efecte sobre la qualitat de la ... -...

Efecte sobre la qualitat de la vegetació de l'ús d'aigua

regenerada per al reg de zones verdes

*Carme Biel, *Mireia Llobet, *Jaume Casadesús, **Rafael Mujeriego, *Robert Savé

*Departament de Tecnologia Hortícola Institut de Recerca i TecnologiaAgroalimentàries (IRTA)Centre de CabrilsCarretera de Cabrils s/n08348 Cabrils

**Enginyeria Ambiental

ETS de Enginyers de CaminsUniversitat Politècnica de CatalunyaJordi Girona, 1-3, Edifici D108034 Barcelona

Agraïments a l’ajuda rebuda de la Fundació Agrícola Catalana i Cespa

Introducció

L’ús d’aigua potable pel reg de zones verdes cada vegada serà més difícil degut a ser escassa i la competència amb altres usos.

L’ús d’aigua regenerada per al reg és una bona alternativa, però per a fer una bona gestió cal tenir en compte una sèrie de factors:

- Qualitat química i microbiològica de l’aigua

- Característiques físiques i químiques del sòl

- Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat

- Clima de la zona

- Mètode de reg i maneig de l’aigua

- Sistema de drenatge adequat

Qualitat química de l’aigua

• Conductivitat elèctrica i pH

• Concentració de cations: Ca2+, Mg2+, Na+, SAR

• Concentració d’anions: Cl-, SO42-, HCO3-, CO3

2-,

• Concentració de compostos tòxics i contaminants

• Sòlids en suspensió

• Terbolessa

Qualitat microbiològica

• Presència de bacteris, fongs i virus

Font: Ayers y Wescott, 1985 extret del llibre Edafología de Porta et al. 2003.

Criteris de referència per avaluar les restriccions d’ús d’un aigua per agricultura

Restriccions d’úsCap Lleugera a

moderadaImportants

Risc de salinització(CEa dS.m-1 a 25ºC

<0.7 0.7-3.0 >3.0

Risc de sodificacióSARp

CE (dS.m-1 a 25ºC)

0-3 >0.7 0.7-0.2 <0.23-6 >1.2 1.2-0.3 <0.36-12 >1.9 1.9-0.5 <0.512-20 >2.9 2.9-1.3 <1.320-40 >5.0 5.0-2.9 <2.9

Risc de toxicitat

<4 4-10 >10Cl meq.L-1

Reg de superficieReg per aspersió <3 >3 --

Bor mg.L -1 <0.7 0.7-3.0 >3.0Bicarbonat meq.L -1

Reg per aspersió<1.5 1.5-8.5 >8.5

Característiques físiques i químiques del sòl

• Textura i estructura

• Composició química

• Característiques hidrològiques:

conductivitat hidràulica,

velocitat d’infiltració,

• Morfologia del perfil

Sensibles Baixa tolerànciaa la sal

Halofitasfacultativas

Halofitas

Increment de la salinitat en el substrat

Incr

eme n

tde

la p

r odu

cció

de b

i om

ass a

Resposta de diferents grups de plantes a la salinitat en el susbtrat

Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat

Mecanismes de tolerancia a la sal

- Restringir l’entrada i el transport de sal per les arrels

- Eliminació de la sal per glàndules situades a les fulles

- Dilució de les sals per:

. Creixement ràpid

. Suculència de les fulles i tiges

- Acumulació de soluts orgànics compatibles +

-

Selecció d’espècies adequades: tolerants o resistents a la salinitat

Objectiu de l’assaig

L’assaig és una activitat demostrativa en el

que es pretén avaluar quin efecte té sobre la

vegetació el reg amb aigua regenerada.

- Comparar la qualitat ornamental de 4 espècies de gespes regades amb aigua regenerada amb les regades amb aigua de xarxa.

- Utilitzar indicadors objectius de la qualitat derivats de fotografies digitals i espectroradiòmetres.

Objectius concrets

Material i Mètodes

franc sorrenc de 50-60 cm de profunditat

Agrostis stolonifera

Festuca arundinacea var Cortez

Cynodon dactylon

Pennisetum clandestinum var Wittet

Espècies

Metabolisme C3

Mesòfiles

Metabolisme C4

Termòfiles

Resistents a la

salinitat

Tipus de sòl

Data de sembra 1 d’abril de 2004

Disseny experimental

Pen

Cyn

Fes

Agr

Pen

Cyn

Fes

Agr

Agr

Fes

Cyn

Pen

Agr

Fes

Cyn

Pen

AgrPen

FesCyn

CynFes

PenAgr

AgrPen

FesCyn

CynFes

PenAgr

Aigua regenerada Aigua de xarxa

5 metres

16 m

30 cm

30 cm

Vàlvula de sifó

Vàlvules de descarrega

Vàlvula de sifó

Disseny experimental

xarxaregenerada

Sistema de reg

Material i Mètodes Sistema de reg

Programador i filtre de sorraDipòsit emmagatzematge d’aigua regenerada

Vàlvula sifò Vàlvula descàrrega

Dosi d’aigua aplicada

ETP mitjana de 22 anys de l’estació de Cabrils

Aplicació diària des del 29 d’abril

0.59

Dese.

