Uso alternativo de efluentes de tambo para disminuir el Impacto Ambiental

Introducción

Es ampliamente conocido que la necesidad de alimentos aumenta constantemente asociada al incremento de la población mundial. Este proceso está ocasionando una acelerada intensificación de los sistemas agropecuarios y especialmente de los sistemas lecheros que, para lograrlo, deben inevitablemente aumentar el número de vacas en ordeño. Con esto se logra mayor producción de leche, pero simultáneamente se genera mayor cantidad de residuos y efluentes.

El término “efluentes de tambo” define a las aguas servidas con desechos sólidos (materia fecal, restos de alimentos, barro) y líquidos (agua, orina, restos de leche y soluciones de limpieza del equipamiento de ordeño) que se originan por el ordeño (Charlón, 2007). Estos efluentes generalmente son almacenados en depósitos (temporarios o permanentes) o vertidos directamente al terreno o a cursos de agua. Ambas actividades comportan un elevado riesgo de contaminación de los recursos naturales (aire y aguas superficiales y subterráneas 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 garantías de calidad e inocuidad desde su origen (Taverna, 2006).

Por otro lado, para intensificar los sistemas se debe aumentar la producción de forraje y granos, que son la principal fuente de alimento de los animales, lo que implica mayor extracción de nutrientes del suelo que deben ser restituidos al sistema para asegurar su sustentabilidad. En la actualidad la aplicación de fertilizantes químicos al suelo constituye la principal vía de aporte de los nutrientes necesarios para producir elevadas cantidades de biomasa. Sin embargo, la aplicación de estos fertilizantes también conlleva varios problemas asociados a su utilización, siendo los más relevantes el aumento del costo de producción de los sistemas lecheros y los riesgos de contaminación 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 químicas del suelo debido al reciclado de nutrientes, y sobre las propiedades físicas, al aumentar el contenido de materia orgánica, la porosidad e infiltración del agua en el suelo (Feng et al., 2005; Khan et al., 2007; Monaco et al., 2008; Schröder et al., 2007). Estos efectos positivos se reflejaron, en la mayoría de los casos, en una mayor productividad y calidad nutricional de los cultivos.

A este respecto, a nivel regional se dispone de adecuada información de la aplicación de efluente tratado y en estado sólido (Charlón et al.; 2005; Charlon et al., 2007a; Charlon et al., 2007b). Sin embargo, la bibliografía es mucho más acotada sobre las consecuencias de la aplicación de efluentes líquidos o semi-líquidos y crudos; es decir, aquellos que son rápidamente aplicados al campo sin recibir ningún tipo de tratamiento. Con base en la información recopilada se hipotetiza que la aplicación de este tipo de efluentes al suelo mejorará el reciclado de nutrientes disminuyendo el impacto ambiental. Es decir, se posibilitará el aprovechamiento de los nutrientes contenidos en los efluentes para aumentar la productividad de los cultivos, reemplazando en parte el uso de fertilizantes químicos. Adicionalmente se espera ayudar a disminuir los problemas de contaminación ambiental, contribuyendo así a lograr sistemas productivos más sustentables.

Objetivos específicos

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

Material y Métodos

Este estudio se realizó 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 típico, el clima es mesotérmico subhúmedo-húmedo (c2b’3ra’), con precipitaciones medias anuales de 967mm.

El lote seleccionado, al momento de la instalación del experimento, se encontraba con raigrás anual (Lolium multiflorum), que fue desecado previo a la aplicación del efluente. Se escogió una zona homogénea y se establecieron parcelas de 20 m de largo por 4 m de ancho siguiendo un diseño 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 aplicación del efluente líquido se realizó con una estercolera con un ancho de aplicación de 3 m. A los 3 días de la aplicación, el 21 de noviembre, se implantó sorgo doble propósito (Sorgum bicolor) con sistema de siembra directa. Las precipitaciones durante el ciclo del cultivo totalizaron 521 mm.

Durante la aplicación del efluente se obtuvieron muestras, que se enviaron al Laboratorio del Área de producción Animal del INTA Rafaela para determinar:

contenido de sólidos totales (MS), cenizas (Cz), nitrógeno total (Nt), fósforo (P) por espectrofotometría, calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na) y potasio (K) por absorción atómica. Los resultados se muestran en el Cuadro 1.

Muestras compuestas de suelo se colectaron en dos profundidades (0-5 cm y 5-20 cm) en todas las repeticiones (n=12), una semana después 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 eléctrica (CE) en pasta de saturación, nitrógeno total (Nt) por el método semi-micro kjeldahl (samla, 2004), materia orgánica (MO) por medio de oxidación con solución de dicromato de potasio, fósforo disponible (P), azufre (S), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y capacidad de intercambio catiónico (CIC).

