PUBLlCACION TECN ICA N~ 17 I SSN 0485- 9057

DICIEMBRE 1981

NITROGENO DEL AGUA

DE LLUVIA EN RAFAELA

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NITROG ENO DEL AGUA DE LLUVIA !EN RAFAlfLA

Autores

Lic. Edaf. Wilma 1. H. de H'EIN (*) Ing. Agr. José L. PANIGATTI (*)

Tco. Tomós V. PIROLO

(*) Técnicos de la Estación Experimental Regional Agropecuaria Rafaela.

(* *) Técnico de Edafología Agrícola. INTA. Buenos Aires.

PUBLlCACION TECNICA N2 17

lNTA República Argentina

Instituto N:lcional de Tecnología Agropecuaria· Estación Experimental Regional Agropecuaria Rafaela

Diciembre 1981

..

RESUMEN

Durante ocho años se recogió agua de lluvia en un pluviómetro ubicado en la 'Esta­ción Experimental Regional Agropecuaria Rafaela (Santa Fe), con el objeto de co­nocer y evaluar el contenido de nitrógeno, en forma de amonio y de nitratos, de la misma.

Para ello se utilizó un pluviómetro cuyo diámetro superior fue calculado de tal for­ma que con sólo 2 mm de lluvia se pudiera recolectar un litro y así facilitar los aná lisis. Para estas determinaciones se utilizó un método de destilación por arrastre de­vapor. Los resultados indicaron que las lluvias realizan un aporte anual promedio de nil'rógeno, en forma de amonio y de nitratos, de 13,9 kg/ha, y que la relación en­tre los dos compuestos nitrogenados es aproximadamente 1:1 • Se encontró una mayor concentración de nitrógeno en las precipitaciones de escasa magnitud y al inicio de las mismas. Además, el contenido de nitrógeno es mayor en los meses estivales e ín­fimo en invierno.

SUMMARY

Nitrogen in the Rainwater of Rafaela

Rainwater was collected with a rain gauge at Rafaela Experiment Station (Santa Fe) during eight years, with the objetive of evaluating its nitrogen content as ammonium and nitrate. To facilitate water analysis, rain gauge had a diameter that allowed to collect one liter with only2 mm of rain. For these determinations distillation method was used with vapor stream. Results indicated that rainwater brings nitrogen as ammonium and nitrate, in the amount of 13,9 kg/ha/year, in the relation of both compounds as 1: 1 .

lt was found a greater concentration·of N in small rainfalls and also at the begining of rains. Nitrogen content was high during summer and very low in winter.

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"

INTROI)UCCION

En varias regiones del mundo se han estudiado los compuestos nitrogenados en las llu­vias y niev~s, debido a su valor como fertil izante para la agricultura. S i bien la can­tidad aportada es normalmente pequeña y puede no tener significancia para los culti­vos, tiene en cambio importancia en determinados ecosistemas, tales como montes o praderas naturales.

Estas comunidades no están sujetas a grandes pérdidas de nitrógeno y el obtenido de la precipitación sirve para recuperar las pequeñas cantidades que se pierden y contri buye a mantener la economía del ecosistema (Bartholomew y Clark, 1965) . -

Existen estudios, como los realizados por Millar (1961), Wetselaar y Hutton (1963) y Thornton (1965), sobre la composición qu ími ca del agua de lluvia; mi entras que Freeman (1924), Wilson (1926) Y Leland (1952), evalúan especialmente el conte­nido de nitrógeno y azufre de las mismas. Visser (1964), en cambio, enumera una se ríe de factores y trata de determinar cual es el origen de los nitratos en las lluvias ;0 pica les .

En nuestro país, sobre este tema, se conoce el estudio realizado por Alvarez (1939) en Tucumán, quien concluyó que el aporte nitrogenado realizado por las lluvias en esa zona contribuye al desarrollo de los cultivos.

En la E.EA. Oliveros (Santa Fe) fue evaluado durante dos años, el contenido de ni­trógeno, como nitratos y amonio, del agua de lluvia; el que totalizó un aporte prome dio anual de 12 kg N/ha (W.H. de Hein y J.L. Panigatti, datos inéditos) . -

El presente estudio, que abarca ocho años, tiene como objetivo conocer y evaluar el contenido de nitrógeno, como nitratos y amonio, en el agua de lluvia recogida en la E.E.R A. Rafaela .

