IMPACTO SOBRE EL BALANCE DE LOS MACRONUTRIENTES (N, P, K) DE UN SUELO INCEPTISOL PLANTADO CON CAÑA DE AZÚCAR Y REGADO

CON EFLUENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE CAÑAVERALEJO - CALI.

Presentado por:

CRISTHIAN FERNANDO PÉREZ C.

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA - PROGRAMA INGENIERÍA AGRÍCOLA.

UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA – ESCUELA DE INGENIERÍA DE RECURSOS

NATURALES Y DEL AMBIENTE – EIDENAR.

2012

IMPACTO SOBRE EL BALANCE DE LOS MACRONUTRIENTES (N, P, K) DE UN SUELO INCEPTISOL PLANTADO CON CAÑA DE AZÚCAR Y REGADO

CON EFLUENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE CAÑAVERALEJO - CALI.

Presentado por:

CRISTHIAN FERNANDO PÉREZ C.

Proyecto de Grado Presentado como requisito Parcial para optar el Título de

INGENIERO AGRÍCOLA

Directores:

Ing. MSc. Candidato PhD. CARLOS A. MADERA P. Docente Escuela EIDENAR–UNIVALLE.

Ing. MSc. ANDRÉS ECHEVERRI

Docente Escuela EIDENAR – UNIVALLE.

Co-director:

Ing. MSc. EDUARDO VALENCIA G. Docente Facultad de Ingeniería – USCO.

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA - PROGRAMA INGENIERÍA AGRÍCOLA.

UNIVERSIDAD DEL VALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA – ESCUELA DE INGENIERÍA DE RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE – EIDENAR.

2012

El Trabajo de Investigación titulado “Impacto Sobre el Balance de los

Macronutrientes (N, P, K) de un Suelo Inceptisol Plantado con Caña de

Azúcar y Regado con Efluente de la Planta de Tratamiento de Aguas

Residuales de Cañaveralejo - Cali” presentado por el estudiante CRISTHIAN

FERNANDO PÉREZ CERÓN, en cumplimiento parcial de los requisitos para optar

al título de Ingeniero Agrícola por la Universidad Surcolombiana, ha sido realizado

bajo nuestra dirección en el marco del convenio general de cooperación

académica entre la UNIVERSIDAD DEL VALLE y la UNIVERSIDAD

SURCOLOMBIANA y reúne las condiciones adecuadas para constituir su trabajo

de grado, por lo que autorizamos al interesado para su disertación.

Santiago de Cali, 01 de marzo de 2012.

Nota de aceptación

Neiva, Mayo de 2012

DEDICATORIA

A aquella energía (Natura, Deus aut quid est) que me ha permitido estar em lugares et

tiempos tão inequívocos como acertados...

Neste, un paso más de la vie, siento Fortuna de poder dedicar éste esfuerzo a mi familia,

iniciando con mis padres et hermanas, pasando por mis abuel@s, ti@s e terminando en mis

prim@s; es un honor para moi, sentirme parte de ustedes, merci beaucoup por tudo seu

apoyo, tolerancia et sobre tudo seu PACIENCIA.

Pra você... vc sabE...

Igualmente, a meus amig@s, eles incontables y sobRe todo invaluables.

Por último, et no menos importante, para quienes bendicen ma nación con tão prospera

actividad, aquela tão Beau, llamada agricultura. A eles que han dedicado tout una vie en

función desta; dentro de ellos, meus Abuel@s.

CRISTO FACUNDO PÉREZ.

AGRADECIMIENTOS

El autor principal, expresa sus agradecimientos:

Al Profesor Eduardo Valencia; quien no solo promovió una idea en mi sino además un estilo de vida.

Al Profesor Carlos Arturo Madera, Director del Proyecto; por darme esta oportunidad, más allá de cumplir un sueño me permitió prepararme para mi futuro; a él mi más sincero respeto.

Igualmente, al Profesor Andrés Echeverri; quien durante este tiempo ha sido un gran amigo y quien me ha enseñado como ser verdaderamente un Ingeniero Agrícola.

A los profesores Patricia Torres y Norberto Urrutia, líderes de los grupos de Investigación ECCA y REGAR de la Universidad del Valle, por su compromiso con lo académico y lo ambiental sin desconocer lo social.

A la Universidad del Valle y EMCALI EICE ESP. por facilitar los espacios y la financiación necesaria para el desarrollo de la investigación.

Asimismo hago extensivo mi agradecimiento al Centro de Documentación del Instituto CINARA y al Servicio de Información y Documentación de CENICAÑA; por proporcionar abiertamente parte de la literatura citada. Por último, agradezco a pocos profesores y compañeros, por compartir sus experiencias y conocimiento, y darme la oportunidad de aprender de ellos. Del mismo modo aquellas personas que de una u otra forma colaboraron para que este proyecto fuera posible.

C’est fini

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN. ......................................................................................................................................... 6

1. INTRODUCCIÓN. .......................................................................................................................... 6

2. JUSTIFICACIÓN. ........................................................................................................................... 7

3. OBJETIVOS. ................................................................................................................................ 10

3.1. OBJETIVO GENERAL. ...................................................................................................... 10

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ............................................................................................ 10

4. MARCO CONCEPTUAL. ............................................................................................................. 11

4.1. AGUAS RESIDUALES. ..................................................................................................... 11

4.2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. .................................................................... 11

4.3. REÚSO DE AGUAS RESIDUALES. ................................................................................. 12

4.4. POTENCIAL IMPACTO EN SUELOS POR REÚSO DE AGUAS RESIDUALES

TRATADAS. ....................................................................................................................... 13

4.5. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL PARA RIEGO AGRÍCOLA. ...................... 14

4.5.1. CRITERIO AGRONÓMICO. ...................................................................................... 14

4.5.2. SALINIDAD Y SODICIDAD DEL AGUA PARA RIEGO. ........................................... 17

4.6. REQUERIMIENTO NUTRICIONAL DE LA CAÑA DE AZÚCAR. ..................................... 20

4.6.1. NITRÓGENO (N)....................................................................................................... 21

4.6.2. FÓSFORO (P). .......................................................................................................... 22

4.6.3. POTASIO (K). ............................................................................................................ 23

5. METODOLOGÍA. ......................................................................................................................... 25

5.1. LOCALIZACIÓN. ............................................................................................................... 25

5.2. DISEÑO EXPERIMENTAL. ............................................................................................... 26

5.2.1. ENSAYO EXPERIMENTAL. ..................................................................................... 26

5.2.2. FERTILIZACIÓN. ...................................................................................................... 27

5.2.3. PARÁMETROS MONITOREADOS. ......................................................................... 28

5.3. FUENTES DE AGUA PARA RIEGO. ................................................................................ 30

5.3.1. PROGRAMACIÓN DE RIEGO. ................................................................................. 30

5.3.2. SISTEMAS DE RIEGO. ............................................................................................ 31

5.4. ASPECTOS OPERATIVOS. .............................................................................................. 31

5.4.1. ADECUACIÓN DE SUELOS. .................................................................................... 31

5.4.2. SIEMBRA. ................................................................................................................. 32

5.4.3. CONTROL DE MALEZAS. ........................................................................................ 32

5.4.4. COSECHA. ................................................................................................................ 33

5.5. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN. ................................................................................... 34

6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ................................................................................................... 36

6.1. CARACTERIZACIÓN DE AGUAS. .................................................................................... 36

6.1.1. NUTRIENTES. .......................................................................................................... 39

6.1.2. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE CALIDAD DE AGUA. ................................................ 48

6.2. APORTE NUTRICIONAL DE AGUA RESIDUAL TRATADA. ........................................... 50

6.3. BALANCE NUTRICIONAL................................................................................................. 52

6.3.1. NUTRIENTES EN EL SUELO AL INICIO. ................................................................ 52

6.3.2. NUTRIENTES APLICADOS EN FERTILIZACIÓN. .................................................. 54

6.3.3. NUTRIENTES EXTRAÍDOS POR EL CULTIVO. ..................................................... 55

6.3.4. NUTRIENTES EN EL SUELO AL FINAL. ................................................................. 56

6.3.5. FLUJO NUTRICIONAL ENTRADAS Y SALIDAS CONSIDERADAS. ...................... 60

6.4. CAMBIO EN LAS PROPIEDADES QUÍMICAS Y RELACIÓN DE BASES DEL SUELO. 63

7. CONCLUSIONES. ....................................................................................................................... 65

8. RECOMENDACIONES. ............................................................................................................... 66

9. BIBLIOGRAFÍA. ........................................................................................................................... 67

ANEXO. ............................................................................................................................................. 74

LISTADO DE TABLAS

Tabla 1. Descripción de Niveles de Tratamiento en aguas residuales. ............................ 12 Tabla 2. Parámetros y rangos para evaluar la calidad de agua para agricultura. ............. 15 Tabla 3. Directrices para interpretación de calidad de agua para riego. ........................... 16 Tabla 4. Interpretación de calidad de agua para riego agrícola. ....................................... 18 Tabla 5. Concentración de Calcio (Cax) en función de la salinidad y la relación HCO3/Ca. ........................................................................................................................................ 20 Tabla 6. Recomendación de nitrógeno (kg.ha-1) en plantilla (P) y en soca (S) de Caña de

Azúcar. ............................................................................................................... 22 Tabla 7. Recomendación de nitrógeno (kg.ha-1) en plantilla (P) y en soca (S) de Caña de

Azúcar variedad CC 85-92. ................................................................................ 22 Tabla 8. Recomendación de fósforo para la caña de azúcar. .......................................... 23 Tabla 9. Recomendación de Potasio para la Caña de Azúcar. ........................................ 24 Tabla 10. Recomendación de Potasio para la Caña de Azúcar variedad CC 85-95. ........ 24 Tabla 11. Requerimiento nutricional y fertilización para área efectiva (0.045 ha.bloque-1) 27 Tabla 12. Variable de control en el montaje experimental. ............................................... 28 Tabla 13. Variable de respuesta en el montaje experimental. .......................................... 29 Tabla 14. Calculo de LARA del cultivo. ............................................................................ 31 Tabla 15. Características de agua de pozo. ..................................................................... 36 Tabla 16. Características del Agua Residual Tratada. ..................................................... 37 Tabla 17. Comparación de aguas (Pozo y Efluente). ....................................................... 39 Tabla 18. ANOVA de calidad de agua. ............................................................................ 48 Tabla 19. Carga nutricional aportada por el Efluente de la PTAR-C................................. 50 Tabla 20.Equivalencias de la Carga nutricional del efluente. ........................................... 50 Tabla 21.Potencial Ahorro en fertilizantes por aporte (kg.Ha-1) del efluente por ciclo

productivo. ....................................................................................................... 51 Tabla 22. Tarifa Mínima ($.kg-1) por tasa retributiva para años 2009, 2010. .................... 51 Tabla 23. Parámetros Fisicoquímicos del Efluente - periodo de estudio (2009B - 2010A). ........................................................................................................................................ 52 Tabla 24. Carga y Potencial ahorro por reúso del efluente de la PTAR-C. ....................... 52 Tabla 25.Concentraciones de nutrientes del suelo al inicio de la investigación. ............... 53 Tabla 26.Aporte nutricional del suelo (kg.Ha-1) al inicio de la investigación. ..................... 54 Tabla 27. Requerimiento de nutrientes, equivalencias y fertilización al inicio. .................. 54 Tabla 28. Resultados de Productividad (Ton.Ha-1) como variable de respuesta. ............. 55 Tabla 29. Concentraciones de nutrientes del suelo al final de la investigación. ............... 57 Tabla 30. Carga nutricional (Kg.Ha-1) del suelo al final de la investigación. ..................... 60 Tabla 31. Flujo (Entradas-Salidas) nutricional considerado en la investigación. .............. 61 Tabla 32. Error (kg.Ha-1) en Balance de Macronutrientes (N,P,K). ................................... 62 Tabla 33. Propiedades químicas y relación de bases iniciales del suelo. ......................... 63 Tabla 34. Propiedades químicas y relación de bases finales del suelo. ........................... 64

LISTAS DE FIGURAS.

Figura 1. Diagrama para evaluar la calidad de las aguas de riego. ................................. 17

Figura 2. Riesgo de sodicidad en función de salinidad y RASaj ........................................ 19

Figura 3. Esquema general de Mineralización del Nitrógeno. .......................................... 21

Figura 4. Esquema general de Difusión del Fósforo. ....................................................... 22

Figura 5. Esquema general de la Absorción del Potasio. ................................................. 24

Figura 6. Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo PTAR-C............ 25

Figura 7. Montaje experimental PTAR-C antes y durante. ............................................... 25

Figura 8. Esquema general de unidades en la PTAR-C (TPC y TPA). ............................. 26

Figura 9. Esquema de la distribución espacial de los tratamientos en campo. ................. 27

Figura 10. Preparación fertilización mineral. .................................................................... 27

Figura 11. Sistema de riego en funcionamiento. .............................................................. 28

Figura 12. Muestras de suelo........................................................................................... 29

Figura 13. Sistema de riego por surcos con distribución por ventanas. ............................ 31

Figura 14. Adecuación del lote experimental. .................................................................. 32

Figura 15. Siembra de Caña de Azúcar en lote experimental. ......................................... 32

Figura 16. Control químico y manual de arvenses en lote experimental. ......................... 33

Figura 17. Cosecha manual y recolección de Tallos (CC 85-92). ..................................... 33

Figura 18. Comportamiento del Nitrato (N-NO3) en la investigación. ................................ 40

Figura 19. Comportamiento del Nitrato (N-NO3) encontrado por Silva (2008). ................. 41

Figura 20. Comportamiento del Nitrógeno Total (NT) en la investigación......................... 42

Figura 21. Comportamiento del Nitrógeno Total (NT) encontrado por Silva (2008). ......... 42

Figura 22. Comportamiento del Fosfato (PO4) en el estudio. ........................................... 43

Figura 23. Comportamiento del Orthofosfato encontrado por Silva (2008). ...................... 44

Figura 24. Comportamiento del Fósforo Total en la investigación. ................................... 45

Figura 25. Comportamiento del Fósforo Total encontrado por Silva (2008). .................... 45

Figura 26. Contraste del Fósforo total de la PTAR-C reportado en varios estudios .......... 46

Figura 27. Comportamiento de Potasio en la investigación. ............................................. 47

Figura 28. Comportamiento del Potasio encontrado por Silva (2008). ............................. 47

LISTA DE ABREVIATURAS

Abreviatura Significado

ANOVA Análisis de Varianza.

AR Azúcares Reductores

ARD Agua Residual Doméstica

Ca Calcio

CC85-92 Cenicaña Colombia 85-92 CENICAÑA Centro de Investigación de la caña de azúcar de Colombia

Ce Conductividad Eléctrica

CIC Capacidad de Intercambio Catiónica CV Coeficiente de Variación

Da Densidad aparente

DBO5 Demanda biológica de Oxígeno

EIDENAR Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente

EMCALI Empresas Municipales de Cali

ETo Evapotranspiración Potencial

ETr Evapotranspiración Real

FAO Food and Agriculture Organization

GB Grados Brix

HCO3 Bicarbonato

Ha Hectárea

IDEAM Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia

K Potasio

MAVDT Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia.

Mg Magnesio

M.O. Materia orgánica

N Nitrógeno

n Número de datos

Na Sodio N-NH4-N Amonio

N-NH3 Nitrógeno Amoniacal

NO2 Nitrito NO3 Nitrato NT Nitrógeno Total NTK Nitrógeno Total Kjeldahl

P Fósforo

PO4 Fosfatos u Ortofosfato.

PSI Porcentaje de saturación de sodio PTAR-C Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Cañaveralejo

PVC Poli Cloruro de Vinilo

RAS Relación de adsorción de sodio Riego Localizado

STAR Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales

S Sacarosa SST Sólidos suspendidos totales T1 Agua Residual Tratada T2 Agua de pozo T3 Agua de pozo más Fertilización Química

TAH Toneladas de Azúcar por hectárea

TCH Toneladas de Caña por hectárea

TPA Tratamiento Primario Avanzado

TPC Tratamiento Primario Convencional

USDA United State Department of Agricultural

WHO World Healt Organization

6

RESUMEN.

Una parte importante de los estudios en reúso de aguas residuales tratadas (ART) han concentrado su atención en la contaminación del sistema suelo-planta con metales pesados y compuestos xenobióticos. No obstante, bajo condiciones tropicales, muchas inquietudes persisten respecto a los efectos (positivos o negativos) que pueden sufrir las propiedades químicas y nutricionales del suelo como consecuencia de emplear grandes volúmenes (reúso) de ART en riego agrícola. El presente trabajo realizado en un predio de 0,65 Ha tuvo como objetivo estimar durante un periodo de 12 meses el potencial impacto del agua residual tratada sobre los atributos químicos y macronutricionales de un suelo inceptisol sembrado con caña de azúcar (CC 85-92). Evaluando tres tipos de riegos; 1) Agua Residual Tratada; 2) Agua subterránea natural (Pozo), y 3) Agua de Pozo más fertilización química, siguiendo un diseño experimental de bloques completos al alzar con tres repeticiones. Los resultados obtenidos mostraron que tanto el agua subterránea (Pozo) de Cali como el efluente de la PTAR-C presentaron las mismas características agronómicas para riego (USDA, 1954; FAO, 1985); asimismo, el efluente presentó un contenido nutricional importante, sin embargo éste no alcanzó a satisfacer la demanda teórica Macronutricional (N, P, K) de la planta. Por otro lado, se encontró al final del estudio, que la relación de bases (Ca/Mg, Mg/K, Ca+Mg/K) y materia orgánica, P, K; mejoraron y aumentaron respectivamente en todos los tratamientos; del mismo modo, en todos los tratamientos disminuyó el Nitrógeno inorgánico (N-NH4; N-NO3), comprobándose que en estos parámetros no hubo impacto asociado al reúso de efluente en riego de Caña de Azúcar durante un ciclo productivo. Otro hallazgo relevante se encontró en los nutrientes aplicados (fertilización y efluente); ya que hubo una lixiviación de flujo subsuperficial horizontal de estos, como consecuencia de la predominancia de arcilla en el perfil del suelo y la baja eficiencia de aplicación en el sistema de riego empleado (riego por surcos). Palabras Clave: Aguas Residuales; Reúso agrícola; atributos químicos; nutrición de

plantas; Caña de Azúcar CC 85-92; calidad de agua.

7

ABSTRACT.

An important part of studies on reuse of wastewater reclaimed (RWW) have focused their attention on the contamination of the soil-plant system with heavy metals and xenobiotic compounds. However, under tropical conditions, many concerns remain about the effects (positive or negative) that can undergo chemical and nutritional properties of soil as a result of using (reuse) large volumes of ART in agricultural irrigation. This work in an area of 0.65 has aimed to estimate over a period of 12 months the potential impact of treated wastewater on chemical attributes of a soil macronutritional inceptisol planted with sugar cane (CC 85-92) . Three types of irrigation were evaluated: 1) Treated Wastewater, 2) Natural groundwater (Well), and 3) Well Water more chemical fertilizer, in experimental design at a randomized complete block with three replications. The results showed that both the groundwater (Well) of Cali as the effluent from the PTAR-C displayed the same agronomic characteristics for irrigation (USDA, 1954; FAO, 1985) also, the effluent presented a nutrient content important, however it failed to meet the theoretical demand Macronutricional (N, P, K) of the plant. On the other hand, was found at the end of the study, the ratio of bases (Ca / Mg, Mg / K, Ca + Mg / K) and organic matter, P, K, improved and increased respectively in all treatments, the same thus, in all treatments decreased the inorganic nitrogen (N-NH4, N-NO3) and found that these parameters there was no impact associated with the reuse of effluent for irrigation of sugar cane during a production cycle. Another important finding was found in the applied nutrients (fertilizer and effluent), as there was a horizontal subsurface flow leaching of these, due to the predominance of clay in the soil profile and low application efficiency in the irrigation system employee (furrow irrigation).

Keys Word: Wastewater; Reuse; Chemical attributes; Plants nutrition; Sugar Cane CC

85-92.

6

1. INTRODUCCIÓN.

El agua dulce en la Tierra representa una pequeña porción (aproximadamente el 2,5%) del agua total, de la cual cerca de un 30% se dispone en las ciudades; un 10% para consumo humano doméstico y un 20% en actividades comerciales e industriales, el 70% restante es destinado en el sector rural para consumo en labores agropecuarias (UN-Water, 2009; Madera, 2005). Estas actividades adicionan diversos componentes al agua, la cual por su inadecuada disposición en los cuerpos hídricos está desencadenando una crisis de calidad hídrica a escala global. Si a éste hecho se le suma el incremento en la industrialización y urbanización a causa de un continuo crecimiento poblacional y una creciente demanda alimentaria (Corcoran et al., 2010), el panorama mundial se torna bastante desolador.

Colombia no escapa de esta realidad; una ubicación geoestratégica le permite albergar entre tantas maravillas, una generosa oferta hídrica natural (2,084 km3.año-1) en relación con los 35 km3.año-1 de demanda (IDEAM, 2004 citado por MAVDT, 2010). Sin embargo, en materia de disponibilidad más del 50% del recurso hídrico no se puede utilizar por alteraciones de su calidad (Castaño, 2011 citado por Beleño, 2011); el génesis de ésta problemática se encuentra en que a la inequitativa distribución hídrica que existe a lo largo del territorio se le ha aunado el deterioro del recurso causado por un lado por ineficiencias tecnológicas de las mayores actividades socioeconómicas del país y por el otro por la baja cobertura en el sistema de tratamiento de aguas residuales (STAR) de los municipios.

Se ha estimado que en el país se pierden el 25,7% (9 km3.año-1) del caudal de demanda en sistemas de riego, en procesos industriales y en acueductos (Beleño, 2011), además en conjunto éstas generan cerca de 9 mil toneladas.dia-1 de materia orgánica contaminante. Asimismo, de los 75,95 m3.s-1 de aguas residuales municipales que se produjeron en el país en el año 2010, se trataron únicamente el 18,93 m3.s-1 (24,92%) a causa de que tan solo un 32,33% de los municipios (incluido el Distrito Capital) presentan cobertura sanitaria y de éste porcentaje, solo el 51% de los STAR ofrecen un funcionamiento bueno o regular en lo referente a mantenimiento y operación (MADVT, 2010).

Ante este contexto y teniendo en cuenta la alta vocación agrícola que tiene el territorio, se podría buscar aprovechar un efluente o agua residual tratada antes de su vertido en riego de cultivos agrícolas y específicamente en aquellos con importante impacto socioeconómico en el país, como lo es la Caña de Azúcar, que en su mayoría se encuentra en el valle geográfico del río Cauca (208.254 hectáreas sembradas en el 2009) (Asocaña, 2011). Sin embargo, en la actualidad poca certeza se tiene acerca de impactos positivos o negativos del reúso sobre atributos químicos y macronutricionales del suelo.

Por lo tanto, el presente estudio contiene los resultados de una investigación cuyo objetivo fue estimar el potencial impacto en macronutrientes y propiedades químicas de un suelo representativo (inceptisol) del valle del Cauca por el riego de Caña de Azúcar (Saccharum Officinarum) variedad CC 85-92 con efluente de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo PTAR-C de Santiago de Cali, Colombia.

7

2. JUSTIFICACIÓN.

De los principales responsables de la presión ejercida sobre los recursos hídricos, la agricultura es, con diferencia, el mayor consumidor de agua dulce a nivel mundial. Aproximadamente el 70% de las extracciones de agua dulce se destinan a la agricultura de regadío. Esto se debe especialmente a la creciente demanda de alimentos provocada por un aumento de la población y los cambios en hábitos alimenticios; de continuar con ésta tendencia, la sobrepresión ejercida sobre los recursos hídricos provocará escasez limitando la producción y abastecimiento en los sectores agropecuarios, domésticos e industriales (UN-Water, 2009). No estamos tan lejos de ese panorama, a finales del siglo XX (principio de los años 90’s) Colombia ocupó el cuarto (4°) lugar en el mundo en materia de disponibilidad hídrica, mientras que en la actualidad (2010) ha descendido al puesto 24 (IDEAM, 2008). Éste declive, indicador de disponibilidad y calidad, se debe al impacto que están teniendo factores demográficos regionales (importante concentración en lugares de menor oferta hídrica); y los sectores productivos sobre el recurso. La demanda hídrica del país por actividad socioeconómica se concentra en un 54% para uso agrícola, seguido de un 29% para uso doméstico, un 13% por el uso industrial, un 3% por uso pecuario y en 1% por uso en otros servicios (MAVDT, 2010). Una muestra típica es el sector azucarero colombiano, que es un gran dinamizador de la actividad económica nacional, y por cada peso que los ingenios aportan al PIB su efecto sobre el resto de la economía se multiplica por cuatro (Fedesarrollo, 2010 citado por Asocaña, 2010); esto se debe en que no sólo contribuye directamente sino también su operación genera efecto en otros sectores y agentes, es decir, a través de grandes efectos multiplicadores en la economía (PIB 0,54%), como lo es el empleo, la producción intermedia, el pago de impuestos y la remuneración asalariada (Asocaña, 2010). Esta actividad agrícola, es una de las más representativas en el valle geográfico del río Cauca, a finales del 2009 en la región se sembraron 208.254 hectáreas de Caña de Azúcar, las cuales a partir de 23,6 millones de toneladas de Caña produjeron 2,6 millones de toneladas de azúcar y 325 millones de litros de alcohol carburante, destinados a la mezcla con gasolina en una proporción E10 (10% etanol, 90% gasolina), el valor de la producción de azúcar y alcohol durante el mismo año fue de 1.600 millones de dólares (calculado con la tasa de cambio promedio anual) (Asocaña, 2011), para el año en curso (2011) se estimó una producción de 2,3 millones de toneladas de azúcar y 346,6 millones de litros de alcohol carburante (Asocaña, 2011). Respecto a la Caña, para inicios del 2010, la variedad de Caña Azúcar más sembrada en el valle del geográfico del río Cauca fue la CC 85-92, con un 71,4% del área total y con tonelaje de Caña de Azúcar por hectáreas (TCH) alrededor de 120 (Cenicaña, 2009). La variedad CENICAÑA COLOMBIA (CC) 85-92, es resultante del Programa de Mejoramiento Genético del Cetro de Investigación de la Caña de Azúcar de Colombia (CENICAÑA) y su principal bondad es que en relación con otras variedades ha sido la más productiva tanto en escases hídrica como en anegamiento (Victorial et al., 2002).

8

A pesar de los beneficios mencionados anteriormente, el hecho de que los nutrientes del suelo sean limitados y la precipitación natural insuficiente o su distribución inadecuada para satisfacer las necesidades hídricas del cultivo, en el valle geográfico del río Cauca es necesaria continuamente la fertilización química y el riego de carácter suplementario, ejerciendo esto una eminente presión en las fuentes hídricas (superficiales y subterráneas) y sobre el bolsillo de los productores (altos costos económicos). En un suelo productivo de esta región, de una hectárea el 82,42% corresponde al área neta de Caña de Azúcar y para establecer esta hectárea el costo promedio total de inversión está cerca de los $ 13’146,685 (COP), del cual aproximadamente el 27,10% ($ 3’562,187) representa costos promedio de producción; de este un 13,45% está asociado a costos de fertilizante (Urea, Cloruro de Potasio) y 14,64% en riego convencional (1500 m3/Ha), estas dos labores representan alrededor de 7,61% ($ 1’000,463 COP) de la inversión total (Reyes, 2009). Ventajas económicas se obtendrían al emplear aguas residuales tratadas en riego agrícola. En general éstas están compuestas principalmente de agua (99,9%) y una mezcla relativamente pequeña de sólidos suspendidos o disueltos; orgánicos e inorgánicos (Torres et al., 1996; FAO, 1992), que podrían aportar elementos como macronutrientes (N, P, K) y materia orgánica (aumentando la retención de agua y mejorando la estructura del suelo) en los suelos (Quipuzco, 2004). Así mismo, esta actividad (reúso de aguas residuales tratadas en riego agrícola) además de propósitos agrícolas se destaca como alternativa ambiental ya que promueve; i) reducir el consumo de agua fresca (natural), ii) reciclaje de nutrientes, iii) incremento de agua disponible en todo el año, iv) ahorrar energía usada para producción, trasporte y aplicación de la fertilización mineral, v) reducción de la descargas directa de nutrientes y material orgánico en los cuerpos hídricos (prevención eutroficación y contaminación) y vi) aplicación pequeña pero constante de nutrientes en cultivos (reducción de fertilización química) (Bastos et al., 2005; Madera, P. et al., 2005; Medeiros et al., 2005b; Pereira et al., 2011; Oliveira and Moreira, 2012). Sin embargo, el uso sin los controles correspondiente puede ocasionar problemas de salud pública y de contaminación ambiental por el contenido de patógenos, sales, compuestos tóxicos como los metales pesados (Silva et al., 2008), y daños irremediables en la fertilidad de suelos con vocación agrícola. En éste sentido, la fertilidad del suelo está referida a la capacidad de aporte de agua y nutrientes esenciales que se encuentran interactuando entre la fase coloidal y la solución del suelo (Castro y Gómez, 2010); si bien el aumento en la concentración de un elemento puede enriquecer la CIC en el complejo de cambio del suelo, también puede reducir la absorción de otro, presentándose un antagonismo; ésta relación inadecuada propicia desbalance iónico que muy probablemente interferirá en la capacidad productiva de un suelo y por ende en la nutrición de la planta (Galeano, 1990; Guerrero, 1990). Por otro lado, este tipo de alternativas sostenibles se pueden aprovechar para desarrollar tecnologías de saneamiento ambiental en conjunto con las comunidades locales, y de ésta manera fomentar una cultura integral del agua. Ya que en la actualidad tan solo se ésta depurando el 24,92% (18,83m3s-1) de las aguas residuales municipales generadas en el país (cabe destacar que el 51% de la PTAR presentan un funcionamiento entre bueno y regular en lo referente a mantenimiento y operación) (MAVDT, 2010).

