Manejo de captación
de agua
agrícola
Manejo de captación
de agua
agrícola
John Williams
Comisión de recursos naturales
Agradecimientos
Phil Price, Andrew Campbell, Don Blackmore, Kevin Goss,
Denis Saunders, Brian Keating, Chris Smith, Kirsten Verburg
Warren Bond, Richard Stirzaker, Ted Lefroy, Hamish Cresswell,
Glen Walker, Mervyn Probert, Peter Ross, Keith Bristow
Bob Mc Cown, Ray Isbell, Pat Walker, David Smiles
Daño a los bienes ambientales
•degradación de los nutrientes del suelo
•acidificación del suelo
•deterioro estructural del suelo
•deterioro biológico del suelo
•salinización por secano y riego
•erosión hídrica y eólica
•contaminación con residuos de productos químicos agrícolas
Daño a los bienes ambientales
•pérdida de hábitat y biodiversidad
•procesos de los ríos y flujos ambientales
•nutrientes, sales y contaminantes de pantanos, ríos y cuerpos de agua
•contaminación del agua subterránea con nutrientes, sales y contaminantes
•daño en la vegetación ripariana remanente y disminución de árboles rurales
•disminución de las pasturas nativas y el valor ambiental de las pasturas
Erosión suelo
Erosión eólica
Salinidad
Salinidad
Salinidad
6 noviembre 2002
Riverina
6 noviembre 2002
Riverina….10 minutos más tarde
Loxton SA: Lluvia anual 273mm
2002 – 106mm (Decil 1)
2002: - Cultivo excesivo
- Sin protección de rastrojos
- Cultivos perdidos este año
- Pérdida de suelo y nutrientes
- Restauración principal requerida
Sequía en 2002
Cultivo excesivo
Gentileza de David Roget de CSIRO
Waikerie SA: Lluvia anual 252mm
2002 – 110mm (Decil 1)
2002: - Cultivo intensivo con Labranza cero
- algunos cultivos (flujo de caja)
- Cultivos perdidos este año
- suelo estable (el cultivo de este año y el rastrojo de
los años anteriores)
- listo para cultivar el año próximo
Sequía en 2002
Cultivos intensivos con labranza cero
Gentileza de David Roget de CSIRO
No sé qué hacer!
Entonces, ¿cuál el problema?
La ironía australiana
•mientras nuestra productividad agrícola está
limitada por la falta de agua y nutrientes
•la causa fundamental de gran parte de la
degradación del suelo es el exceso del agua
y la pérdida de nutrientes en períodos clave
del año.
Un criterio de diseño esencial
de producción sustentable es
garantizar que los flujos de
agua, nutrientes, carbono y
energía actuales se ajustan a la
magnitud de estos flujos que
evolucionaron para adaptarse al
modo en que funciona nuestro
relieve.
La fuga de agua conduce a la lixiviación de nutrientes y acelera la acidificación
Ciencia para calcular y medir los flujos en agroecosistemas
lluvia riego
intercepción
evaporación
transpiración
escurrimiento
LIXIVIACIÓN
Drenaje subterráneoGentileza de David Roget de CSIRO
Bristow y col., 1986 J Agric & For Meteor,36,193-214
Drenaje subterráneo
la cubierta vegetal/el residuopuede aumentar el drenaje y la lixiviación
Keating y col., (2003)-Europ. J. Agronomy 18:267-288
Agricultural Systems 50 (1996) 255-271
http://www.icrisat.cgiar.org/what-we-do/agro-ecosystems/aes-rb-pigeonpea.htm
Keating y col., (2003)-Europ. J. Agronomy 18:267-288
Keating y col., (2003)-Europ. J. Agronomy 18:267-288
Tabla 1. Comparición de balances de agua anual promedio simulados en un Red Kandosol en Wagga Wagga (1973-
1996) para trigo continuo, forraje de alfalfa y una rotación de trigo/alfalfa de tres años
Sistema Lluvia (mm)
Escurrimiento (mm)
ET (mm)
