INTRODUCCIÓN

La provincia de Los Santos es una zona dedicada en su gran mayoría a actividades agropecuarias, las cuales demandan un alto consumo de plaguicidas. De acuerdo con productores de maíz y hortalizas, que utilizan las aguas de ríos y pozos para la preparación de las pulverizaciones, se hace necesario en algunos casos, incrementar las dosis del producto comercial para lograr el control de las plagas. Esta situación pudiera obedecer a la presencia de sales disueltas de calcio (Ca) y magnesio (Mg). La dureza del agua es causada por una concentración de minerales con carga positiva, principalmente Ca y Mg. Estos cationes pueden unirse a algunos herbicidas como el glifosato y 2,4-D amina, lo que reduce su rendimiento. La dureza del agua se expresa en ppm o

mg/L como cantidad equivalente de carbonato de calcio CaCO3 (Rodríguez, 2010; Vivot et al., 2010).

El agua es considerada el solvente universal y medio esencial de transporte en la aplicación de plaguicidas y abarca el 95% del volumen de la pulverización (Purdue University, 2012). Se ha señalado la importancia que tiene la calidad del agua para garantizar el buen rendimiento del plaguicida, por ende, el éxito de la aplicación y mayor costo beneficio (CASAFE, 2016; Metroflor, 2016). Razón por la cual, la mala calidad del agua utilizada como vehículo, es un factor, que puede afectar la efectividad de diferentes formulaciones de un plaguicida (Allieri y Papa, 2008; Leiva, 2010).

Diferentes parámetros de calidad del agua son considerados importantes, de los cuales se podrían mencionar pH, conductividad eléctrica, sólidos totales disueltos y dureza; factores que pudieran interactuar negativamente con los ingredientes activos y/o inertes de los plaguicidas. El objetivo general de esta investigación fue determinar la dureza del agua en ríos y pozos, utilizada para las aplicaciones de productos fitosanitarios, en áreas agrícolas de la provincia de Los Santos y su efecto sobre la eficacia de los agroquímicos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación del estudio y sitios de muestreos: el estudio se realizó en la provincia de Los Santos, dividida políticamente en siete distritos, se sitúa al sur de la península de Azuero, entre los 7° 30´00” de latitud norte y 8° 20´00” de latitud oeste. La investigación abarcó 16 sitios de muestreo, distribuidos en ocho (8) ríos y ocho (8) pozos, incluyendo la estación seca y lluviosa, distribuidos entre los meses de febrero 2016 y 2017, con una frecuencia bimensual, y se colectaron un total de 80 muestras. Para la selección de los sitios se utilizaron criterios, tales como, desarrollo de actividad agrícola; caudal de agua suficiente, que permitiera la continuidad de los muestreos programados durante el año de estudio; que estuviera dentro de las zonas: alta, media y baja de la provincia de Los Santos. La distribución por sitios de muestreo se planteó de la siguiente manera:

Macaracas: ríos Taguada, Bajo Güera, El faldar, Estibaná, Tebario y Gato

Tonosí: río Tonosí, quebrada La Bonita y un pozo, ubicado en Tonosí centro.

Las Tablas: pozo ubicado en Tablas Abajo.

Guararé: pozos ubicados en Llano Abajo, la Pacera y Ciénega Larga.

Los Santos: un pozo (1) en Sabana Grande y dos (2) en Tres Quebradas. La distribución de los puntos de muestreo se indica en la Figura 1.

Figura 1.
Ubicación de ríos y pozos, en el área de investigación, de la provincia de Los Santos
Google Earth.

Colecta de muestra de agua en pozo profundo: el pozo era bombeado por turbinas, se dejaba fluir un volumen de agua de aproximadamente un (1) L, posteriormente era recolectada en un envase con capacidad de 20L, siempre previo al envasado final, se aplicaba un enjuague vigoroso tres veces y se extraía el volumen requerido de un (1) L en duplicado (Figura 2A y 2B).

Figura 2 A.
Liberación de volumen de agua para el posterior triple enjuague y muestreo B. Colecta de muestra en el pozo de Gilberto Cárdenas, productor de maíz, caña y arroz.

Colecta de muestra en río: las muestras se colectaron lo más próximo al centro del cauce, con flujo de agua continuo de por lo menos 15 m en línea recta; evitando los remanses del río (Figura 3A). Al envase de un (1) L se le aplicaba un enjuague vigoroso tres veces y posteriormente se extraía el volumen requerido de un (1) L, igualmente en duplicado. Para el reconocimiento de los sitios, los puntos de colecta de muestras fueron georreferenciados, e identificados con un código alfanumérico, este código recogía información de distrito, localidad, iniciales del productor, y número de muestreo o campaña (Figura 3B).

