Carlos Arturo Madera1, Cristo Facundo Pérez2, Andres Fernando Echeverri3 y Norberto Urrutia4
El presente trabajo tuvo como obj etivo estimar el potencial impacto en la productividad (TCH) de un cultivo de caña de azúcar (vanedad CC 85-92) regado durante un periodo de 12 meses con agua residual tratada. Se evaluaron tres tratamientos en un predio de 0.65 Ha ubicado en la PTAR-C (Cali-Colombia): efluente PTAR-C (TI), pozo (T2) y pozo más fertilización química (T3); siguiendo un diseño experimental de bloques completos al alzar con tres repeticiones.
Los resultados obtenidos mostraron que los valores de producción de caña obtenidos estuvieron por encima del promedio regional reportado (120 TCH), no obstante, el análisis de varianza aplicado al modelo matemático asumido indicó que no se presentaron diferencias significativas entre tratamientos (p'=0.05), de tal modo que regar caña de azúcar con agua residual tratada no afecta la productividad en el primer ciclo y genera la misma producción que la fertilizada quiimcamente.
Palabras Clave: Aguas Residuales; Reúso Agrícola; Caña de azúcar CC 85-92; Productividad (ICH).
The present study aimed to estimate the potential impact on productivity (TCH) of sugarcane crop (variety CC 85-92) imgated for a period of 12 months with treated wastewater. Three (3) treatments were evaluated in an area of 0.65 Ha located at the Caiiaveralejo wastewater treatment plant (PTAR-C) based in Cah-Colombia: PTAR-C effluent (Tl), well (T2) and well more chemical fertilizer (13), on experimental design at a randomized complete block with three replications.
The results showed that the values of sugar cane production obtained were slightly above the regional average (120 TCH); however, the variance analysis applied according to the mathematical model indicated that there were no significant differences due to treatment (p= 0.05); therefore, it’s likely the irrigation with treated wastewater produces the same sugarcane yields than the irrigation with chemical fertilizers.
Key words: Wastewater; Agricultural reuse; Sugarcane crop CC 85-92; Productivity (TCH).
El mundo actual se enfrenta a una crisis global de calidad y disponibilidad hidrica como consecuencia del aumento de la descarga irregular o ilegal de agua contaminada, y de la presión que están ejerciendo los sectores productivos (agncultura, doméstico, industrial, entre otros) sobre los cuerpos hidricos (Corcoran et al., 2010) La agricultura, principal usuario, utiliza cerca de 2/3 partes del agua dulce mundial en negó de cultivos (UN-Water, 2009), ello ha permitido aumentar el rendimiento de los cultivos hasta en un 400 % (FAO, 1996 citado por Corcoran et al., 2010) y a la producción mantenerse al día con la demanda alimenticia cada vez mayor en una población en continuo crecimiento (Corcoran et al., 2010).
Para mantener la alta productividad, además de requerir riegos de carácter suplementario, los cultivos (entre ellos la caña de azúcar) precisan extraer grandes contenidos de N, P, K del suelo, motivo por el cual es necesaria una continua fertilización química Si se emplearan aguas residuales domésticas en el riego agrícola, cumpliendo con criterios internacionales (FAO, 1985; UHO, 2006), se podría suplir parcialmente estas necesidades, obteniendo así beneficios ambientales y ventajas económicas.
Una ubicación privilegiada le permite a Colombia albergar entre otras riquezas, una generosa oferta hidrica natural (2084 knf.año4) en relación con los 35 kni1 año'1 de demanda (IDEAM, 2010). Sin embargo, en matena de disponibilidad, más del 50% del recurso hidrico no se puede utilizar por alteraciones de su calidad (Castaño, 2011 citado por Beleño, 2011); el génesis de ésta problemática radica en que a la inequitativa distribución hidrica que existe a lo largo del territorio, se le ha aunado el deterioro del recurso como consecuencia de las meficiencias tecnológicas (se pierden 9 km’.año') en el caudal de demanda de las mayores actividades socioeconómicas del pais (Beleño, 2011), y la baj a cobertura en el sistema de tratamiento de aguas residuales (STAR) municipal, solo el 51% de los STAR ofrecen un funcionamiento satisfactorio (IDEAM, 2010).
Ante este contexto y teniendo en cuenta la alta vocación agrícola del tenitono, se podrían mejorar los STAR para aprovechar sus efluentes (dadas sus características N, P, K y MO) en riego de cultivos agrícolas y específicamente en aquellos con alta demanda hidrica e importante impacto socioeconómico, como lo es la caña de azúcar, que en su mayoría se encuentra en el valle geográfico del río Cauca (cerca de 224 mil hectáreas sembradas en el 2012) (Asocaña, 2012).
