Caracterización de los nutrientes y sedimentos en la escorrentía de suelos enmendados con residuos orgánicos de vaquería

Abstract

Runoff with elevated phosphorus (P) and nitrogen (N) concentrations from agricultural soils contributes to surface water quality reduction. The effects of soil test P, dairy manure sludge application levels, and time after manure application with consecutive precipitation events on NO -N, total N (TN), dissolved P (DP), total P (TP) and suspended sediment (SS) concentrations in runoff were evaluated. An undisturbed soil of the Humatas clay series (Typic Haplohumults) under forage production (Brachiaria decumbens) was used. Soils with soil test P (Bray 1) in the “high” (30 to 90 mg P kg-1) and “very high” (91 to 200 mg P kg-1) categories were amended with a low (15.5 kg N ha-1 and 5.6 kg P ha-1) and a high (31 kg N ha-1 and 11.2 kg P ha-1) application of dairy manure sludge. The soils were subjected to consecutive rainfall simulations with 70 mm h-1 intensity to produce 30 minutes of runoff. Soil moisture increased the hydrologic response time, decreased runoff nutrient concentrations, and increased runoff volumes. The NO -N and TN runoff concentrations were not affected by the soil test P level. The DP and TP runoff concentrations were higher in soils with the very high soil test P level and increased with the high manure application. Nutrients losses are higher on the first day after manure application and are highest in soils with a very high STP level. The concentrations of NO -N, TN, DP and TP on simulation days 4, 8, 15 and 45 after manure application were reduced on average 51.7, 40.0, 35.7 and 35.3%, respectively, in relation to the first day of precipitation. The soils with high soil test P levels and where manure was not applied or was applied at low levels, had similar DP and TP concentrations over time. In soils without precipitation for 30 days after manure applications the P concentrations in runoff were reduced due to the “fixation” of soil P. Manure management in agricultural soils should be guided initially by soil test P levels, manure doses of application and expected precipitation events.

La escorrentía con concentraciones elevadas de nitrógeno (N) y de fósforo (P) proveniente de suelos agrícolas contribuye a la reducción en la calidad de las aguas superficiales. Se evaluaron los efectos del P extraíble en suelo, la aplicación de niveles de estiércol bovino, y el tiempo después de la aplicación con eventos consecutivos de precipitación sobre las concentraciones de NO -N total (TN), P disuelto (DP), P total (TP) y sedimentos suspendidos (SS) en la escorrentía. Se usó un suelo sin disturbar de la serie Humatas arcilloso (Typic Haplohumults) bajo la producción de forraje (Brachiaria Decumbens). Suelos con la prueba de suelo para P (Bray 1) “altos” (30 a 90 mg P kg-1) y “muy altos” (91 a 200 mg P kg-1) fueron enmendados con una aplicación baja (15.5 kg N ha-1 y 5.6 kg P ha-1) y alta (31 kg N ha-1 y 11.2 kg P ha-1) de estiércol bovino de vaquería. Los suelos fueron sometidos a consecutivas simulaciones de lluvia con una intensidad de 70 mm hr-1 para producir 30 minutos de escorrentía. El aumento en la humedad del suelo aumentó el tiempo de la respuesta hidrológica, disminuyó las concentraciones de nutrientes e incrementó el volumen de escorrentía. No hubo efecto del P extraíble en las concentraciones de TN y NO -N en escorrentía. Las concentraciones de DP y TP en escorrentía fueron mayores en los suelos con nivel muy alto de P extraíble y se incrementaron con la aplicación alta de estiércol. Las pérdidas de nutrientes son mayores en el primer día después de la aplicación del estiércol bovino y aun más en suelos con un nivel muy alto de P extraíble. Las concentraciones de NO -N, TN, DP y TP en los días 4, 8, 15 y 45 después de la aplicación se redujeron en promedio 51.7, 40.0, 35.7 y 35.3% , respectivamente, respecto al primer día de precipitación. Los suelos con nivel alto de P extraíble sin enmienda o con la dosis baja de aplicación del residuo orgánico, tuvieron concentraciones de DP y TP en escorrentía similares a través del tiempo. Las concentraciones de P en la escorrentía se redujeron debido a la “fijación” de P en suelo en suelos sin precipitación por un periodo de 30 días posterior a la aplicación. El manejo del estiércol bovino en suelos agrícolas debe guiarse inicialmente por el P extraíble, niveles de aplicación de estiércol y por las expectativas de precipitación.