Desafíos y alternativas de la quema de rastrojo de cultivos
Introducción
Entre los principales sistemas de cultivo de la India se encuentran el arroz y el trigo. El manejo de la paja de arroz es una de las principales preocupaciones de este sistema de cultivo. Cada año, Se producen millones de toneladas de paja a partir del cultivo de arroz y trigo. La paja de trigo se utiliza para alimentar al ganado. Sin embargo, la paja de arroz sigue siendo un problema importante para los agricultores.
Aproximadamente 220 lakh de toneladas (22 millones de toneladas) de paja se generan solo en los arrozales en Punjab cada año, y el 90 por ciento de eso se quema en los campos, según informe PAU proporcionado por el Departamento de Ciencia del Suelo. Hay un lapso de tiempo muy corto entre la cosecha de arroz y la siembra de trigo en el sistema de cultivo de arroz-trigo. Desafortunadamente, esto lleva a los agricultores a optar por la quema de rastrojos de los cultivos de arroz para preparar rápidamente el campo para la siembra de trigo.
Para los agricultores La práctica de quemar rastrojos es la forma más fácil de manejar los residuos de arroz. Sin embargo, La quema de rastrojos tiene enormes consecuencias para el medio ambiente.
¿Qué es la quema de rastrojos?
La quema de rastrojos implica prender fuego a los residuos de los cultivos para sacarlos del campo y sembrar la siguiente cosecha. El método se utiliza en áreas donde se utiliza el "método de cosecha combinada".
Una cosechadora es una máquina que cosecha, trilla (es decir, separa el grano), y también limpia los granos.
Sin embargo, mientras usa esta máquina, la máquina no corta lo suficientemente cerca del suelo, dejando tras de sí un rastrojo que es inútil para los agricultores.
Es importante que los agricultores planten la próxima cosecha a tiempo para que produzca un rendimiento completo y también el máximo beneficio. Por eso, quemar el rastrojo es la forma más rápida y barata de limpiar el campo según los agricultores.
¿Por qué se hace la quema de rastrojo?
Aunque el gobierno desalienta a los agricultores a quemar rastrojos, todavía lo prefieren porque es barato y requiere menos tiempo.
Debido a la falta de recursos financieros y tecnológicos, los agricultores no pueden considerar alternativas a la quema de rastrojos, como ararlo o invertirlo para otros fines.
Se plantan dos cultivos sucesivos en un corto período de tiempo.
El desarraigo corte, enterrando y el riego del rastrojo lleva casi dos días. Una vez que el rastrojo se gira, tarda casi 45 días en convertirse en abono.
Plantar la próxima cosecha en el momento adecuado (principalmente a fines de noviembre) es fundamental.
Es más, este proceso cuesta a los agricultores 500-700 rupias por acre por día, mientras que prender fuego al rastrojo apenas les cuesta nada.
Conocimientos insuficientes sobre el manejo del rastrojo.
A pesar de que los agricultores desconocen la gestión de residuos en un período corto, y consideran que la quema es el método más fácil para deshacerse de los restos de cultivos, El gobierno de la India está haciendo un esfuerzo para llegar a ellos y educarlos Vadrevu et al., 2019
Uso de cosechadoras mecánicas
El arroz es el cultivo de cereales más importante y se produce en grandes superficies, el uso de la mano de obra para cosechar es extravagante. Como consecuencia, Surgieron las cosechadoras mecánicas en las que la cosechadora se utiliza de forma destacada. Esto deja una cantidad significativa de paja en el campo ya que no está diseñado para cortar la planta a la superficie e incorporarla al suelo Mittal et al., 2009; Pratika y Sandhu, 2020
Ausencia de responsabilidad
A pesar de tener conocimientos sobre la gestión de residuos y su impacto en el medio ambiente, pocas personas queman rastrojos desesperadamente en el campo debido a que los legisladores han establecido nuevas reglas / leyes para controlar estos actos irresponsables de unos pocos agricultores Parmod et al., 2015
Los residuos de cultivos no son aptos para el ganado.
