Monografías
Publicar | Monografías por Categorías | Directorio de Sitios | Software Educativo | Juegos Educativos | Cursos On-Line Gratis

 

Contaminación por nitratos en las aguas subterráneas parte 5 - Monografía



 
DESCARGA ESTA MONOGRAFÍA EN TU PC
Esta monografía en formato html para que puedas guardarla en tu pc e imprimirla.



Vínculo Patrocinado




Aquí te dejamos la descarga gratuita
Nota: para poder abrir archivos html solo necesitas tener instalado internet explorer u otro navegador web.




16.2    EL AGUA EN EL SUELO



DRENAJE Y PERMEABILIDAD



El agua que recibe el suelo de las lluvias y de los riegos penetra en el suelo, ocupando, todos los espacios libres -macro y microporos  y desplazando, por tanto el aire. Entonces el agua que ocupa los espacios grandes desciende a través de ellos por su propio peso (agua de gravedad ) hacia el subsuelo hasta encontrar las aguas subterráneas. Esto constituye el drenaje del suelo por el cual se elimina este exceso de agua, de modo que los macroporos queden ocupados de nuevo por aire. Este drenaje del suelo, que es de la mayor importancia para la aireación del suelo, depende de la mayor o menor facilidad de penetración del agua a través del suelo, es decir, de su  permeabilidad. La permeabilidad viene definida por la velocidad de circulación del agua a través del suelo o, lo que es igual, por la cantidad de agua que puede absorber en tiempo determinado.
En los microporos o espacios capilares alrededor de las partículas finas y dentro de los agregados del suelo, el agua se mueve por capilaridad. Este agua, que se llama agua capilar, es retenida por el suelo y puede ascender a través de estos espacios capilares ( canalillos muy finos, de una anchura de una milésima de milímetro ) a alturas que depende de su finura.


16.2.1.    EVAPOTRANSPIRACION



Una vez efectuado el drenaje, el suelo va perdiendo su humedad por la acción del calor, que evapora el agua de la superficie del suelo  ( evaporación). Por otro lado las plantas absorben agua del suelo para su desarrollo ( transpiración ). De este modo el suelo se va secando progresivamente debido a la evaporación y la transpiración. A estos dos factores se les denomina conjunto evapotranspiracion.
La evaporación es tanto mas intensa cuanto mayor es la temperatura, y también depende de la luz y de los cultivos.

16.2.2.    VARIACIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO


Aunque el estado de humedad del suelo varia constantemente, podemos distinguir las siguientes fases:
Suelo saturado: Se dice que el suelo esta saturado de agua cuando esta ocupa todos los espacios libres, lo que ocurre después de un riego o de una lluvia. En caso de que el suelo no sea muy permeable, es decir, no puede absorber toda el agua, que se encharcara, o si tiene mucha pendiente, el agua escurrirá por la superficie sin que sea aprovechada y causando daños al suelo por arrastres de las partículas de la superficie (erosión ).
Este suelo no es conveniente para el desarrollo de los cultivos ya que las raíces carecen de aire para su respiración.
Capacidad de Campo: Se dice que en un suelo se halla a la capacidad de campo cuando ha eliminado por gravedad toda el agua en exceso. Tiene entonces la máxima cantidad de agua que es capaz de retener. Esta agua ocupa los microporos, en tanto que el aire ocupa los macroporos.
Suelo semihumedo: Este es el caso mas frecuente. El suelo tiene una humedad inferior a la capacidad de campo, debido a la evaportranspiracion. En primer lugar se seca rápidamente la superficie del suelo por efecto de la evaporación. En segundo lugar, todo el suelo se va secando y cada vez son mas delgadas las capas de agua que rodean las partículas del suelo.
Punto de marchitez: Cuando el suelo se ha secado por efecto de la evapotranspiracion, hasta el punto que las plantas no pueden extraer el agua que necesitan, se dice que el suelo ha alcanzado el punto de marchitez. Entonces las plantas se marchitan por falta de agua y no se recuperan amenos que se añada agua al suelo. La capa de agua que rodea a las partículas del suelo es extremadamente fina y queda retenida por ellas con gran fuerza. ( Murcia 1968 ).

