Gestión Sostenible Del Agua en Sistemas Ganaderos en Colombia

GESTIN SOSTENIBLE DEL

AGUA EN SISTEMAS

GANADEROS EN COLOMBIA

Julin Char

Centro para la Investigacin en Sistemas

Sostenibles de Produccin Agropecuaria

PUNTOS A TRATAR

Introduccin

Ciclo hidrolgico y cuencas

Efecto de la produccin agropecuaria sobre

los recursos hdricos

Recuperacin de recursos hdricos desde la

produccin agropecuaria

Cosecha de aguas

Uso eficiente del agua en la ganadera

EL CICLO HIDROLGICO

www.prepa6.unam.mx

EL CICLO HIDROLGICO

http://blogciclodelagua.blogspot.com/2011/01/el-ciclo-hidrologico-o-ciclo-del-

agua.html

Relacin microcuenca-quebrada

Quebrada de cabecera

Red Fluvial

Gomi et al. 2002


Cuenca Orden Cero Precipitacin

Vegetacin

Riberea Canal Temporal

Deslizamiento

Pendiente

Entrada

de MO

Adaptado de Gomi et al. 2002

Salidas:

Sedimentos, ramas, troncos

MOPF, MOPG, COD

Almacenamiento:

Sedimentos, ramas, troncos

MOPF, MOPG, COD

Quebrada de

1er o 2do

Orden

Flujo de hojarasca

742.000 microcuencas

24.237 km de ros

Photo: Rivera H.

80% de los acueductos rurales en la zona andina provienen de quebradas pequeas

transcurren a travs de ambientes terrestres, son una manifestacin del paisaje que drenan y sus caractersticas bsicas son controladas a nivel del

(Hynes, 1975)

INFLUENCIA DEL USO DEL SUELO

SOBRE LOS AMBIENTES ACUTICOS

ESCALAS DE INFLUENCIA

MAYOR Geologa, Clima

regional y Vegetacin

Polticas

Sectoriales,

Instrumentos

Econmicos

MEDIA Cobertura Vegetal y

Uso del Suelo

Instrumentos

Econmicos

Regulaciones

MENOR Vegetacin riparia Soporte

Tcnico,

Monitoreo

Incentivos

Tomado de Frissell et al. (1986)

ASPECTOS CONCEPTUALES Relacin microcuenca-quebrada

Los ros y quebradas son manifestaciones del paisaje que drenan (Hynes, 1975)

Es reconocido que el uso del suelo tiene una fuerte influencia sobre los aspectos fsico-qumicos de las quebradas y sus componentes biticos.

Las comunidades en las quebradas estn integralmente ligadas a las caractersticas fsicas y qumicas del hbitat y por esta razn pueden ser usadas como indicadores ambientales.

La agricultura en general es considerada el ms importante usuario del agua a nivel mundial y una de las actividades que ms contribuye a su deterioro.

DEFORESTACIN

Ilustracin: Zoraida Calle

Parmetro Materia Orgnica

%

Densidad

Aparente

g-cm-3

Poro-

sidad

%

Conductividad

hidrulica

cm-h-1

Resistencia a

la penetracin

10cm (kg-cm-2)

Guadua 11.2 a 0.69e 70 a 51 a 1.3d

Caf

Sombro

9.5ab 0.82d 67b 31b 1.2d

Pastoreo

Extensivo

7.8bc 1.0bc 59cd 18c 2.6b

Ganado

Lechero

8.0bc 1.05abc 58cd 8c 2.7b

Pastoreo

Intensivo

7.4cd 1.09ab 56d 8c 3.3a

IMPACTO DE SISTEMAS PRODUCTIVOS SOBRE EL SUELO

Fuente: Sadehgian et al (2001)

Bosque Pasturas

Incremento de la escorrenta

PERDIDA DE LA CAPACIDAD

REGULADORA DE CUENCAS

Crecientes en

poca lluviosa Flujo reducido en

pocas secas

Reduccin de la

capacidad de

retencin de agua del

terreno

Alteracin del ciclo del agua por la tala del bosque

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/17/htm/sec_14.html

EROSIN

En Latinoamrica, la

prdida del suelo

equivale a 30-40 ton ha/

ao

EROSIN

EROSIN Y DETERIORO DE LAS

PROPIEDADES FSICAS DEL SUELO

EROSIN

EROSIN: Efecto en ambientes acuticos

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Roca madre

Piedra Grava Arena Lodo

Su

str

ato

(%

) Protegidas

Agricultura

Ganaderas b b

a

b b

a

a

a

b

Giraldo L., Char J., Ziga M.C., Char-Serna A., Pedraza G. 2014. Impacto del uso de suelo agropecuario sobre pequeas quebradas de la cuenca del ro La Vieja. Revista de Biologa Tropical. 62: 203-219.

