Efecte sobre la qualitat de la vegetació de l'ús d'aigua

regenerada per al reg de zones verdes

*Carme Biel, *Mireia Llobet, *Jaume Casadesús, **Rafael Mujeriego, *Robert Savé

*Departament de Tecnologia Hortícola Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA)Centre de CabrilsCarretera de Cabrils s/n08348 Cabrils

**Enginyeria Ambiental

ETS de Enginyers de CaminsUniversitat Politècnica de CatalunyaJordi Girona, 1-3, Edifici D108034 Barcelona

Agraïments a l’ajuda rebuda de la Fundació Agrícola Catalana i Cespa

Introducció

L’ús d’aigua potable pel reg de zones verdes cada vegada serà més difícil degut a ser escassa i la competència amb altres usos.

L’ús d’aigua regenerada per al reg és una bona alternativa, però per a fer una bona gestió cal tenir en compte una sèrie de factors:

- Qualitat química i microbiològica de l’aigua

- Característiques físiques i químiques del sòl

- Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat

- Clima de la zona

- Mètode de reg i maneig de l’aigua

- Sistema de drenatge adequat

Qualitat química de l’aigua

• Conductivitat elèctrica i pH

• Concentració de cations: Ca2+, Mg2+, Na+, SAR

• Concentració d’anions: Cl-, SO42-, HCO3-, CO3

2-,

• Concentració de compostos tòxics i contaminants

• Sòlids en suspensió

• Terbolessa

Qualitat microbiològica

• Presència de bacteris, fongs i virus

Criteris de referència per avaluar les restriccions d’ús d’un aigua per agricultura

Restricciones de uso

Ninguna Ligera a moderada

Importantes

Riesgo de salinización (CEa dS.m-1 a 25ºC <0.7 0.7-3.0 >3.0

Riesgo de sodificación SARp CE (dS.m-1 a 25ºC)

0-3 >0.7 0.7-0.2 <0.2 3-6 >1.2 1.2-0.3 <0.3 6-12 >1.9 1.9-0.5 <0.5 12-20 >2.9 2.9-1.3 <1.3 20-40 >5.0 5.0-2.9 <2.9

Riesgo de toxicidad

<4 4-10 >10 Cl meq.L-1 Riego de superficie Riego por aspersión <3 >3 -- Boro mg.L-1 <0.7 0.7-3.0 >3.0 Bicarbonato meq.L-1 Riego por aspersión

<1.5 1.5-8.5 >8.5

Fuente Ayers y Wescott, 1985 extret del llibre Edafología de Porta et al. 2003.

Característiques físiques i químiques del sòl

• Textura i estructura

• Composició química

• Característiques hidrològiques:

conductivitat hidràulica,

velocitat d’infiltració,

• Morfologia del perfil

Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat

Resposta de diferents grups de plantes a la salinitat en el susbtrat

Sensibles Baixa tolerància a la sal

Halofitas facultativas

Halofitas

Increment de la salinitat en el substrat

Incr

eme n

t de

la p

r odu

cció

de

bi o

mas

s a

Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat

Mecanismes de tolerancia a la sal-

- Restringir l’entrada i el transport de sal per les arrels

- Eliminació de la sal per glàndules situades a les fulles

- Dilució de les sals per:

. Creixement ràpid

. Suculència de les fulles i tiges

- Acumulació de soluts orgànics compatibles +

Objectiu de l’assaig

L’assaig és una activitat demostrativa en el

que es pretén avaluar quin efecte té sobre la

vegetació el reg amb aigua regenerada.

Material i Mètodes

Espècies

Agrostis stolonifera

Festuca arundinacea var Cortez

Cynodon dactylon

Pennisetum clandestinum var Wittet

Metabolisme C3

Mesòfiles

Metabolisme C4

Termòfiles

Resistents a la salinitat

Data de sembra 1 d’abril de 2004

Tipus de sòl franc sorrenc de 50-60 cm de profunditat

Disseny experimental

Aigua regenerada Aigua de xarxa

Pen

Cyn

Fes

Agr

Pen

Cyn

Fes

Agr

Agr

Fes

Cyn

Pen

Agr

Fes

Cyn

Pen

AgrPen

FesCyn

CynFes

PenAgr

AgrPen

FesCyn

CynFes

PenAgr

16 m

5 metres

Disseny experimental

30 cm

30 cm

Vàlvula de sifó

Vàlvules de descarrega

Vàlvula de sifó

regenerada

xarxa

Material i Mètodes

Sistema de reg

Goters de 2 L/hora enterrats a 15 cm situats cada 30 cm

Filtres de sorra

Circuit tubs de reg tancat

Buidat del sistema mitjançant vàlvules de descarrega després de cada reg

Dosi d’aigua aplicada

ETP mitjana de 22 anys de l’estació de Cabrils

Aplicació diària des del 29 d’abril

ETP (mm)

Mes

1.302.032.843.103.012.582.03

Octub.Setem.AgostJuliolJunyMaigAbril

Material i Mètodes

Mesura estat hídric de les fulles

Contingut relatiu d’aigua = (Pes fresc –Pes sec)

(Pes saturació-Pes sec)

Mesura estat hídric del sòl amb electrotensiòmetres Watermark

Situats en la vertical del goteri entre dues línies de goter

7.5 cmgoters

15 cm

22.5 cm

30 cm

Tensió en el sòl en la parcel·la reg amb aigua de xarxa

0

5

10

15

20

25

30

17-may-

04

24-may-

04

31-may-

04

07-jun-04

14-jun-04

21-jun-04

28-jun-04

05-jul-04

12-jul-04

19-jul-04

26-jul-04

02-ago-04

09-ago-04

16-ago-04

23-ago-04

30-ago-04

06-sep-04

13-sep-04

20-sep-04

27-sep-04

04-oct-04

11-oct-04

18-oct-04

25-oct-04

01-nov-04

08-nov-04

15-nov-04

tens

ió, k

Pa

mig-7.5 mig-15 mig-22.5tub-7.5 tub-15 tub-22.5

Pluja de 15 mm el dia 26

entre el dia 29/8/04 i el 16/9/04 va ploure 65 mm

Pluja entre 13 i 15 juny de 26,6 mm pluja 20 mm

Proves per a decidir situació tensiòmetres

Metodologia per la pressa mostres de sòl

Festuca regenerada 22/09/2004

Festuca xarxa

Festucaregenerada

Paràmetres per a mesurar la qualitat de la vegetació

Qualitat visual

Utilitzada pel gestors de zones verdes. Es necessita experiència.