Figura 3.
A. Punto de muestreo en el río Estibaná con características apropiadas para el muestreo, sin remanses con un flujo o corriente de agua sin interrupción. B. Ubicación y asignación de códigos a los puntos de muestreo, río Estibaná, distrito de Macaracas, provincia de Los Santos.

Mediciones de los parámetros de calidad fisicoquímica del agua: se utilizó una sonda multiparamétrica portátil, con Sistema de Posicionamiento Georeferencial, GPS incluido en el equipo de la marca HANNA modelo HI 9829, con la capacidad de medir una amplia gama de parámetros y propiedades físicas del agua como la conductividad eléctrica, pH, sólidos totales disueltos. Se determinaron cinco (5) muestras para sobtener el promedio de cada parámetro. El procedimiento para el uso de la sonda consistió en sumergir los electrodos, por un tiempo de aproximadamente cinco (5) minutos hasta que se estabilizara la lectura, se ingresaba el código del sitio; una vez, estabilizada la lectura los datos generados eran almacenados en la memoria del equipo hasta su posterior tabulación en la hoja de Microsoft Excel 2016.

Lectura del agua en los pozos: la lectura de la sonda multiparamétrica se realizaba en un envase de plástico de 20 L, que contenía un volumen de agua de aproximadamente 10 L; garantizando principalmente que los electrodos de la sonda estuvieran sumergidos en el agua; así mismo,

realizando movimientos circulares ininterrumpidos hasta que se estabilizaran los datos en el equipo; para entonces, hacer lectura de los datos generados (Figura 4A).

Lectura del agua en los ríos: la sonda multiparamétrica se colocaba dentro del cauce del río, asegurándose de un flujo o corriente continua de agua, evitando remanses; una vez estabilizados los valores se procedía a la lectura de los datos (Figura 4B).

Figura 4.
A. Lectura de parámetros fisicoquímicos en agua de pozo utilizando la sonda multiparamétrica. B. Lectura de parámetros fisicoquímicos del agua, utilizando la sonda multiparamétrica en el río Bajo Güera

Identificación, transporte y preservación de las muestras: las muestras fueron rotuladas con el código previamente asignado al sitio, una vez rotulada la información, la etiqueta era protegida con cinta adhesiva, para evitar pérdida o deterioro de la información al estar en contacto con el agua. El transporte de las muestras se llevó a cabo en hieleras, las cuales fueron ingresadas al laboratorio en un tiempo no mayor a 48 horas. Para preservar las muestras se acidificaron a pH menor a dos (< 2). Se almacenaron en neveras a + 4 °C por un tiempo no mayor a los seis meses. Las muestras de agua de río y pozo que serían fortalecidas con plaguicidas dimetoato y glifosato no se acidificaban.

Ensayos de laboratorios para la determinación de la dureza: en el laboratorio de Control de Calidad de Plaguicidas de la DNSV se efectuó el ensayo para la determinación de la dureza del agua, por el método de titulación con EDTA SM 2340 C (2012), aplicable para aguas naturales como superficiales, marinas, subterráneas, residuales y residuales tratadas, establecido por Standard Methods for the Examination of the Water and Waste water. Actualmente la dureza total

se define como la sumatoria de Ca y Mg y se expresa como CaCO3 mg/L (APHA, 2014). Se utilizó como valor de referencia para la interpretación, el promedio de dureza, determinada de los cinco

(5) muestreos en ríos y pozos, que representaron la parte alta media y baja de los sitios. Los datos generados se compararon con la escala establecida por la Environmental Protection Agency (EPA, 1986), institución que clasifica las concentraciones de CaCO3 mg/L presentes en el agua, estableciendo la escala con estos valores: aguas blandas < 75, moderadamente dura o semidura 75- 150, dura 150-300, muy dura > 300.

Preparación de muestras para análisis de la reducción de la concentración del herbicida glifosato en agua de pozo y agua de río: Se empleó el Cromatógrafo Agilent Technologies 6430 triple cuadruplodo LC/MS, del Laboratorio de Análisis de Residuos de Plaguicidas en Plantas y Productos Vegetales. Como paso previo se requirió la preparación de una disolución madre de glifosato en agua de río con dureza media (Tratamiento 1), para compararla con una disolución de glifosato en agua dura de pozo (Tratamiento 2). Para conocer la concentración real de la disolución, se utilizó el resultado del análisis cuantitativo de una muestra de glifosato, previamente analizada por el laboratorio, determinando una concentración del ingrediente activo (i.a) de 368.6 g/L. El panfleto del producto comercial indicó una dosis de campo de 1.5 L del formulado en 200 L agua

/ ha, lo que es igual a 750 µL en 100 mL de agua. Se utilizó dosis comercial del herbicida y no densidad.