Entre las experiencias relacionadas con el impacto en la productividad de un cultivo como respuesta de la aplicación de agua residual tratada, se tienen las siguientes: El riego de forrajes (Brachiaria y maíz hidropómco) con efluente de sistema UASB+BF (Biofiltro) (Bastos et al., 2005); el desempeño del cultivo de pimentón (Capsicum annuum L) con efluente de lagunas de maduración y reactor UASB (Sousa et al., 2006), el negó de lechuga (Lactuca sativa L) con efluente de lagunas de maduración y TP (preliminai-pnmario) - UASB (Lima et al., 2005) y riego de café (Coffea arabica) con agua residual no tratada (filtro de arena) (de Souza et al., 2005). En algunos casos la productividad no presentó diferencias significativas con el tratamiento convencional (fertilización mineral); sm embargo en conjunto coinciden en que la aplicación del efluente genera impactos positivos en la producción y la economía de los cultivos.
En este sentido, este articulo presenta los resultados de una investigación en la cual se evaluó el impacto en la productividad de un cultivo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) variedad CC85-92, como consecuencia del riego con efluente de la Planta de Tratamientos de Aguas Residuales de Cañaveralejo (PTAR-C) de Cali.
El estudio se llevó a cabo en un predio de 0.65 Ha, dentro de las instalaciones de la PTAR-C (3°28’ 17”N 76°28’52.8”WT, 967 m s.n_m) localizada en el sector noronental de la ciudad de Cali y sobre la margen izquierda del río Cauca. La PTAR-C es una planta de tratamiento primario que opera bajo las modalidades pnniano convencional (TPC) o primario avanzado (TPA) con el objetivo de aumentar las eficiencias en eliminación de SST y DBOS (Silva, 2008). Actualmente depura un caudal de 5.71 m’j1, aproximadamente un 86% de las aguas residuales generadas en la capital del Valle del Cauca (Moreno. 2010).
Se emplearon dos (2) tipos de agua; subterránea extraída por pozo y efluente de la PTAR-C; cuya conducción fue en tubería presurizada (PVC) e independiente, su distribución en tubería de ventanas y riego mediante sistema por surcos (método tradicional en el Valle del Cauca). A través de un balance hidrico se establecieron 5 riegos diñante el ciclo vegetativo del cultivo, dos (36.17 mm) en los primeros 4 meses de edad del cultivo (macollamiento) y tres (72.34 mm) entre los 4 -10 meses (rápido crecimiento). Las muestras de agua (2 litros) fueron recolectadas de la ventana central de cada tratamiento (10 minutos después de haber iniciado cada riego) y analizadas en los Laboratorios de aguas de la Universidad Nacional sede Palmira y del Instituto CINARA de la Universidad del Valle (Tabla 1)
Con el fin de evitar interferencias causadas por la variabilidad espacial de las propiedades químicas del suelo se propusieron bloques completos al azar con tres tratamientos: TI (Agua Residual Tratada de la PTAR-C), T2 (Agua de Pozo) y T3 (Agua de Pozo + Fertilización Química), y tres repeticiones. Los tres (3) bloques instalados estuvieron separados 12 metros entre si para evitar efectos de borde originado en el movimiento horizontal del agua de riego (figura 1). Cada bloque estuvo conformado por 9 surcos experimentales (3 por tratamiento) de 100 ni de longitud x 1.5 ni de ancho, donde la producti’idad (TCH) de la caña de azúcar fue la variable de respuesta de cada tratamiento.
El diagnostico nutricional se hizo partiendo de los contenidos iniciales (M.O, P Brayll y K) del suelo (Tabla 2), y con base al “Método de antecedentes agronómicos de respuesta por cultivo” propuesto por Quintero (Concaña, 1995) para el cultivo de caña; los requerimientos nutricionales (N; P Op K,O) establecidos en el plan efectivo de fertilización para el Tratamiento 3 (Tabla 3) fueron convertidos a una de sus equivalencias comerciales (Urea, Superfosfato triple y Cloruro de potasio).
En el predio se realizó la preparación de terreno involucrando arado, rastrillado, doble nivelado y surcado; posteriormente en cada surco (cada 10 m un paquete entre 50-60 tallos) se sembraron manualmente las plántulas de caña de azúcar variedad CC 85-92 (manera tradicional en el Valle del Cauca), la más sembrada en la zona en el 2010 (71.4% del área total), con rendimiento promedio de 120 toneladas de caña por hectárea (TCH) (Cemcaña, 2010), su principal ventaja en relación con las otras variedades comerciales es ser la más productiva tanto en escasez hidnca como en anegamiento (Victorial et al., 2002). Asimismo, al cultivo se le realizaron las prácticas culturales de control de maleza, efectuadas a los 2,3,4, y 5 meses después déla siembra.
