La sostenibilidad de la agricultura de regadío en zonas mediterráneas semiáridas y la salinización de los suelos

José Miguel de Paz (1), Florencio Ingelmo (1,4), Fernando Visconti (1,2,4), Mª José Molina (2,4), Juan Sánchez (3,4), Delfina Martínez (3,4), Lourdes Tellols (4,5)

(1) Centro para el Desarrollo de la Agricultura Sostenible-CDAS, Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias-IVIA (GVA)
(2) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
(3) Universidad de Valencia
(4) Centro de Investigaciones sobre Desertificación-CIDE (CSIC, UV, GVA)
(5) Consellería de Agricultura, Pesca, Alimentación y Agua. Generalitat Valenciana

Problemática

La acumulación de sales en los suelos de regadío se produce como resultado de uno o varios de los factores siguientes: el riego con aguas de elevada salinidad, el drenaje lento de los suelos, la escasez de precipitaciones, el aumento de la evapotranspiración y el ascenso de los niveles freáticos bajo las tierras de cultivo. Como nexo común a todos estos factores se encuentra el manejo agrario del riego, el suelo y el cultivo. Un buen manejo agrario puede mitigar la salinización de los suelos, un mal manejo puede provocar la degradación del recurso suelo hasta niveles prácticamente irrecuperables. La sostenibilidad de la producción agraria depende de ello.

La Comisión Europea, dentro de la propuesta de Directiva que establece el marco para la protección de los suelos (COM 2006/232), ha incluido la salinización como una de las principales amenazas sobre el suelo.

La progresiva acumulación de sales en el suelo puede conducir a una pérdida parcial o total de la productividad agrícola. Además, produce la degradación física, química y biológica de éste, lo que implica una pérdida de su funcionalidad hidrológica. Dicha pérdida repercute en un empeoramiento de la calidad de las aguas superficiales y subterráneas porque éstas, en su ciclo hidrológico, recogen y arrastran en solución las sales del suelo, salinizando los distintos recursos hídricos.

Asimismo, la utilización de aguas con predominio de los iones sodio y cloruro en su composición puede provocar efectos tóxicos sobre el cultivo, y en el caso del sodio también el deterioro de las propiedades hidrofísicas del suelo. En suelos con una elevada concentración de ión sodio en comparación con otros cationes como calcio y magnesio, se produce el deterioro de la estructura del suelo, que da lugar a la reducción de la capacidad de infiltración del agua. Los efectos resultantes son el encharcamiento, la asfixia radicular y, en última instancia, la muerte del cultivo, además de un suelo improductivo para la labor agraria. En suelos con una elevada concentración del ión cloruro, las plantas experimentan síntomas de toxicidad a este ión. Esta toxicidad se traduce en la aparición de quemaduras foliares que, en última instancia, reducen la capacidad fotosintética de la planta y conducen a la consiguiente pérdida de producción. 

La calidad del agua de riego y la salinización del suelo. Un ejemplo representativo del problema en La Vega Baja del Segura y el Bajo Vinalopó (Alicante).

La Vega Baja del río Segura y el Bajo Vinalopó (Alicante) son zonas donde la escasez de agua de riego y la mala calidad de las mismas han condicionado la agricultura de regadío desde hace mucho tiempo. El factor que más influye en la salinidad de los suelos es la concentración de sales de las aguas de riego, que es proporcional a su conductividad eléctrica en condiciones de temperatura estándar (CE25). Sin embargo, la composición de estas sales también tiene gran importancia, sobre todo si predominan las de sodio respecto a las de calcio, lo que se puede estimar por el valor de RAS (relación de adsorción de sodio). En la zona existe gran variedad de procedencia y calidad de las aguas de riego.

Los recursos hídricos autóctonos de la zona: río Segura, acuífero del Campo de Cartagena, retornos de riego de la Vega Baja, llamados aguas muertas, aguas embalsadas en el Parque Natural del Hondo (Fondó) de Elche-Crevillente y acuífero de la Vega Baja, tienen una conductividad eléctrica media, a lo largo del año, de más de 3 dS/m. Se trata de aguas con una salinidad elevada para el riego de muchos cultivos. Particularmente elevada es la salinidad de las aguas embalsadas en el Hondo y las del acuífero de la Vega Baja, las cuales superan con facilidad los 5 dS/m. Son aguas fuertemente salinas con un elevado riesgo asociado de salinización de los suelos.

