Uso apropiado de los recursos hídricos para el riego

SIXTH FRAMEWORK PROGRAMMEINCO-2004-A.2.3

Managing arid and semi-arid ecosystems

Estado del arte: Aspectos técnicos

Ignacio Lorite Torres (IFAPA, Junta de Andalucía, España)

El regadío es esencial para lograr la sostenibilidad de la agricultura en el tiempo, especialmente en climas áridos y semiáridos

Sin embargo el riego también puede presentar efectos negativos: salinización, ascenso de la capa freática o erosión

La competencia por el recurso creciente por otros sectores obliga a una mejora de la gestión de los recursos hídricos

Es preciso identificar las técnicas que permitan mejorar la eficiencia de los sistemas de riego

Introducción

Diseño de sistemas de riego Gestión del riego

Uso eficiente del agua disponible

Introducción

IntroducciónDiseño de

sistemas de riegoEl diseño del sistema de riego considera multitud de variables y restricciones

Maximizar beneficios y minimizar costes

Sistemas de riego bien diseñados y correctamente usados tendrán la mayor eficiencia

Máximas producciones y calidadesHolzapfel et al (2000)

Importancia del diseño de los sistemas a nivel de parcela: Sostenibilidad de la agricultura

Hsiao et al (2007)

La eficiencia en la aplicación de cada método de riego dependerá de:

Comparación de métodos de riego

La elección del método de riego dependerá de:

Disponibilidad de aguaClimaSueloCultivoCircunstancias económicas y sociales Limitaciones del sistema de distribución

Playán y Mateos (2006)

DiseñoManejo Operación

Holzapfel et al. (2008)

Diseño de sistemas de riego

AspersiónGoteo

subterráneo Surcos

Difícil control del riego. Riego excesivo

Alta evaporación

Goteo Surcos

Al Jamal et al. (2001)

Ibragimov et al. (1999)Maisiri et al (2005)

Comparación de métodos de riegoDiseño de

sistemas de riegoEficiencia en el uso del agua de riego en New Mexico con cebolla:

Ahorro de agua:

18 – 42 %65 %

Goteo superficie

Goteo subterráneo

Difícil mantenimiento. Alto coste

Yazar et al (2002)LEPA Goteo

Goteo Aspersión Tognetti et al (2003)

Hanson y May (2004)

Comparación de métodos de riegoDiseño de

sistemas de riegoIncremento de cosecha vs. Agua aplicada

Riego de algodón en Turquía:

Componente esencial para mejorar la aplicación del riego, la eficiencia y el beneficio

Para lograr un diseño adecuado se precisa un alto conocimiento del riego: Hidráulica, infiltración y uniformidad

Pereira (1999)Decisión compleja

La forma de distribución del riego afecta de manera decisiva al diseño de los sistemas: Ventajas del riego a la demanda

Ramalan y Hill (2000)

Sistemas de información geográfica y teledetección: Distribución óptima de los recursos hídricos

Diseño de los sistemas de riegoDiseño de

sistemas de riego

Hazrat Ali et al (2003)

Nuevas tecnologías

Calendarios de riego en tiempo real

Ahorro del agua en un 20%

Quiñones et al (1999)

Diseño de sistemas de riegoDiseño de los sistemas de riego

Un mal diseño y manejo afecta de forma muy negativa al medio ambiente (uso intensivo de agua, fertilizantes y otros productos químicos)

Wichelns y Oster (2006)

Diseño de los sistemas de riegoDiseño de

sistemas de riego

Modelos de simulaciónEstructuras de control y derivación

Riego por superficie

Longitud de surcos

Caudal en cabeceraEficiencia de aplicación

Eldeiry (2004)

Holzapfel y Arumi (2006)

Avances en la gestión y diseño:

Para el riego por goteo:

Selección y distribución de los emisoresRodríguez-Sinobas (2007)

Diseño de los sistemas de riegoDiseño de

sistemas de riego

Avances en el diseño y gestión:Automatización

Holzapfel y Arumi (2006)FertirrigaciónPrecisión en la aplicación

Determinación del óptimo espaciamiento lateralBozkurt et al (2006)

Determinación del caudal por emisorKarlberg et al (2007)

Sistemas de riego presurizado

Conclusiones

En general, todos los métodos de riego pueden llegar a tener valores similares de eficiencia cuando están bien diseñados y manejados

Las diferencias se deben a diferencias en el diseño, manejo y mantenimiento de los sistemas de riego

