La Eficacia del Pasto Vetiver en la Erosi�n y el Control del Sedimento en una Mina de Bentonita en Queensland, Australia

Owen Bevan y Paul Truong

Bentonita Australiana, Miles

Queensland, Australia

Extracto

En Australia, la industria minera, tiene grandes preocupaciones acerca del efecto de las pr�cticas mineras sobre la comunidad en general y el ambiente. Un aspecto en particular es el tratamiento de los desechos de la operaci�n minera y del agua rodada antes de que se escurra de los suelos mineros.

El material de desecho de las minas de bentonita puede ser altamente s�dico e inf�rtil, el cual usualmente contiene un alto contenido de arcillas montmorillon�ticas. Estos materiales son altamente erosivos debidos a las caracter�sticas altamente dispersivas de los suelos s�dicos cuando est�n h�medos. Las aguas que corre con velocidades altas, particularmente de los flujos concentrados de las aguas rodadas llevar�an a problemas severos de erosi�n en estos suelos. El sodio tambi�n proporciona condiciones no favorables para establecimientos para cobertura de suelo.

Se condujeron ensayos de campo para determinar el establecimiento del pasto vetiver en terrenos con alto contenido de sodio intercambiable y la efectividad de los setos vivos de vetiver en la dispersi�n de flujos concentrados, en la captaci�n de sedimento en �reas de grandes flujos, en el suministro de un mecanismo de apoyo para otros crecimientos de plantas y en la reducci�n de signos visibles de erosi�n.

Los resultados hasta la fecha han demostrado que los setos de vetiver se establecer�an f�cilmente en suelos extremadamente s�dicos cuando se suplen adecuadamente con fertilizantes y agua. Aunque no est�n completamente establecidos, (a los 10 meses) los setos son muy efectivos en la captaci�n de sedimento fino y grueso (el cual sostendr�a otro tipo de vida vegetal) y han reducido signos visibles de erosi�n.

Introducci�n

Uno de las m�s grandes preocupaciones ecol�gicas sobre las minas de bentonita es el efecto de escorrent�a desde las �reas perturbadas a las cuencas vecinas, particularmente cuando el sedimento es el principal mecanismo de transporte de un rango de contaminantes que entran en los cauces del agua (Kingett Mitchell 1995). El sitio de prueba es una de las �reas m�s perturbadas en esta mina. Consiste en dos hect�reas que han sido modificadas y niveladas para suministrar una base de apoyo para el almacenamiento y el secado solar de la bentonita s�dica.

Toda el �rea requer�a de cobertura vegetativa para proteger el suelo de la erosi�n. Debido al alto contenido de sodio, capacidad limitada de retenci�n de agua y bajo valor nutricional del material de desecho de la bentonita, la vegetaci�n que se requer�a para la rehabilitaci�n de este sitio ten�a que ser espec�ficamente de especies resistentes.

El vetiver de Monto ha demostrado que se adapta a ambientes hostiles (Truong 1999a y b); as� pues, fue seleccionado como especie primaria para la prueba del sitio arriba mencionado. Tres tipos de tecnolog�a de vetiver fueron aplicados: Vetiver de Contorno, la Estabilizaci�n de Pendientes y la Tecnolog�as de Flujo de Alta Concentraci�n. Mayores discusiones a lo largo de este reporte har�n �nfasis en el uso de las tecnolog�as de Vetiver de Contorno y la Tecnolog�a de Flujo de Alta Concentraci�n

Manejo Inicial del Agua

Antes del establecimiento de la Tecnolog�a de Pasto de Vetiver (VGT), el manejo del agua para las dos hect�reas consist�a en un drenaje trapezoide, localizado alrededor del los exteriores occidentales, meridionales y norte�o de la zona de ensayo. El prop�sito principal del desag�e es la de suministrar un drenaje para el agua contaminada proveniente del sitio y dirigir esa agua a caudales vecinos.

Se han utilizado bafles de heno con ripraps livianos como barreras de filtros en el drenaje. Estos han sido efectivos para filtrar las part�culas en flujos ligeros, pero claramente han sufrido cuando hay flujos altos de agua, ya que han sido arrastrados. Aunque los embalajes de heno son baratos de instalar, solo proporcionan una medida temporal ya que no son efectivos despu�s de una estaci�n lluviosa.