En las granjas lecheras, la mayor parte de los residuos de cultivos de cereales y forrajes se utiliza como pienso para el ganado. Sin embargo, La paja de arroz no se prefiere como alimento para el ganado en las regiones del norte debido a su alto contenido de sílice, lignocelulosa, y contenido de proteínas limitado (2-7%), lo que evita que se lleve a la lechería. A pesar de esto, El alimento de arroz basmati es a veces preferido por el ganado debido a su alta palatabilidad.
Desventajas de la quema de rastrojos
1. Contaminación ambiental
Entre los posibles gases de efecto invernadero producidos por la quema de residuos agrícolas se encuentran el metano, monóxido de carbono, Óxido nitroso, y otros hidrocarburos, que son química y radioactivamente peligrosos. Esto causa daños al ozono y contaminación ambiental.
¿Qué gases libera la quema de rastrojos?
Se estima que la quema de paja de arroz libera carbono (C) como CO2 (70%), CO (7%) y CH4 (0,66%) mientras que el nitrógeno (N) se libera como N2O (2,09%).
Es más, La quema de desechos agrícolas también emite una gran cantidad de material particulado, que contiene una gran cantidad de organismos orgánicos e inorgánicos.
2. La salud humana está en riesgo
El humo de biomasa contiene una variedad de carcinógenos conocidos o sospechosos que pueden causar enfermedades pulmonares cuando se inhalan en grandes cantidades.
Contaminantes después de ser liberado a la atmósfera, dispersarse en las áreas circundantes, sufrir transformaciones físicas y químicas, y eventualmente afectar negativamente a la salud humana.
El bienestar humano se ve afectado directamente por la quema de rastrojos. La razón de esto es que todos los gases tóxicos y metales pesados liberados por la quema de residuos actúan como venenos lentos en el cuerpo humano.
Los estudios han encontrado que la contaminación del aire aumenta el riesgo de problemas de salud en las mujeres embarazadas, infantes, los ancianos, y personas con antecedentes de enfermedades.
La exposición de los seres humanos a estos gases potencialmente peligrosos se ha asociado con una amplia gama de enfermedades respiratorias, cardiovascular, neurológico, enfermedades de la piel y ópticas.
El dióxido de carbono emitido crea irritación ocular y los óxidos de dióxido de azufre y nitrógeno afectan directamente a los pulmones. piel, funciones sanguíneas y respiratorias que pueden desencadenar enfermedades graves como el cáncer Junta de control de contaminación de Punjab, 2018
3. Los nutrientes y microbios se pierden en el suelo.
La pérdida de tierra los nutrientes se producen como resultado de la quema de paja. En general, la quema de una tonelada de paja de arroz provocará pérdidas de 400 kilogramos de carbono orgánico, 5,5 kilogramos de nitrógeno, 2,3 kilogramos de fósforo, 25 kilogramos de potasa, y 1,2 kilogramos de azufre.
Además, el calor generado por la quema de paja de arroz mata los microbios útiles en el suelo. Por lo tanto, La quema de paja afecta negativamente a la fertilidad y la salud del suelo.
la quema de rastrojos aumenta la temperatura del suelo hasta en 33,8-42,2 ° C Gupta, 2008
la quema periódica reducirá la población de bacterias beneficiosas del suelo hasta en un 50%. También disminuye el nitrógeno total, carbón, y nitrógeno disponible en la capa superior de suelo de 0 a 15 cm, junto con la reducción de la materia orgánica del suelo. Mandal et al, 2004
4. Accidentes de tráfico y problemas de transporte
Quema de rastrojo en Punjab, Rajasthan y Haryana provocan una espesa capa de smog que representa no solo un grave riesgo para la salud de la población de Delhi y las áreas circundantes durante el invierno, sino también problemas de visibilidad.
