Napas y Agricultura en la region pampeana: oportunidades, riesgos y claves para su manejo- Marcelo...
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Marcelo NosettoGrupo de Estudios Ambientales – IMASL, CONICET & Universidad Nacional de San Luis
http://gea.unsl.edu.ar
napas y agricultura en la región pampeana:
oportunidadesriesgos y claves para su manejo
napa (y agua en general): * recurso y problema* conexión -lote/paisaje/región-* desafío que no respeta disciplinas
napa freática: “techo de la zona saturadadel perfil de suelo/sedimento”
indiferente problema oportunidad
19
73
19
75
19
77
19
79
19
81
19
83
19
85
19
87
19
89
19
91
19
93
19
95
19
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19
99
20
01
20
03
20
05
20
07
0
1
2
3
4
5
6
7
?
nivel freático 35 años (anguil)
napa
napaNW de Bs As SE de Australia NE de Mendoza
(-) (-) (+)
Napa en llanuras
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Manejo
Visión regional
Napa en llanuras
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Manejo
Visión regional
Pendiente < 0.05 % - basado en DEM de 1km2 de resolución
Llanura Chaco-Pampeana: Una de las regiónes más planas del mundo
napa
drenajedescarga(evaporitva)
llanura
napa
evapotranspiración precipitación
escurrimiento
descarga(líquida)
drenaje
deposición
lixiviación
evacuación
met.
paisaje disectado
acumulación
napa en llanuras muy planas
napa freática: dependiente del balance hídrico local (escaso intercambio con otras regiones)
(-)anegamiento temporario, vehículo de sales
(+)“segunda oportunidad” de usar precipitación no aprovechada
en el tiempo: diferir agua de año húmedo a secoen el espacio: redistribuir agua (e.g. médano a bajo)
SINERGIA: aprovechar oportunidad (+)
puede minimizar riesgo (-)
Napa en llanuras
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Manejo
Visión regional
Zona no saturada
Zona saturada
raíces)ascensocapilar Flujo
= gradiente de potencial x conductividad
barbechocultivo
0
1
0 1 2 3 4 5 6
POTENCIAL
Aporte capilar
Profundidad de napa (m)
Banda IBanda IIBanda IIIBanda IV
Prof de raices
Anegamiento
pro
du
ctiv
idad
productividad vs. profundidad de napa
año seco
año húmedo
capilarid
ad
> 152 143 125 107 89 71 53 35 17< 8
“El Consuelo” – V. Mackenna (Córdoba) LIAG S.A.
MONITOREO & MAPEO DE RENDIMIENTO MONITOREO & MAPEO DE NIVEL
1 km
18 freatímetros
Lote 5 Maiz 2005-2006 (qq/Ha)
020406080
100120140
0 1 2 3 4 5 6 7
profundidad (m)
Re
nd
imie
nto
(q
q/H
a)
0 1 2 3 4 5 60
40
80
120
160G
rain
yie
ld (
qq h
a-1
)
0 1 2 3 4 5 6 7
40
80
120
160
0 1 2 3 4 5 60
10
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30
40
50
60
Gra
in y
ield
ha
-1)
0 1 2 3 4 5
10
20
30
40
0 1 2 3 4 5 60
10
20
30
40
50
60
Groundwater depth (m)
Gra
in y
ield
ha
-1)
0 1 2 3 4 5
20
40
60
80
Groundwater depth (m)
Maize 2006-2007
r2 = 0.48
Maize2007-2008
r2 = 0.75
Soybean2006-2007
r2 = 0.20
Soybean2007-2008
r2 = 0.41
Wheat 2006 Wheat 2007
r2 = 0.39r2 = 0.50
Banda óptimade profundidad
Maiz: 140-245 cm
Soja: 120-220 cm
Trigo: 70-165 cm
Maíz Maíz
SojaSoja
TrigoTrigo
Re
nd
imie
nto
Re
nd
imie
nto
Re
nd
imie
nto
Profundidad freática Profundidad freática
seca
seca
seca
húmeda
húmeda
húmeda
3,7 x
1,8 x
3 x1,3 x
1,3 x
1,6 x
Maiz, campaña 2007/08, “El Consuelo” (Vicuña Mackenna)
Banda IINapa = 2.8
Banda III (óptimo)Napa = 1.7
Banda IV (anegamiento)Napa = 0.8
Espigas por planta: 1.1 b 1.5 a 1.1 b
Granos por hilera: 37.6 a 33.7 b 34.3 b
293.9 a 286.3 a 205.9 bPeso 1000 granos (gr):
Rto. (Tn/ha): 10.5 b 12.7 a 6.6 c
Mercau y otros, en preparación
0
3000
6000
9000
12000
Ren
dim
ien
to (
kg/h
a)
Aporte napa según modelos de cultivo
Magdala, La Biznaga S.A. (Pehuajo)
LAP
AP
APRHRH
Observado