Preparación de muestras para análisis de la reducción de la concentración del insecticida dimetoato en aguas de pozo y agua desionizada: se empleó una concentración teórica del formulado comercial del ingrediente activo de 400 g/L, densidad de 1.05 g/mL y la concentración de trabajo utilizada en el cromatógrafo fue de 4 ng/mL. Se evaluó el tratamiento de una disolución del formulado comercial del dimetoato preparada en agua de pozo a una concentración de CaCO3 de 230 g/L (Tratamiento1), para compararla con una disolución del dimetoato en agua desionizada (Tratamiento 2).

Diseño experimental para el análisis estadístico: para confirmar si existían diferencias significativas entre tratamientos del mismo plaguicida, se realizó un análisis de la varianza ANOVA, utilizando la aplicación del SPSS 24 para Windows, por lo que, se planteó el contraste igualdad de medias, para dos muestras independientes, con la prueba t de Student, con un nivel de significancia del 5 %.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Determinación de la dureza del agua: el 75% de las fuentes de agua de los ríos corresponden, según la escala EPA, a moderada o medianamente dura, el 12.5 % a blanda y el otro 12.5% a dura (Tabla 1). En contraste, 87.5% de las muestras de agua de pozo se ubican dentro de la escala en duras y el 12.5% muy duras. Estos datos se acercan porcentualmente a los resultados obtenidos en el estudio realizado por la ANAM (2013b) en 17 diferentes puntos de la provincia de Los Santos sobre aguas subterráneas (pozos), resultando en 83% en rango de agua dura y 17% en aguas muy duras.

Algunos autores han reportado categóricamente que el agua dura afectó considerablemente la eficiencia de los plaguicidas (Allieri y Papa, 2008; Arróspide, 2016, Beard y Deer, 2001; CASAFE, 2016; Faccini y Puricelli, 2010;Leiva, 2010; Menéndez et al., 1999; Mercosur.com, 2018; Papa, 2004 y 2005; Sprayer, s.f; UAP, s.f).

En general, la concentración de dureza determinada en pozos de las áreas agrícolas de la provincia de Los Santos, estuvo por encima de los 151 mg/L, ubicándola en la escala EPA como agua dura y en los sitios de Tres Quebrada y Sabana Grande como muy duras, arriba de 300 mg/L. Mayoritariamente, la dureza en ríos se clasificó como aguas semiduras, con concentraciones de CaCO3 entre los 75 y 150 mg/ L. Valores superiores a 150 mg/ L se localizaron en el distrito de Tonosí. Estos resultados de los valores de la dureza presentes en las fuentes de agua estudiadas, parecen indicar que la efectividad de los plaguicidas pudiese ser reducida.

Determinación del pH en aguas de ríos y pozos: las localidades muestreadas en diferentes distritos de la provincia de Los Santos y los valores de pH, aparecen en la tabla 2. El promedio general del pH de las aguas de ríos fue de 8.0 y en pozos de 7.6.

Al comparar los resultados, estos coinciden con los realizados por ANAM (2013 a) y Dalvos (2008). Autores como Vivot et al. (2010), sugieren que el pH óptimo de los plaguicidas como promedio es de cinco (5). Gómez et al. (2006) concluyeron que el pH del agua no afecta la efectividad de los herbicidas en el control de las malezas. No obstante, los resultados de García y Sánchez (2005), indicaron que el pH del agua ejerció marcada influencia sobre la efectividad de glifosato. Según Devkota y Johnson (2016), el agua a pH alcalino o con dureza >200 mg L−1 tiene el potencial de reducir la eficacia del herbicida glufosinato.

El pH en agua de pozos y ríos se determinó por encima de 7, señalando que no se realizaron ensayos que pudieran arrojar información más precisa. No obstante, el pH podría ser un factor a considerar al momento de realizar una aplicación, tarea que queda pendiente.

Solidos disueltos totales SDT: los promedios de los cinco (5) muestreos de aguas en ríos y pozos de cada uno de los 16 sitios, resultaron con una concentración general promedio de 268 mg/L para pozos y 161 mg/L para ríos (Tabla 3).

