Efecte sobre la qualitat de la vegetació de l'ús d'aigua
regenerada per al reg de zones verdes
*Carme Biel, *Mireia Llobet, *Jaume Casadesús, **Rafael Mujeriego, *Robert Savé
*Departament de Tecnologia Hortícola Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA)Centre de CabrilsCarretera de Cabrils s/n08348 Cabrils
**Enginyeria Ambiental
ETS de Enginyers de CaminsUniversitat Politècnica de CatalunyaJordi Girona, 1-3, Edifici D108034 Barcelona
Agraïments a l’ajuda rebuda de la Fundació Agrícola Catalana i Cespa
Introducció
L’ús d’aigua potable pel reg de zones verdes cada vegada serà més difícil degut a ser escassa i la competència amb altres usos.
L’ús d’aigua regenerada per al reg és una bona alternativa, però per a fer una bona gestió cal tenir en compte una sèrie de factors:
- Qualitat química i microbiològica de l’aigua
- Característiques físiques i químiques del sòl
- Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat
- Clima de la zona
- Mètode de reg i maneig de l’aigua
- Sistema de drenatge adequat
Qualitat química de l’aigua
• Conductivitat elèctrica i pH
• Concentració de cations: Ca2+, Mg2+, Na+, SAR
• Concentració d’anions: Cl-, SO42-, HCO3-, CO3
2-,
• Concentració de compostos tòxics i contaminants
• Sòlids en suspensió
• Terbolessa
Qualitat microbiològica
• Presència de bacteris, fongs i virus
Criteris de referència per avaluar les restriccions d’ús d’un aigua per agricultura
Restricciones de uso
Ninguna Ligera a moderada
Importantes
Riesgo de salinización (CEa dS.m-1 a 25ºC <0.7 0.7-3.0 >3.0
Riesgo de sodificación SARp CE (dS.m-1 a 25ºC)
0-3 >0.7 0.7-0.2 <0.2 3-6 >1.2 1.2-0.3 <0.3 6-12 >1.9 1.9-0.5 <0.5 12-20 >2.9 2.9-1.3 <1.3 20-40 >5.0 5.0-2.9 <2.9
Riesgo de toxicidad
<4 4-10 >10 Cl meq.L-1 Riego de superficie Riego por aspersión <3 >3 -- Boro mg.L-1 <0.7 0.7-3.0 >3.0 Bicarbonato meq.L-1 Riego por aspersión
<1.5 1.5-8.5 >8.5
Fuente Ayers y Wescott, 1985 extret del llibre Edafología de Porta et al. 2003.
Característiques físiques i químiques del sòl
• Textura i estructura
• Composició química
• Característiques hidrològiques:
conductivitat hidràulica,
velocitat d’infiltració,
• Morfologia del perfil
Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat
Resposta de diferents grups de plantes a la salinitat en el susbtrat
Sensibles Baixa tolerància a la sal
Halofitas facultativas
Halofitas
Increment de la salinitat en el substrat
Incr
eme n
t de
la p
r odu
cció
de
bi o
mas
s a
Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat
Mecanismes de tolerancia a la sal-
- Restringir l’entrada i el transport de sal per les arrels
- Eliminació de la sal per glàndules situades a les fulles
- Dilució de les sals per:
. Creixement ràpid
. Suculència de les fulles i tiges
- Acumulació de soluts orgànics compatibles +
Objectiu de l’assaig
L’assaig és una activitat demostrativa en el
que es pretén avaluar quin efecte té sobre la
vegetació el reg amb aigua regenerada.
