La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Y. Martínez, S.

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1 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Y. Martínez, S. Uku and J. Albiac Unidad de economía agraria Servicio de investigación agroalimentaria IV CONGRESO DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE ECONOMÍA AGRARIA Pamplona, Septiembre 2001

2 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío IntroducciónIntroducción Análisis de la gestión del agua de riegoAnálisis de la gestión del agua de riego Modelo económicoModelo económico SimulaciónSimulación ConclusionesConclusionesÍndice

3 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío El análisis económico y medioambiental de las cuestiones relacionadas con el agua tiene una gran importancia en España. Extensas regiones del país tienen un clima semiárido o subhúmedo, y la demanda de agua de uso agrario alcancza el 80 por cien de la demanda consuntiva. La rentabilidad del agua en la agricultura es menor que en los sectores industriales, los servicios y el medio ambiente. Introducción

4 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Principales cultivos –Maíz, alfalfa, arroz, girasol, trigo y cebada Information utilizada –Datos agronómicos y de manejo de cultivos por sistema de riego (inundación y aspersión) y tipo de suelo –Información meteorológica –Prácticas de gestión de agua de las comunidades de regantes –El riego por inundación es el sistema predominante, aunque la aspersión se ha introducido en algunas zonas 17 municipios en la provincia de Huesca (85.000 Ha) Pantano la Sotonera 187 hm 3 Introducción

5 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Análisis de la gestión del agua de riego VariableMaízTrigoCebadaAlfalfaGirasolArroz SupAspSup.AspSupAspSupAspSupAspSup Rendimiento (Tm/ha) 10,012,35,57,04,55,516,716,92,53,56,0 Margen neto (pta/ha, /Ha) 91.845 (553,28) 140.990 (849,34) 70.693 (425,86) 94.423 (568,81) 39.348 (237,04) 54.638 (329,14) 107.780 (649,28) 104.670 (630,54) 66.540 (400,84) 91.800 (553,01) 138.390 (833,67) Agua (m 3 /ha) 9.0008.0004.5003.7503.5003.00010.0008.0003.5003.00014.000 Val. productividad marginal (pta/m 3 ) 000,112,10,28,30033,713,22,6 Nitrógeno (kg/ha) 46234214319215116075 100201 Percolación (m 3 /ha) 3.6741.5306050003.8532.0801.30201.920 Escorrentía Lixiviado N (kg/ha) 13340000019178014 Pérdida N

6 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío El Valor de la Productividad Marginal del agua es muy bajo en casi todos los cultivos, lo que indica una utilización de agua cercana al máximo rendimiento En riego por aspersión los rendimientos y márgenes netos son en general más elevados, mientras que el uso de agua disminuye, reduciéndose la percolación y el lixiviado de nitrógeno La contaminación está relacionada con la percolación y escorrentía del agua: –Los cultivos con mayor cantidad de agua aplicada son maíz, alfalfa y arroz, y estos cultivos generan una considerable percolación o escorrentía –El maíz genera pérdidas de nitrógeno importantes, junto con menores pérdidas de alfalfa y arroz Análisis de la gestión del agua de riego

7 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío The crop yield response to water and nitrogen inputs have been estimated using the EPIC bio- physic model (Williams et al. 1990) with local data on production and parameters. where y i is the yield of the crop i (Tm/ha), x i and n i are the amounts of water (m 3 /ha) and active nitrogen (kg/ha) inputs applied (Grimm et al. 1987, Rosenzweig et al. 1998, Thomas and Boisvert 1994). The polynomial function specified is the common specification in literature; it is more simple than the Mitscherlich-Baule specification and it has no problems of convergence. Análisis de la gestión del agua de riego

8 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Análisis de la gestión del agua de riego Cuadro 2. Funciones de rendimiento de los cultivos. CultivoRiego por superficieRiego por aspersión Maíz Y=0.506+0.113·10 -2 X-0.119·10 -6 X 2 +0.226·10 -1 N -0.382·10 -4 N 2 +0.161·10 -5 XN Y=0.506+0.154·10 -2 X–0.141·10 -6 X 2 +0.210·10 -1 N -0.361·10 -4 N 2 +0.140·10 -5 XN Trigo Y=0.871+0.951·10 -3 X-0.145·10 -6 X 2 +0.172·10 -1 N -0.336·10 -4 N 2 +0.249·10 -5 XN Y=0.762+0.888·10 -3 X–0.114·10 -6 X 2 +0.185·10 -1 N -0.538·10 -4 N 2 +0.272·10 -5 XN Cebada Y=0.936+0.845·10 -3 X-0.217·10 -6 X 2 +0.176·10 -1 N -0.439·10 -4 N 2 +0.453·10 -5 XN Y=0.891+0.815·10 -3 X–0.196·10 -6 X 2 +0.168·10 -1 N -0.499·10 -4 N 2 +0.48823·10 -5 XN Alfalfa Y=4.522+0.295·10 -2 X-0.196·10 -6 X 2 +0.296·10 -1 N -0.254·10 -3 N 2 +0.163·10 -5 XN Y=4.266+0.291·10 -2 X–0.196·10 -6 X 2 +0.279·10 -1 N -0.274·10 -3 N 2 +0.282·10 -5 XN Girasol Y=0.325+0.573·10 -3 X-0.128·10 -6 X 2 +0.200·10 -1 N -0.656·10 -4 N 2 +0.127·10 -5 XN Y=0.521+0.502·10 -3 X–0.920·10 -7 X 2 +0.189·10 -1 N -0.649·10 -4 N 2 +0.174·10 -5 XN Arroz Y=1.324+0.444·10 -3 X-0.210·10 -7 X 2 +0.172·10 -1 N -0.930·10 -4 N 2 +0.104·10 -5 XN

