Retención de glifosato y nutrientes en vías de flujo preferencial

  • Gustavo C.M. Giaccio Chacra Experimental Integrada Barrow. INTA. Tres Arroyos, Argentina.
  • Pedro Laterra Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) - Fundación Bariloche. San Carlos de Bariloche, Argentina.
  • Virginia C. Aparicio Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. INTA. Balcarce, Argentina.
  • José L. Costa Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. INTA. Balcarce, Argentina.
  • Marino M. Puricelli Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. INTA. Balcarce, Argentina.

Resumen

Las franjas de vegetación ribereña (RVS) reducen el volumen del flujo de escorrentía superficial y retienen los sedimentos, los pesticidas y los nutrientes que esas aguas transportan desde los campos de cultivo (CF) adyacentes. La capacidad de estas franjas para retener el glifosato se demostró por medio de parcelas experimentales, aunque se desconoce la variabilidad espacial de ese proceso. En este trabajo se analizó la influencia de la microtopografía dentro de las RVS en la retención de glifosato (y su metabolito principal, AMPA), fósforo y nitrógeno dentro de las RVS de paisajes agropecuarios. Se compararon los niveles de retención dentro y fuera de las vías de flujo preferencial (PFP), en presencia y ausencia de un estrato arbóreo. La concentración de glifosato + AMPA en los suelos dentro de las PFP fue 88 veces mayor que fuera de la PFP. Las concentraciones de fósforo y nitrógeno, el contenido de arcilla y la densidad aparente también fueron más altos dentro que fuera de las PFP. La presencia del estrato arbóreo no modificó las concentraciones de glifosato + AMPA, ni de fósforo, ni de nitrógeno, ni el contenido de arcilla, como tampoco la morfometría de las PFP. La densidad aparente y el contenido de arcilla, registrados en los CF y en las PFP, junto con las concentraciones más altas de glifosato, fósforo y nitrógeno en los suelos de las PFP, son consistentes con una conexión hidráulica entre los CF y las PFP. Estos resultados contrastan con algunas conclusiones obtenidas a partir de estudios experimentales en parcelas uniformes y ponen en evidencia la importancia de tomar en cuenta génesis y estructura de las PFP en el diseño, evaluación y manejo de la función de filtrado de las RVS.

https://doi.org/10.25260/EA.19.29.3.0.855

Biografía del autor/a

Gustavo C.M. Giaccio, Chacra Experimental Integrada Barrow. INTA. Tres Arroyos, Argentina.

Integrante grupo de suelos. Post-Doctorando. Doctor en Ciencias Agrarias. Magister Scientiae en Manejo y Conservación de Recursos Naturales para la Agricultura.

Citas

Allmaras, R. R., R. E. Burwell, W. E. Larson, R. Holt, and W. W. Nelson. 1966. Total porosity and random roughness of the inter row zone as influenced by tillage. United States Department of Agriculture. Washington, D.C. Conservation Research Report N° 7. Pp. 22.

Amoah, J. K. O., D. M. Amatya, and S. Nnaji. 2013. Quantifying watershed surface depression storage: determination and application in a hydrologic model. Hydrological Processes 27:2401-2413. https://doi.org/10.1002/hyp.9364.

Aparicio, V., E. De Gerónimo, K. Hernández Guijarro, D. Pérez, R. Portocarrero, and C. Vidal. 2015. Los plaguicidas agregados al suelo y su destino en el ambiente. 1a ed. Balcarce, Buenos Aires; Famaillá, Tucumán; Reconquista, Santa Fe. Ediciones INTA. Pp. 73.

Aparicio, V. C., E. De Gerónimo, D. Marino, J. Primost, P. Carriquiriborde, and J. L. Costa. 2013. Environmental fate of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in surface waters and soil of agricultural basins. Chemosphere 93(9):1866-1873. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.06.041.

Bai, J., X. Ye, J. Jia, G. Zhang, Q. Zhao, B. Cui, and X. Liu. 2017. Phosphorus sorption-desorption and effects of temperature, pH and salinity on phosphorus sorption in marsh soils from coastal wetlands with different flooding conditions. Chemosphere. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.08.117.

Blake, G. R., and K. H. Hartge. 1986. Bulk density. Pp. 363-382 in A. Klute (ed.). Methods of Soil Analysis. Part 1. 2nd ed. Agronomy Monograph 9, American Society of Agronomy - Soil Science Society of America, Madison. USA.

Bray, R. H., and L. T. Kurtz. 1945. Determination of total, organic and available forms of phosphate in soils. Soil Science 59(1):39-45. https://doi.org/10.1097/00010694-194501000-00006.