Quebradas con

diferencias en

patrones de flujo

Canalizaciones,

represamientos y

carreteras

Perturbacin directa por

el ganado

DAO FSICO DE LOS CAUCES

GANADERA: Efecto en ambientes acuticos


CONTAMINACIN

Es la que se produce por el vertimiento de sustancias contaminantes en el suelo y atmsfera y que por lluvia y/o escorrenta van a las fuentes de agua.

No puede ser captada ni tratada e incluye Fertilizantes qumicos, fertilizantes orgnicos, pesticidas, estircol del ganado, escorrenta de ciudades y vas.

CONTAMINACIN DIFUSA

Parmetro

Pastura

(n=3)

Caf

(n=3)

Bosques

(n=6)

Oxgeno Disuelto (mg l-1) 6.40 7.37 7.62

DBO (mg l-1) 5.00 1.67 0.90

N Amoniacal (mg l-1 N-NH3) 0.05 0.06 0.10

Fsforo (mg/l P-PO4) 0.12 0.10 0.10

Coliformes Totales (MPN/100 ml) 5300 4000.0 1016.7

Coliforms Fecales (MPN 100 ml) 3700 3533.3 933.3


Char J., 2003. Interactions between biodiversity land use in low-order stream catchments of the Colombian Andes. Ph.D: Thesis.

CONTAMINACIN

CONTAMINACIN PUNTUAL

Es la que se vierte directamente a travs de un tubo o canal y puede, por tanto ser tratada.

Incluye alcantarillado, aguas residuales de establos, porquerizas, acuacultura y agroindustria

RECUPERACIN DE RECURSOS

HDRICOS DESDE LA PRODUCCIN

AGROPECUARIA

SERVICIOS AMBIENTALES HDRICOS

Los servicios ambientales hdricos podran definirse como los beneficios para la sociedad obtenidos gracias a los efectos de los ecosistemas terrestres sobre el agua (Brauman et al. 2007).

SERVICIOS AMBIENTALES HDRICOS

a) Provisin de agua de buena calidad

b) Regulacin hdrica aporte de agua de manera segura a lo largo del ao para los diversos usuarios prevencin de desastres relacionados con avalanchas e inundaciones.

c) Provisin de pesca y otros bienes de origen acutico.

d) Provisin de sitios de recreacin

ACCIONES PRIORITARIAS PARA MEJORAR LOS SERVICIOS AMBIENTALES HDRICOS EN PAISAJES

AGROPECUARIOS

1. Conservacin de los bosques en zonas estratgicas por su pendiente o ubicacin

2. Conservacin de las propiedades del suelo en toda el rea de captacin que permitan cumplir con su papel en la regulacin hdrica y eviten la erosin

3. Restauracin de los corredores ribereos para aprovechar sus funciones como filtro de la escorrenta

4. Control de la contaminacin difusa y puntual.

1. Restauracin de bosques en zonas estratgicas

1. Incremento de productividad y

rentabilidad en el sistema productivo

2. Incremento en la generacin de

servicios y bienes ambientales.

(incluye proteccin de suelo y

recurso hdrico

3. Facilita la

liberacin de

zonas frgiles

para la

restauracin de

propiedades

hidrolgicas


I. Incremento de la cobertura vegetal del suelo

II. Incremento de la cobertura arbrea en el rea de captacin

Sistemas silvopastoriles

Sistemas agroforestales

III. Establecimiento de prcticas de proteccin de suelos

Manejo de Coberturas en cultivos

Siembra en curvas a nivel

Pastoreo rotacional con cargas adecuadas

2. Conservacin de las propiedades del suelo

Finca La Esperanza, Pereira Ganadera Colombiana Sostenible

Fernando Uribe CIPAV 2014

i. Incremento en la cobertura vegetal del suelo

Pasturas mejoradas pocos

rboles en degradacin sistemas silvopastoriles intensivos

Dos aos de establecidos

i. Incremento en la cobertura vegetal del suelo

ii. Incremento de la cobertura arbrea

iii. Establecer prcticas de conservacin del suelo

iii. Establecer prcticas de conservacin del suelo

21m

Finca La Alborada, Montenegro

(Quindo) 2003 - 2015

Franjas de vegetacin que se dejan a lado y lado de

las corrientes de agua y que contribuyen a la

proteccin y estabilidad del ambiente acutico.