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Irrigation efficiency

Cum

ulat

ive

freq

uenc

y CottonMaizeSugar beetGarlic

Eficiencia del riego

Frec

uenc

ia a

cum

ulad

a AlgodónMaízRemolachaAjo

Santos et al (2008)

Diseño de sistemas de riego

ConclusionesDiseño de

sistemas de riegoEl empleo de un diseño apropiado en los métodos de riego es esencial para reducir el lavado de fertilizantes o pesticidas por medio de la disminución de la percolación profunda

Asare et al (2001)

La realización de diseños eficientes de riego es un aspecto crucial para la competencia con otros sectores por los recursos hídricos disponibles

Gestión del agua de riegoCuándo regar

Cuánto regar

Gestión del riegoIntroducción

El principal objetivo de la gestión del riego debe ser manejar el sistema para obtener el máximo beneficio sin comprometer el medio ambiente

Calendarios de riego

Nuevas tecnologías y metodologías contribuyen a mejorar la gestión de los recursos hídricos

Mejora de la eficiencia de los sistemas de riego

Causas de una deficiente gestión del riego

Falta de información sobre avances en tecnologías y gestiónBajo / Nulo coste del aguaErrores en el diseño de los sistemas de riegoDeficiente mantenimiento de los sistemas de riegoEscaso control del volumen de agua aplicado por los agricultoresDesconocimiento de las necesidades reales de agua de los cultivosDeficiente programación de riegos (suelo, etc.)Desconocimiento de información agroclimática

Gestión del riego

Consecuencias de una deficiente gestión del riego

Impacto negativo sobre la calidad del agua y el suelo

Elevación de la capa freática: Salinizacióny reducción de rendimientos

Desertificación por acumulación de sales

Contaminación de las aguas subterráneas por nitratos y pesticidas

Encharcamiento

Reducción de cosechas por estrés hídrico

Gestión del riego

Alternativas para mejorar la gestión del riego

Implantación de servicios públicos de transferencia para agricultores

Utilización de cultivos tolerantes a sales

Empleo de técnicas de manejo de suelo para evitar la evaporación

Establecer un asesoramiento a nivel de parcela y zona regable

Instalación de sistemas de drenaje subsuperficial

Utilización de calendarios de riego adaptados al tipo de cultivo, suelo y condiciones climáticas

Gestión del riego

Sistemas de Información Geográfica

Se emplean para integrar y visualizar de forma espacialmente distribuida información de diferentes fuentes como teledetección o trabajo de campo. Calera et al (1999)

La visualización de la información facilita la participación activa de los usuarios en el proceso de toma de decisiones

Gestión del riego

Modelos + SIG para la programación de riegos Forbes et al (1999)

George et al (2004)

Volúmenes de riego aplicado

Lorite et al (2004)

Ray y Dadhwal (1999)

ARIS

Lorite et al (2004)

Análisis de distribución espacial de la gestión del riego a nivel de zona regable

Sistemas de Información GeográficaGestión

del riego

Herramienta de gran utilidad en Servicios de Asesoramiento al regante y CCRR

Teledetección o modelos

Identificación de parcelas donde es necesario regar / deficiencias en la gestión

ET (mm)0

100

200

300

400433

Imperial Valley

ET during January – March, 2003

Teledetección satelital

Los modelos de balance de energía (METRIC / SEBAL) permiten la determinación de la evapotranspiración real de los cultivos

Tasumi y Allen (2006)

Allen et al (2007)

Bastiaanssen et al (1998)

Gestión del riego

Determinación de índices de gestión del riego (ARIS, productividad del agua, etc.)

Estimación del volumen de agua aplicado en parcela

Determinación de uniformidad de riego en parcela

Estimación de cosecha

Identificación de situaciones de estrés a nivel de parcela / zona regable / cuenca

Gestión del riegoTeledetección satelital

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Real irrigation consumption (m3/ha)

Irrig

atio

n co

nsum

ptio

n es

timat

ed b

y M

ETR

IC (m

3 /ha)

CottonMaizeSugar beetGarlic

Cotton

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

FAO 56

AlgodónCoeficiente de cultivo

La integración de técnicas de teledetección con modelos de simulación permiten mejorar la gestión de los recursos hídricos

Santos et al (2008)

Er-Raki et al (2007)

Gestión del riegoTeledetección satelital

Calendarios de riego diarios y totalmente ajustados a las condiciones específicas de

cada parcela

LORMOD+

Teledetección con sensores aerotransportadosGestión

del riego

20 60

Buen estado Mal estado

Zarco et al (2008)

