Encajonando nitrógeno de campo agrícola


La primavera en el corazón de Estados Unidos suele ser húmeda. Eso hace que su suelo sea demasiado blando para plantar. 


por la Sociedad Americana de Agronomía


Una solución a ese problema es el drenaje de azulejos. Los productores insertan una serie de tuberías (tejas de drenaje) debajo de sus campos, que drenan el agua del suelo hacia los arroyos y lagos cercanos.

Muchos de los desagües de azulejos existentes se instalaron hace más de 50 años y ayudaron a aumentar los rendimientos. Los productores pudieron ingresar a sus campos antes para plantar sin compactar el suelo. Su temporada de crecimiento se extendió por varias semanas, lo que puede aumentar considerablemente el rendimiento.

Sin embargo, a fines de la década de 1980, se encontró un nuevo problema: el nitrato de los campos del Medio Oeste estaba ingresando al Golfo de México. Viajó por un camino que comenzaba en los desagües de azulejos, luego hacia los arroyos, bajaba por el río Mississippi y hacia el Golfo. Si bien la eliminación de los desagües de azulejos podría haber resuelto este problema, los productores no podrían producir la misma cantidad de alimentos.

Los científicos comenzaron a desarrollar prácticas en el borde del campo para que los productores pudieran mantener la siembra temprana que ofrecían los desagües de baldosas mientras protegían los arroyos cercanos, y el Golfo de México, de la contaminación por nitratos.

Uno de esos científicos es Tom Isenhart, agrónomo y profesor de la Universidad Estatal de Iowa. En 2013, Isenhart y sus colegas publicaron datos sobre la capacidad de las franjas saturadas de tierra naturalizada cerca de los arroyos para eliminar el nitrato del agua de drenaje de las baldosas . Hubo buenas noticias. «El estudio inicial sobre las zonas de amortiguamiento ribereñas saturadas fue prometedor», dice Isenhart. «Y llevó al USDA a desarrollar un estándar de conservación para la práctica».

Encajonando nitrógeno de campo agrícola
Instalación de la tubería de distribución en un tampón saturado. Crédito: Dan Jaynes

Hubo una gran diferencia en las tiras de protección estudiadas por este equipo. Los desagües de azulejos tendían a correr debajo de las típicas franjas de protección en el Medio Oeste. Este equipo volvió a conectar el flujo de agua al suelo. «Los amortiguadores ribereños típicos en paisajes drenados con baldosas no eliminan mucho nitrato porque el flujo de agua no está conectado a través del suelo», dice Isenhart.

El agua que fluye hacia abajo y a través del suelo antes de llegar a una fuente de agua se limpia mediante procesos naturales. La instalación de los desagües de loseta dirige el agua directamente al arroyo, cortando el amortiguador. Esa agua no se beneficia de la capacidad del tampón para eliminar biológicamente el nitrato.

La solución del equipo fue desviar una fracción del flujo de agua como agua subterránea poco profunda dentro de la zona de amortiguamiento. «Excavamos la salida del azulejo dentro de la franja de protección», dice Isenhart. «Luego, instalamos una caja de control con salidas conectadas a una nueva tubería perforada que sirve como tubería de distribución. También creamos un sistema que nos permite ajustar los niveles de agua. Esto asegura que el agua drene desde los campos agrícolas hacia el suelo de la zona de amortiguamiento. otro beneficio de este sistema es que, una vez instalados, estos sistemas no necesitan ser administrados activamente por el agricultor».

Isenhart, su equipo pudo expandir el estudio de las zonas de amortiguamiento ribereñas saturadas a cinco sitios adicionales en Iowa. «Estos estudios adicionales fueron necesarios para confirmar los resultados iniciales en nuestro primer sitio de estudio», dice Isenhart. También determinaron la eficacia de las franjas de protección ribereñas saturadas en otros lugares. Estos diferentes lugares tenían diferentes suelos y paisajes, información importante para los productores. Además, el estudio se amplió a varios años. Esto les dio a los investigadores datos sobre las zonas de amortiguamiento durante condiciones climáticas variables, especialmente lluvias variadas.

Encajonando nitrógeno de campo agrícola
Caja de control de agua en un buffer saturado dos años después de la instalación. Todo el ‘trabajo’ de eliminación de nitrato se realiza bajo tierra por el suelo y los microbios del suelo. Crédito: Dan Jaynes

Otros científicos están trabajando en otras soluciones para reducir los niveles de nitrato de los campos drenados con baldosas. Isenhart y su equipo calcularon los costos de eliminación de nitrato para varios sistemas de eliminación de nitrato. El costo por libra de nitrato eliminado para las zonas de amortiguamiento ribereñas saturadas fue de $1,33 (o por kilogramo, $2,94), con una vida útil de 40 años. Los biorreactores desnitrificantes de astillas de madera tienen una vida útil de alrededor de 10 años (antes de que sea necesario reemplazar las astillas de madera) y tienen un costo de $0,95 por libra (o $2,10 por kilogramo) de nitrógeno eliminado.

«Las franjas de protección ribereñas saturadas son comparativamente más sencillas, baratas y rápidas de instalar que muchos sistemas», dice Isenhart. «Pero no son adecuados para todos los campos agrícolas. Requieren suelos específicos y características del paisaje para funcionar correctamente. Esto puede limitar su uso dentro de ciertos tipos de cuencas hidrográficas».

Al volver a conectar el flujo de agua a través del suelo, las franjas de protección ribereñas saturadas aprovechan la capacidad de limpieza natural del suelo . Cuando las condiciones del campo son propicias para su instalación, son una herramienta eficaz para reducir las cargas de nitrato en los arroyos y lagos cercanos, lo que permite a los productores continuar usando los desagües de losetas.



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