7/26/2019 10. El Lavado de Nitratos en La Agricultura

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Prdidas de Nitrgeno por Lixiviacin en Agricultura

Introduccin

El nitrgeno se pierde de los sistemas agrcolas por diversas vas, el presente artculo est

enfocado a las prdidas de nitratos por lixiviacin. Teniendo en cuenta que el ion NO 3es un anin

y por tanto no puede ser retenido por las arcillas como ocurre con los cationes, es fcilmentetransportado por el agua. Por tal razn, las lminas de agua excesivas o lluvias abundantes

favorecen el arrastre de NO3hacia estratos inferiores del perfil del suelo, fuera del alcance de las

races. La lixiviacin puede presentar las mayores prdidas de N, principalmente en climas

hmedos, an por encima de las prdidas por

volatilizacin amoniacal.

Las mayores prdidas de nitratos, ocurren cuando hay

una alta concentracin de nitratos en el suelo y un

elevado movimiento descendente de agua en el perfil

del suelo, desplazamiento que est condicionado por

efectos estacionales de las precipitaciones y el riego, que

a su vez determinan el volumen de drenaje.

Este movimiento hacia abajo del soluto no se produce

en forma homognea, sino que siempre existe cierta

dispersin de nitratos en el agua del suelo. Aunque al

comienzo todo el NO3estuviera concentrado a la misma

profundidad, por ejemplo en la superficie del suelo, al

ser arrastrado por el agua tiende a dispersarse en la

misma. Sera de esperar, entonces, que cantidades

relativamente pequeas de NO3se aprovecharan en la

zona radical de un cultivo antes que el pico de

concentracin se hubiera movido suficientementedentro de esta zona.

Consecuencias ambientales y a la salud

Evidentemente, las prdidas de nitratos por lavado hacia aguas subterrneas, representan

prdidas econmicas para el agricultor, no slo por el desperdicio de nutrimentos que no se

absorben por las races sino tambin por la disminucin del rendimiento. Adicionalmente, la

lixiviacin de nitratos tiene mayores consecuencias negativas, generando daos a la salud y

contaminacin de acuferos.

Consumo de agua contaminada con nitratos. Debido a daos observados por consumo de agua

con contenido excesivo de nitratos, la OMS ha establecido el nivel crtico en el agua para consumohumano de 44 ppm como NO3 y 100 ppm para consumo animal. Cabe sealar que el efecto txico

lo produce en realidad el nitrito (NO2). La reduccin de la molcula ocurre en el estmago de

algunos animales, especialmente en los rumiantes y humanos bebs. En el adulto normal el

estmago y la primera parte del intestino delgado son prcticamente estriles debido al bajo pH y

el NO3se absorbe antes de ser reducido a NO2. Sin embargo, en los lactantes, el pH del estmago

es ms bsico y permite el desarrollo de una microflora ms abundante que es capaz de reducir los

nitratos. Los nitritos formados son absorbidos y transportados al torrente sanguneo, donde

Fig. 1.Lluvias torrenciales y riegos

pesados promueven la lixiviacin de

nitratos en el suelo.

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oxidan el Fe2+de la hemoglobina a Fe3+, formando de esta manera metahemoglobina, la cual ya no

puede concretar su funcin principal, transportar oxgeno (O2). Debido a la falta de O2, la piel del

bebe adquiere una coloracin azul (cianosis), por ello, esta enfermedad se conoci como el

sndrome de blue baby. Los rumiantes son ms susceptibles a la intoxicacin con NO3que los

humanos adultos debido a que en el rumen tienen microflora particularmente hbil para reducir el

NO3a NO2.

Nitratos en hortalizas. En los seres humanos tambin se han reportado casos de toxicidad por NO3

por consumo de cultivos de hoja, tales como espinacas, lechugas o acelgas. Estas verduras pueden

acumular grandes cantidades de nitratos (hasta 10,000 mg.kg -1de N-NO3) y el efecto txico de su

consumo es tambin particularmente grave en los bebes; debido al proceso explicado en prrafos

anteriores. Los nitratos que absorben los vegetales se deben transformar a compuestos orgnicos,

una razn para que esto no ocurra a una tasa adecuada, puede ser una deficiencia de molibdeno

en la fertilizacin, puesto que provoca baja actividad de la enzima nitrato-reductasa. Cuando

existan probabilidades de que dichas hortalizas tengan niveles altos de nitratos, una estrategia es

realizar la cosecha durante las horas de la tarde, pues habr menor concentracin de nitratos

debido a que durante el da se pudo efectuar la metabolizacin de la molcula en la fase luminosa.