Modelos de simulación y DSSGestión

del riego

Cálculo de indicadores de gestión del riego

Optimización en el reparto de recursos

Evaluación de escenarios

Gestión y manejo de zonas regables

Estimación del desarrollo del cultivo y estimación de cosecha

Gestión del uso conjunto de aguas subterráneas y superficiales

Programación de riegosvan Aelst et al (1988)

Sinclair y Seligman (1996)

Prajamwong et al (1997)

Playán et al (2000)

Ortega et al. (2004)

Sarwar y Eggers (2006)

Lorite et al (2004a,b)

Otras técnicas para la determinación de necesidades de riego

Gestión del riego

Micrometeorología

Gavilán et al., 2006

Mediciones en planta y suelo

Lisimetría

Micrometeorología

Mediciones en planta y suelo

Lisimetría

Productividad del agua

Cosecha o valor Productividad del agua =

Agua Usada

Bajo escasez de agua, el objetivo cambia de buscar más producción a incrementar la productividad

Para incrementar la productividad del agua se debe incidir en lareducción del riego potenciando el déficit de agua en los cultivos

Maximizar la productividad del agua (PA) de riego

Gestión del riego

Zoelbl (2006)

El riego deficitario

Aplicación de agua por debajo de los requerimientos netos de riego (ET-LL), potenciando procesos fisiológicos de los cultivos para obtener una mayor eficiencia en el uso del agua

2

4

6

8

10

12

Frui

t Yie

l d (t

ha-1

)

400 500 600 700 800 900ETc (mm)

11

2

2

3

3

3

4

4

4 5

5

5

11

22

3

3

3

4

4

45

5

5

Eficiencia en el uso del agua

Cos

echa

(t h

a-1)

Moriana et al (2003)

Gestión del riego

El riego deficitario se ha demostrado como una herramienta útil para mejorar el manejo del riego a nivel de parcela en cultivos herbáceos y leñosos

El riego deficitario

Girona et al (2005)Romero et al (2004)Goldhamer et al (2006)Tognetti et al (2006)Payero et al (2006)

Gestión del riego

En olivar el recorte del riego durante todo el verano mejoró las relaciones agua - planta

Tognetti et al (2006)

Floración y llenado de fruto son los periodos críticos para el olivar

El riego deficitarioGestión

del riegoRiego aplicado Tratamiento Peso fruto Carga Cosecha

(mm) (gr/fruto) (nº/árbol) (kg/ha)

580 Apre 1,08a 9550bc 1754b580 Bpos 1,16b 7590a 1480a580 Csos 1,16b 9300bc 1827bc20 A 1 09 9910 1849b976 Control 1,3e 9400bc 2099d

Los resultados son menos significativos cuando el riego deficitario se alarga más de 3 - 4 años

Girona et al (2005)

En almendro se encontraron ahorros del 55% en el riego aplicado que únicamente redujeron la cosecha en un 13 %

Goldhamer et al (2006)

El riego deficitarioGestión

del riegoEn cítricos se han determinado ahorros de agua entre el 12 y el 18 % al aplicar técnicas de riego deficitario Velez et al (1997)

En maíz la producción es lineal con el riego: No es una buena estrategia para incrementar la productividad del agua

Payero et al (2006)

Tanto en remolacha como algodón recortes de riego al final del ciclo proporcionaron los mejores resultados

Fabeiro et al (2003)

ConclusionesGestión

del riegoEl riego en Latinoamérica tiene un gran potencial para incrementar el suministro de alimentos, mejorar el nivel de vida de la población y promover la exportación de bienes

La expansión del riego tiene que considerar las restricciones ambientales para no contribuir a la degradación de aguas y suelos

En la actualidad se disponen de múltiples herramientas para conseguir sistemas de riego sostenibles en el tiempo

ConclusionesGestión

del riego

El empleo de herramientas que mejoren la gestión y diseño de los sistemas de riego contribuirán a la sostenibilidad de la agricultura de regadío en Latinoamérica

En paralelo al desarrollo de nuevas tecnologías la transferencia de éstas a agricultores y técnicos tiene que ser una labor fundamental

De la comparación entre el estado actual de la tecnología y la situación real del riego en Latinoamerica se podrán determinar las líneas de actuación en el futuro

Uso apropiado de los recursos hídricos para el riego

SIXTH FRAMEWORK PROGRAMMEINCO-2004-A.2.3

Managing arid and semi-arid ecosystems

Estado del arte: Aspectos técnicos

Ignacio Lorite Torres (IFAPA, Junta de Andalucía, España)

Muchas gracias por su atención