2022), 1-9. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.113628
Minhas, P.S., & Qadir, M. (2024). Water Quality Guidelines for Irrigation. In: Irrigation Sustainability with Saline and Alkali Waters. Springer, Singapore. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.1007/978-981-97-4102-1_9
Ministerio de Agricultura y Riego [MINAGRI]. (2019). Requerimientos Agroclimáticos del cultivo de café (Ficha Técnica Nº11). Documento en línea. Disponible https://www.midagri.gob.pe/portal/informacion-agroclimatica/fichas-tecnicas-2019?download=15875#:~:text=Los%20departamentos%20que%20mantienen%20el,nacional%20es%20de%20826kg/ha
Ministerio del Ambiente [MINAM]. (2017, 7 de junio). Decreto Supremo N.°004-2017-MINAM: Aprueban Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para Agua y establecen Disposiciones Complementarias. Diario Oficial El Peruano. Documento en línea. Disponible https://www.minam.gob.pe/wpcontent/uploads/2017/06/DS-004-2017-MINAM.pdf
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [FAO]. (2020). Hortalizas en América Latina: Cultivos, usos y conservación. Documento en línea. Disponible https://www.fao.org
Rafik, F., Saber, N., Iben Halima, O., & Douaik, A. (2023). The Effects of the Quality of Irrigation Water Used on Agricultural Soils in Coastal Chaouia, Morocco. Journal of Ecological Engineering, 24(2), 50–60. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.12911/22998993/156691
Rodríguez, A., Robles, C., Ruíz, R., López, E., Sedeño, J., & Rodríguez, A. (2014). Índices de germinación y elongación radical de Lactuca sativa en el biomonitoreo de la calidad del agua del río Chalma. Revista internacional de contaminación ambiental, 30(3), 307-316. Documento en línea. Disponible http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300007&lng=es&tlng=es.
Taladrid, I.J., & Espinosa, M.B. (2021). Semillas de rabanitos (Raphanus sativus L): observaciones de su morfología bajo microscopía electrónica, germinación y utilidad para estudios de fitotoxicidad. Polibotánica, (51), 171-183. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.18387/polibotanica.51.11
Taiwo KJ, Ogundipe SO, Kerr WL, Pegg RB, Suh JH., & Usack JG (2025) Sustainable management of simulated coffee processing wastewater using micro-aeration enhanced anaerobic digestion: a long-term technical evaluation. Front. Sustain. 6:1681014. Documento en línea. Disponible https://doi.org/10.3389/frsus.2025.1681014