Memoria para optar al título profesional de: Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / La intensificación de las actividades agropecuarias en las regiones centro-sur de Chile han ocasionado impactos negativos en los ecosistemas acuáticos, en lo que se refiere específicamente al uso excesivo de agroquímicos que, como consecuencia, han generado por ejemplo acumulaciones importantes de formas nitrogenadas en cuerpos de aguas superficiales y subterráneas. Este estudio tuvo por objetivo evaluar el uso de biofiltros en campos de cultivo de maíz en periodo de barbecho como una medida de mitigación para reducir la contaminación difusa de cuerpos de agua superficiales; donde se comparó la efectividad de distintos componentes vegetales en la retención de formas nitrogenadas en flujo lateral subsuperficial en dos suelos de clase textural contrastante durante el primer año de establecimiento del ensayo. Este estudio se desarrolló en la Comuna de Pichidegua, Región de O'Higgins, donde se seleccionaron dos campos, San Luis (SL) y El Caleuche (CLC) en los que se cultivaba maíz grano como monocultivo, que colindaban con cuerpos de agua superficiales y que tenían además suelos con texturas gruesas en SL (Typic Xerochrepts) y finas en CLC (Typic Duraqualf). El periodo de evaluación fue durante marzo a septiembre del 2012. La metodología ocupada para esta investigación se basó en la comparación y evaluación de franjas de biofiltros de 12 m x 5 m compuestos por distintos componentes vegetales como árboles de arrayán blanco (Luma chequen) y canelo (Drimys winteri), un arbusto (Fuchsia magellanica) y una pradera de festuca (Festuca arundinacea), donde en cada sitio se establecieron cinco tratamientos: suelo en barbecho (C), pradera (G), pradera+arbusto (GS); pradera+arbusto+arrayán (GST1) y pradera+arbusto+canelo (GST2); en una estructura de bloques al azar con tres repeticiones. Para la determinación de formas nitrogenadas como: nitratos (N-NO3), amonio (N-NH4) y nitrógeno total (NT), se colectaron muestras de agua y suelo en la entrada y salida de cada una de las parcelas, para luego ser analizadas por métodos colorimétricos en el Laboratorio de Química de Suelos y Aguas de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. Los resultados obtenidos indican que los niveles de N-NO3 en los flujos subsuperficiales fueron siempre más altos a la entrada que a la salida de los tratamientos, debido a que los puntos de entrada estaban más cercanos a lo zona cultivada donde se aplicaron los fertilizantes nitrogenados la temporada anterior. En cada tratamiento se observó una variación alta entre la cantidad retenida de N-NO3 por cada uno de los bloques, lo que puede estar atribuido al tiempo de adaptación y crecimiento que tuvieron las especies en cada uno de los bloques, donde las raíces de los componentes vegetales no habían explorado la totalidad del perfil de suelo, debido al breve periodo transcurrido desde el comienzo del estudio. Por otra parte no se evidenciaron eventos de escurrimiento superficial, debido principalmente a que en la zona en estudio se detectó un déficit de precipitaciones cercano al 50% respecto a un año normal. / The intensification of agriculture in south-central regions of Chile have caused negative impacts on aquatic ecosystems, particularly related to overuse of agrochemicals, by generating significant accumulations of nitrogen (N) forms in surface waters and groundwater. The main aim of this study was to evaluate the use of biofilters in maize fields during fallow period as a mitigation measure for reducing diffuse pollution of surface water by comparing the effectiveness of different vegetal components in retaining N forms in subsurface lateral flow in two soils with contrasting textural class during the first year of establishment of the field experiments. This study was conducted in the Municipality of Pichidegua, O'Higgins Region, where two fields were selected, San Luis (SL) and El Caleuche (CLC). In these sites were grown maize as a monoculture, located nearby surface water channels, and presented coarse-textured soil in SL (Typic Xerochrepts) and finetextured soils in CLC (Typic Duraqualf).The study period was between March and September 2012. The methodology employed for this research was based on the comparison and evaluation of biofilters strips of 12 m x 5 m composed of different plant components such as trees of arrayán blanco (Luma chequen) and canelo (Drimys winteri), a shrub (Fuchsia magellanica) and meadow fescue (Festuca arundinacea), where these were established at each site with five treatments: bare soil (C), grassland (G), prairie + shrub (GS); prairie +shrub+ arrayán blanco (GST1) and prairie + shrub + canelo (GST2) in a randomized block design with three replications per treatment. There were collected soil and water samples at the inlet and outlet of each of the plots for determination of N forms such as nitrate (NO3-N) ammonium (NH4-N) and total N (TN) by colorimetric methods at the Laboratory of Soil and Water Chemistry, Faculty of Agricultural Sciences at the University of Chile. The results showed that the levels of NO3-N in the subsurface flow were always higher in the inlet than in the outlet of the treatments, because the entry points were closer to the cultivated area where the N fertilizers were applied the last season. In each treatment was observed a high variation in the amount of NO3-N retained in each block, which was attributed to the short-time adaptation and growth of the vegetal species in the blocks, where the roots of plant components had not fully explored the entire soil profile due to the short period since the start of this study. Moreover there were not showed surface runoff events, mainly because the study area had a rainfall deficit, when the precipitation amount was nearly 50% less than a normal year.

Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magister en Ciencias Agropecuarias Mención Producción de Cultivos / El maíz (Zea mays L.) es el cereal con mayor producción a nivel mundial con 817 millones de toneladas en el año 2009 (FAO, 2012). Los usos del maíz de grano están orientados fundamentalmente a consumo animal, de aves y porcinos, y en segundo término a consumo humano e industrial. La principal forma de consumo para alimentación humana es la harina de maíz (Mejía, 2003). En Chile, la superficie anual de siembra en las tres últimas temporadas (2009-2012) alcanzó las 127.211 ha, generando en promedio una producción nacional total de 1.4 millones de toneladas de grano, lo que equivale al 67,5% de la necesidad de consumo nacional. Por tal motivo se importan aproximadamente 666.000 toneladas de grano provenientes principalmente de Argentina y Paraguay (ODEPA, 2012). La mayor producción en Chile se obtiene en la Región de O’Higgins, la cual durante la temporada 2010 aportó con un 46% a la producción total del país. La Región del Maule y la Región Metropolitana, por su parte, contribuyeron a la producción nacional con aproximadamente un 27% y 13%, respectivamente. Actualmente, el rendimiento promedio nacional alcanza los 120 qq ha-1 (ODEPA, 2012).

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / Los procesos de contaminación difusa asociados a la actividad agrícola han sido estudiados e identificados como un problema ambiental a escala global, ya que degradan aguas superficiales y subsuperficiales, debido aplicaciones excesivas de nitrógeno (N) y fósforo (P) en sistemas agrícolas. En la Región del Libertador General Bernardo O'Higgins uno de los principales cultivos es el maíz, el que presenta una baja eficiencia en el uso de N y P, generando un potencial alto de contaminación difusa de estos elementos. El objetivo general de la presente investigación fue cuantificar las cargas de N y P que aporta una microcuenca de 8 ha, donde se cultiva maíz para grano, a través de un canal de desagüe que se conecta a la red hidrológica del Río Tinguiririca. Se monitoreó durante siete meses (Enero-Agosto 2013) la calidad de aguas del canal de desagüe que cruza la microcuenca, obteniendo muestras semanales de agua en tres puntos ubicados a lo largo del canal. En estas muestras se evaluaron las concentraciones de nitratos (NO3 - ), amonio (NH4 + ), N-total (NT), fosfatos (PO4 3- ), P-total (PT), demanda química de oxígeno (DQO), conductividad eléctrica (CE), turbidez (Tur), sólidos totales (ST), sulfatos (SO4 2- ) y pH. Además, se realizó un reconocimiento de la topografía del sitio y de la profundidad efectiva del suelo, esta última limitada por un duripán. Se encontró un aumento durante el periodo de invierno de las concentraciones de NO3 - , NH4 + y PO4 3- , alcanzando valores máximos de 29 mg L-1 , 5 mg L-1 y 2 mg L-1 , respectivamente. Se encontraron diferencias significativas (p>0,05, Tukey) en las variables de calidad de aguas entre las fechas de medición, particularmente en un evento de lluvia (75 mm), donde se registraron valores de NO3 - de 35 mg L-1 . En el periodo de estudio, se cuantificó una carga total de 1.766 kg de N y 281 kg de P aportados por la microcuenca a la red hidrológica del Río Tinguiririca, el resto de las variables de calidad de agua como ST, SO4 2- , turbidez y CE, sobrepasaron la norma establecida, mientras que las demás variables no lo hicieron. / Non-point pollution associated to agricultural activities has been studied and identified as an environmental problem at a global scale. These processes impair surface and subsurface waters and have been related with excessive nitrogen (N) and phosphorus applications in agricultural systems. In the Libertador General Bernardo O'Higgins Region, in central Chile, maize is an important crop that presents a low efficiency in the N and P use, generating a high potential for non-point pollution. The main objective of this study was to quantify the N and P loads from 8 ha microcatchment, where maize grain is cultivated, through an open drainage channel connected to the hydrological network of the Tingiririca river. It was monitored the water quality during seven months (January-August 2013), when weekly samples were obtained in three sampling points along an open drainage channel. In the water samples the concentrations of nitrate (NO3 - ), ammonia (NH4 + ), total N (TN), phosphates (PO4 3- ), total P (TP), chemical oxygen demand (CQD), electrical conductivity (EC), turbidity (Tur), total solids (TS), sulphates (SO4 2- ) and pH were analyzed. In addition, a topographical and effective soil depth surveys it was carried out, the later restricted by a duripan. An increasing in NO3 - , NH4 + and PO4 3- concentrations during winter season it was found, with maximum values of 29 mg L-1 , 5 mg L-1 and 2 mg L-1 , respectively. There were detected significant differences (p>0,05, Tukey) among water quality parameters during the sampling dates, specifically in the water samples collected after an important precipitation event (75 mm), when were registered concentrations of 35 mg NO3-N L -1 , and after an irrigation, whit 60 NO3 - mg L-1 . During the study period 1.766 kg N and 281 kg P loads per microcatchment were quantified, the other water quality parameters as ST, SO4 2- , turbidity and CE, exceed the official thresholds, whereas the other parameters did not.