16.2.3.    AGUA UTILIZABLE POR LOS CULTIVOS.



Puesto que el agua que pueden retener los suelos viene determinada por su capacidad de campo y el limite de utilización para las plantas es el punto de marchitez, el agua útil es la comprendida entre estos dos limites. Es decir, si en un suelo a la capacidad de campo tiene un 20% de humedad y en el punto de marchitez un 8%, las plantas podrán aprovechar un 12% de humedad, que es la diferencia entre ambos. Así pues, cuando este suelo este a la capacidad de campo tiene un 12% útil para las plantas.
Toda esta agua no es igualmente utilizable por las plantas. Cuando el suelo esta cerca de la capacidad de campo, el agua es retenida por el con poca fuerza ( 0.05 a un kilo por centímetro cuadrado ), pero a medida que se va secando, el agua es retenida con mas fuerza, hasta llegar al punto de marchitez ( 16 kilos por centímetro cuadrado ).
Así, pues, en tanto que algunas plantas pueden utilizar toda el agua útil 100%, otras son afectadas en mayor o menor grado cuando la humedad del suelo se acerca al punto de marchitez. Para lograr el máximo desarrollo de las plantas es preciso que absorban el agua sin necesidad de que tengan que reducir en ningún momento la transpiración. Por ello es importante en las zonas de riego que la humedad del suelo no se acerque nunca al punto de marchitez.

16.3.    INFLUENCIA DEL RIEGO



El nitrato se transporta en el suelo disuelto en el agua y, por lo tanto, el drenaje o percolación profunda determinan en gran parte su lixiviación. Como el balance del agua en el suelo influye mucho en la lixiviación o lavado del nitrato, debemos considerarlo como un factor de máxima importancia.
En la agricultura de regadío el manejo del agua es un factor decisivo en las perdidas de nitrato. Debemos reducir las perdidas por percolación al mínimo, aunque no se deben de suprimir totalmente, para que así se pueda arrastrar fuera de la zona radicular sales aportadas con el agua de riego como el Na+, ya que este ion se fija al complejo arcilloso-humico, además si va acompañado de Cl, se formara cloruro sodico o sal común, la cual es muy perjudicial para los cultivos y la tierra.
Para reducir en lo posible las perdidas por percolación, además de la aplicación de las dosis de riego adecuadas hace falta que la uniformidad del riego sea alta, ya que en caso contrario, aun empleando unas dosis de riego correctas, unas partes de la parcela podrían recibir un exceso de agua y otras quedarse con déficit. La uniformidad de riego varia mucho según el sistema de riego empleado, como veremos mas adelante.
En muchos casos la eficiencia de riego no sobrepasa el 60 %, es decir un 40 % del agua aplicada en el riego no es empleada en la evapotranspiración del cultivo, sino que se pierde como escorrentia y/o como percolación profunda.

Además de esto existen diferentes efectos que el agua de riego ejerce sobre el suelo y los fertilizantes entre los que podemos destacar:

-  Disminución pasajera de la aireación del suelo.

Después de efectuar un riego, el suelo se satura de agua y esta desplaza el aire de los poros durante algún tiempo. Como consecuencia de la falta de oxigeno, las raíces respiran con dificultad, la vida microbiana se entorpece alterándose el ciclo del nitrógeno y, en consecuencia, la asimilación de elementos nutritivos se realiza de forma defectuosa. Para evitar este inconveniente es preciso que la situación anómala dure el menor tiempo posible, y esto se consigue con aportaciones de agua no excesivas y con un buen drenaje del terreno.

-  Degradación de la extructura del suelo.

El agua aportada con el riego provoca la separación de los agregados del suelo y facilita el paso del estado de floculacion al estado de dispersión.

-  Aceleración del proceso de mineralizacion de la materia orgánica.

Una humedad suficiente, aunque no excesiva, acelera la mineralizacion de la materia orgánica. Este proceso se nota claramente cuando se pone en regadío una tierra de secano, puesto que se incrementan los rendimientos de la cosecha durante algún tiempo. ( Fuentes 1994 )


16.3.1.    EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE  RIEGO Y SU INFLUENCIA EN EL LIXIVIADO DEL NITRATO.



En general los sistemas de riego se pueden clasificar de la siguiente forma:

-  Riego por gravedad o superficial.

