Miniguías de Campo del Instituto de Ciencias Naturales No. 15Abril 2013

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Uso del buchón de agua (Eichhornia crassipes (C. Mart.) Solms - Laub.),

en actividades de recuperación de áreas intervenidas

en proyectos hidroeléctricos

AutoresGladys Cárdenas Arévalo Mauricio Aguilar Puentes

Hernán Sánchez CruzJuan Herrera Romero

Jaime Aguirre Ceballos

Autores

Gladys Cárdenas ArévaloBióloga, Universidad Nacional de ColombiaMSc Ciencias - BiologíaUniversidad Nacional de Colombiagcardenasa@unal.edu.co

Mauricio Aguilar PuentesBiólogo Universidad Nacional de ColombiaMSc Gestión Ambiental para el desarrollo SosteniblePontificia Universidad Javerianamauricio8489@gmail.com

Hernán Sánchez CruzBiólogo, Universidad Nacional de ColombiaProfesional Ambiental - Área Proyectos EPMMSc Gestión Ambiental para el desarrollo SosteniblePontificia Universidad Javerianahernan.sanchez@epm.com.co

Juan Herrera RomeroBiólogo Universidad Nacional de ColombiaMSc DocenciaUniversidad de La Sallejuanherrera@uan.edu.co

Dr. Jaime Aguirre CeballosVicedecano de investigaciónFacultad de CienciasUniversidad nacional de Colombiajaguirre@unal.edu.co

FotografíasGladys Cárdenas A., Mauricio Aguilar P., Hernán Sánchez C & Juan Herrera R.

Diseño y diagramaciónLiliana P. Aguilar-G.

ImpresiónPanamericana Formas e Impresos S.A.Bogotá, D.C., abril de 2013

Cítese comoCárdenas-A, G., M, Aguilar-P., H, Sánchez-C., J, Herrera-R, & J, Aguirre-C. 2012. Uso del buchón de agua (Eichhornia crassipes (C. Mart.) Solms - Laub.), en actividades de recuperación de áreas intervenidas en proyectos hidroeléctricos. Miniguías de campo del Instituto de Ciencias Naturales No. 15. Instituto de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Colombia. Panamericana, Formas e impresos S.A. Bogotá, D.C.

Especies registradas en los tratamientos

Blechum pyramidatum Asclepias curassavica

Colocasia esculenta Hydrocotyle ranunculoides

Hydrocotyle umbellata Baccharis trinervis

Coniza sp. Cyanthillium cinereum

Eclipta alba Elaphandra sp.

Eleutheranthera cf. tenella Porophyllum ruderale

Cordia sp. 1 Heliotropium indicum

Rorippa sp. Cecropia sp.

Cucumis sp. Cyperus cf. diffusus

Cyperus luzulae Cyperus odoratus

Kyllinga brevifolia Kyllinga odorata

Rhynchospora nervosa Acalypha alopecuroides

Euphorbia hirta Euphorbia hypericifolia

Cassia trichopoda

Centrosema virginianum Erythrina fusca

Mimosa pudica Mimosa sp. 2

Vismia baccifera

Salvia sp. Lindernia diffusa

Spigelia anthelmia Sida rhombifolia

Waltheria indica Melastomataceae sp. 2

Ludwigia repens

Piper sp. 1 Scoparia dulcis

Stemodia sp.

Setaria parvifolia Borreria alata

Spermacoce suaveolens Physalis angulata

Solanum nigrum Solanum sp. 1

Solanum sp. 2 Stachytarpheta cayennensis

Euphorbia prostrata

Hiptis capitata Phillanthus sp.

Paspalum sp. 1

Uso del buchón de agua, como herramienta para recuperación de áreas intervenidas

En los últimos años se ha puesto sobre la mesa de discusión, la importancia de los ecosistemas naturales como fuente de bienes y servicios, visualizando tanto productos direc-tamente utilizables (alimentos, materiales de construcción, etc.) como otros menos tangibles pero no menos relevantes (regulación climática, descomposición y reciclado de ma-teria orgánica, regulación hídrica y fijación de nitrógeno y carbono, entre otros).

