Sistemas de Producción Agropecuarios y su Influencia en la Contaminación de Aguas

Superficiales y Profundas Fernando García PréchacDirector de la DGRN-MGAP

Tacuarembó, 12 de julio de 2019

Indice de la Presentación

1. Causas y Procesos por los cuales las aguas superficiales se contaminan, principalmente con Fósforo, considerada como la causa principal de las floraciones de cianobacterias.

2. La Contaminación con P en Uruguay y la hipótesis de la mayor contribución de la Producción Lechera.

3. Propuestas y Medidas para mitigar el problema; su aplicación hasta la fecha en la Cuenca del Santa Lucía y las que se irán tomando a futuro.

4. Contaminación de aguas subsuperficiales.

5. Rotaciones Pasturas-cultivos, ejemplo de sistemas Agroecológicos (Sostenibles) en ROU.

6. Forestación y sus efectos en Degradación de Tierras y Aguas-

Informe de DINAMA de Monitoreode Calidad de Aguas en la Cuencas

del Río Negro

(https://www.dinama.gub.uy/oan/documentos/uploads/2017/05/Informe-Rio-Negro-2015_VF-1.pdf)

Fuentes difusas

Erosión:Cont. Particulada

Escurrimiento: Cont. Soluble

contaminan aguas superficiales

Mecanismos de Contaminación con P

Fuentes Puntuales:

Llegada de efluentes (Urbanos e Industriales)

contaminados a las aguas.

Piletas de Tratamiento de Efluentes de Joanicó

Cañada que viene de las piletas cruzando el Establecimiento Joanicó y llegando a Represa

Vertedero de la Represa de Canelón Grande

El Problema de P en Aguas Superficiales en Uruguay

Fósforo disuelto (PD) en el agua de las cuencas indicadas, Otoño de 2014 (Carrasco-

Letelier et al., 2014, Rev. INIA No. 39).

Padrones catastrales con actividad Lechera según datos del SNIG y DICOSE en 2018 (Informe de S. Delgado, DGRN-MGAP)

Boca del Yi

Arroyo Grande

Niveles críticos para fertilizar con P en Uruguay (C. Perdomo, Fagro-Udelar,com.pers.)

Cultivo ppm P Bray I

Alfalfa 18-20

Trebol blanco 14-16

Trebol rojo 12-14

Lotus 10-12

Soja 10-12

Trigo 12-14

Cebada 12-14

Por encima de 30 ppm la probabilidad de respuesta al agregado de P de cualquier cultivo es prácticamente nula (Ministry of Agriculture, Fisheries

and Food, UK, 1994).

% de muestras de suelo analizadas con P Bray 1 MAYOR al valor en colores(Laboratorio INIA-Estanzuela, Andrés Berreta, com. Pers.)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

5

10

15

20

25

30

A.Sharpley, 2015, In Hoffman et al. (Eds), IV Simp. Nac. de Agricultura, Fagro-Udelar.

Proyecto INIA-FPTA : Impacto de la producción lechera en la calidad del agua

2009-2012

Rafael Arocena, Guillermo Chalar, Carlos Perdomo, Daniel Fabián, Juan Pablo Pacheco, Mauricio González, Vanesa Olivero,

Macarena Silva, Patricia García

•Sección Limnología, Instituto de Ecología y Ciencias Ambientales, Facultad de Ciencias, UDELAR

•Departamento de Suelos y Aguas, Facultad de Agronomía, Universidad de la República, Uruguay

Agricultura

Productividad

AgriculturaAgriculturaAgricultura Campo naturalAgricultura Campo naturalAgricultura Campo naturalAgricultura

Niveles de P Bray1 en el suelo (0-15 cm)(datos de una pastura y de un sitio por cuenca)

P Total en Agua Superficial: Datos de G. Chalar (Fcien)Promedios de 12 muestreos de 9/09 a 9/10

C. ControlC. ControlC. ControlC. Control

A.Sharpley, 2015, In Hoffman et al. (Eds), IV Simp. Nac. de Agricultura, Fagro-Udelar.

Recomendaciones (Perdomo y García Préchac, 23/3/13 e Inf. De 4 Decanos al CDC-Udelar, 21/5/13) para actividades Agropecuarias

Controlar la erosión de suelos, extendiendo a todas las actividades agrícolas y pecuarias de esta cuenca la normativa que el MGAP ha comenzando a aplicar a la agricultura cerealera.