Las aguas residuales depuradas, las del trasvase del Tajo y las desaladas tienen, respectivamente, una conductividad eléctrica menor de 3 dS/m, menor de 1.3 dS/m y menor de 0.5 dS/m. En consecuencia, estas aguas presentan menos limitaciones para el riego de la mayoría de cultivos.

En cuanto a la sodicidad, las aguas autóctonas de la zona, incluyendo las residuales depuradas, presentan una relación de adsorción de sodio entre 5 y 10 (mmol / L)1/2. Son aguas ligeramente sódicas, cuya utilización para riego no conlleva ningún riesgo de deterioro de la estructura del suelo y pérdida de permeabilidad del mismo. Esto es debido a dos factores de notable importancia: por un lado la elevada salinidad que presentan estas mismas aguas, la cual contrarresta el efecto del sodio en el suelo, y por otro lado la presencia de elevadas cantidades de calcio disponible en los suelos de esta zona, el cual contrarresta el efecto del sodio en el suelo.

Tabla 1 (Fuente: Visconti, 2009)

Las aguas desaladas, con valores de relación de adsorción de sodio de más de 12 (mmol/L)1/2, son las aguas más sódicas de la zona. En este caso, además, son las aguas de menor salinidad. Si su conductividad eléctrica es sustancialmente menor de 1 dS/m, lo cual no es extraño, la reunión de ambos factores hace que sean aguas con un elevado potencial de deterioro de la estructura de los suelos y pérdida de permeabilidad de los mismos. Finalmente, las aguas del trasvase del Tajo tienen una relación de adsorción de sodio menor de 2 (mmol/L)1/2. Se trata de aguas no sódicas con una cierta, aunque baja, salinidad. En consecuencia, la utilización continuada de aguas del trasvase para el riego no conlleva ningún riesgo ni para su salinidad ni para el deterioro de la estructura de los suelos.

Por otro lado el agua del Río Segura en la Vega Baja presenta una conductividad eléctrica creciente a lo largo de su curso y variable a lo largo del año, con una amplitud de más de 1 dS/m. La conductividad eléctrica del río Segura presenta un mínimo estival promedio de 2.3, 2.9 y 3.1 dS/m y un máximo invernal promedio de 3.8, 4.1 y 4.2 dS/m en Orihuela, Puente Benejúzar y Rojales, respectivamente. En lo que respecta a la sodicidad, la relación de adsorción de sodio de las aguas del río Segura en la zona parece mantenerse a lo largo del año bastante constante dentro del intervalo de 4 a 6 (mmol/L)1/2. Se trata, en consecuencia, de aguas no sódicas.

La conductividad eléctrica de las aguas trasvasadas desde la cuenca del Tajo se encuentra en torno al valor de 0.7 dS / m. Las aguas del trasvase mezcladas con las del propio Segura presentan en el azud de Ojós una conductividad eléctrica de 1.1 dS/m. La baja sodicidad que también presentan estas aguas las hace idóneas para el regadío.

Las aguas subterráneas tienen una conductividad eléctrica media de 5.7 dS/m y una relación de adsorción de sodio media de 8 (mmol/L)1/2. La conductividad eléctrica encontrada para las aguas subterráneas es significativamente superior al valor de 4.7 dS/m que presentaban a mediados de los años 90, mientras que la relación de adsorción de sodio es prácticamente igual. En resumen, las aguas subterráneas de la Vega Baja del Segura y Bajo Vinalopó son de moderada a fuertemente salinas. Estas aguas presentan riesgo de provocar problemas de salinización pero no de impermeabilización por sodio en las condiciones de utilización en la zona.

Los retornos de riego de la Vega Baja (Azarbes Vega Baja y aguas embalsadas en el Hondo de Elche-Crevillente) presentan una conductividad eléctrica en el intervalo de 3.0 a 8.8 dS/m, valores significativamente superiores al de las aguas del río Segura. Son aguas de moderada a fuertemente salinas, con un elevado de riesgo de salinización de los suelos aunque no de sodificación.

