Gestión sostenible del agua regenerada en el manejo del fertirriego de cultivos frutales de una comunidad de regantes

Publicado en Revista de Fruticultura nº69

RESUMEN

La Comunidad de Regantes (CR) Miraflores (Jumilla) está compuesta por casi 1.000 miembros con una superficie total con infraestructuras de riego de 1.515 ha. Los principales cultivos, según el porcentaje sobre la superficie de riego total (1.329 ha) son: peral (45%), melocotonero (32%), albaricoquero (12%), olivo (5%), ciruelo (3%), uva (2%) y almendro (1%) con unas necesidades hídricas totales de 7,76 hm³ / año. La concesión anual de agua subterránea por parte de la CHS es de 3,85 hm³. Además, la CR Miraflores tiene una concesión de agua regenerada de la EDAR de Jumilla de 1,5 hm³ al año. Con esta cantidad de agua, la dotación anual de agua por hectárea se ha incrementado de 2.900 a 4.000 m³por año. La CR Miraflores tienen un convenio de colaboración con el Departamento de Riego del CEBAS–CSIC para evaluar la calidad físico–química y microbiológica del agua regenerada procedente de la EDAR de Jumilla en sus instalaciones, así como para formar a sus comuneros sobre su reutilización agrícola. Por otro lado, gracias a un proyecto LIFE se evaluó la adopción de estrategias de riego deficitario controlado en los principales cultivos de esta CR.

Palabras clave: Calidad del agua, Riego deficitario controlado, Productividad del agua, RD 1620/2007, Fertilización, Calidad de fruto.

ABSTRACT

Sustainable use of reclaimed water in the management of fertigation of fruit trees in an irrigation community. Miraflores Irrigation Community (Jumilla, Murcia) is composed of nearly 1000 members with a total surface with irrigation infrastructures of 1515 ha. The main crops in the Miraflores IC, according to the percentage of the total irrigation surface (1329 ha) are: pear (45%), peach (32%), apricot (12%), olive (5%), plum (3%), grapes (2%) and almond (1%). This I.C. has a need for water resources of 7,76 hm³/year. The concession of underground water on behalf of CHS is 3,85 hm³/year. To meet the cultivation need of the Irrigation Community, a concession of water of 1,5 hm³/year by the Jumilla wastewater treatment plant was obtained in 2013. With this use of reclaimed water, the Miraflores I.C. increased from 2900 to 4000 m³/ha per year. The members of Miraflores I.C. signed a long–term project with the Irrigation Department of CEBAS–CSIC to evaluate physical–chemical and microbiological parameters of reclaimed water in the I.C. and to provide training courses to its members. In addition, thanks to a LIFE project, the performance of regulated deficit irrigation strategies in the main crops of this CR is being evaluated.

Key words: Water quality, Regulated deficit irrigation, Water productivity, RD 1620/2007, Fertilization, Fruit quality.

El suministro de agua en la agricultura representa casi el 80% de la demanda de agua en la Región de Murcia. En esta región, se tratan cerca de 110 hm³ de agua residual en las 95 estaciones de depuración de aguas residuales (EDAR) en servicio. Este volumen constituye el 13,5% de los recursos renovables en la Cuenca de Segura (761 hm³ anuales), incluido el volumen de agua utilizado en el regadío murciano (880 hm³/año).

El municipio de Jumilla se encuentra en el norte de la Región de Murcia y se caracteriza por la ausencia de cursos permanentes de agua debido a que se encuentra fuera de las áreas de acción de las principales obras de infraestructuras hidráulica de la Región de Murcia por sus cotas relativamente elevadas (trasvase Tajo–Segura y Mancomunidad de los Canales del Taibilla). Por lo tanto, la demanda de agua del municipio se abastece de recursos subterráneos que, en los últimos años, han disminuido debido al aumento demográfico y de la superficie agrícola, alcanzando en algunos casos indicios de sobreexplotación.

Para realizar el control de calidad de las diferentes aguas que dispone la CR Miraflores, así como formar a sus comuneros en su reutilización, el CEBAS–CSIC tiene un convenio de colaboración desde mediados de 2013, fecha en que la CR Miraflores obtuvo la concesión de reutilización del agua regenerada. Además, dentro de un Proyecto del programa Life+ (LIFE13 ENV/ES/000539), se han podido establecer parcelas demostrativas dentro del perímetro de riego de esta CR con los principales cultivos por % de superficie como peral, melocotonero y paraguayo.

En todas las parcelas experimentales se establecieron 3 tratamientos de riego: Tratamiento T1, Riego del Agricultor, tratamiento T2, Riego de precisión, en el que se satisfacen las necesidades hídricas del cultivo, ajustadas a partir de la información registrada por sensores de suelo y planta y T3, Riego Deficitario Controlado, en el que se riega por debajo de las necesidades hídricas del cultivo en los periodos fenológicos no críticos, en los que un déficit hídrico no afecta a la producción (Miras–Avalos et al., 2016) e incluso puede mejorar la calidad de fruto, como en melocotonero (Alcobendas et al., 2013).