Controlar la fertilización fosfatada, permitiéndola solo cuando los análisis de suelo arrojen valores de P soluble por debajo de los niveles críticos determinados por la investigación nacional disponible.

Establecer áreas de exclusión aledañas a los cursos y embalses de aguas superficiales, incluyendo la recuperación de la vegetación ribereña, así como la exclusión de la llegada directa de animales a abrevar en dichas aguas.

Necesidad de mejorar los vertidos de los efluentes de los tambos a través de la aplicación de tecnologías de tratamiento y su correcta gestión. También, la importancia de controlar los feed-lots y otras fuentes puntuales asociadas a confinamientos de animales.

Acumulación en Superficie

(Estratificación) de P en los Suelos

Factor de estratificación (FE) (C. Perdomo, Fagro-Udelar, com. pers.)

FE: Resultados de 32 Sitios en Predios Lecheros de Florida:

• Promedio=4,0

• Max. =8,6

• Min.=1,3

PBray1 (mg. kg-1)

0 20 40 60 80 100

Sitio 21

FE= 1,49

0 20 40 60 80 100

Pro

fundid

ad (

cm

)

0,0

2,5

7,5

15,0

PBray1 (mg. kg-1)

Sitio 1

FE=1,32

Sitio 8

FE= 3,90

𝐹𝐸 =𝑃 𝐵𝑟𝑎𝑦1 (0 − 2,5 𝑐𝑚)

𝑃 𝐵𝑟𝑎𝑦1 (0 − 15𝑐𝑚)

Sitio 17

FE: 7,50

Perdida de P total anual, discriminado en P soluble y P particulado, en relación a la combinación de tipo de uso de suelo, laboreo y rotación, así como a la dosis de P2O5 ha-1

agregada en el Sitio EEMAC para el setiembre 2012 a setiembre 2013. (Perdomo et al., 2015)

0

1

2

3

4

5

6

CN LC-RP SD-RP SD-AC LC-RP SD-RP

P e

xp

ort

ad

o c

on

el

ag

ua

de

dre

na

je(k

g h

a -1

añ

o-1

)

Tratamiento (Laboreo-Rotacion)

P soluble P particulado

0P 0P 200P 200P0P

“El control de la Erosión no sería suficiente por si solo para resolver este problema, ya que aun considerando solamente la salida de P particulado del predio, resulta obvio que en suelos con alta estratificación, con tasas de erosión cercanas al umbral de 7 Mg/ha. año ya se estaría superando el valor límite del Índice de P (5 kg/ha.año). Por tanto, se debería controlar además la fertilización fosfatada excesiva e incorporar el fertilizante fosfatado al suelo, para así disminuir la estratificación de P en las primeras capas del suelo”.

Además, Areas “Filtro” (Buffer) antes de la llegada del escurrimiento superficial a los cuerpos de aguas superficiales-

Buenas Prácticas

*Sustancias

móviles

NO3-

“se lavan” y permanecen sin

cambio en el ambiente anaerobio

del acuífero.

“contaminan aguas profundas”

Contaminación de aguas subterráneas

NItrato en aguas profundas

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

Bajo Medio Alto

% M

ue

str

as e

n c

ad

a c

ate

go

ria

Bajo <= 3 ppm

Medio > 3 y <10

Alto >= 10 ppm

Resultados de 80 Predios Productivos en 10 subcuencas del Santa Lucía Chico, afluentes a la Represa de OSE en Paso Severino

(Proyecto INIA-FPTA, Fcien-Fagro-Udelar; Arocena et al., Perdomo et al.)

Causas de Contamianción de aguas subterráneas con nitratos y coliformes en el litoral sudoeste del Uruguay

O. Casanova, C. Perdomo y V. Ciganda(Agrociencia 2001)

355 muestras de aguas subterráneas sacadas entre 1996 y 1999 en Soriano, Colonia, San José y Canelones.

Los pozos fueron clasificados por varios criterios; el que mostró relación con los resultados fue su cercanía (menos de 50 m) o lejanía (más de 50 m) de Fuentes Puntuales de Contaminación generalmente orgánica de origen humano (aguas servidas y cámaras sépticas) o animal (restos de salas de ordeñe, gallineros, porquerizas, feedlots, etc.).