Simulado
con Napa
Maiz 2008-2009
0
3000
6000
9000
12000
0 3000 6000 9000 12000
Rend OBSERVADO (kg/ha)
Ren
d S
IMU
LA
DO
(k
g/ha
)
Sin Napa
Con Napa
todos 2008-2009
determinantes del aporte de napa
1. profundidad
2. textura
3. salinidad
4. barreras físicas
de napa (-) de raíces (+) …ojo, se invierte con anegamiento
areno-franca, máximo ascenso capilar
Franco, franco-limoso + impacto de almacenamiento saturado
salinidad de napa (-)tolerancia cultivo (+)
thaptos y toscas“sandwich de humedad”
5 dS/m soja, sorgo3.7 dS/m maiz
7 dS/m trigo9.5 dS/m cebada
merma 10%
Suelo Saturación%
CC %
PMP %
Sat – PMP%
Sat - PMP (mm/m)
Arenoso 36 13 6 30% 300 mm
Franco arenoso
42 22 10 32% 320 mm
Franco 47 31 15 32% 320 mm
Franco limoso
48 32 13 35% 350 mm
Franco arcilloso
51 40 22 29 % 290 mm
Arcilloso 59 53 39 20% 200 mm
0
1
0 1 2 3 4 5 6Profundidad de napa (m)
Banda IBanda IIBanda IIIBanda IV
pro
du
cti
vid
ad
Nicho 1 (tolerancia anegamiento)
“expansion de nichos de napa”
Nicho 2 (raices profundas)
Nicho 3 (tolerancia salinidad)
Ensayo maíces “Don Mario”2008-2009, América (BA)
Foto tomada a fin de FEBREROde 2009 tras dos lluvias grandes
Nivel freático a 3.6 m
ascenso capilar
maiz no “stay green”
maiz “stay green”
0
5
10
15
20
25
1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)
Sal
inid
ad d
e N
apa
(dS
/m)
Situación de napas en Villegas (17 Ago 2007)
18 freatimetrosINTA – Villegas Zaniboni
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 2 4 6 8 10 12
granos forrajeras perennes forrajeras anuales
salinidad 10% de merma (dS/m en pasta)
toel
era
ncia
a
ench
arca
mie
nto
(0-
2)
soja, sorgo
cebada
colza
girasol, alfalfa, trebol
maiz
gramon
festuca
agropirotritic
ale
trigo
, ray
gras
s
vicia, avena, centeno
0
5
10
15
20
25
1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)
Sal
inid
ad d
e N
apa
(dS
/m)
optimo
marginal
optimoanegam. inaccesible
profundidad
Sal
inid
ad 75% del potencial
0% del potencial
aporte de napa en maizoptimo 4 casos (22%)marginal 10 casos (50%)
Limites al consumo: nivel y salinidad (villegas 7/2007)
0
5
10
15
20
25
1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)
Sal
inid
ad d
e N
apa
(dS
/m) aporte de napa en trigo
optimo 3 casos marginal 9 casos
0
5
10
15
20
25
1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)
Sal
inid
ad d
e N
apa
(dS
/m)
aporte de napa en cebadaoptimo 4 casos marginal 10 casos
nivel de napa vs. Información satelitalMapa de profundidad freática
< 0 m
> 6 m
NDVI
0
1
Temperatura Superficial (ºC)20 ºC
33 ºC
Imagen Landsat 7 (Feb-2006)
0 1 2 3 4 5
Profundidad freática (m)
0.63
0.66
0.69
0.72
0.75
0.78
ND
VI
0 1 2 3 4 5
Profundidad freática (m)
26.2
26.4
26.6
26.8
27.0
27.2
Tem
pera
tura
sup
erfic
ial (
ºC)
Napa en llanuras
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Manejo
Visión regional
Magdala, La Biznaga - Pehuajo
1.2 m
500 m
150
170
190
210
230
250
270
290
310
01-s
ep
01- o
ct
01-n
ov
01-d
ic
01- e
ne
01- f
eb
01-m
ar
01-a
br
01-m
ay
0
20
40
60
80
0
20
40
60
80
0
20
40
60
80
prof
undi
dad
(cm
)
Pre
cipi
taci
ón (
mm
)
MAIZ 2008-2009
148 mm= 58% consumo RECARGA 59 mm
222 mm= 100% consumo DESCARGA 328 mm
SOJA 1 TRIGO/SOJA 2-150
-100
-50
50
0
desn
ivel
(cm
)
MAIZ Mercau y otros , en preparación
pre siembra (11-11-06)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Prof napa (m)
sa
lin
ida
d (
dS
/m)
efecto sobre salinidad
El Consuelo, LIAG – V. Mackenna
2.5 m
150 m
RECARGA
DESCARGAbajo → loma
loma → bajo
post cosecha (29-09-07)
madurez (16-04-07)post cosecha (29-09-07)
pre siembra (11-11-06)
SOJA
madurez (16-04-07)
MAIZ
Napa en llanuras
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Manejo
Visión regional
napa ¿y entonces qué?
