EJE TEMATICO: PROCESOS BIOTICOS, URBANOS Y AGRARIOS
Francisco Javier García Martínez*; Caridad Ruiz Valero *; Chiara Pesciaroli**;
Jesús González-López**; Francisco Osorio Robles**; Valentín Contreras
Medrano***; Beatriz Fernández García***; Pedro María Herrero Alonso****
* Diputación de Granada. Calle Periodista Barrios Talavera.Granada.
jgarcia@dipgra.es; caridadruizvalero@dipgra.es;
** Universidad de Granada..Calle Dr. Severo Ochoa, s/n, 18001 Granada.
jgl@ugr.es; fosorio@ugr.es
*** Bonterra Ibérica. PI Juncaril, c/ Bubion nave 30, 18210 Peligros Granada.
valentincontreras@bonterraiberica.com;
Valentín Contreras Medrano, Telf.: +34 615934330.
b.fernandez@bonterraiberica.com
Beatriz Fernández García***: Telf.: +34 672717357.
**** Paisajes del Sur. c/ Bubion nave 30, 18210 Peligros Granada.
pedroherrero@paisajesdelsur.com
PRESENTACION
La acumulación de nitratos en las aguas superficiales es una de las causas de eutrofización (Carpenter et al. 1998), y constituye un problema ambiental y sanitario creciente en todo el mundo. Este problema es atribuido principalmente a las inadecuadas prácticas agrícolas y ganaderas, entre las que se encuentran la aplicación excesiva o inadecuada de fertilizantes nitrogenados orgánicos o minerales. La naturaleza difusa de este tipo de contaminación hace que sea un problema difícil de solucionar.
Una solución al problema es la introducción de sistemas de fibras vegetales (riparian buffers), que rompiendo las líneas de escorrentía del agua, actúan de filtro, reteniendo un alto porcentaje de nitratos y buena parte de los sólidos arrastrados, minimizando los procesos erosivos. Según Yuan et al. (2009), en los últimos años ha ido creciendo la importancia de los sistemas de barreras de vegetación como zona de amortiguación entre las áreas agrícolas y las masas de agua. En otras experiencias en las que se utilizaban biorrolllos se alcanzó la eliminación del 50% de los nutrientes del agua de escorrentía (Blanco-Canqui et al 2006).
OBJETIVOS DEL TRABAJO
El objetivo principal del proyecto ha sido desarrollar y demostrar un método sostenible para la reducción de los niveles de nitrógeno en el agua de escorrentía de tierras agrícolas en zonas de clima mediterráneo, evitando la contaminación por nitratos de las masas de agua superficial.
Las metas específicas definidas inicialmente son las siguientes:
– Reducir la contaminación de nutrientes en las aguas superficiales: 70% nitratos, 50% Ntotal, 50% DBO5, 70%
SS, 50% DQO, 30% Ptotal.
– Reducir el uso de fertilizantes por parte de los agricultores, un 10% el primer año y un 30% al final del proyecto.
– Conseguir reducir la erosión del suelo en un 80%.
– Obtener un incremento de la biomasa de unas 5 tm/año y ha, tratada.
– Conseguir la sensibilización de los agricultores de acuerdo a los principios de Custodia del territorio.
– Publicar materiales de comunicación y divulgación que permitan la transferencia del proyecto a otros territorios.
MARCO TEORICO
El proyecto EUTROMED aporta soluciones a este problema ambiental combinando actuaciones preventivas con actuaciones correctoras. Ha demostrado la efectividad de una tecnología que retiene una parte importante de los nutrientes arrastrados en las aguas de escorrentía, evitando que estos alcancen las aguas superficiales y, por tanto, reduciendo el riesgo de contaminación.
El área de actuación ha consistido en una microcuenca de unas 276 hectáreas vertiente al arroyo Juncarón, que a su vez vierte sus aguas a la Vega de Granada, una zona declarada como vulnerable a la contaminación por nitratos de origen agrario. Se trata de una zona dedicada al cultivo del olivar en laderas con pendientes superiores al 10%, suelos pobres, sin cubierta vegetal, con riego deficitario, en zonas con clima mediterráneo, lo que favorece los procesos erosivos y la formación de cárcavas.
La aplicación excesiva e inadecuada de fertilizantes nitrogenados, provoca el arrastre de nutrientes disueltos en el agua de escorrentía a través de las cárcavas hasta las masas de agua superficial.
