Un estudio difundido en el Journal of Geophysical Research: Biogeosciences explica que arroyos y ríos en zonas agrícolas presentan diferencias clave en la capacidad de eliminar nitrógeno a través del proceso de desnitrificación, el cual varía según la temporada y las características de cada sistema acuático. Las tasas de eliminación de nitrógeno son más altas por superficie en los arroyos, aunque los ríos logran igualar o superar este aporte cuando se considera la remoción total a lo largo de su extensión, sobre todo durante el otoño.
El trabajo, liderado por Abagael N. Pruitt y Jennifer L. Tank, evaluó la cuenca del río Tippecanoe y el afluente Shatto Ditch en Indiana, Estados Unidos, a lo largo de la primavera, el verano y el otoño. El equipo tomó muestras de agua por 36 horas consecutivas en distintas estaciones y empleó técnicas como el método de canal abierto y la espectrometría de masas para analizar la desnitrificación, según detalla la Unión Geofísica Americana.
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La desnitrificación es un proceso microbiano esencial que convierte el nitrato en gas nitrógeno y lo libera a la atmósfera, funcionando como sumidero permanente de este nutriente.
El proceso exige bajos niveles de oxígeno disuelto y depende de factores como la concentración de nitrato, la disponibilidad de carbono orgánico disuelto y la tasa de respiración del ecosistema. Durante el estudio, el arroyo mostró concentraciones más altas de nitrato, lo que generó tasas de desnitrificación superiores por metro cuadrado en todas las estaciones del año.
Sin embargo, la investigación indica que el volumen y la longitud de los ríos permiten que, al hacer la suma total, puedan remover cantidades similares o incluso superiores de nitrógeno que los arroyos, particularmente en otoño. En este período, el río exhibió valores máximos de desnitrificación longitudinal, probablemente impulsados por el arribo de materia orgánica y una mayor respiración del ecosistema.
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En cifras, durante la primavera, el arroyo alcanzó tasas de 148 mg de nitrógeno por metro cuadrado y por hora, frente a 5,8 mg del río en el mismo parámetro. No obstante, en otoño, por kilómetro de canal, el río logró eliminar hasta 1.116,5 gramos de nitrógeno por hora, bastante por encima de los valores observados en el arroyo. Estos resultados enfatizan la importancia de considerar tanto la superficie como el largo de cada cuerpo de agua al evaluar su papel en la gestión de nutrientes.
Entre los factores con mayor incidencia sobre la desnitrificación destacan la cantidad de carbono orgánico disuelto —más alta en primavera en el río— y la velocidad del flujo de agua, que fue mayor en el arroyo y favoreció el proceso. La profundidad también resultó relevante: los arroyos poco profundos permitieron mayor contacto entre el agua y el sedimento, mientras que la columna de agua más amplia y profunda de los ríos posibilitó procesos desnitrificadores también en el cuerpo líquido.
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En el ámbito de la calidad del agua y la gestión agrícola, el estudio advierte que concentrar los esfuerzos solo en los arroyos puede restringir la efectividad de las políticas ambientales. Para reducir de manera significativa el nitrógeno en cuencas agrícolas —lo que se asocia con la eutrofización, la pérdida de biodiversidad y efectos nocivos para la salud humana— es necesario incorporar a los ríos en las estrategias de control de nutrientes.
El equipo de investigación recomienda que análisis futuros integren los métodos de canal abierto y cámaras in situ, además de distinguir entre desnitrificación completa e incompleta, prestando atención a la producción de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero. Sostiene que las políticas deben contemplar de forma integral toda la red fluvial para optimizar el manejo de nutrientes.
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Según el estudio, tanto arroyos como ríos cumplen funciones esenciales en la mitigación de la contaminación por nutrientes en paisajes agrícolas. Su gestión conjunta resultará decisiva para proteger la sostenibilidad ecológica y la calidad del agua en estos entornos.
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