Resumen de las estrategias para reducir las pérdidas de N al agua desde los sistemas agrarios

El proyecto NTOOLBOX se inicio en 2009, financiado por la Unión Europea, para identificar estrategias agrarias a nivel de finca que permitan reducir las pérdidas de N al agua. En el proyecto se han producido una serie de documentos que describen el estado de conocimiento científico y aplicado de la implementación de estrategias para reducir las pérdidas de N (NLRS, en sus siglas en inglés) a nivel de finca. Si explora esta WEB encontrará muchos de estos documentos en formato pdf o convertidos en páginas WEB. En esta página, proporcionamos un resumen de las estrategias identificadas.

Las NLRS han sido divididas en 8 categorías. Haga clic en el enlace resaltado para ampliar información sobre las estrategias identificadas para cada categoría:

  1. Almacenaje y tratamiento de residuos orgánicos
  2. Manejo de ganado
  3. Manejo de pastos para reducir pérdidas de N
  4. Aplicación de dosis ajustadas
  5. Mejores prácticas de manejo (BMP) de residuos orgánicos en suelos
  6. Estrategias para regadíos
  7. Ciclo eficiente de N a nivel de campo
  8. Manejo de la escorrentía, drenaje y aguas residuales

1. Almacenaje y tratamiento de residuos orgánicos

En cualquier explotación ganadera en la que los animales están estabulados durante un período (excluye sistemas extensivos basados en pastoreo) los residuos orgánicos necesitan ser recogidos y almacenados antes de ser aplicados en tierras de cultivo. Surgen problemas cuando la capacidad de almacenaje para los residuos es insuficiente y los granjeros se ven obligados a aplicar los residuos en épocas no adecuadas. Este problema es especialmente relevante en las regiones del norte en las que hay un riesgo de contaminación cuando se aplican estiércoles durante el invierno en terrenos helados y/o en los que no hay un crecimiento activo de los cultivos. Por esta razón, el aumento de la capacidad de almacenaje es recomendable. El compostaje de residuos o emplear camas de establo con alto contenido de C, como la paja, puede ayudar a conservar N favoreciendo la conversión de N disponible en formas más estables de N orgánico. El riesgo de contaminación de cursos de agua con la escorrentía de las pilas de estiércol puede ser reducido colocando las pilas en lugares alejados de cursos de agua o sistemas de drenaje. Cubrir las zonas de almacenaje de estiércoles reduce la escorrentía, reduciendo por tanto la cantidad de aguas sucias que deben ser recogidas y almacenadas antes de su aplicación al terreno. También mejora la calidad de los estiércoles, ya que algunos nutrientes valiosos, particularmente potasio, son conservados en el estiércol. También se recomienda almacenar los estiércoles sobre soleras de hormigón con un sistema de recogida de efluentes, previniendo el transporte de nutrientes por escorrentía y lixiviación. Actualmente existen equipos disponibles para separar la fracción líquida y sólida de los residuos de forma que cada componente pueda reutilizarse por separado, por ejemplo el componente sólido puede emplearse como mejorador del suelo, fertilizante orgánico o componente de un sustrato para plantas obtenido por compostaje. La fracción líquida contiene baja concentración de nutrientes que están en forma disponible y puede ser utilizada de forma similar a un fertilizante mineral o en fertirrigación. Finalmente, convertir el 'problema' de los residuos en la granja en un recurso que pueda ser utilizado para la generación de energía utilizando digestión anaerobia. El proceso concentra los nutrientes en el material de partida haciendo que se requiera menos energía para mover y aplicar el material digerido. Esta es una solución ideal para abordar el problema de las pérdidas de N al agua desde las granjas, particularmente desde las explotaciones ganaderas intensivas (ILOs en sus siglas en inglés).

2. Manejo de ganado

Las estrategias de manejo del ganado se basan en mejorar la eficiencia de la dieta empleada, de forma que las cantidades excretadas por los animales puedan ser minimizadas. En las granjas lecheras una opción es disminuir el número de terneras jóvenes y reducir la tasa de renovación de los animales. Esta opción funciona ya que en las vacas más adultas, una mayor proporción de la proteína de la dieta es destinada a la leche y una menor a mantenimiento; en consecuencia, la excreción de N por kg de leche producido es menor en vacas más adultas. Otra estrategia es reducir los niveles de N en la dieta. Evitando excesos de N en la dieta tanto como sea posible, la cantidad de N no utilizada por el animal así como la excretada es reducida. Proporcionar dietas optimizadas nutricionalmente para un estado de desarrollo o reproductivo concreto (en el caso de vacas lecheras, un ciclo de lactación) se conoce como alimentación por fases. Permite un uso más completo de los nutrientes de la dieta para la producción animal, y una menor excreción de los nutrientes en exceso. En rumiantes, equilibrar el N y los carbohidratos en la dieta para optimizar la función del rumen puede también llevar a una mayor eficiencia de la dieta.

