SALINIDAD, DRENAJE Y CALENTAMIENTO GLOBAL EN DISTRITOS DE RIEGO

Transcripción

1 SALINIDAD, DRENAJE Y CALENTAMIENTO GLOBAL EN DISTRITOS DE RIEGO M. C. LEONARDO PULIDO MADRIGAL lpulido@tlaloc.imta.mx HEBER ELEAZAR SAUCEDO ROJAS INOCENTE ARAGÓN FIGUEROA JOSÉ EFRAÍN CERVANTES LUNA Logos institucionales de los autores DE RIEGO Y DRENAJE 23 Y 24 de noviembre de 2015 Jiutepec, Morelos 1

2 Índice Introducción Antecedentes Objetivos Materiales y Métodos Resultados y discusión Conclusiones 2

3 Trigo, ton/ha Introducción En los distritos de riego (DR) el 30% de la superficie está afectada por sales (De la Peña, 1993; Pulido et al. 1995, 1997, 1998, 1999) En los DR del noroeste la salinidad es un factor importante que causa decrementos en los rendimientos de los cultivos Efecto de la salinidad en el rendimiento de trigo en el DR 038 Río Mayo y = x R² = Salinidad estrato 0-60 cm, ds/m 3

4 Introducción Variación observada de temperatura, nivel del mar y cubierta de nieve en el hemisferio norte (IPCC, 2007; tomado de Martínez-Austria y Patiño-Gómez, 2012) Comportamiento observado de la temperatura media en México (INE, 2009; tomado de Martínez-Austria y Patiño-Gómez, 2012) 4

5 PP (cm) Introducción Variación temporal de la precipitación pluvial y temperatura, periodo Temperatura media = 18.4 C; Temperatura media = 20.4 C, Incremento= 2 C; = 10.8% PP media = 415 mm; PP media = 344 mm; Decremento= 71 mm; = 17.2% Temp. ( C) PP (cm) Temperatura y precipitación pluvial en el Distrito de Riego 038 río Mayo, Son Variación de la PP, periodo

6 Superficie ensalitrada (ha) Superficie ensalitrada (ha) Antecedentes Relación entre la superficie ensalitrada (0-30 cm) y la temperatura y = 13670x R² = El aumento de temperatura correlaciona con el incremento de superficie ensalitrada en el DR 038 río Mayo, Son. Periodo (Pulido et al, 2014) Temperatura ( C) El aumento de superficie con un nivel freático superficial repercute en incremento de superficie ensalitrada (Pulido et al, 2014) 44,000 42,000 40,000 38,000 36,000 34,000 Relación superficie ensalitrada (30-60 cm) y superficie con niveles freáticos superficiales, años 1977, 1980 y 1996 y = x R² = , Manto freático (ha) 6

7 Producción (ton*1000) Antecedentes Relación entre la temperatura y la producción de cosechas, periodo y = x r² = Temperatura ( C) Pérdida de una ton/ha de trigo por inviernos cálidos en Relación entre el aumento de temperatura y la pérdida de cosechas en el DR 038 (todos los cultivos); periodo (Pulido et al, 2015) 7

8 Antecedentes Variación temporal de parámetros climáticos y edáficos relacionados con la salinidad en el periodo en el D.R. 038 Río Mayo, Son CE, cm (miles de ha) Manto Freático (miles de ha) Vol. derivado (cientos de hm3) Temp. media anual pp media anual (m) Parámetros que influyen en el ensalitramiento del suelo en el DR 038 río Mayo (Pulido et al., 2014; Pulido, 2015) CE= (T) (MF) (VOL.) (PP); r 2 =0.95 8

9 Objetivos Analizar las causas que originan la variación espacial y temporal de la salinidad del suelo en el Módulo de Riego 05 del distrito de riego 038 Río Mayo. Estudiar el impacto de variables agronómicas y climáticas en el ensalitramiento del suelo en el Módulo de Riego 05 del Distrito de Riego 038 Río Mayo. 9

10 Metodología Localización del Módulo de Riego No. 05. Superficie de riego = 5,300 ha M.R. 05 Módulo de Riego No

11 Monitorización de la salinidad del suelo en 2012 y Salinidad analizada Red de 62 sitios para muestreo y monitorización de la salinidad del suelo Muestreo en abril y agosto Sensor electromagnético EM-38 11

12 Establecimiento de una red de 52 pozos para la observación del manto freático superficial Manto freático superficial 12

13 Instalación de pozos de observación del nivel freático superficial Monitorización mensual de niveles freáticos 13

14 Monitorización mensual de la salinidad del nivel freático superficial y monitorización semanal de la salinidad del agua de riego 14