Bremner, J. M., and D. R. Keeney. 1965. Steam distillation methods for determination of ammonium, nitrate and nitrite. Analytica Chimica Acta 32:485-495. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88973-4.

Bremner, J. M., and C. S. Mulvaney. 1982. Total Nitrogen. Pp. 595-624 in A. Klute (ed.). Methods of Soil Analysis. Part 2. Agronomy Monograph 9, American Society of Agronomy - Soil Science Society of America, Madison. USA.

Burwell, R. E., and W. E. Larson. 1969. Infiltration as influenced by tillage induced roughness and pore space. Soil Science Society of America, Proceedings 33(3):449-452. https://doi.org/10.2136/sssaj1969.03615995003300030032x.

Carriquiriborde, P. 2010. Toxicidad de glifosato en peces autóctonos: estudios de laboratorio y campo. Pp. 114 en M. Camino and V. Aparicio (eds.). Aspectos ambientales del uso de glifosato. Ediciones INTA. EEA Balcarce.

Cazenave, G. 2012. Inundaciones del 18 y 24 de agosto de 2012. Informe de actividades. Instituto de Hidrología de Llanuras. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Pp. 11.

Chappell, N., and L. Ternan. 1992. Flow path dimensionality and hydrological modelling. Hydrological Processes 6:327-345. https://doi.org/10.1002/hyp.3360060307.

Chow, V. T. 1994. Hidráulica de canales abiertos. Ed. McGraw-Hill. ISBN: 958-600-228-4. Pp. 19-23.

Cogo, N. P., W. C. Moldenhauer, and G. R. Foster. 1983. Effect of crop residue, tillage-induced roughness and runoff velocity on size distribution of eroded soil aggregates. Soil Science Society of America Journal 47:1005-1008. https://doi.org/10.2136/sssaj1983.03615995004700050033x.

Dillaha, T. A., R. B. Reneau, S. Mostaghimi, and D. Lee. 1989. Vegetative filter strips for agricultural nonpoint source pollution control. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers 32:513-519. https://doi.org/10.13031/2013.31033.

Fox, J. 2005. The R Commander: A basic-statistics graphical user interface to R. J Stat Softw 19(9):1-42. https://doi.org/10.18637/jss.v014.i09.

García Moreno, R., A. Saa Requejo, A. M. Tarquis Alonso, S. Barringron, and M. C. Díaz. 2008b. Shadow analysis: a method for measuring soil surface roughness. Geoderma 146:201-208. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2008.05.026.

Ghadiri, H., C. W. Rose, and W. L. Hogarth. 2001. The influence of grass and porous barrier strips on runoff hydrology and sediment transport. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers 44:259-268. https://doi.org/10.13031/2013.4687.

Giaccio, G. C. M. 2017. Retención de sedimentos, nutrientes y glifosato por ecosistemas ribereños en paisajes agrícolas de la Pampa Austral. Tesis de Doctorado en Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Mar del Plata. Argentina. Pp. 208.

Giaccio, G. C. M., P. Laterra, and F. Cabria. 2017. Floristic associations and filtering ability of riparian vegetation strips. Phyton, International Journal of Experimental Botany 86:112-123.

Giaccio, G. C. M., P. Laterra, V. C. Aparicio, and J. L. Costa. 2016. Glyphosate retention in grassland riparian areas is reduced by the invasion of exotic trees. Phyton, International Journal of Experimental Botany 85:108-116.

Haag, D., and M. Kaupenjohann. 2001. Landscape fate of nitrate fluxes and emissions in Central Europe. A critical review of concepts, data, and models for transport and retention. Ecosystems and Environment 86:1-21. https://doi.org/10.1016/S0167-8809(00)00266-8.

Hatch, D., K. Goulding, and D. Murphy. 2002. Nitrogen. Pp. 502 in P. M. Haygarth and S. C. Jarvis (ed.). Agriculture, Hydrology and Water Quality. Institute of Grassland and Environmental Research, North Wyke Research Station, Devon, UK.

Hoffmann, C. C., C. Kjaergaard, J. Uusi-Kämppä, H. C. B. Hansen, and B. Kronvang. 2009. Phosphorus retention in riparian buffers: Review of their efficiency. Journal of Environmental Quality 38:1942-1955. https://doi.org/10.2134/jeq2008.0087.

Hösl, R., P. Strauss, and T. L. Glade. 2012. Man-made linear flow paths at catchment scale: Identification, factors and consequences for the efficiency of vegetated filter strips. Landscape and Urban Planning 104:245-252. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2011.10.017.