Análisis físico–químico y microbiológico de las distintas aguas utilizadas

Gracias al convenio de colaboración CEBAS–CR Miraflores, se realiza periódicamente el análisis de la calidad físico–química y microbiológica del efluente de aguas regeneradas procedentes de la EDAR, tanto con los parámetros que exige el RD 1620/2007 en la calidad 2.1, más restrictiva (turbidez, sólidos en suspensión, E–Coli y nematodos intestinales), como de aquellos de interés para fines de manejo del fertirriego de los cultivos frutales de la CR. De esta manera, es posible extrapolar recomendaciones o correcciones en las aportaciones de nutrientes a las distintas parcelas que componen la CR Miraflores. A la salida de la EDAR (punto de control 1) se realizan medidas en continuo y se aplican consignas para asegurar que el agua regenerada cumple el marco normativo (RD 1620/2007) y, también, unos mínimos estándares de calidad.

A modo de ejemplo, se presentan los valores registrados durante 2017 de pH y conductividad eléctrica (CE) (Figura 1), E–coli, sólidos en suspensión (SS) y turbidez (Figura 2) a la salida del efluente de la EDAR y en el agua mezclada con la procedente de los diferentes pozos de la CR Miraflores.

Además, en el otro punto de control, en el que se mezclan las aguas de los diferentes pozos con el agua regenerada, se instalaron sondas de nutrientes que miden en continuo el contenido de los mismos (Foto 2).

Foto 2. Punto de control del agua mezcla para el seguimiento de los parámetros físico–químicos de las misma (primera), así como detalle del registro de los principales macronutrientes (segunda).

La Figura 3 muestra los principales macronutrientes (N–P–K) presentes en el agua regenerada y agua mezcla, respectivamente. Hay que destacar los altos niveles de potasio que contiene el agua regenerada (una media de 60 ppm), los cuales suponen casi un 100% de lo contemplado en un plan de fertilización estándar para los frutales presentes en la CR cuando se utiliza el agua ya mezclada. Además, hay que subrayar los altos niveles de fósforo del agua regenerada, que implicarían ahorros en el agua mezcla del 50% de este macronutriente en el frutal menos exigente y de hasta un 25% en el más exigente.

Todo este seguimiento y recogida de información se traslada semanalmente en el tablón de anuncios de la Comunidad de Regantes Miraflores y también por una plataforma WEB. El objetivo de este proceso masivo de difusión es el de que todos los comuneros reciban la información adecuada y adopten las medidas correctoras en el manejo óptimo del fertirriego, en función de la cantidad de nutrientes que incorpora el agua regenerada empleada en cada momento.

Parcelas demostrativas en la CR Miraflores (LIFE13 ENV/ES/000539)

Control del riego

Se instalaron electroválvulas para el control del riego de forma independiente en los tratamientos T2 y T3, y contadores con emisor de pulsos conectados a un datalogger (ADCON modelo A724) para el registro cada 15 min de todos los eventos de riego satisfechos, conectados vía radio a una unidad de comunicación RA440 y a un servidor por GPRS. De esta forma, la programación del riego en los distintos tratamientos se pudo establecer de forma remota.

Control del estado hídrico del suelo y la planta

Para el seguimiento del estado hídrico del suelo, se instalaron en todos los tratamientos tres sondas SM1 (ADCON Telemetry) con protocolo de comunicación SDI12. Cada sonda estaba provista de 6 sensores capacitivos cada 10 cm que permiten realizar el seguimiento del estado hídrico en el perfil de suelo desde 0 a 60 cm. El estado hídrico de la planta se evaluó con sensores LVDT, en los mismos tratamientos y repeticiones que para el control de la humedad de suelo.

La información de los sensores se registró cada 15 minutos con datalogger A723 (ADCON Telemetry) conectado vía radio con una estación central RA440 con comunicación GPRS.

Programación de riego deficitario controlado (RDC)

Las parcelas demostrativas fueron regadas siguiendo estrategias de RDC diferentes de acuerdo al cultivo ensayado. Así, las necesidades de riego (ETc) fueron calculadas semanalmente a partir de la evapotranspiración de referencia (ET₀) de Penman–Monteith (Allen et al., 1998), empleando los coeficientes de cultivo (Kc) proporcionados por la FAO (Doorenbos y Pruitt, 1986), promediados con los coeficientes de cultivo obtenidos por el equipo de investigación (Cuadros 1 y 2). Los datos de ET₀ y precipitación fueron tomados de la estación climática “Cañada del Judío”, perteneciente a la red de Estaciones Agroclimáticas del SIAM, próxima a las parcelas demostrativas. Durante la campaña de riego se realizaron correcciones de los volúmenes de riego, con las lecturas de los sensores de suelo y planta instalados en las parcelas de ensayo.