15 Muestreo de cosecha para estimación de rendimiento de trigo y cártamo 15

16 Registro diario de condiciones climáticas en el Módulo de Riego 05. Estación Huatabampo, Son. Variables : Temperatura ambiente Precipitación pluvial Evapotranspiración 16

17 Elaboración de un sistema de información geográfico. Análisis estadístico de variables agronómicas y climáticas 17

18 Resultados 18

19 Mapas de salinidad y porciento de sodio en 2012 y 2013 Marzo de 2012: 66% del área ensalitrada En 2013 aumentó 7 % la superficie ensalitrada, comparado con 2012 Abril de 2013: 73% del área ensalitrada 19

20 Superficie (ha*1000) Mapas de clases de salinidad mensuales para analizar la variación espacial y temporal de la salinidad Variación de la superficie afectada por sales en el estrato a 150 cm Agosto: 93.8% de la superficie ensalitrada Mayores afectaciones en 2013 Tendencia a incrementar la salinidad en verano, cuando las temperaturas son más altas, y en ausencia de cultivos 20

21 % superficie afectada, <1.5 m Mapas mensuales de isobatas para analizar la variación espacial y temporal de superficies con niveles freáticos superficiales Febrero: 64.0% de la superficie con m.f. < 1.5 m Las mayores afectaciones de niveles freáticos son cuando hay riegos, en el ciclo de cultivo otoño-invierno En 2013 un incremento del 8.5% en superficie afectada 21

22 Superficie enslitrada (ha*1000) Correlacionan las superficies afectadas por salinidad y por niveles freáticos Afectaciones por salinidad: 73% de la superficie en abril 2013 Coinciden las áreas afectadas por salinidad y por niveles freáticos: Por lo tanto, el mal drenaje de los suelos influye en el ensalitramiento del suelo Afectaciones por manto freático superficial: 64 % en febrero 2013 Relación entre la superficie ensalitrada y la superficie con nivel freático superficial y = x R² = MF (ha*1000); enero-junio

23 PP (mm) Temperatura ( C) Condiciones del clima durante 2013 en el Módulo de Riego 05, comparadas con periodo Valores medios Priodo Temperatura ( C) PP (mm) Diferencia (+) 3.2 (16.4%) (-) 58 (15.2%) Temperatura media mensual en 2012 (22.7 C) y 2013 (22.6 C), estación climatológica Huatabampo, Son En 7 meses de 2013 se registraron temperaturas mayores que en mismos meses de Variación temporal de la precipitación pluvial y temperatura, periodo Precipitación pluvial mensual en 2012 (201 mm) y 2013 (324 mm), estación climatológica Huatabampo, Son Temp. ( C) PP (cm) 23

24 Salinidad (ha*1000); cm El incremento en la temperatura ambiente influye en el aumento de la superficie ensalitrada y = x R² = Temperatura ( C); junio-septiembre Variación de la temperatura y superficie ensalitrada (0-150 cm), año May Jun. Jul. Ago Sep. Temp. ( C) ha*1000 IMPACTO TEMPERATURA EN SALINIDAD; 2013 Temp. Media 2013= 22.7 C Temperatura ( C) Superficie (ha*1000) Diferencia/cada grado ha*1000 hectáreas %

25 ETo (cm) Salinidad (ds/m; 0-60 cm El incremento en la evapotranspiración influye en el aumento de la salinidad y = x R² = ETo y salinidad (0-60 cm) en Eto (cm) CE, ds/m May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct ETo (cm); mayo-octubre ETo en el Módulo de Riego 05 durante Ene.Feb.Mar. Abr. May Jun. Jul. Ago Sep. Oct. Nov. Dic

26 Superficie enslitrada (ha*1000) Superficie (ha*1000) El manto freático superficial influye en el ensalitramiento del suelo en invierno-primavera, durante el ciclo de riegos y cuando la temperatura tiene valores altos y = x R² = MF (ha*1000); enero-junio Variación de la superficie con salinidad y la superficie con niveles freáticos, 2013 Ene. Feb. Mar. Abr. May Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Salinidad (ha*1000) Nivel freático (ha*1000) IMPACTO DEL MANTO FREÁTICO EN SALINIDAD Manto freático (ha*1000) Salinidad (ha*1000) Diferencia ha

27 Salinidad (ds/m) Sales agua freática (ha*1000) El incremento de temperatura aumenta la concentración de sales del agua freática, las cuales ascienden por capilaridad hacia la superficie del suelo Relación entre temperatura y salinidad del agua freática (>3 ds/m; ha), periodo enero-abril 2013 y = x R² = Temperatura ( C) Variación de la temperatura y salinidad del agua freática (> 3 ds/m; ha*1000) Ene. Feb. Mar. Abr. May Salinidad del agua freática durante Temp. ( C*10) CEaf (ha*1000)

