Inicio > Newsletters 2017 > Newsletter Agricultura / Edición 1 - 2017

Newsletter Agricultura / Edición 1 - 2017

EDITORIAL

La utilización de técnicas isotópicas para estudios y proyectos de investigación en el campo de la agricultura, tiene una larga data de desarrollo en la Comisión Chilena de Energía Nuclear.

El principal objetivo de esta línea de desarrollo ha sido investigar y ejecutar estudios agroambientales utilizando técnicas isotópicas y convencionales, para resolver interrogantes de producción, básicos para lograr un medio agro ecológico sustentable y rentable.

Las líneas de trabajo en este ámbito han estado centradas entre otras materias en estudios de adsorción, desorción, biodegradación y vida media de plaguicidas en suelos, determinación de residuos de plaguicidas en matrices suelo, agua y alimentos, estudios de contaminación difusa en aguas producto del uso de agroquímicos, absorción y distribución de nutrientes (nitrógeno y fósforo) en cultivos vegetales, cuantificación de erosión de suelos en pendientes de suelos agrícolas, cuantificación de emisión de gases efecto invernadero y secuestro de carbono en el ecosistema.

Los profesionales de la Sección Agricultura de la Comisión Chilena de Energía Nuclear, CCHEN, participan en la actualidad en diferentes proyectos conjuntos con contrapartes del Ministerio de Agricultura como son el Servicio Agrícola y Ganadero, el Instituto de Desarrollo Agropecuario (INDAP), la Oficina de Estudios y Políticas Agrarias (ODEPA), el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), así como también con Universidades como la Universidad de Chile, Universidad Católica de Temuco, Universidad Mayor, Universidad Católica de Valparaíso y la Universidad Austral de Chile.

Los resultados de estos proyectos conjuntos dan respuesta a diversas problemáticas de interés para la toma de decisión en ámbitos medioambientales, de producción agrícola y de mejoras en el uso de nutrientes y recursos de agua.

APORTES DE LA CCHEN EN EL CAMPO DE LA AGRICULTURA

Importantes beneficios comparativos ha implicado el uso de técnicas isotópicas en investigación agrícola. La utilidad que presta esta tecnología en este sector es enorme, ya que otorga una medida cuantitativa directa de la influencia de variados factores en el desarrollo y cultivo de diversas especies y su relación e influencias medioambientales.

A lo largo de los años la CCHEN ha desarrollado diversas técnicas utilizando isotopos estables y radiotrazadores que han permitido entregar soluciones en áreas tales como fertilidad de suelos, uso óptimo de nutrientes y racionalización del uso de los mismos,  economías en el uso del agua y efectos medioambientales, así como estudios de erosión de suelos y su efecto en la sustentabilidad agrícola.

PROYECTOS NACIONALES E INTERNACIONALES EN DESARROLLO

Desarrollo de indicadores para determinar el efecto de los plaguicidas, metales pesados y contaminantes emergentes en Ecosistemas Acuáticos Continentales, importantes para la Agricultura y Agroindustria  (Proyecto Regional que cuenta con aportes del Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencias y Tecnologías Nucleares en América Latina y el Caribe, ARCAL).

El objetivo del proyecto es desarrollar sistemas de alerta temprana de contaminación por plaguicidas, metales pesados y contaminantes emergentes en ecosistemas acuáticos de importancia agropecuaria y agroindustrial a través del estudio de la biodisponibilidad y degradación en los sedimentos, mediante el uso de técnicas analíticas convencionales, radiométricas, bioensayos y biomarcadores.

El  proyecto de investigación se está ejecutando de manera simultánea en más de 10 países de América Latina y el Caribe. En Chile los estudios se están realizando en las cuencas de los ríos Tijeral y Traiguén, en la Región de la Araucanía, ambas zonas de importancia agrícola, frutícola, ganadera y forestal. Estas zonas son conocidas por su producción de manzanos, arándanos y cultivos cerealeros, entre otros productos. Los trabajos en terreno y laboratorio cuentan con la participación de investigadores del Servicio Agrícola y Ganadero, la Universidad Mayor, la Universidad Austral y la Comisión Chilena de Energía Nuclear, CCHEN.

Los resultados de este trabajo a nivel país serán de beneficio e interés para los tomadores de decisiones, tanto del sector público como privado, pues aportará nuevos y relevantes datos y conocimientos en relación a los procesos que afectan a la calidad de los recursos hídricos, introduciendo sistemas de alerta temprana para la adecuada gestión de este recurso.

Es conocido el hecho de que uno de los principales problemas que enfrenta la humanidad para lograr su desarrollo es la disponibilidad de agua. Latinoamérica representa un tercio de los recursos hídricos renovables del mundo, suficiente para satisfacer la demanda de su población, no solo para el consumo humano, sino además para el uso en la industria y las actividades agrícolas. Sin embargo, el uso y la distribución de este recurso no es uniforme y se ha visto afectada por la presencia de diversos contaminantes, lo que va de la mano con el desarrollo agroindustrial y agropecuario de la Región. Chile no ha estado ajeno a esta realidad y por ello debe evaluar los problemas que genera la contaminación de los cursos de agua continentales, tanto a nivel de ríos, como de lagos.

