Environmental risk from pesticides in a southern basin of the Santa Fe province, Argentina

Sergio Montico* y Néstor Di Leo

Centro de Estudios Territoriales, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Rosario, Casilla de Correo N° 14, (C2125ZAA) Zavalla, Santa Fe, Argentina *Autor de correspondencia: smontico@unr.edu.ar

Recibido noviembre 2013; ]]> aceptado junio 2014

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue establecer relaciones entre la gestión de uso de la tierra y el riesgo ambiental por la utilización de pesticidas en una cuenca rural del sur de la provincia de Santa Fe. Se identificaron diez unidades de tierra, en las cuales se calculó un índice de riesgo ambiental por la aplicación de pesticidas en los cultivos de soja, maíz y trigo. Se asumieron pautas de gestión de los pesticidas relacionadas con el tipo de principio activo, dosis promedio y oportunidad de aplicación. El índice consideró atributos de suelo y agua de las unidades de tierra y tuvo valores de menor a mayor riesgo según soja-trigo/soja-maíz. La cuenca posee el 34.9 % de la superficie con riesgo bajo o nulo, 40.5 % con riesgo medio y 8.1 % con riesgo alto. Los resultados obtenidos proveen un soporte útil para la formulación de políticas que fomenten interacciones sustentables entre la agricultura y el ambiente a manera de poder incorporarse en los planes de los tomadores de decisiones como estrategias proactivas.

Palabras clave: IRA, unidad de paisaje, uso del suelo.

ABSTRACT

The aim of this study was to establish relationships between land use management and environmental risk by the use of pesticides in a rural basin at the south of Santa Fe province. Ten land units were identified in which an environmental pesticide risk index was calculated for soybeans, corn and wheat. Pesticide management patterns related to the type of active ingredient, average dose and opportunity for application, were assumed. The index considered attributes of soil and water from land units, and had values from lowest to highest risk according to soybean-wheat / soybean-corn. The basin has 34.9% of the surface with little or no risk, 40.5% with medium and 8.1% with high risk. Results obtained provide useful support for the formulation of policies promoting sustainable interactions between agriculture and the environment, so they can join with the plans of decision makers as proactive strategies.

Key words: IRA, landscape unit, soil use.

Los agroquímicos y en particular los plaguicidas, han llegado a ser una parte integral de los sistemas modernos de agricultura, con los que se ha logrado mejorar el rendimiento de las cosechas. A pesar de su visible contribución, producen residuos indeseables en el medio (Pimentel 1998). Torres y Capote (2004) advierten sobre la necesidad de determinar la presencia de los plaguicidas en el ambiente y realizar un programa de seguimiento para analizar cada uno de los entornos que estén sujetos a posibles alteraciones como producto de su uso. Los indicadores son herramientas valiosas dado que sintetizan la información y por lo tanto pueden ayudar a las partes interesadas y a los responsables de las decisiones a comprender sistemas complejos (Trevisan et al. 2009). Son medidas o parámetros que proveen información acerca del estado de un fenómeno y cuyo significado va más allá del valor que se asocia de manera directa al parámetro (Montico y Di Leo 2008). Respecto a los indicadores utilizados para predecir el impacto de los plaguicidas, la sencillez es una característica generalmente reconocida y muy valorada. Esto a menudo hace que sean aceptables, utilizables incluso con datos escasos, rápidos de calcular y fáciles de comunicar, aún en detrimento de una representación más realista de los impactos que producen los plaguicidas (Reus et al. 1996, Castoldi et al. 2007). Feola et al. (2011) consideran que aún no está claro qué indicadores podrían ser más apropiados para evaluar los riesgos ambientales y sanitarios de los plaguicidas y por lo tanto proveer información correcta sobre la gestión agrícola. Actualmente se aplican indicadores ecotoxicológicos, de impacto ambiental, de peligrosidad y de riesgo a la salud, simples o complejos, multicriterios y de criticidad, entre otros.

