napas y cultivos (trabajo de esteban jobbagy)
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Esteban JOBBAGY
Napas y cultivos:
definición de ambientes y
estrategias agrícolas
napa (y agua en general): * recurso y problema* conexión -lote/paisaje/región-
* desafío que no respeta disciplinas
napa freática: “techo de la zona saturadadel perfil de suelo/sedimento”
napa
drenajedescarga
(evaporitva)
paisaje de “hiper-llanura”
napa
evapotranspiración precipitación
escurrimiento
descarga
(líquida)
drenaje
o recarga
paisaje con pendiente
sales sales
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Estrategias
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Estrategias
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
ductivid
ad
productividad vs. profundidad de napa
año seco
año húmedo
cap
ilarid
ad
capilaridad
Jobbágy et al 2009 – AAPRESID
> 152
143
125
107
89
71
53
35
17
< 8
“El Consuelo” – V. Mackenna (Córdoba) LIAG S.A.
MONITOREO & MAPEO DE RENDIMIENTO MONITOREO & MAPEO DE NIVEL
1 km
18 freatímetros
Lote 5
Maiz 2005-2006 (qq/Ha)
020406080
100120140
0 1 2 3 4 5 6 7
profundidad (m)
Re
nd
imie
nto
(q
q/H
a)
0 1 2 3 4 5 60
40
80
120
160
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
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 h
a)
0 1 2 3 4 5
20
40
60
80
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: 140-240 cm
Soja: 120-220 cm
Trigo: 70-170 cm
profundidad (m) profundidad (m)
ren
dim
ien
to (
/Ha
)
Maiz 2006-2007 Maiz 2007-2008
Soja2006-2007
Soja2007-2008
Trigo 2006 Trigo 2007
Nosetto - Jobbágy –Sznaider - Jackson 2009 – Field Crops Research
determinantes del aporte de napa
1. profundidad
2. textura
3. salinidad
4. barreras físicas
de napa (-) de raíces (+) …ojo, se invierte con anegamiento
areno-franca, máximo ascenso capilar+ arena, + impacto de almacenamiento saturado
salinidad de napa (-)tolerancia cultivo (+)
thaptos y toscas“sandwich de humedad”
0
1
0 1 2 3 4 5 6Profundidad de napa (m)
Banda IBanda IIBanda IIIBanda IV
pro
du
cti
vid
ad
franco arenoso
útil solo con napa
útil
no util
Ψm
p
Ψcc
5 dS/m soja, sorgo3.7 dS/m maiz
7 dS/m trigo9.5 dS/m cebada
merma 10%
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Estrategias
Magdala, La Biznaga - Pehuajo
1.2 m
500 m
150
170
190
210
230
250
270
290
310
01- s
ep
01- o
ct
01
- nov
01
-dic
01
-ene
01-f
eb
01-m
ar
01-a
br
01-m
ay
0
20
40
60
80
0
20
40
60
80
0
20
40
60
80
pro
fundid
ad (
cm
)
Pre
cip
itaci ó
n (
mm
)
MAIZ 2008-2009
148 mm
222 mm
SOJA 1 TRIGO/SOJA 2
-150
-100
-50
50
0
desniv
el (c
m)
MAIZ
pre siembra (11-11-06)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Prof napa (m)
sa
lin
ida
d (
dS
/m)
efecto sobre salinidad
El Consuelo, LIAG – V. Mackenna
2.5 m
150 m
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
Napa → Cultivo
Cultivo → Napa
Estrategias
Aporte
Segunda oportunidad de usar excesos / blindaje hídrico
Anegamiento
Anoxia, problemas nutricionales, enfermedades, labores dificultadas
Espacio Extrapolación y Mapeo (nivel, salinidad, barreras)
Tiempo Seguimiento y Pronóstico (nivel)
Riesgo y oportunidad (cultivo)
Decisión Rotaciones, genotipo, estructura y nutrición, alquiler….