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

Posteriormente se extrajo una alícuota de cada muestra, la que fue triturada y utilizada para determinar el contenido de P, K, Ca y Na por colorimetría y espectrofotometría y nitrógeno total (Nt) por el método kjeldahl.

Análisis estadísticos

Se realizó análisis exploratorio de datos y análisis de variancia con comparación de medias (LSD, nivel de significancia del 5%) utilizando el software estadístico Infostat.

Resultados y Discusión

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

Las cantidades de nutrientes aportadas, aún 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 nitrógeno (N) y fósforo (P) aportadas en T3 equivalen a 378 kg ha-1 de urea y a 73 kg ha-1 de fosfato diamónico, superando los valores que la mayoría de los productores aplica en la forma de fertilizantes inorgánicos. 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, lográndose un incremento en la producción 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 Charlón et al. (2007b) cuando aplicaron cantidades similares de N, aunque el efluente fue tratado y sólido, sugiriendo que el contenido de nutrientes es más importante que la forma física del mismo. Nuestros resultados muestran que inicialmente se produjo un incremento a tasa creciente hasta las dosis T2, continuando luego a tasa decreciente, correspondiéndose con lo señalado por la Ley de los rendimientos decrecientes. A partir de T2 el rendimiento comenzó a ser limitado, probablemente, por el aporte insuficiente de P.

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 diamónico) debió ser suplida por el suelo, por medio de la mineralización de la MO y a través del P disponible en la solución del suelo. Ambos procesos son afectados por las condiciones ambientales (humedad y temperatura especialmente), por lo que no siempre los nutrientes están disponibles cuando las plantas los necesitan, lo que explicaría la tasa decreciente de rendimiento observada.

La cantidad de N aportada por el efluente fue suficiente para cubrir la demanda del cultivo, no produciéndose excedentes importantes que pudieran ser lixiviados y contribuyeran a contaminar la napa. Sin embargo debe considerarse que parte del N se pierde a través de procesos de volatilización. Algunos autores mencionan que estas pérdidas 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 relación a las cantidades extraídas por el cultivo, especialmente en los primeros centímetros, lo que influyó directamente en los tenores de nutrientes en el suelo.

Los valores de las propiedades químicas del suelo se presentan en el Cuadro 4. Hubo diferencias significativas entre tratamientos (p<0,05) sólo en la profundidad 0-5 cm para todas las variables con excepción 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 aplicación del efluente asociado al efecto “siembra directa”. Este sistema genera acumulación de rastrojos en la superficie, lo que induce un aumento en el contenido de materia orgánica y nutrientes en los primeros centímetros del suelo, con una disminución gradual en profundidad.

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 también para el azufre que ya en T1 superó el nivel considerado adecuado (20 ppm) para la mayoría de los cultivos.

En el caso de los cationes Ca y Mg la variación producida por el efluente es un aspecto muy positivo, ya que los suelos han perdido cantidades importantes de estos nutrientes debido al uso agrícola-ganadero. A modo de ejemplo, en este
estudio la saturación de Ca (% de la CIC) está próxima 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 permitió elevar la saturación de Ca a 65%, valor considerado adecuado, a pesar del incremento que se verificó en la CIC. El contenido de Mg también aumentó, 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 eléctrica (CE), es un aspecto negativo, debido a las características altamente dispersivas de este catión sobre el suelo, que induce su rápida desagregación, ocasionando disminución de la tasa de infiltración y de la conductividad del agua en el suelo (Ghiberto et al., 2007). La presencia de este catión en tenores superiores a los considerados adecuados (>15 % de la CIC) y valores de CE superiores a 4 dS/m indican pérdida de la calidad física del suelo y probable efecto de toxicidad, lo que afecta el rendimiento de los cultivos. Además, como consecuencia de la menor capacidad de captación del agua, aumentan los riesgos de encharcamiento en zonas planas y de erosión hídrica en áreas con pendiente, lo que impacta directamente sobre la dinámica hídrica de las cuencas hidrográficas relacionadas. Los aspectos mencionados destacan la necesidad de conocer la composición química del efluente y las propiedades del suelo previo a la aplicación 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 líquido indujo mejoras en las propiedades químicas del suelo, que se tradujeron en aumentos de la producción de biomasa del cultivo de sorgo. Las alteraciones fueron muy marcadas en los primeros centímetros de suelo, pero no a mayor profundidad.

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

Estos elementos, no deseables cuando superan los umbrales críticos, constituyen un riesgo potencial al estar ligados a procesos de degradación ambiental. Por lo tanto, es de suma importancia monitorear estos parámetros a través del tiempo cuando se generaliza la práctica de aplicación de efluentes.

Bibliografía

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Por: Imhoff Silvia; Ghiberto Pablo; Carrizo María Eugenia;
Charlón Verónica; Zen Oscar; Gambaudo Sebastián
Fuente: Universidad Nacional del Litoral

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