Los problemas de transporte son causados por la cortina de humo que se forma después de la quema. Cotidiano, Numerosos accidentes resultan en la pérdida de vidas valiosas y riqueza.
5. La pérdida de biodiversidad
La quema de paja destruye árboles y plantas alrededor de los campos y a lo largo de las carreteras, destruyendo así la biodiversidad.
Alternativas a la quema de rastrojos
1. Manejo in situ de la paja de arroz
Es fácil manejar los rastrojos incorporándolos al campo. Agricultores, sin embargo, no prefiera la incorporación in situ ya que el rastrojo tarda en descomponerse.
Hay varias formas en que esto puede afectar adversamente la productividad del trigo, incluida la siembra tardía del trigo y la inmovilización de nitrógeno, lo que resulta en un suministro inadecuado de nitrógeno.
la incorporación in situ es la mejor alternativa disponible para la quema de residuos de arroz. Sidhu y Beri, 2005
Un estudio realizado por los autores concluyó que la incorporación de residuos de arroz en el suelo 10, 20 o 40 días antes de la siembra de la cosecha de trigo no afecta negativamente a las siguientes cosechas.
Es más, Se han desarrollado varias máquinas que se utilizan para gestionar la paja de arroz in situ. Comuníquese con la Universidad Agrícola de Punjab (PAU) para obtener más detalles.
2. Usando Happy seeder
En campos de arroz cosechados combinados, la sembradora Happy se utiliza para sembrar trigo sin quitar la paja.
Es fundamental esparcir la paja suelta de manera uniforme en el campo para que la feliz sembradora funcione correctamente. El arroz se debe cosechar con una cosechadora equipada con el sistema de manejo de paja súper PAU (SMS).
Ventajas de la sembradora feliz
El rastrojo de arroz ya no se debe quemar antes de plantar trigo con la Sembradora Feliz, reducir la contaminación del aire.
Evita la erosión del viento y el agua.
Aumenta la ingesta de agua
Asegura que la materia orgánica no se degrade.
Como resultado de la siembra directa, se reduce la alteración del suelo, lo que le permite retener más nutrientes y materia orgánica.
Además de ahorrar dinero, Happy Seeder reduce los costos de combustible y mano de obra porque se dedica menos tiempo a las operaciones de campo.
Desventajas y desafíos de la sembradora feliz.
El nitrógeno queda atrapado temporalmente en los arrozales por el rastrojo restante. Como resultado, el contenido de proteína del trigo puede ser menor.
Falta de conocimiento, motivación, finanzas y desgana en la adopción de Happy Seeder.
Costo, aversión al riesgo, y las subvenciones para el uso de herbicidas y electricidad son, entre otras razones, por las que no se adopta este método.
Happy Seeders recibirá subvenciones para superar estas barreras.
3. Trituradora / Picadora de paja
El picador-esparcidor de paja de arroz es una máquina desarrollada por la PAU para picar y esparcir paja y rastrojo de arroz en el campo. Se pueden usar cultivadores rotativos para mezclar la paja picada en el suelo después de aplicar un riego ligero.
Ventajas de Trituradora / Picadora de paja
Evita la erosión eólica y el agua.
Aumenta la ingesta de agua.
Evita el deterioro de la materia orgánica.
Esta máquina puede cortar todo tipo de residuos de cultivos, incluido el trigo, arrozal, maíz, girasol, sorgo, etc. Por lo tanto, esto lo hace ideal para clientes que trabajan bajo contrato, ya que ofrece una gran versatilidad.
En una sola operación la máquina corta los rastrojos que quedan y los esparce por el suelo.
Una vez que los rastrojos estén picados y esparcidos, se entierran fácilmente en el suelo utilizando un rotavator o una grada de discos y se pudren al final del riego.
Desventajas y desafíos de Trituradora / Picadora de paja
Esta es una opción cara para los agricultores pequeños o marginales.
Controlar la profundidad de la semilla y sembrar un cultivo siguiente es problemático.
