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Publicado: 13/7/2015

Uso alternativo de efluentes de tambo para disminuir el Impacto Ambiental

Introduccin

Es ampliamente conocido que la necesidad de alimentos aumenta constantemente asociada al incremento de la poblacin mundial. Este proceso est ocasionando una acelerada intensificacin de los sistemas agropecuarios y especialmente de los sistemas lecheros que, para lograrlo, deben inevitablemente aumentar el nmero de vacas en ordeo. Con esto se logra mayor produccin de leche, pero simultneamente se genera mayor cantidad de residuos y efluentes.

El trmino "efluentes de tambo" define a las aguas servidas con desechos slidos (materia fecal, restos de alimentos, barro) y lquidos (agua, orina, restos de leche y soluciones de limpieza del equipamiento de ordeo) que se originan por el ordeo (Charln, 2007). Estos efluentes generalmente son almacenados en depsitos (temporarios o permanentes) o vertidos directamente al terreno o a cursos de agua. Ambas actividades comportan un elevado riesgo de contaminacin de los recursos naturales (aire y aguas superficiales y subterrneas fundamentalmente).
Por lo tanto, el manejo adecuado de estos residuos resulta determinante para limitar su efecto negativo sobre el ambiente e indispensable para cumplir con las normativas internacionales que apuntan a producir alimentos con garantas de calidad e inocuidad desde su origen (Taverna, 2006).

Por otro lado, para intensificar los sistemas se debe aumentar la produccin de forraje y granos, que son la principal fuente de alimento de los animales, lo que implica mayor extraccin de nutrientes del suelo que deben ser restituidos al sistema para asegurar su sustentabilidad. En la actualidad la aplicacin de fertilizantes qumicos al suelo constituye la principal va de aporte de los nutrientes necesarios para producir elevadas cantidades de biomasa. Sin embargo, la aplicacin de estos fertilizantes tambin conlleva varios problemas asociados a su utilizacin, siendo los ms relevantes el aumento del costo de produccin de los sistemas lecheros y los riesgos de contaminacin del ambiente (agua y suelo) cuando son utilizados en exceso.

Varios estudios internacionales demostraron que los efluentes de tambo contienen una significativa cantidad de nutrientes esenciales para las plantas, lo cual los convierte potencialmente en una excelente fuente para los cultivos. En general destacan el efecto positivo de los residuos sobre las propiedades qumicas del suelo debido al reciclado de nutrientes, y sobre las propiedades fsicas, al aumentar el contenido de materia orgnica, la porosidad e infiltracin del agua en el suelo (Feng et al., 2005; Khan et al., 2007; Monaco et al., 2008; Schrder et al., 2007). Estos efectos positivos se reflejaron, en la mayora de los casos, en una mayor productividad y calidad nutricional de los cultivos.

A este respecto, a nivel regional se dispone de adecuada informacin de la aplicacin de efluente tratado y en estado slido (Charln et al.; 2005; Charlon et al., 2007a; Charlon et al., 2007b). Sin embargo, la bibliografa es mucho ms acotada sobre las consecuencias de la aplicacin de efluentes lquidos o semi-lquidos y crudos; es decir, aquellos que son rpidamente aplicados al campo sin recibir ningn tipo de tratamiento. Con base en la informacin recopilada se hipotetiza que la aplicacin de este tipo de efluentes al suelo mejorar el reciclado de nutrientes disminuyendo el impacto ambiental. Es decir, se posibilitar el aprovechamiento de los nutrientes contenidos en los efluentes para aumentar la productividad de los cultivos, reemplazando en parte el uso de fertilizantes qumicos. Adicionalmente se espera ayudar a disminuir los problemas de contaminacin ambiental, contribuyendo as a lograr sistemas productivos ms sustentables.


Objetivos especficos

Los objetivos de este trabajo fueron: i) determinar el efecto de la aplicacin de los efluentes sobre la produccin de los cultivos; ii) evaluar el uso de efluentes de tambo como una alternativa promisoria para mejorar la calidad del suelo.


Material y Mtodos

Este estudio se realiz en un establecimiento dedicado a la actividad lechera ubicado a 1,5 km al este de la localidad de Cavour, departamento Las Colonias, provincia de Santa Fe. El suelo es un Argiudol tpico, el clima es mesotrmico subhmedo-hmedo (c2b3ra), con precipitaciones medias anuales de 967mm.