Material i Mètodes
Espècies
Agrostis stolonifera
Festuca arundinacea var Cortez
Cynodon dactylon
Pennisetum clandestinum var Wittet
Metabolisme C3
Mesòfiles
Metabolisme C4
Termòfiles
Resistents a la salinitat
Data de sembra 1 d’abril de 2004
Tipus de sòl franc sorrenc de 50-60 cm de profunditat
Disseny experimental
Aigua regenerada Aigua de xarxa
Pen
Cyn
Fes
Agr
Pen
Cyn
Fes
Agr
Agr
Fes
Cyn
Pen
Agr
Fes
Cyn
Pen
AgrPen
FesCyn
CynFes
PenAgr
AgrPen
FesCyn
CynFes
PenAgr
16 m
5 metres
Disseny experimental
30 cm
30 cm
Vàlvula de sifó
Vàlvules de descarrega
Vàlvula de sifó
regenerada
xarxa
Material i Mètodes
Sistema de reg
Goters de 2 L/hora enterrats a 15 cm situats cada 30 cm
Filtres de sorra
Circuit tubs de reg tancat
Buidat del sistema mitjançant vàlvules de descarrega després de cada reg
Dosi d’aigua aplicada
ETP mitjana de 22 anys de l’estació de Cabrils
Aplicació diària des del 29 d’abril
ETP (mm)
Mes
1.302.032.843.103.012.582.03
Octub.Setem.AgostJuliolJunyMaigAbril
Material i Mètodes
Mesura estat hídric de les fulles
Contingut relatiu d’aigua = (Pes fresc –Pes sec)
(Pes saturació-Pes sec)
Mesura estat hídric del sòl amb electrotensiòmetres Watermark
Situats en la vertical del goteri entre dues línies de goter
7.5 cmgoters
15 cm
22.5 cm
30 cm
Tensió en el sòl en la parcel·la reg amb aigua de xarxa
0
5
10
15
20
25
30
17-may-
04
24-may-
04
31-may-
04
07-jun-04
14-jun-04
21-jun-04
28-jun-04
05-jul-04
12-jul-04
19-jul-04
26-jul-04
02-ago-04
09-ago-04
16-ago-04
23-ago-04
30-ago-04
06-sep-04
13-sep-04
20-sep-04
27-sep-04
04-oct-04
11-oct-04
18-oct-04
25-oct-04
01-nov-04
08-nov-04
15-nov-04
tens
ió, k
Pa
mig-7.5 mig-15 mig-22.5tub-7.5 tub-15 tub-22.5
Pluja de 15 mm el dia 26
entre el dia 29/8/04 i el 16/9/04 va ploure 65 mm
Pluja entre 13 i 15 juny de 26,6 mm pluja 20 mm
Proves per a decidir situació tensiòmetres
Metodologia per la pressa mostres de sòl
Festuca regenerada 22/09/2004
Festuca xarxa
Festucaregenerada
Paràmetres per a mesurar la qualitat de la vegetació
Qualitat visual
Utilitzada pel gestors de zones verdes. Es necessita experiència.
Producció de matèria seca
És costos en temps i mà d’obra.
Aporten informació color i estat fisiològic però el cost instrumental i en mà d’obra és alt.
Contingut enclorofil·les
Fluorescència no modulada
Aporta informació color i estat fisiològic
Preu instrumental elevat
Avantatge utilitza menys mà d’obra i es poden realitzar major nombre de mostres.
Espectroradiometria
Aporta informació color i cobertura Preu instrumental mitja-baixMateixa avantatge que l’anterior
Fotografia digital
Material i Mètodes
Mesures no destructives i ràpides basades en la REFLECTÀNCIA
Refl
ectà
ncia
%
Tran
smit
ànic
a%
absorbància
reflectància
transmitància
Longitud d’ona (nm)
visible IR proper Infraroig mitjà
incident
absorbida
reflexada
sensor
RNIRRNIRNDVI
+−
=
Longitud d’ona (nm)
Refl
ectà
ncia
0.0
0.2
0.4
400 500 600 700 800 900 1000
Espectroradiòmetre
NDVI = Índex de vegetació de referència normalitzada
NIR = infraroig properR = roig
Material i Mètodes
Fotografies amb càmera digital a 1.4 m d’alçada
Color
Cobertura
Presència malesherbes
Càlcul d’indicadors de l’estat de la vegetació,p.ex. “greenness”
Part verda + seca + sòl Part verda separadaColor promigColor més freqüentVariança del color
Útil per a -quantificar recobriment-quantificació d'estrès...
