Uso óptimo de agua desalada para el riego de los cultivos hortícolas intensivos

La calidad del agua disponible para los cultivos en el Campo de Níjar limita tanto los cultivos como su productividad. La UAL ha investigado el uso conjunto del agua desalada y el agua de pozo.

El agua para riego en Almería y la salinidad

El agua es un factor de producción clave para el desarrollo de los cultivos. En los cultivos hortícolas de invernadero, se consumen de media entre unos 4500 a 5000 m3 de agua por hectárea y año. Sin embargo, el agua es un bien preciado en nuestras condiciones climáticas. La zona litoral almeriense en la que se desarrolla la actividad agrícola, presenta un clima semiárido caracterizado por escasas precipitaciones, inferiores a 250 mm/año, que se distribuyen muy irregularmente. Esto supone que los recursos hídricos son escasos y fundamentalmente procedentes de agua subterránea.

No obstante, las elevadas extracciones de agua para mantener la actividad agrícola han causado graves problemas de sobreexplotación y salinización de los acuíferos. La situación es especialmente grave en la zona del Campo de Níjar, en la que diversos estudios han constatado un alarmante incremento de la salinidad del agua subterránea, con el consiguiente deterioro de su calidad agronómica.

Los problemas asociados al incremento de salinidad se han manifestado de diversas formas. En primer lugar, para paliar los efectos adversos de la salinidad, el Campo de Níjar se ha especializado en los cultivos hortícolas más tolerantes a la salinidad como son el tomate o la sandía, lo que limita considerablemente la diversificación de cultivos. Además, los sistemas de cultivos en sustrato que requieren disponer de un agua de calidad son casi inexistentes en esta zona. Finalmente, los rendimientos de los cultivos son sensiblemente menores que en otras zonas con mejor calidad de agua.

Estudios han constatado un alarmante incremento de la salinidad del agua subterránea en la zona del Campo de Níjar

El uso de agua desalada como solución

Para superar estos graves problemas de escasez y mala calidad del agua subterránea, el uso del agua de mar desalada se presenta como una excelente solución, ya que el mar es una fuente abundante y segura de agua, no sometida a las incertidumbres propias de los recursos hídricos convencionales, lo que permite asegurar la garantía de suministro a los agricultores.

Se trata, además, de agua de elevada calidad con una baja concentración salina. El uso de agua desalada para el riego de los cultivos puede fomentar la recuperación de los acuíferos debido a la reducción de extracciones y la menor concentración de sales en los retornos de riego.

No obstante, a pesar de sus múltiples ventajas, el agua desalada también presenta algunos inconvenientes. su precio es considerablemente mayor que el del agua subterránea, si bien estas diferencias de precio se han ido reduciendo en las últimas décadas, debido a la mayor eficiencia energética de los procesos de desalación por ósmosis inversa.

Otro inconveniente es el mayor coste de fertirrigación, ya que es necesario aportar al agua desalada las sales y nutrientes de las que esta carece. Finalmente, el uso de agua desalada puede provocar, a largo plazo, problemas de fitoxicidad por cloruros o por boro y riesgo de alcalinización del suelo por la presencia de sodio.

El uso de agua desalada para el riego de los cultivos puede fomentar la recuperación de los acuíferos 

La estrategia de investigación de la UAL en el CIAMBITAL

La mejor manera de mitigar los inconvenientes del agua desalada y aprovechar sus importantes ventajas es el uso conjunto del agua desalada y agua de pozo, mezclándolas en una proporción adecuada para conseguir mejorar los rendimientos y disminuir los costes.

Consciente de la necesidad de investigar sobre las estrategias óptimas de uso combinado de agua desalada y aguas convencionales y fertirrigación en los cultivos hortícolas de invernadero, el centro de investigación CIAIMBITAL de la Universidad de Almería, ha promovido la realización de un programa de investigación sobre el uso óptimo del agua desalada.

Este se ha materializado en la realización de diversos proyectos tanto de carácter local, nacional (RIDESOST SOSTenibilidad agro fisiológica, ambiental y económica del RIego con agua marina DEsalinizada en cítricos y sistemas hidropónicos semicerrados en cultivos de invernadero, AGL 2017 85857 C 2 1 R), así como europeo (LIFE DESEACROP DEsalinated SEAwater for alternative and sustainable soilless CROP production, LIFE 16 ENV/ES/ 000341 http://www.deseacrop.eu/ ).