De especial interés son los nuevos contaminantes o también conocidos como “contaminantes emergentes”, que a menudo provienen de aguas residuales o derivan directamente de las actividades agrícolas y agroindustriales. La presencia de contaminantes emergentes no es nuevo en el medio ambiente, pero sus efectos sobre el medio acuático y la salud pública a nivel nacional no se conocen por completo. La lista de nuevos contaminantes incluye sustancias y químicos presentes en productos de cuidado personal, productos farmacéuticos, medicamentos, productos domésticos e industriales, entre otros.

Figura 1. Oligochaeta usado en biensayos,  Eisenia foetida.

Las actividades coordinadas por la Sección Agricultura (SA) de la CCHEN en este proyecto, se han focalizado en el área analítica que involucra radiotrazadores en muestras ambientales (suelo, vegetal y sedimentos) y organismos bioindicadores.

Resultados obtenidos con radiotrazadores están siendo utilizados en sistemas de modelación (SWAT y AQUATOX) para la determinación de indicadores de riesgo, donde la SA coordina trabajo conjunto con profesionales de la CCHEN de las secciones Gestión Ambiental e Informática.

A la fecha se ha avanzado en la obtención de datos preliminares usando SWAT para la cuenca del río Tijeral, serie de datos de precipitaciones, caudales estimados y concentraciones de Clorpirifos. También, se han realizado diversos ensayos de bioacumulación del insecticida clorpirifos (14C-CLP) en Eisenia foetida (Figura 1) en suelos procedente de las cuencas del río Tijeral y río Traiguén.

Cuantificación de la contribución de la producción agrícola en sectores prioritarios en la generación de gases efecto invernadero (GEI) (balance CO2, CH4 y N2O), utilizando técnicas isotópicas (Proyecto Nacional OIEA/ODEPA/CCHEN)y Proyecto Emisiones de Gases NH3, N2O, CH4 y CO2 en cultivo de maíz con fuentes de fertilizante nitrogenado utilizando técnicas isotópicas (proyecto CRP 18646).

La generación de gases de efecto invernadero generalmente es un proceso asociado a las emisiones contaminantes de grandes complejos industriales, en especial aquellas relacionadas con los sectores de la minería y generación de energía mediante fuentes no renovables. Sin embargo, la emisión de gases de efecto invernadero es también posible en otras áreas de desarrollo, tal como es el caso de las diversas actividades asociadas al área agrícola.

Es así como el objetivo de estos proyectos está focalizado enevaluar la contribución de la actividad agrícola a la formación y/o mitigación de la producción de gases efecto invernadero para asegurar la sustentabilidad de los sistemas agrícolas. Para ello  se cuantifican medidas de GEI para finalmente obtener un factor de emisión de cultivo agrícola.

Los estudios de terreno se llevan a cabo en el Campo Experimental Agroambiental, localizado en el Centro de Estudios Nucleares La Reina,  en donde mediante el cultivo de maíz variedad choclero, se determina el efecto inhibidor de la nitrificación de la urea y su influencia sobre las emisiones de N2O.

Mejora de los sistemas de producción agrícola mediante la eficacia en el uso de los recursos  (Proyecto Regional ARCAL,  INIA/CCHEN).

El objetivo de este proyecto es contribuir al desarrollo de sistemas agrícolas sostenibles, a través de la incorporación de pasturas de leguminosas en la rotación de cultivos, con el objetivo de reducir los insumos inorgánicos y mejorar las propiedades biológicas y físico - químicas de los suelos,  en ambientes de clima mediterráneo.

El proyecto consta de cuatro experimentos en el Centro Experimental de Cauquenes -INIA, Región del Maule, en Cordillera de la Costa en el secano interior. El suelo es un Alfisol granítico, de arena de textura franco arcillosa, clasificado como Ultic Palexeralfs. Se han aplicado las dosis de fertilizante nitrogenado (15N) correspondientes para evaluar la eficiencia de uso de nitrógeno de las especies, utilizando las técnicas isotópicas (Figura 2).

Figura 2. Evaluando crecimiento de rotaciones de cultivos, Cauquenes.

La Sección de Agricultura de la CCHEN, ha participado además en el procesamiento de muestras y análisis de eficiencia de uso de fertilizantes nitrogenados y la evaluación de la fijación biológica de nitrógeno como fuente natural de nitrógeno en el sistema suelo-planta-rhizobio.