Drenaje a 4m (mm)
Drenaje a 1m (mm)
Trigo 611 15 411 185 223
Rotación 611 15 507 89 181
Alfalfa 611 15 579 25 134
Drenaje subterráneo
(Fuente: Dunin, Williams, Verburg & Keating 1999)
600
500
400
300
200
100
0
An
nu
al d
rain
ag
e a
t 4
m d
ep
th (
mm
)
Wheat
Lucerne Rotation
1973 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96LLLLLLF WL L L W W W W W LW W WL L W
Year (1 Apri l - 1 Apri l) and Phase of Rotation (L = Lucerne, W = Wheat, F = Failed)
Drenaje subterráneo
Balance de agua promedio - trigo
0
50
100
150
200
250
300
350
1962 1968 1974 1980 1986 1992
Season (May - Apr)
Dra
ina
ge
(m
m)
Lluvia 591 mm
Evaporación 278
Transpiración 202
Drenaje 114
De: Verburg, Keating and Smith et al. (1999)-RAAL Workshop Perth
Drenaje subterráneo
0
50
100
150
200
250
300
350
1962 1968 1974 1980 1986 1992
Season (May - Apr)
Dra
ina
ge
(m
m)
1º 2º 3º
Lluvia 591 591 591mm
Evaporación 336 269 303
Transpiración 290 314 212
Drenaje 81 14 16
Almacenamiento D -116 -6 +60
CW
591 mm
278
202
114Drenaje
subterráneo
De: Verburg, Keating and Smith et al. (1999)-RAAL Workshop Perth
Patrón de drenaje
0
5
10
15
20
May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr
Dra
ina
ge
(m
m)
Rotación con
alfalfa quitada
en diciembre
0
5
10
15
20
May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr
Dra
ina
ge
(m
m)
Trigo continuo
De: Verburg, Keating and Smith et al. (1999)-RAAL Workshop Perth
Drenaje profundo simulado por 100 años en Gunnedah bajo una
rotación de trigo/barbecho prolongado/sorgo
(Cresswell & Keating, 1996)
0
50
100
150
200
250
300
1878
1882
1886
1890
1894
1898
1902
1906
1910
1914
1918
1922
1926
1930
1934
1938
1942
1946
1950
1954
1958
1962
1967
1971
1975
1979
1983
1987
Año
Dre
naje
(m
m)
Drenaje subterráneo
Drenaje profundo simulado por 100 años en Gunnedah bajo una
rotación oportunista de trigo/sorgo
0
50
100
150
200
250
300
1878
1882
1886
1890
1894
1898
1902
1906
1910
1914
1918
1922
1926
1930
1934
1938
1942
1946
1950
1954
1958
1962
1967
1971
1975
1979
1983
1987
Año
Dre
naje
(m
m)
Drenaje subterráneo
Almacenamiento de agua del suelo
Capa freática
Woodland 15 mm/año
Cleared Woodland 74mm/año
Charters Towers Qld
Drenaje subterráneo
Soil: Lever Gully (Type 1)
0
25
50
75
100
125
620 640 660 680 700 720 740
Mean rainfall, mm/yr
Mean d
rain
age,
mm
/yr Long
fallowing
Opportunitycropping
Continuoussorghum
Continuouswheat
Improvedpasture
Woodland(LAI 1.5)
Drenaje subterráneo
Precipitaciones anuales
Soil: Fullwoods Road
0
25
50
75
100
125
620 640 660 680 700 720 740
Mean rainfall, mm/yr
Mean d
rain
age,
mm
/yr Long
fallowing
Opportunitycropping
Continuoussorghum
Continuouswheat
Improvedpasture
Woodland(LAI 1.5)
Drenaje subterráneo
Precipitaciones anuales
Matriz ganancias - drenaje
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 50 100 150 200
Ganancias ($/ha)
Dre
naje
(m
m/a
ño)
Todos ganan
Sin beneficios Beneficios
Compensación
Servicios del
ecosistemaVegetación
nativa
Drenaje subterráneo
Precipitaciones anualeshttp://www.clw.csiro.au/publications/general2003/revolution/index.html
Rendimiento de trigo
Ren
dim
ien
to d
e t
rig
o
(kg
/h
a)
Tierra colorada - capacidad de almacenamiento de agua del
suelo 100mm
Agrietamiento de arcillas -capacidad de almacenamiento de
agua del suelo 190 mm
Valoración de riesgos de la agricultura de secano
actual
Uso de información histórica sobre el clima y el
cambio climático