9

En este sentido, el inventario de los Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) más reciente de Colombia data de los años 2002-2006 y obedece al Plan Nacional de Manejo de Aguas Residuales Municipales (PMAR) del MAVDT. En esa época los vertimientos de los centros urbanos del valle del Cauca, representaban el 9,87% de los 67 m3.s-1 de aguas residuales producidas anualmente (PMAR, 2004 citado por MAVDT, 2010); seis (6) años después, tan solo Santiago de Cali, capital del Departamento, y cuya población de acuerdo con proyecciones es de 2.269.630 habitantes (DANE, 2010), presentó un 8,72% (6.62 m3.s-1) de los 75,95 m3.s-1 de aguas residuales generadas en el en el país durante el 2010 (MAVDT, 2010). Lo cual ha generado una significativa demanda de oxígeno en la considerada segunda arteria fluvial más importante de Colombia. La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo (PTAR-C) de Santiago de Cali depuró alrededor de 5, 71 m3s-1, un 86% de las aguas residuales que generó el municipio en el 2010. Ésta cuenta con una eficiencia de eliminación del 42% de DBO5 y del 65% de SST, teniendo la posibilidad de operar bajo dos modalidades de tratamiento: primario convencional (TPC), y adicionalmente, Tratamiento Primario Avanzado (TPA) (Vasquez S. et al., nd), dependiendo de estas dos (2) se pueden generar entre 60 y 80t.d-1 de biosólidos (EMCALI, 2002); y su efluente es vertido al río Cauca, el cual recibe a diario un aporte de nutrientes del orden de 9.000 Kg NH3 d

-1 (EMCALI, 2005, citado por Silva, 2008). Finalmente, experiencias de reúso en el Valle del Cauca se tienen las siguientes; Valencia (1998) y Madera (2003) citado por Silva (2008), compararon las características de los efluentes de tres sistemas de tratamiento de la estación de transferencia de investigación de Ginebra (Valle): UASB - laguna facultativa, UASB - laguna duckweed y laguna de estabilización, encontrando que no hay diferencias significativas en la calidad microbiológica y parasitológica de los tres efluentes, pudiendo ser usados solamente para uso restringido según la OMS (1989) y no representando riesgo potencial de toxicidad por los bajos contenidos de Cloro, Sodio y Boro. De igual forma Silva (2008), evaluó el efluente de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo (PTAR-C) para el riego de caña de azúcar. Implementando tres calidades de agua; dos del efluente, tratamiento primario convencional (TPC) y avanzado (TPA) y agua subterránea natural (pozo) como testigo. Los resultados mostraron que tanto los tratamientos TPC, TPA y agua pozo, son potencialmente utilizables para el riego de caña de azúcar desde el punto de vista de la calidad agronómica y metales pesados. Por su parte Jaramillo (2010), planteó una propuesta para la implementación del reúso de agua residual doméstica, basada en cuatro factores fundamentales: el financiero, el técnico, el ambiental y el sociocultural como estrategia para el control de la contaminación en el Valle geográfico del río Cauca. Los factores evaluados en tres casos de estudio (PTAR-C, Zona de expansión sur de Cali y Municipio de Buga) permitieron para la PTAR-C, identificar la potencialidad del reúso agrícola integrado al manejo del agua, además en los tres casos de estudios evaluados se identificó mediante la modelación de la calidad del cuerpo hídrico receptor, con la aplicación del MIKE11, un impacto positivo en el aumento de la concentración OD y disminución de la concentración de DBO.

10

3. OBJETIVOS.

3.1. OBJETIVO GENERAL.

Establecer el potencial impacto en macronutrientes y propiedades químicas de un suelo inceptisol del Valle del Cauca sembrado con Caña de Azúcar (Saccharum Officinarum) variedad CC 85-92, por el riego con efluente de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo (PTAR-C) de Santiago de Cali, Colombia.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Estimar el aporte nutricional (N, P, K) del efluente de la PTAR-C en el suelo.

Realizar el balance Macronutricional (N, P, K) en el suelo por efecto de reúso del efluente de la PTAR-C.

Evaluar el potencial cambio en las propiedades químicas (pH, CIC, PSI, Ce) y relación de bases (Ca/Mg, Ca+Mg/Na) en el suelo.

11

4. MARCO CONCEPTUAL.

4.1. AGUAS RESIDUALES.

Las aguas residuales (AR) presentan características físicas, químicas y microbiológicas, que difieren de las demás aguas, lo que hace necesario comprenderlas, para optimizar su manejo (recolección, transporte, tratamiento y disposición final), minimizando así los efectos adversos de su vertimiento a aguas naturales o al suelo, obteniendo una mejor disposición ambiental de los residuos y la calidad del agua (Cubillos, 1981).

Los constituyentes convencionales presentes en aguas residuales domésticas son: sólidos suspendidos y coloidales, materia orgánica e inorgánica medida como demanda química y bioquímica de oxigeno (DQO y DBO, respectivamente), carbono orgánico total (COT), nitrógeno (amoniacal, orgánico, nitritos y nitratos), fósforo, bacterias, protozoarios y virus (Metcalf & Eddy, 2003).La mayor parte de la sustancia orgánica consiste en residuos alimenticios, excretas, materia vegetal, sales minerales, materiales diversos como jabones y detergentes y las inorgánicas de los denominados metales pesados (Torres et al., 1996; FAO, 1992), y la cuantificación de estos componentes es condición necesaria para definir una estrategia de tratamiento que garantice técnica y económicamente una calidad del agua residual tratada adecuada para su uso posterior y para minimizar el riesgo potencial para la salud pública y el ambiente (Silva et al., 2008).

4.2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

Sin importar distinción, categoría, ni mucho menos raza; toda comunidad en el desempeño de sus actividades diarias genera desechos tanto sólidos como líquidos; estos últimos se denominan aguas residuales y en última instancia son vertidas en cuerpos de aguas receptoras o al mismo terreno del cual salieron. Como se mencionó anteriormente los compuestos presentes en las aguas residuales no son sanos para el hombre ni para el medio ambiente, por lo tanto se hace necesario tratar dichas aguas. De acuerdo al contenido y cantidad de contaminantes en el agua residual, legislación ambiental pertinente del caso y presupuesto disponible; así será el nivel de tratamiento de estas aguas antes de su descarga a un cuerpo receptor. Metcalf & Eddy (1995 y 2003); expone que en el tratamiento de aguas residuales se presentan fenómenos físicos, los cuales se conocen como operaciones unitarias, mientras que aquellos métodos en los que la eliminación de los contaminantes se realiza con base a procesos químicos o biológicos se conocen como procesos unitarios. Las operaciones y procesos unitarios se agrupan entre sí para constituir tratamientos primario, primario avanzado, secundario (con o sin eliminación de nutrientes) y terciario o avanzado. En la Tabla 1 se indican los niveles de tratamiento y se da una pequeña descripción de ellos.

12

Tabla 1. Descripción de Niveles de Tratamiento en aguas residuales.

Nivel Tratamiento Descripción

Preliminar

Operaciones unitarias - Eliminación de componentes grandes o sólidos gruesos tales como harapos, troncos, material flotante, arenas, y grasas que pueden causar problemas en el mantenimiento o del funcionamiento de las operaciones de tratamiento, procesos y sistemas auxiliares posteriores.

Primario Operaciones unitarias - Eliminación de una porción de sólidos suspendidos sedimentables (orgánicos e inorgánicos), grasas y material flotante (escoria) del agua residual por desnatado.

Primario Avanzado Operación y procesos unitarios - Mayor eliminación de una porción sólidos suspendidos y materia orgánica del agua residual. Habitualmente se consigue mediante la adición química y/o la filtración.

Secundario Procesos unitarios - Eliminación de materia orgánicos biodegradable (en solución o suspensión) y sólidos suspendidos. También la desinfección está incluida en este tratamiento.

Secundario con remoción de

nutrientes

Procesos unitarios - Eliminación de orgánicos biodegradables, sólidos suspendidos y nutrientes (Nitrógeno, fósforo).

Terciario

Operación y procesos unitarios - Eliminación de sólidos suspendidos restantes (después del segundo tratamiento), habitualmente por medios filtrantes granulares o geomembras. A menudo también eliminación de nutrientes (nitrógeno y fósforo) y metales pesados.

Avanzado Eliminación de disueltos y material suspendido restante antes de un tratamiento biológico normal cuando se requiere para varios reúsos.

Fuente: Metcalf & Eddy (2003, 1995); FAO (1999)

4.3. REÚSO DE AGUAS RESIDUALES.

El reúso de aguas residuales está definido como el aprovechamiento de las mismas en actividades diferentes a las cuales fueron originadas (Ministerio del Medio Ambiente, 2001 citado por Silva et al., 2008). Los tipos y aplicaciones se clasifican de acuerdo con el sector o infraestructura que recibe el beneficio, siendo los principales: el urbano, que incluye irrigación de parques públicos, campos de atletismo, áreas residenciales y campos de golf; el industrial, en el que ha sido muy empleado durante los últimos años, especialmente en los sistemas de refrigeración de las industrias, y el agrícola, en la irrigación de cultivos. Este último es el principal uso (Gutiérrez, 2003 citado por Silva et al., 2008).

Para el reúso de aguas residuales se aconseja realizar siempre un tratamiento preliminar y primario; el tratamiento secundario, además de eliminar de manera eficiente materia orgánica y sólidos suspendidos, influye directamente sobre la estructura de algunos compuestos, como los de nitrógeno, siendo importante tener en cuenta características del cultivo a irrigar y el tipo de suelo (en caso tal que el reúso se utilice con fines de riego agrícola). Se propone el uso de aguas residuales domésticas como un recurso alternativo, siempre que se traten y manejen apropiadamente para hacerlo de manera segura en actividades agrícolas, privilegiando el riego de cultivos que sufrirán una transformación industrial posterior (Silva et al., 2008).

Los criterios de calidad para la irrigación con aguas residuales en la agricultura dependen también del tipo de cultivo: cuando el reúso agrícola se realiza en cultivos que se

13

consumen crudos y no se procesan comercialmente, como es el caso de las hortalizas frescas, el riego es restringido; cuando se aplica en cultivos que se consumen y se procesan comercialmente, como es el caso del tomate enlatado, y en cultivos que no se consumen por el hombre, como pastos, el riego es no restringido (OMS, 1989).

4.4. POTENCIAL IMPACTO EN SUELOS POR REÚSO DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS.

De acuerdo con Medeiros et al., (2005a y 2005b), los efectos en las propiedades químicas del suelo por la aplicación de aguas residual, solo ocurren después de largos periodos de aplicación; ellos monitorearon durante 270 días alteraciones químicas en el perfil del suelo debido al reúso de diversas cargas (kg/Ha*año) nutricionales de efluentes comparándolas con un tratamiento convencional (agua+ fertilización química); al final, no encontraron diferencias significativas de los atributos del suelo en función de las concentraciones de efluentes aplicados y la tendencia de éste tratamiento fue similar al encontrado en el tratamiento convencional. En este sentido observaron en los primeros 20 cm del suelo decrecimiento de las concentraciones de materia orgánica, Nitrógeno total y aumento en el fósforo disponible y potasio intercambiable. La concentración de K en comparación al inicio del experimento, los tratamientos efluente y fertilización convencional tuvieron un aumento considerable del contenido de K en la primera capa del suelo (0-20 cm); la fertilización convencional influenciado por la aplicación de clorato de potasio tuvo un incremento significativamente superior respecto al efluente tanto en profundidad como en los distintos tiempos medidos. A pesar de ello, a los largo del tiempo la concentración en ambos tratamientos disminuyó en respuesta a la absorción de éste elemento por el cultivo. Éste mismo autor sugiere que en lo que se refiere al K+ intercambiable en el suelo, los resultados encontrados en la literatura son divergentes. Stewart et al. (1990), observaron que la aplicación de Agua Residual Tratada de origen Doméstico ocasionó disminución del contenido de K+, en contraste Cromer et al. (1984) y Al-Nakshabandi et al. (1997), verificaron la ocurrencia de aumento en la concentración de K+ intercambiable, en cuanto a Feigin et al. (1991), afirman que, igualmente haya aumento en la concentración de K+ disponible mediante la disposición de aguas residuales en el suelo, la cantidad de esos nutrientes exigidos por las plantas es tan elevado que difícilmente apenas el riego con efluente podría suplir adecuadamente las plantas. Conforme con Medeiros et al., (2005b), se verificó que en relación con el inicio y sobre todo en las dos primeras franjas de profundidad (0-40 cm), el manejo con agua residual filtrada favoreció un mayor incremento del contenido del P, que el manejo convencional que recibió fertilización fosfatada (superfosfato simple), la acumulación constatada se debe, básicamente a la baja movilidad del P y a su retención por los minerales de arcilla. En este sentido el aumento en los contenidos de P en suelos irrigados con efluente provenientes de aguas servidas, han sido observados por diversos investigadores (Latterell et al., 1982; Stewart et al., 1990 y Al- Nakshabandi et al., 1997), quienes afirmaron que esos incrementos son más notorios, principalmente en la capa superficial del suelo.

14

Por otro lado la MO del suelo consiste en un amplio grupo de sustancias que van desde tejidos vegetales, animales y células microbianas no descompuestas, pasando por productos de descomposición de corta duración, hasta material estable amorfo sin vestigios de la estructura anatómica del material original (Rusell y Rusell, 1968 citado por Munevar, 1991). Fracciones biodegradables que componen los sólidos (MO) presentes en las aguas residuales llegan al suelo y sufren diversos procesos de transformación que en muchos casos dan por resultados productos de una composición química (inorgánica asimilable) más simple (Munevar, 1991; Valencia, 1997). Por tal motivo se considera fuente de energía para los microorganismos, de tal forma que la estructura biogranular aumenta la capacidad de almacenar humedad, retener y fijar fósforo e nitrógeno, aumentar la capacidad de intercambio catiónico (CIC), ayudar a mantener potasio, calcio y magnesio, entre otros nutrientes disponible en el suelo para las raíces de la planta (Leon & Cavallini 1999 citado por Lima et al., 2005; Primavesi, 2002 citado por Sousa et al., 2006). No obstante a temperaturas mayores de 25 °C en condiciones aeróbicas no hay acumulación importante de MO debido a que la tasa de descomposición se incrementa a medida que se aumenta la temperatura (Munevar, 1991).

4.5. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL PARA RIEGO AGRÍCOLA.

Para garantizar un continuo y máximo rendimiento productivo en los cultivos, el agua para riego debe poseer ciertas características fisicoquímicas y microbiológicas. Entidades e instituciones mundiales han estipulado directrices y criterios para potencializar y caracterizar aguas residuales tratadas en riego agrícola, esto con el fin de establecer el tipo de cultivo, restricción en riegos, selección de sistema de riego adecuado y labores agrícolas necesarias, no obstante ello también ira en beneficio de preservar la salud de la población, el suelo y los cultivos (FAO 1985, USDA 1954; OMS 1989 y WHO 2006).

4.5.1. CRITERIO AGRONÓMICO. Los parámetros más pertinentes a tener en cuenta (evaluar) en la calidad del agua utilizada en riego para conservar una relación entre productividad y calidad agrícola se muestran en la Tabla 2 el exceso de sales contenidas en el agua para riego puede ocasionar en el suelo dispersión de la estructura, reducción de la tasa de infiltración del agua y en la planta intoxicación de esta por acumulación de sales y disminución del potencial osmótico.

15

Tabla 2. Parámetros y rangos para evaluar la calidad de agua para agricultura.

Parámetro Símbolo Unidades Rango para riego

Físico

Salinidad

Contenido salino

Sólidos Disueltos Totales SDT mg.L-1

0 – 2000

Conductividad eléctrica Ecw dS/m1 0 – 3

Temperatura T °C

Color/Turbidez UNT /UTJ2

Dureza Mg eq CaCO3/l

Sedimentos g/l

Químico

Salinidad

Tipo y concentración de aniones y cationes

Calcio Ca++

me/l3 0 – 20

Magnesio Mg++

me/l 0 – 5

Sodio Na+ me/l 0 – 40

Carbonato CO3- me/l 0 – 0,1

Bicarbonato HCO3- me/l 0 – 10

Cloro Cl- me/l 0 – 30

Sulfato SO4- me/l 0 – 20

Nutrientes5

Nitrato NO3-N mg.L-1

0 – 10

Amonio NH4-N mg.L-1

0 – 5

Fosfato PO4-P mg.L-1

0 – 2

Potasio K mg.L-1

0 – 2

Varios

Acidez/basicidad pH 6,0 – 8,5

Relación Adsorción Sodio RAS 0 – 15

Boro B mg.L-14

0 – 2

Traza de metales6 mg.L

-1 0,01-5,0

Metales pesados6 mg.L

-1 0,01-5,0

1 dS / m = deciSiemen / metro en unidades SI (equivalente a 1 mmho / cm) 2 NTU / UTJ = Unidades de Turbidez Nefelométrica / Unidades de Turbidez Jackson 3 me / L = miliequivalentes por litro 4 mg / l == miligramos por litro = partes por millón (ppm), también, mg / l ~ 640 x CE en dS/m5 NO3-N significa que en laboratorio se analizará como NO3, pero será

reportado en términos de equivalente químico de Nitrógeno. Así mismo, para NH4-N se analizará como NH4 pero será reportado en términos de equivalente químico de Nitrógeno elemental.

5El Nitrógeno total disponible para la planta será la suma del equivalente elemental de Nitrógeno. Se utilizará el mismo informe para el fósforo y potasio. 6 Consultar Tabla 21 Ayers y Wescot (FAO 1985) o Tabla 6 FAO (2003).

Fuente: Kandiah (1990a), citado por FAO (1992); Ayers y Wescot (FAO 1985).

Ayers y Wescot (FAO 1985), establecen en la Tabla 3 directrices para la interpretación de la calidad del agua para uso en riego agrícola evaluando características fisicoquímicas de la misma para identificar esta clase de efectos.

16

Tabla 3. Directrices para interpretación de calidad de agua para riego.

Problema potencial. Unidades Grado de restricción en uso

Ninguna Ligera o moderada Severo

Salinidad ( afecta la disponibilidad hídrica en el cultivo)

Conductividad Eléctrica dS/m < 0.7 0.7 – 3.0 > 3.0

Sólido disuelto total mg.L-1

< 450 450 – 2000 > 2000

Infiltración (Evaluar usando ECw y RAS a la vez)*

RAS

0 – 3

ECw dS/m

> 0.7 0.7 – 0.2 < 0.2

3 – 6 > 1.2 1.2 – 0.3 < 0.3

6 – 12 > 1.9 1.9 – 0.5 < 0.5

12 – 20 > 2.9 2.9 – 1.3 < 1.3

20 – 40 > 5.0 5.0 – 2.9 < 2.9

Toxicidad con iones específicos (afecta cultivos sensibles)

Sodio (Na)

Riego por superficie RAS < 3 3 – 9 > 9

Riego por aspersión me/l < 3 > 3

Cloro (Cl)

Riego por superficie me/l < 4 4 – 10 > 10

Riego por aspersión me/l < 3 > 3

Boro (B) mg.L-1

< 0.7 0.7 – 3.0 > 3.0

Varios(afecta cultivos sentibles)

Nitrógeno (NO3 - N)1 mg.L

-1 < 5 5 – 30 > 30

Bicarbonato (HCO3) me/l < 1.5 1.5 – 8.5 > 8.5

PH Rango normal 6.5 – 8.4

ECw= Conductividad eléctrica RAS = Relación Adsorción Sodio. 1 NO3-N es el nitrógeno en forma de nitrato, expresado en términos de nitrógeno elemental (en el caso de aguas residuales incluir el N-NH4 y el N-orgánico).

*ver Figura 2 (Pág. 19).

Fuente: Ayers y Wescot (FAO 1985).

Anteriormente, el Departamento de Agricultura de los Estados Unido (USDA, 1954) había encontrado que la salinidad y alcalinidad de los suelos agrícolas estaba relacionado con el agua que los lavaba. El agua presenta características específicas debido a una relación entre la Conductividad eléctrica y la Relación Absorción de Sodio; ello permitió empíricamente construir una ecuación de la cual se graficó una curva (Figura 1), que a su vez permite clasificar la calidad del agua con fines de riego (Tabla 4).

17

Figura 1. Diagrama para evaluar la calidad de las aguas de riego.

Fuente: USDA (1954); Blasco y de la Rubia (Lab. de suelos IRYDA, 1973) citado por Arteaga (2010).

No obstante ésta a su vez no ha cumplido satisfactoriamente las necesidades para realizar un diagnóstico completo, por lo tanto ha sufrido modificaciones (Avellaneda et al., 2004). Así mismo García (1990), infiere que el diagrama ha caído en desuso debido que no contempla el efecto agregante o floculante de las sales opuesto al dispersante del Na; ello ha conllevado a que en la actualidad la evaluación de la calidad de agua para riego tiende a ser más cualitativo que cuantitativa. Para usar el diagrama es necesario conocer la conductividad eléctrica, las concentraciones de sodio y (calcio y magnesio) del agua. El significado e interpretación de las clases por calidad en el diagrama, la Tabla 4 describe el resumen.

4.5.2. SALINIDAD Y SODICIDAD DEL AGUA PARA RIEGO.

Un alto contenido de sales disueltas en el suelo disminuye el potencial osmótico y exige a las raíces un esfuerzo adicional para absorber agua, ocasionando una reducción en los rendimientos de los cultivos. Una solución conduce la electricidad tanto mejor cuanto mayor sea su concentración de sales, por ello una manera simplificada es expresar la salinidad de una solución por medio de la conductividad eléctrica (Pizarro, 1996). Las sales tienen un efecto agregante o floculante propiciando la formación de los agregados del suelo, efecto adverso del que tiene el sodio (dispersante). Por lo tanto se ha demostrado que la RAS es un índice efectivo del peligro potencial del agua en equilibrio con un suelo (García, 1990).

18

Tabla 4. Interpretación de calidad de agua para riego agrícola.

Tipos Calidad Descripción de uso

C1 Agua de Salinidad Baja Apta para el riego en la mayoría de cultivos, casi en cualquier tipo de suelo, excepto en suelos de muy baja permeabilidad.

C2 Agua de Salinidad

Media Apta para el riego siempre y cuando haya un grado moderado de lavado. Para mayor productividad, cultivar plantas tolerantes a la salinidad.

C3 Agua de Salinidad Alta No puede utilizarse en suelos con drenaje deficiente. Es necesario prácticas de control de salinidad y seleccionar únicamente cultivos muy tolerantes a sales.

C4 Agua de Salinidad Muy

Alta

No es apta para riego bajo condiciones ordinarias, los suelos deben ser permeables, el drenaje adecuado, aplicar un exceso de agua para garantizar un buen lavado y ser seleccionados cultivos altamente tolerantes a sales.

C5 Agua de Salinidad

Excesiva No es apta para riego y debe emplearse en casos muy contaos, extremando todas las precauciones mencionadas anteriormente.

C6 Agua de Salinidad Muy

Excesiva No aconsejable para riego agrícola.

S1 Agua Baja en Sodio Apta para el riego en la mayoría de cultivos, no obstantes pueden presentarse problemas con cultivos muy sensibles al sodio.

S2 Agua Media en Sodio

En suelo de textura fina representa un peligro considerable (Arcilloso y franco-arcilloso), baja permeabilidad y condiciones de lavado deficiente. Deben monitorearse las condiciones físicas del suelo (sodio intercambiable), corrigiendo en caso necesario.

S3 Agua Alta en Sodio

Puede producir niveles tóxicos de sodio intercambiable en la mayor parte de los suelos, es importante aplicar aportes de materia orgánica, yeso o calcio como enmiendas (mejoradores). También se requiere un buen drenaje y empleo de exceso de agua para garantizar un buen lavado.

S4 Agua Muy Alta en

Sodio No es aconsejable para riego agrícola, exceptuando cuando su salinidad sea baja o media y cuando la enmienda no resulta antieconómica.

Fuente: USDA (1954)

La expresión que define el equilibrio existente entre el complejo de cambio y la solución del suelo existente (cationes absorbidos y disueltos) es la siguiente:

√

Donde todas las concentraciones se expresan en me/l. (USDA, 1954).

Un alto contenido de sodio en el agua de riego puede inducir pérdidas de estructura por disgregación o hinchamiento del suelo, esto a su vez reduce la tasa de infiltración del agua; un problema de infiltración de agua reduce la cantidad del agua en el suelo para posterior uso del cultivo, mientras que la salinidad reduce la disponibilidad del agua en el almacenamiento (Pizarro, 1990; Ayers y Westcot, 1985).

Suarez (1981) citado por García (1990), propuso un nuevo procedimiento para calcular la RAS el cual tiene en cuenta el efecto de la concentración del bicarbonato y de la salinidad sobre los procesos de dilución y precipitación del calcio; es decir el contenido de CO2 disuelto en el agua del suelo (solución) y la relación, en el agua de riego, entre el

19

contenido de bicarbonato y calcio (meq/l), manteniendo el mismo significado para el sodio y magnesio (Pizarro, 1996); la ecuación que define esto es la siguiente:

√

La Figura 2 permite identificar el riesgo que puede tener el agua para riego sobre un suelo, debido al tipo y concentración de iones disueltos

Figura 2. Riesgo de sodicidad en función de salinidad y RASaj

Fuente: Casas y Casas (1999).

El valor de la concentración del Cax que se espera permanezca cerca a la superficie del agua del suelo después de un riego, en función de la salinidad del agua para riego y la relación entre HCO3/Ca, está en la Tabla 5.

20

Tabla 5. Concentración de Calcio (Cax) en función de la salinidad y la relación HCO3/Ca.

Salinidad del agua(ECw)(dS/m)

0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 6.0 8.0

HC

O3 / C

a

0.05 13.20 13.61 13.92 14.40 14.79 15.26 15.91 16.43 17.28 17.97 19.07 19.94

0.10 8.31 8.57 8.77 9.07 9.31 9.62 10.02 10.35 10.89 11.32 12.01 12.56

0.15 6.34 6.54 6.69 6.92 7.11 7.34 7.65 7.90 8.31 8.64 9.17 9.58

0.20 5.24 5.40 5.52 5.71 5.87 6.06 6.31 6.52 6.86 7.13 7.57 7.91

0.25 4.51 4.65 4.76 4.92 5.06 5.22 5.44 5.62 5.91 6.15 6.52 6.82

0.30 4.00 4.12 4.21 4.36 4.48 4.62 4.82 4.98 5.24 5.44 5.77 6.04

0.35 3.61 3.72 3.80 3.94 4.04 4.17 4.35 4.49 4.72 4.91 5.21 5.45

0.40 3.30 3.40 3.48 3.60 3.70 3.82 3.98 4.11 4.32 4.49 4.77 4.98

0.45 3.05 3.14 3.22 3.33 3.42 3.53 3.68 3.80 4.00 4.15 4.41 4.61

0.50 2.84 2.93 3.00 3.10 3.19 3.29 3.43 3.54 3.72 3.87 4.11 4.30

0.75 2.17 2.24 2.29 2.37 2.43 2.51 2.62 2.70 2.84 2.95 3.14 3.28

1.00 1.79 1.85 1.89 1.96 2.01 2.09 2.16 2.23 2.35 2.44 2.59 2.71

1.25 1.54 1.59 1.63 1.68 1.73 1.78 1.86 1.92 2.02 2.10 2.23 2.33

1.50 1.37 1.41 1.44 1.49 1.53 1.58 1.65 1.70 1.79 1.86 1.97 2.07

1.75 1.23 1.27 1.30 1.35 1.38 1.43 1.49 1.54 1.62 1.68 1.78 1.86

2.00 1.13 1.16 1.19 1.23 1.26 1.31 1.36 1.40 1.48 1.54 1.63 1.70

2.25 1.04 1.08 1.10 1.14 1.17 1.21 1.26 1.30 1.37 1.42 1.51 1.58

2.50 0.97 1.00 1.02 1.06 1.09 1.12 1.17 1.21 1.27 1.32 1.40 1.47

3.00 0.85 0.89 0.91 0.94 0.96 1.00 1.04 1.07 1.13 1.17 1.24 1.30

3.50 0.78 0.80 0.82 0.85 0.87 0.90 0.94 0.97 1.02 1.06 1.12 1.17

4.00 0.71 0.73 0.75 0.78 0.80 0.82 0.86 0.88 0.93 0.97 1.03 1.07

4.50 0.66 0.68 0.69 0.72 0.74 0.76 0.79 0.82 0.86 0.90 0.95 0.99

5.00 0.61 0.63 0.65 0.67 0.69 0.71 0.74 0.76 0.80 0.83 0.88 0.93

7.00 0.49 0.50 0.52 0.53 0.55 0.57 0.59 0.61 0.64 0.67 0.71 0.74

10.00 0.39 0.40 0.41 0.42 0.43 0.45 0.47 0.48 0.51 0.53 0.56 0.58

20.00 0.24 0.25 0.26 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.32 0.33 0.35 0.37

30.00 0.18 0.19 0.20 0.20 0.21 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.27 0.28

Fuente: Suárez (1981) citado por Pizarro (1996).

4.6. REQUERIMIENTO NUTRICIONAL DE LA CAÑA DE AZÚCAR.

La Caña de Azúcar (Saccharum Officinarum L) es una gramínea tropical, emparentada con el sorgo y el maíz en cuyo tallo se acumula un jugo rico en sacarosa que al ser extraído y cristalizado forma el azúcar. La sacarosa es sintetizada por la caña gracias a la energía tomada del sol durante la fotosíntesis (Perafán, 2006). El tronco de la Caña de Azúcar está compuesto por una parte solida llamada fibra y una parte líquida, el jugo que contiene agua y sacarosa (Disacárido compuesto por una molécula de glucosa y una de fructosa), principal endulzante utilizado por el sabor excelente que imparte. En ambas partes también se encuentran otras sustancias en cantidades muy pequeñas. Las proporciones de los componentes varían de acuerdo con la variedad (familia) de la caña, edad madurez, clima, suelo, método de cultivo, abonos,

21

lluvias, riegos, etc. Sin embargo, unos valores de referencia general pueden ser: Agua 73-76 %, Sacarosa 8-15% y fibra 11-16 % (Perafan, 2006). Según la vía metabólica que utilizan en el proceso fotosintético de fijación de dióxido de carbono (CO2), las plantas se clasifican en C3 y C4. Se ha estimado que por cada molécula de CO2 fijada, las plantas C3 deben absorber, transportar y evaporar hacia la atmosfera aproximadamente 500 moléculas de agua. Las plantas C4, como la CAÑA DE AZÚCAR, son más eficientes en el uso del agua y se estima que requieren cerca de 250 moléculas de agua para fijar una molécula de CO2 (Taiz y Zeiger, 2006 citado por Muñoz, 2009). De lo anterior se puede deducir que los desbalances en el flujo de agua a través de la planta incluso si son pequeños, pueden causar graves problemas en muchos procesos celulares que intervienen en la acumulación de materia seca, parámetro utilizado para estimar la productividad potencial de los cultivos (Muñoz, 2009). Según Chaves (1999), la eficacia en la utilización de macronutrientes en caña de azúcar es: Nitrógeno (50-70%), Fósforo (30-50%) y Potasio (60-80%); esto expresa que en el caso del N, del total aplicado se puede perder entre (50-30%). Así mismo, Cuellar et al. citado por Martins et al., (1987) citado por Quintero (1995), encontraron que la extracción de nutrimentos por cuatro (4) variedades de caña de azúcar en tres (3) tipos de suelos, varío entre 0.44-1.15 kg de N, 0.11 y 0.30 kg de P, y 0.77-2.19 kg de K por tonelada (t) de tallos maduros cosechados.

