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"