El impacto de las tecnologías utilizadas en las tierras de la región pampeana norte argentina, especialmente las asociadas a la aplicación de agroquímicos y sus externalidades, no son adecuadamente monitoreadas (Montico 2011). En la región sur santafesina, el doble cultivo trigo-soja y la soja de primera siembra ocupa el 88 % de la superficie agrícola. En este escenario, el herbicida más aplicado es una glicina (glifosato), en menor medida los bipiridilos y los insecticidas piretrinas y piretroides. Asimismo los triazoles y estrobirulinas, son los más utilizados como funguicidas y en menor proporción, los carbamatos. Aunque la superficie destinada al cultivo de maíz es aproximadamente del 10 %, se aplican importantes cantidades de atrazina y acetoclor. Existe una preocupación social sobre la cantidad y calidad de los pesticidas utilizados en los esquemas agroproductivos extensivos locales, fundamentalmente en los sectores del periurbano (Di Leo et al. 2013). El objetivo de este trabajo es establecer relaciones entre la gestión del uso de la tierra y el riesgo ambiental por la utilización de pesticidas en una cuenca rural del sur de Santa Fe en Argentina.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo se desarrolló en la cuenca del arroyo Ludueña (70 000 ha) en el sureste de la provincia de Santa Fe, Argentina. Se ubica entre los paralelos 32° 45' y 33° 08' S y los meridianos 61° 04' y 60° 39' O (Fig. 1). El clima es subhúmedo mesotermal, con una temperatura media anual de 17 °C y con un monto de precipitaciones totales promedio de 1110 mm. La cabecera de la cuenca está formada por un bloque elevado y dirigido hacia el NE, que define la trayectoria de las cañadas que conectan este bloque elevado con el hundido hacia el margen del río Paraná. La red de cursos de agua permanentes y transitorios mide 140 km, con una pendiente media de 1.0 %. El caudal base del arroyo es de 0.50 m³/s, en tanto que en crecidas ordinarias se alcanzan los 80 m³/s y en extraordinarias (R > 50 años) caudales superiores a 400 m³/s.

El trabajo se desarrolló en cuatro etapas: a) definición de las unidades de paisaje (UP), b) relevamiento de unidades tierra (UT), c) selección de los sistemas agrícolas con soja, trigo/soja y maíz, d) actualización de la información de gestión de uso de pesticidas en los cultivos y e) evaluación del riesgo ambiental por el uso de plaguicidas en las UT y en la cuenca, a través del Índice de Riesgo Ambiental (IRA).

El territorio fue dividido en UP a escala 1:50 000 mediante el procedimiento aplicado por Bonel et al. (2005). Como resultado se definieron y georreferenciaron a través del sistema de información geográfica (SIG) ArcView 3.2, cuatro UP (Fig. 2), cuyas características principales se describen a continuación.

Unidad de paisaje 1 (UP1)

Abarca posiciones de relieve correspondientes a lomas extensas y ligeramente onduladas, con pendientes menores al 1 % (0.5-1 %). El escurrimiento es moderado a bueno y el drenaje es bueno. No existe peligro de anegamiento o inundación y la napa freática, por su profundidad, no influye en las propiedades edáficas. En las áreas con mayor pendiente existe ligero peligro de erosión. La capacidad de uso de tierra de acuerdo al Departamento de Agricultura de E.U. (USDA, por sus siglas en inglés) corresponde a tierra de cultivo con algunas limitaciones (I) y a suelos con limitaciones moderadas (II). Los suelos son argiudoles típicos de la serie Peyrano (Py) y consociación serie Peyrano fase suavemente ondulada (Py8). La UP1 está atravesada por áreas inclinadas hacia los cauces situados al pie de la loma constituyendo áreas cóncavas, cuyos suelos corresponden a las consociaciones serie Peyrano moderadamente engrosada (Py2x) y serie Peyrano bien drenada y engrosada (Py20), la clasificación por capacidad de uso corresponde a suelos con limitaciones moderadas y riesgo de erosión (IIe) y a suelos con limitaciones moderadas y agua que interfiere con la capacidad de arado (II_w), respectivamente.

