Instalación de una caja de control de agua. Crédito:Dan Jaynes
La primavera en el corazón de Estados Unidos a menudo es húmeda. Eso hace que su suelo sea demasiado blando para plantar. Una solución a ese problema es el drenaje de baldosas. Los cultivadores insertan una serie de tuberías (baldosas de drenaje) debajo de sus campos, que drena el agua del suelo a arroyos y lagos cercanos.
Muchos de los desagües de baldosas existentes se instalaron hace más de 50 años y ayudaron a aumentar los rendimientos. Los productores pudieron ingresar a sus campos antes para plantar sin compactar el suelo. Su temporada de crecimiento se extendió por varias semanas, lo que puede aumentar considerablemente el rendimiento.
Sin embargo, a finales de la década de 1980, Se encontró un nuevo problema:el nitrato de los campos del Medio Oeste estaba entrando en el Golfo de México. Recorrió un camino que comenzaba en los desagües de azulejos, luego en los arroyos, por el río Mississippi, y en el Golfo. Si bien la eliminación de los desagües de baldosas podría haber resuelto este problema, los productores no podrían producir la misma cantidad de alimentos.
Los científicos comenzaron a desarrollar prácticas de borde de campo para que los productores pudieran mantener la siembra temprana ofrecida por los desagües de baldosas mientras protegían los arroyos cercanos y el Golfo de México de la contaminación por nitratos.
Uno de esos científicos es Tom Isenhart, agrónomo y profesor de la Universidad Estatal de Iowa. En 2013, Isenhart y sus colegas publicaron datos sobre la capacidad de las franjas saturadas de tierra naturalizada cerca de los arroyos para eliminar el nitrato del agua de drenaje de las baldosas. Hubo buenas noticias. "El estudio inicial sobre las zonas de amortiguamiento ribereñas saturadas fue prometedor, ", dice Isenhart." Y llevó al USDA a desarrollar un estándar de conservación para la práctica ".
Instalación de la tubería de distribución en un búfer saturado. Crédito:Dan Jaynes
Hubo una gran diferencia en las tiras de amortiguación estudiadas por este equipo. Los desagües de baldosas tendían a correr por debajo de las típicas franjas de protección en el Medio Oeste. Este equipo reconectó el flujo de agua de regreso al suelo. "Los amortiguadores ribereños típicos en paisajes con drenaje de baldosas no eliminan mucho nitrato porque el flujo de agua no está conectado a través del suelo, "dice Isenhart.
El agua que fluye hacia abajo y a través del suelo antes de llegar a una fuente de agua se limpia mediante procesos naturales. La instalación de los desagües de baldosas dirige el agua directamente al arroyo, cortando el búfer. Esa agua no se beneficia de la capacidad del tampón para eliminar biológicamente el nitrato.
La solución del equipo fue desviar una fracción del flujo de agua como agua subterránea poco profunda dentro del amortiguador. "Excavamos la salida de baldosas dentro de la franja de protección, ", dice Isenhart." Luego instalamos una caja de control con salidas conectadas a una nueva tubería perforada que sirve como tubería de distribución. También creamos un sistema que nos permite ajustar los niveles de agua. Esto asegura que el agua drene de los campos agrícolas al suelo de la franja de amortiguación. Otro beneficio de este sistema es que una vez instalado, estos sistemas no necesitan ser manejados activamente por el agricultor ".
Isenhart, su equipo, pudo ampliar el estudio de las zonas de amortiguamiento ribereñas saturadas a cinco sitios adicionales en Iowa. "Estos estudios adicionales fueron necesarios para confirmar los resultados iniciales en nuestro primer sitio de estudio, ", dice Isenhart. También determinaron la efectividad de las franjas de amortiguamiento ribereñas saturadas en otras ubicaciones. Estas diferentes ubicaciones tenían diferentes suelos y paisajes, información importante para los productores. Además, el estudio se amplió a varios años. Esto les dio a los investigadores datos sobre los amortiguadores durante diferentes condiciones climáticas, lluvias especialmente variadas.
Caja de control de agua en un búfer saturado dos años después de la instalación. Todo el "trabajo" de eliminación de nitratos se realiza bajo tierra por el suelo y los microbios del suelo. Crédito:Dan Jaynes
Otros científicos están trabajando en otras soluciones para reducir los niveles de nitrato de los campos con drenaje de baldosas. Isenhart y su equipo calcularon los costos del nitrato eliminado para varios sistemas de eliminación de nitrato. El costo por libra de nitrato removido para amortiguadores ribereños saturados fue de $ 1.33 (o por kilogramo, $ 2,94), con una vida útil de 40 años. Los biorreactores desnitrificantes de astillas de madera tienen una vida útil de alrededor de 10 años (antes de que las astillas de madera necesiten ser reemplazadas) y tienen un costo de $ 0.95 por libra (o por kilogramo, $ 2.10) de nitrógeno eliminado.
"Las franjas de amortiguación ribereñas saturadas son comparativamente más simples, más económico, y más rápido de instalar que muchos sistemas, ", dice Isenhart." Pero no son adecuados para todos los campos agrícolas. Requieren suelos y características del paisaje específicas para funcionar correctamente. Esto puede limitar su uso dentro de ciertos tipos de cuencas ".
Al reconectar el flujo de agua a través del suelo, Las franjas de amortiguación ribereñas saturadas aprovechan la capacidad de limpieza natural del suelo. Cuando las condiciones de campo sean adecuadas para su instalación, son una herramienta eficaz para reducir las cargas de nitratos en arroyos y lagos cercanos, permitiendo que los productores continúen usando drenajes de baldosas.