El agua utiliza únicamente la actuación de la gravedad para su distribución. Asimismo se utiliza la superficie del suelo agrícola para la distribución del agua.

-    Riego forzado.

El agua se distribuye a presión mediante un sistema de tuberías en donde se instalan los emisores de agua.

16.3.1.1.    RIEGO SUPERFICIAL



En el riego superficial el agua se aplica al terreno en la parte mas alta y fluye por la superficie hacia las partes mas bajas. Se ha de procurar que la distribución del agua se haga de un modo uniforme por todo el terreno, sin perdidas excesivas por infiltración profunda y por escorrentia superficial.


16.3.1.2.    RIEGO POR COMPARTIMENTOS O INUNDACIÓN



El terreno se divide en compartimentos con la superficie nivelada y rodeados por pequeños diques  o malecones. Podemos distinguir dos modalidades:

-  Encharcamiento continuo.

El agua se mantiene siempre dentro de los compartimentos y para ello se deja que fluya de una manera continua. Es el método clásico de regar el arroz.
En este tipo de riego se utiliza un elevado volumen de agua, por lo tanto si se riega con aguas de elevada concentración de nitratos, se hará una elevada aportación de nitratos. También las perdidas por lixiviación pueden ser grandes, aunque conviene destacar que este tipo de riego se lleva a cabo en tierras de textura arcillosa, para evitar las perdidas de agua.
La transformación del nitrógeno orgánico es a la forma amoniacal, no formándose nitrato por la escasez de oxigeno en el medio. Así, gran parte del nitrato aportado como abono es transformado en amoniaco perdiéndose rápidamente por volatizacion.
Este sistema de riego compacta el suelo, disminuyendo la porosidad, y modifica el equilibrio del suelo al haber menos aireación. Así pues en lo que se refiere al equilibrio del suelo y los ciclos biológicos como el del nitrógeno, no es un buen método de riego.

-  Encharcamiento intermitente.

La zona a regar se divide en pequeños compartimentos, llamados tablares o eras. Para introducir el agua en los tablares se rompe un borde de la reguera portadora y se deja que penetre hasta cierta altura; después se interrumpe la entrada de agua y se deja que se infiltre en el terreno, lo que permite al suelo airearse entre uno y otro riego.
En suelos arenosos los compartimentos serán pequeños, ya que al ser la infiltración del agua muy rápida, se necesitaran grandes caudales para conseguir una distribución uniforme, reduciremos así las perdidas por lixiviación. ( FAO 1974 )

16.3.1.3    RIEGO POR SURCOS



Este sistema de riego consiste en llevar el agua, por medio de surcos, desde las partes mas altas del campo hacia las partes mas bajas. El agua se infiltra por el fondo y por los costados del surco, y por lo tanto no moja el suelo en su totalidad.
La textura del suelo determina la velocidad de infiltración del agua
en el suelo.

El surco ha de tener una pendiente uniforme en todo su recorrido, pues en caso contrario el agua penetra a distintas profundidades a lo largo del surco, además pueden producirse encharcamientos y arrastre de tierra hacia partes bajas.
Si los surcos son demaseado largos y el terreno arenoso en la parte donde se produce la entrada del agua, se producirá una mayor infiltración de agua.
Con este tipo de riego las perdidas de nitrato, son muy notables cuando sobra agua de riego que vierte directamente a cauces superficiales.
En la actualidad se utiliza este riego con un cambio en la forma de suministrar el agua al surco, consiste en extender una goma o manguera de distinto diámetro según la longitud del reguero, que suministra el agua a los surcos. En la goma se hacen unos agujeros de 1 a 2 cm. generalmente, por los que saldrá el agua para regar el surco.
Con este sistema el caudal de agua para regar se disminuye por surco y se vierte menos agua sobrante a los cauces superficiales, reduciendo notablemente las perdidas por arrastre de nitratos por parte del agua sobrante, ya que la velocidad de circulación es menor.

