Efecte sobre la qualitat de la ... -...
Transcript of 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
4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04
Dies
pH
Nitrogen amoniacal
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
4-mar-04 23-abr-04 12-jun-04 1-ago-04 20-sep-04 9-nov-04
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
ago-04 sep-04 oct-04 oct-04 nov-04
RW
C (
%)
regenerada
xarxa
Festuca
0
20
40
60
80
100
ago-04 sep-04 oct-04 oct-04 nov-04
RW
C (
%)
regenerada
xarxa
Pennisetum
0
20
40
60
80
100
ago-04 sep-04 oct-04 oct-04 nov-04
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
abr-04 jun-04 ago-04 sep-04 nov-04 dic-04
Dates
Tona
litat
de
colo
r (º)
regeneradaxarxa
Pennisetum
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)
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
ago-04 sep-04 oct-04 dic-04
ND
VI
regenerada
xarxa
NDVI Cynodon
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 Pennisetum
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
ago-04 sep-04 oct-04 dic-04
ND
VI
regenerada
xarxa
Vista general 10/08/04
Aigua regenerada Aigua xarxa
Vista general 22/09/04
Aigua regenerada Aigua xarxa
Vista general 28/10/04
Aigua regenerada Aigua xarxa
Vista general 16/12/04
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.