9 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Modelo económico Maximización del margen neto f(x,n) rendimiento del cultivo en función de los inputs agua x y nitrógeno n k costes del cultivo distintos de agua y nitrógeno p y, p x, p n precios del cultivo y de los inputs La solución óptima calculada del rendimiento y los inputs se acerca razonablemente al rendimiento y uso de inputs observado

10 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío El escenario base se ha comparado con los escenarios siguientes: –Aumento de los precios del agua y del abonado –Estándar que limíte el uso de nitrógeno activo –Cambio del sistema de riego (aspersión) Simulation

11 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Escenario 1 Escenario 1: Aumento del precio del agua a 10 pta/m 3 (0,06 /m 3 ) y 20 pta/m 3 (0,12 /m 3 ) Simulación

12 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La reducción del uso de agua es entre un 30 y un 42 % La percolación y el lixiviado de nitrógeno disminuyen substancialmente El coste para los agricultores es elevado, el margen neto cae un 43 % para 10 ptas/m 3 y un 78 % para 20 ptas/m 3 La reducción excesiva de la aplicación de agua puede provocar la acumulación de sales Simulación

13 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Escenario 2 Escenario 2: Aumento del precio del nitrógeno 100 pta/kg (0,602 /kg) a 150 (0,903) y 200 pta/kg (1,204 /kg) Simulación

14 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío El uso de nitrógeno disminuye ligeramente: 8 % para 150 pta/kg y 16 % para 200 pta/kg El lixiviado de nitrógeno cae entre un 26 y un 36 % La percolación se reduce un 50 % El coste para los agricultores de este escenario es menor que el del escenario 1, con una caída del 9 % en el margen neto cuando el precio es 150 pta/kg, y del 17 % cuando el precio es 200 pta/kg Simulación

15 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Escenario 3: Escenario 3: Límite o estándar en el nitrógeno aplicado maíz 200 kg/ha; trigo, cebada, girasol y arroz 100 kg/ha; alfalfa 50 kg/ha Simulación

16 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío El estándar es 200 kg/ha para maíz, 100 kg/ha para trigo, cebada, girasol y arroz, y 50 kg/ha para alfalfa El lixiviado de nitrógeno cae un 62 % y la percolación un 50 % El coste para los agricultores es pequeño ya que el margen neto solo cae un 10 % El estándar es un buen instrumento para alcanzar el objetivo de reducir el lixiviado, a un coste moderado para los agricultores Simulación

17 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Se han estimado funciones de rendimiento de los cultivos del regadío Flumen-Monegros, para examinar los efectos que tienen la gestión del agua y las técnicas de riego, en los rendimientos y la contaminación del agua Conclusiones. La relación entre los rendimientos y el uso de los factores agua y nitrógeno, se ha determinado utilizando el paquete de crecimiento de cultivos EPIC, incorporando datos locales de producción, meteorología, suelos, operaciones de cultivo, costes y sistemas de riego

18 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío Conclusiones La respuesta de los cultivos se ha especificado con funciones polinomiales, que permiten obtener información sobre la percolación de agua y el lixiviado de nitrógeno Õ El Valor de la Productividad Marginal del agua es bajo en la mayoría de los cultivos, mientras que la aplicación tanto de agua como de fertilizante es muy elevada El maíz es el cultivo con mayores pérdidas de nitrógeno, seguido de la alfalfa y el arroz con pérdidas moderadas

19 La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío La Calidad del Agua y la Gestión del Regadío En la simulación, el escenario base se ha comparado con tres escenarios alternativos: Õ En el escenario de elevación de los precios del agua, la percolación y el lixiviado de nitrógeno se reducen fuertemente, pero con un coste elevado para los agricultores Õ Un estándar en la aplicación de nitrógeno reduce considerablemente la percolación y el lixiviado, con un coste moderado para los agricultores. Pero este instrumento presenta dificultades para controlar su cumplimiento Õ El cambio de sistema de riego incrementa el margen neto y reduce substancialmente la percolación y el lixiviado, pero el incremento de margen neto no cubre una financiación en el mercado de capitales, y la inversión solo es factible con una subvención que cubra el 50 % de la inversión Conclusiones