Cuando la caña completó su ciclo vegetativo (12 meses), se cosechó mediante el corte manual de la totalidad de los tallos de caña, retirando posteriormente el follaje y apilando los tallos sobre los surcos. El pesaje de la caña se realizó in situ inmediatamente después de la cosecha, utilizando una báscula con capacidad máxima de 50 kg ± 0.1 kg, en la cual se pesó la totalidad de los tallos del surco central de cada tratamiento en cada bloque (posteriormente se extrapoló a kgha4).
La productividad (TCH) entre tratamientos ftte analizada con una ANOVA umfactorial, con un nivel predeterminado de significancia de 0.05 y su modelación se realizó en el paquete estadístico Mrnitab 18 (2007).
La Tabla 5 muestra la respuesta del cultivo en términos de TCH; ai conjunto los valores de producción obtenidos presentaron baja dispersión (cv 8.2%) y estuvieron ligeramente por encuna de los rangos reportados para la región (120 ton. Ha4) (Asocaña, 2012), indicando que no se impacto negativamente la productividad pero al mismo tiempo hubo una estrecha similitud entre tratamientos. Lo anterior pudo ser influenciado por dos circunstancias: i) al hecho de ser el primer ciclo productivo en el sitio de experimentación (llamado ' plantilla ' en el valle geográfico del rio Cauca) en el cual son mayores las producciones e indicadores de productividad y ii) en el suelo no se habían realizado actividades agrícolas y por tanto los nutrientes estaban disponibles para la planta.
Del mismo modo, este resultado pudo obedecer a que hubo una lixiviación de nutrientes (fertilización y efluente), cuyo flujo se generó subsuperficialmente horizontal, como resultado de la baja eficiencia de aplicación del sistema de negó empleado (negó por surco), la taxonomía del suelo (Vertic Endoaquepts con dominancia de la fracción arcillosa en todos sus horizontes) y el estrecho espacio entre tratamientos (4.5 m). Lo cual restó el efecto de los tratamientos. Asimismo, esto se ratifica en la Tabla 6 donde la Anova reveló que no se presentaron diferencias significativas debidas al tratamiento (p’0.05; F=2.03).
Como se observa en la Tabla 6, el T2 (testigo) con relación a TI y T3, presentó mayor homogeneidad (cv <1%) y mayor productividad; ésta inclinación es desproporcional dado que su nutrición estuvo supeditada a los nutrientes disponibles en el suelo y por ende su rendimiento debió ser significativamente inferior a los otros tratamientos en cada bloque. Sousa et al, (2006), señalaron que los tratamientos Fertilización química, Fertilización orgánica y Efluente (reactor UASB) presentaron rendimientos promedio dentro de la franja productiva nacional (20-35 ton.Ha ') y estos mostraron diferencias significativas (p=:0.05) con los tratamiento agua de pozo y laguna de maduración que Unieron baja productividad. Del mismo modo Santos et al., (2012). observaron para un cultivo de Heliconia (Golden Torch Adrian), que los mayores valores de producción de masa seca total (kg) se presentaron en los tratamientos ARD (tratada en lagunas de decantación) y Mezcla (50% ARDt-50% agua de lluvia), y estos sumados al AP (Agua de lluvia- fertilización química) presentaron diferencias significativas del tratamiento testigo (Agua de lluvia).
Omitiendo la tendencia de T2, se observa que la respuesta enTl y T3 fríe coherente ya que la productividad de TI (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 nutncional de la Caña, por lo que se explica que su rendimiento friera inferior a T3. Este 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 maxunizar los rendimientos de cultivos. Asimismo (Bastos et al.. 2005), advirtieron que el negó 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 expenmentaron fertinigación de Maíz con efluente de laguna de estabilización y no encontraron diferencias estadísticamente significativas entre el rendimiento alcanzado en los diversos tratamientos.
La productividad media alcanzada en el tratamiento con agua residual tratada fríe de 134.7 TCH y de acuerdo con el Anova aplicado, no se presentaron diferencias significativas entre tratamientos (p>0.05), por lo que durante el primer ciclo de la caña, la productividad alcanzada con esta calidad de agua puede ser equivalente a la obtenida con fertilización química.
Como parte de una estrategia para mejorar el manejo integral del recurso hidrico, esta alternativa permite aliviar la presión sobre el recurso fresco (superficial o subterráneo) en esta zona de Colombia. Por lo que es importante continuar estudios a largo plazo (superior a una cosecha) ya que los resultados preliminares dan factibilidad a la proyección de un distinto de riego, empleando agua residual tratada de las principales ciudades del Valle del Cauca.
Los autores expresan su agradecimiento a la Universidad del Valle y EMCALI EICE ESP., especialmente a los Ingenieros José Cerón, Roberto Pomar y Juan Moreno, por financiar y facilitar la realización del estudio.
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