VISITAS DE EXPERTOS INTERNACIONALES

Han visitado la CCHEN los expertos Dra. Katherina Lenhar y el Dr. Christoph Mueller, de la Universidad de Justus Liebig (Giessen, Alemania) (Figura 3) con el fin de analizar los resultados de obtención de datos de emisiones de gases efecto invernadero (GEI) como producto del cultivo de maíz. Así mismo, contribuyeron a delinear estrategias a implementar en la relación GEI y secuestro de carbono usando técnicas isotópicas y convencionales.

Figura 3. Trabajo con expertos de la Universidad Justus Liebig (Alemania).

PARTICIPACIÓN EN CONGRESOS, SEMINARIOS y CURSOS

  • Presentación del trabajo “Influencia del residuo vegetal de maíz en la biodegradación de 14C-Atrazina en un suelo agrícola Chileno”, XIII Encuentro de Química Analítica y Ambiental” Valdivia, 18 al 21 Octubre de 2016.
  • Presentación del trabajo ”Bioacumulación de clorpirifos radiomarcado en Eisenia foetida en dos tipos de suelo de la zona Sur de Chile”, Congreso en Ciudad de Panamá, Panamá del 3 al 7 de octubre 2016.
  • Presentación del Trabajo “Contribución de abonos verdes provenientes de leguminosas a la productividad del trigo en el secano mediterráneo de Chile”, 3er Taller Latinoamericano de PGPR y 2do Workshop en Biotecnología y Medioambiente, organizado por la Universidad de La Frontera (Nov 28 a Dic 2 2016).
  • Ejecución del “Curso de modelación avanzada de cuencas para el análisis de riesgo en el uso de agroquímicos”, Comisión Chilena de Energía Nuclear,  enero de 2017 (Figura 4), en el marco del proyecto ARCAL "Desarrollo de indicadores para determinar el efecto de plaguicidas, metales pesados y contaminantes emergentes sobre ecosistemas acuáticos continentales importantes para la agricultura y agroindustria”. El curso tuvo como objetivo proveer a los participantes de herramientas conceptuales para la modelación digital de los procesos ambientales y conducirla a escalas espaciales y temporales adecuadas para la gestión. Mediante el uso de software especializado los investigadores pueden obtener predicciones de escenarios, en cuanto al impacto generado por la actividad humana en los ecosistemas acuáticos, al determinar la presencia de nuevos elementos contaminantes.

Figura 4. Participantes en Curso de modelación avanzada de cuencas para el análisis de riesgo en el uso de agroquímicos.

  • Participación en el Curso de “Modelos Avanzados II”, Costa Rica, curso realizado en el marco del proyecto ARCAL "Desarrollo de indicadores para determinar el efecto de plaguicidas, metales pesados y contaminantes emergentes sobre ecosistemas acuáticos continentales importantes para la agricultura y agroindustria” (Figura 5). Este curso se realizó en la Universidad de Costa Rica en San José entre el 8 y 12 de mayo de 2017 en el que participaron profesionales de 10 países de la Región LAC. Cuya finalidad fue verificar si los procedimientos de aplicación de los modelos seleccionados, AQUATOX y SWATT, eran adecuados a los datos generados por el proyecto. Además, de proveer las herramientas y metodologías necesarias para generar los mapas de riesgo para los tomadores de decisión.

Figura 5. Curso Modelos Avanzados II.

  • Participación en “6to Congreso Latinoamericano de Residuos de Plaguicidas: Alimentos y Ambiente (LAPRW 2017)”, organizado por el Centro de Investigación en Contaminación Ambiental, CICA, Universidad de Costa Rica y el Servicio Fitosanitario del Estado del Ministerio de Agricultura y Ganadería de Costa Rica, 14-17 de mayo de 2017.
  • Ejecución de la misión de hermanamiento y seminario "Modelación y Simulaciones", CIRA/UNAN- Nicaragua, Managua, con el objetivo de compartir la experiencia y la importancia de la aplicación del modelo AQUATOX en estudios medio ambientales. El seminario estuvo a cargo del MSc. Luis Medina, funcionario de la CCHEN y asesor del OIEA (Organismo Internacional de Energía Atómica) para el Proyecto ARCAL "Desarrollo de indicadores para determinar el efecto de plaguicidas, metales pesados y contaminantes emergentes sobre ecosistemas acuáticos continentales importantes para la agricultura y agroindustria” (Figura 6). AQUATOX es un modelo de simulación de ecosistemas que predice el destino de diversos contaminantes, como el exceso de nutrientes y sustancias químicas orgánicas, y sus efectos sobre los ecosistemas acuáticos, incluyendo peces, invertebrados y plantas acuáticas. AQUATOX es una valiosa herramienta para ecologistas, biólogos, modeladores de la calidad del agua y cualquier persona que realice evaluaciones de riesgo ecológico para los ecosistemas acuáticos.

Figura 6. Luis Medina dictando seminario Modelación y Simulaciones.

 

 

 

 

 

 

 

1 1 1 1 1 Califique este articulo 0.00 (0 Votos)