Hoy por hoy, las em-presas que construyen proyectos de generación eléctrica, deben afrontar como parte de sus ac-tividades de tipo com-pensatorio, el reto de implementar actividades de restauración ecológi-ca, temática sobre la cual aún existen muchos va-

cíos de conocimiento sobre las poblaciones, comunidades, ecosistemas y paisajes naturales en nuestro país e incluso a nivel mundial.

De otra parte, debido entre otros aspectos al vertimien-to de aguas con altas cargas orgánicas, sobre los cuerpos de agua que alimentan varios embalses, de los proyectos hidroeléctricos de Empresas Públicas de Medellín (EPM), se ha favorecido la prolifera-ción de macrófitas acuáticas como el buchón de agua (Ei-chhornia crassipes), lo que ha implicado altas inversio-nes para su control, remoción de los embalses y disposi-ción final.

Con miras de aprovechar el buchón de una manera eficiente y benéfica, tanto desde el punto de vista económico como eco-lógico y poder contar con información para adelantar activi-dades de restauración ecológica, se adelantó el “Proyecto de investigación para determinar la viabilidad del uso del buchón de agua, Eichhornia crassipes, en actividades de revegetaliza-ción y restauración ecológica”, como parte del Convenio No. 2010-1263, suscrito entre Empresas Públicas de Medellín y la Universidad Nacional de Colombia-Sede Bogotá.

Area de estudio

El experimento se montó en un predio de EPM, ubicado al Nordeste del departamento de Antioquia, municipio de Amalfi, vereda El Encanto, depósito El Encanto a 982 msnm. Esta zona ha sido receptora de todo tipo de materia-les y aguas servidas, tanto de tipo doméstico como indus-trial, que transporta el rio Medellín en su recorrido.

Aquí, se llevaban a cabo las actividades de extracción y dispo-sición del buchón generado en el embalse, así como de mate-riales arrastrados por el río como troncos y desechos plásticos.

El buchón con la ayuda de barreras, es trasladado hacia las orillas donde se acumula y se extrae mediante maquinaria, para ser llevado a la zona de depósito donde se deja secar, se voltea y se esparce.

Actividades para evaluar la viabilidad del uso del buchón en recuperación

y revegetalización de áreas degradadas

1. Con el fin de conocer una posible fuente de propágulos en el proceso de sucesión vegetal, se determinó la composición del banco de semillas del suelo, en un relicto de vegetación adyacente al área del montaje de las parcelas de sucesión.

3. Con el fin de evaluar el efecto del uso de buchón como sustrato, sobre el desarrollo de la vegetación en proce-sos de revegetalización, se evaluaron a través del tiem-po (nueve meses), 10 tratamientos con buchón como sustrato, con tres replicas cada uno (A, B y C).

T1: hojas deshidratadas T2: raíces deshidratadas

T3: raíces frescas T4: hojas frescas

T5: planta completa fresca T6: planta completa fresca + suelo

T7: planta completa deshidratada +suelo de bosque aledaño

T8: suelo desprovisto de cobertura vegetal y sin otro tratamiento

(control)

T9: suelo de bosque + semillasde gramínea (Cynodon dactylon)

+ abono (Triple 15: N-P-K)

T10: planta completa deshidratada

T1: hojas deshidratadas T2: raíces deshidratadas

T3: raíces frescas T4: hojas frescas

T5: planta completa fresca T6: planta completa fresca

T7: planta completa deshidratada+ suelo de bosque aledaño

T8: control

T9: suelo de bosque + semillas de gramínea + abono

T10: planta completa deshidratada

En total se registraron 134 especies, pertenecientes a 33 familias y 84 géneros. Se evidencian diferencias en composición, cober-tura y altura acorde al tratamiento, en especial entre T7 y T9. El control (T8), aunque fue uno de los más diversos, fue el más lento en crecimiento, con menor cobertura y pocas especies le-ñosas de mayor persistencia. En general se presenta una tenden-cia al incremento de la riqueza, diversidad y altura en el tiempo; sin embargo varió entre tratamientos y dentro de las réplicas.