0.71

Nove.

ETP (mm)

Mes

1.302.032.843.103.012.582.03

Octub.Setem.AgostJuliolJunyMaigAbril

Únic aport d’adobat de cobertera a l’octubre

Material i Mètodes Quantitat aigua aportada

Material i Mètodes

Mesura estat hídric de les fulles

Mesura estat hídric del sòl amb electrotensiòmetresWatermark

Contingut relatiu d’aigua = (Pes fresc –Pes sec)

(Pes saturació-Pes sec)

Situats en la vertical del goteri entre dues línies de goter

7.5 cm

15 cm

22.5 cm

goters

30 cm

Tensió en el sòl en la parcel·la reg amb aigua de xarxa

0

5

10

15

20

25

30

17-may-04

24-may-04

31-may-04

07-jun-04

14-jun-04

21-jun-04

28-jun-04

05-jul-04

12-jul-04

19-jul-04

26-jul-04

02-ago-04

09-ago-04

16-ago-04

23-ago-04

30-ago-04

06-sep-04

13-sep-04

20-sep-04

27-sep-04

04-oct-04

11-oct-04

18-oct-04

25-oct-04

01-nov-04

08-nov-04

15-nov-04

tens

ió, k

Pa

mig-7.5 mig-15 mig-22.5tub-7.5 tub-15 tub-22.5

Pluja de 15 mm el dia 26

entre el dia 29/8/04 i el 16/9/04 va ploure 65 mm

Pluja entre 13 i 15 juny de 26,6 mm pluja 20 mm

Proves per a decidir situació tensiòmetres

Metodologia per la pressa mostres de sòl

Festuca regenerada 22/09/2004

Festucaxarxa

Festucaregenerada

Paràmetres per a mesurar la qualitat de la vegetació

Qualitat visual

Producció de matèria seca

Contingut en clorofil·les

Fluorescència no modulada

Espectroradiometria

Utilitzada pel gestors de zones verdes. Es necessita experiència.

És costos en temps i mà d’obra.

Aporten informació color i estat fisiològic però el cost instrumental i en mà d’obra és alt.

Aporta informació color i estat fisiològic

Preu instrumental elevat

Avantatge utilitza menys mà d’obra i es poden realitzar major nombre de mostres.

Fotografia digital

Aporta informació color i cobertura Preu instrumental mitja-baixMateixa avantatge que l’anterior

Material i Mètodes

Mesures no destructives i ràpides basades en la REFLECTÀNCIA

incident

absorbida

reflexada

sensor Refl

ectà

ncia

%

Tran

smit

ànic

a%

absorbància

reflectància

transmitància

Longitud d’ona (nm)

visible IR proper Infraroig mitjà

Espectroradiòmetre

NDVI = Índex de vegetació de referència normalitzada

NIR = infraroig properR = roig

RNIRRNIRNDVI

+−

=

Longitud d’ona (nm)

Refl

ectà

ncia

0.0

0.2

0.4

400 500 600 700 800 900 1000

Material i Mètodes

Fotografies amb càmera digital a 1.4 m d’alçada

Color

Cobertura

Presència malesherbes

Part verda separadaPart verda + seca + sòlCàlcul d’indicadors de l’estat de la vegetació,p.ex. “greenness”Color promig

Color més freqüentVariança del color

Útil per a -quantificar recobriment-quantificació d'estrès...

ÀreaColor promigColor més freqüentVariancia del color

Útil per a:-Caracterització de la varietat-variació estacional del color...

Valor promig i variançia:-en tota la imatge: indicatiu del recobriment-només en la part verda: indicatiu de la clorofil·la, etc.

Resultats

Aspecte de las parcel.les el 23/06/04

Aigua regenerada Aigua de xarxa

Conductivitat elèctrica

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04

Dies

CE

(dS.

m-1

)

pH

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9


Dies

pH

Nitrogen amoniacal

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


Dies

N-N

H4 (m

g N

.L-1

)

Resultats Qualitat aigua regenerada EDAR Mataró

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

Regenerada Xarxa Regenerada Xarxa

Tipus d'aigua de reg

CE

(dS.

m-1

)

juliolsetembrenovembre

0-20 cm

20-40 cm

012345678

Regenerada Xarxa Regenerada Xarxa

Tipus d'aigua de reg

pH

juliolsetembrenovembre0-20 cm 20-40 cm

Resultats Conductivitat elèctrica i pH del sòl

Conductivitatelèctrica

pH

Resultats Tensió de l’aigua en el sòl

Tensió d'aigua en el sòl

0

5

10

15

16-6-2004 16-7-2004 15-8-2004 14-9-2004 14-10-2004 13-11-2004 13-12-2004

Tens

ió e

n el

sòl

(kPa

)

regeneradaxarxa

Pluja i ETP abril-desembre 2004 a Cabrils

0

10

20

30

40

50

60

01/04/04 11/05/04 20/06/04 30/07/04 08/09/04 18/10/04 27/11/04

Dates

Plu

ja (m

m)