ANTECEDENTES
La Directiva 91/676/CEE del Consejo relativa a la protección de las aguas contra la contaminación producida por nitratos utilizados en la agricultura, tiene como objetivos generales reducir la contaminación causada o provocada por los nitratos de origen agrario, a elaborar códigos de buenas prácticas agrarias dirigidas a los agricultores, así como a establecer programas de acción para las zonas declaradas vulnerables y programas de control para evaluar la eficacia de los anteriores.
ASPECTOS METODOLOGICOS
– Actividades de fomento de la receptividad local y firma de acuerdos voluntarios.
Inicialmente se celebraron una serie de sesiones informativas con los agricultores de la zona para presentar el proyecto, fomentar su interés y conseguir su participación.
El resultado de estas sesiones fue la definición exacta de la zona de actuación (en base a los agricultores adheridos) y la firma de Acuerdos Voluntarios entre los propietarios de las parcelas y los socios del proyecto
EUTROMED para la implantación de la tecnología en las parcelas agrarias y el desarrollo de varias acciones preventivas.
– Definición, producción e instalación de la tecnología en la zona de actuación.
Posteriormente, en la subcuenca del Juncarón, se realizó el tratamiento de 61 cárcavas con filtros vegetales, nos sistemas que consisten en biorrollos, mantas orgánicas y plantas nitrófilas. Los biorrollos y las mantas están fabricados a base de fibras vegetales (esparto y paja). Los primeros se colocan perpendicularmente a las líneas de escorrentía del agua en la ladera y las mantas se sitúan sobre el lecho de la cárcava (sin cobertura vegetal). Cada cierta distancia seinstalan gaviones flexibles de piedra que ayudan a la sujección de losJornada informativa a los agricultores en la cooperativa San Isidro de Deifontes. biorrollos y las mantas, evitando ser arrastrados por el agua. En el trasdós de los biorrollos se han introducido ejemplares de plantas nitrófilas adaptadas a las condiciones de la zona, tales como Santolina chamecyparisus, Rosmarinum officinalis, Lavandula latifolia, Thymus mastichina y Thymus zyggis.
En función de la pendiente y la profundidad de la cárcava, se diseñaron 4 modelos de filtros vegetales que se representan en el esquema.
Ejemplo de sistemas instalados de acuerdo al Modelo 4.
Entre los modelos 1, 2 y 3 varía el diámetro y la longitud del biorrollo, la intensidad de colocación, la instalación o no de mantas y la frecuencia de gaviones flexibles. El modelo 4 es diferente y fue diseñado para dar solución a las cárcavas más profundas y encajonadas en el terreno sin posibilidad de ser rellenada con material del entorno.
– Medición y seguimiento de la eficacia del sistema.
Para comprobar la eficacia del sistema como filtro de nutrientes, se instalaron unos sistemas de retención y almacenamiento de agua de escorrentía en varias parcelas, tal y como se muestra en la imagen.
Cada parcela constaba de una cárcava tratada con filtros vegetales y una cárcava sin tratar, que actuaba como control. Se ha analizado la composición del agua de escorrentía recogida en 10 tandas de muestreo. Los depósitos eran vaciados tras la recogida de muestras, para ver la evolución del comportamiento de los biorrollos en el tiempo, tras cada episodio de lluvia. Asimismo, se han recogido muestras de suelo para su estudio pormenorizado.
Paralelamente, se ha realizado un seguimiento de la evolución de la biomasa en la parcela y de la erosión del suelo, para evaluar las diferencias entre las cárcavas tratadas y las de control. Para ello se han clavado picas de acero de señalización de las parcelas aleatoriamente situadas, con una marca fluorescente que permita medir la variación del nivel de suelo.
– Asesoramiento, sensibilización y formación de los agricultores.
Paralelamente, se ha trabajado a nivel preventivo a través de varias acciones:
Asesoramiento individual a los agricultores firmantes de los acuerdos voluntarios para el uso de una aplicación informática que promueve la optimización de la fertirrigación de su cultivo, evitando así el abonado excesivo y otras malas prácticas en la fertilización. Consejos y técnicas para el fomento y manejo de la cubierta vegetal, la conservación de los biorrollos y el control de la erosión del suelo, han completado el contenido de las sesiones de asesoramiento.
Seminarios formativos dirigidos a los agricultores sobre temáticas relacionados con el cultivo del olivar: suelo, agua, fertilización nitrogenada y control de la erosión.
– Edición de material divulgativo y acciones de comunicación.