El tratamiento T7, responde mejor de acuerdo al com-portamiento del conjunto de parámetros que se analiza-ron, se evidenció la dominancia inicial de las especies ruderales (en especial gramíneas y ciperáceas) y con el avance de la sucesión llegaron otras especies de con-sistencia leñosa y mayor persistencia, que ganaron una importante cobertura en este tratamiento, creando con-diciones microclimáticas más estables, para que se esta-blezcan especies de estratos más altos, que conforman la vegetación en la zona.

Se esperaría que entre los tratamientos que se aplicó sue-lo, se encontraran más especies en común del BSG, esto sí ocurre entre los tratamientos seis (T6) y siete (T7), que comparten seis de las ocho especies que cada uno tiene en común con las del BSG y es donde estas especies presentan más cobertura; pero no con el T9, que tiene el menor núme-ro de especies del BSG y sólo comparte tres especies con los tratamientos a los que se les aplicó suelo.

Esto nos indica que de alguna manera el sustrato de bu-chón, favorece el establecimiento de ciertas especies presentes en el BSG del suelo que se aplicó. Algunas especies pudieron llegar a los tratamientos por lluvia de semillas, transporte de animales o del mismo sustrato de cada tratamiento.

Igualmente los resultados evidencian (con los datos que se tienen), el importante papel que juega en este proceso de revegetalización el banco de semillas presente en el suelo, sobre el cual crece vegetación de la zona, en el experimento su mayor expresión se dio en el tratamiento T7.

3. Con el fin de evaluar el efecto del uso de buchón como sustrato, en lo referente a la presencia de metales pesa-dos, se analizaron muestras de suelo, compost y plantas de buchón.

Los resultados del análisis, indican que el material que se usó para el desarrollo del experimento, presenta altas con-centraciones de los metales pesados analizados, están pre-sentes en todas las muestras: planta completa, suelo inicial (antes del montaje de las parcelas) y suelo de los 10 trata-mientos al final del experimento (T1 - T10).

En el suelo inicial, la concentración más alta la presentó el cromo y la más baja el cadmio. Al final del experimento (a los nueve meses), la concentración del cadmio y del cromo fue más alta en el tratamiento seis y la más baja en el tra-tamiento cinco. La concentración de mercurio fue más alta en el tratamiento tres, la más baja en el tratamiento seis. La mayor concentración de plomo en el tratamiento siete y la más baja en el tratamiento cuatro. En general, no hay una tendencia o un comportamiento claro de la concentración de los metales pesados, de acuerdo a los tipos de muestras que se analizaron.

Muestra Cadmio total

Cromo total

Mercurio total

Plomo total

mg/kg mg/kg mg/kg mg/kgPeciolo y hoja 0,168 5,108 0,38729 2,846

Raíz y tallo 2,102 12,092 0,54863 14,786

Planta Total 2.270 17,200 0,93582 17,632

Compost 2,025 54,33 1,11899 72,25Suelo inicial 0,484 80,121 1,25068 0,858

T1 2,35 64,055 1,9303 44,71T2 2,04 46,94 1,37739 46,15T3 2,265 56,525 3,83636 39,69T4 2,05 48 1,40256 38,07T5 1,903 46,58 0,84888 45,725T6 3,085 88,075 0,10169 43,675T7 2,135 85,36 0,12567 73,15T8 2,96 71,67 0,72885 40,03T9 2,74 68,105 0,32678 39,215T10 2,625 71,48 0,68561 50,895

La utilización del buchón como ayudante orgánico-mineral en la recuperación de áreas degradadas implica dos solu-ciones ambientales: i) una alternativa ambiental de bajo costo y ii) adicionar al suelo degradado material orgánico que libere nutrientes con lo que se mejoran las propieda-des físico-químicas y biológicas del mismo. Sin embargo el uso de este sustrato tiene riesgos, debido principalmente a su contenido en metales pesados, aspecto sobre el cual es necesario profundizar y estudiar a largo plazo.

Por lo anterior, para implementar el uso de buchón como enmienda en la recuperación de áreas degradadas, es im-portante considerar entre otros, los siguientes aspectos:

- Implementar una investigación sobre la dinámica de los metales pesados en el tiempo, en los diferentes compo-nentes del ecosistema a partir del uso de buchón.