4.6.1. NITRÓGENO (N).

Es el nutrimento que más limita la producción de los cultivos de especie no leguminosas. La Caña de Azúcar, al ser una gramínea, depende del nitrógeno proveniente de la mineralización de la materia orgánica del suelo (98%) y apenas un dos (2%) en la forma inorgánica representada por iones amonio (NH4+), amoniaco (NH3), Nitrato (NO3-), Óxido Nitroso (N2O), Dióxido de nitrógeno (NO2), Óxido nítrico (NO) y Nitrito (NO2) (Muñoz, 2009 y Chaves, 1999). El nitrógeno es absorbido por las plantas de forma inorgánica (disponible), por ende en la forma química de nitrato (anión) o en forma de amonio (catión) y el efecto biológico de absorberlo de una forma u otra puede afectar el desempeño fisiológico y la productividad de los cultivos. Se ha encontrado que en general las plantas requieren una combinación de ambas formas de nitrógeno, aunque la tendencia es que se requiere una mayor proporción de nitrato que de amonio (Muñoz, 2009). El proceso por el cual el N pasa de un estado orgánico (No disponible) a una forma inorgánica es conocido como Mineralización cuyo esquema es presentado a continuación en la Figura 3:

Figura 3. Esquema general de Mineralización del Nitrógeno.

Fuente: Chaves, 1999.

N-Organico

98%

No disponible

N-Amínico N-Amoniacal N-Nitritos

N-Nitratos o Mineral

2%

Disponible

22

REQUERIMIENTOS DE NITRÓGENO.

En las Tabla 6 y Tabla 7 se representa las recomendaciones de nitrógeno para plantilla y socas, respectivamente en suelos de la parte planta del valle geográfico del río Cauca, según el contenido de materia orgánica (MO). Tabla 6. Recomendación de nitrógeno (kg.ha

-1) en plantilla (P) y en soca (S) de Caña de Azúcar.

MO (%) en el suelo

Drenaje del suelo

Bueno Pobre Muy Pobre

P S P S P S

<2 80 125 100 150 120 175 2-4 60 100 80 125 100 150 >4 40 75 60 100 80 125

En suelos con vineles freáticos superficiales, la dosis de nitrógeno se debe aumentar en 20 kg/ha.

Fuente: Quintero (1995).

Tabla 7. Recomendación de nitrógeno (kg.ha-1

) en plantilla (P) y en soca (S) de Caña de Azúcar

variedad CC 85-92.

P S

MO (%) En el suelo

2,3 >3 <3,4 ≥3,7

N (kg/Ha) 120-160 80-160 120-140 180

Fuente: Victorial et al. (2002).

4.6.2. FÓSFORO (P).

La deficiencia de fósforo reduce el macollamiento y el desarrollo de la planta, se traduce en una significativa reducción del tonelaje de caña (Fibra) y azúcar (Sacarosa) a la vez que origina raíces anormales de color marrón (Humberto, 1974; Wardle, 1968 citado por Chaves, 1999), pero un exceso del mismo puede perjudicar el crecimiento de las plantas, ya que induce deficiencias de micronutrientes como zinc y el hierro. Por ser químicamente muy reactivo, el P no se encuentra disponible en el suelo en su forma elemental (P), por lo tanto cualquiera que sea la naturaleza (orgánica o inorgánica) proveniente de fertilizantes industrializados o fosfatos naturales las plantas lo absorberán principalmente en la forma H2PO4 y HPO-2

4 dependiendo de la acidez del suelo; a diferencia de otros nutrientes el P no se pierde por lavado, aunque si por la erosión del suelo (Chaves, 1999). Por lo anterior se puede afirmar que la caña de azúcar se nutre a través de la solución del suelo, el proceso es presentado a continuación en la Figura 4:

Figura 4. Esquema general de Difusión del Fósforo.

Fuente: Chaves, 1999.

P

Suelo

P

Solución Suelo

DIFUSIÓN

P

Solución Raiz

P

Planta

K1 K3

K2 K4

23

El valor K corresponde y representa la velocidad en que ocurre la reacción química de transformación en el suelo. Los cuatro factores más relevantes son: cantidad (P-suelo), velocidad (K1/K2), intensidad (P-solución) y difusión. Cuando las condiciones de crecimiento vegetativo son normales, la velocidad K4 es prácticamente nula y la velocidad de absorción del P por parte de la planta a partir de la solución del suelo (K3) es alta favoreciendo con ello su absorción. Esto indica que el transporte del fósforo en el suelo se debe a la difusión, es decir a un movimiento de los iones o moléculas de mayor concentración o gradiente en un medio líquido a un punto opuesto y que por ende existe una relación directa entre el contenido de agua en el suelo, viscosidad del agua, la textura-mineralogía del suelo, el grado de agregación de los coloides y el contacto de los pelos radiculares con las partículas fosfatadas del suelo. (Chaves, 1999). Las fuentes de fósforo más utilizadas son el superfosfato triple (20% P y 14% Ca), el fosfato diamónico o DAP (20% P y 18% N), la roca fosfórica (9,6% P y 28% Ca), la Cachaza y la Cenicachaza. REQUERIMIENTOS DE FÓSFORO

Las recomendaciones de Fósforo presentadas en la Tabla 8 se han basado principalmente en los contenidos de fósforo disponible determinado por el método Bray 2 en suelos de la parte plana del valle del río Cauca.

Tabla 8. Recomendación de fósforo para la caña de azúcar.

Categoría Contenido de P disponible

(ppm o mg/kg) Dosis de P2O5

(kg/ha) *Dosis de P2O5

(kg/ha)

Baja <5 50 50 Media 5-10 30 30-50 Alta >10 -- --

Fósforo determinado por el método Bray 2. *Dosis según Victoria et al. (2002)

Fuente: Quintero (1993).

4.6.3. POTASIO (K).

Suele perderse en el suelo debido a procesos como lixiviación, fijación, remoción por las plantas y erosión. Las plantas absorben potasio en la forma elemental (K+), aunque no forma parte de los compuesto metabólicos de la planta, es un elemento muy móvil dentro de la planta e importante en la formación de aminoácidos y proteínas (Russell y Russell, 1968 citado por Quintero, 1995). No obstante cuando se presenta deficiencia en la Caña de Azúcar, las hojas se tornan amarillas y presentan puntos cloróticos de color carmelita (Martin y Evans, citado por Martin et al., 1987 citado por Quintero, 1995). Entre las fuentes comerciales de potasio más conocidas se encuentran el cloruro de potasio (KCL) y el sulfato de potasio (K2SO4). Éste es introducido (elemento K) utilizando como medio la solución del suelo, llegando e ingresado a la superficie de las raíces de la planta en forma iónica (K+) o molecular; allí es conducido a la sección superior de la planta a través del xilema para posteriormente ser redistribuido a través de la planta (Figura 5), para tal caso la humedad del suelo ejerce un papel fundamental para la adsorción (Chaves, 1999).

24

Figura 5. Esquema general de la Absorción del Potasio.

REQUERIMIENTOS DE POTASIO.

En las Tabla 9 y Tabla 10 se han tenido en cuenta el contenido de potasio intercambiable del suelo de la parte plana del valle del río Cauca. La fuente más utilizada en el Valle del Cauca del nutriente para el cultivo de la Caña de Azúcar es el cloruro de potasio (60% K2O).

Tabla 9. Recomendación de Potasio para la Caña de Azúcar.

Categoría Potasio intercambiable

(cmol/Kg) Dosis de K2O

(kg/ha)

Baja <0.15 60 Mediana 0.15-0.30 30

Alta >0.30 --

Fuente: Quintero (1993).

Tabla 10. Recomendación de Potasio para la Caña de Azúcar variedad CC 85-95.

Categoría Potasio intercambiable

(cmol/Kg) Dosis de K

+

(kg/ha)

Baja <0.20 60-90 Mediana 0.20-0.40 30-60

Alta >0.40 30

Fuente: Victoria et al. (2002).

K+

Suelo

K+

Solución Suelo

ABSORCIÓN K+

Solución Raiz

K+

Planta

25

5. METODOLOGÍA.

De acuerdo con los objetivos trazados se propuso un esquema metodológico constituido de tres (iii) fases; i) Reconocimiento del campo, definición del diseño experimental y montaje del ensayo (unidades experimentales) en campo; ii) muestreo y análisis de variables de respuesta y control y iii) elaboración del documento.

5.1. LOCALIZACIÓN.

El proyecto se realizó en las instalaciones de la PTAR-C (3°28’17”N 76°28’52.8”W) a 967 m.s.n.m, la cual está ubicada en la comuna 6, sector nororiental (barrio Petecuy) de la ciudad de Cali, sobre la margen izquierda del Río Cauca; la Figura 6 presenta la localización de la PTAR-C y la Figura 7 la ubicación específica de la superficie de la investigación (zona de cultivo) antes y durante el montaje.

Figura 6. Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo PTAR-C.

Figura 7. Montaje experimental PTAR-C antes y durante.

C u

-C

26

La PTAR-C funciona como una planta de tratamiento primario, que puede operar bajo las modalidades de tratamiento primario convencional (TPC) o primario avanzado (TPA) (Figura 8); el TPA consiste en aplicar a la entrada del desarenador, cloruro férrico como coagulante y poliacrilamida aniónica como polímero ayudante de floculación, con el objetivo de aumentar las eficiencias en eliminación de SST y DBO5 (Silva, 2008). Los caudales de diseño, son 12.24 m3s-1 como caudal máximo, y 7.6 m3s-1 como caudal medio diario. En la actualidad en la PTAR-C se trata un caudal de 5.71 m3s-1 (Moreno, 2010).

Figura 8. Esquema general de unidades en la PTAR-C.

5.2. DISEÑO EXPERIMENTAL.

Dada la variabilidad de las propiedades del suelo en el predio, se propuso como diseño experimental bloques completos al azar con tres tratamientos y tres repeticiones. Como variables independientes se tuvieron; T1 (Agua Residual Tratada), T2 (Agua de Pozo) y T3 (Agua de pozo + fertilización química) y en cada bloque tres (3) surcos experimentales correspondieron a la variable de respuesta de cada tratamiento, siendo estos los atributos químicos (iones y bases intercambiables) y Macronutricionales (N, P, K) del suelo. La siguiente expresión representa el modelo matemático asumido:

Yij= μ + i+ Bj + Eij

Donde,

Yij: Variable de respuesta μ: media poblacional Ai: efecto del i-ésimo tratamiento Bj: efecto del j-ésimo bloque Eij: error experimental asociado al i-ésimo tratamiento en el i-ésimo bloque

5.2.1. ENSAYO EXPERIMENTAL.

Se instalaron tres (3) bloques, los cuales tuvieron una separación de 12 metros, con el fin de evitar interferencias causadas en la variabilidad espacial de las propiedades químicas del suelo y por efectos de borde originado en el movimiento horizontal del agua de riego. Cada bloque constó de 9 surcos (tres surcos por tratamiento), cada uno de 100 m de longitud y 1,5 m de ancho (Figura 9). Estas mismas dimensiones (surcos) son utilizadas por los ingenios azucareros del valle del Cauca en sus cultivos.

Rejillas

Gruesas.

Rejillas

Finas.

Desarenadores

Aireados.

Sedimentadores

Primarios.

Bomba

Medidor Ultrasónico de

Flujo.

Medidor Ultrasónico de

Flujo.

Agua Residual

de Cali.

Efluente de la

PTAR-C.

T. Preliminar. TPC. TPA.DESARENADOR

TPC

PRELIMINAR

27

Figura 9. Esquema de la distribución espacial de los tratamientos en campo.

5.2.2. FERTILIZACIÓN. El diagnóstico nutricional de fertilización se hizo con base al “Método de antecedentes agronómicos de respuesta por cultivo” planteado por Cenicaña (Quintero, 1993, 1995, 2001 y Victorial et al., 2002); el cual consiste en realizar ensayos de respuesta en rendimiento a diferentes niveles de aplicación de fertilizantes con la intensión de estimar las necesidades de fertilización de los cultivos (Castro y Gómez, 2010). De acuerdo con lo anterior y teniendo en cuenta el análisis de suelo inicial, realizado por el Laboratorio del Centro de Investigación Agrícola Tropical (CIAT) (Ver anexo B.); se elaboró el plan efectivo de fertilización para cada bloque (Tabla 11); cabe recordar que el T3 (agua de pozo+ Fertilizante Químico) es el único tratamiento que cuenta con fertilización química. (Figura 10). Tabla 11. Requerimiento nutricional y fertilización para área efectiva (0.045 ha.bloque

-1)

Requerimiento Nutricional Fertilización realizada.

BLOQUE N P2O5 K2O UREA 46% N

Superfosfato triple 46% P2O5

Cloruro de potasio 60% K2O

I 4,5 0 0 9,8 0 0 II 4,5 2,0 3,4 9,8 4,4 5,7 III 4,5 0 0 9,8 0 0

TOTAL 13,5 2,0 3,4 29,5 4,4 5,7

Figura 10. Preparación fertilización mineral.

Agua de Pozo

T3 = AP + F Q

T2 = AP

T1 = ART

PTAR-C 100

Canal de drenaje

12

12

13

,5

1,5 4,5

28

5.2.3. PARÁMETROS MONITOREADOS.

Debido a que se utilizó dos (2) fuentes de agua diferente, agua subterránea natural (pozo) y efluente de la PTAR-C; la calidad del agua en cada tratamiento se estableció como variable de control, por lo que de los parámetros indicados en la Tabla 12, los fisicoquímicos fueron analizados en el Laboratorio de Aguas y Suelos de la Universidad Nacional sede Palmira y los macronutricionales (N, P) en el Laboratorio de aguas del Instituto CINARA de la Universidad del Valle.

Tabla 12. Variable de control en el montaje experimental.

Factor Tratamientos Parámetros en Agua. Método de

Determinación

Calidad de agua

T1: Efluente. T2: Agua de pozo. T3: Agua de pozo más Fertilización química.

Nitritos (mg NO2/L) Espectrofometría

Nitratos (mg NO3/L) Columna de Reducción

Nitrógeno Amoniacal (mg NH3/L) Destilación

Nitrógeno Total Kjendhall (mg N/L) Kjendhall

Fósforo Total (mg P/L) Digestión, Cloruro Estañoso

Fosfatos (mg PO4/L) Cloruro Estañoso

Conductividad eléctrica mS/cm Extracto de la pasta saturada

Acidez/Basicidad pH Potenciómetro

Calcio mg.L-1

Espectrofometría

Magnesio mg.L-1

Espectrofometría

Potasio mg.L-1

Espectrofometría

Sodio mg.L-1

Espectrofometría

Bicarbonato de sódio mg.L-1

Turbidimétrico

Cloruro mg.L-1

Turbidimétrico

Sulfato SO₄ mg.L-1

Turbidimétrico

PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS DEL AGUA (TOMA DE MUESTRAS).

Se tomó una muestra de 2 litros de agua de la ventana central (surco central) de cada tratamiento, diez (10) minutos después de haber iniciado el riego (Figura 11).

Figura 11. Sistema de riego en funcionamiento.

29

Por su parte, se estableció como variable de respuesta los atributos químicos y macronutricionales del suelo, estos analizados en el Laboratorio del Centro de Investigación Agrícola Tropical (CIAT) y descritos en la Tabla 13.

Tabla 13. Variable de respuesta en el montaje experimental.

Factor Tratamientos Parámetros en

suelo. Método de Determinación

Químico y Nutricional

T1: Efluente. T2: Agua de pozo. T3: Agua de pozo más Fertilización química.

pH (Un) pH Agua 1:1

MO (g/kg) Materia Orgánica Walkley-Black Espectrometría

N-Total (mg/kg) Nitrógeno Total espectrometría

P-BrayII (mg/kg) Fósforo Bray II Espectrometría

K (cmol/kg) Potasio Intercambiable Ab. At.

Ca (cmol/kg) Calcio Intercambiable (Ab.At.)

Mg (cmol/kg) Magnesio Intercambiable Ab. At.

Al (cmol/kg) Aluminio Cambiable (KCl 1M) Vol.

Na (cmol/kg) Sodio Intercambiable Ab. At.

CIC (cmol/kg) Capacidad Int. Catiónico (Amonio Acetato) Volumet.

S (mg/kg) Azufre Extractable (Fosfato Ca) Turbidimetría

B (mg/kg) Boro en Agua Caliente (EspectrometAzometina)

Fe (mg/kg) Hierro Extract. Doble Acido Ab.At.

Mn (mg/kg) Manganeso Extract. doble Acido Ab.At.

Cu (mg/kg) Cobre Extract. doble Acido Ab.At.

Zn (mg/kg) Zinc Extract. en doble Acido Ab.At.

N-NH4 (mg/kg) Amonio Extract. (KCl 1M) Espectrom.

N-NO3 (mg/kg) Nitrato Extrac. KCl 1M Espectrometría

PROPIEDADES QUÍMICAS DE SUELO (TOMA DE MUESTRAS).

En cada tratamiento de los 3 bloques, se recolectaron 4 sub muestras/surco de 1 kilogramos, para recopilar un total de 12 sub muestras (Figura 12), las cuales fueron integradas por cada tratamiento y reducidas a 2 kilogramos. Éstas se tomaron de los primeros 40 cm del perfil del suelo al inicio y final (mes 12) de la investigación.

Figura 12. Muestras de suelo.

30

5.3. FUENTES DE AGUA PARA RIEGO.

De acuerdo con los objetivos del proyecto y al diseño experimental, las fuentes de agua para la investigación fueron las siguientes: Pozo de agua subterránea: El agua para el tratamiento pozo (agua subterránea) se suministró desde el pozo denominado Pozo No 2 ubicado dentro de las instalaciones de la PTAR-C, el cual contó con un equipo de bombeo eléctrico de 70 l/s de caudal y una cabeza de 42 m.c.a. Efluente de la PTAR-C: Se bombeó desde la cámara de lavado de la PTAR-C (en la salida del sistema de tratamiento), utilizando una bomba instalada en este sitio que tiene una capacidad de 55 l/s y una cabeza de 49 m.c.a.

5.3.1. PROGRAMACIÓN DE RIEGO.

Mediante el Balance Hídrico se realizó la programación del riego, la cual consiste en tener en cuenta las entradas y salidas hídricas del complejo agua-suelo-planta. Partiendo de la Humedad inicial del suelo o agua almacenada útilmente aprovechable por la planta; como entradas se consideraron el riego y la precipitación, y como salidas la evaporación (desde el suelo) y la transpiración (desde el follaje de las plantas) (Torres et al., 2004). El Balance Hídrico fue expresado de la siguiente manera:

Donde,

W: agua almacenada en el suelo (mm) R: agua aplicada mediante riego (mm). La cantidad corresponde a la LARA P: Precipitación efectiva (mm) EVc: Requerimiento de agua del cultivo (mm)

El almacenamiento del suelo, también llamado Lámina de Agua Rápidamente Aprovechable (LARA), se calculó a partir de algunas de sus propiedades físicas como densidad aparente (Da),Capacidad de Campo (CC) y Punto de Marchitez Permanente (PMP), las cuales se determinaron en laboratorio del Centro de Investigación de Agricultura Tropical (CIAT), sede Palmira, a partir de muestras del lote de estudio. Adicionalmente se tuvo en cuenta la profundidad de raíces del cultivo de acuerdo con su edad y un nivel de agotamiento permitido para el agua útil del suelo de acuerdo al cultivo, en este caso Caña de Azúcar. La Tabla 14 muestra la LARA, a continuación se presenta la expresión usada para el cálculo de ésta:

[ ]

Donde,

LARA: Lámina de Agua Rápidamente Aprovechable (mm) CC: Contenido de agua del suelo a Capacidad de campo (%) PMP: Contenido de agua del suelo en Punto de Marchitez Permanente (%) Da: Densidad aparente del suelo (gr.cm

-3)

Dw: Densidad del agua (gr.cm-3

) Z: Profundidad de raíces (mm) Na: Nivel de agotamiento (60%)

31

Tabla 14. Calculo de LARA del cultivo.

EDAD CULTIVO PROFUNDIDAD DE RAÍCES CC (%)

PMP (%)

Da (gr.cm

-3)

Na LARA (mm)

0-4 meses 40 cm 39,9 28,7 1,35 0,6 36,17 4-10 meses 80 cm 39,9 28,7 1,35 0,6 72,34

La Programación del Riego estableció que solamente durante el ciclo vegetativo del cultivo era necesario realizar 5 riegos (Ver Anexo A.), dos en el período de 0 a 4 meses de edad del cultivo (macollamiento) y tres entre los 4 a los 10 meses (rápido crecimiento),de acuerdo con Torres et al., (2004), durante el período de maduración (10-13 meses) se recomienda suprimir los riegos para evitar estimular el crecimiento de la planta y así cosechar cañas con bajos contenidos de sacarosa ya que en este período se reduce el crecimiento y se concentran los azucares en los tallos.

5.3.2. SISTEMAS DE RIEGO.

El sistema de irrigación diseñado fue riego por surcos (método tradicional en el valle del Cauca) con distribución en tubería de ventanas, conducción cerrada independiente para evitar mezcla de los fluidos (tubería presión PVC), cuyas fuentes hídricas para el riego fueron agua de pozo (subterránea) y efluente de la PTAR-C (Figura 13).

Figura 13. Sistema de riego por surcos con distribución por ventanas.

5.4. ASPECTOS OPERATIVOS.

5.4.1. ADECUACIÓN DE SUELOS.

En cuanto a las labores de campo, se adecuó 0,65 Ha del lote experimental antes de la siembra (Figura 14), éste estuvo comprendido de arado, rastrillado, doble nivelado, y surcado; con la intensión de homogenizar la superficie ya que nunca se había realizado alguna actividad agrícola en éste lote, además para no tener surcos heterogéneos.

32

Figura 14. Adecuación del lote experimental.

5.4.2. SIEMBRA.

Posteriormente en cada surco, cada 10 metros se sembró manualmente un paquete que constó de 50 y 60 tallos, estos de la variedad CC 85-92 cuya longitud fueron de 50 a 60 cm y posteriormente el recubrimiento del surco se realizó de forma manual. Entre surcos la distancia considerada fue de 1,50 m, distancia tradicional en el Valle del Cauca (Figura 15).

Figura 15. Siembra de Caña de Azúcar en lote experimental.

5.4.3. CONTROL DE MALEZAS.

Adicionalmente, se efectuó manualmente control de maleza a los 2, 3, 4 y 5 meses después de la siembra. La Figura 16 ilustra esta actividad.

33

Figura 16. Control químico y manual de arvenses en lote experimental.

5.4.4. COSECHA.

La cosecha se realizó a los 12 meses como se muestra en la Figura 17, tiempo en el cual la Caña ya había cumplido su ciclo vegetativo (Ver Anexo C.). Se realizó corte manual con machete de la totalidad de los tallos de caña, retirando posteriormente el follaje y apilando los tallos sobre los surcos. De acuerdo con Echeverri (2011), el pesaje de la caña se realizó utilizando una báscula con capacidad máxima de 50 Kg. Se pesó la totalidad de los tallos del surco central de cada tratamiento en cada bloque y se extrapoló a Kg.ha-1 empleado el área del surco.

Figura 17. Cosecha manual y recolección de Tallos (CC 85-92).

34

5.5. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN. Conforme con los resultados del análisis de agua, se realizó la caracterización de acuerdo con FAO (1985); USDA (1954); directrices para calidad de agua con fines de riego agrícola; asimismo teniendo en cuenta: los Decretos 1594 de 1984 del MADR y 3930 de 2010 del MAVDT para la regulación de usos del agua y residuos líquidos en Colombia, los límites permisibles de la normativa vigente para la Gestión Integral de las aguas subterráneas en el Departamento del Valle del Cauca (Acuerdo C.D: N° 042 de 2010 de la CVC) y los rangos característicos de parámetros fisicoquímicos en agua subterránea natural expuesto por Custodio y Llamas (2001). Posterior a la caracterización del agua residual tratada, con la lámina de agua aplicada al Tratamiento 1, se determinó la carga de nutrientes (Kg.bloque-1) en cada bloque experimental. Finalmente, conforme a la producción obtenida en el cultivo (Caña de Azúcar CC 85-92) se estableció los requerimientos y extracción teórica de macronutrientes (N, P, K), los cuales aunados a las variables de control y respuesta tanto de inicio como final, permitieron estimar un balance del complejo suelo con los nutrientes (N, P, K), propuesto de la siguiente forma:

Dónde:

Nisuelo= Nutriente inicial en el suelo antes de la investigación Nfertilización= Nutrientes aportados al suelo en la fertilización. Nefluente= Nutrientes aportados al suelo por el efluente de la PTAR-C. Nextracción= Nutrientes de extracción en la planta (se comparará con los resultados productivos

obtenidos). Nfsuelo= Nutriente final en el suelo después de la investigación. Error= Error incurrido por metodología.

Vale la pena precisar que las condiciones del balance varían conforme a los tratamientos, ya que para el Tratamiento 1 no se suman entradas por fertilización (Nutrientes), el Tratamiento 3 no contiene entradas por efluentes (nutrientes) al igual que el Tratamiento 2, pero este último a su vez tampoco cuenta con entradas de fertilización (nutrientes). Por su parte, se considera que el error estimado en el balance de nutrientes, está influenciado por la incorrecta cadena de custodia de las muestras, la ineficiencia del sistema de riego, o por factores no medidos o definidos en éste montaje; tales causas pueden asociarse a la inadecuada técnica de muestreo, aplicación de fertilizante (voleo) o contenido de humedad de la muestra; el método de análisis de las muestras en laboratorio no fue el más indicado para el tipo de agua, suelo (alcalino), clima o cultivo y por tanto las concentraciones en los parámetros quedan sobrestimadas; errores, problemas y deficiencias operacionales del laboratorio o de los operarios; procesos

35

microbiológicos con alta influencias en entradas y salidas de nutrientes (inmovilización, mineralización y desnitrificación), así como la lixiviación y escorrentía en el perfil del suelo. La microflora del suelo está compuesta por bacterias, actinomicetos, hongos, algas, virus y protozoarios; y entre las funciones asociadas en los procesos de transformación (entradas) están como posibles entradas; suministro directo de nutrientes (Fijación de nitrógeno), transformación orgánica a inorgánica de compuestos (mineralización) y la solubilización de compuestos inorgánicos para facilitar su absorción por las plantas, y como salida la desnitrificación e inmovilización del Nitrógeno. De acuerdo con esto se considera indispensable para futuras investigaciones desarrollar mecanismos para poder estimar entradas y salidas por actividades microbianas, aproximándose así a evaluar una forma más integral el balance de nutrientes y al mismo tiempo disminuyendo el error en el balance propuesto. ANÁLISIS ESTADÍSTICO El estadístico utilizado fue un ANOVA unifactorial, cuyo objetivo principal es contrastar diferencias entre las medias de los grupos, basándose en postulados hipotéticos; las pruebas de hipótesis incluyen dos hipótesis: la hipótesis nula (señalada como H0) y la hipótesis alternativa (señalada como Ha). Cuando sólo hay dos medias, el ANOVA es equivalente a la prueba t-Student para la disparidad de las dos medias (Becerra y Martínez; 2007 citado por Silva, 2008). La hipótesis nula es la afirmación inicial y con frecuencia se especifica sobre la base de investigaciones anteriores o de conocimiento común; por lo tanto representa que no existieron diferencias significativas entre las medias o distribución de los tratamientos. En cambio la hipótesis alternativa es lo que usted puede considerar verdadero y por tanto si existieron diferencias significativas entre las medidas de tendencia central de los tratamientos. Si el valor p es menor o igual a un nivel predeterminado de significancia (nivel α), que para este caso fue α=0,05; usted rechaza la hipótesis nula y da crédito a la alternativa. Si el valor p es mayor que el nivel α, se acepta la hipótesis nula y no se puede dar crédito a la hipótesis alterna (Manual Minitab, 2007). De acuerdo con lo anterior se realizó un ANOVA unifactorial en cada tratamiento conforme a la calidad del agua y a la variación de los macronutrientes (N, P, K) en el suelo al final de la investigación; modelándolo en el paquete estadístico Minitab 18.

36

6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

6.1. CARACTERIZACIÓN DE AGUAS. Conforme al análisis de agua realizado en los Laboratorios del Instituto CINARA de la Universidad del Valle y de la Universidad Nacional sede Palmira (Ver Anexo D y E), a continuación se muestran las características de las variables medidas en las aguas durante la investigación; los rangos de calidad de para riego agrícola del agua de pozo (Tabla 15) y efluente de la PTAR-C (Tabla 16). Tabla 15. Características de agua de pozo.