Rendimiento del trigo
Probabilidad de presencia
Conectar los flujos de los
agro-ecosistemas con los del
relieve
R a in fa llIr r ig a tio n
In te rc e p tio n
E va p o ra tio n
R u n -o ff
D ra in a g e
Tra n s p ira t io n
R a in fa llIr r ig a tio n
In te rc e p tio n
E va p o ra tio n
R u n -o ff
D ra in a g e
Tra n s p ira t io n
ESTABLECIMIENTO Captación
local
PLANIFICACIÓN
REGIONAL
Agricultura
"Landcare"
Plan de acción de
captación
Ejemplos de objetivos de captación
Objetivo al final del valle en sitio 1
para proteger la salud de la cuenca
Objetivo dentro del
valle en sitio 3 para
proteger el ecosistema
del pantano
Objetivo dentro del valle en
sitio 2 para proteger el
suministro de agua de
riego
Objetivo dentro del valle en sitio 4
para proteger el suministro de
agua de la ciudad
1
32
4Ciudad principal
Pantano
Práctica a campo y en el establecimientoSistema del establecimiento
S
A
L
I
D
A
S
CultivosSuelo
Animales
I
N
S
U
M
O
S
C
L
I
M
T
E
SISTEMA DE
PRODUCCIÓN
M
E
R
C
A
D
O
S
SISTEMA DE MANEJO
Control
Control y planif. deliverativa
Acción
Ambiente internoNecesidades, valores, objetivos, etc.
Conocimiento, límites cognitivos, etc.
Recursos
AGUA SUPERFICIAL Y SUBTERRÁNEA
De McCown, 2000
(adaptado de Sorrensen and Kristensen, 1992)
Sistemas de mercados nacionales e internacionales
- instituciones, comercio, políticas del gobierno, etc.
Sistemas regionales
- infraestructura, comunidades
Sistema de captación
HidrologíaBiología
Sistema del establecimiento
S
U
M
S
U
M
OS
Cultivo
s
Suelo
Animales
I
N
S
U
M
OS
SISTEMA DE
PRODUCCIÓN
SISTEMA DE MANEJO
Control
Control y planificación deliverativa
Acción
Ambiente interno
Necesidades, valores, objetivos, etc.
Conocimiento, límites cognitivos, etc.
Recursos
Australia
1000 km0 Escala
Cuenca Murray-Darling
LLanuras de Liverpool
Darwin
Perth
Adelaide
Melbourne
Hobart
Sidney
Brisbane
Canberra
Drenaje estimado
anual promedio
con
uso de suelo
actual
Drenaje
estimado
anual
promedio con
sistemas de
cultivo
alternativos(cultivos oportunistas o
sorgo continuo)
Drenaje
estimado
anual
promedio con
sistemas de
cultivo
alternativos
+
forestaciónen
colinas y lomas
sedimentarias
Drenaje
estimado anual
promedio con
vegetación
nativa
0
5
10
15
20
25
30
Alluvial plains
(40%)
Volcanic slopes
(23%)
Volcanic ranges
(8%)
Sedimentary
hills/slopes
(29%)
Dra
inag
e,
Gl/y
r
Current
Alternative cropping
Native vegetation
Landscape unit (% of area)
Conectar los flujos de
los agro-ecosistemas
con los del relieve
VARIABILIDAD Y CAMBIO CLIMÁTICO
Lluvia
CAPTACIÓN
RIEGO
AGUA SUBTERRÁNEA
PANTANO
RÍO
ESTUARIO
MARPRESA
CSIRO LAND and WATER
Tension between water extraction and water for river health
Servicios del ecosistema
"... las condiciones y los procesos a través
de los cuales los ecosistemas naturales y las
especies que los forman, sostienen y llenan
la vida humana"
Daily (1997)
Servicios del ecosistema
¿O?
Polinización como servicio del ecosistema
VALOR DE LOS PRODUCTOS: $1.2b pa
las plantas nativas producen néctar
las abejas se
alimentan del néctar
las abejas polinizanlos cultivos sin costo
alguno para los productores
girasol
alfalfa
trébol
calabaza
cereza
manzana
pomelo
ciruela
damasco
Todos >70% dependientes
de polinizadores
La forma futura de la agricultura sustentable
"... de las pequeñas cosas crecen cosas grandes"
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