Marcelo NosettoGrupo de Estudios Ambientales – IMASL, CONICET & Universidad Nacional de San Luis

napas y agricultura en la región pampeana:

oportunidadesriesgos y claves para su manejo

napa freática: techo de la zona saturada* de agua en el perfil(*) todos los poros ocupados por agua napa

napaNW de Bs As SE de Australia NE de Mendoza

(-) (-) (+)

Pendiente < 0.05 % - basado en DEM de 1km2 de resolución

Llanura Chaco-Pampeana: Una de las regiónes más planas del mundo

napa

drenajedescarga(evaporitva)

llanura

napa

evapotranspiración precipitación

escurrimiento

descarga(líquida)

drenaje

deposición

lixiviación

evacuación

met.resp.

paisaje disectado

acumulación

napa en llanuras muy planas

napa freática: dependiente del balance hídrico local (escaso intercambio con otras regiones)

(-)anegamiento temporario, vehículo de sales

(+)“segunda oportunidad” de usar precipitación no aprovechada

en el tiempo: diferir agua de año húmedo a secoen el espacio: redistribuir agua (e.g. médano a bajo)

SINERGIA: aprovechar oportunidad (+)

puede minimizar riesgo (-)

cultivo(vegetación) napa

Respuesta de cultivos a napa

Respuesta de napa a cultivos I (corto plazo)

Respuesta de napa a cultivos II (largo plazo)

Napas: esquemas de monitoreo y toma de decisiones

Maiz, 2005-2006 (qq/Ha)año seco

> 152 143 125 107 89 71 53 35 17< 8

> 62 58 51 44 37< 30

Soja, 2006-2007 (qq/Ha)año húmedo

“Fenomeno” napa a nivel lote, “El Consuelo” – V. Mackenna

bajo, napa a 2.1-2.4 m

lomanapa a3.4-3.9 m

Napa responsablede 25-45% de producción

de maíz y soja en el establecimiento

en campaña 2005-2006

Precipitación Octubre-Marzo Norte (s/napa) Sur (c/napa)

2000-2001 (húmedo) 867 mm 732 mm2003-2004 (seco) 419 mm 416 mm .

Rendimiento medio SOJA

00.51.01.52.02.53.03.5

03-0

4

00-0

1

03-0

4

00-0

1

Colon, CalamuchitaS MaríaR 1ºR 2º

RocaSan MartinJ CelmanSaenz Peña

(T

n/H

a)

“Fenómeno” napa a nivel región, Córdoba N vs. S

Zona no saturada

Zona saturada

raíces)ascensocapilar Flujo

= gradiente de potencial x conductividad

barbechocultivo

0

1

0 1 2 3 4 5 6

POTENCIAL

Aporte capilar

Profundidad de napa (m)

Banda IBanda IIBanda IIIBanda IV

Prof de raices

Anegamiento

pro

duct

ivid

ad

productividad vs. profundidad de napa

año seco

año húmedo

nivel de napa vs. rendimiento18 freatímetros permanentes en 6 transectas topo altimetría GPS-geodésicomodelo del terreno -captura prof napa (r2 0.95)monitores de rendimiento

ELEVACION ABSOLUTA

ELEVACION RELATIVA

PROFUNDIDADE NAPA

1 km

freatímetros

> 152 143 125 107 89 71 53 35 17< 8

020406080

100120140

0 1 2 3 4 5 6 7

maíz 2005-2006

RENDIMIENTO

0 1 2 3 4 5 60

40

80

120

160G

rain

yie

ld (

qq h

a-1

)

0 1 2 3 4 5 6 7

40

80

120

160

0 1 2 3 4 5 60

10

20

30

40

50

60

Gra

in y

ield

(qq

ha

-1)

0 1 2 3 4 5

10

20

30

40

0 1 2 3 4 5 60

10

20

30

40

50

60

Groundwater depth (m)

Gra

in y

ield

(qq

ha

-1)

0 1 2 3 4 5

20

40

60

80

Groundwater depth (m)

Maize 2006-2007

r2 = 0.48

Maize2007-2008

r2 = 0.75

Soybean2006-2007

r2 = 0.20

Soybean2007-2008

r2 = 0.41

Wheat 2006 Wheat 2007

r2 = 0.39r2 = 0.50

Banda óptimade profundidad

Maiz: 140-245 cm

Soja: 120-220 cm

Trigo: 70-165 cm

Maiz, campaña 2007/08, “El Consuelo” (Vicuña Mackenna)

Banda IINapa = 2.8

Banda III (óptimo)Napa = 1.7

Banda IV (anegamiento)Napa = 0.8

Espigas por planta: 1.1 b 1.5 a 1.1 b

Granos por hilera: 37.6 a 33.7 b 34.3 b

293.9 a 286.3 a 205.9 bPeso 1000 granos (gr):

Rto. (Tn/ha): 10.5 b 12.7 a 6.6 c

determinantes del aporte de napa

4. profundidad

7. textura

10.salinidad

13.barreras físicas

16.demanda neta

de napa (-) en II y III, pero (+) en IVde raíces (+)

franca para ascenso capilar (+) gruesa para aportes vecinos (+)

salinidad de napa (-)tolerancia vegetacion (+)