Parámetros n Media Máxima Mínima Rangos para riego*

Conductividad eléctrica (dS/m) 4 0,47 0,65 0,40 <0,7*

Acidez/Basicidad (pH) 4 6,85 7,10 6,50 6,0 - 8,5

Calcio (Ca⁺⁺meq/L) 4 1,85 1,98 1,47 0 – 20

Magnesio (Mg⁺⁺meq/L) 4 0,97 1,02 0,96 0 – 5

Sodio (Nameq/L) 4 2,36 2,44 2,17 <3*

Bicarbonato (CO₃H⁻meq/L) 4 2,79 3,52 2,18 <1,5*

Cloruro (Cl meq/L) 4 1,42 1,90 0,50 <3*

Sulfato (SO₄meq/L) 4 0,40 0,92 0,05 0 – 20

Ras (Ajustado) 4 2,13 2,24 1,96 0 -15

Nitritos (mg N-NO2/L) 5 0,75 3,41 0,03

Nitratos (mg N-NO3/L) 5 9,72 33,00 0,11 0 – 10

Nitrógeno de Amonio (mg N-NH4/L) 5 2,56 5,6 0,97 0 – 5

Nitrógeno Total Kjendhall (mg N/L) 5 4,03 11,0 0,95

Nitrógeno Total 5 15,03 36,67 3,21 <30

Fosfatos (mg P-PO4/L) 5 0,53 2,23 0,10 0 – 2

Fósforo Total 5 1,00 3,18 0,15

Potasio (K⁺ mg.L-1) 5 6,85 7,04 6,65 0 – 2

* Ayers y Wescot, (FAO 1985); n: Cantidad total de datos muestreados.

Teniendo en cuenta criterios de calidad de aguas para riego agrícola de Ayers y Wescot (FAO 1985), se verifica que en su mayoría los compuestos del agua de pozo contienen concentraciones aptas para el riego agrícola. El Bicarbonato, Nitrato y Potasio considerados por la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca - CVC como geoindicadores primarios y secundario de calidad del agua subterránea (Páez, 2008), están por encima del límite. A pesar de ello, el Bicarbonato y el Potasio guardan relación con valores reportados por Silva (2008) para el mismo pozo y con rangos característicos de aguas subterráneas en el valle del Cauca de la CVC (2007), por lo que se podría asociar ésta característica a una condición natural del agua subterránea de este acuífero (aguas bicarbonatadas cloruradas sódicas).

37

En relación con los anteriores autores, se aprecia que existen diferencias relevantes en las concentraciones de Nitratos (N-NO3) en pozo, dado que el primero (Silva, 2008) presenta como valor medio 1,10 mg.L-1 entre el rango 0,001 – 4,25 (mg.L-1), el segundo (CVC, 2007) como valor máximo 1,2 mg.L-1 y la magnitud promedio reportada del Nitrato (9,72 mg.L-1) en éste estudio está cerca de sobrepasar el límite permisible establecido por la FAO (1985) y el Decreto 1594 de 1984; además de acuerdo con Custodio y Llamas (2001), la concentración de iones menores como el nitrato en el agua natural subterránea suele estar entre 0,001-10 ppm; el nitrito y amonio entre 0,0001-0,1 ppm. Por tanto es contundente que los tipos de Nitrógenos caracterizados en este estudio no son representativos del agua subterránea y del valle del Cauca. La inconsistencia evidenciada puede radicar en el inadecuado análisis realizado por el laboratorio o en su defecto que el acuífero está presentando vulnerabilidad a la contaminación. Tabla 16. Características del Agua Residual Tratada.

Parámetros n Media Máxima Mínima Rangos para Riego*

Conductividad eléctrica (dS/m) 4 0,64 0,67 0,60 <0,7*

Acidez/Basicidad (pH) 4 6,75 7,00 6,50 6,0 - 8,5

Calcio (Ca⁺⁺meq/L) 4 1,51 1,64 1,33 0 - 20

Magnesio (Mg⁺⁺meq/L) 4 0,88 0,92 0,84 0 - 5

Sodio (Nameq/L) 4 1,60 1,62 1,57 <3*

Bicarbonato (CO₃H⁻meq/L) 4 2,29 2,98 1,45 <1,5*

Ras (Ajustado) 4 1,47 1,52 1,32 0 -15

Nitritos (mg N-NO2/L) 5 0,84 3,90 0,05

Nitratos (mg N-NO3/L) 5 30,17 68,80 0,84 0 - 10

Nitrógeno de Amonio (mg N-NH4/L) 5 18,57 28,00 1,66 0 - 5

Nitrógeno Total Kjendhall (mg N/L) 5 15,48 25,59 4,31

Nitrógeno Orgánico 5 -3,09 13,68 -21,69

Nitrógeno Inorgánico 5 49,58 94,89 12,13

Nitrógeno Total 5 53,48 94,89 17,93 <30

Fosfatos (mg P-PO4/L) 5 1,92 3,8 0,36 0 - 2

Fósforo Total 5 4,61 6,0 3,12

Potasio (K⁺ mg.L-1) 5 8,02 8,21 7,82 0 - 2

* Ayers y Wescot, (FAO 1985); n: Cantidad total de datos muestreados.

La directriz de Ayers y Wescot (FAO 1985) se usó en el mismo sentido para el efluente, permitiendo afirmar que el agua residual doméstica tratada de Cali contiene concentraciones considerables de Macronutrientes (N, P, K) que en dosis adecuadas pueden ser utilizadas para enriquecer suelos agrícolas, se considera que esto se debe al tipo de sistema de tratamiento, puesto que al operar en modalidad TPC o TPA, su principio fundamental es eliminar sólidos suspendidos y materia orgánica del agua residual, tocando poco las concentraciones de nutrientes. Aunque las concentraciones del Potasio y Nitrógeno Total estén por encima de la directriz, de acuerdo con Chaves (1999); Quintero, (2001) el primero es el nutrimento mineral esencial con mayor reporte de absorción y extracción en la Caña de azúcar, seguido del Nitrógeno, además el Potasio es el segundo elemento mineral en importancia para el

38

desarrollo de la planta, antecedido por el Nitrógeno. Por lo tanto no preocupa el hecho de que se presente en concentraciones altas, en éste sentido la estimación en el efluente del aporte de éste y los otros dos nutrientes permitió establecer el bajo grado de peligro que puedan poseer al emplearse en riego agrícola antes de su vertido, resaltando uno de los potenciales beneficios para reúso en éste sector. Los valores del NTK, Nitritos, Fosfatos, Fósforo Total y Potasio guardan relación con los expuestos por Silva (2008), contrario a las diferencias encontradas en el Nitrógeno Total, dado que el Nitrato medido resulta ser mucho mayor (53,48 mg.L-1) que el reportado por Silva (22,6 mg.L-1), esto a su vez, es la causa por la que en el Nitrógeno Orgánico se expresan valores negativos como se aprecia en la Tabla 16, indicando que en el efluente el Nitrógeno estaba solamente en términos de Nitrógeno Inorgánico. Así mismo Vásquez et al., (2010), reportaron para el efluente de la PTAR-C en el mismo periodo de estudio las siguientes características fisicoquímicas; el nitrógeno amoniacal total 29±7 mg.L-1, Nitrito 0,396±1,183 mg.L-1, Nitrato 1,088±0,676 mg.L-1 y Fosfatos 2,885±0,718 mg.L-1, por lo que las magnitudes del Nitrato y Nitrito no son características del efluente (ARD) ni del tipo de STAR estudiado, indicando anomalías en el análisis de laboratorio de Nitrógenos. Por otro lado, concentraciones altas en el agua de los elementos relacionados en la Tabla 16 pueden acumularse en el suelo causando disminución en la productividad en la planta. Este inconveniente se puede presentar con el Bicarbonato, el cual reporta concentraciones mayores a la directriz de la FAO (1985) y rango típico (0,60-1,19 meq.L-1) en el agua residual doméstica reportado por Metcalf & Eddy (2003). Además el Bicarbonato en presencia de CO2 atmosférico y Calcio puede precipitar como Carbonato de calcio, convirtiéndose en un indicador de calidad tanto del agua como del suelo. La conductividad eléctrica es un indicador indirecto de la salinidad, como se puede observar en la Tabla 17, éste se comportó muy similar tanto en el agua de pozo como en el efluente, así mismo se manifestó en las bases intercambiables (Sodio, Magnesio, Calcio y Bicarbonato), sin embargo en el agua de pozo los valores fueron ligeramente mayores por lo cual el RAS (ajustado) lo fue también, esto indica que a futuro el agua residual tratada tiene menos disposición a impactar (dispersión de la estructura) negativamente en el suelo. Ésta condición es similar a la reportada Silva (2008). Como se aprecia, la conductividad eléctrica en el efluente (600 µmho.cm-1) es ligeramente mayor a la que presenta el agua de pozo (500 µmho.cm-1), conforme con USDA (1954), ambas aguas se clasifican como C2 (cuyo límite es 750 µmho.cm-1), caracterizándolas como “agua de salinidad media apta para el riego agrícola siempre y cuando haya cierto grado moderado de lavado”. En cuanto a la RAS, tanto el agua de pozo (2,13) como el efluente (1,47) se denominan como “aguas bajas en Sodio, aptas para el riego en la mayoría de los cultivos”. Sin embargo de aumentar ésta tendencia, el agua de pozo tendría más peligro de afectar el suelo en comparación al efluente dado que tiene un mayor contenido de sodio en razón con los demás cationes (mg, Ca).

39

Tabla 17. Comparación de aguas (Pozo y Efluente).

Parámetros n Media Máxima Mínima

Rangos para Riego*

POZO PTAR-C POZO PTAR-C POZO PTAR-C

Conductividad eléctrica (dS/m) 4 0,47 0,64 0,65 0,67 0,40 0,60 <0,7*

Acidez/Basicidad (pH) 4 6,85 6,75 7,10 7,00 6,50 6,50 6,0 - 8,5

Calcio (Ca⁺⁺meq/L) 4 1,85 1,51 1,98 1,64 1,47 1,33 0 - 20

Magnesio (Mg⁺⁺meq/L) 4 0,97 0,88 1,02 0,92 0,96 0,84 0 - 5

Sodio (Nameq/L) 4 2,36 1,60 2,44 1,62 2,17 1,57 <3*

Bicarbonato (CO₃H⁻meq/L) 4 2,79 2,29 3,52 2,98 2,18 1,45 <1,5*

Cloruro (Cl meq/L) 4 1,42 0,95 1,90 2,30 0,50 0,40 <3*

Sulfato (SO₄meq/L) 4 0,40 1,23 0,92 2,19 0,05 0,08 0 - 20

Ras (Ajustado) 4 2,13 1,47 2,24 1,52 1,96 1,32 0 -15

Nitritos (mg N-NO2/L) 5 0,75 0,84 3,41 3,90 0,03 0,05

Nitratos (mg N-NO3/L) 5 9,72 30,17 33,00 68,80 0,11 0,84 0 - 10

Nitrógeno de Amonio (mg N-NH4/L) 5 2,56 18,57 5,6 28,00 0,97 1,66 0 - 5

Nitrógeno Total Kjendhall (mg N/L) 5 4,03 15,48 11,0 25,59 0,95 4,31

Nitrógeno Orgánico 5 1,46 -3,09 5,4 13,68 -2,65 -21,69

Nitrógeno Inorgánico 5 13,03 49,58 36,67 94,89 1,21 12,13

Nitrógeno Total 5 15,03 53,48 36,67 94,89 3,21 17,93 <30

Fosfatos (mg P-PO4/L) 5 0,53 1,92 2,23 3,8 0,10 0,36 0 - 2

Fósforo Total 5 1,00 4,61 3,18 6,0 0,15 3,12

Potasio (K⁺ mg.L-1) 5 6,85 8,02 7,04 8,21 6,65 7,82 0 - 2

* Ayers y Wescot, (FAO 1985); n: Cantidad total de datos muestreados.

Por su parte Ayers y Westcot (FAO, 1985) adaptaron un nomograma que permite establecer el potencial impacto sobre la velocidad de infiltración de un suelo dado, debido al efecto del sodio en función de la RAS y CE; según esto, a Relación de Absorción Sodio (RAS) y Salinidad (CE) baja, mayor es el riesgo de reducción en la velocidad de infiltración. Por lo que el agua de pozo al presentar una RAS y Ce, ligeramente superior e inferior, respectivamente, en comparación al efluente, tiene más posibilidad de afectar la velocidad de infiltración del suelo por sodicidad. Contradiciendo a USDA (1954), que muestra potencial riesgo por salinidad y no por sodicidad. En este sentido cabe resaltar que es mejor, menos perjudicial y más fácil de recuperar tener un suelo salino que sódico.

6.1.1. NUTRIENTES.

Las distintas variaciones en la concentración de los constituyentes pueden ocurrir dependiendo de las características de los contribuyentes del sistema de colección de aguas residuales. Las características físicas, químicas y biológicas del agua residual varían a lo largo del día y una adecuada determinación de sus características resultará solo si las muestras monitoreadas son representativas (Metcalf & Eddy, 2003).

40

El nitrógeno es absorbido por las plantas de forma inorgánica (disponible), por ende en la forma química de nitrato (anión) o en forma de amonio (catión) y el efecto biológico de absorberlo de una forma u otra puede afectar el desempeño fisiológico y la productividad de los cultivos. Se ha encontrado que en general las plantas requieren una combinación de ambas formas de nitrógeno, aunque la tendencia es que se requiere una mayor proporción de nitrato que de amonio (Muñoz, 2009). Por tal motivo en la Figura 18 se muestra el comportamiento del Nitrato durante la investigación tanto el efluente como el agua de pozo.

POZOPTAR-C

70

60

50

40

30

20

10

0

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

109,712

30,17

Figura 18. Comportamiento del Nitrato (N-NO3) en la investigación.

La línea punteada purpura (10 mg.L-1) indica la concentración admisible de NO3 en la calidad de agua para riego agrícola (Ayers y Wescot, 1975), como se puede observar este límite es superado por el promedio (30,17) de la PTAR-C, cuya distribución de datos presenta dispersión, esto reflejado en la longitud de la caja; no obstante podría decirse que un poco más del 50% de los datos estuvo por encima de la norma y son los que muestran mayor dispersión por lo que su media no es representativa.

El comportamiento irregular en la concentración era de esperarse ya que durante el día no se mantiene estable, sin embargo dada la naturaleza del efluente (ARD), no se debería presentar concentraciones tan altas ya que el Nitrógeno en el agua residual doméstica en su mayoría se encuentra en forma amoniacal (NH3+NH4). Por su parte concentraciones altas de nitrato hasta cierto punto (<50 mg.L-1) son beneficiosas para el suelo, caña de azúcar y salud de trabajadores. La justificación radica en que la caña extrae altos contenidos de nitrato del suelo y éste presenta al inicio bajos niveles en la solución del suelo (<70 ppm), con relación a la referencia óptima (CIAA-UJTL, 2006 citado por Castro y Gómez, 2010). En el agua de pozo el promedio (9,716) muestra que está a portas de superar la referencia; a pesar de ello, menos del 50% del conjunto de datos está muy por debajo y más concentrados en la parte inferior; lo cual permite afirmar que la media está sesgada a la derecha por algunos datos con valores altos. Esto refleja un comportamiento no habitual en aguas subterráneas dado que el parámetro tiende a ser estable aún en medios reductores (Custodio y Llamas, 2001), por lo que podría plantearse que si no existe sesgo en el análisis del laboratorio, el agua del acuífero está recibiendo fuente

41

nitrogenada de origen natural o antropogénica y prueba de ello es la alta variación y contenido en nitratos, nitritos y amonio. De igual manera, se hizo el mismo análisis para el Nitrato del estudio realizado por Silva (2008), el cual es mostrado en la Figura 19.

TPCTPAPOZO

12

10

8

6

4

2

0

Agua de riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

10

2,963,22

1,11

Figura 19. Comportamiento del Nitrato (N-NO3) encontrado por Silva (2008).

Fuente: Silva (2008).

Los tipos de aguas TPC y el TPA observados, hacen referencia a las dos modalidades de operación que cuenta la PTAR-C de Cali; la longitud de sus alambres refleja el alto grado de variabilidad de sus datos. Los valores presentados guardan una amplia diferencia comparado con la magnitud de los valores indicados en la Figura (18) anterior, sin embargo conservan semejanza en la asimetría de las cajas, lo que denota que el promedio no representa la distribución grupal de los datos. Las notables diferencias encontradas en los distintos tipos de agua al comparar este parámetro (Nitrato) con Silva (2008), ratifican el recelo que se debe tener con la magnitud encontrada en éste parámetro. En éste sentido, también es importante tener en cuenta que anteriormente se trataba un 57% (3,82m3s-1) de las aguas residuales generadas en la ciudad de Cali (EMCALI, 2007 citado por Silva, 2008) y actualmente aproximadamente el 86% (5.71 m3.s-1), del cual parte del efluente proviene de la zona industrial (norte) de Cali. Ésta variación en el caudal de alguna forma incide en los principales constituyentes (N, P, K) del efluente en la PTAR-C de Cali y en posibles variaciones sufridas en sus componentes.

El Nitrógeno Total está compuesto de nitrógeno orgánico, amonio, amoniaco, nitrito y nitrato. La fracción orgánica está formada de una mezcla compleja de compuestos tales como aminoácidos, amino azúcares y proteínas (polímeros de aminoácidos) y los componentes de la fracción orgánica de material particular o soluble (Metcalf & Eddy, 2003). La Figura 20 muestra el estadístico de distribución para el Nitrógeno Total en éste estudio y la Figura 21 el mismo análisis para los valores reportados por Silva (2008).

42

POZOPTAR-C

100

80

60

40

20

0

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

10

15,03

53,48

Figura 20. Comportamiento del Nitrógeno Total (NT) en la investigación.

La Figura 20 indica que el Nitrógeno total de la PTAR-C estuvo por encima de 10 (mg.L-1), esto era de esperar ya que la sola concentración del Nitrato estaba por encima de la norma. Así mismo la concentración media y la mediana se ubica por encima del rango medio (40) expresado por Pescod (FAO, 2002) para el Nitrógeno; ésta conducta no es representativa y su sesgo no permite utilizarse como referencia del potencial aporte que se presentaría en el efluente en éste parámetro. En Proporción similar el promedio y mediana del POZO se situaron arriba de esta referencia (10 mg.L-1). Siendo esta tendencia un poco anormal por el tipo de fuente (agua subterránea) de donde proviene, sin embargo su medida central (promedio y mediana) no dista mucho del reportado por Silva (2008). De acuerdo con lo anterior, se encontró que en el efluente la inconsistencia se presenta mayormente en el NO3 y N-org repercutiendo en el NT. Por el lado del agua de pozo la divergencia se observa en el N-inorg.

TPCTPAPOZO

50

40

30

20

10

0

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

10

20,71

24,55

11,84

Figura 21. Comportamiento del Nitrógeno Total (NT) encontrado por Silva (2008).

Fuente: Silva (2008).

43

El gráfico de Cajas y Alambres en TPA y TPC muestran semejanzas en la alta variabilidad de la distribución de los datos, en magnitud equivalen a la mitad del valor reportado en el estudio para el efluente (PTAR-C) de la anterior Figura (20) y de acuerdo con Pescod (FAO, 2002) el nivel de su concentración se indica como débil o bajo (20 mg.L-1). A pesar de que existe alguna similitud en la asimetría, en el TPA la media y mediana convergen mucha más comparadas con el TPC, esto permite anotar que aunque hay dispersión en el conjunto de datos su tendencial central es representativa. De forma análoga se presentó en la caja de POZO cuyo promedio y mediana mostraron valores superiores a la referencia, aunque su distribución tienda a estar más concentrados por debajo; contrario a lo observado en el POZO de la Figura 20, a pesar de esto y conforme a la media se podría aseverar que existen semejanzas en el NT. Por otro lado, la forma de absorción del fósforo en la planta es en forma de orthofosfatos (PO4, H2PO4- y HPO4). El fósforo (P) forma parte de los 16 nutrimentos considerados como esenciales para el crecimiento de las plantas, lo que significa que sus funciones no pueden ser sustituidas y desempeñadas en igual forma por otro nutrimento, limitando con ello el máximo potencial productivo de la caña (Metcalf & Eddy, 2003; Chaves, 1999). El gráfico de Cajas y Bigotes del fosfato se muestra en la Figura 22.

POZOPTAR-C

3,8

3,4

3,0

2,6

2,2

1,8

1,4

1,0

0,6

0,2

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

2

0,53

1,92

Figura 22. Comportamiento del Fosfato (PO4) en el estudio.

Aunque se aprecia dispersión en el conjunto de datos de la PTAR-C, su distribución en comparación con la mediana y media es casi simétrica, lo que permite aducir con mayor certeza que su tendencia central es inferior a la norma (2 mg.L-1) a pesar de la alta dispersión. Caso contrario del POZO; dado que el 50% de sus datos presenta alta dispersión y el otro 50% se concentra en el primer cuartil, coincidiendo con la mediana (segundo cuartil) en 0,1mg.L-1, si además se tiene en cuenta la longitud del bigote se puede aseverar que su media está sesgada por algún valor más alto de lo normal y por tanto su tendencia no es representativa del conjunto de datos. En ninguno de los dos datos su concentración representa peligro desde el punto de vista sanitario, ambiental y agronómico, y desde el punto de vista estadístico, se puede apreciar en el Capítulo 6.1.2 (ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE CALIDAD DE AGUA.) que no

44

se encontraron diferencias (p>0,05) significativas, por lo que su aplicación resulta provechosa para suelos con concentración bajas (<20mg.kg-1) en Fósforo Bray II. De igual manera se realizó el estadístico descriptico (Blox-Plot) para el Orthofosfato reportado por Silva (2008), con el punto de equilibrio para el conjunto de datos (media) y su distribución en partes iguales (mediana) el cual es indicado en la Figura 23.

TPCTPAPOZO

14

12

10

8

6

4

2

0

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

2

6,40

5,33

2,99

Figura 23. Comportamiento del Orthofosfato encontrado por Silva (2008).

Fuente: Silva (2008).

Se puede percibir una inversión asimétrica en comparación con la anterior Figura (22), dado que la distribución del POZO es simétrica y su tendencia central (media y mediana) supera la norma; de acuerdo con Custodio y Llamas (2001), en general su concentración varía entre 0,01-1 ppm pudiendo llegar a 10 ppm. Sin embargo su principal problema en concentraciones altas es que se hidroliza con facilidad y contribuye a la alcalinidad del agua. En cambio en el TPA y TPC; se presenta alta dispersión y asimetría en la caja; en el TPC se puede observar un valor atípico que puede estar asociada a una medición errónea durante el muestreo en campo por lo que su media aritmética no es representativa (Vargas, 2007). En conjunto los tres (3) tipos de aguas superaron el límite reflejando diferencias con las cajas de la Figura 22. En la Figura 24 se muestra el análisis obtenido para el fósforo total durante el estudio. Como se puede observar en la PTAR-C, en su totalidad el conjunto de datos se encuentra por encima de la norma, la caja presenta asimetría y un sesgo a la izquierda dado que los datos tienden a concentrarse hacia la parte superior de la distribución y se extienden más hacia la izquierda. Por lo que se afirma que su comportamiento no es representativo. Por otro lado ninguno de los valores representa peligro alguno, de hecho el nivel de su concentración la ubica como bajo (<6 mg.L-1) (Pescod, FAO 1992).

45

POZOPTAR-C

6

5

4

3

2

1

0

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

2

1,00

4,61

Figura 24. Comportamiento del Fósforo Total en la investigación.

De igual forma el POZO presenta asimetría, dispersión y se presenta sesgo positivo dado que los datos tienden a conglomerarse hacia la parte inferior de la distribución y se extienden más hacia la derecha, por lo que se puede afirmar que el 50% de los datos es inferior a una concentración de 0,5 mg.L-1. Ésta magnitud es muy inferior a lo encontrado por Silva (2008). En la Figura 25 se puede apreciar el gráfico de Cajas y Alambres para los datos de Fósforo total obtenido por Silva (2008).

TPCTPAPOZO

25

20

15

10

5

0

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

2

10,76

13,97

7,11

Figura 25. Comportamiento del Fósforo Total encontrado por Silva (2008).

Fuente: Silva (2008).

Como se puede observar en la Figura 25, los tres (3) tipos de agua presentan alta variabilidad en el conjunto de datos; de tal modo que los limites superiores e inferiores de las cajas (Bigotes) que representan el 25% de los datos, se manifiestan poco agrupados por lo que se notan largos, no obstante en todos los casos más del 25% de los datos superan el límite de 2 mg.L-1. Aun así en el TPA la mediana está bastante cerca de la media lo que podría sugerir que los datos representativos corresponden a la tendencia central del conjunto de datos. Debido a que en el análisis del Fósforo Total en los dos anteriores estudio no reflejó una tendencia representativa marcada, se discriminaron con lo reportado mes a mes (12

46

datos) por EMCALI (2009, 2010) para el mismo periodo en el que se realizó muestreo. La comparación y diferencias se pueden apreciar en la Figura 26.

EMCALI (2009-2010)TPA- Silva (2008)TPC-Silva (2008)Estudio

25

20

15

10

5

0

ESTUDIO FUENTE

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L).

2

4,61

10,76

13,97

3,01

Figura 26. Contraste del Fósforo total de la PTAR-C reportado en varios estudios

Como se observa, hay una diversa disparidad en el reporte del fósforo total de la PTAR-C respecto a las distintas fuentes de estudios; sin embargo la caja de EMCALI (2009, 2010) muestra alta asimetría así como concentración de datos lo cual general alta confianza sus medidas de tendencia central razón por la cual se cree que ese fue el valor del Fósforo Total durante la investigación. Éste valor al igual que el observado durante el estudio no presenta riesgo alguno y por al contrario su utilización en riego agrícola resultaría significativamente provechoso. Los datos analizados corresponden de julio-diciembre de 2009 y enero-junio de 2010; periodo en el que se midieron los parámetros fisicoquímicos de los tipos de aguas en la investigación. Por otro lado, el potasio otro de los macroelementos esenciales de la Caña de Azúcar y el último evaluado en la presente investigación, se le considera como el quinto elemento nutricional en importancia para las plantas, luego del Carbono (C), Oxígeno (O), Hidrógeno (H) y Nitrógeno (N), respectivamente dado que es importante en la formación de aminoácidos y proteínas (Chaves, 1999; Rusell y Russell, 1968 citado por Quintero, 1995). La Figura 27 muestra el comportamiento de potasio en el agua de riego durante la investigación.

47

POZOPTAR-C

9

8

7

6

5

4

3

2

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

2

6,85

8,02

Figura 27. Comportamiento de Potasio en la investigación.

Se puede considerar que los datos mostrados en la Figura 18, no presentan ni dispersión ni asimetría ni mucho menos puntos atípicos, por tanto su tendencia central genera alta confianza tanto para el POZO como para la PTAR-C; a pesar de esto estadísticamente difieren significativamente (p=0,000). Los rangos encontrados en ambas fuentes son característicos; según Metcalf & Eddy, (2003), en el efluente éste parámetro varía 7-15 mg.L-1 y en el agua de pozo entre 0,1 y 10 ppm (Custodio y Llamas, 2001), por lo que no representan ningún problemas estas concentraciones habituales, además es un elemento vital para las plantas. El comportamiento y magnitudes indicadas expresan la misma tendencia con estudios anteriores como los datos referenciados en la Figura 28.

TPCTPAPOZO

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

Agua de Riego

Co

nce

ntr

ació

n (

mg

/L)

2

7,678,73

7,86

Figura 28. Comportamiento del Potasio encontrado por Silva (2008).

Fuente: Silva (2008).

En la Figura 28, a pesar de que en el POZO y TPC se presenta asimetría en la caja (50%) dado que el segundo cuartil coincide con el punto medio de la caja o cercano a éste, sin embargo la longitud de los bigotes muestra cierta heterogeneidad en la distribución de los datos; situación similar en el TPA, no obstante a pesar de que se presenta mayor concentración en este tipo de agua la longitud de la caja refleja alto grado de dispersión de los datos.

48

El análisis del diagrama de la distribución de frecuencias, mostró que dentro de las variables de control del estudio, la tendencia central (mediana aritmética y mediana) en la PTAR-C fue mayor que en POZO; comparando el conjunto de estas dos variables con el estudio realizado con Silva (2008), el conjunto fue similar en el K, muy superior en NO3 y NT y muy inferior en PO4 PT. Mediante una ANOVA se analizó estas diferencias o semejanzas encontradas para establecer si estadísticamente se obtiene la misma conducta. Finalmente, dado que en ambos tipos de aguas (efluente y pozo), los macronutrientes (P, N) analizados por el Laboratorio del CINARA presentaron algún comportamiento atípico con relación de estudios anteriores (Silva, 2008; Vásquez et al., 2010), es importante prestar más atención en el posible cambio de los compuestos en estas dos fuentes, de igual modo no se descarta algún error en el protocolo de análisis llevado a cabo por el laboratorio.

6.1.2. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE CALIDAD DE AGUA.

En la Tabla 18 se presenta el estadístico de la comparación de la calidad de las aguas durante la investigación y el resultado del mismo procedimiento de Silva (2008). Tabla 18. ANOVA de calidad de agua.

Parámetros ρ ANOVA Ρ ANOVA*

Conductividad eléctrica 0,035 Rechazo Ho 0,000 Rechazo Ho

Calcio (Ca⁺⁺) 0,052 Acepto Ho 0,092 Acepto Ho

Magnesio (Mg⁺⁺) 0,027 Rechazo Ho

Sodio (Na) 0,000 Rechazo Ho 0,608 Acepto Ho

Bicarbonato (CO₃H⁻) 0,291 Acepto Ho

Cloruro (Cl) 0,421 Acepto Ho

Sulfato (SO₄) 0,161 Acepto Ho

Nitritos (N-NO2) 0,933 Acepto Ho

Nitratos (N-NO3) 0,210 Acepto Ho 0,144 Acepto Ho

Nitrógeno de Amonio (N-NH4) 0,016 Rechazo Ho

Nitrógeno Total Kjendhal (NTK) 0,017 Rechazo Ho 0,001 Rechazo Ho

Nitrógeno Total 0,036 Rechazo Ho 0,091 Rechazo Ho

Fosfatos (P-PO4) 0,132 Acepto Ho 0,044 Rechazo Ho

Fósforo Total 0,003 Rechazo Ho 0,075 Acepto Ho

Potasio (K⁺) 0,000 Rechazo Ho 0,369 Acepto Ho

*Silva (2008).