En 144 muestras de Aguas Superficiales, no se detectaron contenidos importantes de nitratos.

Si bien los AgroquímicosMonitoreados por DINAMA no han

presentado valores sobre los nivelesde referencia,

1) No se han monitoreado aún todos los que se usan.2) Se debe prevenir y mitigar excesos.

Comparación de Rotaciones de Cultivos y Pasturas vs. Agricultura Continua

Uso de insumos en cuatro sistemas de producción ensayados durante 12 años: 1993-2005, EEMAC-FA-UDELAR (Siri-Prieto et al, 2005).

Las Rotaciones de cultivos y pasturas utilizanaproximadamente50% menos de Agroquímicos y Combustibles que los sistemas de Agricultura continua.

Adopted by the fourth Global Soil Partnership Plenary Assembly | 06/2016

Principales Amenazas y Recomendaciones

Se identificaron 10 amenazas para los suelos del mundo.

Las 3 más importantes, a escala global y en orden decreciente: 1)La Erosión, 2)La Pérdida de Carbono Orgánico y 3) el Desbalance de Nutrientes.

Principales Recomendaciones para atacarlas:

1) Minimizar el disturbio de los suelos, evitando su laboreo mecánico.

2) Mejorar y mantener la cobertura orgánica protectora de los suelos, usando cobertura por residuos y cultivos de cobertura.

3) Cultivar un amplio rango de especies de plantas, tanto anuales como perennes, en asociaciones, secuencias y rotaciones que pueden incluir árboles, arbustos, pasturas y cultivos.

4) Manejar juiciosamente la fertilización de cultivos y pasturas con fertilizantes industriales y orgánicos, así como todos los demás agroquímicos.

RESULTADOS DE LA EXPERIMENTACIÓN NACIONAL DE LARGO PLAZO

EROSION

Erosión anual promedio (Ton/ha) de 6 años, ajustada a 100 m de pendiente, en dos sitios con suelos de erodabilidad muy contrastante en INIA-La Estanzuela, e INIA-33

UE Palo a Pique (García Préchac et al. 2004).

CC: Cultivo Continuo CPR: Rot. Cultivos-Pasturas

CT: Laboreo Convencional, RT: Lab. Reducido, NT: Siembra Directa

Tolerancia para ambos suelos

RESULTADOS DE LA EXPERIMENTACIÓN NACIONAL DE LARGO PLAZO

CONTENIDO DE CARBONO ORGANICO DEL

SUELO

Contenido de Carbono Orgánico (COS) a lo largo del tiempo en 5 sistemasde uso del suelo en el experimento iniciado en 1963 en La Estanzuela.

Profundidad de muestreo 15 cm (Quinke et al., 2012). Siembra Directa desde 2007Cincel y

disqueraArado

-COS disminuyó en CC sin fertilización con N y P; el ultimo valor es 45% del original. -En CC con fertilización N - P, COS se equilibró alrededor del 72% del original. -COS es mayor en las RCPs; más con mayor tiempo bajo pasturas y menos bajo cultivos.

Carbono Orgánico del Suelo (COS) Total y sus fracciones físicas (Mg/ha), 0-3 cm, 10 años de inicado el experimento en EEMAC (Salvo et al., 2010).

0

2

4

6

8

10

12

CCCT ROTCT CCNT-C3 CCNT-C4 ROTNT-C3 ROTNT-C4

Total SOC

C-MAOM

C-POM

Laboreo Siembra Directa

Siembra Directa (NT) > Laboreo Convencional(CT).

En CT, Rotaciones (ROT) > Cultivo Continuo (CC).

En CC, C.POM C4 > C-POMC3.

Disminución del Contenido de Carbono Orgánico de los Suelos: 2̴0% del promedio del año 2002 hasta el año 2014 (13 años).

Lo anterior determina disminución de la Capacidad de Intercambio Catiónico, por lo tanto de la Cantidad de CationesIntercambiables, uno de las cuales es el K, y por lo tanto disminución de pH.

La disminución de Materia Orgánicadetermina no solo menordisponibilidad de N sino también de S en los suelos.