MATERIALES Y METODOS

Desde enero de 1972 hasta di ciembre de 1979 se recogió agua de lluvia en un pluvió­metro ubicado en el parque de la E.E.R A. Rafaela. El mismo tenía forma de embudo de 80 cm de diámetro, con púas verticales en" su parte externa, para evitar que se posen los pájaros y contaminen con deyecciones el interior. Este embudo, de chapa galvani zada, estaba colocado a 150 cm del suelo y descargaba directamente en un bidón pl6s tico de 25 litros. El diámetro fue calculado de tal forma que con sólo 2 mm de lluvia -se pudiera recolectar un litro y así facilitar los análisis.

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El agua de precipHación se recogía a las 9 y a las 15, se agitaba para homogeneizar, filtraba y colocaba en botellas de un litro perfectamente lavadas y enjuagadas con agua destilada. Durante los primeros aí"íos de la experiencia, el agua recogida se al­macenaba, adicionándole 2 03 gotas de una solución de bicloruro de mercurio al 1 %0. Con posterioridad se realizaban las determinaciones analíticas en el mismo dio de extraída la muestra de agua.

Se realizaron determinaciones de nitrógeno en forma amoniacal (N-NH:4J Y nítrica

(N-N03") • Las primeras muestras fueron analizadas en la Unidad de Edafología Agri: cola de INTA (Buenos Aires) hasta que se contó en la E.E.RA. Rafaela con la técni-

ca ajustada y calibrada para realizar las mismas. El método utilizado para estas dete..!:.

minaciones fue el de microdestilación por arrastre de vapor (Block, 1965).

En distintas épocas se midieron nitritos, pero los valores encontrados eran vestigios o

nulos, por lo que se suspendió la medición y no se informan.

El pluviómetro era limpiado periódicamente para evitar la contaminación de las mue~

tras con polvillo u otros elementos.

Para la tabulación e interpretación de los datos analíticos obtenidos se consideraron

las estaciones del año, la cantidad de lluvia caída (mm), si la muestra recogida pe!.. tenecía al principio o final de la lluvia, la existencia de descargas eléctricas y las lluvias posteriores a un período de sequía. Para determinar si la muestra pertenecía al

principio o final de la lluvia, se consideraron aquellas que habían comenzado o ter­minado aproximadamente a la hora en quese recogieron las mismas.

RESULTADOS Y DISCUSION

-1.. _

Los valores en ppm de N-NH4 y N-N03 determinados en el agua de lluvia dura!2.

te los aí"íos que duró la experiencia (1972 - 1979) I fueron transformados a kg/ha y +

agrupados por estaciones del año. En el Gráfico 1 se presentan los kg/ha de N-NH4

aportados por lluvias en las diferentes estaciones.

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•

•

kg/ha + N-NH4

5, O

4, O

3, O

2,0

1, O

P

Promedio anual = 6,9 kg¡'ha N -N:1~

v o Estaciones

GRAFICO 1 - Cantidad promedio de n itrógena de amonio aportado por el aguo de J luvia, según lo estación del año .

Se observa que el mayor aporte se realizo en primavera (>80%), siendo de aproxima

domen te 5,5 kg/ha/año de N -NH¡ I descendiendo bruscamente hacia el verano y al­canzando va lores ínfimos (0,3 kg/ha/año) . en invierno. El total anual, promedio de

todos los años evaluados, es de 6,9 kg/ha/año de N-NH4 . En el Gráfico 2 se observan los kg/ha de N -NO; aportados por las lluvias en los dis­tintos estaciones del año.

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Kg/ha

N-NO;

5,0

4,0

3, ° ;

2,0

1, °

Promedio anual = 7 kg/ha N-NO;

P v ° Estaciones

GRAFICO 2 - Cantidad promedio de nitrógeno de nitratos aportada por el agua de lluvia, según la estación del año.