Las aguas depuradas de la zona presentan una conductividad eléctrica entre 1.6 y 4.5 dS/m, con promedio de 2.7 dS/m, por lo que son aguas entre ligera y moderadamente salinas que presentan un cierto riesgo, inferior desde luego al de los retornos de riego y aguas subterráneas, pero no despreciable. En cualquier caso, en el interior de ambas comarcas estas aguas no suelen utilizarse directamente en la agricultura dado que resulta más adecuado el vertido a cauce público. Su uso es predominantemente en forma mezclada con las aguas de los retornos de riego, del río Segura e incluso, con aguas desaladas.

Modelización de la salinización del suelo, desarrollo de sistemas de apoyo a la decisión e implementación en Internet de herramientas prácticas para la sostenibilidad agrícola y la prevención de la degradación en el contexto de cambio global

La investigación puede ayudar a conocer e integrar el efecto de la calidad del agua de riego, el clima, el suelo, las características de uso y manejo de éste y del cultivo creando bases de datos experimentales, recopilando otras existentes y desarrollando modelos de simulación mediante los cuales puedan predecirse de antemano posibles riesgos. La divulgación de indicadores de alerta temprana para la prevención de riesgos inherentes a zonas salinas o en proceso de salinización también es importante para garantizar la sostenibilidad. Otra herramienta práctica es el desarrollo de modelos y aplicaciones de transferencia de conocimiento on-line a nivel de usuario para detectar y evaluar posibles riesgos, así como para facilitar la toma de decisiones sobre los sistemas de uso y manejo del suelo, del agua y del cultivo más apropiado en cada caso. Estos han sido los objetivos perseguidos por los autores en los seis años de trabajo conjunto en los proyectos de investigación del PN I+D+I “Evaluación del riesgo de salinización de los suelos en un área de la Comunidad Valenciana mediante el uso de un Sistema de Información Geográfica en combinación con modelos de simulación de la salinización”, con códigos CGL2006-13233-CO2-01 y CGL2006-13233-CO2-02, y “Desarrollo de un sistema de ayuda a la decisión en el manejo del suelo y el agua de riego en zonas agrícolas con problemas de salinidad: DSS-SALTIRSOIL, con códigos CL2009-14592-C02-01 y CGL2006-13233-CO2-02.

Actualmente el modelo SALTIRSOIL de predicción de la acumulación de sales en el suelo está calibrado y validado con datos experimentales, y se ha integrado en un entorno SIG para la evaluación de la salinidad en grandes zonas. Asimismo, está a punto de finalizarse su implementación en un entorno de Internet en el que cualquier usuario (agricultor, regante, etc.) pueda obtener recomendaciones de manejo de riego y suelo dependiendo de su localización geográfica particular. De esta forma se pretende maximizar la productividad agrícola a la vez que se minimiza el riesgo de acumulación de sales en el suelo. Este sistema tiene implementadas bases de datos on-line en las que se almacena información de calidad de agua de riego, de clima y de suelos distribuidas geográficamente por toda la Comunidad Valenciana.

Referencias

Commission of the European Communities. 2006. Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council establishing a framework for the protection of soil and amending Directive 2004 ⁄ 35 ⁄ EC. COM(2006) 232 final, Brussels. Available at: http://ec.europa.eu/environment/soil/pdf/com_2006_0232_en.pdf; accessed 25 ⁄ 4 ⁄ 2011 

De Paz, J.M, Visconti, F., Molina, M.J., Ingelmo, F., Sánchez, J. 2011. GIS-SALTIRSOIL: a new tool to evaluate and modelling soil salinity at regional scale; an application to evaluate the climate change effect in an irrigated salinity risk area. Libro-CD Global Forum on Salinization and Climate Change, 136-142. FAO. Roma.

Visconti, F., 2009. Elaboración de un Modelo Predictivo de la Acumulación de Sales en Suelos Agrícolas de Regadío Bajo Clima Mediterráneo: Aplicación a la Vega Baja del Segura y Bajo Vinalopó (Alicante). PhD Thesis, Universitat de València EG, València, Spain. URL http://digital.csic.es/handle/10261/25984.

Visconti, F., de Paz, J.M., Rubio, J.L., Sánchez, J. 2011. SALTIRSOIL: a simulation model for the mid to long-term prediction of soil salinity in irrigated agriculture. Soil Use and Management 27(4): 523-537.

Visconti, F., de Paz, J.M., Molina, M.J., Sánchez, J. 2012. Advances in Validating SALTIRSOIL at Plot Scale: First Results. Journal of Environmental Management 95 (Supplement) S31-S36.