Mantiene el nitrógeno en su lugar temporalmente. Por eso, el trigo puede tener un contenido de proteínas más bajo.
Durante la temporada de lluvias, malas hierbas, incluyendo hierba trampa y trigo voluntario, son difíciles de controlar.
En comparación con la tierra arada, el suelo se mantiene más cálido en el otoño y más frío en la primavera.
4. Descomposición biológica de la paja por bacterias y hongos
La descomposición eficaz puede sustituir a la quema de paja. La descomposición de la paja requiere de microorganismos que degraden la celulosa y la lignina.
Al descomponer la paja de arroz, carbón, nitrógeno, y otros nutrientes se reciclan nuevamente en el suelo, restaurar la fertilidad del suelo. Los procesos microbianos pueden ocurrir tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Sin embargo, Las vías aeróbicas son más críticas para la mayoría de los suelos que las anaeróbicas.
Por ejemplo, el hongo de la pudrición blanca Pleurotus sp. ) puede descomponer otros desechos agrícolas además de la paja de arroz, como la médula de bonote, vainas de plátano (secas), basura de caña de azúcar, mijo, y legumbres. Eous, ornitorrinco, djamor y sajorcaju son algunos de los hongos de pudrición blanca más utilizados.
Manejo de residuos de cultivos
1. Residuos de cultivos como alimento para animales
La alimentación de los animales con residuos de arroz es una opción. En Punjab, sin embargo, esta práctica no es muy popular debido al alto contenido de sílice de los residuos de arroz. En este estado, casi el 40 por ciento de la paja de trigo producida se utiliza como forraje seco para el ganado.
El Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología de Punjab, PSCST, emprendió un proyecto piloto en la Universidad Agrícola de Punjab, Ludhiana, Fomentar el uso de residuos de arroz como forraje.
En PAU se llevaron a cabo varios ensayos sobre la fermentación natural de la paja de arroz para su uso como alimento para ganado enriquecido con proteínas. Los animales alimentados con este alimento mostraron una mejor salud y producción de leche.
2. Utilización de residuos de cultivos en plantas de energía biotermal
La electricidad también se puede generar a partir de residuos de arroz. La biomasa es el combustible utilizado en la planta termoeléctrica de Jalkheri en Fatehgarh Sahib. Es la primera planta del país que utiliza fuentes de energía renovables.
Para la generación de electricidad, esta planta puede utilizar cáscara de arroz, astillas de madera, paja de varias plantas, como paddy, trigo, etc.
Además de proporcionar ingresos adicionales a miles de agricultores, el proyecto reduce la emisión de humo y otros contaminantes provocados por la quema de residuos agrícolas.
3. Ropa de cama para ganado hecha de residuos de arroz
Una investigación realizada por el Departamento de Producción y Gestión Ganadera de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la Universidad Agrícola de Punjab (ahora Universidad de Ciencias Veterinarias y Animales Guru Angad Dev) encontró que la paja de arroz puede ser utilizada por los agricultores como material de cama durante el invierno.
Esta ropa de cama aumenta la calidad y cantidad de leche proporcionando comodidad a los animales, salud de la ubre, y salud de las piernas.
Este método ayuda a los animales a mantener una tasa razonable de pérdida de calor corporal, así como a mantenerse calientes.
Además, proporciona un seco, cómodo, entorno higiénico que no resbala, que también previene lesiones. Es más, un kilogramo de paja absorbe aproximadamente 2-3 kilogramos de orina de un cobertizo para animales
El uso de paja de arroz como ropa de cama también contribuyó a mejorar el beneficio neto por animal por mes de la venta de una cantidad adicional de leche.
Esta tecnología ha sido demostrada a los agricultores por la PAU a través de cursos de capacitación, charlas de radio / televisión, y folletos.
