Estimación de la huella hídrica en papa: Comparación entre agricultura de conservación y

agricultura tradicional en Cundinamarca

Fundesot Wilson Otero, Rosalbina Solanilla, Alfonso Cifuentes, Jorge Garcia CIAT Fredy Monserrate, Marcela Quintero, Jefferson Valencia

Taller de socialización de resultados – Manizales 26 de Noviembre 2013

CONVENIO No. C-244-12 DERIVADO DEL CONVENIO DE COOPERACIÓN TECNICA Y CIENTÍFICA No. 20120382 CELEBRADO ENTRE EL MINISTERIO DE AGRICULTURA Y DESARROLLO RURAL- MADR Y CIAT

Objetivo del convenio

Objetivo del convenio (MADR - CIAT- FUNDESOT): Determinar la cantidad de agua utilizada para producir un kilo de papa bajo dos

condiciones de manejo en Cundinamarca; las perdidas de suelo, nutrientes, emisiones de gases efecto invernadero y costos de producción.

Hipótesis a comprobar: La implementación de la agricultura de conservación en el sistema productivo de papa

mejora la capacidad productiva del suelo, su indicador de huella hídrica y mejora la rentabilidad del cultivo.

Principios de la Agricultura de Conservación

Agricultura de Conservación

Rotación con Abono verde

Preparación mínima del suelo

Cobertura Permanente (Mantener el suelo cubierto)

Fuente: Hoekstra. A., Chapagain, A., Aldaya., Mekonnen, M. (2011)- The water footpring assesment manual

Qué es huella hídrica?

Indicador que permite caracterizar el volumen de agua usado para la producción de un bien o servicio, teniendo en cuenta el volumen de agua consumido y contaminado en el proceso.

Tiene en cuenta los usos directos e indirectos del agua Indicador multidimensional y sitio-específico Huella hídrica de acuerdo a su color: Verde: Volumen de precipitación evaporada o incorporada en un producto Azul: Volumen de agua extraída de un cuerpo de agua que es evaporada o incorporada en un producto y que no vuelve al mismo cuerpo de agua. Gris: Volumen de agua requerido para diluir los contaminantes en el agua hasta un nivel adecuado, luego de un proceso productivo

¿Cómo lo estamos haciendo?

Mediciones en campo: Parcelas de escorrentía, lisímetros, Cámaras de

gases efecto invernadero (GEI)

Datos de sensores climáticos

Parcelas con condiciones de manejo diferentes (Agricultura de Conservación, Abonos Verde, Agricultura Tradicional)

Caracterización de suelos

Gris

Verde

Cálculos de huella hídrica y potencial de calentamiento global

Avances en el cultivo de la papa: Ubaté (4 ciclos de implementación)

1- La implementación de la agricultura de conservación en Cundinamarca mejora los rendimientos de la cosecha comercializable del cultivo.

0

1

2

3 Sin Valor Comercial

Estimación Ubaté

2- La implementación de la agricultura de conservación (AC) mejora el indicador de huella hídrica debido al mejoramiento de la capacidad productiva de los suelos

ET del cultivo durante el ciclo (Calculado mediante AQUACROP) = 327.8 mm o 3278 m3/Ha. Entre 0.5 a 6 mm diarios, con una moda de 2 a 3 mm diarios.

Evapotranspiración del cultivo calculada mediante AQUACROP Huella hídrica en

lt/Kg

Huella hídrica verde

Monitoreo de la perdida de suelo y nutrientes en el suelo perdido y la

escorrentía (2)

A - Promedios de suelo y nutrientes perdidos en el suelo por ciclo

PAC Papa en agricultura de conservación

PAT Papa en agricultura tradicional

3- Los resultados muestran que con AC con el tiempo disminuye la pérdida de suelos, de nutrientes en la escorrentía , podría ayudar a disminuir los costos de producción y el agua requerida para la producción y para la dilución de los contaminantes.

Sibaté = 1 ciclo de implementación. Ubaté = 4 ciclos de implementación

Los efectos se observan con el tiempo!!!!