agricultura variable o loteo por ambientes
ALT-BRUTA
ALT-GRUESA
ALT-FREAT
NIVEL
Relevamiento
DGPS
rasterizacion &
interpolacion
filtro 1 km
ordenada
regresion
ALT-FINA (m)
Pro
f n
ap
a (
m)
MEDICION NIVEL + ALT-FINA
ALT-FINA
restare
sta
<198 m
>212 m
<194 m
>208 m
< 0 m
> 6 m
<-2 m
>+2 m
0 m
<198 m
>212 m
Espacio
http://napas.iyda.net
Tiempo
CONTROLES
Altimetria
DEMs ad-hoc, Shuttle
(SRTM)
Geofísica
salinidad / nivel / otros
Veris, EM38, Ohmmapper
Redes de freatimetros (10 a
50)
varias toposecuencias
gradientes regionales
distintos antecesores
RESULTADOS
Mapas de rendimiento
en sequia (e.g. 2008/09)
en sequia X nivel (08/09 y 03/04)
Imagenes satelites
indice verde, temperatura
area inundada (e.g. 2001/02)
Freatimetros testigo (1 a 5)
propios o ajenos
conocimiento previo de ambientes
DUALIDAD
aporte y anegamiento
DINAMICA
ambientacion dinámica según niveles
ambientacion fija con ponderación dinámica según niveles
INTERACCION
salinidad de aguas, barreras fisicas, otros condicionantes del rendimiento
cultivo (prof raices, tolerancia salinidad)
AMBIENTACION
mapas
conceptos
datos
Hib estable5-20Sep 65000-N150
Lleno
si
no2.4m
no
si
Hib estable5-20Sep 65000-N130
<2.8mno
si
<1.0mno
si
Hib estable<5/10 60000N130
Soja
<2.0mno
si
Hib.Alto Pot 1-15/9 70000N150
Rec 5/10
si
no
Hib est25/11-5/1260000-N130
Agua&$
si
no
Lomas buena aptitud, Pehuajó (BA)
Hib estable5-20Sep 65000-N150
Lleno
si
no2.8m
no
si
Hib estable5-20Sep 65000-N130
3.4mno
si
<1.3mno
si
Tr/Soja
Hib estableHasta 5/1060000-N100
Decisiones desde el 1 de mayo
Decisiones desde el 1 de septiembre
Mercau – Jobbágy & La Biznaga S.A.
Decisión
Napa - Conclusiones
Importante en llanura
Efecto dual (anegamiento / aporte)
Ambientación flexible (nivel, salinidad y barreras, f-cultivo)
Agricultura de precisión:
comprensión (respuesta de cultivos a nivel/salinidad)
mapeo (análisis espacial de nivel/salinidad/barreras/textura)
acción (decisiones variables)
falta recorrer un largo camino…
equilibrio entre datos y conceptos
otros aspectos
(1) nutrientes (S y N)
(2) recuperación de bajos salinos / manejo barreras fisicas
(3) genética “napera” – tol. anegamiento/raíces profundas
(4) agronomía del paisaje y regulación hidrológica
Gracias
CONICET (Arg), UNSL (Arg), IAI (int), NSF (US), IDRC (Canada)
LIAG y La Biznaga, AACREA, INTA
Nosetto
Mercau
Aragon
Viglizzo
Portela/Andriulo
Sznaider
Venzano et al.
jobbagy @ gmail .com
GEA
INTA
GeoAgris
IyDA
Hiper-llanuras: pendiente regional < 0.1 % - basado en DEM de 8km2 de resolución
Jobbágy et al 2008 – Ecología Austral
Mercau – Jobbágy, en preparación
0
3000
6000
9000
12000
Ren
dim
ien
to (
kg
/ha)
Aporte napa según modelos de cultivo Magdala, La Biznaga S.A. (Pehuajo)
LAP
AP
APRHRH
Observado
Simulado
con Napa
Maiz 2008-2009
0
3000
6000
9000
12000
0 3000 6000 9000 12000
Rend OBSERVADO (kg/ha)
Rend S
IMU
LA
DO
(kg/h
a)
Sin Napa
Con Napa
todos 2008-2009
Ensayo maíces “Don Mario”
2008-2009, América (BA)
Foto tomada a fin de FEBRERO
de 2009 tras dos lluvias grandes
Nivel freático a 3.6 m
ascenso
capilar
descenso
capilar!
j
k
i
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
16001400120010008006004002000
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
16001400120010008006004002000
Altimetrianivel (X) = nivel (i) – ALT (i) + ALT (X)
filtro 250 mi
copia topografica perfectanivel (X) = nivel (i)
Altimetria + plano inclinado regionalALTr = ALT respecto al plano (ajustado segun lat/lon para i , j, k,…)
nivel (X) = nivel (i) – ALTr (i) + ALTr (X)
copia topografica suavizadaALTr = ALT respecto a plano suavizado(ajustado segun promedio movil o “kernel”)
nivel (X) = nivel (i) – ALTr (i) + ALTr (X)
evaluacion y ajusteobservado vs. esperado en pozos “descartables”
RUIDOS VARIOS: canales, lagunas, microcuencas de escurrimiento(metodos geofisicos, rendimientos)
Nivel: distancia vertical napa-superficieALT: elevacion sobre referencia general
napa (y agua en general): * recurso y problema* conexión -lote/paisaje/región-
* desafío que no respeta disciplinas
napa freática: “techo de la zona saturadadel perfil de suelo/sedimento”
indiferente problema oportunidad
19
73
19
75
19
77
19
79
19
81
19
83
19
85
19
87
19
89
19
91
19
93
19
95
19
97
19
99
20
01
20
03
20
05
20
07
0
1
2
3
4
5
6
7
?
nivel freático 35 años (anguil)
desniv
el (m
)
media
percentil 90
percentil 10
mayo
octu
bre
dic
iem
bre
febre
ro
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
mayo
síntesis estacional
serie napa “La Paz”(Daireaux 1987-2009)
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