Influencia de los vertidos de la industria azucarera sobre las propiedades de suelos cultivados con caña de azucar (saccharum s (Tesis Doctorales (Edición Electrónica))

Los vertidos de la Industria Azucarera son el principal problema ambiental de la Isla de Cuba, con una producción anual de más de 100 millones de m 3 de aguas con alto poder contaminante generadas en más de 150 centrales azucareras durante el proceso de fabricación de azúcar y alcoholes. Éstas, son incorporadas a los cursos de agua y a los ecosistemas costeros, causando graves problemas sobre la flora y la fauna que entra en contacto con las mismas, afectando además, la salud de la población expuesta a su radio de acción por la alta incidencia de moscas, mosquitos y otros organismos que pueden transmitir enfermedades a las personas. Se conocía que algunos agricultores regaban sus plantaciones de caña de azúcar con estos vertidos, y que en ocasiones muchas de éstas llevaban más de 40 años expuestas a riegos con estas aguas sin conocer los efectos que a corto y largo plazo tenían lugar sobre los suelos, los cultivos y el agroecosistema en general. Algunos investigadores cubanos habían realizado estudios sobre la calidad de estos vertidos en diversas centrales azucareras del país y el posible uso en el riego de la propia caña de azúcar sin ser sometidas a tratamientos previos, llegando a la consideración de que algunos de los vertidos reunían los requisitos de calidad necesarios. Para la realización de esta Tesis Doctoral se tomó como zona de estudio la Unidad Básica de Producción Cooperativa Pedrín Troya perteneciente a la Central Azucarera Héctor Molina Riaño ubicada en el municipio de San Nicolás, al sur de la provincia de La Habana (Cuba). Fueron seleccionados dos tipologías de suelos plantados con caña de azúcar (Cambisoles ferrálicos y Ferralsoles háplicos). En la primera tipología fueron seleccionados campos de caña con 10, 25 y más de 40 años de riego con aguas residuales, así como otros sin estos riegos que servirían como control. En la otra tipología de suelo fueron seleccionados campos con 1 y 2 años de riego, así como controles no regados. Esto permitiría evaluar a largo y corto plazo la influencia de dichos vertidos sobre las propiedades de los suelos analizados. El diseño utilizado fue el de bloque al azar con 4 repeticiones por tratamientos y controles. Las profundidades de muestreos fueron: 0-10, 10-20, 20-30, 30-50, 50-70, 70-100 cm. Se analizaron los efectos sobre las principales propiedades físicas, químicas, mineralógicas, microbiológicas, así como aspectos biológicos, la incidencia de plantas indeseables en los campos regados y algunas consideraciones relacionadas con el impacto ambiental producido por las aguas residuales. Las metodologías utilizadas en las diferentes determinaciones fueron las más actualizadas tanto en Cuba como en España y el material utilizado estaba en correspondencia con las condiciones de cada uno de estos países. Los resultados más importantes fueron: la disminución de los agregados de suelo de mayor tamaño y el aumento de aquellos que por su diámetro son equiparables con limos y arcillas, efecto negativo que se produce a corto y largo plazo, el que solo es atenuado por el mantenimiento de una plantación de caña de forma estable durante decenas de años. La estabilidad estructural se afecta desde los primeros años de riego y aún los agregados que se forman durante largos períodos de tiempo bajo estas condiciones, resultan altamente inestables y de fácil destrucción al entrar en contacto con el agua. La porosidad de aireación disminuye a corto plazo consecuencia de los riegos y vuelve a restablecerse tras decenas de años de riego con los vertidos. La plasticidad disminuye con los años de riego, mientras la densidad que a corto plazo aumenta de manera considerable, tras largos períodos de riego, logra restablecer los valores normales. Propiedades químicas como el contenido de materia orgánica se vieron muy afectados en los primeros años de riego por el desplazamiento de la microbiota autóctona y el establecimiento de otros microorganismos con alta capacidad para descomponer materiales orgánicos, consumiendo incluso, las reservas de materia orgánica presentes en el suelo antes de las aplicaciones de los vertidos. Con el tiempo de riego la materia orgánica alcanza niveles aceptables para estas tipologías de suelo, predominando el proceso acumulativo sobre la descomposición. Elementos como el fósforo y el potasio registran acumulaciones muy importante tras años largos de riego con los vertidos. Se produce un ligero aumento de la conductividad eléctrica, aunque los valores mostrados no dan indicios de procesos de salinización. Es de señalar una pérdida muy importante del calcio en los suelos regados durante años, indicando un visible proceso de descalcificación acelerada de estos suelos y un ligero aumento del magnesio. La capacidad de intercambio catiónico experimenta un ligero incremento tras las aplicaciones de los vertidos a largo plazo, fundamentalmente en los horizontes superiores. Los análisis de arcilla por difracción de rayos X mostraron la naturaleza caolinítica de los Farralsoles háplicos, así como las mezclas de montmorillonita-caolinita en los Cambisoles ferrálicos, donde los vertidos han provocado un ensanchamiento y asimetría en la difracción a 14 Ǻ de la montmorillonita, con disminución de la intensidad debido a la previsible presencia de materia orgánica en los espacios interlaminares. De igual manera, el hierro cristalino que se encuentra en estos suelos se identifica como goethita. En las propiedades microbiológicas lo más relevante fue la desaparición de algunos microorganismos patógenos como consecuencia de estos riegos, capaces de producir enfermedades en el cultivo de la caña y el establecimiento de otros como Azotobacter que contribuyen al enriquecimiento del suelo con nitrógeno utilizando como fuente el contenido en la atmósfera. Los aspectos biológicos analizados revelan la respuesta del sistema radical de la caña que se traduce en mayor profusión y capacidad para explorar los suelos, alcanzando, además las cepas regadas a largo plazo una alta longevidad, cosa inusual en explotaciones intensivas de este cultivo, que generalmente no superan los 7 años con 5 cosechas. Se observó, además, el efecto de estos vertidos sobre las poblaciones de plantas indeseables asociadas al cultivo de la caña, demostrando su capacidad para controlar especies como Sorghum halepense en sus fases de germinación, brotación y estado juvenil. Los rendimientos del cultivo dela caña experimentaron aumentos de hasta tres veces respecto a campos cercanos no regados con los vertidos a pesar de tener los mismos suelos, la misma variedad y condiciones ambientales semejantes. Los aspectos medioambientales observados, indican que las altas concentraciones de materia orgánica contenidas en los vertidos, implican un alto poder contaminante, capaces de afectar poblaciones próximas, poniendo en peligro la salud y teniendo un efecto nocivo sobre animales y plantas durante su trayectoria hasta llegar al mar. Provocan deterioro del paisaje, producción de malos olores, proliferación de insectos perjudiciales y contaminación de las fuentes de agua para el consumo humano.