Aportesegunda oportunidad de usar excesos / blindaje hídrico AnegamientoAnoxia, problemas nutricionales, enfermedades, labores dificultadas
SINERGIA: Aprovechamiento de aportes - Control de anegamiento
Definición de ambientes dinámica (topografía, barreras edáficas, salinidad, nivel)
Diseño de rotaciones ( doble cultivo, coberturas, Maiz sept vs. Maiz dic) ( cultivos de consumo, pasturas)
Estructura y nutrición del cultivo
Secuencia de lotes a sembrar
Alquileres
acotando incertidumbres
Serie “La Paz” Daireaux, 1987-2009
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
may
-87
may
-88
may
-89
may
-90
may
-91
may
-92
may
-93
may
-94
may
-95
may
-96
may
-97
may
-98
may
-99
may
-00
may
-01
may
-02
may
-03
may
-04
may
-05
may
-06
may
-07
may
-08
may
-09
nive
l fre
átic
o (m
)
napa
INERCIA nivel absoluto vs. nivel un mes atrás (r2 .85)
nivel tres meses atrás (r2 .50)ppt anual previa (r2 .30)ppt anual previa, lag 4 meses (r2 0.33)
desn
ivel
(m
)
media
percentil 90
percentil 10
mayo
octubre
diciembre
febrero
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
mayo
ESTACIONALIDADdesnivel mensual vs. mes del año (r2 .33)
ppt mes actual (r2 .28)ppt mes previo
(r2 .12)
400
600
800
1000
1200
1400
1600
12 meses
prec
ipita
ción
(m
m/a
ño)precipitación
Nivel esperado y sus cambios
Condiciones climaticas previas (largo plazo) Condiciones climaticas previas (recientes) TopografíaCultivo(s) antecesor(es) y estimación de sus efectosAtención a salinidad y barreras físicas
Impacto esperado sobre el cultivo
Patrón de respuesta (función nivel-rendimiento)Condiciones climáticas de la campaña (analisis probabilístico/modelos)
Acciones en función de napa
“Valoración” de lotes de acuerdo a napaOptimizar secuencia de siembra Aprovechar lotes con niveles óptimosMantener consumo en lotes con niveles demasiado elevados
Evaluar beneficios de agricultura de precisión y aplicarla en forma optima y flexible
Bajar riesgo de anegamiento con manejo (estrategia local de corto plazo, estrategia regional de largo plazo)
distribución espacial
(control 1 – clima)control 2 – topografíacontrol 3 – antecesores
freatimetros permanentes (c/30-60 días)reglas de extrapolaciónpozos de chequeo
otros controles o filtros (bajos!)salinidad, barreras físicas
ambientes “picado fino” ambientes “picado grueso”
manejo diferenciado intralotealtimetría, mapas de rendimiento, geofísica (e.g. veris)
manejo diferenciado entre lotescaracterización y mapeo de ambientes
Nivel relativoNivel absoluto (con altimetría)SalinidadRendimiento
Qué medir? (comprender, monitorear, manejar)
Dónde medir?
Cubrir ambientes/toposecuencias, fases de la rotaciónEjemplo: 3 posiciones topograficas x 3 fases de la rotación x 2 repeticiones = 18 freatimetrosAmbientes de tosca, arena, thaptos, etc…
Nivel (c/15-30 dias en verano, c 30-60 dias en invierno)Salinidad (antes de la siembra, al final del ciclo)Rendimiento en la vecindad del freatímetro (o mapeo)Buenas referencias fijas!Excelente altimetria de bocasProtección (1.5 x 1.5 m)
Cómo y cuando medir?