- Las características del terreno donde se va a llevar a cabo la recuperación, como pendiente, tipo de suelo (propie-dades físico-químicas) y presencia de cuerpos de agua cercanos.

- Actividades y presencia de comunidades humanas en el área, lo ideal es que estas no estén presentes en la zona.

- Monitoreo inicial y en el tiempo (cada año) después de la aplicación del buchón, de las concentraciones de meta-les pesados en el suelo y en cuerpos de agua, si los hay cercanos.

- Ensayos de aplicación del sustrato de buchón en diferen-tes pendientes, para evaluar el agarre y estabilidad del mismo en áreas con altas pendientes.

Consideraciones finales

Uno de los principales objetivos de la revegetalización después de un disturbio, es cubrir el suelo en el menor tiempo posible de una cubierta vegetal, en la mayoría de los casos, esto se hace con la siembra de gramíneas de especies arbóreas que requieren de cuidados para evitar su muerte. Con este método por lo general la vegetación resultante no es semejante a la que se desarrolla de forma natural, esto coincide con lo que se alcanzó a observar en el tratamiento T9.

Después de entender la dinámica de los metales pesados y de acuerdo con los resultados obtenidos, el buchón como enmienda orgánica en la recuperación de áreas degradadas, especialmente en condiciones como las del tratamiento sie-te T7, tiene las siguientes ventajas ambientales:

- Se desarrolla una mayor cobertura vegetal en el menor tiempo.

- En el proceso de sucesión, facilita la colonización, arribo y establecimiento de especies vegetales de etapas suce-sionales avanzadas.

- Desarrollo de especies presentes en el banco de semillas del suelo, lo que finalmente muestra una composición si-milar o cercana a la vegetación natural de la zona.

- Puede evitar la erosión producida por el agua.

- Bajo costo y necesidad de mantenimiento mínima.

El compost de buchón, se convierte rápidamente en mate-rial de apoyo al suelo, alcanza rendimientos del 50% en vo-lumen, en su proceso de formación no produce olores y es muy económico. El uso de compost con metales pesados, se recomienda únicamente para áreas donde se tengan plantaciones maderables más no comestibles.

Para tener en cuenta en tareas de revegetización y/o restauración

1. La mejor restauración es aquella que no se hace, por-que el medio ecosistémico no se alteró o porque su al-teración fue mínima y el sistema tiene la oportunidad de recuperarse por sí mimo: prevención y precaución.

2. Los bancos de semillas cercanos al sitio a recuperar, son fundamentales, contienen la información sobre el orden eco-sistémico el cual se va a manifestar en procesos de sucesión como el experimentado en este trabajo.

3. Las zonas alteradas tienen una historia y esta es de máxima importancia a la hora de intervenir. Indagar en el pasado ofrece pistas sobre lo que se quiere con la restauración, el presente da las pautas de lo que se puede intentar y proyectar el futuro traza horizontes al trabajo y lo hace más eficiente.

4. Los procesos de restauración deben involucrar a las po-blaciones humanas.

Se registraron 584 plántulas, el 87,8 % fueron dicotile-dóneas y el 12,2 % monocotiledóneas. La densidad del banco de semillas germinable (BSG), fue de 8.779 se-millas/m2 de 29 morfoespecies. Las especies más abun-dantes fueron Stachytarpheta cayennensis (51 % de los individuos) y Baccharis trinervis (19 %).

2. Con el fin de evaluar el uso del buchón, como enmien-da orgánica en forma de compost para suelos degrada-dos, se montó un ensayo que se inició con un volumen de 0,7065 m3 de la planta fresca.

Parámetro Volumen (m3)Buchón picado 0,7065Compost obtenido después de 60 días 0,36Valor relativo del volumen de compost del volumen inicial de buchón 51,42%

El uso del buchón en compostaje, puede ser una excelen-te alternativa para su disposición,, se evita ocupar grandes áreas con un material que en este momento se trata como un residuo o material totalmente inservible.