A diferencia del nitrógeno aportado como amonio, en este caso los aportes de prima­vera y verano son s imi lares (2,5 Y 2,8 kg/ha/año, respectivamente), disminuyendo 01,7 en otoño y a 0,6 en invierno. Se observa que la disminución en relación a la estación del año es menos brusca que en el caso anterior, pero igualmente acentuada en i nv ierno. El tota I de nitrógeno aportado en forma de nitratos en e I año es 7 kg/ha.

Las cantidades totales de aportes anuales de nitrógeno en forma de amonio y de nitra­tos están en una relación aproximada de 1:1 y totalizan 13,9 kg/ha, valor semejante a los citados por Visser (1964) •

En el Gráfico 3 se presenta la cantidad total (suma de N-NH¡ y N-N03") de nitró

geno inorgánico aportado por las lluvias, según las estaciones del año.

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..

•

•

,

Kg/ho

N-NO; + N-N,:

8,0 Prome'di o anuo I = 1 3, 9 kg/ho N-NO '3 + N -N ~.:

7, O

6,0

5, O

4, °

3,0

2, O

1, O

p v o 1 Estociones

G.RAFICO 3 - Contidod promedio totol de nitrógeno inorgánico del oguo de lluvia según los estoc iones de I oño.

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El contenido de N-N03" y N-NH4 sigue la tendencia de los gráficos anteriores, con un mayor aporte en primavera y una disminución brusca hacia el invierno. Estadistrib~ ción en el contenido de nitrógeno concuerda con las conclusiones obtenidas por leland (1952) y Bartho lomew y C lark (1965) • '

Los valores de N-NH4 y N-NO; en ppm, también fueron agrupados de acuerdo a la cantidad (mm) de lluvia caída en el día en que se recogió la muestra, relacionándolos con las estaciones del aPio. Se consideraron lluvias de O - 5, 5 - 10, 10 - 20 y ma­yores de 20 mm, y los resultados se expresan en los Gráficos 4 y 5.

ppm

0,050

0,040

0,030

0,020

0,010

,

Lluvia mm

0-5

5 - 10 _._ 10 - 20

. __ ._. >' 20

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p v °

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\ • Estaciones

GRAFICO 4 - Contenido promedio de nitrógeno de amonio según la magnitud de la lluvia y Jo estación del año.

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•

•

•

."

N-NO; ppm

0,080

0,070

0,060

0,050

0,040

0,030

0,020

0,010

p v °

Lluvia mm

0-5 .... _--- 5 - 10 _.- 10 - 20

----.-. > 20

Estaciones

GRAFICO 5 - Contenido promedio de nitrógeno de nitratos según la magnitud de la lluvia y la estación del año.

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Se observa que la mayor concentración de nitrógeno de nitratos está en las precipita­ciones de escosa magnitud, inferiores a 5 mm, con valores que sobrepasan ampliamen te a los demás. Esto también ocurre Con el nitrógeno de amonio para primavera, vera­no e invierno, mientras que en otoño la concentración es más elevada en las lluvias de mayor magnitud. Venema (citado por Thornton, 1965) concluye que cuando las Ilu vias son escasas el contenido de nitrógeno de las mismas es alto.

Las curvas siguen la tendencia de los gráficos presentados anteriormente, con un má­ximo en primavera, y en general, una disminución hacia los meses fríos.

Las diferencias de concentración de N-N03' y N-NH; entre las otras magnitudes de lluvias y estaciones del año, son de escasa signifi concia.

Paro tratar de establecer qué parte de los lluvias (principio o final de las mismas) pro duce e I mayor aporte de nitrógeno, se consideraron y promediaron los valores obteni-= dos en muestras recogidas en dichos momentos, y se relacionaron con la estación del año. En el Cuadro 1 se presenta un promedio en ppm de nitrógeno de amonio y nitra­tos, aportado al principio o 01 final de las lluvias, según la estación del año.

CUADRO 1 - Contenido promedio de nitrógeno, en forma de amonio y de nitratos, de I principio o final de las lluvias.

N-amonio N-nitratos Principio Final

ppm Principio Final

Primavera 0,021 0,004 0,049 0,014

Verano 0,013 0,007 0,030 0,030

Otoño 0,019 0,013 0,019 0,019

Invierno 0,003 0,005 0,006 ° Como en los gráficos anteriores se observa que la mayor concentración se encuentra en primavera, y es muy boja en invierno.