ÀreaColor promigColor més freqüentVariancia del color
Útil per a:-Caracterització de la varietat-variació estacional del color...
Valor promig i variançia:-en tota la imatge: indicatiu del recobriment-només en la part verda: indicatiu de la clorofil·la, etc.
Resultats
Aspecte de las parcel.les el 23/06/04
Aigua regenerada Aigua de xarxa
Resultats Qualitat aigua regenerada EDAR Mataró
Conductivitat elèctrica
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04
Dies
CE
(dS.
m-1
)
pH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04
Dies
pH
Nitrogen amoniacal
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04
Dies
N-NH
4 (m
g N.
L-1)
Resultats CE i pH del sòl
00.10.20.3
0.40.50.60.7
Regenerada Xarxa Regenerada Xarxa
Tipus d'aigua
CE
(dS.
m-1
)
juliolsetembre
0-20 cm 20-40 cm
012345678
Regenerada Xarxa Regenerada Xarxa
Tipus d'aigua
pH
juliolsetembre
0-20 cm 20-40 cm
Conductivitat elèctrica
pH
Resultats Tensió de l’aigua en el sòl
Tensió d'aigua en el sòl
0
5
10
15
16-6-2004 16-7-2004 15-8-2004 14-9-2004 14-10-2004 13-11-2004
Tens
ió e
n el
sòl
(kPa
)
regeneradaxarxa
Resultats Evolució del RWC
RWC Agrostis
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04
RW
C (
Tant
per
1)
regeneradaxarxa
RWC Cynodon
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04
RW
C (
Tant
per
1)
regeneradaxarxa
RWC Festuca
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04
RW
C (
Tant
per
1)
regeneradaxarxa
RWC Pennisetum
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
9-8-04 30-8-04 20-9-04 11-10-04 1-11-04
RW
C (
Tant
per
1)
regeneradaxarxa
Resultats Evolució NDVI
NDVI Agrostis
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04
ND
VI
regenerada
xarxa
NDVI Festuca
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04
ND
VI
regenerada
xarxa
NDVI Cynodon
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04
ND
VI
regenerada
xarxa
NDVI Pennisetum
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
10/08/04 31/08/04 21/09/04 12/10/04 02/11/04
ND
VI
regenerada
xarxa
Resultats Qualitat gespes
Aigua de xarxa 10/08/2004
Festuca Agrostis Cynodon Pennisetum
Aigua regeneradaFestuca Agrostis Cynodon Pennisetum
Resultats Qualitat gespes
Aigua de xarxa 22/09/2004
Festuca Agrostis Cynodon Pennisetum
Fotografies setembre
Aigua regeneradaFestuca Agrostis Cynodon Pennisetum
Vista general 10/08/04
Aigua regenerada Aigua xarxa
Vista general 22/09/04
Aigua regenerada Aigua xarxa
Vista general 28/10/04
Aigua regenerada Aigua xarxa
Conclusions
. Durant els mesos de maig a agost la qualitat de les gespes regades amb aigua regenerada va ser la mateixa que les regades amb aigua de xarxa.
Possibles explicacions de la pèrdua de qualitat durant el mes de setembre
. Dissolució de sals acumulades al sòl al regar amb aigua de xarxa conjuntament amb les pluges intenses de les dues primeres setmanes de setembre.
. Presència d'algun ió específic que ha estat tòxic per a les plantes.. Canvis en les propietats hidràuliques del sòl.
. Anòxia
. Les tècniques de teledetecció i fotografia digital són eines que aporten informació sobre l’estat de la vegetació que poden ajudar a la presa de decisions.