También, menor contenido de MateriaOrgánica determina empeoramientode las propiedades físicas de los suelos(peor estructura).

En Síntesis: DEGRADACIÓN DE LOS SUELOS

El Plan Ambiental Nacional para el Desarrollo Sostenible (Aprobado por el Gabinete Ambiental en Diciembre de 2018), establece:

Objetivo 2.2, Promover prácticas productivas que reduzcan el impacto ambiental de las actividades agropecuarias, y su

Meta 2.2.1 es “Prácticas agropecuarias con base en los elementos de la Agroecología”

El Plan dice que tomará la Definición en la Ley de Agroecología, que con el No. 19717 del 19 de enero de 2019 establece que es “La aplicación de los conceptos y principios ecológicos

al diseño y manejo de ecosistemas agrícolas sostenibles''.

Los elementos de la Agroecología que se indican en la pág. Web de FAO (http://www.fao.org/agroecology/home/es/):

• Diversidad, • Creación conjunta e intercambio de conocimientos (Co-

innovación), • Sinergia, • Eficiencia,• Reciclaje, • Resiliencia, • Valores humanos y sociales, • Cultura y tradiciones alimentarias, • Gobernanza responsable y• Economía circular y solidaria.

En Uruguay, las Rotaciones de Cultivos anuales y Pasturas perennes, son los sistemas de producción agropecuaria que cumplen con la gran mayoría de

esos elementos de la Agroecología identificados por FAO.

• Son diversos, ya que incluyen producción de cultivos y producción animal. Generan un mosaico en el espacio que ocupan.

• Son producto de la investigación nacional (DURANTE MAS DE 50 AÑOS) y su aplicación por los productores; durante los últimos 30 años del siglo XX y hasta la primera mitad de la primera década del presente siglo, fueron los adoptados masivamente por los productores agropecuarios (Co innovación).

• Los cultivos aprovechan la fijación simbiótica de Nitrógeno por las pasturas con leguminosas, así como el corte de los ciclos de malezas, plagas y enfermedades que los atacan durante el período bajo pasturas (Sinergia).

• Lo anterior también resulta en mayor Eficiencia y Economía Circular en el uso de insumos: las pasturas aprovechan la fertilidad residual de la aplicación de P a los cultivos y los cultivos el N fijado simbióticamente por las pasturas. También, el mantenimiento del contenido de Materia Orgánica del suelo asegura la disponibilidad de azufre (S).

• Los cultivos aprovechan la devolución de K al suelo en la orina y heces de los animales en pastoreo directo de las pasturas de la rotación(Reciclaje).

• La diversidad de productos aporta resiliencia al sistema frente a las variaciones interanuales de clima y de precios de insumos y productos.

Además de lo visto sobre Erosión, Carbono y agroquímicos, las rotaciones de cultivos y pasturas con siembra directa en Uruguay:

Han mostrado biodiversidad en el suelo semejante a las del campo natural (Tesis de M.Sci. de Stella Zerbino, 2005, Fcien-Udelar).

Esto, junto con la dispersión o mosaico espacial, el menor uso de agroquímicos, así como la diversidad floral (en particular las de las forrajeras de las pasturas), ofrece mayores posibilidades a los polinizadores.

Entre las Líneas de Acción de la meta 2.2.1 del Plan Nacional para el Desarrollo sostenible están:

• “Recuperar significativamente el área de cultivos agrícolas anuales realizada en rotaciones con pasturas”.

• “Lograr que el área de cultivos agrícolas anuales que permanezca en sistemas de cultivos continuos en proporción significativa no incluya ninguno que se repita todos los años en el mismo sitio (monocultivos)”.

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• Actualmente, los Planes de Uso y Manejo Responsable Presentados ante la DGRN

• 61,2 son rotaciones agrícolas puras

• 38,8% son rotaciones de cultivos y pasturas permanentes

Por lo tanto, la implementación del Plan Nacional para el Desarrollo Sostenible

deberá abordar las políticas para, al menos, invertir las proporciones actuales que indican los Planes de Uso y Manejo de

Suelos.

En la Cuenca del Tacuarembó, enparticular en su parte alta, el usopredominante de la tierra el FORESTAL.

Síntesis de Resultados de la investigación Nacional sobre suefectos en:

Las Propiedades de los Suelos y en

El regimen hídrico.