Las acciones de comunicación y divulgación han acompañado en todo momento al desarrollo del proyecto. La página Web ha sido el elemento central en el que se han ido mostrando los avances del proyecto y se han colgado todos los materiales divulgativos editados en el marco del proyecto: boletines científico- técnicos trimestrales, memorias divulgativas, folletos, dossier, guías prácticas, guía de formación, etc. Se han celebrado jornadas divulgativas dirigidas al público en general y se ha presentado el proyecto en numerosos y variados Congresos y seminarios, nacionales e internacionales, de temáticas afines al proyecto.
Resultados
– Implicación de los agricultores, reducción en la aplicación de fertilizantes y aplicación de buenas prácticas.
Un total de 69 agricultores se han implicado en el proyecto EUTROMED a través de la firma de los acuerdos voluntarios. El 42% de estos agricultores han firmado el acuerdo completo, el cual incluye, además de todas las medidas preventivas, la implantación de la tecnología en sus explotaciones. Todas ellas se sitúan en la subcuenca vertiente al Arroyo Juncarón, que abarca un área de unas 276 hectáreas.
El otro 58 % de los firmantes ha participado en el proyecto a través del desarrollo de medidas preventivas tales como la puesta en marcha de buenas prácticas agrarias, el uso de la aplicación informática y la participación en actividades formativas. Este segundo grupo es propietario de casi 600 ha sobre las que se han aplicado las medidas preventivas.
De las herramientas existentes en el mercado para la optimización de la fertirrigación, se seleccionó Orcelis Fitocontrol, y posteriormente fue adaptada a las características particulares del tipo de cultivo objeto del proyecto. Más del 90 % de los agricultores implicados han aplicado las recomendaciones aportadas por esta aplicación para la fertilización del olivar, lo cual ha supuesto la reducción de la cantidad de abonos nitrogenados en un 32 %. En la siguiente tabla se muestra el resumen de la fertilización nitrogenada producida por hectárea en las diferentes campañas sucedidas durante la ejecución del proyecto.
– Efectividad de los filtros vegetales en la prevención de la contaminación por nitratos de las aguas superficiales.
Las actuaciones de medición y seguimiento han permitido demostrar la eficacia de los biorrollos en la retención de nutrientes disueltos en el agua de escorrentía, en el freno a la pérdida de suelo fértil y en el aumento de la producción de biomasa. Según los datos derivados del análisis del agua de escorrentía de la zona de actuación, los filtros vegetales instalados actúan como barreras biofiltrantes reduciendo alrededor del 60 % de los nitratos, el 50% de los fosfatos, el 20% del carbono orgánico y casi el 50% de la DBO5 y DQO de las aguas de escorrentía que los atraviesan, reteniendo estos nutrientes y evitando la contaminación de las aguas superficiales receptoras.
Un dato muy interesante ha sido la disminución en la concentración de nitratos que se ha observado en el arroyo Juncarón, al que vierten las aguas de escorrentía de las dos laderas tratadas.
Los análisis de suelo realizados incluyeron el estudio textural y la cuantificación de las concentraciones de fósforo asimilable, materia orgánica oxidable, nitrógeno total, pH y potasio asimilable. De los resultados obtenidos resalta la inexistencia de diferencias destacables entre las parcelas tratadas y control, lo cual indica que la presencia de biorrollos no modifica ni afecta de ninguna manera a la riqueza mineral y la estructura de los suelos. Resulta evidente que en las zonas tratadas se está desarrollando una cubierta edáfica de características estables y las ligeras modificaciones observadas en algunas de ellas no suponen ninguna alteración negativa del hábitat. De forma paralela se ha estudiado la actividad desnitrificante del suelo. Se ha deducido que tanto en parcelas tratadas como en el control existe una elevada actividad biológica que produce una alta capacidad de desnitrificación. Igualmente, no parece que la instalación de los sistemas modifique de forma significativa la actividad biológica.
– Reducción de la pérdida de suelo fértil.
El seguimiento de la erosión del suelo ha sido complicado y no todas las picas han aportado información. De los datos obtenidos se deduce que la pérdida de suelo sobre las parcelas control está en 33,3 cm3/m2, mientras que la ganancia de suelo sobre las parcelas tratadas da una media de 458,3 cm3/m2, lo que supone una eficiencia sobre las pérdidas medias de la testigo del 1.475 %. Si se consideran únicamente las lecturas de las picas de mayor fiabilidad, el porcentaje baja hasta el 150% de reducción de la pérdida de suelo en las parcelas tratadas respecto a las de control, un valor que sigue siendo muy significativo.
– Incremento de la producción de biomasa.