Perdida de nutrientes en la escorrentía

B – Escorrentía y nutrientes en la escorrentía

Promedios por ciclo de cultivo en Ubaté

0

10

20

30

40

50

60

AV PAC PAT

PO4 (mg/l) NH4 (mg/l) NO3 (mg/l) Escorrentia (m3/Ha)

Huella Hídrica Gris

Contaminante Nivel Máximo

Permisible (mg/l) - Cmax

PO4 1 NH4 10 NO3 10

HHgris =Effl (l)* (ceffl – cnat)(mg/l) (cmax – cnat)(mg/l)* Rend (Kg/Ha)

Effl = Escorrentía c = concentración del contaminante Rend= Rendimiento C nat = 0

6

33

60

0

10

20

30

40

50

60

70

AV PAC PAT

PO4

NH4

NO3

Huel

la H

ídric

a G

ris (l

/Kg)

El fósforo el más contaminante y el de mayor costo para el agricultor!!!

C – Agua requerida para la dilución de los contaminantes

Huella Hídrica Total para papa: Estimada Vs Medida

191 244 241 228

178

63

59 51 60

33

33

0

50

100

150

200

250

300

350

Mundial Colombia Cundinamarca Tradicional* Conservación*

Litr

os/K

g

-Mekonnen, M.M. and Hoekstra, A.Y. (2010) The green, blue and grey water footprint of crops and derived crop products, Value of Water Research Report Series No.47, UNESCO-IHE, Delft, the Netherlands- Medición en parcelas experimentales en Ubaté (Papa A. Conservación Vs. Tradicional)

(HH verde se reduce en 22% en papa en agricultura de conservación y la HH Gris se reduce en papa en agricultura de conservación en 45%)

Huella Hídrica Total para papa: Estimada Vs Medida

4. Capacitación y divulgación

Taller con técnicos locales sobre AC Taller con Asociación de productores – Dic/2013 Taller con Instituciones Febrero /2014

GRACIAS

Escorrentía y perdida de nutrientes en sus formas contaminantes [HH Gris](1)

Box plot de la escorrentía y la perdida de nutrientes semanal

Escorrentía

Escorrentía y perdida de nutrientes en sus formas contaminantes [HH Gris](2)

Box plot de la escorrentía y la perdida de nutrientes durante el ciclo

L/10m2

Mediciones y ajustes para el segundo ciclo: Huella hídrica verde

Medición de la evapotranspiración en campo mediante un lisímetro neumático:

Registra perdidas y ganancias de peso del sistema(suelo + cultivo) mediante el cambio del nivel del agua en el piezómetro. Ganancias: Precipitación, biomasa. Perdidas: Evapotranspiración, percolación

Calibración del Lisímetro

Huella hídrica Verde (2)

Al adicionar pesos conocidos el nivel del agua sobre el piezómetro cambia. La relación es casi uno a uno. Por cada 250 g (aprox.) de peso sube un mm en el piezómetro. Debido al área del tanque (0.25 m2 aprox. ) un mm de agua son 250 g

Evapotranspiración en el lisímetro: Trabaja sobre un balance hídrico P + R = PER + ET +- CH

ET = CH+P-PER P (precipitación). R(riego). PER(percolación). ET(evapotranspiración). CH (Cambio de humedad en el suelo).

Huella hídrica Verde (3)

Avena Papa La manguera mide los cambios de humedad del sistema (piezómetro). El agua que se encuentre dentro del tubo de drenaje la percolación. CH [14] Avena: (M15sep - M14sep)*10 = (57.4 -57.1)*10 = 3 mm PER = cada 250 cc drenados son un mm de lamina percolada. ET = Ch [dia] + P [dia]

3 1

Cantidad de precipitación (mm)

Evapotranspiración en el lisímetro: Trabaja sobre un balance hídrico P + R = PER + ET +- CH

ET = CH+P-PER P (precipitación). R(riego). PER(percolación). ET(evapotranspiración). CH (Cambio de humedad en el suelo).

Huella hídrica Verde (4)

Avena Papa

3 1

Fecha Prec (mm) CH Avena ET Avena CH papa ET Papa

14-Sep 0 3 3 4 4

15-Sep 0 2 2 3 3

16-Sep 0 2 2 2 2

17-Sep 3 -1 2 0 3

18-Sep 2 2 4 -1 1

19-Sep 0 2 2 3 3

20-Sep 0 4 4 4 4

21-Sep 0 2 2 2 2

Mediciones y Ajustes para el segundo ciclo: GEI

Mediciones y Ajustes para el segundo ciclo: GEI

Vs Vs