Informe Nacional sobreDegradación de Tierras entre 2000 y 2015.

Trabajos liderados por el Prof. Jorge Hernández, Dep. de Suelos y Aguas

– Fagro – Udelar.

Resultados de numerosos estudios durante 10 años del ciclo de los

nutrientes y el contenido de CORG de suelos bajo forestación comercial con

eucaliptos.

Muestran claramente que si se exporta solamente la madera de los

árboles y se dejan en el sitio las hojas, ramas y la corteza de los fustes, las

bases (Ca, K, Mg) constituyen lo principalmente exportado; aunque buena

parte de esas magnitudes exportadas son repuestas luego de la

descomposición completa de los restos indicados.

Se modifica el pH, acidificándose la parte superior del suelo mineral,

debajo del mantillo u horizonte “0” que se forma sobre el suelo forestado.

El contenido de carbono orgánico de los suelos forestados, luego de un

turno de crecimiento (10 – 20 años): 1) se identifica la presencia del nuevo

horizonte orgánico (“O”) formado por la acumulación de hojarasca sobre el

suelo mineral; 2) en este, se observa en general alguna disminución cerca de

la superficie y una acumulación en la base del horizonte A y sobre el B o en

este. En el balance, los suelos forestados tienden a ganar algo de contenido

de CORG en relación al uso bajo pasturas precedente, siendo la mayor causa

de diferencia la presencia del horizonte “0”.

Resultados Hidrológicos del Prof. Luis Silveira, IMFIA-Fac. de Ingeniería-Udelar.

1) Trabajo en la cuenca del Río Tacuarembó hasta Paso Aguiar (2697 km2; 540 km2

forestados), en el que se realizó la comparación de la magnitud del escurrimiento anual entre los períodos pre y post forestación (1975 al 1993, vs. 1994 vs 2008). La reducción en el período post forestación fue entre 8.2 y 36.5%, dependiendo de la magnitud de la precipitación en el año. La reducción del escurrimiento fue mayor en primavera-verano (25.3-38.4%) y menor durante el otoño-invierno (15-20.3%).

2) Trabajo sobre microcuencas de 100 – 200 ha, en el litoral oeste. Una de las microcuencas plantada con Eucaliptos y la otra bajo pasturas naturales. El trabajo obtuvo y analizó datos desde 2006 a 2014. La descarga específica anual promedio disminuyó aproximadamente 17% en la cuenca forestada. Esta reducción de escurrimiento fue equivalente a la intercepción de precipitación promedio anual realizada por parte aérea de los árboles. Al igual que en el estudio en el Río Tacuarembó, la reducción de escurrimiento fue mayor en períodos secos. Los datos monitoreados de la altura del nivel freático con piezómetros, no mostraron diferencias conclusivas en la recarga de agua subterránea entre ambos usos del suelo.

3) Trabajos iniciados por F. García Préchac y continuados por el Prof. Mario Pérez Bidegainde Fagro-Udelar, demuestran menor retención de agua en los suelos forestados por mayor hidrofobicidad. Ello puede ser explicación de los resultados de Silveira en cuanto la recarga de agua subterránea.

Taller Nacional de Secuestro de Carbono en sistemas Agropecuarios (2/10/18, INIA-La Estanzuela) Presentadopor del Ing. Agr. Alfredo Blum del MVOTMA, Punto Focal ante la Conv. De las Nac. Unidas para la Lucha contra la Desertificación. Meta de Neutralidad de la Degradación de Tierras. Informe Nacional de cambio 2000-2015. (http://www.inia.uy/Documentos/P%C3%BAblicos/INIA%20La%20Estanzuela/Actividades%202018/2%20de%20octubre%20secuestro%20de%20carbono/taller%20nacional%20sobre%20secuestro%20de%20carbono%202%20de%20octubre%20del%202018%20Alfredo%20Blum.pdf)

Tierra Mejorada 7,88%Degradada 25,63%Estable 65,48%

Surje de la combinación de la evolución de:-Productividad (NDVI)-Tipo de Cobertura-Carbono del Suelo

Muchas Gracias

Fernando García PréchacDirector de la DGRN-MGAP

Ex Profesor de Suelos y Aguas, Fagro-Udelar