PPT (-)ET (+)

0

1

0 1 2 3 4 5 6Profundidad de napa (m)

Banda IBanda IIBanda IIIBanda IV

pro

du

ctiv

idad

Nicho 1 (tolerancia anegamiento)

“expansion de nichos de napa”

Nicho 2 (raices profundas)

Nicho 3 (tolerancia salinidad)

thaptos (?)toscas

nivel de napa vs. Información satelitalMapa de profundidad freática

< 0 m

> 6 m

NDVI

0

1

Temperatura Superficial (ºC)20 ºC

33 ºC

Imagen Landsat 7 (Feb-2006)

0 1 2 3 4 5

P r o f u n d i d a d f r e á t i c a ( m )

0 . 6 3

0 . 6 6

0 . 6 9

0 . 7 2

0 . 7 5

0 . 7 8

ND

VI

0 1 2 3 4 5

P r o f u n d i d a d f r e á t i c a ( m )

2 6 . 2

2 6 . 4

2 6 . 6

2 6 . 8

2 7 . 0

2 7 . 2

Tem

per

atu

ra s

uper

ficia

l (ºC

)

0

5

10

15

20

25

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)

Sal

inid

ad d

e N

apa

(dS

/m)

Situación de napas en Villegas (17 Ago 2007)

18 freatimetrosINTA – Villegas Zaniboni

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 2 4 6 8 10 12

granos forrajeras perennes forrajeras anuales

salinidad 10% de merma (dS/m en pasta)

toel

eran

cia

a

ench

arca

mie

nto

(0-2

)

soja, sorgo

cebada

colza

girasol, alfalfa, trebol

maiz

gramon

festuca

agropirotritic

ale

trigo

, ray

gras

s

vicia, avena, centeno

0

5

10

15

20

25

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)

Sal

inid

ad d

e N

apa

(dS

/m)

optimo

marginal

optimoanegam. inaccesible

profundidad

Sal

inid

ad 75% del potencial

0% del potencial

aporte de napa en maizoptimo 4 casos (22%)marginal 10 casos (50%)

Limites al consumo: nivel y salinidad (villegas 7/2007)

0

5

10

15

20

25

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)

Sal

inid

ad d

e N

apa

(dS

/m) aporte de napa en trigo

optimo 3 casos marginal 9 casos

0

5

10

15

20

25

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3Profundidad de Napa (m)

Sal

inid

ad d

e N

apa

(dS

/m)

aporte de napa en cebadaoptimo 4 casos marginal 10 casos

Respuesta de cultivos a napa

Respuesta de napa a cultivos I (corto plazo)

Respuesta de napa a cultivos II (largo plazo)

Napas: esquemas de monitoreo y toma de decisiones

cultivo(vegetación) napa

niveles y salinidad

208.10208.20208.30208.40208.50208.60208.70208.80208.90209.00209.10

10-10 29-11 18-1 9-3 28-4 17-6 6-8 25-9

fecha (2006-2007)

cota

fre

ati

ca (

m)

bajos (6)

altos (5)

altos (5)

bajos (6)

213.24

211.28

“El Consuelo” niveles medios en altos y bajos

208.10208.20208.30208.40208.50208.60208.70208.80208.90209.00209.10

10-10 29-11 18-1 9-3 28-4 17-6 6-8 25-9

cota

fre

ati

ca (

m)

bajos (6)

altos (5)

13-1 al 10-2

profundidad (m)

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

1 2 3 4 5

maizsoja

cam

bio

de

niv

el (

m)

Descarga (consumo neto)

cultivo(vegetación) napa

Lluvia: 120 mm

208.10208.20208.30208.40208.50208.60208.70208.80208.90209.00209.10

10-10 29-11 18-1 9-3 28-4 17-6 6-8 25-9

cota

fre

ati

ca (

m)

bajos (6)

altos (5)

cam

bio

de

niv

el (

m)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

2 3 4 5

maizsoja

11-11 al 15-12

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

2 3 4 5

profundidad (m)

maizsoja

10-3 al 28-3

Recarga (drenaje neto)

maizsoja

cultivo(vegetación) napa

Lluvia: 102 mm

Lluvia: 72 mm

Consumo y salinidad

efectos del cultivo sobre la napa

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

profundidad (m)

salin

idad

(d

S/m

)

pre siembra (11-11-06)

post cosecha (29-09-07)

madurez (16-04-07)post cosecha (29-09-07)

pre siembra (11-11-06)

SOJA

madurez (16-04-07)

MAIZ

Respuesta de cultivos a napa

Respuesta de napa a cultivos I (corto plazo)

Respuesta de napa a cultivos II (largo plazo)

Napas: esquemas de monitoreo y toma de decisiones

cultivo(vegetación) napa

regulación hidrológica

1997 1998

Inundaciones en Pampa interior (¿cuenta la vegetación?)

