Relación entre la aplicación de nitrógeno y fósforo en el cultivo del maíz y la calidad de agua en una microcuenca de Chile Central

Abstract

Los procesos de contaminación difusa asociados a la actividad agrícola han sido estudiados e identificados como un problema ambiental a escala global, ya que degradan aguas superficiales y subsuperficiales, debido aplicaciones excesivas de nitrógeno (N) y fósforo (P) en sistemas agrícolas. En la Región del Libertador General Bernardo O'Higgins uno de los principales cultivos es el maíz, el que presenta una baja eficiencia en el uso de N y P, generando un potencial alto de contaminación difusa de estos elementos. El objetivo general de la presente investigación fue cuantificar las cargas de N y P que aporta una microcuenca de 8 ha, donde se cultiva maíz para grano, a través de un canal de desagüe que se conecta a la red hidrológica del Río Tinguiririca. Se monitoreó durante siete meses (Enero-Agosto 2013) la calidad de aguas del canal de desagüe que cruza la microcuenca, obteniendo muestras semanales de agua en tres puntos ubicados a lo largo del canal. En estas muestras se evaluaron las concentraciones de nitratos (NO3 - ), amonio (NH4 + ), N-total (NT), fosfatos (PO4 3- ), P-total (PT), demanda química de oxígeno (DQO), conductividad eléctrica (CE), turbidez (Tur), sólidos totales (ST), sulfatos (SO4 2- ) y pH. Además, se realizó un reconocimiento de la topografía del sitio y de la profundidad efectiva del suelo, esta última limitada por un duripán. Se encontró un aumento durante el periodo de invierno de las concentraciones de NO3 - , NH4 + y PO4 3- , alcanzando valores máximos de 29 mg L-1 , 5 mg L-1 y 2 mg L-1 , respectivamente. Se encontraron diferencias significativas (p>0,05, Tukey) en las variables de calidad de aguas entre las fechas de medición, particularmente en un evento de lluvia (75 mm), donde se registraron valores de NO3 - de 35 mg L-1 . En el periodo de estudio, se cuantificó una carga total de 1.766 kg de N y 281 kg de P aportados por la microcuenca a la red hidrológica del Río Tinguiririca, el resto de las variables de calidad de agua como ST, SO4 2- , turbidez y CE, sobrepasaron la norma establecida, mientras que las demás variables no lo hicieron.

Non-point pollution associated to agricultural activities has been studied and identified as an environmental problem at a global scale. These processes impair surface and subsurface waters and have been related with excessive nitrogen (N) and phosphorus applications in agricultural systems. In the Libertador General Bernardo O'Higgins Region, in central Chile, maize is an important crop that presents a low efficiency in the N and P use, generating a high potential for non-point pollution. The main objective of this study was to quantify the N and P loads from 8 ha microcatchment, where maize grain is cultivated, through an open drainage channel connected to the hydrological network of the Tingiririca river. It was monitored the water quality during seven months (January-August 2013), when weekly samples were obtained in three sampling points along an open drainage channel. In the water samples the concentrations of nitrate (NO3 - ), ammonia (NH4 + ), total N (TN), phosphates (PO4 3- ), total P (TP), chemical oxygen demand (CQD), electrical conductivity (EC), turbidity (Tur), total solids (TS), sulphates (SO4 2- ) and pH were analyzed. In addition, a topographical and effective soil depth surveys it was carried out, the later restricted by a duripan. An increasing in NO3 - , NH4 + and PO4 3- concentrations during winter season it was found, with maximum values of 29 mg L-1 , 5 mg L-1 and 2 mg L-1 , respectively. There were detected significant differences (p>0,05, Tukey) among water quality parameters during the sampling dates, specifically in the water samples collected after an important precipitation event (75 mm), when were registered concentrations of 35 mg NO3-N L -1 , and after an irrigation, whit 60 NO3 - mg L-1 . During the study period 1.766 kg N and 281 kg P loads per microcatchment were quantified, the other water quality parameters as ST, SO4 2- , turbidity and CE, exceed the official thresholds, whereas the other parameters did not.