Zona saturada
Zona no saturada
nivel freático
0.5 - 1 m
Clausura(1.5 m)
tapa
aporque
Profundidad(nivel relativo)
Elevación(nivel absoluto)
A B
050
100150200250300350400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Salinidad Napa (dS/m)
Ap
ort
e p
ote
nc
ial
de
S
(Kg
/Ha/
100
mm
)
25 Kg S / Ha
NAPAS y NUTRIENTES
Datos de Villegas (17 Ago 2007)
Nutrientes absorbidos en planta para maiz para 10 Tn
S S-SO4 0.33 2.3 Kg S / Ton de grano 23 kg
N N-NO3 0.23 20 kg N / Ton. de grano 200 kg
K 20 Kg K / Ton. de grano 200 kg
P 4 Kg P / Ton. de grano 40 kg
1 ppm en napa implica 1 kg/ha consumiendo 100 mm de napa
Hib Alto Pot1-15Sep 75000-N170
Lleno
si
no2.8m
no
si
Hib Alto Pot1-15Sep 65000-N150
<3.2mno
si
<1.2mno
si
Hib estable<5/10 65000N130
Soja
<1.8mno
si
Hib.Alto Pot 1-15/9 75000N120 + 50
Rec 5/10
si
no
Hib est25/11-5/1260000-N130
Decisiones & Napa (La Biznaga SA)
Lomas buena aptitud, Pehuajó (BA)
Hib estable1-15Sep 75000-N170
Lleno
si
no3m
no
si
Hib estable1-15Sep 65000-N150
4mno
si
<1.5mno
si
Tr/Soja
Hib estableHasta 5/1060000-N130
Decisiones desde el 1 de mayo
Decisiones desde el 1 de septiembre
Mercau – Jobbágy – La Biznaga S.A
http://napas.iyda.net
Napa en llanuras
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Manejo
Visión regional
Precipitación Octubre-Marzo Norte (s/napa) Sur (c/napa)
2000-2001 (húmedo) 867 mm 732 mm2003-2004 (seco) 419 mm 416 mm .
Rendimiento medio SOJA
00.51.01.52.02.53.03.5
03-0
4
00-0
1
03-0
4
00-0
1
Colon, CalamuchitaS MaríaR 1ºR 2º
RocaSan MartinJ CelmanSaenz Peña
(T
n/H
a)
“Fenómeno” napa a nivel región, Córdoba N vs. S
19951997
19992001
200320050
10
20
30
-4.0
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
(%)
nivel freático
(m)
area inundada
ciclos de sequía/inundación
Aragón y otros, Ecohydrology
VEG-NAP: modelo acoplado, numérico, 1-D, paso diario - versión exploratoria
Escenario Alfalfa
EscenarioTrigo – Soja 2ª - Maiz - Soja 1ª
¿muy arriba?hago un
raigras !!
soja o nada
rajemos !!Productor 1 Productor 2
nivel freático ↔ estrategias agrícolas
napa a un metro...
Contreras-Jobbágy-Nosetto-Calderón (ASAE 2008)
0
200
400
600
800
1000
0
200
400
600
800
1000
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96
agricultura (40% de las campañas)
tra
nsp
iraci
on
(m
m/y
r)
productor 1
productor 2
agricultura (28% de las campañas)
DOS estrategias agrícolas en Pampa Arenosa
Productor 1: Maiz / Soja y raigras con napa < 1 mProductor 2: Maiz / Soja y abandono con napa < 1 m
Clima de los últimos 100 años (Río IV) +20% lluvia
MODELOtr
an
spira
cio
n
(mm
/yr)
43210-1
nivel freatico (m)
fre
cue
nci
a
productor 2
productor 1
Posición de napas (frecuencia)
Conclusiones
Aportes - almacenamiento y transferencia(estabilidad, predictibilidad)
Problemas - anegamiento (predecible y manejable, ojo! acciones regionales)
Responsabilidad hidrológica de la agricultura
Aún resta mucho por aprender …
* Nutrientes* Manejo de barreras físicas* Ciclos de salinidad y su manejo* Agronomía del paisaje* Comportamientos ante la napa* Pronóstico de largo plazo (uso vs. clima)
GraciasCONICET (Arg), UNSL (Arg), IAI (int), NSF (US), IDRC (Canada)LIAG y La Biznaga, AACREA, INTA
JobbagyMercauAragon
ViglizzoPortela/Andriulo
Sznaider
Venzano et al.
[email protected]://gea.unsl.edu.ar
GEA
INTA
GeoAgris
IyDA