16.3.1.4    RIEGO POR ASPERSIÓN



Es un método de distribución de agua bajo la forma de lluvia sobre el suelo.
El ahorro de agua es de hasta un 50 % en comparación con otros métodos, también la distribución es uniforme, y se puede usar en cualquier tipo de suelo, variando el tiempo de aplicación o caudal, para evitar perdidas por aplicaciones de riego innecesarias.
El principal inconveniente en referencia al suelo, es que produce el apelmazamiento del suelo, ya que la lluvia de los aspersores desace los agregados, el agua y la tierra forman un barro que al secarse se endurece mas o menos según la naturaleza del suelo formando una costra.
En lo que se refiere a las perdidas de nitratos, este es un buen método para paliarlas.

16.3.1.5    RIEGO POR GOTEO



Este sistema se caracteriza por la aplicación del agua localizada en las proximidades de la planta, y el bajo caudal de agua empleado, por cual no existen apenas perdidas por lixiviación.
Llamamos bulbo húmedo al volumen de suelo humedecido por un emisor de riego localizado. El movimiento del agua en el suelo determina la forma y el tamaño del bulbo húmedo.
La forma y el tamaño del bulbo húmedo dependen de factores como la textura, en los suelos arenosos, este será mas profundo, y en los arcillosos será menos profundo, pero mas ancho.
Con este sistema de riego es frecuente la aplicación de fertilizantes disueltos en el agua, es lo que se llama fertirrigacion, con lo cual la aplicación de los fertilizantes se realiza justo en la zona donde se desarrollan las raíces de la planta. Además los fertilizantes se suministran a la planta conforme a sus necesidades en las distintas etapas de su desarrollo.
Un factor a tener en cuenta es la acumulación de sales en bulbo húmedo, que puede ser un problema para el desarrollo de la planta, al verse afectado su sistema radicular.
En definitiva el riego por goteo es el sistema mas eficaz para evitar las perdidas de nitrato, pero lamentablemente debido a la complejidad de las instalaciones, y su uso limitado solo a algunos cultivos no es posible su aplicación en toda la superficie agrícola. ( Fuentes 1994 ).


16.4.    EL TIPO DE VEGETACIÓN EN EL SUELO Y SU INFLUENCIA



Los acuíferos bajo zonas forestales o praderas suelen tener un menor contenido de nitrato que aquellos bajo zonas de agricultura intensiva. Esto es debido no solo a que no se emplean fertilizantes, sino también a que estas zonas forestales o de praderas mantienen una cubierta vegetal sobre el suelo durante todo el año y así la percolación del agua es menor.
En cambio en la mayoría de los suelos agrícolas, el suelo se queda sin cubierta vegetal desde la recolección de la cosecha hasta el cultivo siguiente, pasando el periodo de otoño, invierno, y parte de la primavera, según cultivos y zonas con climatología distinta, lo cual aumenta el riesgo de filtración de nitratos considerablemente.
Durante el otoño hay periodos en los que la humedad del suelo y la temperatura son adecuados para que la actividad microbiana sea alta y haya una producción apreciable de nitrato por mineralizacion del nitrógeno orgánico.
En los suelos forestales y de pradera, la planta toma ese nitrógeno, pero en los suelos agrícolas en esta época no hay plantas para absorverlo o son muy pequeñas, de modo que el nitrato se acumula en el suelo y es arrastrado a las aguas subterráneas durante el invierno.
Los suelos de pradera contienen mas altas concentraciones de nitrógeno orgánico que los suelos agrícolas. En los suelos de pradera el riesgo de contaminación por escorrentia aumenta, ya que el agua puede arrastrar los residuos de estiércol, que se encuentran en la superficie.
Cuando se roturan los suelos de pradera la aireación de los mismos aumenta y ello facilita la mineralizacion de la materia orgánica por los microorganismos, lo cual ocasiona un aumento significativo del contenido en nitratos en el suelo. Además al roturar se elimina la planta que podría absorber este nitrato. ( Ramos 1992 ).