3. Manejo de pastos para reducir las pérdidas de N

Los pastizales pueden ser importantes focos de lixiviación de nitratos en las granjas ganaderas. Las estrategias de manejo de los pastizales se centran en eliminar las áreas de alto riesgo (ej. en torno a comederos, puertas) y en facilitar mayor uniformidad en el movimiento de los animales en el pastizal y al mismo tiempo en la distribución de los excrementos y orines. El excesivo pisoteo de los animales produce compactación en suelos húmedos. Los suelos pueden embarrarse produciéndose reducción en infiltración y aumento de la escorrentía. La reducción del daño del ganado en la estructura del suelo por el pisoteo puede lograrse desplazando regularmente los comederos y abrevaderos, situando estos puntos de abastecimiento sobre superficies duras, localizar puertas alejadas de las áreas e alto riesgo, y reduciendo la carga de ganado cuando el suelo está húmedo. Impedir el acceso del ganado a las aguas superficiales también está recomendado vallando los cursos de agua, proporcionando sistemas alternativos para beber y construir puentes para el paso del ganado sobre los ríos y arroyos. Otra estrategia para reducir las pérdidas de N de los pastizales es aumentar el contenido de trébol del pasto. Reduce las necesidades de fertilización nitrogenada; así la lixiviación de nitratos es generalmente menor desde los pastos no fertilizados mezcla de gramíneas y trébol que desde los que reciben fertilización nitrogenada mineral, tanto si son pastados por ovejas como por vacas. Hay también evidencia de que los pastos antiguos y permanentes presentan mayores pérdidas de N por lixiviación que pastos jóvenes sembrados más recientemente. Por lo tanto, es aconsejable resembrar viejos pastos permanentes. Además, reducir la carga ganadera de los pastos permite una disminución de la cantidad de orines y excrementos depositados en los pastizales. Finalmente, en Nueva Zelanda se han utilizado con éxito la aplicación directa de inhibidores de la nitrificación para reducir la lixiviación de nitratos en pastizales, aunque esta tecnología no está disponible comercialmente en Europa. Estos inhibidores ralentizan la conversión biológica de amonio a nitrato reduciendo el riesgo de lavado.

4. Aplicación de dosis ajustadas

Aplicar sólo la cantidad necesaria de N en forma orgánica o mineral es otra manera de reducir el riesgo de lixiviación de N. Las dosis óptimas de fertilizantes pueden determinarse utilizando las recomendaciones locales, programas de ordenador y muestreos de suelo previos a la aplicación del fertilizante. Una vez decidida la dosis óptima, pueden ser ajustadas utilizando en la campaña indicadores del estado de nutrición nitrogenada del cultivo. Hay un buen número de equipos en el mercado que incluyen medidores de clorofila manuales, sensores montados en tractores y servicios basados en control remoto.

5. Mejores prácticas de manejo (BMP) de residuos orgánicos en suelos

Mejorar el almacenamiento y manejo de los residuos orgánicos puede reducir las pérdidas de N al agua, pero el mayor riesgo aparece cuando los residuos son aplicados al suelo. Este riesgo puede ser reducido no aplicando residuos en áreas de alto riesgo, como zonas adyacentes a cursos de agua, suelos poco profundos sobre rocas fisuradas o suelos que se agrietan en terrenos drenados, zonas con una red densa de drenaje superficial o depresiones húmedas que vierten a un curso de agua próximo. Además, se recomienda la aplicación de residuos orgánicos al terreno cuando las condiciones son óptimas, como cuando hay un bajo riesgo de lavado o arrastre de nutrientes. En muchas regiones ya existe legislación que prohíbe la aplicación en períodos de alto riesgo, por ejemplo cuando el suelo está helado. El testado de los residuos orgánicos debería utilizarse para cuantificar el N disponible antes de aplicarlo en el terreno. Las muestras pueden ser enviadas al laboratorio o analizadas en la explotación con un kit. Además para evaluar el N disponible contenido en el residuo, es importante estimar adecuadamente la liberación del N durante la campaña de crecimiento utilizando tablas de referencia o programas informáticos. Finalmente, el mantenimiento regular y la calibración de los equipos de aplicación de residuos orgánicos aseguran una aplicación uniforme y ajustada.

6. Estrategias para regadíos

Los regadíos constituyen un caso especial en los que la lixiviación de nitratos está fuertemente relacionada con el manejo del agua. En los sistemas de regadío, además de seguir las recomendaciones ya indicadas, los agricultores deberían ajustar la cantidad de agua aplicada a las necesidades del cultivo. Esto requiere una correcta programación del riego basada en la evapotranspiración de los cultivos, aumentando en lo posible la frecuencia de riego y disminuyendo la dosis. La fertirrigación (suministro de nutrientes en el agua de riego) permite la aplicación precisa y frecuente de nutrientes para coincidir con las necesidades del cultivo. El resultado es la disminución de las dosis de fertilizante aplicadas, lo que disminuye el coste y el riesgo de lixiviación. Finalmente, actualizar el sistema de riego existente a uno que permita mayor eficiencia en el uso del agua resultará en una disminución del lavado de nitratos por debajo del sistema radical durante el crecimiento del cultivo. Sin embargo, es importante que no quede en el suelo un exceso de N residual después de la cosecha, ya que será susceptible de ser lavado con las lluvias de otoño. En esto sistemas de regadío se deben emplear estrategias para optimizar el uso de fertilizante durante el crecimiento del cultivo y maximizar la eficiencia de uso del N en el sistema para asegurar que el lavado de nitratos no es simplemente pospuesto a la época invernal.

