Transferencia de nitrógeno de ecosistemas agrícolas hacia aguas subterráneas y superficiales

Abstract

Los ciclos hidrológicos y biogeoquímicos son más abiertos que cerrados a nivel de pequeñas cuencas, donde una fracción importante de lluvia y nutrientes se pierde a través del escurrimiento superficial y drenaje profundo y una fracción relativamente menor se acumula en el sistema. Los procesos bióticos asociados a las plantas y microorganismos del suelo generalmente cierran estos ciclos (en especial los de los nutrientes esenciales como el nitrógeno) a través de la absorción y almacenamiento. El nitrógeno (N) es un elemento central para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Su provisión generalmente limita la producción y el funcionamiento de muchos ecosistemas agrícolas y naturales de zonas templadas. El N disponible es rápidamente asimilado por las plantas y transformado en compuestos orgánicos complejos que los microorganismos del suelo liberan, a partir de la descomposición de la materia orgánica, para ser reutilizado. De este modo, el N estaría fuertemente retenido y sujeto a muy pocas pérdidas durante la mayor parte del tiempo. Sin embargo, se han identificado tres vías por las cuáles se puede perder que escapan al control que ejercen las plantas y los microorganismos (Perakis, 2002): 1) pérdidas en forma de N orgánico disuelto no utilizable por las plantas, 2) asincronías temporales o espaciales entre la oferta y la demanda de N utilizable por plantas (típico de sistemas agrícolas) y 3) pérdidas gaseosas. El balance de N (aplicado - cosechado) a nivel de lote (o región) es valioso para estimar excedentes y pérdidas potenciales (Goulding, 2004) ya que la cantidad de N lixiviado es directamente proporcional a la magnitud del excedente (Goulding 2004). Sin embargo, balances neutros o negativos pueden estar asociados a pérdidas cuando la oferta y la demanda de N no coinciden temporal o espacialmente (Beaudoin et al., 2004). El agua constituye el principal medio de transporte de la mayoría de elementos minerales y su flujo determina la pérdida potencial de muchos elementos. La exportación de nitrato (NO3) hacia arroyos es un proceso limitado por la capacidad de transporte, que depende de cuánta agua fluye superficial y subsuperficialmente hacia los cursos de agua. La acumulación de N en los diferentes reservorios ambientales tiene efectos significativos sobre los seres humanos y en los ecosistemas. Algunos de estos efectos son más o menos benéficos para la sociedad y otros son negativos. Entre los primeros podemos mencionar el aumento en la productividad de ecosistemas naturales deficientes en N y el aumento en el rendimiento y calidad nutricional de los cultivos. La eutrofización de ecosistemas acuáticos, la pérdida de biodiversidad en ecosistemas terrestres y acuáticos y la contaminación de aguas superficiales y subterráneas por NO3 constituyen algunos ejemplos de efectos no deseados en los ecosistemas.