La producción de biomasa vegetal espontánea ha presentado diferencias importantes entre un año y otro, que han coincidido con la sucesión de un año lluvioso y otro seco. Según se observa en la tabla, la suma de la biomasa generada más la introducida con los biorrollos a lo largo del proyecto ha llegado casi a las 5 toneladas por hectárea que se habían marcado como objetivo, lo que progresivamente incidirá en una reducción de contaminantes y de sedimentos que puedan ir a los cauces.
APORTES DE LA INVESTIGACION A LA TOMA DE DECISIONES
De los resultados obtenidos después de dos años y medio de instalación de los sistemas de filtros vegetales, parecen sugerir que:
· Retienen una buena parte de los nutrientes arrastrados en las aguas de escorrentía, reduciendo por tanto la contaminación de las aguas superficiales.
· En concreto, los análisis de los contaminantes presentes en las aguas de escorrentía y en particular el nitrato, muestran cómo la presencia de los biorrollos determina una retención de las concentraciones de este compuesto si se comparan las cárcavas tratadas con el control. En algunos casos esta disminución en nitrato por escorrentía puede llegar hasta un 70%.
· Las medidas correctoras no provocan cambios significativos en la fertilidad de los suelos y en sus características físico-químicas, observándose un elevado índice de semejanza entre suelos tratados y suelos control.
· Por otro lado, el estudio de la actividad microbiana del suelo muestra una elevada capacidad desnitrificante en la zona de actuación en general. Los filtros no actúan modificando la actividad biológica sino más bien reteniendo los nutrientes contaminantes presentes en el agua. Aun así, su instalación podría ayudar en el proceso de asimilación de los nitratos por parte de las plantas evitando su pérdida mediante desnitrificación.
· Los sistemas ensayados presentan hasta un 150% de reducción de la pérdida de suelo en las parcelas tratadas respecto a las control, lo que induce a una reducción efectiva de la escorrentía, una mayor infiltración y consecuentemente un menor riesgo de inundación de las cuencas en las que se utilicen los modelos de EUTROMED
· Incremento en la producción de biomasa vegetal espontánea en entorno a 5 Tm/ Ha, lo que progresivamente incidirá en una reducción de contaminantes y de sedimentos que puedan ir a los cauces.
· Generación de beneficios económicos y sociales tal como menor gasto en la aplicación de fertilizantes, puesta en valor de productos procedentes de fibras locales con la fabricación de biorrollos y mantas orgánicas, mejora de la sensibilización de los agricultores entorno a los problemas ambientales con establecimiento de nuevas prácticas agrarias de conservación, y fomento del empleo.
Por lo tanto, se puede concluir que los filtros vegetales producen una reducción significativa de la contaminación ambiental por nitrato de origen agrario sin comprometer las características principales de los suelos que se someten a tratamiento.
APORTES DE LA INVESTIGACIÓN A LOS TEMAS DE LA REGIÓN
Beneficios e impactos a largo plazo.
– Ambientales
Prevención de la contaminación por nitratos. Los análisis realizados a lo largo del proyecto han demostrado que los sistemas instalados retienen una buena parte de los nutrientes disueltos en el agua de escorrentía, de manera que el arrastre de nutrientes hasta las masas de agua superficial es mucho menor, llegando hasta el 70 % menos en el caso de los nitratos. La extensión de esta tecnología a lo largo del territorio, junto con la aplicación de buenas prácticas en la fertilización nitrogenada, tendría un impacto positivo y tangible en la mejora de la calidad de las aguas superficiales.
Control de la pérdida de suelo fértil. Los biorrollos, mantas y empalizadas actúan también como freno a la pérdida de suelo fértil. Las cárcavas formadas en suelos sin cubierta vegetal de zonas semiáridas suelen evolucionar hacia cárcavas más profundas si no se aplica ninguna medida. Los biorrollos y los pequeños diques que forman las empalizadas van reteniendo las partículas de suelo arrastradas, moldeando las cárcavas hacia formas aterrazadas, disminuyendo su profundidad por la retención de suelo y minimizando el poder erosivo del agua.
Fomento del desarrollo de la cubierta vegetal.
En estos territorios tan áridos, las semillas y raíces encuentran en biorrollos y mantas un soporte y un substrato adecuado para facilitar su desarrollo. Se fijan entre sus intersticios, lo que les permite su crecimiento en suelos pobres y con graves problemas de erosión. El desarrollo de esta vegetación protege al suelo del impacto de las gotas de lluvia, limitando su poder erosivo y favoreciendo su infiltración en el suelo; su desarrollo radicular ayuda en la retención de partículas de suelo, en la mejora de su estructura y en el aumento del contenido en materia orgánica. En definitiva, los biorrollos y las mantas facilitan la implantación inicial de vegetación para fomentar el desarrollo de la cubierta vegetal en ámbitos tan áridos como los que nos encontramos. Posteriormente, el adecuado manejo de la misma es el que asegura su mantenimiento en condiciones de no competencia para el cultivo.