Estos resultados no coinciden con los reportados por ANAM (2013 b), lo que pudiera obedecer a que en nuestra investigación no se incluyeron sitios próximos a las costas en los distritos de Los Santos, Tonosí, Guararé y Las Tablas.

Conductividad eléctrica CE: los valores promedios generales obtenidos de conductividad eléctrica para la misma cantidad de muestreos, sitios y número de muestras en el estudio, fueron de 519 µS/cm en pozos y de 320 µS/cm en ríos (Tabla 4).

De acuerdo con Dalvos (2008) y Montana State University (2016), cuando la conductividad eléctrica (CE) es menor a 500 µS/cm, parece imposible que la eficiencia de cualquier plaguicida resulte afectada negativamente. Por consiguiente, en esta investigación la CE en determinados sitios en agua de pozo arrojaron valores superiores, por lo que pudiera verse afectada la efectividad de los plaguicidas.

Al comparar los datos entre la CE y los sólidos disueltos totales (SDT), se observó que existe una relación de proporcionalidad, donde a mayor conductividad presente en el agua, mayor son SDT; por lo que los valores obtenidos no parecen interferir en la efectividad de los plaguicidas. Sin embargo, en las muestras de pozos la CE con valores cercanos o superiores al valor umbral de 500 µs/cm, no puede descartarse totalmente como un posible problema.

Reducción de la concentración del glifosato: en la tabla 5 y la Figura 5 se presentan los valores de la reducción de la concentración del glifosato, en donde se observa que en agua de pozo la reducción alcanza un 32.4%, mientras que en agua de río un 4.5%. Esas diferencias entre las medias de los tratamientos fueron significativas según la prueba de Student al 5%.

Figura 5.
Reducción de la concentración del herbicida glifosato, a diferentes durezas de aguas de ríos y pozos. 2016- 2017.

En los resultados de Allieri y Papa (2008), aseguran que la mala calidad fisicoquímica del agua como vehículo, es un factor capaz de afectar al glifosato en la eficacia del tratamiento. Arróspide (2016) y Vivot et al. (2010) coinciden en que los plaguicidas formulados como sales, glifosato y el 2,4-D amina, son severamente afectados por la presencia de minerales presentes en el agua de pozo. Por lo tanto, las concentraciones de dureza del agua presentes principalmente en el agua de pozo pudiesen comprometer el tratamiento de los herbicidas. Los datos de este estudio y los

reportados por Leiva (2010), señalan que la dureza del agua puede ocasionar una considerable inactivación del glifosato, incidiendo negativamente en su efectividad.

Reducción de la concentración del dimetoato: cuando se comparó la reducción de la concentración del dimetoato, entre las disoluciones preparadas con agua desionizada (dureza cero) y agua de pozo (dureza 239 mg/L), se determinó, una reducción del 34% del ingrediente activo en la disolución preparada con agua de pozo y un 7.4% en agua desionizada (Tabla 6 y Figura 6). Los resultados obtenidos en esta investigación, indican que este insecticida organofosforado es susceptible a la hidrólisis, concordando con lo reportado por Beard y Deer (2001).

Figura 7.
Disminución de la concentración del ingrediente activo del insecticida dimetoato en agua de pozo y agua desionizada.2017-2017.

CONCLUSIÓN

Se concluye que la dureza presente en el agua utilizada en las aspersiones del herbicida glifosato y el insecticida dimetoato, redujo considerablemente la concentración del ingrediente activo. Los datos generados en este trabajo, podrían ser utilizados para aplicar correctivos al agua empleada como medio de transporte en la pulverización, pudiéndose lograr controles más eficaces. Además de disminuir de manera importante el número de aplicaciones, impactando positivamente en la economía de los productores, al reducir costos de producción en materia de agroquímicos.

Agradecimientos

Se le agradece a la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de Panamá por la colaboración y la logística suministrada. Al Ministerio de Desarrollo Agropecuario (MIDA), Dirección Regional de la provincia de Los Santos, por asignar personal técnico, como apoyo a la investigación. Al Director Nacional de Sanidad Vegetal (DNSV) Ing. Darío Gordón. Al Departamento de la Coordinación de Servicios Técnicos de Análisis Químico de la DNSV, Lic. Brenda Checa, Lic. Enilda Coronado y el Lic. Hendrick Fuentes, quienes apoyaron en asesoría y análisis de las muestras en el Laboratorio. Gracias a los ingenieros Cristino Rodríguez, Rubén Sarracín y Juan Pablo Soriano por su tiempo empeñado en la investigación.

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