Reciclaje de sedimentos lacustres para la producción de cultivos: una solución sostenible para cerrar el ciclo del fósforo


Un experimento de campo de cuatro años realizado en las orillas del lago restaurado Mustijärv en Viljandi, Estonia, reveló que reciclar los sedimentos del lago ricos en fósforo para volver a la agricultura podría tener un impacto positivo en la producción de cultivos.


por la Universidad de Helsinki


El estudio , que aparece en Science of The Total Environment , fue realizado por la investigadora doctoral Mina Kiani y el grupo de investigación AgriChar, y es el primero de su tipo a nivel mundial en cubrir los aspectos ambientales del reciclaje de sedimentos lacustres para la agricultura durante varios años. Kiani defiende su tesis el 21 de abril en la Facultad de Agricultura y Silvicultura de la Universidad de Helsinki.

El estudio tenía como objetivo encontrar una solución sostenible para cerrar el ciclo de fugas de fósforo (P) agrícola mediante el reciclaje de sedimentos del lago ricos en P para la agricultura y ayudar a la restauración del lago eutrófico mediante la eliminación de sedimentos. El experimento consistió en excavar los 7.500 m 3 de sedimento del lago eutrófico poco profundo de 1 hectárea Mustijärv, que luego se utilizó como medio de cultivo para la producción de pasto. El sedimento también se analizó en busca de varios nutrientes esenciales, incluidos P, azufre (S), calcio (Ca), magnesio (Mg), boro (B), zinc (Zn) y cobre (Cu).

Los resultados mostraron que los medios de crecimiento a base de sedimentos mantuvieron el rendimiento de la biomasa del pasto en condiciones de campo, siendo el sedimento rico en materia orgánica y una buena fuente de varios nutrientes esenciales. Además, el sedimento proporcionó continuamente un suministro moderado de N a las plantas durante el experimento de campo de cuatro años.

Reciclaje de sedimentos lacustres para la producción de cultivos: una solución sostenible para cerrar el ciclo del fósforo
Mina Kiani y Olga Tammeorg están recolectando muestras de sedimentos del lago Mustjärv para evaluar su estado después de haber sido restaurado mediante la eliminación completa de sedimentos. Crédito: Priit Tammeorg

El estudio también investigó los impactos ambientales de varios métodos de aplicación de sedimentos, incluidas las emisiones de gases de efecto invernadero , la lixiviación de N y P, la estabilidad de los agregados y la biota del suelo. Los medios de cultivo a base de sedimentos tenían diferentes composiciones de comunidades bacterianas y fúngicas en comparación con el suelo, y aumentaban el riesgo de lixiviación de P y N mineral. La aplicación de biocarbón aumentó la cantidad de N absorbido por las plantas, pero no redujo significativamente las emisiones ni la lixiviación.

La tasa de aplicación de sedimentos debe ajustarse para que coincida con los requisitos del cultivo, de forma similar a como se aplican los fertilizantes. Esto puede ayudar a minimizar la filtración de nutrientes al lago y ayudar a mitigar aún más la eutrofización del lago.

Además, en este proyecto, se examinaron los cambios en la dinámica del P en la interfaz sedimento-agua en el lago restaurado durante un período de seguimiento de dos años. Teóricamente, no podría aparecer una liberación notable de P en el sedimento después de la eliminación completa del sedimento. Sin embargo, se reconstruyó una gran reserva de P liberable poco después de la eliminación de sedimentos debido a un flujo de nutrientes excepcionalmente alto de la cuenca. Cantidades particularmente grandes de sedimentos, muy probablemente provenientes de la limpieza del lecho del arroyo aguas arriba del lago, se concentraron en las cuencas de acumulación de sedimentos, es decir, partes más profundas del lago creadas como parte del proyecto de restauración del lago. Vaciado regular de dichos sedimentos .las cuencas de acumulación pueden ayudar a atrapar eficientemente los aportes de nutrientes de fuentes puntuales y facilitar futuros esfuerzos de restauración del lago.

Más información: Mina Kiani et al, Reciclaje de sedimentos lacustres eutróficos en producción de pasto: un experimento de campo de cuatro años sobre implicaciones agronómicas y ambientales, Science of The Total Environment (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.161881