Disminución de riesgos de inundaciones. Derivado de todo lo anterior, las cuencas tratadas con los modelos EUTROMED, al controlarse la erosión y promover la implantación vegetal, se disminuyen las escorrentías superficiales y se aumentan sus capacidades de infiltración del agua hacia el subsuelo con lo que se disminuyen los riesgos de inundación por tormentas y aguaceros.
– Económicos.
Menor gasto en la aplicación de fertilizantes. La aplicación de las recomendaciones dadas por la aplicación informática ha supuesto la reducción en más de un 30% de las cantidades de abonos nitrogenados aplicados al cultivo. La aplicación de una menor cantidad supone también un menor gasto económico y no por ello se obtiene menor rendimiento del cultivo, puesto que se ha demostrado que buena parte del exceso de nitratos aplicados se pierde disuelto en el agua de escorrentía sin que pueda ser aprovechado por la planta.
Puesta en valor de productos locales. Los biorrollos y las mantas están fabricados a partir de fibras vegetales de esparto o paja principalmente. Se trata de recursos locales, con potencial de desarrollo en el territorio, que pueden ser aprovechados y puestos en valor para la fabricación de estos sistemas. Los biorrollos van asociados a la instalación de gaviones de piedra y plantas autóctonas con buena capacidad de fijación de nutrientes. Todo ello genera negocio a nivel local ligado al desarrollo sostenible y a la restauración y conservación del entorno natural.
– Sociales
Implicación de los agricultores. La metodología de trabajo desarrollada en la implementación del proyecto ha favorecido la implicación de los agricultores. El proyecto se ha presentado como algo voluntario, no obligatorio, al que los agricultores podían adherirse libremente. En todo momento se ha informado de las fases del proyecto, de los problemas ambientales sobre los que se está actuando, sus soluciones, los compromisos adquiridos por las partes, sus beneficios, etc. Por un lado, se ha prestado asesoramiento individualizado, tratando de manera personalizada los problemas particulares de cada explotación y sus necesidades y, por otro lado, se han organizado seminarios y jornadas conjuntas que invitan al debate, al intercambio de experiencias y a la aclaración de dudas por parte de expertos en la materia. Todo ello ha contribuido a crear interés entre los agricultores, lo que ha favorecido su implicación.
Creación de empleo.
La extensión espacial y temporal de esta tecnología y las buenas prácticas agrícolas relacionadas, lleva asociada la creación de empleo basada principalmente en la producción, fabricación, instalación y mantenimiento de los biorrollos. La materia prima de la tecnología está basada en productos vegetales y geológicos locales cuyo aprovechamiento favorece el desarrollo sostenible de las zonas rurales. Posteriormente, la fabricación, transporte, instalación y mantenimiento de las estructuras necesita de mucha mano de obra. En el marco del proyecto EUTROMED, que ha supuesto el tratamiento de un área de 276 hectáreas, se ha generado 25131 horas de empleo directo en 40 meses de proyecto. La ampliación de esta alternativa a otros territorios incrementaría proporcionalmente estas cifras. Por otro lado, las acciones de asesoramiento, formación y divulgación también han supuesto la creación de empleo cualificado.
Mejora de la sensibilización de los agricultores. Las temáticas desarrolladas en los seminarios formativos, la visita a otras experiencias similares en otras explotaciones, la respuesta a los problemas graves que preocupan a los agricultores en sus parcelas, el asesoramiento individualizado, la incidencia en la necesidad de aplicar buenas prácticas agrícolas, etc., han permitido que todos los mensajes hayan ido calando en los agricultores. El proyecto EUTROMED ha trabajado con los agricultores en todo momento porque entiende que el éxito ambiental de todo el proyecto pasa por un cambio en las prácticas y en el hacer de los agricultores, de manera que el proyecto no acabe con su fecha de fin, sino que se mantenga en el tiempo y suponga el germen de la adopción de nuevas prácticas agrícolas compatibles con la conservación del suelo y con la prevención de la contaminación por nitratos.
BIBLIOGRAFÍA
Carpenter, S. et al. (1998) Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen. Issues in Ecology 3, Ecological Society of America.
Yuan et al. (2009) A Review of effectiveness of vegetative buffers on sediment trapping in agricultural areas. Ecohydrol. 2, 321–336.
Blanco-Canqui H, Gantzer, CJ and Anderson SH (2006) Performance of Grass