Producció de matèria seca

És costos en temps i mà d’obra.

Aporten informació color i estat fisiològic però el cost instrumental i en mà d’obra és alt.

Contingut enclorofil·les

Fluorescència no modulada

Aporta informació color i estat fisiològic

Preu instrumental elevat

Avantatge utilitza menys mà d’obra i es poden realitzar major nombre de mostres.

Espectroradiometria

Aporta informació color i cobertura Preu instrumental mitja-baixMateixa avantatge que l’anterior

Fotografia digital

Material i Mètodes

Mesures no destructives i ràpides basades en la REFLECTÀNCIA

Refl

ectà

ncia

%

Tran

smit

ànic

a%

absorbància

reflectància

transmitància

Longitud d’ona (nm)

visible IR proper Infraroig mitjà

incident

absorbida

reflexada

sensor

RNIRRNIRNDVI

+−

=

Longitud d’ona (nm)

Refl

ectà

ncia

0.0

0.2

0.4

400 500 600 700 800 900 1000

Espectroradiòmetre

NDVI = Índex de vegetació de referència normalitzada

NIR = infraroig properR = roig

Material i Mètodes

Fotografies amb càmera digital a 1.4 m d’alçada

Color

Cobertura

Presència malesherbes

Càlcul d’indicadors de l’estat de la vegetació,p.ex. “greenness”

Part verda + seca + sòl Part verda separadaColor promigColor més freqüentVariança del color

Útil per a -quantificar recobriment-quantificació d'estrès...

ÀreaColor promigColor més freqüentVariancia del color

Útil per a:-Caracterització de la varietat-variació estacional del color...

Valor promig i variançia:-en tota la imatge: indicatiu del recobriment-només en la part verda: indicatiu de la clorofil·la, etc.

Resultats

Aspecte de las parcel.les el 23/06/04

Aigua regenerada Aigua de xarxa

Resultats Qualitat aigua regenerada EDAR Mataró

Conductivitat elèctrica

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04

Dies

CE

(dS.

m-1

)

pH

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04

Dies

pH

Nitrogen amoniacal

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04

Dies

N-NH

4 (m

g N.

L-1)

Resultats CE i pH del sòl

00.10.20.3

0.40.50.60.7

Regenerada Xarxa Regenerada Xarxa

Tipus d'aigua

CE

(dS.

m-1

)

juliolsetembre

0-20 cm 20-40 cm

012345678

Regenerada Xarxa Regenerada Xarxa

Tipus d'aigua

pH

juliolsetembre

0-20 cm 20-40 cm

Conductivitat elèctrica

pH

Resultats Tensió de l’aigua en el sòl

Tensió d'aigua en el sòl

0

5

10

15

16-6-2004 16-7-2004 15-8-2004 14-9-2004 14-10-2004 13-11-2004

Tens

ió e

n el

sòl

(kPa

)

regeneradaxarxa

Resultats Evolució del RWC

RWC Agrostis

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04

RW

C (

Tant

per

1)

regeneradaxarxa

RWC Cynodon

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04

RW

C (

Tant

per

1)

regeneradaxarxa

RWC Festuca

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04

RW

C (

Tant

per

1)

regeneradaxarxa

RWC Pennisetum

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04

RW

C (

Tant

per

1)

regeneradaxarxa

Resultats Evolució NDVI

NDVI Agrostis

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04

ND

VI

regenerada

xarxa

NDVI Festuca

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04

ND

VI

regenerada

xarxa

NDVI Cynodon

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04

ND

VI

regenerada

xarxa

NDVI Pennisetum

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04

ND

VI

regenerada

xarxa

Resultats Qualitat gespes

Aigua de xarxa 10/08/2004

Festuca Agrostis Cynodon Pennisetum

Aigua regeneradaFestuca Agrostis Cynodon Pennisetum

Resultats Qualitat gespes

Aigua de xarxa 22/09/2004

Festuca Agrostis Cynodon Pennisetum

Fotografies setembre

Aigua regeneradaFestuca Agrostis Cynodon Pennisetum

Vista general 10/08/04

Aigua regenerada Aigua xarxa

Vista general 22/09/04

Aigua regenerada Aigua xarxa

Vista general 28/10/04

Aigua regenerada Aigua xarxa

Conclusions

. Durant els mesos de maig a agost la qualitat de les gespes regades amb aigua regenerada va ser la mateixa que les regades amb aigua de xarxa.

Possibles explicacions de la pèrdua de qualitat durant el mes de setembre

. Dissolució de sals acumulades al sòl al regar amb aigua de xarxa conjuntament amb les pluges intenses de les dues primeres setmanes de setembre.

. Presència d'algun ió específic que ha estat tòxic per a les plantes.. Canvis en les propietats hidràuliques del sòl.

. Anòxia

. Les tècniques de teledetecció i fotografia digital són eines que aporten informació sobre l’estat de la vegetació que poden ajudar a la presa de decisions.