Jones, J. A. A. 1987. The effect of soil piping on contributing areas and erosion patterns. Earth Surface Processes and Landforms 12:229-248. https://doi.org/10.1002/esp.3290120303.

Kouwen, N., and R. M. Li. 1980. Biomechanics of vegetative channel linings. Journal of Hydraulics Division 106:1085-1103. https://doi.org/10.1007/978-3-642-67138-8_2.

Kronvang B., J. Audet, A. Baattrup-Pedersen, H. S. Jensen, and S. E. Larsen. 2012. Phosphorus load to surface water from bank erosion in a Danish lowland river basin. Journal of Environmental Quality 41:304-313. https://doi.org/10.2134/jeq2010.0434.

Kuglerová, L., R. Jansson, Å. Annelli, L. Hjalmar, and B. Malm-Renõfält. 2014. Groundwater discharge creates hotspots of riparian plant species richness in a boreal forest stream network. Ecology 95(3):715-725. https://doi.org/10.1890/13-0363.1.

Leeds-Harrison, P. B., J. N. Quinton, M. J. Walker, C. L. Sanders, and T. Harrod. 1999. Grassed buffer strips for the control of nitrate leaching to surface waters in headwater catchments. Ecological Engineering 12:299-313. https://doi.org/10.1016/S0925-8574(98)00075-5.

Lyons, J., S. W. Trimble, and L. K. Paine. 2000. Grass versus trees: managing riparian areas to benefit streams of central North America. Journal of the American Water Resources Association 36(4):919-930. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2000.tb04317.x.

Magette, W. L., R. B. Brinsfield, R. E. Palmer, and J. D. Wood. 1989. Nutrient and sediment removal by vegetated filter strips. American Society of Agricultural and Biological Engineers 32(2):0663-0667. https://doi.org/10.13031/2013.31054.

Magner, J. A., B. Vondracek, and K. N. Brooks. 2008. Grazed riparian management and stream channel response in Southeastern Minnesota (USA) streams. Environmental Management 42:377-390. https://doi.org/10.1007/s00267-008-9132-4.

Mayer, P. M., S. K. Reynolds, M. D. McCutchen, and T. J. Canfield. 2007. Meta-analysis of nitrogen removal in riparian buffers. Journal of Environmental Quality 36:1172-1180.

Mayer, P. M., S. K. Reynolds, M. D. McCutchen, and T. J. Canfield. 2006. Riparian Buffer Width, Vegetative Cover, and Nitrogen Removal Effectiveness: A Review of Current Science and Regulations. EPA/600/R-05/118. U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH. https://doi.org/10.2134/jeq2006.0462.

Moreno, R., M. C. Díaz Álvarez, A. M. Tarquis Alonso, S. Barrington, and A. Saa Requejo. 2008. Tillage and soil type effects on soil surface roughness at semiarid climatic conditions. Soil and Tillage Research 98:35-44. https://doi.org/10.1016/j.still.2007.10.006.

O’Connell, E., J. Ewen, G. O’Donnell, and P. Quinn. 2007. Is there a link between agricultural land-use management and flooding? Hydrology and Earth System Science 11:96-107. https://doi.org/10.5194/hess-11-96-2007.

Oenema, O., and C. W. J. Roest. 1998. Nitrogen and phosphorus losses from agriculture into surface waters: the effects of polices and measures in the Netherlands. Water Science and Technology 37(2):19-30. https://doi.org/10.2166/wst.1998.0167.

Okada, E., J. L. Costa, and F. Bedmar. 2017. Glyphosate Dissipation in Different Soils under No-Till and Conventional Tillage. Pedosphere. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(17)60430-2.

Orué, E. 2008. Manejo de ambientes ribereños. Guía práctica para el diseño óptimo de franjas filtro vegetadas. Not published.

Orué, E., P. Laterra, and F. Cabria. 2007. Expansión de la frontera agrícola en Argentina y erosión hídrica: mapas de riesgo utilizando el modelo USLE con apoyo de SIG. Pp. 185-192 en R. Rivas, A. Grisotto and M. Sacido (eds.). Teledetección. Hacia un Mejor Entendimiento de la Dinámica Global.

R Development Core Team. 2009. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. Viena, Austria.

Ranalli, A. J., and D. L. Macallady. 2010. The importance of the riparian zone and in-stream processes in nitrate attenuation in undisturbed and agricultural watersheds - A review of the scientific literature. Journal of Hydrology 389:406-415. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.05.045.

