Resumen: La fertilización nitrogenada es un aspecto clave en la productividad de los cultivos. Se trata de uno de los tres macroelementos que se considera de forma sistemática en los programas de fertilización y en cantidades importantes, sin embargo, a diferencia de los otros dos macroelementos, el nitrógeno presenta un ciclo complejo con formas solubles y volatilizables, que contribuyen a generar problemas medioambientales graves de contaminación difusa: contaminación de aguas subterráneas y superficiales y emisión de gases de efecto invernadero más agresivos que el CO2. En el caso de los regadíos de Extremadura, la mayor parte de la superficie de los regadíos de las Vegas Altas y Bajas del Guadiana estan declaradas de acuerdo con la normativa europea como "Zonas Vulnerables a la contaminación por nitratos". En este contexto los estudios dirigidos a optimizar las aportaciones de fertilizantes resultan de gran interés. El objetivo es establecer estrategias de fertilización que garanticen una buena cosecha (producción y calidad) con un consumo mínimo de fertilizantes nitrogenados, ajustando la disponibilidad de este elemento a las extracciones de cultivo, manteniendo la concentración del suelo por encima del nivel que induce situaciones de deficiencia. Estas estrategias deben establecerse de forma conjunto a una buena gestión del riego, ya que los riegos por exceso favorecen las pérdidas nitrógeno disuelto en las aguas de lixiviación.

Por otra parte, en las parcelas agrícolas se producen entradas y salidas de otros productos con repercusiones tanto en el cultivo en sí, como en el efecto de las prácticas de cultivo sobre el medio ambiente y cuyo análisis y estudio hace posible proponer prácticas agrícolas sostenibles, siendo esto uno de los focos importantes del proyecto estrategico.

Respondiendo a la necesidad manifiesta de realizar estudios precisos y fiables que conduzcan a proponer estrategias de cultivo y determinar el efecto medioambiental y productivo que pueden tener las prácticas agronómicas en general, se propone establecer en la Finca La Orden una infraestructura adecuada para realizar estudios de balance de nitrógeno y otros agroquímicos en cultivos herbáceos y que permita también estudiar lixiviación de otros productos utilizados en la agricultura como fitosanitarios u otros fertilizantes. Uno de los sistemas más precisos para realizar un balance de entradas y salidas en un sistema agrícola experimental son los lisímetros de drenaje, disponibles en buena parte de los centros de investigación donde se realizan este tipo de estudios. Este dispositivo experimental, en el caso de la Finca La Orden resulta casi imprescindible, ya que dadas las características de los suelos de la finca otras metodologías disponibles como el uso de sondas de succión ha proporcionado malos resultados.

Descripción de la infraestructura.

• 12 Lisímetros de drenaje circulares de 3 m de diámetro y una profundidad útil superior a 0,9 m, con un sistema de drenaje y bomba de vacío para poder mantener la tensión natural del agua en el suelo y sondas de medido continua de humedad en el suelo.
• Sistema de recolección del drenaje
• Bunker para recogida y gestión del sistema de drenaje y captación de lixiviados
• Sistema de riego por goteo con fertirrigación (red principal) y tanques de abonado para realización de los ensayos, con sistemas para cuantificar y controlar la aplicación de agua y abono en cada una de las parcelas y programador de riego.
• Sistema de riego y fertilización automatizado para 16 parcelas elementales, incluyendo caseta, automatismos y dispositivos de almacenamiento y envío de datos.

Investigador Responsable: Henar prieto Losada y Eugenio Márquez Ramirez.

Líneas de trabajo: Tecnologíoas para la sostenibilidad

Periodo: 2021-2022

Objetivo Principal: Mantener las instalaciones de lisimetros de drenaje para trabajos de balance de agua y nutrientes

Principales resultados:
La parcela lisimétrica está compuesta por tres elementos principales:

