Un modelo determina las prácticas agrícolas que reducen la erosión y el transporte de sedimentos

La intensificación del uso de la tierra agrícola y el crecimiento de la tierra cultivable provocan un incremento global de la erosión del suelo. Con el aumento de la escorrentía y la erosión del suelo se generan sedimentos que son arrastrados hasta ríos y lagos. Por tanto, además de la pérdida de suelo, se produce una contaminación de ecosistemas acuáticos que llega a provocar situaciones de eutrofización en las que se agota el oxígeno y las especies de agua dulce o marinas mueren, como ocurrió recientemente en la Región de Murcia.

El investigador del Departamento de Agronomía Andrés Peñuela.

Con el objetivo de evitar esta situación, la comunidad agrícola lleva a cabo prácticas de mitigación como el uso de cultivos de cobertura, que es una de las estrategias más populares para la reducción de sedimentos. Con esta táctica se siembra un cultivo que crezca muy rápido, como puede ser el ryegrass (a modo de césped), que protege el suelo en las épocas del ciclo del cultivo (de cultivos como cereales o maíz) en las que el suelo está desnudo y expuesto a la lluvia, como el periodo de barbecho.

Para conocer el efecto del cambio de uso de suelo de la tierra agrícola en la generación de escorrentía y sedimentos a una escala concreta de eventos de lluvia, el investigador Andrés Peñuela de la Unidad de Excelencia María de Maeztu – Departamento de Agronomía de la Universidad de Córdoba (DAUCO) junto a un equipo internacional, aplicó un modelo basado en ecuaciones físicas a dos cuencas hidrográficas situadas en el suroeste de Reino Unido.

Con este modelo (denominado SHETRAN) se evaluaron una serie de parámetros relacionados con la cobertura de la tierra. “Se buscaba conocer cuál era el impacto en la generación y transporte de sedimentos de la extensión del área cultivada en una cuenca, la distribución espacial de esos campos de cultivo, el tipo de cultivo, el uso de cultivos de cobertura y la implementación de franjas ribereñas, que es la inclusión de vegetación ribereña a lo largo del cauce del río para evitar que lleguen los sedimentos a ecosistemas acuáticos”, explica el investigador.

Tras la simulación de 84 eventos de lluvia durante 4 años para cuantificar los impactos de estas estrategias en el flujo y generación de sedimentos se determinó que lo más importante es la extensión de tierra cultivable y el uso de cultivos de cobertura, mientras que la disposición de los campos de cultivos y las franjas ribereñas no tuvieron tanta importancia a la hora de reducir los sedimentos.

Mientras que a mayor área cultivada se obtuvieron mayores tasas de erosión y sedimentos transportados, con el uso de cultivos de cobertura se redujeron esas tasas. Los cultivos de cobertura tuvieron más éxito cuando se aplicaron en cereal de primavera y maíz ya que las épocas de suelo desnudo o de barbecho de estos cultivos coincide con el invierno, que es cuando más eventos de lluvia intensos se producen. Se estimaron reducciones en los sedimentos para algunos eventos del 50% para el maíz y del 74% para cereales de primavera. Este efecto protector del cultivo de cobertura no fue observado en el cereal de invierno ya que la época de lluvia coincide con la fase de crecimiento del cereal y por tanto, de mayor vulnerabilidad del suelo.

¿Por qué simulaciones con modelos basados en física?

SHETRAN, el modelo utilizado para evaluar estas prácticas, es un modelo distribuido espacialmente basado en la física. Los modelos basados en la física utilizan ecuaciones físicas que pueden dar una mejor base para representar procesos hidrológicos y erosivos y el efecto de cambios de uso del suelo a través de ajustes a parámetros que tienen significado físico.

En comparación con los modelos empíricos, que se basan en datos obtenidos a partir de la experiencia, son más difíciles de extrapolar a otros territorios. “Sin embargo, las ecuaciones físicas usadas en este modelo para Reino Unido se podrían extrapolar a Córdoba o cualquier otro lugar, ya que la física no cambia de un sitio a otro” resalta Peñuela “además, estas ecuaciones físicas nos ayudan a identificar que procesos son los que determinan la erosión, como en este estudio que vimos que el impacto de la gota de agua en suelos desnudos fue determinante”, concluye.

Con este estudio se avanza hacia el conocimiento de la efectividad de las prácticas agrícolas para conservar el suelo y evitar la contaminación de los ecosistemas acuáticos y, así, establecer las mejores prácticas y políticas de mitigación.

Referencias bibliográficas:

Escobar-Ruiz, V., Smith, H. G., Macdonald, N., & Peñuela, A. (2022). Simulated event-scale flow and sediment generation responses to agricultural land cover change in lowland UK catchments. Hydrological Processes, 36( 2), e14474. https://doi.org/10.1002/hyp.14474