Ajuste, Validación y Aplicación del Modelo EU-Rotate_N en una zona Vulnerable a la Contaminación por Nitratos. Optimización de la Fertilización Nitrogenada

Autor: Olasolo Viteri, Leticia; 

Tipo de documento: Tesis

Director/es: Pardo Iglesias, Alfonso; Vázquez García, Nuria ; 

Universidad: Universidad de La Rioja

Año: 2013 

Texto completo open access 

Resumen: En muchos casos la intensificación de la agricultura ha provocado un deterioro de los recursos naturales, siendo la contaminación por nitrato de las aguas superficiales y subterráneas uno de los procesos más comunes. La Directiva de Nitratos (91/676/CEE) es la norma europea que regula la protección de las aguas contra dicha contaminación, si bien la Directiva Marco del Agua y la Directiva de Aguas Subterráneas la complementan y apoyan. En La Rioja existen tres zonas declaradas como vulnerables a la contaminación de las aguas por nitratos de origen agrario y la de mayor superficie es la del Aluvial del Oja con 9.428 hectáreas. En esta Zona Vulnerable (ZV) la principal actividad económica es la agricultura, siendo los cultivos mayoritarios los cereales junto a la patata, la remolacha, el guisante y la judía verde. Ante la necesidad de estudiar y mejorar las prácticas agrarias en la ZV del Aluvial del Oja se plantea este trabajo de investigación. La contaminación de las aguas por nitrato es debida fundamentalmente a unas prácticas agrarias inadecuadas relacionadas con el manejo y uso ineficiente del nitrógeno aplicado como fertilizante. El empleo de modelos de simulación en la evaluación de los impactos ambientales derivados del manejo de los cultivos se ha convertido en una práctica habitual. EU-Rotate_N es un modelo europeo que ha sido desarrollado específicamente para cultivos hortícolas desde el punto de vista de la optimización de la fertilización nitrogenada. Los objetivos generales de esta Tesis Doctoral se han centrado en la adaptación y validación del modelo EU-Rotate_N en los cultivos de patata, guisante y judía verde y en su aplicación al cultivo de patata para mejorar la fertilización nitrogenada y para evaluar diferentes prácticas de abonado en este cultivo. Mediante tres ensayos con cultivo de judía verde se ha descrito una curva de nitrógeno crítico para este cultivo, necesaria en el ajuste de los coeficientes del modelo EU-Rotate_N que simulan el contenido de nitrógeno en el cultivo. La curva desarrollada para judía verde indica una menor exigencia nutricional de nitrógeno en este cultivo respecto a otras plantas C3. La concentración de nitrógeno crítico permite establecer índices de nutrición nitrogenada para conocer el estado del cultivo en un momento dado y distinguir situaciones con exceso y déficit de nitrógeno. Tras el ajuste de los parámetros del modelo EU-Rotate_N que intervienen en la simulación del contenido de nitrógeno en la planta para los cultivos de guisante y judía verde, se ha realizado una evaluación del modelo para estos cultivos dentro de la ZV. Para ello, se han empleado los datos del seguimiento realizado en siete parcelas de agricultores con la rotación de los cultivos de guisante verde y judía verde. De igual forma, se ha realizado la evaluación del modelo en el cultivo de patata dentro de la ZV con el seguimiento de otras siete parcelas de agricultores, sin necesidad de adaptar previamente los parámetros del modelo. En el conjunto de la evaluación, el modelo ha resultado ser válido para simular los cultivos estudiados bajo nuestras condiciones. Así, EU-Rotate_N puede emplearse en la Zona Vulnerable para el estudio y manejo del nitrógeno en estos cultivos. Si bien, se podrían mejorar algunas predicciones del modelo ajustando otros parámetros, como pueden ser los coeficientes que regulan la transformación de la materia seca a producción comercial, o los que intervienen en la mineralización de la materia orgánica del suelo, para lo que serían necesarios trabajos específicos que permitan estudiar con detalle las relaciones a ajustar. Finalmente, se ha aplicado el modelo EU-Rotate_N en cuatro ensayos realizados dentro de la ZV en cultivo de patata con el objetivo de optimizar la fertilización nitrogenada. Se ha logrado una reducción en torno al 50% del nitrógeno aplicado como fertilizante respecto a las prácticas habituales de la zona, alcanzándose un uso más eficiente del nitrógeno y sin verse afectada la producción comercial. En algunos ensayos se han obtenido valores de hasta 155 kgN ha-1 de nitrógeno residual en el suelo susceptible de ser lavado con las lluvias de otoño, entrañando un riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. Se han simulado con EU-Rotate_N los diferentes niveles de fertilización ensayados en campo, detectándose que la pérdida de nitrógeno por volatilización simulada, comprendida entre el 66 y el 24% del nitrógeno aplicado como fertilizante, es el proceso que afecta en mayor medida al uso ineficiente del nitrógeno en este cultivo. La lixiviación simulada por debajo de 60 cm ha sido significativa sólo en el ensayo 1 con una pérdida de nitrógeno entre el 18 y el 20% del aplicado como fertilizante. El modelo EU-Rotate_N ha demostrado su utilidad para evaluar tanto los impactos ambientales como los económicos de diferentes prácticas de manejo del abonado en el cultivo de patata, simulando las posibles pérdidas de nitrógeno durante el cultivo y el rendimiento económico del mismo. La información generada podrá ser utilizada en próximas revisiones del Programa Actuación de la Zona Vulnerable. Se ha visto la conveniencia de incluir en dicho programa métodos de cálculo de la mineralización más adecuados a las condiciones de suelo y cultivo. El modelo EU-Rotate_N en combinación con sistemas de información geográfica permitirá establecer y analizar estrategias para el manejo del cultivo y el control del lavado de nitratos en la Zona Vulnerable. Por otro lado, EU-Rotate_N podría ser implementado en servicios de asesoramiento al agricultor, pudiéndose desarrollar un sistema de recomendación de abonado nitrogenado ajustado a las necesidades concretas de cada parcela partiendo de información fácilmente disponible. La opción del modelo de programación automática del riego se ha mostrado, a priori, útil en nuestras condiciones, pudiendo también ser testada como sistema de asesoramiento en un futuro.