Unidad de paisaje 2 (UP2)

Abarca lomas extendidas. Algunos sectores corresponden a interfluvios entre vías de drenaje. Están presentes numerosos microrrelieves dando un aspecto "cribado". La permeabildad del suelo es lenta y el perfil edáfico tiene características hidromórficas. Los suelos son afectados por la alcalinidad sódica y presentan un escurrimiento lento. Las posiciones más altas están ocupadas por suelos de la serie Roldán (Rd) y en menor medida por la serie Monte Flores (MF). Las microdepresiones están ocupadas por suelos de la serie Gelly (Ge), Monte Flores (MF) y Zavalla (Za), con capacidad de uso: suelos con limitaciones moderadas, agua que interfiere con la capacidad de arado y una zona radicular moderada (IIw-s) y IIw. El área está atravesada por sectores cóncavos con pendientes menores al 1 %, de lenta permeabilidad, anegables y de escurrimiento lento. Estos sectores también están afectados por la alcalinidad sódica. Los suelos presentes corresponden a las series MF y Rd (fases erosionada y engrosada) y Ge, con capacidad de uso: suelos con severas limitaciones, agua que interfiere con la capacidad de arado y una zona radicular limitada (IV_w-s). La clasificación taxonómica de las series corresponde a Natralbol típico (Ge), Argialbol típico (MF) y Natracualf típico (Za). Los suelos de la UP2 abarcan las consociaciones Rd8, Rd12, Rd15y Rd11.

Unidad de paisaje 3 (UP3)

Abarca posiciones en el paisaje correspondiente a áreas planas, bajas, amplias y vías de avenamiento digitiforme, de permeabilidad lenta a muy lenta y drenaje impedido a pobre. Los gradientes de pendientes son menores a 0.5 % y el escurrimiento es lento. Los suelos presentan alcalinidad sódica y sales, son consociaciones de las series Rd, Ge, Za, Manantiales (Ma), Za y MF, con capacidades de uso que comprenden las clases suelos inadecuados para el cultivo, agua que interfiere con la capacidad de arado y una zona radicular limitada (VIw-s) y suelos adecuados únicamente para cultivar forraje o para silvicultura, agua que interfiere con la capacidad de arado y una zona radicular limitada (VlI_w-s).Taxonómicamente corresponden a Argiudoles vérticos (Rd), Argiudol ácuico (Ma), Argialboles típicos (MF), Natralboles típicos (Ge) y Natracualfes típicos (Za), están presentes en las consociaciones Rd10, Za2 y Za3.

Unidad de paisaje 4 (UP4)

Abarca posiciones de paisaje correspondiente a amplias lomadas, con pendientes de 0.5 %, escurrimiento lento a moderado y drenaje moderado a bueno. La napa freática se encuentra entre 5 y 15 m de profundidad. El suelo representativo es un Argiudol vértico que corresponde a la serie Roldán, cuya capacidad de uso es I y II.

Los mismos autores definieron las UT a través de la relación de las UP con la modalidad de producción más representativa a partir de una estratificación por superficie total operada (ES). Los estratos definidos con base en encuestas dirigidas, correspondieron al siguiente rango de superficies: estrato A (20 a 150 ha), estrato B (151 a 450 ha), estrato C (más de 451 ha). Con la información disponible se realizó la vinculación de las UP con los ES mediante intersección espacial de las coberturas UP y ES, con lo que se obtuvieron diez nuevas coberturas con las UT integradas (A1, A2, A3, A4, B1, B2, B4, C1, C2 y C3). Las UT se ubicaron espacialmente en la cuenca mediante el SIG ArcView 3.2. Su distribución espacial se muestra en la figura 3, las proporciones relativas de superficie fueron las siguientes: A1 (9.5 %), A2 (1.2 %), A3 (1.8 %), A4 (1.1 %), B1 (20.4 %), B2 (13.4 %), C1 (19.5), C2 (1.6 %), C3 (26.7).

En las UT se seleccionaron los sistemas agrícolas donde se produce soja, trigo/soja y maíz. En estos cultivos, mediante encuestas sistematizadas realizadas a informantes clave (agricultores, tomadores de decisiones y asesores profesionales) se actualizó la información de gestión de uso de pesticidas como herbicidas, insecticidas y funguicidas, específicamente el tipo, la dosis y la oportunidad de aplicación. Además se recabó información base sobre el tipo, la densidad y la superficie sembrada; tipo y dosis de fertilizantes; operaciones realizadas para la preparación de la cama de cultivo, siembra, protección, fertilización y cosecha.