3. RESTAURACIN DE CORREDORES RIBEREOS


El concepto del contnuo del ro (Vannote et al, 1980)

CORREDORES

RIBEREOS

En relacin con el rea que cubren, tienen una importancia desproporcionada para las quebradas debido a su efecto sobre el transporte de agua, nutrientes y sedimentos

Importancia de los corredores en quebradas pequeas

Regulacin de caudales

Reduccin en la fluctuacin de

la temperatura del agua

restringiendo la entrada de luz

Estabilizacin y control de la

morfologa del canal

Importancia de los corredores en quebradas pequeas

Filtro natural a la entrada de sedimentos, materia orgnica, nutrientes y patgenos Las quebradas con corredores desarrollados captan y metabolizan ms Amonio, Fosfatos y Pesticidas que las no protegidas Por estas caractersticas, contribuyen a una mejor calidad de agua para usuarios aguas abajo

Hojarasca Madera

Sombra

Pendiente Plano

aluvial Cauce Plano

aluvial Pendiente

ANCHO DE CORREDORES RIBEREOS

Estabilidad Banco

Hbitat Acutico

Sedimentos

Nutrientes Solubles

Control Inundaciones

inundaciones Hbitat sp. terrestres

Ancho del Buffer en

metros

Negro: Mnimo

Blanco: Mximo

COMPONENTES DE LOS CORREDORES RIBEREOS

Corredores Ribereos

FUENTE: LERF Sergius Gandolfi

cauce

Zona hmeda o inundable Zona de transicin

REDUCCIN DE LA EROSIN, CONTAMINACIN Y SEDIMENTACIN

CONSERVACIN

DEL SUELO

Bosques de Ribera

FUENTE: LERF Sergius Gandolfi

Mantenimiento del caudal a lo largo del ao

Elevacin del nivel fretico

Aumento en la infiltracin de agua

Reduccin en la escorrenta superficial

Aumento del flujode agua sub- superficial

1. Influencia sobre propiedades de los suelos

Caractersticas del suelo en zonas ribereas

Mean

MeanSE

Mean1,96*SE Guadua Pastura

COBERTURA

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

N (

Kg

/ m

2)

a

b

Mean

MeanSE


COBERTURA

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

De

nsid

ad

ap

are

nte

en

tre

0 y

5 c

m d

e p

rofu

nd

ida

d (

g /

cm

3) a

b

Compactacin Kg- m - 2

Densidad Aparente g- cm - 3

Guadua Pastura Guadua Pastura

Porosidad (%)

Humedad gravimtrica (%)

Mean

MeanSE


COBERTURA

58

60

62

64

66

68

70

72

Po

rosid

ad

to

tal (%

)

a

b

Mean

MeanSE


COBERTURA

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

Hu

me

da

d g

ravim

tr

ica

en

tre

0 y

5 c

m d

e p

rofu

nd

ida

d (

%)