Escenario Alfalfa

EscenarioTrigo – Soja 2ª - Maiz - Soja 1ª

Respuesta de cultivos a napa

Respuesta de napa a cultivos I (corto plazo)

Respuesta de napa a cultivos II (largo plazo)

Napas: esquemas de monitoreo y toma de decisiones

El Consuelo – Vicuña MackennaMaiz, 2005-2006 (qq/Ha)año seco

> 152 143 125 107 89 71 53 35 17< 8

¿podríamos anticipar estos efectos?¿Qué necesitamos?

Magdala - Nivel en el casco

Magdala, 1999-2007

Cambios mensuales(mediana, 25%, 75%)

-0,60

-0,40

-0,20

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

j a s o n d e f m a m j

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

sep-

99

dic-

99

mar

-00

jun-

00

sep-

00

dic-

00

mar

-01

jun-

01

sep-

01

dic

-01

ma

r-02

jun

-02

sep-

02

dic

-02

ma

r-03

jun

-03

sep-

03

dic

-03

ma

r-04

jun

-04

sep-

04

dic

-04

ma

r-05

jun

-05

sep-

05

dic-

05

mar

-06

jun-

06

sep-

06

dic-

06

mar

-07

jun-

07

pronostico puntual

Nivel esperado y sus cambios

Condiciones climaticas previas (largo plazo) Condiciones climaticas previas (recientes) TopografíaCultivo(s) antecesor(es) y estimación de sus efectosAtención a salinidad y barreras físicas

Impacto esperado sobre el cultivo

Patrón de respuesta (función nivel-rendimiento)Condiciones climáticas de la campaña (analisis probabilístico/modelos)

Acciones en función de napa

“Valoración” de lotes de acuerdo a napaOptimizar secuencia de siembra Aprovechar lotes con niveles óptimosMantener consumo en lotes con niveles demasiado elevados

Evaluar beneficios de agricultura de precisión y aplicarla en forma optima y flexible

Bajar riesgo de anegamiento con manejo (estrategia local de corto plazo, estrategia regional de largo plazo)

http://napas.iyda.net

GEA - San LuisEsteban JobbágyCelina SantoniSergio ContrerasAna AcostaGermán Baldi

FINANCIACION

CONICET, La Agencia, Fundación Antorchas, U.N.S.L., UBAInter American Institute for Global Change

National Science FoundationLIAG S.A., La Biznaga S.A.

FAUBA – Buenos AiresGervasio PiñeiroGustavo SznaiderJorge MercauRoxana Aragon

DUKE – North CarolinaRobert JacksonVictor Engel

INTA - PergaminoSilvina Portela

RISSAC – HungríaTibor Töth

COLABORADORES

http://gea.unsl.edu.ar

Nivel relativoNivel absoluto (con altimetría)SalinidadRendimiento

Qué medir? (comprender, monitorear, manejar)

Dónde medir?

Cubrir ambientes/toposecuencias, fases de la rotaciónEjemplo: 3 posiciones topograficas x 3 fases de la rotación x 2 repeticiones = 18 freatimetrosAmbientes de tosca, arena, thaptos, etc…

Nivel (c/15-30 dias en verano, c 30-60 dias en invierno)Salinidad (antes de la siembra, al final del ciclo)Rendimiento en la vecindad del freatímetro (o mapeo)Buenas referencias fijas!Excelente altimetria de bocasProtección (1.5 x 1.5 m)

Cómo y cuando medir?

Zona saturada

Zona no saturada

nivel freático

0.5 - 1 m

Clausura(1.5 m)

tapa

aporque

Profundidad(nivel relativo)

Elevación(nivel absoluto)

A B

MANEJO del aporte de napa

3. profundidad

7. textura

11.salinidad

15.demanda neta

especie/genotipo: profundización de raíces rápida

tolerancia a anoxia (en anegamiento)

(poco que cambiar!)

pero tener en cuenta que afecta relación prof-ren

especie/genotipo: resistencia a la salinidad

barbechos de lavado

altas densidades, fertilización, coberturas, doble cultivo,

intercultivo, manejo por ambientes

(insumos/genotipos/rotaciones variables)

Consumo de agua freática de un cultivo de maíz, “El Consuelo”, campaña 2007/08

Cálculo 1: En la estación de crecimiento la napa bajo 40 cm. Considero que esta caída es producto del consumo del cultivo y que los flujos horizontales son despreciables - entonces consumo freático neto = 140 mm (lote, SY: 0.35)

Cálculo 2: Acumulación de sales en el perfil edáfico y concentración salina de agua freática entonces consumo freático neto = 210 mm (napa:1.7 m)

Cálculo 3: Considerando aumento de rendimiento y eficiencia en el uso de agua del maíz (18.1 gr/mm) entonces consumo freático bruto = 285 mm (lote)

050

100150200250300350400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Salinidad Napa (dS/m)

Ap

ort

e p

ote

nci

al d

e S

(Kg

/Ha/

100

mm

)

25 Kg S / Ha

NAPAS y NUTRIENTES

Datos de Villegas (17 Ago 2007)