16.5.    INFLUENCIA DE LA LLUVIA



Las gotas de lluvia recogen diversas impurezas naturales, mientras caen hacia el suelo, al ponerse en contacto con gases y partículas en suspensión en la atmósfera .
La lluvia contiene además cantidades variables de N en forma de amonio, nitrato y óxidos de nitrógeno, y constituye una fuente importante de N en los sistemas naturales. Sin embargo, en los sistemas agrícolas, este aporte ( 5-15 kg/N/ha/año ) es pequeño en comparación al de los fertilizantes.
Una pequeña cantidad de nitrógeno es fijado por las descargas eléctricas, la luz ultravioleta y los motores eléctricos y de combustión interna, fenómenos físicos que proporcionan suficiente energía para que el nitrógeno reaccione con el oxigeno del aire o con el hidrogeno del agua contenido en la atmósfera para formar diversos compuestos, que son trasladados, al suelo por la lluvia. Pero estos procesos son insignificantes, desde el punto de vista cuantitativo, pues no representan mas que el 0,5 % del total del nitrógeno fijado.
Durante el invierno, los suelos agrícolas al estar desnudos y contener excedentes de abonado así como restos de cosechas que aportan nitrógeno al suelo, la lluvia es un factor decisivo en la lixiviación del nitrato.

17. PRACTICAS AGRARIAS BENEFICIOSAS PARA REDUCIR LAS PERDIDAS DE NITRATOS POR LIXIVIACION.



17.1. LA MATERIA ORGÁNICA COMO ABONO.



Como materia orgánica aplicada al suelo podemos distinguir dos principales: los restos de las cosechas y estiércoles de animales.
Debemos de considerar que los rastrojos de cosechas, son parte del suelo agrícola y en cierto modo, al incorporarlos de nuevo a la tierra  lo único que hacemos, es devolver algo que ya estaba allí. Malas practicas agrícolas como la quema de rastrojos van eliminando las reservas orgánicas en el suelo, lo cual tiene repercusiones a largo plazo muy negativas.
Por el contrario la aplicación de estiércoles y purines de ganado estabulado, constituyen un nuevo aporte de materia orgánica que elevara el porcentaje de esta en el suelo.

17.1.1.    PAPEL AGRONÓMICO DE LA M.O.



La materia orgánica ejerce unas acciones beneficiosas sobre la tierra que en muchos casos tienen una relación directa con la reducción de la contaminación por nitratos.

17.1.1.1    EFECTOS SOBRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS:



El color:

los suelos con alto contenido en materia orgánica, además de otros componentes, son mas oscuros. Si tenemos en cuenta que los suelos oscuros absorben el 80% de la radiación solar, se puede afirmar que estos suelos se calientan mas y matienen un régimen térmico mas estable. Si el suelo tienen una temperatura mas elevada y esta no varia bruscamente, favoreceremos la actividad microbiana que mineraliza el nitrógeno.

La estructura:

la materia organica cementa las partículas minerales del suelo, formando agregados de una determinada cohesión y proporcionando al suelo condiciones favorables en cuanto a porosidad, mullimiento, circulación del agua, del aire y del calor ( esenciales estos dos últimos para el buen desarrollo del ciclo del nitrógeno ).

Permeabilidad y retención de agua:

la materia orgánica, al mejorar la estructura, aumenta la permeabilidad al agua, favoreciendo su penetración en el suelo de cultivo, esto ayuda a evitar el lavado de nitratos por escorrentia en suelos impermeables.
Una vez el agua esta dentro de la tierra, la gran capacidad de retención de los coloides humicos, para retener agua, hace que aumente la retención hídrica del suelo, evitando así las perdidas por lixiviación del nitrato.

17.1.1.2.    ACTUACIONES SOBRE LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO



Estos efectos se manifiestan directa o indirectamente, en la disponibilidad de elementos minerales para los cultivos.

El ph:

una acción directa, es el poder amortiguador de la materia orgánica, reduciendo el riesgo de las bariaciones bruscas de pH. Este aumento de poder “tampón” es fundamental en los suelos agrícolas, por los efectos negativos que conllevaría la variación brusca del pH sobre la vida microbiana, y los efectos de esta sobre el ciclo del N, además de la asimibilidad o el bloqueo de algunos elementos minerales. ( Labrador 1993 )
La capacidad de intercambio cationico: es decir la cantidad máxima de cationes ( Ca++, Mg++, Na+, K+, NH4+,H+, etc. ), que un suelo puede absorber por 100g. depende directamente de la naturaleza de su complejo absorbente, sustancias humicas y arcillosas preferentemente.
La retención de elementos por el suelo y su capacidad para intercanbiarlos es un síntoma de riqueza del suelo, además de evitar perdidas por lixiviación. La retención del nitrato es mas difícil debido a la carga ( - ) de este.