a

b

Guadua Pastura Guadua Pastura


Mean

MeanSE


COBERTURA

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Co

nd

uctivid

ad

hid

ra

lica

sa

tura

da

(cm

/ h

ora

) e

ntr

e 0

y 5

cm

de

pro

fun

did

ad

Conductividad Hidralica

Cm- da

Guadua Pastura


Zona con Guadua Zona en pasturas

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

Guadua Potrero

% de Escorrenta


Aplicacin de Urea

Escorrenta

Microparcela

Tubo

Recipiente

colector

Retencin de nutrientes en zonas ribereas

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1 2 3 4 5 6 7

Guadua

Potrero

Nitratos en agua de escorrenta despus de la aplicacin de urea

Retencin de nutrientes en zonas ribereas

2% escorrenta < 1 mg l-1 NO3

Subtratos gruesos

30% escorrenta 2 mg l-1 NO3

Sustratos finos

CARACTERSTICAS DEL CAUCE DE QUEBRADAS PEQUEAS CON Y SIN

CORREDOR RIBEREO

Con CR Sin CR

Ancho hmedo (cm) 247 443

Profundidad (cm) 15.0 7.6

Caudal (l seg-1) 12.4 3.65

Cobertura de dosel (%) 66 0

CALIDAD DE AGUA

Con Corredor Ribereo

Sin Corredor

Temperatura oC 21.2 22.6

pH 7.4 6.9

Oxgeno disuelto (mg l-1) 9.5a 2.7b

Alcalinidad Total (mg l-1) 41.4 94.9

Coliformes totales 16800 168000

ndice de Calidad de Agua (ICA-FSN) 60.2 49.2

TIPO DE SUSTRATO

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Sin Corredor

Con Corredor

0

53,3

0

10

100

36,7

Roca Grava Sustratos finos

TIPO DE CORRIENTE

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Sin Corredor

Con Corredor 5

10

41,7

90

50

0

3,3

Turbulencia C Rpida C Lenta Charcas

Quebradas con

diferente tipo de

sustrato y de corriente

Quebradas con diversidad

de flujo y sustrato

MACROINVERTEBRADOS

Indicadores de ambientes poco perturbados

Ephemeroptera Trichoptera

Plecoptera

Indicadores de ambientes perturbados

Diptera

Mollusca

CAMBIOS EN CALIDAD DE AGUA EN QUEBRADAS CON CORREDORES

Parmetro Mes 0 Mes 16 Mes 20

Oxgeno Disuelto (mg-l-1) 2.59 1.32 2.61

DBO (mg O2 l-1) 7.04 3.28 4.38

Turbidez (NTU) 5.95 5.89 2.43

Coliformes Totales (UFC/100ml) 40000 510 1840

Restauracin de bosques

ribereos

Parametro Base Line

DBO 11 ppm

Turbiedad > 40 UNT

% EPT 5%

Parametro 2004

DBO 9.1 ppm

Turbiedad < 30 UNT

% EPT > 10%

Parametro 2006

DBO 20%

DBO: Demanda Bioqumica de Oxgeno (materia orgnica)

UNT: Unidades Nefelomtricas de turbidez

EPT: Suma de rdenes Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera

La Ramada

2005 2006 2007

DBO (ppm) 4,7 1,3

LOCALIZACIN

SEGUIMIENTO A CORREDORES RIBEREOS

Cambios en las caractersticas fsicas

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Ao 1 Ao 2

Ao 3

% turbulencias

% Piscinas

% Corriente lenta

Tipo de corriente (%) de la quebrada San Diego

CAMBIOS EN MACROINVERTEBRADOS EN QUEBRADAS CON CORREDORES

Parmetro Mes 0 Mes 16 Mes 20

Abundancia absoluta 1236 1115 523

Riqueza total 18 33 31

Abundancia ET 0 2 5

Shannon H' Log Base 10 ------ 0.785 0.871

BMWP- UniValle 53 60 82

Abundancia Relativa

Ephemeroptera % 0.00 0.09 0.38

Trichoptera % 0.00 0.09 0.57

% ET 0 0.18 0.96

Odonata % 0.24 2.24 7.07

Diptera % 4.05 31.57 6.50

Mollusca % 86.97 57.04 68.26

4. CONTROL DE LA CONTAMINACIN DIFUSA Y PUNTUAL

CONTAMINACIN DIFUSA

Uso racional de fertilizantes y pesticidas

Proteccin del suelo

Incorporacin de rboles en sistemas productivos

Recuperacin de corredores ribereos

Establecimiento de bebederos y pasos del ganado

4. CONTROL DE LA CONTAMINACIN DIFUSA Y PUNTUAL

CONTAMINACIN PUNTUAL

Reciclaje de residuos slidos (Estircol y residuos de cosecha)

Reutilizacin del agua en diferentes procesos

Establecimiento de sistemas de descontaminacin productiva

Eficiencia de Sistemas de

Descontaminacin

Sitio de muestreo Demanda Bioqumica de Oxgeno (mg/litro)

Slidos Suspendidos (mg/litro)

Influente 1889 2920

Salida del biodigestor 122 468

Salida Canal Plantas acuticas

30.6 10

% de remocin 98.3 99.6

Descontaminacin de aguas residuales de una

unidad porcina de cra a travs de biodigestores y

plantas acuticas en la Reserva Natural Pozo

Verde. Jamund, Colombia.

Funcionamiento de Sistemas de Descontaminacin

Descontaminacin de residuales porcinos con

buchn (Eichhornia crassipes) y lemna (Lemna

sp.) (promedio de cinco muestreos). LUGAR DBO5 mg/l Slidos

Suspendidos mg/l

Slidos Sedimentabl

Slidos Sedimentable

s ml/l 1h

Nitratos mg

NO3/l

Entrada canal con buchn

1100 5418 135 75 0.40

Salida canal con buchn

375 164.5 0.55 0.55 0.64

Salida estanque de lemna

95 89

COSECHA DE AGUAS

Cosecha de agua en bordos en pi de cerro revegetalizado. La Unin, Valle del Cauca (Colombia)

La vegetacin vecina reduce la evaporacin del cuerpo de agua

Cosecha de agua lluvia, Panam Banco de Agua

Santiago Moreno San Lorenzo, Boca de Monte, Chiriqu

Reservorios de agua

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