Conforme a la ANOVA (Ver Anexo F.), en lo que se refiere a nutrientes se encontró que el Nitrito, Nitrato y Fosfato no presentaron diferencias estadísticas significativas (p>0,05), opuesto a lo hallado en Nitrógeno Total (NT), Amonio, Nitrógeno orgánico, Fósforo Total (PT) y Potasio (K), concordando éstas dos tendencias en algunos casos con el análisis

49

estadístico descriptico (Blox-Plot). El nitrato del efluente que en los gráficos de cajas y bigotes mostró alta dispersión y contenidos grandes con relación al agua de pozo quedó contrarrestado en la ANOVA, por lo que se pudo garantizar el sesgo del análisis de laboratorio para el parámetro en ambas fuentes. A pesar de ello en aguas residuales doméstica su concentración (nitrato), al igual que el nitrito y fosfatos es baja, siendo semejante a la encontrada en agua de pozo. Así mismo las aguas residuales domésticas contienen altos niveles de nitrógeno orgánico y amonio por lo que de igual forma se esperaba diferencias significativas en estos parámetros con relación al agua de pozo.

Por otro lado, es importante desde el punto de vista del reúso en riego agrícola que el nitrógeno total, el fósforo total y el potasio del efluente discrepen con las características de aguas naturales subterráneas, y aún más significativo que sus diferencias no acarren algún tipo de riesgo ambiental, sanitario y agronómico. Comparando la discriminación de estos parámetros con los de Silva (2008), se coincidió solamente en NT, NTK y Nitratos. De lo cual se puede aducir que continúan las diferencias entre Nitrógenos y se ha marcado la disparidad entre Fósforos y Potasio. De éste estudio también se infiere que no hay diferencias entre los efluentes de TPA y TPC pero estos si son diferentes al agua de POZO. Por lo que el riego agrícola podría realizarse con la modalidad menos costosa ya que presentan las mismas características agronómicas.

Por su parte el Calcio y el Bicarbonato estadísticamente no presentaron diferencias significativas (p>0,05) entre los tipos de agua (POZO y PTAR-C), contrario a lo observado (p<0,05) en el Magnesio, Sodio y Conductividad eléctrica (Ce); posibilitando a inferir que en ambas fuentes el riesgo por salinidad y/o sodicidad es estadísticamente diferentes; ya que los Cationes (Na, Ca,Mg) y Aniones (CO3H) aunados a la Ce permiten estimar éste riesgo potencial del agua en el suelo. Entre tanto, la conductividad eléctrica (Ce) entre los tipos de agua (POZO y PTAR-C) estadísticamente presentó diferencias significativas (p=0,035), posibilitando a inferir que la salinidad mayor en el efluente es estadísticamente superior al agua subterránea, y de continuar su tendencia (aumento), el potencial efecto del sodio sobre la velocidad de infiltración del suelo pasaría de reducción ligera a sin reducción (Figura 2. Riesgo de sodicidad en función de salinidad y RASaj), éste aumento de sales mejoraría la relación Na/Bases intercambiables beneficiando suelos agrícolas.

50

6.2. APORTE NUTRICIONAL DE AGUA RESIDUAL TRATADA.

La carga o aporte nutricional se calculó con base a los Macronutrientes (N, P, K) presentes en el agua residual tratada y de acuerdo con la metodología propuesta por FAO (2003), se utilizaron aquellos reportes que fueron más representativas en el Box-Plot y diferentes estadísticamente (ANOVA) con la intensión de disminuir el sesgo. Por lo cual se escogió el Nitrógeno Total del TPA de Silva (2008), Fósforo total y DQO de EMCALI (2009, 2010) y Potasio medido en éste estudio. La lámina aplicada de la Tabla 19, obedece a la sumatoria de las 5 LARAS irrigadas en el cultivo; esto conforme al balance hídrico realizado, 2 riegos de 36 mm y 3 riegos de 72 mm como se aprecia en el Anexo A. La siguiente expresión obedece a la muestra de cálculo del aporte.

( )

Tabla 19. Carga nutricional aportada por el Efluente de la PTAR-C.

Nutriente Concentración (mg.L-1

) Lamina Aplicada (mm) Aporte (kg.Ha-1

) Extracción (kg)

120 ton.Ha-1

Nitrógeno Total 24,55 288 70,70 80

Fósforo Total 3,01 288 8,67 22

Potasio 8,02 288 23,10 140

MO (DQO). 280 288 806,40 -

Este aporte del efluente se puede llevar en términos agronómicos nutricionales comerciales como se muestra en la Tabla 20. Tabla 20.Equivalencias de la Carga nutricional del efluente.

Nutriente. Nitrógeno (N) Fósforo asimilable (P2O5). Potasio soluble (K2O)

Aporte (kg.Ha-1

) 71 20 28

Fertilizante. Urea

(46% N) Superfosfato triple

(46% P2O5) Cloruro de Potasio

(60% K2O)

Aporte (kg.Ha-1

) 154 44 47

Fertilización en T3 (kg.Ha-1

). 217,4 97,8 125

Porcentaje (%) 71 45 38

P2O5=P*2,292; K2O=K*1,205.

De la Tabla 20 se puede inferir que sin lugar a duda se tiene un aporte nutricional importante en el cultivo por parte del efluente, no obstante éste no alcanza a satisfacer condiciones tales como la fertilización química completa realizada en el bloque 2 para el tratamiento 3 (N-71%, P-45% y K-38%) o la extracción teórica nutricional (N-80kg, P- 22kg, y K-140kg) que debió realizar el cultivo en el suelo en función de la productividad esperada (120 ton.H-1), por tanto su aplicación queda condicionada del acompañamiento de fertilización química, esto resulta en cierta medida positivo porque hay una reducción de costos por disminución de la cantidad de fertilizantes químicos y al mismo tiempo se

51

evita la acumulación de nutrimento en el suelo lo cual conlleva a una posible intoxicación de la planta. Entre tanto, la Tabla 21 demuestra el potencial ahorro que pudo haber al reusar un efluente con estas características como fertirrigación en el Tratamiento 3 del Bloque 2 durante un corte o ciclo productivo (12-13 meses). Tabla 21.Potencial Ahorro en fertilizantes por aporte (kg.Ha

-1) del efluente por ciclo productivo.

Fertilizante (kg). *Costo ($/kg) Aporte (kg.Ha-1

) Ahorro ($)

Urea (46% N) 1440 154 $ 221,760

Superfosfato triple (46% P2O5) 1070 44 $ 47,080

Cloruro de Potasio (60% K2O) 1275 47 $ 59,925

Total $ 328,685

*Agrocampo Bogotá (2011).

Aunque no parezca atractivo reducir $328,685 COP (Ha-1); emplear éste efluente en una escala mayor, traería consigo además de beneficios ambientales, ventajas económicas significativas; en agricultores por la reducción de fertilizantes, costo de agua y bombeo, y en instituciones como EMCALI, responsables por vertimientos puntuales municipales a los cuerpos de agua, en la reducción de pagos por concepto de tasa retributiva, los cuales podrían ser destinados a proyectos de inversión en descontaminación y monitoreo de la calidad del agua de los afluentes (como el río Cauca); de acuerdo con Urrutia (2007), la PTAR-C tiene influencia sobre 592,5 Ha, predios con alta vocación agrícola y sobre los cuales poder ser empleado éste efluente. De conformidad con lo establecido en la Resolución 372 de 1998, las tarifas mínimas por tasa retributiva para los años 2009 y 2010 se observa en la Tabla 22. A continuación se muestra posibles ahorros por exención del pago de tasa retributiva. Tabla 22. Tarifa Mínima ($.kg

-1) por tasa retributiva para años 2009, 2010.

TARIFA MÍNIMA ($/kg)

Año SST DBO5

2009 44,46 103,97

2010 45,35 106,05

Promedio 44,91 105,01

De acuerdo con EMCALI (2009, 2010), los valores promedios mensuales de los parámetros fisicoquímicos que dan información sobre la eficiencia del proceso de tratamiento del agua (SST y DBO5) durante el periodo de la investigación se presentan en la Tabla 23. Con el promedio de las concentraciones (SST, DBO5), Promedio de la tarifa mínima y la lámina aplicada (288 mm) se calculó la carga aplicada en el estudio y el potencial ahorro por utilizar el efluente de la PTAR-C en irrigación agrícola en vez de verterla directamente en el rio Cauca, como lo muestra la Tabla 24.

52

Tabla 23. Parámetros Fisicoquímicos del Efluente - periodo de estudio (2009B - 2010A).

Mes Año Concentración (mg.L

-1)

SST DBO5

Enero 2010 61 123

Febrero 2010 57 115

Marzo 2010 66 133

Abril 2010 57 104

Mayo 2010 57 99

Junio 2010 54 100

Julio 2009 67 123

Agosto 2009 60 119

Septiembre 2009 66 128

Octubre 2009 63 113

Noviembre 2009 62 131

Diciembre 2009 69 116

PROMEDIO 62 117

Fuente: EMCALI (2009, 2010)

Tabla 24. Carga y Potencial ahorro por reúso del efluente de la PTAR-C.

CARGAS (kg.Ha-1

) COSTOS CARGAS (kg.Ha-1

) Ahorro Total ($)

SST DBO5 SST DBO5

177 337 $ 7.964 $35.384 $43.349

Si durante el periodo de investigación, EMCALI hubiera empleado la totalidad de su efluente en irrigación agrícola, le hubiera significado un ahorro promedio por mes de $200.961.544 y en ese año de $2.411.538.534 por exoneración del pago de tasa retributiva como lo muestra el Anexo G. Liberar los causes de esa carga de materia orgánica resultarías muy beneficioso desde el punto de vista ambiental.

6.3. BALANCE NUTRICIONAL.

Los parámetros medidos durante la investigación y la literatura consultada, permitieron estimar un posible flujo nutricional de entrada y salida el cual permitió aproximarse a establecer un potencial impacto en los Macronutrientes (N, P, K) del suelo, conforme a ésta metodología propuesta, la siguiente expresión indica los nutrientes estimados:

6.3.1. NUTRIENTES EN EL SUELO AL INICIO.

El suelo del lote en estudio es un Inceptisol (Vertic Endoaquepts) con características vérticas, indicando dominancia de la fracción arcillosa en todos sus horizontes, además de alta fertilidad por ser un suelo de origen aluvial (Echeverri, 2011); dado que el 25, 9%

53

de los suelos del valle geográfico del Río Cauca pertenecen a este orden taxonómico (Reyes, 2009 citado por Echeverri, 2011) se considera un suelo representativo. En la Tabla 25 se muestra el análisis de Macronutrientes iniciales en el suelo reportado por el laboratorio del CIAT. Tabla 25.Concentraciones de nutrientes del suelo al inicio de la investigación.

Bloque MO (g.kg-1

) P-BrayII (mg.kg-1

) K (cmol.kg-1

) N-NH4 (mg.kg-1

) N-NO3 (mg.kg-1

)

I 35,93 29,46 0,33 14,96 13,19

II 25,09 6,62 0,26 11,21 9,02

III 33,74 18,74 0,31 8,52 16,17

Media 31,59 18,27 0,30 11,56 12,79

Según Castro y Gómez (2010), el suelo se clasifica categoría media en MO (3-5%), bajo en P (10-20 mg.kg-1), K (0,2-0,4 cmol.kg-1), N-NO3 (<28 mg.kg-1) y alto en N-NH4 (>9 mg.kg-1). Caracterizándolo como suelo con vocación agrícola buena, esto además del orden taxonómico, se debía en gran medida a que no se había desarrollado algún tipo de actividades agrícolas en el lote (suelo virgen). Por otro lado se observa que los contenidos en el bloque II son inferiores en comparación con los otros dos bloques, razón por la cual se aplicó fertilización completa (Urea, Superfosfato triple; Cloruro de potasio) en éste. Para establecer el aporte inicial de nutrientes en el suelo, además de las concentraciones del nutriente indicadas en la Tabla 25, se tuvo en cuenta la profundidad radicular del cultivo y la densidad aparente del suelo, que en este caso se consideró inicialmente de 40 cm y 1,35 gr.cm-3. La muestra de cálculo se expresa a continuación:

( )

( )

La Tabla 26 relaciona el aporte Macronutricional del suelo y sus respectivas equivalencias en formas asimilables por la planta. Para calcular el nitrógeno disponible o aprovechable para las plantas, se parte de qué tanto del nitrógeno total se mineraliza o pasa a formas inorgánicas (NH4, NO3) asimilable por las plantas (Castro y Gómez, 2010). Sin embargo el análisis inicial de suelo reporta la concentración de nitrato y Amonio, por lo que se estimó el aporte con estos parámetros al igual que el Fósforo y Potasio.

54

Tabla 26.Aporte nutricional del suelo (kg.Ha-1

) al inicio de la investigación.

Bloque K K2O P P2O5 N-NH4 N-NO3 N

I 697 840 159 365 81 71 79

II 549 662 36 82 61 49 59

III 655 789 101 232 46 87 56

Media 634 764 99 226 63 69 65

N=NO3*0,226; N=NH4*0,778.

De acuerdo al método Balance suelo-planta para diagnosticar la disponibilidad nutricional en el suelo y teniendo en cuenta que la dinámica que gobierna la movilidad (mineralización) de nutrientes en la relación suelo-planta está determinada por muchos factores que inciden en el aprovechamiento de estos por la planta (Castro y Gómez, 2010). Para un rendimiento de 120 ton.Ha-1, en el caso del Nitrógeno (móvil en el suelo) se necesitaba suplemento nutricional en los tres bloques para alcanzar los niveles mínimos de extracción esperados (N-80 kg), respecto al fósforo (inmóvil en el suelo) se precisaría complemento solamente en el bloque 2 (P-22 kg) y el potasio (poco inmóvil) no necesita fertilizante químico en ningún bloque (K-140 kg). Los requerimientos de N y P en el método balance suelo-planta coinciden con lo establecido en el método Cenicaña (Quintero, 1995) indicado en la Tabla 27. De acuerdo con investigaciones de Pérez et al. (2011), en suelos inceptisoles y vertisoles los nutrientes que más limitan los rendimientos de Caña de Azúcar son P y K; la fertilización completa (N, P, K o N, P, K, S) aumenta la productividad respecto a la fertilización química comercial (N o N, P) y por tanto la rentabilidad y el sostenibilidad del cultivo.

6.3.2. NUTRIENTES APLICADOS EN FERTILIZACIÓN.

A partir del Requerimiento nutricional y de fertilización para el área efectiva por bloque (Tabla 11), se establece el requerimiento nutricional (kg.Ha-1), su equivalencia en la nomenclatura de fertilización y la cantidad neta enriquecida conforme a los fertilizantes comerciales encontrados (Tabla 27). Tabla 27. Requerimiento de nutrientes, equivalencias y fertilización al inicio.

Bloque Requerimiento Nutriente (kg.Ha

-1).

N P K

I 100 0 0 II 100 20 62 III 100 0 0

Bloque Equivalencia. Fertilización (kg.Ha

-1)

N (kg.Ha

-1)

P2O5 (kg.Ha

-1)

K2O (kg.Ha

-1)

Urea 46% N

Superfosfato triple 46% P2O5

Cloruro de potasio 60% K2O

I 100 0 0 217.4 - - II 100 45 75 217.4 97.8 125 III 100 0 0 217.4 - -

55

Teniendo en cuenta el valor más alto de los macronutrientes (conforme a los dos métodos de diagnósticos utilizados anteriormente) se puede decir que la extracción sería la siguiente N-100kg, P-22kg y K-140kg; con la fertilización se garantizó la disponibilidad (100%-N, 91%-P y 44%-K) de nutrientes en el suelo (sin tener en cuenta eficiencias de fertilización en cada nutriente). Es importante no subestimar los contenidos a fertilizar ya que la variedad CC 85-92 extrae del suelo grandes cantidades de potasio (K) y de nitrógeno (N). La cantidad extraída de K casi duplica la extracción de N, esta proporción se mantiene en todas las partes aéreas de la planta. Cabe destacar que la cantidad de nutrientes extraídos (necesidad) por el cultivo y la cantidad a aplicada en la fertilización o disponible en el suelo no deben ser iguales o equivalentes, no todos los nutrientes aplicados por fertilización química o en el agua residual son usados por el cultivo; y por tanto usualmente deben ser mayor el enriquecimiento, debido a que el consumo de nutrientes depende entre otras, del sistema de irrigación y del suelo (FAO, 2003).

6.3.3. NUTRIENTES EXTRAÍDOS POR EL CULTIVO.

Debido a que no se midió directamente la extracción de nutrimentos en la planta (hojas, tallos y raíz), éste se estimó de acuerdo al rendimiento obtenido (ton.Ha-1) en cada tratamiento. Por cada 100 ton de tallos cosechados, la variedad CC 85-92 extrae del suelo 76 kg de N, 18 kg de P y 117 kg de K (Quintero, 2001; Victorial et al., 2002), de acuerdo con esto si la cinética de absorción se observa en función del tiempo y no de la concentración (Calderón, 1991), se puede establecer desde la siembra hasta la cosecha una relación lineal para la extracción de nutrientes, la cual para el rendimiento esperado (120 ton.Ha-1) al inicio del estudio se debieron extraen mínimamente 80kg de N, 22kg de P y 140kg de K del suelo. La Tabla 28 muestra la respuesta del cultivo en términos de rendimientos conforme a los nutrientes extraídos una vez realizada la cosecha (12 meses después de la siembra). Tabla 28. Resultados de Productividad (Ton.Ha

-1) como variable de respuesta.

Parámetro Bloque Tratamiento

Media Mediana Varianza Coe. varianza T1 T2 T3

Productividad ton.Ha

-1

I 135,7 146,1 128,8 136,8 137,9 125,9 8,4 II 117,7 144,7 123,3

III 148,5 147,2 137,9

Media 134,0 146,0 130,0

Fuente: Rodríguez y Narváez (2011).

Los valores de producción de caña obtenidos presentaron alta dispersión, sin embargo la producción media de caña medida en toneladas de caña por hectárea (TCH) estuvo dentro de los valores esperados para la región (>120 ton.Ha-1). Lo anterior puede asociarse a dos circunstancias; i) al hecho de ser el primer ciclo productivo (llamado plantilla en el valle geográfico del río Cauca) en el cual son mayores producciones e indicadores de productividad y ii) en el suelo no se habían realizado actividades agrícolas y por tanto los nutrientes están disponibles para la planta.

56

A pesar de ello, se observa que tanto en el bloque 1 como en el bloque 2 el rendimiento del testigo (T2) fue mayor con relación a T1 y T3; ésta inclinación es desmesurada dado su nutrición debió estar supeditada a los minerales disponibles en el suelo y por ende su rendimiento debió ser significativamente bajo respecto a los otros dos (2) tratamientos en cada bloque, tal como lo señalaron Sousa et al., (2006), en cultivos de pimentón, donde los tratamientos Fertilización química, Fertilización orgánica y Efluente (reactor UASB) presentaron rendimientos promedio dentro de la franja productiva nacional (20-35 ton.Ha-

1) y estos mostraron diferencias significativas (p<0,05) con los tratamiento agua de pozo y laguna de maduración que tuvieron baja productividad. El sistema de riego (riego por surco) empleado cuenta con baja eficiencia de aplicación por lo que propició la lixiviación de nutrientes (fertilización y efluente), cuyo flujo (bulbo húmedo) se generó subsuperficialmente horizontal, como consecuencia de la predominancia de arcillas en el suelo, restando el efecto de los tratamientos. Además de las bajas eficiencias de consumo nutricional presentes en el sistema de riego por surcos, el sistema puede resultar riesgoso para trabajadores porque no satisface en alto porcentaje aspectos como control de enfermedades de trasmisión (WHO, 2006). El análisis de varianza aplicado según el modelo matemático asociado indicó que en la productividad no se presentaron diferencias significativas debidas al tratamiento (p>0,05) ni entre bloques (p>0,05) (Rodríguez y Narváez, 2011). Por su parte Medeiros et al., (2005a), afirman que en su experiencia con aguas residuales tratadas no se verificaron lixiviaciones de N-total, P. K+ y Na+; en los tratamientos que recibieron agua residual porque su aplicación fue localizada, indicando que la aplicación controlada puede servir como alternativa para potenciar la producción de alimentos, sin comprometer las calidades de aguas subterráneas. Por lo tanto valdría la pena replantear la utilización de éste sistema de irrigación por uno más eficiente como aspersión o microaspersión para aumentar el aporte del efluente en el suelo y por ende garantizarles mayor disponibilidad de nutrientes al cultivo y seguridad a trabajadores. Omitiendo la tendencia de T2, se observa que la respuesta del rendimiento es razonable ya que la productividad de T1 (ART) es mayor en los bloques 1, 3; donde T3 (AP+FQ) no recibió fertilización completa (solo N). Con relación a la fertilización completa (N, P; K) de T3 realizada en el bloque dos, el fluente no suplía la totalidad de la demanda nutricional de la Caña, por lo que se explica que su rendimiento fuera inferior a T3. Éste análisis es similar al efectuados por de Souza et al., (2005), para cultivos de café; por lo que recomiendan indispensablemente complementar esta actividad con fertilización química para maximizar los rendimientos de cultivos. Así mismo Bastos et al., (2005), advirtieron que el riego con agua residual (con y sin fertilización química) alcanzó mejor productividad media respecto a los demás tratamientos (Agua y agua+ FQ (N, P, K)). Ellos experimentaron fertirrigación de Maíz con efluente de laguna de estabilización y no encontraron diferencias estadísticamente significativas entre el rendimiento alcanzado en los diversos tratamientos.

6.3.4. NUTRIENTES EN EL SUELO AL FINAL.

En la Tabla 29 se muestra el análisis de los macronutrientes encontrados en el suelo al final de la investigación y reportado por el laboratorio del CIAT.

57

Según Castro y Gómez (2010), la MO se clasifica en categoría media (3-5%), el P entre media (>20-40 mg.kg-1) y alta (>40 mg.kg-1), K entre media (>0,4-0,6 cmol.kg-1) y alta (>0,6-1 cmol.kg-1), N-NO3 (<10 mg.kg-1) y N-NH4 (<5 mg.kg-1) deficiente. En relación con el inicio de la investigación en todos los tratamientos se mejoró en contenidos de MO, P y K, pero empeoró la disponibilidad en Nitratos y Amonio. (Medeiros et al., 2005a, 2005b), observaron en los primeros 20 cm del suelo decrecimiento de las concentraciones de materia orgánica, Nitrógeno total y aumento en el fósforo disponible y potasio intercambiable. Como se observa, al final del estudio las concentraciones de la materia orgánica (MO) de los tratamientos en los tres bloques tuvieron un aumento considerable, el contenido de T3 fue mayor en todos los bloques, la aplicación de fertilizante amoniacal (urea), debió favorecer la actividad microbiana del suelo, provocando la aceleración de la descomposición de la MO (Medeiros et al., 2005b). No obstante no se encuentra efecto alguno de los T1 y T2 sobre éste parámetro; la concentración del T1 fue menor que el T2 en los bloques 1 y 3. En contraste Sousa et al., (2006), después de terminada su experiencia, observaron que de las propiedades químicas del suelo, los tratamientos vermicompost (41,10 g.kg-1) y efluente (reactor UASB 32,25 g.kg-1) contrastaron valores significativos altos de MO por encima de los demás tratamientos, entre los cuales estaba fertilización mineral (22,40 g.kg-1) y agua de pozo (5,7 g.kg-1). Tabla 29. Concentraciones de nutrientes del suelo al final de la investigación.

Bloque Tratamiento MO

(g.kg-1

) P-BrayII (mg.kg

-1)

K (cmol.kg

-1)

N-NH4 (mg.kg

-1)

N-NO3 (mg.kg

-1)

I

T3 (AP + FQ). 43,68 52,01 0,68 0,85 0,00

T2 (AP). 43,32 47,95 0,69 2,03 0,00

T1 (ART). 42,18 61,84 0,60 1,00 5,38

II

T2 (AP). 37,03 32,04 0,54 0,69 0,04

T1 (ART). 42,99 57,48 0,71 0,41 0,07

T3 (AP + FQ). 50,03 65,22 0,76 1,23 1,65

III

T1 (ART). 38,31 44,28 0,32 0,65 6,13

T2 (AP). 39,54 61,09 0,64 0,37 4,02

T3 (AP + FQ). 46,14 66,31 0,53 0,47 0,04

Media

T1 (ART). 41,16 54,53 0,54 0,69 3,86

T2 (AP). 39,54 61,09 0,64 0,37 4,02

T3 (AP + FQ). 46,62 61,18 0,66 0,85 0,56

El nitrógeno inorgánico (NH4, NO3) disminuyó indistintamente en todos los tratamientos de cada bloque. Entre tratamientos (al final), se observó que estadísticamente no hay diferencia (p>0,05), en contraste a lo encontrado al comparar cada tratamiento con el inicial, en todos los tratamientos hubo diferencias estadísticas significativas (p<0,05). Indicando que al comienzo el nitrógeno inorgánico era similar en los tres bloques y al final a pesar de aplicarle distintas calidades de agua, su disminución fue igual entre bloques y entre tratamientos.

58

Se podría considerar que el aumento de la concentración de la materia orgánica resulta atípico al tipo de tratamiento en cada bloque y respecto al comportamiento del nitrógeno inorgánico (Amonio y Nitrato), si bien en el caso del efluente el aporte de MO es importante (806,4 kg.Ha-1), no alcanza a ser significativa en la diferencia encontrada al final (58±23 ton.Ha-1) en cada tratamiento. La influencia se puede deber encontrar en varios motivos. Entre ello se atribuye que probablemente existe alguna disfunción en la relación ideal C/N, lo que indica que las condiciones del suelo provocaron inmovilización del N. de acuerdo con Munévar (2010), en la mayoría de los estudios de campo o laboratorio lo que realmente se cuantifica es la variación en las concentraciones de amonio, nitratos y a veces nitritos, por lo cual los cambios que se observan solo pueden determinar la mineralización o inmovilización netas al final del periodo de medición. La disfunción pudo tener sus orígenes en que dada la relación existente entre la mineralización del N y la descomposición de la MO, defecto el material de arcilla predominante absorbió moléculas orgánicas y con ello dificultó su descomposición por los microorganismos; o en su defecto también vale la pena considerar que la toma de muestra en campo no fue rigurosa en el sentido de que ésta pudo contener material vegetal despedido por la planta en su senescencia. De acuerdo con lo anterior, la carga de Nitrógeno aportada por el suelo, se estimó con base al nitrógeno inorgánico (nitrato + amonio); además el análisis de suelos directamente lo reportó. Otra variación importante, se destaca en las concentraciones de P y K, cuyos valores aumentaron (casi el doble) al final de la investigación en todos los tratamientos, entre estos y en ambos parámetros, no se encontraron diferencias estadísticas significativas (p>0,050), a pesar de ello, si se observaron para cada nutriente algunas divergencias estadísticas en los tratamientos con relación al inicio. Respecto al Fósforo (P), comparado con el inicio al final en los tratamientos T1 yT3 se encontraron diferencias (p<0,05) significativas; el T3 presentó concentración promedio más alta (61,18), sin embargo la aplicación de superfosfato triple solo se llevó a cabo en el bloque 2 por lo que se esperaba en los otros dos (2) bloques inferioridad frente el T1 y similitud al T2. Del mismo modo el del contenido en T1 generó cierta desconfianza no solo por el incremento sino además porque en el bloque 3 estuvo 16,8 mg kg-1 por debajo del T2, que no recibió nutrientes más allá del aporte natural del suelo y aunque al final presentó concentraciones superiores a las iniciales, estadísticamente fueron similares (p>0,05) a las del inicio. Conforme a Medeiros et al., (2005a, 2005b), se verificó que en relación con el inicio y sobre todo en las dos primeras franjas de profundidad (0-40 cm), el manejo con agua residual filtrada favoreció un mayor incremento del contenido del P, que el manejo convencional que recibió fertilización fosfatada (superfosfato simple), la acumulación constatada se debe, básicamente a la baja movilidad del P y a su retención por los minerales de arcilla. De acuerdo con ellos, el aumento en los contenidos de P en suelos irrigados con efluente provenientes de aguas servidas, han sido observados por diversos investigadores (Latterell et al., 1982; Stewart et al., 1990 y Al- Nakshabandi et al., 1997), quienes afirmaron que esos incrementos son más notorios, principalmente en la capa superficial del suelo.

59

En el Potasio, en comparación con el inicio los T2 (p=0,003) y T3 (p=0,007) presentan diferencias estadísticamente significativas, El T3 solo recibió cloruro de potasio en el bloque 2 y el T2 no absorbió ningún tipo de nutrición a parte de lo que pudo aportar el suelo, por lo que no se encuentra algún tipo de relación en éste resultado. Asimismo, el T1 (p>0,050) no presentó diferencias significativas con la concentración encontrada al inicio del suelo, se aduce a que mostró la concentración promedio más baja entre tratamientos (0,54) a pesar de haber tenido por parte del agua residual tratada un notable aporte en todos los bloques, de igual modo en el bloque 1 y 3 estuvo por debajo del T2, el cual superando el T3 obtuvo la mayor concentración en ambos bloques. Según Medeiros et al., (2005a, 2005b), en comparación al inicio del experimento, la concentración de K en los tratamientos efluente y fertilización convencional tuvieron un aumento considerable del contenido en la primera capa del suelo (0-20 cm); la fertilización convencional influenciado por la aplicación de clorato de potasio tuvo un incremento significativamente superior respecto al efluente tanto en profundidad como en los distintos tiempos medidos. A pesar de ello, a lo largo del tiempo la concentración en ambos tratamientos disminuyó en respuesta a la absorción de éste elemento por el cultivo. Ellos expresan igualmente que en lo que se refiere al K+ intercambiable en el suelo, los resultados encontrados en la literatura son divergentes. Stewart et al. (1990), observaron que la aplicación de Agua Residual de Origen Domestico Tratada ocasionó disminución del contenido de K+, en contraste Cromer et al. (1984) y Al-Nakshabandi et al. (1997), verificaron la ocurrencia de aumento en la concentración de K+ intercambiable, en cuanto a Feigin et al. (1991), afirman que, igualmente haya aumento en la concentración de K+ disponible mediante la disposición de aguas residuales en el suelo, la cantidad de esos nutrientes exigidos por las plantas es tan elevado que difícilmente apenas el riego con efluente podría suplir adecuadamente las plantas. Finalmente, dada la dispersión encontrada en cada surco experimental al final de la investigación en los contenidos de macronutrientes y materia orgánica, se le atribuye el mismo efecto que tuvo el sistema de riego y la taxonomía del suelo sobre la producción de Caña de azúcar obtenida (NUTRIENTES EXTRAÍDOS POR EL CULTIVO. 6.3.3), esto anteriormente explicado. Por lo que se plantea para futuras investigaciones en este tópico la necesidad de emplear un sistema de riego localizado, asimismo, colectar más muestras por tratamientos en cada bloque y que a su vez el monitoreo no se realice únicamente al inicio y fin sino que por lo menos en los periodos 0, 25%, 50% 75% 100% del ciclo vegetativo del cultivo, aplicando un protocolo más riguroso para conservar la cadena de custodia desde la toma de muestras en campo hasta el correspondiente análisis de laboratorio. La carga nutricional (kg/Ha) del suelo al final de la investigación, fue estimada mediante la misma metodología empleada anteriormente y se presenta en la Tabla 30. La muestra de cálculo se resume a continuación:

( )

( )

60

Es de suma importancia precisar que al final del ciclo vegetativo del cultivo (12 meses) cuando se realizó la cosecha, la profundidad radicular estimada para el balance hídrico fue de 80 cm (Torres et al., 2004), sin embargo la muestras de suelos obedeció a los 40 cm iniciales del perfil del suelo y por tanto el balance corresponderá al ocurrido en esa franja del suelo. El aporte realizado en la fertilización química no sobrepasó en mayor proporción la demanda nutricional del cultivo y de igual modo la carga (N, P, K) del efluente no alcanzó a suplir los nutrientes necesarios para el rendimiento que presentó el cultivo por lo que se esperaba en ambos tratamientos (T1, T2) una variación leve en la carga fina del suelo y en contraste con el T2 muy alta debido a que tratamiento no recibió ninguna entrada nutricional. Sin embargo como se observa no presentaron mayores diferencias entre tratamientos. Tabla 30. Carga nutricional (Kg.Ha

-1) del suelo al final de la investigación.