En general, es mucho mayor el contenido de nitrógeno al principio de las lluvias, donde se produce un lavado de la atmósfera y arrastre de partículas y polvi 110 rico en nitrógeno, especialmente en N-N0'3 , tal como concluye Visser (1964) en ex­periencias realizadas analizando el polvo atmosférico de las precipitaciones.

Una de las causas de la presencio de nitrógeno en el agua de lluvia, especialmente como nitratos, son las descargas eléctricas que se producen en la atmósfera antes o

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•

•

,

•

durante los mismos (Visser, 1964). Poro relacionar los tormentos eléctricos COn el con tenido de nitrógeno de nitratos de los muestras de aguo de Ilu'via recolectados, se uti-: lizaron datos registrados en lo Estación Meteorológico de lo E.IE.RA., respecto o diOS con descargos eléctricos. En el Cuadro 2 se presento el porcentaje de los muestras to­mados que provienen de dios con descargos eléctricos.

CUADRO 2 - Porcentaje de muestras recogidos en dios con descargos eléctricos, según lo estación del año.

Primavera

Verano

Otoño

Invierno

Dios con descargos eléctricos %

60

63

52

29

Los valores siguen lo mismo tendencia enunciado anteriormente, donde el número de días con tormentos eléctricos es máximo en primavera y verano, disminuyendo en oto ño y siendo aproximadamente lo mitad en invierno. De esto y de lo expresado con 0;­terioridad, surge que habría un efecto de los descargos eléctricos sobre lo presencio de nitrógeno en el aguo de lluvia, tal como lo expresan Visser (1964) y Thornton (1965) .

Poro evaluar si después de un periodo de sequío hoy mayor cantidad de N-NO; , se ubi caron los lluvias anteriores y posteriores 01 mismo. Se consideró como sequí<l o I pe riodo mayor de 20 dios sin lluvias. Se promediaron los valores de N-NO; determin~ dos y lo amplitud en días de dicho periodo. El valor promedio obtenido poro lo último lluvia, antes de lo sequío, fue de 0,015 ppm y el de lo posterior 0,058 ppm, lo que equivale o un aumento del 286% en lo cantidad de N-N03' ' siendo el periodo pro­medio libre de lluvias de 26 dios.

Trabajos realizados por Thornton (1965) en Gambia, determinaron que lo concentra­ción de nitrógeno es mayor en períodos que siguen o sequías cortos ( de aproximada­mente tres semanas) • Esto se debería o lo mayor cantidad de polvo que hoy en lo at­mósfera, que con las primeros lluvias sería lavado aumentando el contenido de nitro tos de los mismos. A conc lus iones s imi lal'es llegaron Rankama y Sahama (1962), quie nes expresan que durante las tormentas los vientos altos llevan mucho polvo a la at= mósfera, aumentando la cantidad de sólidos disueltos en el agua de lluvia.

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CONCLUSION'ES

De los valores obtenidos en las determinaciones de nitrógeno (en forma amon;~

cal y nítrica) en el agua de lluvia recogida durante ocho años en la Eo~EoRoAo

Rafaela, se puede concluir lo siguiente:

Las lluvias efectúan un aporte de nitrógeno, en forma de amon ic

y de nitratos de 13,9 kg/ha/añoo

- Es semejante la cantidad de nitrógeno aportada como amonio y

como nitratos (relación aproximada de 1 :1) o

- El aporte de nitrógeno del agua de lluvia es mayor en los meses

estivales e ínfimo en invierno.

- La máxima concentración está en las precipitaciones de escasa

magnitud, inferiores a 5 mm o

Es mayor el contenido de nitrógeno en el agua recogida al ini­

ciar la precipitación que al final de las mismas o

- Hay un mayor aporte de nitrógeno al suelo por las lluvias, cua~

do éstas se producen después de un período de sequía o

AGRADECIMJ!ENTO

Los autores desean expresar su especial agradecimiento al Ingo Agro Ao Piñeiro, quien fue el iniciador de estas experiencias o

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JI

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ISSN 0485 - 9057

BIBLlOGRAFIA

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Impreso en el Servicio de Comunicaciones y Relaciones Públicas de la EERA Rafaela.-

600 ejemplares

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E.E.R.A. Rafaela

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