Se identific� erosi�n visible de las turbulencias de agua alrededor de los bafles de heno y de los puntos de colisi�n de las principales c�rcavas del sitio de prueba con el drenaje de lluvias torrenciales. El punto de colisi�n de la segunda c�rcava conten�a una �nica c�rcava que med�a, 20m de largo por 1m de ancho por 0.5m de profundidad, indicando la alta naturaleza erosiva del suelo.

Suelo

El suelo del sitio de prueba es altamente s�dico con un porcentaje de intercambio s�dico de hasta un 48% (Tabla 1), altamente dispersivo (arcilla montmorillonica) y susceptible a la erosi�n si no se aplican las practicas apropiadas de conservaci�n. La erosi�n de t�nel se hab�a iniciado en la esquina noreste de la zona de prueba antes de la siembra de las hileras.

La capa vegetal superior natural de la regi�n es predominantemente suelo superficial con contraste de textura (Podzolic) con una superficie de mantilla arenosa de asentamiento duro. Sin embargo, la zona de prueba ha sido modificada y nivelada para adaptar el secado y almacenamiento de la bentonita usando una sobrecarga fuertemente s�dico y semi-impermeable.

El suelo contiene niveles muy bajos de nutrientes principales, lo cual combinado con su naturaleza extremadamente reflexiva, proporciona un ambiente hostil para la germinaci�n de semilleros pero es capaz de albergar espec�menes establecidos(Tabla 1)

Clima

La precipitaci�n anual promedio del sitio es de 663 mm y la evaporaci�n anula promedio es de 1,770 mm, con marcado verano h�medo (diciembre a febrero) y estaciones con inviernos secos. Las heladas son comunes en el invierno con m�ximo diario promedio de 32� C en verano y 19� C en invierno.

Tabla 1. An�lisis qu�mico del suelo en el sitio de prueba

Vegetaci�n

La prueba de Transect ha indicado que la cobertura promedio de rastrojo para toda el �rea era completamente carente, excepto por varios eucaliptos en la extensi�n sur del �rea de prueba. Estos se establecieron en �reas de menor acumulaci�n org�nica (de charcas de agua) de hojas de Casuarina y de Eucalipto, probablemente provenientes de los campos adyacentes no perturbados.

T�cnicas de Sembrar

En los sitios de pruebas, varias hileras de vetiver fueron plantadas en la l�nea del contorno. Las hileras fueron inspeccionadas cuidadosamente para asegurar que las mismas est�n niveladas con cero ca�da en ambos extremos para suministrar un mecanismo de dispersi�n. Se contempl� que este m�todo reducir�a la velocidad del control de flujo de agua frente a la erosi�n superficial y ayudar�a en la construcci�n de un banco de semillas a lo largo del �rea de sequ�a excesa.

Las cuatro hileras principales fueron dise�adas para interceptar los flujos de agua del norte-noroeste. La primera fila (A) fue plantada en un intervalo vertical (IV) de 0.75 m, entonces la segunda fila (B) fue colocada para interceptar el agua que se desv�a desde (A) en un IV de 0.5m. Luego, la tercera fila (C) fue colocada a un IV de 0.75m de la fila (B).

El vetiver tambi�n fue plantado a trav�s de los drenajes para el control de la erosi�n y para atrapar el sedimento en el agua rodada

Las plantas de vetiver criadas en tubos fueron sembradas con un espaciado de 100m para formar una barrera y as� permitir que la fila act�e como un regadero efectivo de agua, reduciendo la velocidad del flujo y a su vez reduciendo el impacto en el suelo s�dico.

Dadas las condiciones secas al momento de la siembra, las hileras fueron regadas y cubiertas con pajote directamente despu�s de sembradas. Algunas plantas especificas tambi�n fueron abonadas con una mezcla de urea:agua (20 g/L) para estimular crecimiento r�pido.

Ocho semanas despu�s de la siembra las filas fueron fertilizadas con fosfato de di-amonio (DAP) en un �ndice de 300kg/ha; esta cantidad se aplic� tambi�n a las 16 semanas despu�s que se plant�.

Resultados Actuales

Los siguientes resultados se observaron a los 10 meses de la siembra.

• La cobertura del �rea con pajote estimul� el crecimiento extensivo de reto�os con un promedio de 3 cm por semana durante las primeras tres semanas. El �rea cubierta con pajote parec�a tolerante a la alta temperatura y a otros cambios de clima.