Bloque Tratamiento K K2O P P2O5 N-NH4 N-NO3 N

I

T3 (AP+FQ) 1444 1.741 281 644 5 0 4

T2 (AP) 1.450 1.747 259 594 11 0 9

T1 (ART) 1.273 1.533 334 765 5 29 11

II

T2 (AP) 1.142 1.376 173 397 4 0 3

T1 (ART) 1.496 1.802 310 711 2 0 2

T3 (AP+FQ) 1.608 1.937 352 807 7 9 8

III

T1 (ART) 682 822 239 548 4 33 11

T2 (AP) 1.359 1.637 330 756 2 22 7

T3 (AP+FQ) 1.121 1.351 358 821 3 0 2

*N=0,226*NO3; N=0,778*NH4

Comparando los tratamientos en el B 2, la carga (N, P, K) fue mayor en el T3; esto es coherente debido a que en este bloque el T3 recibió fertilización mineral completa (N, P, K) en relación con los demás bloques (solo N). El T1 tuvo predominio de N tanto en el B1 como B3, se atribuye ese comportamiento al alto contenido de N que presentó el efluente. Conforme al tipo de tratamiento el T2 presentó concentraciones altas de N, P, K. Como se puede observar la carga (P, K) disponible en el suelo al inicio comparada con la del final es bastante baja en todos los tratamientos; al contrario de lo ocurrió con el N donde su carga al final es bastante discreta. Esto se puede justificar en cuanto que la dinámica del N en el suelo es alta (móvil), respecto al P (Inmóvil) y K (poco móvil).

6.3.5. FLUJO NUTRICIONAL ENTRADAS Y SALIDAS CONSIDERADAS. En la Tabla 31 se presentan las entradas y salidas estimadas en el estudio de acuerdo al balance propuesto e indicado a continuación.

61

Tabla 31. Flujo (Entradas-Salidas) nutricional considerado en la investigación.

Kg.Ha-1

ERROR

=

INICIAL SUELO

+ FERTILIZANTE

+ REÚSO

- EXTRACCIÓN TEÓRICA

- FINAL SUELO

T1 ART

T2 AP

T3 AP+FQ

T3 AP+FQ

T1 ART

T1 ART

T2 AP

T3 AP+FQ

T1 ART

T2 AP

T3 AP+FQ

Bloque 1

K -712 -924 -898

=

697

+

0

+

23

-

159 171 151

-

1273 1450 1444

K2O -856 -1113 -1083 840 0 28 191 206 182 1533 1747 1741

P -190 -126 -145 159 0 9 24 26 23 334 259 281

P2O5 -436 -289 -332 365 0 20 56 60 53 765 594 644

N 42 -34 84 73 100 71 91 98 85 11 9 4

Bloque 2

K -1062 -762 -1141

=

549

+

62

+

23

-

138 169 144

-

1496 1142 1608

K2O -1278 -918 -1374 662 75 28 166 204 174 1802 1376 1937

P -286 -163 -318 36 20 9 21 26 22 310 173 352

P2O5 -658 -375 -731 82 45 20 49 60 51 711 397 807

N 44 -46 64 54 100 71 79 97 82 2 3 8

Bloque 3

K -178 -876 -627

=

655

+

0

+

23

-

174 172 161

-

682 1359 1121

K2O -214 -1056 -756 789 0 28 209 208 194 822 1637 1351

P -156 -255 -282 101 0 9 27 26 25 239 330 358

P2O5 -357 -585 -646 232 0 20 61 61 57 548 756 821

N 12 -54 57 52 100 71 100 99 93 11 7 2

62

( )

Dónde:

Nisuelo= Nutriente inicial en el suelo antes de la investigación Nfertilización= Nutrientes aportados al suelo en la fertilización (solo T3). Nefluente= Nutrientes aportados al suelo por el efluente de la PTAR-C (solo T1).

Nextracción= Nutrientes teóricos de extracción en la planta (se comparará con los

resultados productivos obtenidos). Nfsuelo= Nutriente final en el suelo después de la investigación. Error= Error incurrido por metodología. Es importante anotar que en el balance de macronutrientes en el suelo no se tuvieron en cuenta los factores de eficiencias asociados a; el método de fertilización empleado (cada nutriente aplicado al suelo a través de fertilizantes presenta uno), los cuales serían N (60-80%), P (10-45%) y K (60-75%) (Guerrero, 2001 citado por Castro y Gómez, 2010) y al consumo nutricional como consecuencia del método de irrigación aplicado (surco) que corresponderían a N (40-60&), P (10-20%) y K (60-75%) (FAO/RNEA, 1992 citado por FAO, 2003). La Tabla 32 se resume el error calculado en el balance para los distintos tratamientos por bloque. Tabla 32. Error (kg.Ha

-1) en Balance de Macronutrientes (N,P,K).

Kg/Ha ERROR

T1 - ART T2 - AP T3 - AP+FQ

K -1952 -2562 -2666

P -632 -544 -745

N 98 -134 205

El balance nutricional propuesto tuvo por objetivo establecer potenciales entradas y salidas del complejo suelo-agua-planta observas en campo, por tanto los valores más próximos a cero (0) son los mejor representado por el balance descrito. En este sentido el comportamiento de T1 en relación con T2 y T3, presentó menos sesgo tanto en K como en N. éste último fue el macronutriente con menos error, posiblemente beneficiado por su alta movilidad en la planta como en el suelo. Mosquera et al., (2010), estimaron el balance de Nitrógeno en un humedal subperficial y encontraron que la nitrificación/desnitrificación y la acumulación de N en el medio de soporte fueron los principales mecanismos de eliminación de N en los microcosmos plantados y sin plantar. Estos procesos no fueron medidos pero si se asocia la diferencias encontradas en cada tratamiento a actividades microbiológicas.

63

6.4. CAMBIO EN LAS PROPIEDADES QUÍMICAS Y RELACIÓN DE BASES DEL SUELO.

La fertilidad del suelo está referida a la capacidad de aporte de agua y nutrientes esenciales que se encuentran interactuando entre la fase coloidal y la solución del suelo (Castro y Gómez, 2010); si bien el aumento en la concentración de un elemento puede enriquecer la CIC en el complejo de cambio del suelo, también puede reducir la absorción de otro, presentándose un antagonismo; ésta relación inadecuada propicia desbalance iónico que muy probablemente interferirá en la capacidad productiva de un suelo y por ende en la nutrición de la planta (Galeano, 1990; Guerrero, 1990). En la Tabla 33 se presentan los atributos del suelo iniciales.

Tabla 33. Propiedades químicas y relación de bases iniciales del suelo.

Bloque pH Ca Mg K Na CIC CIC7

* Ca:Mg Mg:K Ca+Mg/K Ce PSI

Unid

cmol.kg-1

% µmho.cm

-

1

%

I 7,41 23,52 9,5 0,33 0,25 33,60 29,55 2,5 28,8 100,1 274 0,74

II 7,42 21,21 8,93 0,26 0,25 30,65 26,6 2,4 34,3 115,9 215 0,82

III 7,41 23,88 8,93 0,31 0,26 33,38 30,2 2,7 28,8 105,8 222 0,78

Media 7,41 22,87 9,12 0,30 0,25 32,54 28,78 2,5 30,6 107,3 237 0,78

*CIC determinada con pH=7.

De acuerdo con Echeverri (2011), el contenido de Na inicial se consideraba medio (0,1-0,5 cmol.kg-1), y su porcentaje de saturación (PSI= 0,78%) estaba muy por debajo de 7%, límite para considerar un suelo como sódico. No obstante debe tenerse en cuenta que el contenido de Mg (> 1,8 cmol.kg-1) y su porcentaje de saturación (%Sat Mg > 25%) representan un potencial peligro de dispersión de agregados y desbalance iónico (Castro y Gómez, 2010). Éste último es el motivo por el cual las relaciones Ca:Mg (2,5:1) y Mg:K (31:1) se encuentren desequilibradas de su valor ideal 3-5:1 y 6-8:1, respectivamente. Por su parte la relación Ca+Mg/K (>40) refleja deficiencia de K, cuyo concentración era baja (0,2-0,4 cmol.kg-1), a parte de este hecho, además del Mg, el Ca también presentaba un alto contenido (> 6 cmol.kg-1). Así mismo, tanto la CIC (suma de bases) como la CIC7 eran altas (>20), consecuentemente el pH inicial se consideraba como alcalino calcáreo (7,4-7,9). En suelos básicos, los contenidos y saturaciones de elementos como Ca, Mg y K son, altos, para una buena fertilización del suelo debe hacer una alta CIC que pueda retener los cationes de cambio procedentes de la meteorización y fertilización, de ésta manera se evita su perdida por lixiviación (Galeano, 1990; Guerrero, 1990). Por tanto, el suelo inicial presentaba condiciones favorables para la extracción de nutrientes por parte de la planta, además la mayoría de los elementos y cultivos tienden a comportarse bien en pH entre 5,5-6,7. Finalmente, la Ce se encontraba muy baja (<500 µmho.cm-1), al igual que el PSI (<7%), por lo que no se presentaba ningún riesgo de salinidad o sodicidad. Sin embargo debe

tenerse en cuenta que los valores de Mg sugieren un riesgo potencial de dispersión de agregados (daño de estructura).

64

Como se puede apreciar en la Tabla 34, el Na tuvo un ligero aumento en todos los tratamientos pero se mantuvo en el nivel medio (0,1-0,5 cmol.kg-1) de igual modo que el Mg se mantuvo alto (>1,8), a pesar de ello, se observa en T1 y T3 al final un ligero aumento en la relación Ca:Mg (>2,5:1) y una disminución sustancial en la relación Mg:K, considerándose estos dos aspectos bastante positivo para la nutrición de la planta, esto se debió a que el aumento del K provocó el desplazamiento del Mg en el complejo de cambio; esto también se ve reflejado en la relación Ca+Mg/K (>40) que mejoró en todos los tratamientos. Indiscutiblemente se esperaba que el contenido de K en el efluente mejorara la relación de estas bases, esto sucedió en los tres (3) tratamientos como consecuencia del flujo subsuperficial horizontal de los nutrientes, discutido anteriormente. Tabla 34. Propiedades químicas y relación de bases finales del suelo.

Bloque Tratamiento pH Ca Mg K Na CIC7 Ca:Mg Mg:K Ca+Mg/K Ce PSI

Unid cmol.kg-1

% µmho.cm-1

%

I

T3 (AP + FQ). 7,57 22,12 6,34 0,68 0,35 29,9 3,5 9,3 41,9 243 1,2

T2 (AP). 7,49 17,43 6,18 0,69 0,42 34,0 2,8 9,0 34,2 0 1,69

T1 (ART). 7,54 18,63 7,39 0,60 0,45 31,1 2,5 12,3 43,4 218 1,67

II

T2 (AP). 7,65 21,47 9,17 0,54 0,32 33,9 2,3 17,0 56,7 0 1

T1 (ART). 7,58 23,09 8,26 0,71 0,26 34,7 2,8 11,6 44,2 220 0,8

T3 (AP + FQ). 7,41 24,39 9,16 0,76 0,24 36,4 2,7 12,1 44,1 223 0,69

III

T1 (ART). 7,61 23,55 8,56 0,32 0,32 36,1 2,8 26,8 100,3 199 0,98

T2 (AP). 7,51 22,23 10,12 0,64 0,40 36,9 2,2 15,8 50,5 0 1,18

T3 (AP + FQ). 7,58 19,99 7,19 0,53 0,27 33,2 2,8 13,6 51,3 238 0,98

Media

T1 (ART). 7,58 21,76 8,07 0,54 0,34 33,97 2,7 16,9 62,6 213 1,12

T2 (AP). 7,55 20,38 8,49 0,62 0,38 34,93 2,5 13,9 47,2 0 1,26

T3 (AP + FQ). 7,52 22,17 7,56 0,66 0,29 33,17 3,0 11,6 45,8 235 0,94

El pH final del suelo aumentó ligeramente (±0,17) en todos los tratamientos sin contrastarse diferencias significativas entre ellos, con esto no se ven afectados muchos procesos físicos, químicos, biológicos y de disponibilidad de nutrientes dado que continúa próximo a un pH neutro (6,6-7,3); sin embargo las mayores tasas de desnitrificación y volatilización de nitrógeno en forma amoniacal se presentan bajo condiciones de pH cercano a la neutralidad o ligeramente alcalino (Castro, 1998 citado por Castro y Gómez, 2010), éste hecho ratifica el origen por el cual el contenido de nitrógeno fue bajo al final en todos los tratamientos. El aumento en la CIC al final de la investigación, tiene relación con el aumento de las bases cambiables en los tratamientos, dado que estos debieron de igual modo aumentar su saturación en el complejo de cambio del suelo. Por el contrario no se encuentra relación entre el aumento de pH y aumento de la materia orgánica, debido a que existe una relación inversa en estas dos parámetros; si incrementa la MO, aumentan los iones H+ en la solución del suelo por lo tanto éste se acidifica (disminuye pH). De igual forma sucedió con la salinidad (Ce), luego que si aumentó la concentración de las propiedades químicas al final de la investigación, la salinidad tanto en el T1 como T3 debió aumentar, sin embargo esta relación no se conservó, hubo un descenso de Ce. .

65

7. CONCLUSIONES. Desde el punto de vista agronómico, el agua subterránea de Cali (pozo) y el efluente de la PTAR-C presentaron las mismas características. De acuerdo con USDA (1954); Ayers y Westcot (FAO, 1985), se caracterizan como agua de buena calidad apta para el riego agrícola, con un grado moderado en salinidad (C2S1) y sodicidad, respectivamente.

El efluente presentó sin lugar a duda un aporte nutricional significativo, no obstante, éste no alcanzó a satisfacer condiciones como la extracción teórica nutricional del cultivo estimada en función del rendimiento obtenido (ton.Ha-1) en cada bloque; por lo que puede ser necesario el acompañamiento de una pequeña porción de fertilizante mineral.

En relación con la cantidad (kg) de macronutrientes sintéticos fertilizados, el efluente de la PTAR-C aportó un 70,8% de Urea (46% N), un 45,0% de Superfosfato Triple (46% P2O5) y 37,6% de Cloruro de Potasio (60% K2O); esto es equivalente a 3 bultos (50kg/bulto) de urea, 1 bulto de Superfosfato triple y 1 bulto de Cloruro de Potasio, lo cual significa un ahorro de $341,700/Ha, aproximadamente un 64,2% del costo total de fertilización.

En el balance de macronutrientes (N, P, K) del suelo; el Nitrógeno del efluente presentó menor error en contraste con los demás macronutrientes del agua de pozo y fertilización química. Indicando que aunque la metodología no empleó medición directa, si se podría monitorear el flujo y comportamiento del nitrógeno en el sistema agua-suelo-planta.

En los tres tratamientos las relación de bases (Ca/Mg, Mg/K, Ca+Mg/K) químicas del suelo mejoraron al final de la investigación, luego no se pudo asociar directamente el impacto debido al reúso de efluente en riego de Caña de Azúcar.

Se puede concluir que el reúso de aguas residual tratada en riego de Caña de Azúcar CC 85-92 durante un ciclo productivo (12-13 meses), no tuvo impactos significativos en los atributos químicos del suelo y productivos de la Caña.

Se considera que en los nutrientes (fertilización y efluente) hubo lixiviación de flujo subsuperficial horizontal, como consecuencia de la predominancia de arcilla en el perfil del suelo y la baja eficiencia de aplicación en el sistema de riego empleado (riego por surcos).

66

8. RECOMENDACIONES.

Se plantea para futuras investigaciones en este tópico la necesidad de colectar más

muestras de suelos por tratamientos, que el monitoreo no se realice únicamente al inicio y

fin sino que por lo menos en los periodos 0, 25%, 50% 75% 100% del ciclo vegetativo del

cultivo, aplicando un protocolo más riguroso para conservar la cadena de custodia desde

la toma de muestras en campo hasta el correspondiente análisis de laboratorio.

Se recomienda continuar con investigaciones en este tópico y que estén encaminadas a

monitorear por más de un ciclo productivo el impacto en el suelo y la planta por riego con

aguas residuales tratadas.

Evaluar el comportamiento de las propiedades físicas y químicas del suelo a mayor

profundidad, para observar el efecto de la infiltración y la percolación a estratos más

profundos. En ese mismo sentido sería posible estudiar el movimiento del nitrógeno en las

aguas subterráneas.

Es importante en experiencias de reúso en riego agrícola, tener en cuenta un sistema de

riego localizado, ya que la irrigación de aguas residuales tratadas con sistemas no

localizados puede inducir a la contaminación de aguas subterráneas.

Realizar este tipo de estudio en suelos pertenecientes al sector azucarero, con el objetivo

de aumentar la validez de los resultados, por cuanto un suelo con historia de cultivo de

caña permitirá observar el comportamiento de las variables de respuesta en una situación

totalmente real.

67

9. BIBLIOGRAFÍA.

ASOCIACIÓN DE CULTIVADORES DE CAÑA DE AZÚCAR DE COLOMBIA. – ASOCAÑA. El sector azucarero en la actualidad. En: ¿Quiénes somos?: El sector azucarero en la actualidad. [En línea]. [Consultado el lunes, 13 de diciembre de 2010]. Disponible en < http://www.asocana.org/publico/info.aspx?Cid=215>

ASOCIACIÓN DE CULTIVADORES DE CAÑA DE AZÚCAR DE COLOMBIA. – ASOCAÑA. Informe anual 2009-2010.En: Informes y presentaciones de Asocaña: Informes anuales. [En línea]. 2010. [Consultado el jueves, 12 de mayo de 2011]. Disponible en

< http://www.asocana.org/modules/documentos/secciones.aspx?tipo=3&valor=285>

ASOCAÑA. Informe Trimestral de Mercados – 2010 IV. Área Económica, 2 pág. 2011.

ARTEAGA C. Viviana M. CALIDAD DE LAS AGUAS RESIDUALES DE LA CUENCA LERMA – CHAPALA. Texcoco, México. 169 pág. Tesis (Maestría en Ciencias). Colegio de Postgraduados. Posgrado de Hidrociencias. 2010.

AYERS, R. y D. WESTCOT.Water quality for agriculture. FAO Estudio de riego y drenaje 29.1, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO),Roma. 174 pág. 1985.

AVELLANEDA M.; BERMEJILLO A. Y MASTRANTONIO L. Aguas de riego: Calidad y evaluación de su factibilidad de uso. EDIUNC. Mendoza, Argentina, 143 pág.,2004

BASTOS, R., BEVILACQUA, P., SILVA, C. Tratamento de esgotos sanitários e usos múltiplos de efluentes. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 164-170. 2005.

BELEÑO I. El 50% del agua potable es de mala calidad. En: UN periódico, Publicación de la Universidad Nacional de Colombia. Bogotá D.C. N° 141. Pág.14. 2011.

CALDERÓN S. FELIPE. Concepción moderna de la nutrición vegetal. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Segunda edición, Bogotá D. C. 305-323 pág. 1995.

CASAS C. Antonio; CASAS B. Elena. Análisis de Duelo-Agua-Planta y su Aplicación en la Nutrición de Cultivos Hortícolas en la Zona Peninsular. Segunda edición. Caja rural de Almería. 239 pág. 1999.

CASTRO F., HUGO E.; GÓMEZ S., MANUEL I. Fertilidad de Suelos y Fertilizantes. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Principios Básicos. Capitulo IV. Primera edición. Bogotá. 213 -305 pág. 2010.

68

CENICAÑA. Informe anual 2009. Centro de Investigación de la Caña de Azúcar de Colombia. Cali. 2010.

CHAVES S. MARCO. EL NITRÓGENO, FÓSFORO Y POTASIO EN LA CAÑA DE AZÚCAR. Liga Agrícola Industrial de la Caña de Azúcar dirección de investigación y extensión de la Caña de Azúcar - DIECA. San José, Costa Rica. 1999.

COLOMBIA. CONTRALORÍA GENERAL DE LA REPUBLICA. Informe constitucional: Estado de los recursos naturales y del ambiente 2007-2008. Bogotá D.C. [en línea]. 2008. [Consultado el lunes, 12 de diciembre de 2010]. Disponible en <http://www.asogravas.org/Portals/0/noticias/Presentaci%C3%B3n_CONTRALOR_AMBIENTAL_Dr_Manga.pdf>

COLOMBIA. MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE. Guía técnica para el desarrollo de proyectos de Reúso de aguas residuales domésticas municipales. Bogotá. 2001

COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL - MAVDT. Política Nacional para la Gestión Integral del Recurso Hídrico. Bogotá, D.C. Colombia, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial 124 pág. 2010.

COLOMBIA. DEPARTAMENTO ADMINISTRATIVO NACIONAL DE ESTADÍSTICA – DANE. Proyecciones Nacionales y Departamentales de Población 2005-2020. Estudios Postcensales No. 7 ISBN 978-958-624-078-9 Bogotá - Colombia – 2010.

CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA - CVC. La calidad del agua subterránea, Valle del Cauca – Colombia hasta el año 2006. Dirección técnica ambiental. 2007.

CUBILLOS, A. Proyecto de Desarrollo Tecnológico de las Instituciones de Abastecimiento de Agua Potable y Alcantarillado. Elementos de Microbiología: Microbiología de las Aguas Residuales y Aspectos de Salud Pública. 1981. [Base de datos]. BVSDE. [Consultado el lunes, 12 de diciembre de 2010]. Disponible en <http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/scan2/011643/011643-07.pdf>

CUSTODIO, E. & LLAMAS, R. Hidrología subterránea. Segunda Edición, Tomo I Y II Edición omega, S, A. Barcelona España. 2001.

ECHEVERRI. ANDRÉS F. Reúso para Riego del Efluente de la PTAR-C: Evaluación del Potencial impacto en las Propiedades Físicas del Suelo y la Productividad de la Variedad de Caña de Azúcar CC 85-92. Cali, 112 pág. Tesis (Magister en Ingeniería Sanitaria). Universidad del Valle. Facultad de Ingeniería. Escuela EIDENAR. 2011.

EMCALI. Estudio sobre tratamiento Primario Avanzado – TPA. Consideraciones de Mezcla y Dosis de Químicos. Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo, Santiago de Cali, 2002.

69

EMCALI. Reporte Ejecutivo de Operación Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo Resumen del Año 2009. GERENCIA ESTRATÉGICA DE NEGOCIOS DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO. Santiago de Cali, 2009.

EMCALI. Reporte Ejecutivo de Operación Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo Resumen del Año 2010. GERENCIA ESTRATÉGICA DE NEGOCIOS DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO. Santiago de Cali, 2010.

FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS – FAO.User’s Manual for Irrigation with Treated Wastewater. FAO Regional Office for the Near East.Cairo, 72 pages. 2003

FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS - FAO. Wastewater treatment and use in agriculture. Irrigation and drainage paper 47. 1992.

FAO, 1985. Water quality for agriculture. Irrigation and drainage. Technical paper N° 29.

GALIANO S., FRANCISCO. P Capacidad de intercambio catiónico y anicónico, bases de cambio y saturaciones. En: Fundamentos para la Interpretación de Análisis de Suelos, Plantas y Aguas para riego. Tercera edición, Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Santafé de Bogotá, 1990.

GARCÍA O., A. Parámetros para la evaluación de la calidad de aguas para riego. En: Fundamentos para la Interpretación de Análisis de Suelos, Plantas y Aguas para riego. Tercera edición, Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Santafé de Bogotá, 1990.

GUERRERO M., RAMIRO. La acidez del suelo, su naturaleza, sus implicaciones y su manejo. En: Fundamentos para la Interpretación de Análisis de Suelos, Plantas y Aguas para riego. Tercera edición, Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Santafé de Bogotá, 1990.

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN - ICONTEC. Documentación: Presentación de Tesis, Trabajos de Grado y otros trabajos de Investigación. Bogotá: ICONTEC, (NTC 1486). 41 pág. 2008.

INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM. Informe Anual sobre el Estado del Medio Ambiente y los Recursos Naturales Renovables en Colombia. Estudio Nacional del Agua. Relaciones de demanda de agua y Oferta Hídrica. Bogotá, Colombia. 2008.

JARAMILLO. MARÍA F. Potencial de reúso de agua residual doméstica como estrategia para el control de la contaminación por agua residual en el valle geográfico del río cauca. Cali, 130 pág. Tesis (Magister en Ingeniería Sanitaria). Universidad del Valle. Facultad de Ingeniería. Escuela EIDENAR.2010

70

LIMA, S., HENRIQUE, I.,CEBALLOS, B.S.O., SOUZA, J.T., ARAÚJO, H.W.C. Qualidade sanitária e produção de alface irrigada com esgoto doméstico tratado. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 9, 21-25.2005

LLANOS EDGAR. Planta de tratamiento de aguas residuales de Cañaveralejo PTAR-C: Santiago de Cali. En: Asociación Colombiana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental. Tratamiento y uso de aguas residuales: una estrategia para el futuro del saneamiento. Cartagena de Indias, ACODAL, p.20, 2000.

MADERA CARLOS A. Reuso de agua residual: los aspectos sobre calidad necesitan mayor atención. [En línea].2005. [Consultado el Jueves, 1º de febrero de 2011]. Disponible en <http://www.noticias.irc.nl/page/34590>

MADERA, CARLOS A. Microbiological and Agronomic Effluent Quality from Duckweed and Stabilization Ponds. Delft, Holland: UNESCO-IHE, Institute for Water Education. 2003.

MARTÍNEZ A.; GALVIS A; HOLGUÍN J. OPTIMIZACIÓN DE LA MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO CAUCA, TRAMO: LA BALSA – ANACARO. Conferencia Latinoamericana de Saneamiento – LATINOSAN, Cali. 2007

MEDEIROS, S., SOARES, A., FERREIRA, P., SOUZA, J., SOUZA, J., MATOS, A. Comportamento dos atributos químicos do solo em resposta à aplicação de água residuária de origem doméstica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 9, 268-273.2005a.

MEDEIROS, S.D.S., SOARES, A. A, FERREIRA, P. A, NEVES, J.C.L., MATOS, A.T.D., SOUZA, J. A A D. Utilização de água residuária de origem doméstica na agricultura: estudo das alterações químicas do solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 9, 603-612.2005b

METCALF Y EDDY. Waste engineering: treatment and reuse. 4th ed. McGraw-Hill, Nueva York.1819 p. 2003.

MORENO, J.F., 2010. Información actualizada PTAR Cañaveralejo, Cali.

MOSQUERA, H.G., RICARDO, M., VARÓN, P., APONTE, A. Estimación del balance de Nitrógeno en un humedal construido subsuperficial plantado con Heliconia psittacorum para el tratamiento de aguas residuales domésticas. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia N.° 56 pp. 87-98. 2010.

MUÑOZ A. FERNANDO. Importancia del agua en la nutrición de los cultivos. En: Carta Trimestral. Cenicaña, v.31, nos. 3 y 4. Pág. 16-18. 2009.

MUNEVAR, F. Conceptos sobre la materia orgánica y el nitrógeno del suelo, relacionados con la interpretación de análisis químicos. En: Fundamentos para la Interpretación de

71

Análisis de Suelos, Plantas y Aguas para riego. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Bogotá. pp. 227-244.1991

MUNEVAR F. Organismos del suelo. En: Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo. Principios Básicos. Capitulo VII. Primera edición. Bogotá. 213 -305 pág. 2010.

OLIVEIRA, P. DE, MOREIRA, O. Eficiência de uso dos fatores de produção água e potássio na cultura da melancia irrigada com água de reúso. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 153-158. 2012

ORTIZ l., A.; REYES M. Paramos en Colombia: Un ecosistema vulnerable. Universidad Sergio Arboleda, Colombia. [En línea]. 2008. [Consultado el miércoles, 11 de mayo de 2011]. Disponible en <http://www.usergioarboleda.edu.co/observatorio_economico/Observatorio%20Ambiental/paramos-colombia-conservacion.pdf>

PÁEZ. G. LOS INDICADORES AMBIENTALES DEL AGUA SUBTERRÁNEA VALLE DEL CAUCA-COLOMBIA. Grupo de Recursos Hídricos, Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca –CVC. 8 pág. 2008.