Daos al ganado. Existen tambin numerosos reportes de intoxicacin por NO3 de animales

cuando consumen algunos cultivos como maz, avena o sorgo. Estos cultivos tambin pueden

acumular cantidades muy altas de este anin, especialmente luego de perodos de sequa, que es

cuando se favorecen las condiciones de acumulacin de NO3 en el suelo. Al reiniciarse el

crecimiento, la velocidad de absorcin de nitratos por las plantas es ms rpida que la tasa de

produccin de materia seca, lo que produce que el nitrato se acumule. En Sudamrica, en algunos

aos se han registrado numerosos casos de muerte de vacunos causada por intoxicacin con NO3,

especialmente a principios de otoo, despus de perodos de sequa.

El peligro de las nitrosaminas. Particularmente bajo fertilizacin deficiente en azufre, y excesiva en

nitratos, los vegetales pueden contener alto contenido de aminocidos (como asparagina), cuandose combinan con nitrito presente en el organismo humano, se pueden formar nitrosaminas,

compuestos carcinognicos y mutagnicos que, adems, pueden disminuir la reserva heptica de

tocoferol y carotenos. Las nitrosaminas se forman por la combinacin de NO 2 y aminas, el pH

ptimo para la formacin de estos compuestos es cido, de 3.5 a 4. Se especula que en el ser

humano estas reacciones podran ocurrir en el estmago; por ejemplo cuando se ingieren

conjuntamente carne y sustancias con elevado contenido de NO3.

Eutrofizacin. Los altos contenidos de

nitratos en los sistemas acuticos provocan

el crecimiento excesivo de algas y otras

especies acuticas como lirio acutico, que

provocan una reduccin en la

concentracin de oxgeno en el agua con el

consiguiente perjuicio para la vida acutica.

Numerosos estudios han demostrado que

el aumento de las cantidades de nitrgeno

provoca una prdida de la biodiversidad del

ecosistema acutico.Fig. 2.Cuerpos de agua con eutrofizacin por exceso

de fsforo y nitratos.

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Factores que afectan la lixiviacin de nitratos

a) Textura del suelo. Los suelos ligeros (arenosos) presentan la

mayor lixiviacin. Es muy importante tambin considerar el

horizonte B del perfil del suelo, cuando se tiene por ejemplo un

horizonte Bt (arglico), aunque en la superficie haya arena, la

cantidad de arcilla del segundo horizonte puede reducir la

velocidad de pasaje de agua a travs del perfil a casi cero, lo

que reduce la posibilidad de lavado de NO3.

b) Humedad del suelo. Podra pensarse que, para la misma

cantidad de riego o lluvia, el lavado sea mayor en un suelo

previamente hmedo que en uno seco. Sin embargo, esta

relacin puede no ser tan clara, ya que en suelos de textura fina

la velocidad de infiltracin y percolacin del agua disminuye a

medida que el contenido de agua del suelo aumenta. Por lo

tanto, es posible que en algunas condiciones las prdidas por

lavado en un evento de lluvia fuerte o riego pesado, sean

mayores en suelos que previamente estaban relativamentesecos, donde adems es ms probable que existan cantidades

importantes de NO3acumulado.

c) Presencia de rastrojo en superficie. La presencia de rastrojo en superficie es otro factor

importante, pues aumenta la cantidad de agua que infiltra en relacin con la que escurre, por lo

que aumenta la probabilidad de lavado.

d) Cultivo en crecimiento activo. La presencia de un cultivo creciendo activamente es un factor que

reduce las prdidas por desnitrificacin, debido, por un lado, a que el cultivo absorbe NO3,

disminuyendo as la concentracin del soluto, y debido tambin a que absorbe agua, lo que

provoca que menos agua pase a travs del suelo.

e) Tipo de laboreo. En estudios realizados en Sudamrica, se ha observado que en los suelos bajo

siembra directa (labranza de conservacin) se incrementa el porcentaje de macroporos. Estoocasiona un mayor lavado preferencial, y la lixiviacin de NO3tiende a aumentar con respecto a

condiciones bajo laboreo convencional.

Considerando los factores anteriores, podemos decir que las zonas con ms alto riesgo de y

contaminacin de mantos acuferos por lixiviacin de nitratos son aquellas que tengan las

siguientes caractersticas: suelos arenosos (muy permeables y limitada capacidad de retencin de

agua), nivel fretico poco profundo, y pendientes pronunciadas (superiores al 3%) donde se

practica agricultura intensiva.