Para evaluar el riesgo ambiental por el uso de plaguicidas en las UT y en la cuenca, se recurrió al cálculo del Índice de Riesgo Ambiental (IRA). Esta herramienta fue elaborada por Arregui et al. (2009) y respaldada en la propuesta del sistema experto Ipest (Van der Werf y Zimmer 1998). Consiste en un programa basado en el Ipest que vincula información de la gestión de uso de plaguicidas y componentes agroambientales (relieve, suelo y agua), es de acceso libre y se encuentra en línea en el sitio TIC-Tambo-Facultad de Ciencias Agrarias-Universidad Nacional del Litoral (http://www.fca.unl.edu.ar/tictambo/web/index.php/modItox/select).

Para los tres cultivos, se evaluaron los principios activos registrados en la Guía de productos fitosanitarios (SENASA 2012). En las UT se seleccionaron los pesticidas cuyo uso es más representativo, tanto como la dosis media y la oportunidad de aplicación más frecuente.

Los herbicidas incluyeron a los derivados del ácido clorofenoxiacético, fosfonatos, bipiridílicos, glufosinato, triazinas, imidazolinonas y sulfonilureas. Por otro lado, los insecticidas incluyeron a los carbamates y piretrinas y finalmente los funguicidas a los triazoles y estrobirulinas.

La estimación del IRA para cada situación y tipo de cultivo, surge a partir de insumos como la textura del suelo, la pendiente, la materia orgánica, el pH, la distancia a una fuente de agua, el principio activo del pesticida, la dosis y el momento de aplicación.

El IRA se obtiene posterior a la aplicación de los pesticidas entre siembra y cosecha del cultivo. Toma valores entre cero (máximo riesgo de contaminación) y 10 (sin riesgo). Valores entre cero y 5 se consideran de alto riesgo, 6 y 7 de riesgo medio y mayores a 7 de riesgo bajo a nulo.

El programa utilizado para el cálculo del IRA está orientado a situaciones de lotes o sitios y en este trabajo se aplicó a un nivel escalar que involucra varios establecimientos o unidades productivas y hasta a la cuenca misma. Por esta razón se asumió que la gestión de los pesticidas para las diferentes UT contempló siempre en cada cultivo el tipo de principio activo más utilizado, la dosis promedio de cada producto y la oportunidad de aplicación más frecuente.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

De acuerdo con las etapas del trabajo los resultados se centran en la evaluación del IRA en los diferentes usos de la tierra.

En el cuadro I, de acuerdo con la superficie que ocupa cada uno de los cultivos evaluados (la secuencia trigo/soja, se adopta como un cultivo), se indica el IRA individual y el ponderado (IRAP). En general, a excepción de C2 y C3, los índices tuvieron valores de mayor a menor según soja-trigo/soja-maíz. El mayor valor correspondió a soja en A4 (8.73) y el menor a maíz en C3 (4.86). Se aprecia que el cultivo de maíz en esta combinación de ambientes por principios activos, tiene un potencial de impacto ambiental negativo, superior a soja (5.95) y trigo/soja (6.27). Los mayores IRA se presentaron en las UT que pertenecen a UP1 y UP4, con menos limitantes agroambientales. El cultivo de soja por cubrir la mayor superficie de siembra (excepto en la A4) le confiere al IRAP altos valores que no resultan sustancialmente modificados por la ocupación con trigo/soja y maíz. Las combinaciones que superaron el valor 7 del IRAP son: A1, A4, B1, B4 y Cl. La UT C3 presenta el menor valor relativo (5.92, mayor riesgo).

Del análisis de la participación de los insumos para el control de malezas, plagas y enfermedades en los usos agrícolas en las UT (Cuadro II), surge que los herbicidas son los pesticidas de mayor uso respecto a funguicidas e insecticidas y se utilizan cantidades diferentes según el tipo de UT. Condición que se relaciona con las distintas capacidades de gestión agronómica que poseen las diversas escalas de producción para cada uno de los tres usos. Los herbicidas son los pesticidas que mayores problemas ambientales y a la salud humana ocasionan debido a la combinación de la Dosis Letal (DL50) en su formulación con la cantidad aplicada por campaña agrícola, siendo en el cultivo de maíz donde se presenta la peligrosidad más alta respecto a soja y trigo/ soja. (Di Leo et al. 2013).