En la realización de estos proyectos, el equipo de investigación de CIAIMBITAL ha colaborado con entidades directamente implicadas en la gestión del agua desalada (Comunidad de Usuarios del Campo de Níjar,CUCN), con grupos de investigación líderes en este tema (Universidad Politécnica de Cartagena, UPCT) y con relevantes empresas del sector de la desalación como Sacyr-Agua.

Los ensayos se han realizado en un invernadero ubicado en la finca experimental UAL-ANECOOP. Este invernadero se ha dotado de un cabezal de riego que puede controlar la mezcla de aguas para obtener la calidad deseada y dispone de un sistema de fertirrigación que puede controlar con precisión el aporte de nutrientes a cada tratamiento. El invernadero dispone de 18 unidades experimentales en las que se pueden ensayar las diferentes mezclas de agua.

Los ensayos realizados han permitido comprobar que el uso del agua desalada ha supuesto un importante incremento de la producción, llegando este a ser de hasta un 20 % con respecto al tratamiento con mayor salinidad. También, se ha podido comprobar que el mayor incremento de producción con el uso del agua desalada se ha producido en los cultivos en sustrato, el cual ha llegado a producir un 15 % más que en suelo en el ciclo de otoño- invierno y hasta un 28 % en el de primavera-verano.

La gestión óptima de la mezcla de aguas para fertirriego

La información experimental obtenida es extraordinariamente valiosa para calibrar un modelo de apoyo a la toma de decisiones sobre la gestión óptima de la mezcla de aguas y de la estrategia óptima de fertirrigación que permita maximizar el beneficio económico percibido por el agricultor y reducir el impacto ambiental del riego.

Cabezal de ensayo

El objetivo es que esta herramienta esté disponible para agricultores, técnicos e investigadores de manera libre y gratuita, ya que se está desarrollando con un lenguaje de programación de código abierto (Python) y se va a alojar en la nube, utilizando los recursos disponibles en la plataforma Google Collaboratory.

Las simulaciones realizadas con dicho modelo han permitido constatar que la mezcla óptima de agua desalada y de pozo no es constante, sino que depende de las condiciones particulares de cada agricultor. Los factores más significativos que se deben tener en cuenta para establecer la mezcla óptima de aguas son el tipo de cultivo, la salinidad del agua de pozo y la uniformidad del sistema de riego.

Por dar sólo unas cifras orientativas, se ha simulado el caso de un cultivo de tomate de un agricultor que tiene un sistema de riego uniforme, que dispone de agua de pozo con una conductividad eléctrica (CE) de 3,5 dS/m y se ha comprobado que el porcentaje óptimo de mezcla en este caso sería de un 80 % de agua desalada y un 20 % de agua de pozo.

En estas condiciones, este agricultor incrementaría la productividad del agua de riego un 64 % respecto al riego sólo con agua de pozo, su beneficio económico se incrementaría en un 50 % y reduciría la fracción de lavado en un 55 %, mejorando sensiblemente la calidad del agua de drenaje, lo que supone un menor riesgo de contaminación salina del acuífero.

Conclusiones

De las investigaciones realizadas se pueden extraer las siguientes conclusiones:

El agua desalada tiene un futuro prometedor debido a que es un recurso continuo, ilimitado y de calidad que garantiza el suministro de agua de riego.

El agua desalada es cada vez más competitiva desde el punto de vista económico ya que su precio está disminuyendo a medida que se mejora la eficiencia de las técnicas de desalación.

La gestión conjunta del agua desalada y del agua subterránea presenta múltiples ventajas:

• Permite establecer una calidad de agua objetivo, apropiada para cada sistema de cultivo.
• Produce un aumento de producción y calidad y del beneficio económico.
• Se reducen los costes del agua y de la fertilización.

El uso de agua desalada permite ampliar la alternativa hacia cultivos más sensibles a la salinidad y adoptar técnicas de cultivo avanzadas ,como el cultivo en sustrato y la recirculación de lixiviados.

El uso de agua desalada puede contribuir decisivamente a la recuperación de los acuíferos debido a la reducción de extracciones y a la mejora de la calidad de los retornos de riego.

Finalmente, es necesario fomentar los programas de investigación que estudien experimentalmente los efectos agronómicos del agua desalada sobre los cultivos. Así como el desarrollo de modelos de ayuda a la toma de decisiones sobre gestión óptima del riego y la fertirrigación con agua desalada y los programas de transferencia y extensión de estas investigaciones al sector.