Reduccin del lavado de nitratos

El contenido de nitratos en las aguas del subsuelo puede ser de origen geolgico en algunos casos,sin embargo, se ha comprobado en distintas regiones del mundo que hay estrecha relacin entre

la presencia de nitratos y las zonas agrcolas donde se aplican altas dosis de N. Diversos estudios

afirman que la lixiviacin de nitratos en zonas agrcolas puede ser hasta de un 40%. Se puede

asegurar entonces, que el aumento de nitratos en las masas de agua, tanto superficiales como

subterrneas es debido, en la mayora de los casos, por las aplicaciones de altas dosis de nitrgeno

que superan las necesidades de los cultivos o de sistemas de riego con baja eficiencia.

Fig. 3.Un horizonte Bt, caracterstico porsu alto contenido de arcilla, impide el

paso del agua y nitratos al subsuelo.

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Considerando lo anterior, podemos enumerar las medidas que se pueden implementar para

reducir la presencia de nitratos en cuerpos de agua por causas antropognicas:

Dosificacin correcta de fertilizante. No hay duda en que las aplicaciones de nitrgeno son

indispensables para el buen desarrollo de los cultivos, sin embargo, por el exceso de prdidas del

nutrimento, hay una tendencia a sobredosificar N contribuyendo a los daos anteriormente

descritos. Es indispensable contar con una metodologa precisa para calcular la dosis adecuada denitrgeno. Al estimar la dosis de fertilizacin nitrogenada, se deben considerar otros aportes de N,

como la mineralizacin de la materia orgnica del suelo, efecto de los residuos del cultivo anterior,

aplicacin de abonos orgnicos y fijacin biolgica. Otro punto que se debe considerar es la

extraccin nutrimental de cada cultivo y los rendimientos alcanzables, para determinar la dosis

adecuada. Se debe partir del contenido de nitrgeno del suelo y en su caso, del agua de riego;

partiendo de anlisis confiables, se puede calcular la dosis con mucha precisin utilizando la

metodologa que explica Intagri desde hace 15 aos en su curso de interpretacin de anlisis para

generar recomendaciones de fertilizacin; la cual ha sido probada con resultados convincentes.

Uniformidad y oportunidad. Una vez que se cuenta con la dosis adecuada para el ciclo agrcola, es

necesario aplicarla de manera fraccionada y sincronizada en funcin de la demanda del cultivo en

cada etapa. Hay que recordar que los nitratos no permanecen en el suelo, por lo que no es

recomendable aplicar la dosis en un solo evento. Lo ideal es aplicarlo a lo largo del ciclo a travs de

sistemas de fertirriego; cuando esto no sea factible, se debe procurar hacer un fraccionamiento

adecuado en varias etapas segn el ciclo de cultivo. Cuando slo se pueda hacer una aplicacin se

recomienda no aplicar directamente nitratos, sino urea, por ejemplo, y si se acompaa de

inhibidores de la ureasa puede ser mejor. No aplicar riegos pesados en das posteriores a una

aplicacin de fertilizante nitrogenado, se sugiere que durante estos das los riegos sean ligeros

para movilizar el nitrato. Las altas cantidades de NO3sobre la superficie deben evitarse para que

no se contaminen los cuerpos de agua por escorrentas o percolacin.

Incrementar la eficiencia en el riego. Los sistemas de riego localizado son excelentes herramientas

que ayudan a incrementar considerablemente la eficiencia en el uso del agua. En los suelosarenosos (de baja retencin de agua) los riegos deben ser ms frecuentes y con dosis menores. El

diseo del sistema de riego deber ser adecuado para obtener uniformidad en la aplicacin. La

pluviometra de los aspersores nunca deber ser superior a la velocidad de infiltracin del agua en

el suelo para evitar escorrenta y erosin. Con la finalidad de reducir la percolacin de agua por

debajo de las races de los cultivos lo ideal es ajustar el intervalo de riego a la demanda hdrica del

cultivo, teniendo en cuenta la necesidad de lavado que depende de la concentracin salina del

agua de riego, la tolerancia de cada especie y de la frecuencia del riego.

Fuentes:

Castellanos J. Z. et al. 2001 Factores que influyen en la concentracin de N-NO3 en el cultivo de

apio en fertirriego. Mxico. Revista Terra.Castellanos J. Z. 2000 Manual de interpretacin de anlisis de suelos y aguas. Ed. Intagri.

Castellanos, J.Z. y J.J. Pea-Cabriales. 1990. Los nitratos provenientes de la agricultura: Una fuente

de contaminacin de los acuferos. Terra 8: 113-126.

Ors F et al. 2006. Fertilizacin nitrogenada, Gua de actualizacin. Departamento de Agricultura y

Alimentacin de Aragn. Espaa.

Perdomo, C. 1999. Nitrgeno. Facultad de Agronoma Montevideo. Universidad de la Repblica de

Uruguay.