EL APORTE DE MINERALES



La materia orgánica aporta de forma directa y equilibrada macro y micronutrientes al suelo, aunque si su actividad solo se limitase a esto, cualquier abono químico superaría con creces su poder fertilizante ya que esta no contiene mas elementos minerales, que los que la química pueda sintetizar.
Las ventajas además del aporte de nutrientes pueden ser: incidir positivamente sobre la actividad microbiana del suelo, influye directamente sobre los ciclos de movilización e inmovilización de distintos elementos minerales -fósforo, azufre, nitrógeno, etc. aventajando en los suelos biológicamente activos, la mineralizacion a la inmovilización. Las sustancias humicas, aumentan la síntesis de sustancias nitrogenadas en el vegetal y favorecen a su vez, la asimilación del nitrógeno por la planta.

COMPLEJACION Y QUELACION



Las sustancias humicas tienen también capacidad para unirse a ciertos cations minerales muy inestables Cu2+, Mn2+, Fe3+, etc., formando “quelatos”, permitiendo una mayor disponibilidad a la planta y evitando la perdida de estos.


17.1.1.3    SOBRE LAS PROPIEDADES  BIOLÓGICAS DEL SUELO.



La materia orgánica tiene una acción desisiva en todos los aspectos de la vida microbiana en el suelo. Esta influencia favorable se manifiesta, bien por un aumento en la cantidad y calidad de alimento y de energía a disposición de los macro y microorganismos encargados de la actividad en los ciclos biogeoquímicos en la naturaleza; bien por una mejoría en las condiciones físicas y fisico-quimicas del suelo, lo que afectaría al intercambio gaseoso y a la actividad de la población microbiana aerobia, a la respiración radicular, a la rizogenesis, a la fotosíntesis; o bien lo que es muy importante, por el aporte directo en si y la activación de ciertas poblaciones de microorganismos beneficiosos en detrimento de otros -patógenos para los cultivos-. ( Labrador 1993 ).

RESUMEN DE LOS EFECTOS MAS DESTACADOS DE LA MATERIA ORGÁNICA HUMIFICADA EN LOS SUELOS DE CULTIVO



Propiedades del suelo.    Efectos de la materia orgánica humificada.



FÍSICAS   



Aumenta la capacidad calorifica
Suelos mas calientes en primavera
Reduce las oscilaciones térmicas
Agrega las partículas elementales
Aligera suelos arcillosos y cohesiona arcillosos
Aumenta la estabilidad estructural
Aumenta la permeabilidad hídrica y gaseosa
Facilita el drenaje y las labores
Reduce la erosión
Aumenta la capacidad de retención hídrica
Reduce la evaporación
Mejora el balance hídrico

QUÍMICAS   



Aumento del poder tampón
Regula el pH
Aumenta la capacidad de cambio cationico
Mantiene los cationes en forma cambiable
Forma fosfohumatos
Forma quelatos
Mantiene las reservas de nitrógeno


BIOLÓGICAS   



Favorece la respiración radicular
Favorece la germinación de las semilla
Favorece el estado sanitario de organismos subterráneos
Regula la actividad microbiana
Fuente de energía para microorganismos heterotrofos
El CO2 desprendido favorece la solubilacion mineral
Contrarresta el efecto de algunas toxinas
Modifica la actividad enzimatica
Activa la rizogenesis
Mejora la nutrición mineral de los cultivos

* Fuente Urbano Terrón, 1897.





Creative Commons License
Estos contenidos son Copyleft bajo una Licencia de Creative Commons.
Pueden ser distribuidos o reproducidos, mencionando su autor.
Siempre que no sea para un uso económico o comercial.
No se pueden alterar o transformar, para generar unos nuevos.

 
TodoMonografías.com © 2006 - Términos y Condiciones - Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons. Creative Commons License