Los cultivos cubierta para reducir el riesgo de lixiviación: evaluación en diferentes escenarios climáticos

La contaminación de acuíferos tiene como principal causante el aumento de los niveles de nutrientes procedentes de la actividad agrícola, debidos en parte a la lixiviación de nitratos. Además de representar unas pérdidas económicas para el agricultor, este proceso supone un deterioro de la calidad del agua que implica preocupantes consecuencias ambientales y un riesgo potencial para la salud.

En rotaciones anuales, el riesgo de lavado puede ser particularmente elevado en otoño – coincidiendo con eventos de lluvia – tras la cosecha de cultivos de verano que dejan una gran cantidad de nitratos en el suelo. Una estrategia interesante para afrontar este problema es el uso de cultivos cubierta, en sustitución del periodo de barbecho. Entre sus múltiples beneficios destaca su habilidad para reciclar nutrientes. Esta capacidad va a contribuir a una mejora de la calidad del agua y a una mayor eficiencia del uso del N en las rotaciones. En definitiva: a un incremento en la sostenibilidad del sistema. Esta habilidad para “atrapar” nutrientes – motivo por el cual estos cultivos también son conocidos como cultivos captura – ha sido reportada en muchos estudios. Sin embargo, la realidad es que a pesar de este y otros fenomenales beneficios, el uso de cubiertas vegetales en regiones semiáridas aún no está muy extendido, debido en parte al miedo a una posible competencia con el cultivo comercial posterior por los recursos. Frente a esta limitación, el manejo, y en concreto la fecha de terminación en la que decidimos poner fin a nuestra cubierta en primavera, ha demostrado ser una herramienta influyente para maximizar sus beneficios, y al mismo tiempo disminuir dicho riesgo de competencia por el agua y nutrientes.

En un trabajo publicado en 2018 por Science of the Total Environment, investigadores del CEIGRAM-UPM, del INIA y de la Universidad Católica de Lovaina (UCL, Bélgica), evaluaron el impacto del uso de cubiertas vegetales y la implicación de diferentes fechas de terminación en primavera en el lavado de nitratos y en la posible competencia por los recursos en primavera, bajo diferentes escenarios y situaciones climáticas. Para ello, en primer lugar, se calibraron y validaron diferentes módulos del modelo de agua y nutrientes, WAVE (“Water and Agrochemicals in the soil and Vadose Environment”, desarrollado en la UCL), utilizando datos de dos ensayos experimentales en los que se estudió el uso de cubiertas vegetales frente a un suelo desnudo, en rotaciones anuales, realizados en la zona de las Vegas del Tajo (Aranjuez, Madrid) entre 2006 y 2013 (Gabriel y Quemada, 2011; Alonso-Ayuso y col. 2014). A continuación, se realizaron simulaciones en condiciones climáticas presentes y en condiciones con proyección de cambio climático de escenarios que incluían un suelo desnudo o el uso de cultivos cubierta con diferentes fechas de terminación en primavera. Estos escenarios se combinaron además con otros factores como diferentes condiciones iniciales de suelo en otoño en contenido de N y agua en el suelo, y diferentes fechas de siembra del cultivo principal. Para las simulaciones de cambio climático, la base de datos de 30 años (1979-2009) usada para las simulaciones de clima actual se modificó usando una aproximación de “factor de cambio”: las temperaturas se perturbaron entre -1°C y +7°C y las precipitaciones diarias entre un -40% y +30% en intervalos de 10%, incluyendo así en las diferentes combinaciones las predicciones de escenarios de cambio climático del CMIP5 (IPCC, 2013). Bajo condiciones climáticas actuales, los cultivos cubierta redujeron la lixiviación frente a un suelo desnudo, en cualquiera de los escenarios evaluados. Respecto al manejo, una fecha de terminación temprana redujo el riesgo de competencia con el cultivo principal, aunque en condiciones con un elevado contenido de nitrato en el suelo, una fecha tardía podría contribuir a controlar la lixiviación que suele ser elevada en los primeros estadios del cultivo principal (Fig. 1).

Fig. 1. Condiciones climáticas actuales. Curvas de probabilidad acumulada para el N lixiviado (izda., kg N ha-1) y para el N inorgánico del suelo (dcha., kg N ha-1) presente en el momento de siembra del cultivo comercial

En condiciones de cambio climático, el potencial de reducir la lixiviación por parte de los cultivos cubierta se incrementó. Esto es debido a que con predicciones de aumento de temperatura y disminución de precipitación, la mineralización de materia orgánica se prevé mayor en suelos desnudos, y así, las diferencias con respecto a las cubiertas aumentaron. Por tanto, bajo estas condiciones también es esperable un mayor riesgo en términos de competencia. De nuevo, la elección de una fecha de terminación temprana de la cubierta puede reducir este riesgo (Fig. 2).

Fig. 2. Proyección de cambio climático. N lixiviado (à, kg N ha-1) y contenido de agua en el suelo en Abril (¯, m3 m-3), en respuesta a cambios en temperatura y de precipitación respecto a los datos climáticos de base para varios tratamientos

Como ya se ha visto en otras entradas de este blog, los modelos son herramientas fundamentales que nos permiten entender la complejidad de los sistemas. En este caso, permitió simular numerosos escenarios que en condiciones experimentales hubiera sido, en términos de esfuerzo, tiempo y dinero, prácticamente irrealizable.

Como conclusión, la fecha de terminación fue confirmada como una estrategia importante en el manejo de cubiertas, permitiendo reducir la competencia con el siguiente cultivo sin comprometer su beneficio de reducir de lixiviación. Por otro lado, bajo diferentes escenarios climáticos futuros, los cultivos cubierta potencian el control del lavado y por tanto confirman la importancia de estos cultivos cubierta como estrategia de adaptación al cambio climático.

Autores: María Alonso Ayuso, Doctora Ingeniera Agrónoma (UPM), maria.alonso@upm.es; José Luis Gabriel, Doctor Ingeniero Agrónomo (INIA), gabriel.jose@inia.es; y Miguel Quemada Sáenz-Badillos, Catedrático del Dep. de Producción Agraria (UPM). miguel.quemada@upm.es

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REFERENCIAS

Alonso-Ayuso, M., Gabriel, J. L., & Quemada, M. (2014). The kill date as a management tool for cover cropping success. PLoS One9(10), e109587. Gabriel, J. L., & Quemada, M. (2011). Replacing bare fallow with cover crops in a maize cropping system: yield, N uptake and fertiliser fate. European Journal of Agronomy34(3), 133-143.

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