El registro continuo de los distintos sensores instalados en las parcelas de ensayo (Foto 3) de los distintos perfiles de humedad permitió ajustar semanalmente el riego estimado obtenido a partir de la programación clásica (ET_c = ET₀· Kc). El criterio para ajustar el riego fue el de evitar que el agua de riego alcanzase la profundidad de 60 cm, a partir de esta premisa se estimó la cantidad y frecuencia de riegos diarios.

Foto 3. Detalle de la evolución estacional del contenido de humedad cada 10 cm en el perfil de 0–60 cm de profundidad en la parcela de paraguayo, tanto para el tratamiento riego de precisión (T2, primera.) como de RDC (T3, segunda.).

El método más aceptado para la determinación del estado hídrico de los cultivos es la medida del potencial hídrico de hoja o de tallo con cámara de presión (Shackel et al., 1997), para los que se han propuesto protocolos de control del riego en vid y melocotonero (Girona et al., 2006; Nicolás et al., 2016). Durante todas las campañas de cultivo (años 2015, 2016 y 2017) se realizó el seguimiento del estado hídrico de todos los tratamientos de riego en cada especie a partir de medidas del potencial hídrico de tallo a mediodía (Foto 4).

Medidas de rendimiento y parámetros de calidad de la cosecha

Del mismo modo que para el estado hídrico, se evaluó la cantidad y calidad de la cosecha de todas las parcelas demostrativas para cada campaña de cultivo. Para ello, se seleccionaron de 9 a 12 árboles por tratamiento (Foto 5), en los que se controló la producción total por árbol. Así mismo, se tomaron muestras de fruto de cada uno de los tratamientos para su análisis en laboratorio del: i) peso y diámetro de fruto, ii) firmeza, iii) color, iv) ºBrix, y v) acidez (Foto 6).

Foto 5. Detalle de árboles marcados y control de la producción por árbol en paraguayo.

Foto 6. Control de la calidad de la cosecha, así como el instrumental para la realización de las medidas.

El Cuadro 3 recoge para el año 2017 los valores de agua aplicada, productividad del agua y rendimiento en las parcelas ensayadas.

Desde el punto de vista de la producción del cultivo y de la productividad del agua obtenida, hay que destacar que en melocotonero, la estrategia de RDC presentó el mayor rendimiento, con valores de productividad del agua cercanos a 10 kg/m³. A igual que en melocotonero, en el cultivo de paraguayo, la estrategia de RDC resultó ser también la idónea, y alcanzó la máxima productividad del agua, con un valor de 3 kg/m³. Sin embargo, en peral, los ahorros de agua del tratamiento de RDC no han sido significativos con respecto a la estrategia del comunero de la CR, dado que el período no crítico en esta variedad de peral es fundamentalmente en postcosecha (meses de agosto y septiembre), los cuales coinciden con la estrategia tradicional que llevan a cabo los agricultores de la zona. Respecto a los parámetros de calidad del fruto en 2017, hay que indicar que la aplicación de una estrategia de riego control en peral (que únicamente supone aplicar de media un 7% más de agua que bajo RDC) supone ciertas mejoras significativas en el tamaño del fruto (peso y diámetro), firmeza y ºBrix respecto al tratamiento de RDC (Cuadro 4). En paraguayo, la aplicación de RDC obtuvo el mayor tamaño del fruto, aunque significativamente este presentó una menor firmeza que el tratamiento control (Cuadro 4), pero supone aplicar un 22% más de agua de riego que el tratamiento de RDC.

Conclusiones

Las aguas regeneradas no suponen restricción de uso en los sistemas de filtrado en aplicación directa y cumplen los requisitos de la normativa para el riego de cultivos frutales de la CR Miraflores. Además, suponen un aporte de nutrientes muy significativo (sobre todo de potasio) y un riesgo moderado de provocar eutrofización una vez que las aguas sean embalsadas (por el alto contenido en fosfatos). No presentan niveles de metales pesados y un riesgo moderado de salinización, por lo que implican, en general, una exigencia mayor de formación por parte del agricultor.

Por todo lo presentado, debe realizarse un seguimiento de las aguas regeneradas en las instalaciones de la CR Miraflores, no solo para controlar la variable evolución de su calidad y para asegurar el cumplimiento del marco legislativo vigente, sino también para el éxito de la aplicación de una estrategia RDC y para que el agricultor pueda ajustar su plan de fertilización, optimizándolo de acuerdo a los datos que se están obteniendo en las parcelas demostrativas.

Agradecimientos

Este estudio ha sido desarrollado en el marco del convenio CEBAS–CSIC y CR Miraflores y también del proyecto europeo Irriman Life+ (LIFE13 ENV/ES/000539) financiado por la Unión Europea.

Bibliografía

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