Se obtuvo el mayor IRA en la superficie total operada entre 151 y 450 ha y el menor en la de más de 450 ha (Cuadro III). Aunque sería necesario contar con información más específica, como mencionan Montico et al. (2011) respecto a la gestión integrada de insumos, las grandes escalas productivas posibilitan disponer de mayor capacidad capital para la adquisición de insumos y recurrir a una gama más amplia de recursos para controlar adversidades. Por lo tanto ésto contribuiría al incremento de las posibilidades de riesgo por su impacto negativo al ambiente.

Respecto a las UP, la 1 y la 4 a diferencia de la 2 y la 3 tienen los más altos IRA. Bonel et al. (2007) consideran que es posible que en ambientes poco propicios para la agricultura extensiva, exista una mayor dedicación en la gestión agronómica (monitoreo de plagas, ajuste de dosis, control de la oportunidad de aplicación de insumos), los agricultores que cultivan en ambientes desfavorables, extreman las medidas de control de plagas, por lo que utilizan mayores dosis de pesticidas. Debe mencionarse que un aumento de la proporción relativa de maíz en las UP de menor calidad agroambiental (UP2 y UP3) aumenta los riesgos de contaminación debido a la vulnerabilidad de estas UP y a los bajos valores del IRA en maíz.

En la figura 4 se muestra el IRA de la cuenca para los tres usos agrícolas. Las proporciones de superficies fueron: bajo a sin riesgo (IRA > 7) 34.9 %, riesgo medio (6 < IRA > 7) 40.5 %, riesgo alto (IRA < 6) 8.1 %, sin datos 16.4%. Esto indica que la cuenca posee 48.6 % de su superficie total con riesgo medio a alto de contaminación por pesticidas y el resto de la superficie con IRA inferior a 7, nivel sugerido como aceptable (Bockstaller 2004).

Más allá de la necesidad de disponer de herramientas de mayor precisión para valorar estos riesgos (Castoldi et al. 2007), dada la creciente alteración de los agroecosistemas pampeanos, se requiere evaluar la vulnerabilidad ambiental que se presentan en la región (Montico 2011). Cuando los plaguicidas se aplican a los cultivos, solamente se alcanza al organismo "blanco" en aproximadamente el 1 % de los casos, mientras que el 25 % es retenido en el follaje, el 30 % llega al suelo y el 44 % restante es exportado a la atmósfera y a los sistemas acuáticos por escorrentía y lixiviación (Brady 1996). En la cuenca del arroyo Ludueña tal situación no resulta lejana. Por ello, además de la solidez del recurso metodológico a aplicar para estudiar los riesgos de contaminación derivados de esta práctica, se debe tomar en cuenta el ajuste a los atributos locales (Muhammetoglu y Uslu 2007).

El IRA es un recurso, que con algunas restricciones, aporta a la valoración ambiental que surge del uso de los pesticidas en agroecosistemas. El IRA es de sencilla construcción, utiliza datos reales y permite ajustar y disminuir el uso de pesticidas, tal como aseveran Burguer et al. (2011), cuando valoraron los atributos de indicadores de riesgo en investigaciones similares a las aquí desarrolladas.

CONCLUSIÓN

El índice aplicado consideró atributos de suelo y agua de las unidades de tierra y tuvo valores de menor a mayor riesgo según el tipo de cultivo soja-trigo/ soja-maíz. La cuenca posee el 34.9 % de la superficie con bajo o nulo riesgo, 40.5 % con riesgo medio y 8.1% con alto riesgo de contaminación ambiental por las prácticas asociadas al uso de agroquímicos destinados a la protección vegetal. El riesgo más alto se presenta con el maíz en establecimientos de gran escala y en ambientes vulnerables. Los herbicidas son los pesticidas de mayor incidencia ambiental. Los resultados obtenidos proveen un soporte útil para la formulación de políticas que fomenten interacciones sustentables entre la agricultura y el ambiente. De tal forma que puedan incorporarse en la agenda de los tomadores de decisiones como estrategias proactivas. La elaboración de un Plan de gestión de fitosanitarios en el marco de políticas públicas sujetas a planes de ordenamiento territorial contribuiría a minimizar el riesgo y a evitar problemáticas severas de contaminación en el medio.

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