El lote seleccionado, al momento de la instalacin del experimento, se encontraba con raigrs anual (Lolium multiflorum), que fue desecado previo a la aplicacin del efluente. Se escogi una zona homognea y se establecieron parcelas de 20 m de largo por 4 m de ancho siguiendo un diseo de bloques al azar con tres repeticiones, donde se realizaron cuatro tratamientos (dosis de efluente): 0 m3 ha-1 (T0), 60 m3 ha-1 (T1), 120 m3 ha-1 (T2) y 180 m3 ha-1 (T3). La aplicacin del efluente lquido se realiz con una estercolera con un ancho de aplicacin de 3 m. A los 3 das de la aplicacin, el 21 de noviembre, se implant sorgo doble propsito (Sorgum bicolor) con sistema de siembra directa. Las precipitaciones durante el ciclo del cultivo totalizaron 521 mm.

Durante la aplicacin del efluente se obtuvieron muestras, que se enviaron al Laboratorio del rea de produccin Animal del INTA Rafaela para determinar:

contenido de slidos totales (MS), cenizas (Cz), nitrgeno total (Nt), fsforo (P) por espectrofotometra, calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na) y potasio (K) por absorcin atmica. Los resultados se muestran en el Cuadro 1.

Efluentes

Muestras compuestas de suelo se colectaron en dos profundidades (0-5 cm y 5-20 cm) en todas las repeticiones (n=12), una semana despus de la siembra del cultivo. Las muestras se secaron al aire, se pasaron por tamiz de malla de 2 mm y se enviaron al laboratorio de Suelos de la FCA (UNL) para cuantificar: pH, conductividad elctrica (CE) en pasta de saturacin, nitrgeno total (Nt) por el mtodo semi-micro kjeldahl (samla, 2004), materia orgnica (MO) por medio de oxidacin con solucin de dicromato de potasio, fsforo disponible (P), azufre (S), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y capacidad de intercambio catinico (CIC).

El cultivo de sorgo se cort 118 das despus de la siembra, en estado de grano pastoso. En cada repeticin se extrajeron dos submuestras de plantas de 1 m2 cada una (n=24), que se pesaron individualmente. Luego los valores se promediaron por repeticin. Todas las muestras se secaron en estufa a 60 C hasta peso constante para determinar peso seco y porcentaje de materia seca (%MS).

Posteriormente se extrajo una alcuota de cada muestra, la que fue triturada y utilizada para determinar el contenido de P, K, Ca y Na por colorimetra y espectrofotometra y nitrgeno total (Nt) por el mtodo kjeldahl.


Anlisis estadsticos


Se realiz anlisis exploratorio de datos y anlisis de variancia con comparacin de medias (LSD, nivel de significancia del 5%) utilizando el software estadstico Infostat.


Resultados y Discusin

A partir de los datos analticos del efluente y las dosis aplicadas se calcul las cantidades de nutrientes aplicadas al suelo en cada tratamiento (Cuadro 2).

Efluentes

Las cantidades de nutrientes aportadas, an en T1 (60 m3 ha-1), fueron importantes, especialmente en el contenido se materia seca (MS), calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na) y potasio (K). Las cantidades de nitrgeno (N) y fsforo (P) aportadas en T3 equivalen a 378 kg ha-1 de urea y a 73 kg ha-1 de fosfato diamnico, superando los valores que la mayora de los productores aplica en la forma de fertilizantes inorgnicos. Estos aportes permitieron obtener las producciones de sorgo que se presentan en la Figura 1.

Los rendimientos estimados de grano seco fueron 5563, 5821, 6643 y 7028 kg ha-1 pata T0, T1, T2 y T3 respectivamente. Hubo diferencias significativas (p<0,05) entre T0 y T3, logrndose un incremento en la produccin de materia seca de sorgo de 26%. Con la dosis T1 se obtuvo un 5% de incremento y con T2 un 20%.

Resultados similares fueron obtenidos por Charln et al. (2007b) cuando aplicaron cantidades similares de N, aunque el efluente fue tratado y slido, sugiriendo que el contenido de nutrientes es ms importante que la forma fsica del mismo. Nuestros resultados muestran que inicialmente se produjo un incremento a tasa creciente hasta las dosis T2, continuando luego a tasa decreciente, correspondindose con lo sealado por la Ley de los rendimientos decrecientes. A partir de T2 el rendimiento comenz a ser limitado, probablemente, por el aporte insuficiente de P.

Efluentes

El Cuadro 3 muestra la cantidad de nutrientes exportados del sistema en la forma de grano. Se observa que en T3 se exportaron 24 kg ha-1 de P, mientras que la cantidad aportada por el efluente (Cuadro 2) fue 15 kg ha-1. La diferencia (9 kg ha-1 de P = 45 kg ha-1 fosfato diamnico) debi ser suplida por el suelo, por medio de la mineralizacin de la MO y a travs del P disponible en la solucin del suelo. Ambos procesos son afectados por las condiciones ambientales (humedad y temperatura especialmente), por lo que no siempre los nutrientes estn disponibles cuando las plantas los necesitan, lo que explicara la tasa decreciente de rendimiento observada.