28 Salinidad (ds/m) Salinidad del suelo (ds/m) El incremento de sales en agua freática aumenta la salinidad del suelo Relación entre salinidad del agua freática y salinidad del suelo, periodo mayo-octubre 2013 y = x R² = Salinidad del agua (ds/m) En 2013 se estimaron mayores superficies afectadas que en 2012 % de superficie salinidad >3 ds/m Variación de la salinidad del agua freática y salinidad del suelo en el estrato 0-60 cm, en May Jun. Jul. Ago Sep. Oct Agua freática (ds/m) Suelo (ds/m) 28

29 Hectáreas, estrato cm El incremento de sales en agua de riego aumenta la salinidad del suelo Impacto de la salinidad del agua de riego en la superficie ensalitrada, en el periodo diciembre abril de 2013 y = x R² = Conductividad del agua, µs/cm Salinidad del agua de riego y salinidad del suelo, cm, periodo diciembre 2012-abril de Dic. Ene. Feb. Mar. Abr. Agua riego (ds/m) Suelo, cm (ds/m*10) Dilución de sales del agua bombeada de pozos profundos 29

30 Cártamo, ton/ha Impacto de la salinidad en el rendimiento Efecto de la salinidad del suelo en el rendimiento de cártamo en el M. de R. No. 5 y = x R² = CE ds/m estrato 0-60 cm Rendimiento (ton/ha) Impacto de la salinidad (0-60 cm) en el rendimiento de trigo en el Módulo de Riego 05 y = x R² = Salinidad (ds/m) PÉRDIDA RENDIMIENTO ds/m R (ton/ha) I CONGRESO 21 NACIONAL COMEII Reunión Anual 23 de Riego y Drenaje PÉRDIDA RENDIMIENTO ds/m R (ton/ha)

31 Modelos de regresión lineal simple y múltiple que relacionan la salinidad del suelo con variables agronómicas y climáticas No. Modelo Modelo 1 Estrato (cm) r 2 2 n Periodo Fc 3 Ft 4 1 CE= *T Julio-noviembre CE= *ET Mayo-octubre CE= *MF Marzo-junio CE= *CEaf Marzo-diciembre CE= *CEar Diciembre 2012-Abril CE= *T Mayo-agosto CE= *ET Mayo-agosto CE= *MF Septiembre-diciembre CE= *CEaf Mayo-octubre CE 5 = *T Agosto-octubre CE= *T Junio-septiembre CE= *MF Octubre-diciembre CE= *MF Enero-junio CE= *T *MF *ET *PP *CEaf Marzo-septiembre CE= *T *MF *ET *PP *CEaf 1 6 Marzo-agosto CE= *T *MF *ET *PP *CEaf Enero-julio CE= *T *MF *ET *PP *CEaf Enero-julio R 6 = (CE) R= (CE) R 7 = (CE)

32 En 2013 se observaron valores más altos de los parámetros evaluados, que en Superficie ensalitrada (CE, %) y valores medios de temperatura (T), precipitaión pluvial (PP, mm), evapotranspiración (ETo, mm), niveles freáticos (MF, %) y salinidad del agua freática (CEaf, %) CE (%) T ( C) PP (mm) Eto (mm) MF (%) CEaf (%)

33 Conclusiones En el ensalitramiento del suelo intervienen las variables: temperatura ambiente, evapotranspiración, niveles freáticos superficiales, concentración de sales del agua freática, concentración de sales en el agua de riego y precipitación pluvial. Se estimó un incremento de superficie ensalitrada de 372 ha por cada grado centígrado. Por el aumento de cada 500 ha de superficie con un nivel freático superficial, se estimó un incremento de 103 ha ensalitradas. Los modelos de regresión lineal múltiple dieron coeficientes de determinación más altos, de lo que se infiere una estrecha correlación entre las variables dependientes analizadas, con la salinidad del suelo. Las correlaciones más altas se desarrollaron en el periodo de riegos (enero-abril), ligadas con la época de mayores temperaturas (mayo-agosto) y con la época de lluvias que propician el ascenso capilar de sales. Estos resultados suponen un escenario de mayor superficie ensalitrada en el Módulo de Riego 05 y en el Distrito de Riego 038 río Mayo, como consecuencia del calentamiento global que se está experimentando en el planeta. 33

34 Una parcela sin afectaciones por sales produce altos rendimientos!gracias por su atención 34