4. Residuos de arroz para la producción de papel
La paja de arroz también es una materia prima ideal para fabricar papel y tableros de pulpa. El papel también se produce a partir de paja de arroz combinada con paja de trigo. Las fábricas de papel ya están utilizando esta tecnología para satisfacer el 60 por ciento de sus necesidades energéticas.
5. Residuos de arroz como medio de cultivo en el cultivo de hongos
La paja de arroz también se puede utilizar como medio de cultivo para cultivo de hongos , incluyendo Agaricus bisporus, Volvariella volvacea, y Pleurotus spp. El rendimiento de estos hongos es de 300, 120-150, y 600 g por kilogramo de paja de arroz, respectivamente.
Los hongos cultivados en paja de arroz se llaman hongos de paja de arroz (Volvariella volvacea).
También se puede utilizar una variedad de desechos agrícolas para preparar el sustrato para el cultivo de este hongo, como hojas de plátano secas, jacinto de agua, residuos de racimo de palma aceitera, desperdicios de algodón y madera.
6. Hacer abono a partir de residuos de cultivos
El compostaje es un método tradicional de preparación de materia orgánica enriquecida con nutrientes beneficiosos.
El proceso de compostaje es una descomposición natural de materiales orgánicos que involucran microorganismos como bacterias que descomponen los desechos animales, residuos de cosecha, residuos vegetales, y algunos residuos municipales.
Cuando se completa la descomposición, se puede utilizar como orgánico natural fertilizante . Además de su físico, químico, y propiedades biológicas, este fertilizante natural aumenta la fertilidad del suelo.
La paja de arroz produce casi 3,2 toneladas de FYM rico en nutrientes por hectárea. Los agricultores pueden preparar este residuo en sus cobertizos y usarlo como fertilizante orgánico para aumentar el rendimiento de los cultivos en un 4-9 por ciento.
7. Producción de biogás utilizando residuos de cultivos
Los desechos agrícolas se pueden convertir en biogás para su uso como fuente de energía alternativa. La principal fuente de lignocelulosa para la producción de biogás son los residuos de cultivos, como paja de arroz.
8. Residuos de cultivos utilizados para triturar
Usar paja de arroz como mantillo en el campo tiene muchos beneficios. El mulching mantiene la humedad del suelo, controla las malas hierbas, y estabiliza la temperatura del suelo, que promueve el crecimiento saludable de las plantas.
9. Géiser de paja de arroz
La universidad de Punjab ha desarrollado un modelo de un géiser de paja de arroz que utiliza fardos de paja como combustible para calentar el agua con el fin de utilizar correctamente los residuos de arroz.
Iniciativas gubernamentales para controlar la quema de rastrojos
En noviembre de 2015, el Tribunal Verde Nacional ordenó a Delhi y sus estados vecinos que cesen la práctica de la quema de rastrojos. Sin embargo, la orden tuvo poco efecto.
El Centro aprobó un plan por valor de 1 rupias, 151 millones de rupias destinadas a promover la gestión de residuos de cultivos in situ mediante el suministro de máquinas de THS subvencionadas. Tras la aprobación de sus aplicaciones, los usuarios deben depositar el monto del precio subsidiado en el departamento de agricultura.
Se planean plantas de energía de rastrojo de arroz en 30 áreas de Punjab, principalmente áreas de cultivo de arroz. En estas plantas se utilizarán 44 lakh de toneladas de rastrojo de arroz. Actualmente hay siete plantas en operación con una capacidad total de 62,5 megavatios.
A los agricultores pequeños y marginales de Punjab se les ofreció un plan de "rastrojo-entierro" para frenar la quema de rastrojos con la ayuda del Departamento de Agricultura. De acuerdo al plan, El rastrojo de arroz se puede quitar del campo principal y enterrar en un pozo, ya sea en su propia tierra de cultivo o en los terrenos baldíos.
En virtud de la Ley Nacional de Garantía de Empleo Rural de Mahatma Gandhi (MGNREGA), la Administración del Distrito es responsable de proporcionar trabajadores a los agricultores para que excaven los pozos de abono.
