Validación del índice de fósforo del Caribe y evaluación de prácticas de manejo de desechos orgánicos en fincas de producción animal de Puerto Rico

Abstract

Nutrient losses from agricultural soils are one of the principal causes of surface water quality impairment. A study was conducted in animal operations (dairy cattle and poultry) of Puerto Rico, to quantify nitrogen (TKN), phosphorus (DP and TP), dissolved organic carbon (COD) and heavy metal (Cu, Fe, Zn) runoff concentrations. Results were used to validate at the field level the Caribbean Phosphorus Index (CPI), a tool developed for the identification of agricultural soils with high risk of P losses to surface waters. Runoff fractionators and a pluviograph were installed in each farm to monitor rainfall duration and intensity. Eighty-five percent of the area in the poultry farm had soil P levels (Olsen) in excess of 35 mg P kg-1. In the dairy farm, only 35% of the total area, exceeded the 35 mg P kg-1 threshold. Average nutrient concentration losses in the poultry farm were 5.87 mg DP L-1, 4.82 mg TP L-1, 0.14 mg Cu L-1, 4.33 mg Fe L-1 y 1.36 mg Zn L-1. Those values were significantly higher than concentration losses at the dairy farm (2.29 mg DP L-1 y 1.79 mg TP L-1, 0.03 mg Cu L-1, 0.69 mg Fe L-1 y 0.70 mg Zn L-1). In both farms runoff P concentration exceeded 1 mg L-1, a value that has been tentatively proposed by USEPA as the maximum desirable concentration in surface runoff from agricultural fields. The CPI ranked plots in the dairy manure in the Medium category for P loss vulnerability, and the poultry farm plots in the High category.

La pérdida de nutrimentos de suelos agrícolas es una de las principales causas del deterioro de la calidad de los cuerpos de agua superficial. Se realizó un estudio en dos fincas de producción animal (ganado lechero y pollos parrilleros) de Puerto Rico, para cuantificar las pérdidas en concentración de nitrógeno (TKN), fósforo (DP y TP), carbono orgánico disuelto (COD) y metales (Cu, Fe, Zn) en agua de escorrentía. Los resultados se usaron para validar a nivel de campo el Índice de Fósforo del Caribe (IPC) como herramienta para identificar suelos agrícolas con alto potencial de transporte de P. En cada finca se instalaron colectores de escorrentía y un pluviógrafo para monitorear la duración e intensidad de la precipitación. El 87.5% del área en los predios con aplicación de gallinaza presentó niveles de P en el suelo (Olsen) superiores a 35 mg P kg-1. En el caso de la vaquería solo el 35% del área total, presentó valores superiores a 35 mg P kg-1. Las concentraciones promedio de pérdidas de nutrimentos en la finca avícola (5.87 mg DP L-1, 4.82 mg TP L-1, 0.14 mg Cu L-1, 4.33 mg Fe L-1 y 1.36 mg Zn L-1) fueron significativamente mayores a las de la vaquería (2.29 mg DP L-1 y 1.79 mg TP L-1, 0.03 mg Cu L-1, 0.69 mg Fe L-1 y 0.70 mg Zn L-1). En ambas fincas las concentraciones de P en escorrentía exceden el máximo permisible en predios agrícolas (1 mg L-1), sugerido por la EPA. De acuerdo al IPC, se categorizaron los predios bajo aplicación de estiércol de ganado con potencial medio al movimiento de P y un alto potencial para el movimiento de P de los predios con aplicación de gallinaza.