7. Ciclo eficiente de N a nivel de campo

Las estrategias para asegurar el uso más eficiente de N en el sistema de cultivo están fuertemente relacionadas con la aplicación de dosis ajustadas. El fraccionamiento de las aplicaciones de residuos orgánicos o fertilizantes puede facilitar que el suministro de N coincida con la demanda del cultivo. Dado que la alteración del suelo (ej. laboreo) estimula la liberación de N de la materia orgánica o de los residuos de cultivo, es recomendable realizar las labores para el establecimiento del cultivo poco antes de la siembra o plantación. De esta forma se asegura que hay un cultivo en crecimiento y capaz de absorber el N liberado poco después de la labor. Los cultivos captura son cultivos cubierta que se siembran para absorber el N disponible en el suelo y así controlar las pérdidas por lixiviación. Se recomienda a los agricultores emplear cultivos captura cuando sea posible, pero especialmente después de un cultivo que deje altos niveles de N residual después de cosecha. Otra alternativa es la incorporación de residuos con elevada relación C:N en el suelo para promover la inmovilización de N mineral y reducir el riesgo de lavado. La paja u otros residuos de alta relación C:N pueden actuar como una ‘esponja’ que retiene el N inorgánico en el suelo durante la estación en la que no se produce crecimiento del cultivo. Incluir leguminosas fijadoras de N en la rotación puede disminuir la dependencia de fertilizantes nitrogenados. Cuando los abonos verdes fijadores de N (ej. trébol, veza, alfalfa) son incorporados al suelo, el N vegetal pasa a formar parte del reservorio de N orgánico del suelo que es gradualmente mineralizado para futuros cultivos. Este proceso presenta menor tendencia a producir una acumulación de nitratos en la solución suelo y por tanto reduce la lixiviación de nitratos.

Los fertilizantes de liberación lenta o controlada tienen un recubrimiento protector o encapsulado que controla la entrada del agua y la tasa e disolución, y/o pueden contener un inhibidor de la nitrificación. La liberación de nutrientes desde estos fertilizantes está más sincronizada con la absorción de la planta, y las pérdidas por desnitrificación o lixiviación disminuyen.

La eficiencia del ciclo de N en los sistemas de cultivo puede mejorarse utilizando rotaciones en las que se alternan cultivos eficientes e ineficientes. El objetivo general de esta estrategia es diversificar la rotación de cultivos de forma que cultivos que tengan sistemas radicales superficiales y dejan detrás de ellos altos niveles de nitrato en el suelo, alternen con cultivos de sistemas radicales profundos que puedan capturar el N residual de los horizontes inferiores del suelo evitando así su lixiviación por debajo de la zona de raíces.

8. Manejo de la escorrentía, drenaje y aguas residuales

Las estrategias de manejo de la escorrentía, drenaje y aguas residuales pueden denominarse soluciones de ‘final de tubería’ al problema de la contaminación de nitratos. Cuando todas las estrategias aplicables del presente catálogo se ponen en práctica, todavía queda algún riesgo de contaminación de aguas por nitratos derivados de la actividad agraria. Esto es particularmente cierto en áreas en las que períodos de lluvia intensos y abundantes pueden producir cantidades importantes de agua sucia efluyendo de los campos de cultivo y granjas. Para reducir el riesgo de contaminación de nitratos en estas situaciones es recomendable crear vías de agua para la separación de aguas limpias y sucias. Esto reduce el riesgo de dirigir las aguas sucias hacia los cursos de agua y también el tamaño de los tanques de almacenamiento de aguas sucias necesarios en las explotaciones. En los campos recién labrados existe un riesgo de arrastre de sedimentos y nutrientes en la escorrentía después de una lluvia fuerte. La instalación de lagunas de sedimentación puede permite recolectar la escorrentía superficial de los campos y la deposición de los sedimentos, mientras que las plantas acuáticas que crezcan en las lagunas pueden absorber el exceso de nutrientes; el agua que vierte fuera de la laguna está por lo tanto relativamente limpia. De forma similar, pueden construirse humedales artificiales para tratar las aguas sucias recogidas de las zonas de escorrentía en la explotación. En los bordes de los ríos y humedales pueden plantarse bandas con vegetación de ribera. Estas bandas de hierba y/o árboles reducen la velocidad de la escorrentía, permitiendo al agua infiltrarse en el suelo (incorporándose al flujo subsuperficial) donde es más susceptible de ser absorbida por las plantas o desnitrificada por los microorganismos.