Encajonamiento del nitrógeno del campo agrícola

¿Es un sistema simple de caja y tubería una solución para granjas?

La primavera en el corazón de Estados Unidos a menudo es húmeda. Eso hace que su suelo sea demasiado suave para plantar. Una solución a ese problema es el drenaje de baldosas. Los productores insertan una serie de tuberías (baldosas de drenaje) debajo de sus campos, que drenan el agua del suelo en arroyos y lagos cercanos.

Muchos de los desagües de baldosas 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 se estaba introduciendo en el Golfo de México. Recorrió un camino que comenzaba en los desagües de las baldosas, luego en los arroyos, en el río Mississippi y en el Golfo. Si bien la eliminación de los desagües de losetas podría haber solucionado 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 cultivadores pudieran mantener la plantación temprana ofrecida por los desagües de baldosas mientras protegen 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 los nitratos del agua de drenaje de las baldosas. Hubo buenas noticias. “El estudio inicial sobre los tampones riparios saturados fue prometedor”, dice Isenhart. “Y llevó al USDA a desarrollar un estándar de conservación para la práctica”.

Hubo una gran diferencia en las tiras de amortiguamiento estudiadas por este equipo. Los desagües de azulejos tendían a correr bajo tiras de amortiguamiento típicas en el Medio Oeste. Este equipo reconectó el flujo de agua de regreso al suelo. “Los amortiguadores ribereños típicos en los paisajes con azulejos drenados 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 por el suelo antes de llegar a una fuente de agua se limpia mediante procesos naturales. La instalación de los desagües de losa conducen 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 del amortiguador. “Excavamos la salida de baldosas dentro de la franja de amortiguación”, 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 garantiza que el agua se drene de los campos de la granja al suelo del amortiguador. Otro beneficio de este sistema es que una vez instalados, estos sistemas no necesitan ser gestionados activamente por el agricultor “.

Isenhart y su equipo pudieron ampliar el estudio de los tampones riparios saturados a otros cinco sitios en Iowa. “Estos estudios adicionales fueron necesarios para confirmar los resultados iniciales en nuestro primer sitio de estudio”, dice Isenhart. También determinaron la efectividad de las tiras de tampón riparias saturadas en otros lugares. Estas diferentes ubicaciones tenían diferentes suelos y paisajes, información importante para los productores. Además, el estudio se amplió a varios años. Esto proporcionó a los investigadores datos sobre los amortiguadores durante diferentes condiciones climáticas, especialmente lluvias variadas.

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 la eliminación de nitrato para varios sistemas de eliminación de nitrato. El costo por libra de nitrato extraído para los tampones riparios saturados fue de $ 1.33 (o por kilogramo, $ 2.94), con una vida útil de 40 años. Los biorreactores de viruta de madera desnitrificantes tienen una vida útil de alrededor de 10 años (antes de que deban reemplazarse las astillas de madera) y tienen un costo de $ 0.95 por libra (o por kilogramo, $ 2.10) de nitrógeno eliminado.

“Las tiras de tampón ripario saturadas son comparativamente más sencillas, económicas y rápidas de instalar que muchos sistemas”, dice Isenhart. “Pero no son adecuados para todos los campos agrícolas. Requieren que los suelos y las características del paisaje funcionen adecuadamente. Esto puede limitar su uso dentro de ciertos tipos de cuencas”.

Al volver a conectar el flujo de agua a través del suelo, las tiras de tampón ribereñas saturadas aprovechan la capacidad de limpieza natural del suelo. Cuando las condiciones del campo son adecuadas para su instalación, son una herramienta eficaz para reducir las cargas de nitrato en arroyos y lagos cercanos, permitiendo a los cultivadores seguir utilizando los desagües de losetas.

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