Optimización en el uso del agua y fertilizante para fertirriego de precisión con aguas regeneradas
- Autores: Carmen Alcaide Zaragoza
- Directores de la Tesis: Juan Antonio Rodríguez Díaz (dir. tes.), Irene Fernández García (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Pilar Montesinos Barrios (presid.), L. Pérez Urrestarazu (secret.), David Lozano (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Agraria, Alimentaria, Forestal y del Desarrollo Rural Sostenible por la Universidad de Córdoba y la Universidad de Sevilla
- Materias:
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- Resumen
1. Introducción La agricultura de regadío es el principal consumidor de agua en el mundo, empleando más del 70% de los recursos hídricos disponibles. Esto provoca que la agricultura sea especialmente vulnerable a los periodos de sequía, los cuales se espera que aumenten en los próximos años debido al incremento de los fenómenos extremos causados por el cambio climático. Esta situación es especialmente crítica en Andalucía (sur de España) ya que la agricultura es un sector clave en su economía. El olivar es el cultivo más representativo de esta región, además del cultivo que más agua demanda, pese a seguir estrategias de riego deficitarias. Por otro lado, la fertilización del olivar es con frecuencia imprecisa, lo que ocasiona en muchos casos que se produzca una sobrefertilización, especialmente de nitrógeno. En este contexto, la utilización de agua regenerada para el riego del olivar surge como una alternativa a las fuentes de agua tradicionales, la cual permite aliviar la presión en los recursos hídricos y reutilizar los nutrientes que lleva el agua. Sin embargo, su gestión es más compleja debido a esa concentración de nutrientes que lleva, la cual es, además, variable a lo largo del año. Por ello, es necesario llevar a cabo nuevos estudios para conocer los efectos de la variabilidad temporal y espacial de los nutrientes que aporta el agua, así como el desarrollo de herramientas que faciliten la aplicación adecuada de este tipo de aguas tanto para agricultores como técnicos.
2.Contenido de la investigación Esta tesis se estructura en 6 capítulos, todos ellos enfocados a las particularidades del fertirriego usando aguas regeneradas en el olivar. Así, los distintos capítulos contemplan desde la creación de un modelo y su implementación en una aplicación de entorno amigable para la gestión óptima del agua y el fertilizante usando estas aguas, hasta los cambios que se producen en la calidad del agua tanto espacial como temporalmente en la red riego debido a sus características. En el capítulo 1 se expone el contexto en el cual se enmarca esta tesis y se justifica la necesidad de la misma. En el capítulo 2 se encuentran los objetivos perseguidos en esta tesis, así como la estructura del resto del documento.
El capítulo 3 presenta un modelo que determina en tiempo real la programación del riego y la fertilización del olivar usando aguas regeneradas. Este modelo considera información agroclimática, tanto histórica como futura, características del suelo, características del sistema de riego, dotación, estado nutritivo del árbol, etapas más susceptibles del desarrollo del cultivo, tarifa eléctrica y calidad del agua aplicada. Se simularon diferentes escenarios, evidenciando la necesidad de una gestión más sostenible cuando se fertirriega el olivar con aguas regeneradas ya que los agricultores tienden a sobrefertilizar.
En el capítulo 4 se integra el modelo desarrollado en el capítulo 3 en una aplicación móvil para dispositivos Android. Esta app tiene como objetivo proporcionar a técnicos y agricultores una herramienta fácil de usar que facilite la gestión del fertirriego del olivar cuando se utilizan aguas regeneradas. Esta aplicación se utilizó en una finca comercial, mostrando que gracias a los nutrientes que aporta el agua regenerada, no era necesaria la aplicación de fertilizante adicional, ahorrando el 100% del fertilizante que aplica el agricultor. Esto proporciona beneficios no solo para el agricultor, el cual puede reducir sus costes totales, sino también para la sociedad, ya que evita el uso intensivo e innecesario de fertilizantes y la contaminación que lleva asociada.
En el capítulo 5, se lleva a cabo un estudio temporal y espacial de la calidad del agua regenerada en una red de distribución de riego. Este estudio demostró que tanto la concentración de nitrógeno total como la forma en la que llega a la finca cambia con el tiempo y a lo largo de la red de riego. Estacionalmente, el contenido total de nitrógeno se redujo en los meses de verano. Espacialmente, se produjo una clara nitrificación desde la salida del agua en la estación de bombeo hasta las distintas parcelas. Estas variaciones demuestran la importancia de un continuo control de la calidad del agua para poder ajustar el programa de fertilización al contenido de nitrógeno en el agua.
Por último, el capítulo 6 recoge las principales conclusiones obtenidas de esta tesis, así como las líneas futuras de investigación 3.Conclusión - La utilización de aguas regeneradas constituye una buena alternativa para el fertirriego del olivar en Andalucía, permitiendo mitigar los desequilibrios entre la disponibilidad de los recursos hídricos y la demanda. El fertirriego con aguas regeneradas también permite el fomento de la economía circular, ya que reutiliza tanto el agua como los nutrientes para su aplicación al cultivo.
- El uso óptimo de las aguas regeneradas para riego requiere de análisis periódicos de la calidad del agua, contenido de nutrientes en el suelo y estado nutricional del árbol.
- La complejidad en la gestión de las aguas regeneradas para el riego hace necesario el desarrollo de herramientas de fácil utilización para los regantes, quienes normalmente no consideran el estado nutricional de los árboles ni los nutrientes del agua regenerada, permitiendo así optimizar la aplicación tanto de agua como de fertilizante.
- Gracias a los nutrientes que aportan las aguas regeneradas, es posible alcanzar en algunos casos un ahorro de hasta el 100% del fertilizante adicional aplicado en el olivar andaluz, cubriendo completamente sus necesidades nutritivas.
- El contenido total de nitrógeno presente en el agua regenerada, así como la forma en la que llega a las fincas de riego, cambian tanto espacial como estacionalmente. Esta variabilidad evidencia la importancia de un control continuo de la calidad del agua regenerada para adaptar el plan de fertilización.
- En el caso de estudio se ha comprobado que existe una importante nitrificación en el transporte del agua desde la estación de bombeo hasta los hidrantes, lo cual influye en la forma en la que se recibe el nitrógeno en cada parcela.
- Los cambios temporales del contenido de nitrógeno total que llega a cada parcela están estrechamente vinculados al contenido de clorofila-a y, por tanto, al contenido de biomasa algal en la balsa de almacenamiento del agua.
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