Efluentes

La cantidad de N aportada por el efluente fue suficiente para cubrir la demanda del cultivo, no producindose excedentes importantes que pudieran ser lixiviados y contribuyeran a contaminar la napa. Sin embargo debe considerarse que parte del N se pierde a travs de procesos de volatilizacin. Algunos autores mencionan que estas prdidas pueden llegar a cerca del 50% (Amberger, 1990), por lo que se torna necesario iniciar estudios que corroboren este proceso.

Un aspecto importante a destacar es el elevado aporte de Ca, Mg, K y Na en relacin a las cantidades extradas por el cultivo, especialmente en los primeros centmetros, lo que influy directamente en los tenores de nutrientes en el suelo.

Los valores de las propiedades qumicas del suelo se presentan en el Cuadro 4. Hubo diferencias significativas entre tratamientos (p<0,05) slo en la profundidad 0-5 cm para todas las variables con excepcin de pH, Mg, Na y CIC. En todos los casos T2 y T3 se diferenciaron de T0; para algunas variables T0 = T1 (MO, Nt, CE, Ca y K) y T1 = T2 (S-SO4; CE). Entre profundidades las diferencias fueron altamente significativas (p<0.0001), denotando el efecto de la aplicacin del efluente asociado al efecto siembra directa. Este sistema genera acumulacin de rastrojos en la superficie, lo que induce un aumento en el contenido de materia orgnica y nutrientes en los primeros centmetros del suelo, con una disminucin gradual en profundidad.

Efluentes

El rango del contenido de MO fue elevado para todos los tratamientos de 0-5 cm, mientras que de 5-20 cm los valores fueron adecuados. Esto es notable tambin para el azufre que ya en T1 super el nivel considerado adecuado (20 ppm) para la mayora de los cultivos.

En el caso de los cationes Ca y Mg la variacin producida por el efluente es un aspecto muy positivo, ya que los suelos han perdido cantidades importantes de estos nutrientes debido al uso agrcola-ganadero. A modo de ejemplo, en este
estudio la saturacin de Ca (% de la CIC) est prxima a 58%, siendo que los valores mencionados como elevados se encuentran en el rango 75-80% (Gambaudo y Fontanetto, 2010). La cantidad aportada en la dosis T3 permiti elevar la saturacin de Ca a 65%, valor considerado adecuado, a pesar del incremento que se verific en la CIC. El contenido de Mg tambin aument, pero los valores continuaron siendo adecuados. El aumento del tenor de K fue muy importante, por lo que su porcentaje en la CIC supera el valor considerado adecuado (8%), pudiendo generar problemas de antagonismo en la disponibilidad de otros nutrientes.

Por otro lado el incremento de Na, que se correlaciona con el incremento en la conductividad elctrica (CE), es un aspecto negativo, debido a las caractersticas altamente dispersivas de este catin sobre el suelo, que induce su rpida desagregacin, ocasionando disminucin de la tasa de infiltracin y de la conductividad del agua en el suelo (Ghiberto et al., 2007). La presencia de este catin en tenores superiores a los considerados adecuados (>15 % de la CIC) y valores de CE superiores a 4 dS/m indican prdida de la calidad fsica del suelo y probable efecto de toxicidad, lo que afecta el rendimiento de los cultivos. Adems, como consecuencia de la menor capacidad de captacin del agua, aumentan los riesgos de encharcamiento en zonas planas y de erosin hdrica en reas con pendiente, lo que impacta directamente sobre la dinmica hdrica de las cuencas hidrogrficas relacionadas. Los aspectos mencionados destacan la necesidad de conocer la composicin qumica del efluente y las propiedades del suelo previo a la aplicacin para determinar las dosis que pueden ser utilizadas sin generar deterioro del ambiente productivo.


Conclusiones

En general los resultados de este estudio indican que el efluente lquido indujo mejoras en las propiedades qumicas del suelo, que se tradujeron en aumentos de la produccin de biomasa del cultivo de sorgo. Las alteraciones fueron muy marcadas en los primeros centmetros de suelo, pero no a mayor profundidad.

Se verific incrementos importantes en los contenidos de sales, sodio y potasio.

Estos elementos, no deseables cuando superan los umbrales crticos, constituyen un riesgo potencial al estar ligados a procesos de degradacin ambiental. Por lo tanto, es de suma importancia monitorear estos parmetros a travs del tiempo cuando se generaliza la prctica de aplicacin de efluentes.


Bibliografa

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Por: Imhoff Silvia; Ghiberto Pablo; Carrizo Mara Eugenia;
Charln Vernica; Zen Oscar; Gambaudo Sebastin
Fuente: Universidad Nacional del Litoral


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