PERAFÁN F. Azúcar de caña. Descripción general y particularidades en Colombia. [En línea]. 2009 [Consultado el lunes, 14 de febrero de 2011]. Disponible en <http://www.perafan.com/azucar/ea02cana.html>

PEREIRA, B.F.F., HE, Z.L., SILVA, M.S., HERPIN, U., NOGUEIRA, S.F., MONTES, C.R., MELFI, A J., Reclaimed wastewater: impact on soil-plant system under tropical conditions. Journal of hazardous materials. 192, 54-61. 2011

PÉREZ O.; HERNÁNDEZ F.; AZAÑON V.; GARCÍA C.; RAMÍREZ C.; CIFUENTES V.; SOLARES E.; ACAN J.; NATARENO E. Nutrientes limitantes en el cultivo de Caña de Azúcar en suelos de baja productividad de la zona cañera de Guatemala. [En línea]. 2011. [Consultado el miércoles, 23 de noviembre de 2011]. Disponible en <http://www.cengicana.org/Portal/Biblioteca/PublicacionesCENGICANA/Memorias/10-11/Agronomia.pdf>

PIZARRO C. Fernando. Riegos Localizados de Alta Frecuencia (RLAF) goteo, microaspersión, exudación. En: Capitulo 4: Calidad del Agua de Riego. Tercera edición. 137-156 pág. 1996.

QUINTERO D., R. Fertilización y nutrición. En: El Cultivo de la caña en la zona azucarera de Colombia, Cali, CENICAÑA, pag153-177. 1995

QUINTERO D. R. Interpretación del análisis de suelo y recomendaciones de fertilizantes para la caña de azúcar. Serie Técnica N° 14. Cali, CENICAÑA, 18 pág. 1993

QUINTERO D. R. Variedad CC 85-92 Suelos y Fertilización. Documento de trabajo, n° 489. Cali, CENICAÑA, 12 pág. 2001

72

QUIPUZCO U. LAWRENCE E. VALORACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES DE ISRAEL COMO UN RECURSO AGRÍCOLA: CONSIDERACIONES A TOMAR EN CUENTA PARA LA GESTIÓN DEL AGUA EN PERÚ. En: Revista del Instituto de Investigación FIGMMG. Vol. 7, N° 13, 64-72 Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 2004.

REYES G. Costos de producción y análisis económico del cultivo de la caña de azúcar. 128 p. 2009.

RODRÍGUEZ, D., NARVÁEZ, J.C. RESPUESTA DE LAS VARIABLES DE CRECIMIENTO Y PRODUCTIVIDAD EN UN CULTIVO DE CAÑA DE AZÚCAR REGADO CON EL EFLUENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE CAÑAVERALEJO PTAR-C. Tesis (Ingeniería Agrícola). Universidad del Valle. Facultad de Ingeniería. p. 57.2011.

SILVA L. JORGE A. REÚSO DEL EFLUENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE CAÑAVERALEJO PTAR-C EN EL RIEGO DE CAÑA DE AZÚCAR. Cali, 138 pág. Tesis (Magister en Ingeniería Sanitaria). Universidad del Valle. Facultad de Ingeniería. Escuela EIDENAR. 2008.

SILVA J., TORRES P., MADERA C. Reúso de aguas residuales domésticas en agricultura. Una revisión. Agronomía Colombiana 26(2), pág. 347-359, 2008.

SISLEN. DAVID N. Manejo Integral de Recursos Hídricos en Colombia. Foro Revista Semana. [En línea]. 2010. [Consultado el viernes, 11 de febrero de 2011]. Disponibleen<http://www.forossemana.com/doc/Doc-1950_2010427.pdf>

SOUSA, J.T.D., CEBALLOS, B.S.O.D., HENRIQUE, I.N., DANTAS, J.P., LIMA, S.M.S. Reúso de água residuária na produção de pimentão (Capsicumannuum L .) Wastewater reuse in theproductionofgreenpepper. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 89-96. 2006

DE SOUZA, J.A.A., RAMOS, M.M., SOARES, A.A., NEVES, J.C.L., MEDEIROS, S.S., DE SOUZA, J.A. Efeitos da fertirrigação com água residuária de origem urbana sobre a produtividade do cafeeiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 128-132. 2005

TORRES L. PATRICIA, FORRESTI Eugenio, VAZOLLER Rosana. COMPOSICIÓN Y USO DE AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA EN REACTORES A ESCALA DE LABORATORIO. [En línea]. 1996. [Consultado el miércoles, 9 de febrero de 2011]. Disponible en <http://www.bvsde.paho.org/bvsaidis/aresidua/mexico/01179p04.pdf>

TORRES A., J.S.; CRUZ V., R.; VILLEGAS T., F. Avances técnicos para la programación y el manejo del riego en caña de azúcar. Segunda edición. Cali. CENICAÑA. Serie técnica N° 33. 66 pág. 2004.

73

UNITED STATE DEPARTMENT OF AGRICULTURAL – USDA. Diagnóstico y rehabilitación de suelos salinos y sódicos. Editorial L. A. Richards. Traducción Limusa 1974, México. Pág. 170. 1954.

URRUTIA, N. Informe visita de campo. Proyecto Reuso aguas residuales para irrigación en caña de azúcar. Universidad del Valle. Cali, Colombia. 2007.

VARGAS F., V. Estadística descriptiva para Ingeniería Ambiental con SPSS. 110 – 120 Pág.2007

VÁSQUEZ S., NANCY, RODRÍGUEZ V., JENNY A & TORRES L., Patricia, Comportamiento del nitrógeno en un sistema de lodos activados en la modalidad de estabilización por contacto en el tratamiento de aguas residuales domésticas. Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, 67(548), pp.283–288. 2010

VICTORIA K., J.; AMAYA E., A.; RANGEL J., H.; VIVEROS V., C. A.; CASSALETT D., C.; CARBONELL G., J.; QUINTERO D., R.; CRUZ V., R.; ISAACS E., C. H.; LARRAHONDO A., J.; MORENO G., C. A.; PALMA Z., A.; POSADA C., C.; VILLEGAS T., F.; GÓMEZ L., L. A. Características agronómicas y de productividad de la variedad Cenicaña Colombia (CC) 85-92. Serie técnica N° 30 CENICAÑA.78 pág. 2002

WORLD HEALTH ORGANIZATION – WHO. Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater. Vol II. WASTEWATER USE IN AGRICULTURE.222 Page. 2006.

WORLD WATER ASSESSMENT PROGRAMME (UNITED NATIONS); UN-Water.; UNESCO. Water in a changing world 3º ed., Paris; London: UNESCO Publishing; Earthscan. 2009.

74

ANEXO.

ANEXO A. BALANCE HÍDRICO. ..................................................................................... 75

ANEXO B. INFORME DE ANÁLISIS DE SUELOS DEL CIAT. ......................................... 82

ANEXO C. RESULTADO DE LAS RESPUESTAS PRODUCTIVAS. ............................... 84

ANEXO D. INFORME DE ANÁLISIS DE AGUA - INSTITUTO CINARA. ......................... 85

ANEXO E. INFORME DE ANÁLISIS DE AGUA - UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE

PALMIRA. ...................................................................................................... 86

ANEXO F. ANOVA DE CALIDAD DE AGUAS. ................................................................ 88

ANEXO G. CARGAS Y COSTOS PROMEDIO DEL EFLUENTE EN EL PERIODO DE

ESTUDIO (2009B-2010A). ............................................................................ 97

ANEXO H. ANOVA DE MACRONUTRIENTES DEL SUELO AL FINAL DEL ESTUDIO. . 98

75

ANEXO A. BALANCE HÍDRICO.

0-4 MESES

4-10 MESES

CC (%) 39,924

CC (%) 39,924

PMP (%) 28,76

PMP (%) 28,76

Da (gr/cm3) 1,35

Da (gr/cm3) 1,35

Z (mm) 400

Z (mm) 800

LARA (mm) 36,2

LARA (mm) 72,3

FECHA DÍAS RIEGO PRECIPITACIÓN EVAPORACIÓN

K EVT BALANCE

DESDE SIEMBRA mm mm mm mm mm

19/ago 0 36 1,60 6,8 0,3 2,04 35,56

20/ago 1

0,00 6,1 0,3 1,83 33,73

21/ago 2

0,00 4,6 0,3 1,38 32,35

22/ago 3

0,00 6,5 0,3 1,95 30,4

23/ago 4

0,60 5,8 0,3 1,74 29,26

24/ago 5

6,30 6,3 0,3 1,89 33,67

25/ago 6

0,00 7 0,3 2,1 31,57

26/ago 7

0,00 4,7 0,3 1,41 30,16

27/ago 8

0,00 6,6 0,3 1,98 28,18

28/ago 9

0,10 4,7 0,3 1,41 26,87

29/ago 10

0,00 5,7 0,3 1,71 25,16

30/ago 11

0,00 6,6 0,3 1,98 23,18

31/ago 12

0,00 8,4 0,3 2,52 20,66

01/set 13

0,00 8,6 0,3 2,58 18,08

02/set 14

0,00 8,1 0,3 2,43 15,65

03/set 15

0,00 8,1 0,3 2,43 13,22

04/set 16

0,90 4,9 0,3 1,47 12,65

05/set 17

0,00 8,8 0,3 2,64 10,01

06/set 18

0,00 4,9 0,3 1,47 8,54

07/set 19

0,00 5,6 0,3 1,68 6,86

08/set 20

0,10 7,3 0,3 2,19 4,77

09/set 21

0,00 5,6 0,3 1,68 3,09

10/set 22

0,00 7,5 0,3 2,25 0,84

11/set 23

0,00 6 0,3 1,8 -0,96

12/set 24 36 0,00 6,5 0,3 1,95 36

13/set 25

0,00 8,9 0,3 2,67 33,33

14/set 26

2,10 9,5 0,3 2,85 32,58

15/set 27

7,20 7,1 0,3 2,13 36

16/set 28

0,10 6,2 0,3 1,86 34,24

17/set 29

2,70 6,1 0,3 1,83 35,11

18/set 30

0,00 6 0,3 1,8 33,31

19/set 31

0,00 6,8 0,3 2,04 31,27

20/set 32

0,00 6 0,3 1,8 29,47

21/set 33

6,60 6 0,3 1,8 34,27

22/set 34

19,30 5,1 0,3 1,53 36

23/set 35

0,00 8 0,3 2,4 33,6

24/set 36

0,00 8,2 0,3 2,46 31,14

76

FECHA DÍAS RIEGO PRECIPITACIÓN EVAPORACIÓN K EVT BALANCE

DESDE SIEMBRA mm mm mm mm mm

25/set 37

0,00 7,2 0,3 2,16 28,98

26/set 38

0,00 7,6 0,3 2,28 26,7

27/set 39

0,00 5 0,3 1,5 25,2

28/set 40

0,00 6,6 0,3 1,98 23,22

29/set 41

0,00 8,7 0,3 2,61 20,61

30/set 42

0,00 8,8 0,3 2,64 17,97

01/out 43

0,00 8,4 0,3 2,52 15,45

02/out 44

0,00 8,8 0,3 2,64 12,81

03/out 45

0,60 5,7 0,3 1,71 11,7

04/out 46

0,00 7,8 0,3 2,34 9,36

05/out 47

0,00 5,6 0,3 1,68 7,68

06/out 48

0,00 7,3 0,3 2,19 5,49

07/out 49

0,60 5,4 0,3 1,62 4,47

08/out 50

0,30 6,5 0,3 1,95 2,82

09/out 51

0,00 8,5 0,3 2,55 0,27

10/out 52

0,00 7,6 0,3 2,28 -2,01

11/out 53

1,40 4,7 0,3 1,41 -2,02

12/out 54

0,00 5,3 0,3 1,59 -3,61

13/out 55

13,60 4 0,3 1,2 8,79

14/out 56

12,70 3 0,3 0,9 20,59

15/out 57

0,40 4,4 0,3 1,32 19,67

16/out 58

0,00 6,9 0,3 2,07 17,6

17/out 59

0,00 7,5 0,3 2,25 15,35

18/out 60

3,60 6,4 0,3 1,92 17,03

19/out 61

7,00 4,8 0,3 1,44 22,59

20/out 62

1,60 4 0,3 1,2 22,99

21/out 63

0,00 6,1 0,3 1,83 21,16

22/out 64

0,00 4,8 0,3 1,44 19,72

23/out 65

0,00 8,3 0,3 2,49 17,23

24/out 66

0,00 4,9 0,3 1,47 15,76

25/out 67

0,00 7,3 0,3 2,19 13,57

26/out 68

0,00 7,3 0,3 2,19 11,38

27/out 69

0,00 4,6 0,3 1,38 10

28/out 70

0,00 6,6 0,3 1,98 8,02

29/out 71

0,00 5,9 0,3 1,77 6,25

30/out 72

0,20 5 0,3 1,5 4,95

31/out 73

0,60 3,6 0,3 1,08 4,47

01/nov 74

0,20 4,9 0,3 1,47 3,2

02/nov 75

0,00 6,1 0,3 1,83 1,37

03/nov 76

0,20 4,7 0,3 1,41 0,16

04/nov 77

0,00 6,8 0,3 2,04 -1,88

05/nov 78

3,10 4,1 0,3 1,23 -0,01

06/nov 79

0,10 5,6 0,3 1,68 -1,59

07/nov 80

0,00 5,8 0,3 1,74 -3,33

08/nov 81

0,00 5,8 0,3 1,74 -5,07

09/nov 82

0,00 6,2 0,3 1,86 -6,93

10/nov 83 36 0,00 5,9 0,3 1,77 27,3

11/nov 84

0,00 7,5 0,3 2,25 25,05

77

FECHA DÍAS RIEGO PRECIPITACIÓN EVAPORACIÓN K EVT BALANCE

DESDE SIEMBRA mm mm mm mm mm

12/nov 85

0,00 6,6 0,3 1,98 23,07

13/nov 86

3,70 4,1 0,3 1,23 25,54

14/nov 87

0,00 6,2 0,3 1,86 23,68

15/nov 88

0,30 5,1 0,3 1,53 22,45

16/nov 89

0,60 6,3 0,3 1,89 21,16

17/nov 90

0,00 4,7 0,3 1,41 19,75

18/nov 91

0,00 6,4 0,3 1,92 17,83

19/nov 92

0,00 6,5 0,3 1,95 15,88

20/nov 93

0,00 6,4 0,3 1,92 13,96

21/nov 94

0,00 5,8 0,3 1,74 12,22

22/nov 95

0,00 4,8 0,3 1,44 10,78

23/nov 96

0,00 4,8 0,3 1,44 9,34

24/nov 97

0,00 6 0,3 1,8 7,54

25/nov 98

1,30 5,1 0,3 1,53 7,31

26/nov 99

0,00 5,8 0,3 1,74 5,57

27/nov 100

0,00 4,1 0,3 1,23 4,34

28/nov 101

0,30 4,6 0,3 1,38 3,26

29/nov 102

0,40 4,7 0,3 1,41 2,25

30/nov 103

0,10 4,4 0,3 1,32 1,03

01/dez 104

6,00 5,2 0,3 1,56 5,47

02/dez 105

0,00 5,6 0,3 1,68 3,79

03/dez 106

6,00 5,7 0,3 1,71 8,08

04/dez 107 72 0,00 5,4 0,3 1,62 70,38

05/dez 108

3,00 3 0,3 0,9 72,48

06/dez 109

0,00 6 0,3 1,8 70,68

07/dez 110

1,00 4,4 0,3 1,32 70,36

08/dez 111

2,50 4,3 0,3 1,29 71,57

09/dez 112

0,00 5 0,3 1,5 70,07

10/dez 113

0,10 5,9 0,3 1,77 68,4

11/dez 114

0,00 6 0,3 1,8 66,6

12/dez 115

0,00 4,1 0,3 1,23 65,37

13/dez 116

0,00 6,1 0,3 1,83 63,54

14/dez 117

0,00 5,9 0,3 1,77 61,77

15/dez 118

0,00 6,2 0,3 1,86 59,91

16/dez 119

0,10 6 0,3 1,8 58,21

17/dez 120

0,00 5,6 0,3 1,680 56,53

18/dez 121

12,50 2,6 0,3 0,78 68,25

19/dez 122

0,00 2,8 0,5 1,4 66,85

20/dez 123

0,10 3,9 0,5 1,95 65

21/dez 124

37,90 2,8 0,5 1,4 72

22/dez 125

18,80 2,4 0,5 1,2 72

23/dez 126

0,00 6,5 0,5 3,25 68,75

24/dez 127

0,20 5,3 0,5 2,65 66,3

25/dez 128

1,00 4,8 0,5 2,4 64,9

26/dez 129

12,00 2,6 0,5 1,3 72

27/dez 130

2,70 4,7 0,5 2,35 72,35

28/dez 131

0,10 5,8 0,5 2,9 69,55

29/dez 132

0,00 5,2 0,5 2,6 66,95

30/dez 133

0,00 6,1 0,5 3,05 63,9

31/dez 134

0,00 6,2 0,5 3,1 60,8

78

FECHA DÍAS RIEGO PRECIPITACIÓN EVAPORACIÓN K EVT BALANCE

DESDE SIEMBRA mm mm mm mm mm

01/jan 135

0,00 6,3 0,5 3,15 57,65

02/jan 136

0,00 6,2 0,5 3,1 54,55

03/jan 137

0,00 6,3 0,5 3,15 51,4

04/jan 138

0,00 6,1 0,5 3,05 48,35

05/jan 139

0,00 6,3 0,5 3,15 45,2

06/jan 140

0,00 5,9 0,5 2,95 42,25

07/jan 141

0,00 5,8 0,5 2,9 39,35

08/jan 142

0,00 5,2 0,5 2,6 36,75

09/jan 143

0,00 6 0,5 3 33,75

10/jan 144

0,00 5,6 0,5 2,8 30,95

11/jan 145

2,90 5 0,5 2,5 31,35

12/jan 146

0,00 5,4 0,5 2,7 28,65

13/jan 147

0,00 6,6 0,5 3,3 25,35

14/jan 148

0,00 7,1 0,5 3,55 21,8

15/jan 149

0,00 6 0,5 3 18,8

16/jan 150

0,00 6,3 0,5 3,15 15,65

17/jan 151

0,00 5,3 0,5 2,65 13

18/jan 152

0,00 5,4 0,6 3,24 9,76

19/jan 153

0,00 6,2 0,6 3,72 6,04

20/jan 154 72,0 0,00 5,6 0,6 3,36 74,68

21/jan 155

0,00 6,9 0,6 4,14 70,54

22/jan 156

0,00 5,7 0,6 3,42 67,12

23/jan 157

0,10 6,3 0,6 3,78 63,44

24/jan 158

0,00 6,2 0,6 3,72 59,72

25/jan 159

1,10 3,6 0,6 2,16 58,66

26/jan 160

2,60 4 0,6 2,4 58,86

27/jan 161

0,00 5,4 0,6 3,24 55,62

28/jan 162

0,90 2,5 0,6 1,5 55,02

29/jan 163

0,00 3,6 0,6 2,16 52,86

30/jan 164

0,00 5,9 0,6 3,54 49,32

31/jan 165

0,00 6,9 0,6 4,14 45,18

01/fev 166

0,00 7,3 0,6 4,38 40,8

02/fev 167

0,00 7,1 0,6 4,26 36,54

03/fev 168

0,00 7 0,6 4,2 32,34

04/fev 169

0,00 6,6 0,6 3,96 28,38

05/fev 170

0,00 6,8 0,6 4,08 24,3

06/fev 171

7,10 1,7 0,6 1,02 30,38

07/fev 172

0,00 5,1 0,6 3,06 27,32

08/fev 173

0,00 6,3 0,6 3,78 23,54

09/fev 174

7,40 2,5 0,6 1,5 29,44

10/fev 175

0,00 5,1 0,6 3,06 26,38

11/fev 176

0,00 4,9 0,6 2,94 23,44

12/fev 177

0,00 6,7 0,6 4,02 19,42

13/fev 178

0,00 7,1 0,6 4,26 15,16

14/fev 179

0,00 3,6 0,6 2,16 13

15/fev 180

0,00 6,3 0,6 3,78 9,22

16/fev 181

0,00 3,6 0,6 2,16 7,06

17/fev 182

0,00 5,7 0,6 3,42 3,64

18/fev 183

0,00 6,9 0,6 4,14 -0,5

19/fev 184

0,00 4,3 0,6 2,58 -3,08

79

FECHA DÍAS RIEGO PRECIPITACIÓN EVAPORACIÓN K EVT BALANCE

DESDE SIEMBRA mm mm mm mm mm

20/fev 185

0,00 3,9 0,6 2,34 -5,42

21/fev 186

0,00 5,5 0,6 3,3 -8,72

22/fev 187

0,00 6,2 0,6 3,72 -12,44

23/fev 188

8,50 3,1 0,6 1,86 -5,8

24/fev 189

0,10 4,9 0,6 2,94 -8,64

25/fev 190

0,60 3,9 0,6 2,34 -10,38

26/fev 191

0,30 3,4 0,6 2,04 -12,12

27/fev 192

0,00 6,5 0,6 3,9 -16,02

28/fev 193

2,10 7,1 0,6 4,26 -18,18

01/mar 194

0,00 6,9 0,6 4,14 -22,32

02/mar 195

7,90 3,4 0,6 2,04 -16,46

03/mar 196 72 3,90 3,4 0,6 2,04 69,96

04/mar 197

0,00 5,2 0,6 3,12 66,84

05/mar 198

0,20 5,3 0,6 3,18 63,86

06/mar 199

0,10 4,7 0,6 2,82 61,14

07/mar 200

0,10 5,8 0,6 3,48 57,76

08/mar 201

0,00 6,3 0,6 3,78 53,98

09/mar 202

0,70 4,3 0,6 2,58 52,1

10/mar 203

0,20 6,9 0,6 4,14 48,16

11/mar 204

4,50 4,8 0,6 2,88 49,78

12/mar 205

0,10 6,7 0,6 4,02 45,86

13/mar 206

0,00 5,6 0,6 3,36 42,5

14/mar 207

0,00 6,7 0,6 4,02 38,48

15/mar 208

0,20 7,2 0,6 4,32 34,36

16/mar 209

0,00 4,8 0,6 2,88 31,48

17/mar 210

6,90 3,3 0,6 1,98 36,4

18/mar 211

0,10 3,5 0,6 2,1 34,4

19/mar 212

0,10 6,9 0,7 4,83 29,67

20/mar 213

0,00 3,8 0,7 2,66 27,01

21/mar 214

0,00 6,1 0,7 4,27 22,74

22/mar 215

0,00 7,2 0,7 5,04 17,7

23/mar 216

0,00 7,6 0,7 5,32 12,38

24/mar 217

0,00 8,1 0,7 5,67 6,71

25/mar 218

0,00 8,4 0,7 5,88 0,83

26/mar 219

0,50 3,6 0,7 2,52 -1,19

27/mar 220

0,10 7 0,7 4,9 -5,99

28/mar 221

0,10 7,3 0,7 5,11 -11

29/mar 222

0,20 7,8 0,7 5,46 -16,26

30/mar 223

0,00 4,4 0,7 3,08 -19,34

31/mar 224

0,10 4,5 0,7 3,15 -22,39

01/abr 225

0,10 7,4 0,7 5,18 -27,47

02/abr 226

0,00 6,2 0,7 4,34 -31,81

03/abr 227

7,00 5,2 0,7 3,64 -28,45

04/abr 228

4,30 4,3 0,7 3,01 -27,16

05/abr 229

1,00 6,6 0,7 4,62 -30,78

06/abr 230

3,90 3,6 0,7 2,52 -29,4

07/abr 231

13,70 5,5 0,7 3,85 -19,55

08/abr 232

26,80 5,7 0,7 3,99 3,26

09/abr 233

46,50 3,7 0,7 2,59 47,17

10/abr 234

7,40 4 0,7 2,8 51,77

80

FECHA DÍAS RIEGO PRECIPITACIÓN EVAPORACIÓN K EVT BALANCE

DESDE SIEMBRA mm mm mm mm mm

11/abr 235

33,40 2,5 0,7 1,75 72

12/abr 236

7,30 4,4 0,7 3,08 76,22

13/abr 237

0,20 3,5 0,7 2,45 73,97

14/abr 238

0,00 4,6 0,7 3,22 70,75

15/abr 239

0,40 4,9 0,7 3,43 67,72

16/abr 240

0,00 5,8 0,7 4,06 63,66

17/abr 241

0,80 3,6 0,7 2,52 61,94

18/abr 242

0,00 5,7 0,7 3,99 57,95

19/abr 243

2,20 1,9 0,7 1,33 58,82

20/abr 244

0,00 5,1 0,7 3,57 55,25

21/abr 245

0,00 6,7 0,7 4,69 50,56

22/abr 246

0,00 5,3 0,7 3,71 46,85

23/abr 247

0,00 6,5 0,7 4,55 42,3

24/abr 248

0,00 4,5 0,7 3,15 39,15

25/abr 249

1,40 3,7 0,7 2,59 37,96

26/abr 250

5,50 2,4 0,7 1,68 41,78

27/abr 251

0,10 5,2 0,7 3,64 38,24

28/abr 252

31,10 2,6 0,7 1,82 67,52

29/abr 253

12,60 2,6 0,7 1,82 78,3

30/abr 254

0,00 4 0,7 2,8 75,5

01/mai 255

6,50 4,3 0,7 3,01 72

02/mai 256

4,60 4,8 0,7 3,36 73,24

03/mai 257

36,60 3,3 0,7 2,31 72

04/mai 258

35,60 2,9 0,7 2,03 72

05/mai 259

0,00 5,5 0,7 3,85 68,15

06/mai 260

0,00 3,9 0,7 2,73 65,42

07/mai 261

0,00 5,3 0,7 3,71 61,71

08/mai 262

0,10 3,7 0,7 2,59 59,22

09/mai 263

0,00 4,7 0,7 3,29 55,93

10/mai 264

0,00 3,7 0,7 2,59 53,34

11/mai 265

0,00 4,1 0,7 2,87 50,47

12/mai 266

2,50 2,2 0,7 1,54 51,43

13/mai 267

0,00 6,3 0,7 4,41 47,02

14/mai 268

0,10 6,7 0,7 4,69 42,43

15/mai 269

0,00 6,3 0,7 4,41 38,02

16/mai 270

0,30 5,6 0,7 3,92 34,4

17/mai 271

0,10 6,1 0,7 4,27 30,23

18/mai 272

0,10 5,3 0,7 3,71 26,62

19/mai 273

0,00 4,4 0,7 3,08 23,54

20/mai 274

1,00 4,8 0,7 3,36 21,18

21/mai 275

1,80 2,3 0,7 1,61 21,37

22/mai 276

0,00 3,3 0,7 2,31 19,06

23/mai 277

1,10 2,4 0,7 1,68 18,48

24/mai 278

0,00 5,4 0,7 3,78 14,7

25/mai 279

0,30 5,1 0,7 3,57 11,43

26/mai 280

1,20 2,2 0,7 1,54 11,09

27/mai 281

0,30 2,9 0,7 2,03 9,36

28/mai 282

0,00 4,7 0,7 3,29 6,07

29/mai 283

0,00 5 0,7 3,5 2,57

30/mai 284

1,30 3,3 0,7 2,31 1,56

81

FECHA DÍAS RIEGO PRECIPITACIÓN EVAPORACIÓN K EVT BALANCE

DESDE SIEMBRA mm mm mm mm mm

31/mai 285

17,80 3,8 0,7 2,66 16,7

01/jun 286

0,00 3,7 0,7 2,59 14,11

02/jun 287

17,80 2,1 0,7 1,47 30,44

03/jun 288

0,90 2,3 0,7 1,61 29,73

04/jun 289

0,00 3,4 0,7 2,38 27,35

05/jun 290

0,00 5,9 0,7 4,13 23,22

06/jun 291

0,00 5,7 0,7 3,99 19,23

07/jun 292

0,10 4,8 0,7 3,36 15,97

08/jun 293

0,00 4,4 0,7 3,08 12,89

09/jun 294

0,00 4,1 0,7 2,87 10,02

10/jun 295

1,90 3,4 0,7 2,38 9,54

11/jun 296

0,00 5,1 0,7 3,57 5,97

12/jun 297

0,00 4,7 0,7 3,29 2,68

13/jun 298

0,50 5,3 0,7 3,71 -0,53

14/jun 299

0,00 4,6 0,7 3,22 -3,75

15/jun 300

0,30 4 0,7 2,8 -6,25

16/jun 301

0,00 2,7 0,7 1,89 -8,14

17/jun 302

0,20 5,7 0,7 3,99 -11,93

18/jun 303

1,30 5,5 0,7 3,85 -14,48

TOTAL RIEGO 324 mm

*Cabe recordar que los 36 mm aplicados el día 0 de siembra no se tiene en cuenta para la LARA Neta.

82

ANEXO B. INFORME DE ANÁLISIS DE SUELOS DEL CIAT.

83

84

ANEXO C. RESULTADO DE LAS RESPUESTAS PRODUCTIVAS.

VARIABLE P S AR GB

UNIDAD Ton/ha % % %

B1

T1 136 15 2 17

T2 146 19 2 17

T3 129 19 2 16

B2

T1 118 18 0 18

T2 145 15 1 17

T3 123 18 0 19

B3

T1 149 18 1 18

T2 147 17 1 17

T3 138 15 1 17

Media 136,8 17,2 1,1 17,4

Mediana 137,9 17,5 0,9 17,4

Varianza 125,9 2,1 0,4 0,8

Desv. Est. 11,2 1,4 0,6 0,9

Coef. Variac.

8,2 8,4 58,6 5,2

B: Bloque; T: Tratamiento; P: Producción de caña; S: Sacarosa; AR: azúcares reductores; GB: Grados brix.

85

ANEXO D. INFORME DE ANÁLISIS DE AGUA - INSTITUTO CINARA.

Parámetros Fechas de Muestreo

Método

Agua de Pozo Estadística Descriptiva

19/08/2009 10/09/2009 10/11/2009 02/12/2009 21/01/2010 02/03/2010 Mediana Max Min Desv.