Ringuelet, R. A. 1962. Ecología Acuática Continental. EUDEBA. Buenos Aires. Pp. 137.

Roberts, W., M. I. Stutter, and P. M. Haygarth. 2012. Phosphorus retention and remobilization in vegetated buffer strips. Journal of Environmental Quality 41:389-399. https://doi.org/10.2134/jeq2010.0543.

Saleh, A. 1993. Soil roughness measurement? Chain method. Journal of Soil and Water Conservation 48:527-529.

Sasal, M. C., A. E. Andriulo, M. G. Wilson, and S. I. Portela.2010. Pérdidas de glifosato por drenaje y escurrimiento en Molisoles bajo siembra directa. Información Tecnológica 2:135-142. https://doi.org/10.4067/S0718-07642010000500017.

Sheppard, S. C., M. I. Sheppard, J. Lonj, B. Sanipelli, and J. Tait. 2006. Runoff phosphorus retention in vegetated field margins on flat landscapes. Canadian Journal of Soil Science 86:871-884. https://doi.org/10.4141/S05-072.

Sommers, L. E., and W. Nelson.1972. Determination of total phosphorus in soils: a rapid perchloric and digestion procedure. Soil Science Society of America Proceedings 36:902-903. https://doi.org/10.2136/sssaj1972.03615995003600060020x.

Soil Conservation Service. 1972. Soil Survey Laboratory Methods and Procedures for Collecting Soils Samples. Soil Survey. Report 1. USDA, WA.

Soriano, A., R. J. C. León, O. E. Sala, R. S. Lavado, V. A. Deregibus, M. A. Cahuepé, O. A. Scaglia, C. A. Velázquez, and J. H. Lemcoff. 1991. Río de la Plata Grasslands. Pp. 367-407 in R. T. Coupland (ed.). Natural grasslands. Introduction and western hemisphere. Ecosystems of the World. Elsevier, New York.

Suescún, D., J. C. Villegas, J. D. León, C. P. Flórez, V. García-Leoz, and G. A. Correa-Londoño. 2017. Vegetation cover and rainfall seasonality impact nutrient loss via runoff and erosion in the Colombian Andes. Regional Environmental Change 17:827-839. https://doi.org/10.1007/s10113-016-1071-7.

Syversen, N. 2003. Cold-climate vegetative buffer zones as pesticide-filters for surface runoff. Diffuse Pollution Conference Dublin. Pp. 7.

Syversen, N., and M. Bechmann. 2004. Vegetative buffer zones as pesticide filters for simulated surface runoff. Ecological Engineering 22:175-184. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2004.05.002.

Taboada, M. A., F. Damiano, and R. S. Lavado. 2009. Inundaciones en la Región Pampeana. Consecuencias sobre los Suelos. Pp. 103-127 en M. A. Taboada y R. S. Lavado (eds.). Alteraciones de la fertilidad de los suelos: el halomorfismo, la acidez, el hidromorfismo y las inundaciones. EFA, Buenos Aires. ISBN 978-950-29-1162-5.

Thomsen, L. M., J. E. M. Baartman, R. J. Barneveld, T. Starkloff, and J. Stolte. 2015. Soil surface roughness: comparing old and new measuring methods and application in a soil erosion model. Soil 1:399-410. https://doi.org/10.5194/soil-1-399-2015.

Vinten, A., and K. Smith.1993. Nitrogen Cycling in agricultural soil. Pp. 39-74 in T. P. Burt, A. L. Heathwaite and S. T. Trudgill (eds.). Nitrate: Processes, Patterns and Management, Wiley, New York.

Welten, R. 2000. Ecotoxicity of contaminated suspended solids for filter feeders (Daphnia magna). Environmental Contamination and Toxicology 39(3):315-323. https://doi.org/10.1007/s002440010110.

Wobus, C. W., G. E. Tucker, and R. S. Anderson. 2006. Self-formed bedrock channels. Geophysical Research Letters 33:L18408. https://doi.org/10.1029/2006GL027182.

Zaimes, G. N., R. C. Schultz, and T. M. Isenhart. 2008. Total phosphorus concentrations and compaction in riparian areas under different riparian land-uses of Iowa. Agriculture, Ecosystems and Environment 127:22-30. https://doi.org/10.1016/j.agee.2008.02.008.

Las franjas de vegetación ribereña (RVS) reducen el volumen del flujo de escorrentía superficial y retienen los sedimentos, los pesticidas y los nutrientes que esas aguas transportan desde los campos de cultivo (CF) adyacentes. La capacidad de estas franj
Publicado
2019-11-18