Sistema de drenaje

1. El sistema de drenaje es el eje central de la instalación ya que se compone de los 12 lisímetros de drenaje instalados en la parcela y de los sistemas de bombas de succión y tanques de recepción de los lixiviados. También existe una red de sensores de medida de humedad y temperatura de suelo instalados en cada uno de los lisímetros y también en las cuatro parcelas en las que no existen lisímetros pero forman parte de la parcela lisimétrica. En total hay 16 sondas de humedad de tipo capacitancia compuesta por 5 sensores cada una de las sondas que permiten obtener medidas de humedad y temperatura de forma continua a 5 profundidades diferentes (10, 20, 30 ,50 y 50 cm).
   • Los lisímetros son estructuras circulares de diámetro de 3 metros y una profundidad de 1 metro. Para realizar u instalación se realizó un agujero de diámetro superior al lisímetro donde se retiró la tierra de una forma ordenada por capas para poder volver a colocarla según su disposición inicial dentro del lisímetro. Como se puede ver en la fotografía el lisímetro es como una maceta de Polietileno de alta densidad con una espina de pescado abajo del lisímetro que permite separa la parte de tierra y la zona de acumulación del drenaje. Cada lisímetro está conectado mediante tuberías a la zona de la caseta central donde se recogen todos los lixiviados que se producen en cada uno de ellos. Existe un depósito numerado por cada uno de los lisímetros.

• Taques de recepción de lixiviados. Estos tanques permiten recoger los lixiviados de cada uno de los 12 lisímetros que hay en la parcela lisimétrica. En estos tanques mediante una llave se pueden recoger y medir el agua drenada de forma individual.

• Bombas de Succión. Son un elemento muy importante de la instalación ya que permiten que el agua circule fácilmente desde los lisímetros hasta los tanques de recepción de lixiviados. Existen dos bombas de succión para controlar la mitad de los lisímetros cada una de ellas. Estas bombas se sitúan en la zona baja del bunquer donde se sitúan los tanques de recepción de lixiviados.

2. El sistema de riego se compone de una serie de tuberías enterradas en el suelo, en las que se sitúan a ambos lados de la parcela diferentes electroválvulas, una por cada una de las parcelas elementales o sectores de la parcela lisimétrica. Las electroválvulas están controladas por un programador de riego. Para el seguimiento de las parcelas y electroválvulas se realizó un esquema que se colocó en la caseta de riego para poder realizar las aperturas de válvulas en función de los tratamientos propuestos. Como se puede ver en el esquema se identifican las diferentes parcelas con sus válvulas de control 1 en cada una de las parcelas, que se marcan en el mapa con un círculo de color azul y se marcan con “R” los números de los lisímetros instalados.

3. Sistema de fertilización El sistema de fertilización automática, está compuesta por una caseta donde están instalados los tanques de fertilizantes, compuestos por cuatro tanques de plástico de 1000 litros de capacidad para los diferentes elementos químicos. Cada uno de los tanques cuenta con un sistema automático de homogeneización y una válvula de control para la salida del fertilizante, estas válvulas están gestionadas a través de programador de riego e impulsadas al sistema de riego mediante una bomba.

Para la prueba de la parcela lisimétrica con cultivo, se transplantó un cultivo de tomate de industria en abril de 2021. Se estableció un ensayo con tomate de industria apoyado en una asistencia técnica para la prueba de un producto con la empresa Jotralog. El cultivo está previsto que se coseche en la primera semana de agosto, haciéndose una valoración del desarrollo del cultivo dentro y fuera de los lisímetros. Durante el cultivo del tomate se llevó un riego muy ajustado a las necesidades del cultivo, ya que se pretendía evitar los posibles encharcamientos. De esta forma los volúmenes de agua no fueron suficientes para que existiera un gran drenaje. Para Determinar el balance de agua entre las entradas (agua aplicada durante el riego) y salidas (necesidades del cultivo (ETc) y drenaje. En la tabla 2 se muestra los datos de balance calculados en cada uno de los lisímetros. A partir de estos datos se podría calcular las necesidades reales del cultivo. En este caso la falta de drenaje indica a priori que el agua aplicada fue mucho menor que las necesidades reales del cultivo ya que si hubieran estado ajustadas el balance debía ser próximo a cero. Hay que considerar como vimos anteriormente que el suelo del lisímetro es capaz de acumular unos 2000 litros que si consideramos que el suelo parte de seco podría mejorar el ajuste del balance siendo muy próximo a cero, aunque esto debe ser verificado con el comportamiento observado con las sondas de humedad.

Tabla2. Balance de agua en litros en los diferentes lisímetros.

Transferencia

1. Además se han atendido varias visitas al Centro, explicando sobre el terreno el funcionamiento y utilidad de la infraestructura utilizada en el desarrollo de este proyecto (lisímetros de pesada), y los datos obtenidos

Financiación: FEDER Proyecto estratégico AGROS