Standard

Nitritos (mg NO2/L)

Espectrofometría 6 3,41 0,13 0,03 0,07 0,1315 0,13 6 0,03 2,52

Nitratos (mg NO3/L) Columna de Reducción 25 13 0,11 1,9 33 0,61 7,43 33 0,11 14,03

Nitrógeno Amoniacal (mg NH4/L)

Destilación 1,8 1,39 0,97 1,25 3,6 5,6 1,60 5,6 1,0 1,81

Nitrógeno Total Kjendhal (mg N/L)

Kjendhall 2,51 3,14 2,97 2,07 0,95 11 2,74 11 1,0 3,63

Fósforo Total (mg P/L)

Digestión, Cloruro Estañoso 1,27 1,1 0,38 0,15 0,18 3,18 0,74 3,2 0,2 1,15

Fosfatos (mg PO4/L)

Cloruro Estañoso 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 2,23 0,1 2,2 0,1 0,87

Parámetros Fechas de Muestreo

Método

Agua Residual tratada (ART) Estadística Descriptiva

31/08/2009 10/11/2009 10/11/2009 02/12/2009 21/01/2010 02/03/2010 Mediana Max Min. Desv.

Standard

Nitritos (mg NO2/L)

Espectrofometría 4,3 3,9 0,08 0,05 0,09 0,09 0,09 4,3 0,05 2,1

Nitratos (mg NO3/L)

Columna de Reducción 135 56,4 7,6 17,2 68,8 0,84 36,8 135 0,8 50,7

Nitrógeno Amoniacal (mg NH4/L)

Destilación 14,3 1,7 26,0 28,0 26,0 11,2 20,2 28 1,7 10,5

Nitrógeno Total Kjendhal (mg N/L)

Kjendhall 14,5 15,3 15,2 25,6 4,3 17,0 15,3 25,6 4,3 6,8

Fósforo Total (mg P/L)

Digestión, Cloruro Estañoso 5,3 5,2 5,6 3,1 6,0 3,2 5,2 6 3,1 1,3

Fosfatos (mg PO4/L)

Cloruro Estañoso 1,2 1,79 3,29 0,36 0,37 3,8 1,5 3,8 0,4 1,5

86

ANEXO E. INFORME DE ANÁLISIS DE AGUA - UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE PALMIRA.

POZO

MUESTREO

PARÁMETRO UNIDAD 1 2 3 4 5 MIN MAX VAR DESV COEF PROMEDIO RANGO

pH

7,5 6,9 6,9 7,1 6,5 6,50 7,50 0,13 0,36 5,2 6,98 6.0 – 8.5

Conductividad eléctrica dS/m 0,398 0,4 0,42 0,4 0,65 0,40 0,65 0,01 0,11 24,3 0,45 0 – 3

Calcio meq/lt 1,98 1,47 1,98 1,98 1,98 1,47 1,98 0,05 0,23 12,1 1,88 0 – 20

Magnesio meq/lt 0,71 0,99 0,96 0,90 1,02 0,71 1,02 0,02 0,12 13,5 0,91 0 – 5

Sodio meq/lt 2,38 2,15 2,40 2,39 2,41 2,15 2,41 0,01 0,11 4,8 2,35 0 – 40

Bicarbonato meq/lt 2,50 4,85 4,00 3,50 3,00 2,50 4,85 0,83 0,91 25,4 3,57 0 – 10

Cloruro meq/lt 0,40 0,50 1,59 1,89 1,69 0,40 1,89 0,50 0,71 58,4 1,21 0 – 30

Sulfato meq/lt 2,38 0,54 0,05 0,07 0,93 0,05 2,38 0,92 0,96 120,6 0,79 0 – 20

Potasio meq/lt 6,26 6,65 7,04 6,65 7,04 6,26 7,04 0,11 0,33 4,8 6,73 0 – 2

87

ANEXO E. INFORME DE ANÁLISIS DE AGUA - UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE PALMIRA.

EFLUENTE

MUESTREO

PARÁMETRO UNIDAD 1 2 3 4 5 MIN MAX VAR DESV COEF PROMEDIO RANGO

pH

6,30 6,70 6,80 6,50 7,00 6,30 7,00 0,07 0,27 4,1 6,66 6.0 – 8.5

Conductividad eléctrica dS/m 0,54 0,60 0,67 0,61 0,67 0,54 0,67 0,00 0,05 8,6 0,62 0 – 3

Calcio meq/lt 1,84 1,53 1,53 1,64 1,33 1,33 1,84 0,03 0,19 11,8 1,58 0 – 20

Magnesio meq/lt 0,64 0,86 0,89 0,84 0,92 0,64 0,92 0,01 0,11 13,3 0,83 0 – 5

Sodio meq/lt 1,94 1,59 1,59 1,60 1,55 1,55 1,94 0,03 0,16 9,6 1,65 0 – 40

Bicarbonato meq/lt 3,00 4,10 3,00 2,00 3,50 2,00 4,10 0,60 0,77 24,8 3,12 0 – 10

Cloruro meq/lt 1,44 2,28 0,40 0,50 0,60 0,40 2,28 0,65 0,81 77,5 1,04 0 – 30

Sulfato meq/lt 0,21 2,21 0,84 1,84 0,08 0,08 2,21 0,91 0,95 92,3 1,03 0 – 20

Potasio meq/lt 6,26 8,21 6,65 8,21 7,04 6,26 8,21 0,81 0,90 12,3 7,27 0 – 2

88

ANEXO F. ANOVA DE CALIDAD DE AGUAS.

NITRATO Fuente GL SC MC F P

T 1 1046 1046 1,86 0,210

Error 8 4508 564

Total 9 5554

S = 23,74 R-cuad. = 18,83% R-cuad.(ajustado) = 8,68%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. -------+---------+---------+---------+--

Ef. PTAR 5 30,17 30,49 (-----------*-----------)

Pozo 5 9,72 14,05 (-----------*-----------)

-------+---------+---------+---------+--

0 20 40 60

Desv.Est. agrupada = 23,74

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de T

Nivel de confianza individual = 95,00%

T = Ef. PTAR restado de:

T Inferior Centro Superior --+---------+---------+---------+-------

Pozo -55,07 -20,45 14,17 (-------------*-------------)

--+---------+---------+---------+-------

-50 -25 0 25

NITRATO TOTAL Fuente GL SC MC F P

T 1 3697 3697 6,30 0,036

Error 8 4691 586

Total 9 8388

S = 24,22 R-cuad. = 44,07% R-cuad.(ajustado) = 37,08%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ----+---------+---------+---------+-----

Ef. PTAR 5 53,48 31,34 (---------*---------)

Pozo 5 15,03 13,80 (---------*---------)

----+---------+---------+---------+-----

0 25 50 75

Desv.Est. agrupada = 24,22

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de T

Nivel de confianza individual = 95,00%

T = Ef. PTAR restado de:

T Inferior Centro Superior -----+---------+---------+---------+----

Pozo -73,77 -38,45 -3,14 (-----------*-----------)

-----+---------+---------+---------+----

-60 -30 0 30

NITRÓGENO TOTAL (Silva, 2008) Fuente GL SC MC F P

89

T_1 2 934 467 2,60 0,091

Error 30 5381 179

Total 32 6315

S = 13,39 R-cuad. = 14,80% R-cuad.(ajustado) = 9,11%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

POZO 11 11,84 8,27 (----------*---------)

TPA 11 24,55 15,22 (----------*---------)

TPC 11 20,71 15,43 (---------*---------)

------+---------+---------+---------+---

8,0 16,0 24,0 32,0

Desv.Est. agrupada = 13,39

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de T_1

Nivel de confianza individual = 98,05%

T_1 = POZO restado de:

T_1 Inferior Centro Superior -----+---------+---------+---------+----

TPA -1,39 12,71 26,80 (-----------*----------)

TPC -5,22 8,87 22,96 (----------*-----------)

-----+---------+---------+---------+----

-12 0 12 24

T_1 = TPA restado de:

T_1 Inferior Centro Superior -----+---------+---------+---------+----

TPC -17,93 -3,84 10,25 (-----------*-----------)

-----+---------+---------+---------+----

-12 0 12 24

NITRÓGENO TOTAL (Silva, 2008) – SOLO ART. Fuente GL SC MC F P

ART 1 81 81 0,34 0,564

Error 20 4697 235

Total 21 4778

S = 15,33 R-cuad. = 1,70% R-cuad.(ajustado) = 0,00%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. --+---------+---------+---------+-------

TPA 11 24,55 15,22 (---------------*---------------)

TPC 11 20,71 15,43 (----------------*---------------)

--+---------+---------+---------+-------

12,0 18,0 24,0 30,0

Desv.Est. agrupada = 15,33

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de ART

Nivel de confianza individual = 95,00%

ART = TPA restado de:

ART Inferior Centro Superior --+---------+---------+---------+-------

TPC -17,47 -3,84 9,79 (----------------*----------------)

--+---------+---------+---------+-------

-16,0 -8,0 0,0 8,0

90

NITRITOS Fuente GL SC MC F P

C1 1 0,02 0,02 0,01 0,933

Error 8 20,51 2,56

Total 9 20,53

S = 1,601 R-cuad. = 0,09% R-cuad.(ajustado) = 0,00%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---------+---------+---------+---------+

Ef. PTAR 5 0,842 1,710 (---------------*----------------)

Pozo 5 0,754 1,485 (----------------*---------------)

---------+---------+---------+---------+

0,0 1,0 2,0 3,0

Desv.Est. agrupada = 1,601

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior +---------+---------+---------+---------

Pozo -2,423 -0,088 2,248 (------------------*-------------------)

+---------+---------+---------+---------

-2,4 -1,2 0,0 1,2

AMONIO Fuente GL SC MC F P

C1 1 640,8 640,8 9,23 0,016

Error 8 555,5 69,4

Total 9 1196,3

S = 8,333 R-cuad. = 53,56% R-cuad.(ajustado) = 47,76%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

Ef. PTAR 5 18,572 11,615 (--------*-------)

Pozo 5 2,562 1,996 (--------*-------)

------+---------+---------+---------+---

0 10 20 30

Desv.Est. agrupada = 8,333

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior ---+---------+---------+---------+------

Pozo -28,163 -16,010 -3,857 (---------*---------)

---+---------+---------+---------+------

-24 -12 0 12

NITRÓGENO TOTAL KJENDHALL

91

Fuente GL SC MC F P

C1 1 328,3 328,3 8,96 0,017

Error 8 293,2 36,7

Total 9 621,5

S = 6,054 R-cuad. = 52,82% R-cuad.(ajustado) = 46,92%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ----+---------+---------+---------+-----

Ef. PTAR 5 15,485 7,573 (----------*---------)

Pozo 5 4,026 3,994 (----------*---------)

----+---------+---------+---------+-----

0,0 6,0 12,0 18,0

Desv.Est. agrupada = 6,054

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior -----+---------+---------+---------+----

Pozo -20,289 -11,459 -2,630 (----------*----------)

-----+---------+---------+---------+----

-16,0 -8,0 0,0 8,0

FOSFATOS

Fuente GL SC MC F P

T 1 4,87 4,87 2,81 0,132

Error 8 13,89 1,74

Total 9 18,77

S = 1,318 R-cuad. = 25,96% R-cuad.(ajustado) = 16,71%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. -------+---------+---------+---------+--

Ef. PTAR 5 1,922 1,602 (----------*----------)

Pozo 5 0,526 0,953 (----------*-----------)

-------+---------+---------+---------+--

0,0 1,2 2,4 3,6

Desv.Est. agrupada = 1,318

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de T

Nivel de confianza individual = 95,00%

T = Ef. PTAR restado de:

T Inferior Centro Superior --+---------+---------+---------+-------

Pozo -3,318 -1,396 0,526 (------------*------------)

--+---------+---------+---------+-------

-3,0 -1,5 0,0 1,5

FÓSFORO TOTAL

Fuente GL SC MC F P

T 1 32,54 32,54 18,51 0,003

Error 8 14,07 1,76

Total 9 46,61

92

S = 1,326 R-cuad. = 69,82% R-cuad.(ajustado) = 66,05%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. --+---------+---------+---------+-------

Ef. PTAR 5 4,606 1,372 (--------*-------)

Pozo 5 0,998 1,279 (-------*--------)

--+---------+---------+---------+-------

0,0 1,6 3,2 4,8

Desv.Est. agrupada = 1,326

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de T

Nivel de confianza individual = 95,00%

T = Ef. PTAR restado de:

T Inferior Centro Superior --------+---------+---------+---------+-

Pozo -5,542 -3,608 -1,674 (---------*---------)

--------+---------+---------+---------+-

-4,0 -2,0 0,0 2,0

POTASIO

Fuente GL SC MC F P

T 1 2,7378 2,7378 54,00 0,000

Error 6 0,3042 0,0507

Total 7 3,0420

S = 0,2252 R-cuad. = 90,00% R-cuad.(ajustado) = 88,33%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---------+---------+---------+---------+

Ef. PTAR 4 8,0150 0,2252 (----*-----)

Pozo 4 6,8450 0,2252 (-----*----)

---------+---------+---------+---------+

7,00 7,50 8,00 8,50

Desv.Est. agrupada = 0,2252

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de T

Nivel de confianza individual = 95,00%

T = Ef. PTAR restado de:

T Inferior Centro Superior -+---------+---------+---------+--------

Pozo -1,5596 -1,1700 -0,7804 (-------*------)

-+---------+---------+---------+--------

-1,50 -1,00 -0,50 0,00

POTASIO (Silva, 2008). Fuente GL SC MC F P

T_1 2 5,79 2,90 1,04 0,369

Error 24 66,83 2,78

Total 26 72,62

S = 1,669 R-cuad. = 7,97% R-cuad.(ajustado) = 0,31%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. -----+---------+---------+---------+----

93

POZO 9 7,863 1,375 (-----------*----------)

TPA 9 8,733 2,061 (----------*-----------)

TPC 9 7,668 1,489 (-----------*----------)

-----+---------+---------+---------+----

7,0 8,0 9,0 10,0

Desv.Est. agrupada = 1,669

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de T_1

Nivel de confianza individual = 98,02%

T_1 = POZO restado de:

T_1 Inferior Centro Superior ---------+---------+---------+---------+

TPA -1,094 0,870 2,834 (-----------*------------)

TPC -2,159 -0,196 1,768 (-----------*-----------)

---------+---------+---------+---------+

-1,6 0,0 1,6 3,2

T_1 = TPA restado de:

T_1 Inferior Centro Superior ---------+---------+---------+---------+

TPC -3,029 -1,066 0,898 (-----------*------------)

---------+---------+---------+---------+

-1,6 0,0 1,6 3,2

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Fuente GL SC MC F P

C1 1 0,05917 0,05917 7,31 0,035

Error 6 0,04856 0,00809

Total 7 0,10773

S = 0,08996 R-cuad. = 54,92% R-cuad.(ajustado) = 47,41%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ----+---------+---------+---------+-----

Ef. PTAR 4 0,63950 0,03598 (----------*----------)

Pozo 4 0,46750 0,12203 (----------*----------)

----+---------+---------+---------+-----

0,40 0,50 0,60 0,70

Desv.Est. agrupada = 0,08996

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior --+---------+---------+---------+-------

Pozo -0,32765 -0,17200 -0,01635 (----------*---------)

--+---------+---------+---------+-------

-0,30 -0,15 0,00 0,15

CALCIO

Fuente GL SC MC F P

C1 1 95,5 95,5 5,83 0,052

Error 6 98,3 16,4

Total 7 193,8

S = 4,049 R-cuad. = 49,26% R-cuad.(ajustado) = 40,81%

ICs de 95% individuales para la media

94

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---------+---------+---------+---------+

Ef. PTAR 4 30,215 2,583 (--------*---------)

Pozo 4 37,125 5,110 (---------*---------)

---------+---------+---------+---------+

30,0 35,0 40,0 45,0

Desv.Est. agrupada = 4,049

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior --+---------+---------+---------+-------

Pozo -0,095 6,910 13,915 (-----------*----------)

--+---------+---------+---------+-------

-6,0 0,0 6,0 12,0

MAGNESIO Fuente GL SC MC F P

C1 1 2,387 2,387 8,47 0,027

Error 6 1,692 0,282

Total 7 4,079

S = 0,5310 R-cuad. = 58,53% R-cuad.(ajustado) = 51,61%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---+---------+---------+---------+------

Ef. PTAR 4 10,663 0,424 (----------*----------)

Pozo 4 11,755 0,620 (----------*----------)

---+---------+---------+---------+------

10,20 10,80 11,40 12,00

Desv.Est. agrupada = 0,531

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior -+---------+---------+---------+--------

Pozo 0,1738 1,0925 2,0112 (-----------*----------)

-+---------+---------+---------+--------

-0,80 0,00 0,80 1,60

SODIO Fuente GL SC MC F P

C1 1 615,13 615,13 133,21 0,000

Error 6 27,71 4,62

Total 7 642,83

S = 2,149 R-cuad. = 95,69% R-cuad.(ajustado) = 94,97%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---+---------+---------+---------+------

Ef. PTAR 4 36,837 0,510 (---*----)

Pozo 4 54,375 2,996 (----*---)

---+---------+---------+---------+------

95

36,0 42,0 48,0 54,0

Desv.Est. agrupada = 2,149

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior -----+---------+---------+---------+----

Pozo 13,819 17,538 21,256 (----*----)

-----+---------+---------+---------+----

0,0 7,0 14,0 21,0

BICARBONATO Fuente GL SC MC F P

C1 1 3520 3520 1,34 0,291

Error 6 15776 2629

Total 7 19296

S = 51,28 R-cuad. = 18,24% R-cuad.(ajustado) = 4,62%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ----+---------+---------+---------+-----

Ef. PTAR 4 192,21 54,24 (-----------*------------)

Pozo 4 234,16 48,14 (------------*-----------)

----+---------+---------+---------+-----

150 200 250 300

Desv.Est. agrupada = 51,28

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior -----+---------+---------+---------+----

Pozo -46,77 41,95 130,67 (--------------*--------------)

-----+---------+---------+---------+----

-60 0 60 120

CLORURO Fuente GL SC MC F P

C1 1 567 567 0,74 0,421

Error 6 4572 762

Total 7 5139

S = 27,60 R-cuad. = 11,04% R-cuad.(ajustado) = 0,00%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. +---------+---------+---------+---------

Ef. PTAR 4 33,68 32,04 (------------*-------------)

Pozo 4 50,52 22,30 (------------*-------------)

+---------+---------+---------+---------

0 25 50 75

Desv.Est. agrupada = 27,60

96

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior ------+---------+---------+---------+---

Pozo -30,92 16,84 64,60 (---------------*---------------)

------+---------+---------+---------+---

-30 0 30 60

SULFATO Fuente GL SC MC F P

C1 1 3216 3216 2,56 0,161

Error 6 7552 1259

Total 7 10769

S = 35,48 R-cuad. = 29,87% R-cuad.(ajustado) = 18,18%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. -------+---------+---------+---------+--

Ef. PTAR 4 59,08 46,01 (------------*-----------)

Pozo 4 18,97 20,02 (-----------*------------)

-------+---------+---------+---------+--

0 35 70 105

Desv.Est. agrupada = 35,48

Intervalos de confianza simultáneos de Tukey del 95%

Todas las comparaciones de dos a dos entre los niveles de C1

Nivel de confianza individual = 95,00%

C1 = Ef. PTAR restado de:

C1 Inferior Centro Superior +---------+---------+---------+---------

Pozo -101,49 -40,10 21,28 (-----------*-----------)

+---------+---------+---------+---------

-100 -50 0 50

97

ANEXO G. CARGAS Y COSTOS PROMEDIO DEL EFLUENTE EN EL PERIODO DE ESTUDIO (2009B-

2010A).

MES AÑO *CARGAS EFLUENTE (kg/d) COSTOS CARGAS (kg/d) COSTOS CARGAS (kg/mes)

COSTO TOTAL ($) SST DBO5 SST DBO5 SST DBO5

Enero 2010 24580 49563 $ 1.114.703 $ 5.256.156 $ 34.555.793 $ 162.940.841 $ 197.496.634

Febrero 2010 24099 48599 $ 1.092.890 $ 5.153.924 $ 30.600.910 $ 144.309.871 $ 174.910.781

Marzo 2010 28238 57164 $ 1.280.593 $ 6.062.242 $ 39.698.392 $ 187.929.508 $ 227.627.901

Abril 2010 28026 49735 $ 1.270.979 $ 5.274.397 $ 38.129.373 $ 158.231.903 $ 196.361.276

Mayo 2010 24880 42086 $ 1.128.308 $ 4.463.220 $ 34.977.548 $ 138.359.829 $ 173.337.377

Junio 2010 23572 42691 $ 1.068.990 $ 4.527.381 $ 32.069.706 $ 135.821.417 $ 167.891.123

Julio 2009 31560 59524 $ 1.403.158 $ 6.188.710 $ 43.497.886 $ 191.850.019 $ 235.347.904

Agosto 2009 27498 53876 $ 1.222.561 $ 5.601.488 $ 37.899.393 $ 173.646.119 $ 211.545.513

Septiembre 2009 30844 59716 $ 1.371.324 $ 6.208.673 $ 41.139.727 $ 186.260.176 $ 227.399.903

Octubre 2009 28475 50910 $ 1.265.999 $ 5.293.113 $ 39.245.954 $ 164.086.494 $ 203.332.447

Noviembre 2009 24540 51801 $ 1.091.048 $ 5.385.750 $ 32.731.452 $ 161.572.499 $ 194.303.951

Diciembre 2009 29863 49898 $ 1.327.709 $ 5.187.895 $ 41.158.978 $ 160.824.747 $ 201.983.725

PROMEDIO 27181 51297 $ 1.219.855,17 $ 5.383.579,01 $ 37.142.092,72 $ 163.819.451,75 $ 200.961.545

MIN 23572 42086

MAX 31560 59716

TOTAL $ 14.638.262 $ 64.602.948 $ 445.705.113 $ 1.965.833.421 $ 2.411.538.534

*Emcali (2009B, 2010A).

98

ANEXO H. ANOVA DE MACRONUTRIENTES DEL SUELO AL FINAL DEL

ESTUDIO.

ANOVA unidireccional: K (cmol/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T1) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 0,0898 0,0898 4,39 0,104

Error 4 0,0818 0,0204

Total 5 0,1716

S = 0,1430 R-cuad. = 52,35% R-cuad.(ajustado) = 40,43%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

Inicio 3 0,3000 0,0361 (----------*----------)

T1 - ART 3 0,5447 0,1990 (----------*-----------)

------+---------+---------+---------+---

0,20 0,40 0,60 0,80

Desv.Est. agrupada = 0,1430

ANOVA unidireccional: P-BrayII (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T1) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 1972 1972 18,42 0,013

Error 4 428 107

Total 5 2400

S = 10,35 R-cuad. = 82,16% R-cuad.(ajustado) = 77,70%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---------+---------+---------+---------+

Inicio 3 18,27 11,43 (-------*-------)

T1 - ART 3 54,53 9,14 (-------*--------)

---------+---------+---------+---------+

20 40 60 80

Desv.Est. agrupada = 10,35

ANOVA unidireccional: K (cmol/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T2) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 0,15717 0,15717 45,60 0,003

Error 4 0,01379 0,00345

Total 5 0,17096

S = 0,05871 R-cuad. = 91,94% R-cuad.(ajustado) = 89,92%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

Inicio 3 0,30000 0,03606 (-----*-----)

T2 - AP 3 0,62370 0,07479 (------*-----)

------+---------+---------+---------+---

0,30 0,45 0,60 0,75

Desv.Est. agrupada = 0,05871

99

ANOVA unidireccional: P-BrayII (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T2) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 1240 1240 7,25 0,055

Error 4 684 171

Total 5 1925

S = 13,08 R-cuad. = 64,44% R-cuad.(ajustado) = 55,55%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. -+---------+---------+---------+--------

Inicio 3 18,27 11,43 (---------*----------)

T2 - AP 3 47,03 14,55 (----------*---------)

-+---------+---------+---------+--------

0 20 40 60

Desv.Est. agrupada = 13,08

ANOVA unidireccional: P-BrayII (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T3) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 2761,5 2761,5 28,48 0,006

Error 4 387,9 97,0

Total 5 3149,4

S = 9,847 R-cuad. = 87,68% R-cuad.(ajustado) = 84,61%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---------+---------+---------+---------+

Inicio 3 18,273 11,427 (-------*-------)

T3 - APQ 3 61,180 7,959 (-------*------)

---------+---------+---------+---------+

20 40 60 80

Desv.Est. agrupada = 9,847

ANOVA unidireccional: K (cmol/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T3) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 0,19314 0,19314 25,63 0,007

Error 4 0,03015 0,00754

Total 5 0,22329

S = 0,08681 R-cuad. = 86,50% R-cuad.(ajustado) = 83,12%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. +---------+---------+---------+---------

Inicio 3 0,30000 0,03606 (--------*-------)

T3 - APQ 3 0,65883 0,11736 (--------*--------)

+---------+---------+---------+---------

0,16 0,32 0,48 0,64

Desv.Est. agrupada = 0,08681

ANOVA unidireccional: K (cmol/kg) vs. Tratamiento Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 2 0,0205 0,0102 0,52 0,618

Error 6 0,1179 0,0197

Total 8 0,1384

100

S = 0,1402 R-cuad. = 14,80% R-cuad.(ajustado) = 0,00%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. -------+---------+---------+---------+--

T1 - ART 3 0,5447 0,1990 (------------*-------------)

T2 - AP 3 0,6237 0,0748 (-------------*------------)

T3 - APQ 3 0,6588 0,1174 (------------*------------)

-------+---------+---------+---------+--

0,45 0,60 0,75 0,90

Desv.Est. agrupada = 0,1402

* NOTA * Se canceló el comando.

ANOVA unidireccional: P-BrayII (mg/kg) vs. Tratamiento Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 2 301 150 1,26 0,350

Error 6 717 120

Total 8 1018

S = 10,93 R-cuad. = 29,55% R-cuad.(ajustado) = 6,07%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ----+---------+---------+---------+-----

T1 - ART 3 54,53 9,14 (-----------*------------)

T2 - AP 3 47,03 14,55 (------------*------------)

T3 - APQ 3 61,18 7,96 (------------*------------)

----+---------+---------+---------+-----

36 48 60 72

Desv.Est. agrupada = 10,93

ANOVA unidireccional: N-NO3 (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T1) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 119,8 119,8 10,06 0,034

Error 4 47,6 11,9

Total 5 167,4

S = 3,450 R-cuad. = 71,56% R-cuad.(ajustado) = 64,45%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---+---------+---------+---------+------

Inicio 3 12,793 3,591 (----------*----------)

T1 - ART 3 3,856 3,303 (----------*----------)

---+---------+---------+---------+------

0,0 5,0 10,0 15,0

Desv.Est. agrupada = 3,450

ANOVA unidireccional: N-NH4 (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T1) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 177,41 177,41 33,63 0,004

Error 4 21,10 5,28

Total 5 198,51

S = 2,297 R-cuad. = 89,37% R-cuad.(ajustado) = 86,71%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

101

Inicio 3 11,563 3,235 (------*------)

T1 - ART 3 0,688 0,298 (------*-------)

------+---------+---------+---------+---

0,0 5,0 10,0 15,0

Desv.Est. agrupada = 2,297

ANOVA unidireccional: N-NH4 (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T2) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 166,52 166,52 29,64 0,006

Error 4 22,48 5,62

Total 5 189,00

S = 2,370 R-cuad. = 88,11% R-cuad.(ajustado) = 85,14%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

Inicio 3 11,563 3,235 (------*-------)

T2 - AP 3 1,027 0,881 (-------*-------)

------+---------+---------+---------+---

0,0 5,0 10,0 15,0

Desv.Est. agrupada = 2,370

ANOVA unidireccional: N-NO3 (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T2) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 196,32 196,32 21,52 0,010

Error 4 36,48 9,12

Total 5 232,81

S = 3,020 R-cuad. = 84,33% R-cuad.(ajustado) = 80,41%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

Inicio 3 12,793 3,591 (-------*-------)

T2 - AP 3 1,353 2,311 (-------*-------)

------+---------+---------+---------+---

0,0 6,0 12,0 18,0

Desv.Est. agrupada = 3,020

ANOVA unidireccional: N-NO3 (mg/kg) vs. Tratamiento (Inicio vs T3) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 224,36 224,36 32,54 0,005

Error 4 27,58 6,90

Total 5 251,94

S = 2,626 R-cuad. = 89,05% R-cuad.(ajustado) = 86,32%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

Inicio 3 12,793 3,591 (------*------)

T3 - APQ 3 0,563 0,945 (------*------)

------+---------+---------+---------+---

0,0 6,0 12,0 18,0

Desv.Est. agrupada = 2,626

ANOVA unidireccional: N-NH4 (mg/kg) vs. Tratamiento (inicio vs T3) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 1 172,23 172,23 32,48 0,005

102

Error 4 21,21 5,30

Total 5 193,44

S = 2,303 R-cuad. = 89,04% R-cuad.(ajustado) = 86,29%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ------+---------+---------+---------+---

Inicio 3 11,563 3,235 (------*-------)

T3 - APQ 3 0,848 0,378 (-------*------)

------+---------+---------+---------+---

0,0 5,0 10,0 15,0

Desv.Est. agrupada = 2,303

ANOVA unidireccional: N-NH4 (mg/kg) vs. Tratamiento (entre tratamientos) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 2 0,173 0,086 0,26 0,781

Error 6 2,013 0,336

Total 8 2,186

S = 0,5793 R-cuad. = 7,89% R-cuad.(ajustado) = 0,00%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---+---------+---------+---------+------

T1 - ART 3 0,6880 0,2976 (----------------*---------------)

T2 - AP 3 1,0270 0,8807 (----------------*---------------)

T3 - APQ 3 0,8480 0,3775 (---------------*---------------)

---+---------+---------+---------+------

0,00 0,50 1,00 1,50

Desv.Est. agrupada = 0,5793

ANOVA unidireccional: N-NO3 (mg/kg) vs. Tratamiento (entre tratamientos) Fuente GL SC MC F P

Tratamiento 2 17,73 8,86 1,55 0,286

Error 6 34,29 5,72

Total 8 52,02

S = 2,391 R-cuad. = 34,08% R-cuad.(ajustado) = 12,10%

ICs de 95% individuales para la media

basados en Desv.Est. agrupada

Nivel N Media Desv.Est. ---------+---------+---------+---------+

T1 - ART 3 3,856 3,303 (----------*----------)

T2 - AP 3 1,353 2,311 (-----------*----------)

T3 - APQ 3 0,563 0,945 (----------*----------)

---------+---------+---------+---------+

0,0 3,0 6,0 9,0

Desv.Est. agrupada = 2,391