0

1

2

3

4

5

ETo

(mm

)

PlujaEto

Resultats Pluviometria i Eto durant l’assaig

0

20

40

60

80

100

1-abr-04 22-abr-04 13-may-04 3-jun-04

% G

erm

inació

regeneradaxarxa

Agrostis Cynodon

0

20

40

60

80

100

1-abr-04 22-abr-04 13-may-04 3-jun-04

% g

erm

inació

regeneradaxarxa

Festuca

0

20

40

60

80

100

1-abr-04 22-abr-04 13-may-04 3-jun-04

% g

erm

inació

regeneradaxarxa

Pennisetum

0

20

40

60

80

100

1-abr-04 22-abr-04 13-may-04 3-jun-04

% g

erm

inació

regeneradaxarxa

Resultats Percentatge de germinació

Resultats Evolució del RWC

Agrostis

0

20

40

60

80

100

ago-04 sep-04 oct-04 oct-04 nov-04

RW

C (

%)

regenerada

xarxa

Cynodon

0

20

40

60

80

100


RW

C (

%)

regenerada

xarxa

Festuca

0

20

40

60

80

100


RW

C (

%)

regenerada

xarxa

Pennisetum

0

20

40

60

80

100


RW

C (

%)

regenerada

xarxa

Resultats

Aigua de xarxaFestuca Agrostis PennisetumCynodon

10/08/2004

Festuca Agrostis PennisetumCynodon

Qualitat gespes

Aigua regenerada

Resultats

Fotografiessetembre

Aigua de xarxaFestuca Agrostis PennisetumCynodon

22/09/2004

Festuca Agrostis PennisetumCynodon

Qualitat gespes

Aigua regenerada

Agrostis

0

20

40

60

80

100

120

abr-04 jun-04 ago-04 sep-04 nov-04 dic-04

Dates

Tona

litat

de

colo

r (º)

regeneradaxarxa

Cynodon

0

20

40

60

80

100

120

abr-04 jun-04 ago-04 sep-04 nov-04 dic-04Dates

Tona

litat

de

colo

r (º)

regeneradaxarxa

Festuca

0

20

40

60

80

100

120


Dates

Tona

litat

de

colo

r (º)

regeneradaxarxa

Pennisetum

0

20

40

60

80

100

120


Dates

Tona

litat

de

colo

r (º)

regenerada

xarxa

Resultats Evolució de la tonalitat de color

Resultats Evolució NDVI

NDVI Agrostis

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

ago-04 sep-04 oct-04 dic-04

ND

VI

regenerada

xarxa

NDVI Festuca

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8


ND

VI

regenerada

xarxa

NDVI Cynodon

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8


ND

VI

regenerada

xarxa

NDVI Pennisetum

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8


ND

VI

regenerada

xarxa

Vista general 10/08/04

Aigua regenerada Aigua xarxa

- El sistema de reg amb tubs portagoters enterrats ha permès distribuir l’aigua de manera uniforme i sense afectar al creixement de les espècies de gespa testades.

- L’ús d’aquest sistema de reg ha restringit al mínim el contacte de l’usuari i el personal de manteniment amb l’aigua regenerada.

- També ha facilitat la gestió del reg ja que es poden realitzar regs en el moment que la planta ho necessita (al migdia per exemple).

- El nivell de salinitat de l’aigua regenerada (< 3 dS.m-1) no ha afectat al creixement i la qualitat de les gespes. Només en moments puntuals s’han detectat problemes com és el cas de pluges poc intenses que poden haver dissolt les sals però no lesha rentat cap al fons del perfil del sòl i han ascendit per capil·laritat a la zona on es troben les arrels.

Conclusions

Conclusions

- La presencia de nitrogen en l’aigua regenerada no ha implicat diferències de tonalitat de color ni en la cobertura (NDVI). Les possibles diferències de creixement no s’han enregistrat en aquest assaig i poden ser un punt important en futurs treballs.

- Les mesures de la coberta mitjançant fotografia digital i els espectroradiòmetres portàtils han permès fer un adequat seguiment de la qualitat de la vegetació i detectar problemes puntuals (clorosi, sequera, efectes de la temperatura, etc.). També ha permès disposar de l’historial de l’estat de la vegetació que pot ajudar a la presa de decisions del gestor del jardí o parc.

- L’emmagatzematge de l’aigua regenerada en un dipòsit durant 2 o 3 setmanes no ha presentat problemes en la manipulació (formació d’algues, etc.) ni s’han detectat males olors. Les raons poden ser perquè el tanc esta protegit de la radiació solar per una malla negra, per l’aportació de lleixiu i la l’aeració cada dues hores.

efecte sobre la qualitat de la ... -...

Documents