• Fuertes lluvias inundaron las filas de vetiver, sumergiendo algunas plantas por 2-5 semanas. Despu�s que el agua se evapor� las plantas todav�a ten�an una apariencia saludable, aparentemente no tuvieron crecimiento alguno mientras se encontraban inmersos en agua, reteniendo en general su altura.

• Las muestras de agua rodada fueron coleccionadas y el contenido de sedimento fue medido mediante �ndice de flujo a trav�s de un de tamiz de 2mm. Las muestras de agua se tomaron en posiciones de corriente arriba y corriente abajo de los setos de vetiver durante el flujo m�ximo y comparados a los de agua destilada. Los resultados en la Tabla 2 indican que los setos de vetiver atraparon casi el 100% de los s�lidos de las agua de lluvia torrenciales contaminadas con arcilla.
•  

Tabla 2. Tiempo que toma pasar 300mL de agua por un tamiz de 2mm

• La cantidad de sedimento atrapado por los setos variaron con las condiciones de los mismos. Cuando los setos estaban completos (sin boquetes), se atraparon hasta 200mm de sedimento detr�s de los setos, y el contenido de la textura del sedimento estaba compuesta en su mayor�a de arena y arcilla y menos de 5% de cieno.

• Agujeros de prueba al azar muestran que los sistemas de ra�z tuvieron un progreso sustancial, con una identificaci�n positiva de 500mm. Los setos estimularon en un 100% la saturaci�n de suelo dentro de un arco de 3.4m a lo largo de las filas; esto ha estimulado las quiebras de la arcilla a 220mm(profundidad) y de 30mm(ancho).

• Se encontr� que las �reas con crecimiento extendido debido al uso de t�cnicas de fertigaci�n, eran �reas extremadamente apetecibles para el ganado y eran constantemente masticadas a mas de 150mm.

• El vetiver de Monto ha florecido bajo condiciones �speras de la zona de prueba incluyendo temperatura con rango de 30- 42� C, extremos lluviosos con eventos de 1 en 10 de lluvia y periodos prolongados de sequ�a. El promedio de altura de crecimiento fue de 600mm y el di�metro de la base de la planta tiene un promedio de 100mm despu�s de 10 meses.

• La hierba ha formado un seto semi-permeable que esta reduciendo la velocidad del agua, permitiendo que se llenen peque�os arroyos con sedimento y alterando el volumen del agua encontr�ndose con el drenaje de lluvia en un tiempo determinado (tiempo de concentraci�n).

• En las �reas donde no se obtuvo un nivel perfecto, ocurri� algo de erosi�n debido al flujo de agua concentrado; esto ha sido rectificado poniendo una fila c�ncava al final del seto.

• El sedimento atrapado por las filas de vetiver ha servido de anfitri�n a varias especies perennes y anuales. Actualmente �stas especies solo se encuentran en el lado sur de los setos a 1 m de las hileras actuales.

• Las filas cortas sembradas a trav�s del drenaje crecieron particularmente bien, alcanzando una altura de 1.8 m en seis meses. Estas filas fueron eficaces en la captaci�n de sedimento y en la detenci�n de desmanche en el fondo del drenaje.

Conclusi�n

Los prop�sitos de esta prueba eran el de determinar la habilidad de los setos vivos de pasto de vetiver de establecerse en un suelo extremadamente s�dico, el efecto de los setos en la dispersi�n de flujos concentrados, en la captaci�n de sedimento en �reas de mayor flujo para suministrar un mecanismo de apoyo para otros crecimientos de plantas y en la reducci�n de signos visibles de erosi�n.

Los resultados actuales han indicado que el vetiver se establecer�a satisfactoriamente en suelos s�dicos cuando se suplen adecuadamente con fertilizantes y agua. El uso de pajote a una profundidad 100mm proporcionar� una constante subida en la temperatura para las ra�ces de las plantas permitiendo un crecimiento continuo.

La TPV tambi�n ha alcanzado todos los prop�sitos arriba mencionados por medio de la dispersi�n efectiva de los flujos concentrados de agua y de la captaci�n de sedimento, suministrando condiciones favorables para el establecimiento de otras especies. Este proceso tambi�n ha reducido los signos visibles de erosi�n.

Traducci�n gracias al Sara Jalil.