centro universitario de plasencia curso: 2014 /2015
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UNIVERSIDAD DE EXTREMADURA
CENTRO UNIVERSITARIO DE PLASENCIA
Curso: 2014 /2015
Convocatoria: junio
Relaciones Productivas y Nutricionales entre Arbolado
y Cultivos en Plantación de Nogal Híbrido
para Madera de Calidad
Trabajo presentado para optar al Título Oficial de
GRADO EN INGENIERÍA FORESTAL
Y DEL MEDIO NATURAL
POR LA UNIVERSIDAD DE EXTREMADURA
POR:
Dña. María Guadalupe Arenas Corraliza
TUTELADO POR:
Dña. María Lourdes López Díaz
D. Gerardo Moreno Marcos
PLASENCIA, JUNIO DE 2015
ÍNDICE DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 1
2. ANTECEDENTES .................................................................................................. 4
2.1. Sistemas agroforestales y situación actual del arbolado en el medio agrario. 4
2.2. Futuro de los sistemas agroforestales ............................................................ 8
2.3. Plantaciones de nogal en sistemas agroforestales ........................................ 11
2.4. Biología y rendimiento de los cereales de invierno ..................................... 13
2.5. Absorción de nutrientes por los cereales ..................................................... 18
3. OBJETIVOS.......................................................................................................... 19
4. MATERIAL Y MÉTODOS .................................................................................. 20
4.1. Zona de Estudio ........................................................................................... 20
4.1.1. Ubicación y superficie de la parcela ..................................................... 20
4.1.2. Características de la parcela .................................................................. 21
4.2. Planteamiento experimental ......................................................................... 23
4.3. Parámetros analizados .................................................................................. 26
4.3.1. Producción herbácea ............................................................................. 26
4.3.2. Crecimiento del arbolado ...................................................................... 30
4.3.3. Estado nutricional del arbolado ............................................................ 32
5. RESULTADOS ..................................................................................................... 49
5.1. Condiciones climáticas del año de ensayo ................................................... 49
5.2. Producción herbácea .................................................................................... 50
5.3. Contenido de nutrientes en hoja ................................................................... 57
5.4. Crecimiento del arbolado ............................................................................. 60
6. DISCUSIÓN.......................................................................................................... 61
6.1. Producción herbácea .................................................................................... 61
6.2. Elementos nutritivos .................................................................................... 63
6.2.1. Nitrógeno .............................................................................................. 63
6.2.2. Fósforo .................................................................................................. 64
6.2.3. Calcio .................................................................................................... 66
6.3. Crecimiento del arbolado ............................................................................. 67
6.4. Futuras líneas de investigación .................................................................... 69
7. CONCLUSIONES ................................................................................................ 70
8. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 72
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO .................................................................... 76
ANEJO II: DATOS DE CAMPO ................................................................................... 95
ANEJO III: FOTOGRAFÍAS ......................................................................................... 96
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Superficie ocupada (ha) por los principales tipos de sistemas agroforestales
en España.. ........................................................................................................................ 6
Tabla 4.1. Proporciones de disolución para la preparación de los patrones de N.. ....... 38
Tabla 4.2. Proporciones de disolución para la preparación de los patrones de P.. ........ 42
Tabla 4.3. Proporciones de disolución para la preparación de los patrones de Ca.. ...... 45
Tabla 5.1. Resultados de los ANOVAs realizados para producción herbácea y
contenido de nutrientes en hoja. ..................................................................................... 51
Tabla I.2. Resumen de temperaturas medias del período 1961-2002............................ 77
Tabla I.2. Resumen de precipitaciones medias del período 1961-2002. ....................... 78
Tabla 1.3. Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter. ................................................. 81
Tabla I.4. Zonas climáticas según Índice Termopluviométrico de Lang.. .................... 84
Tabla I.5. Zonas climáticas según Índice Termopluviométrico de Martonne.. ............. 85
Tabla I.6. Regiones climáticas según Índice Termopluviométrico de Martonne
mensual. .......................................................................................................................... 86
Tabla I.7. Zonas climáticas según Índice Termopluviométrico de Dantín-Revenga.. .. 88
Tabla I.8. Tipos de invierno y límites en unidades de temperatura según Papadakis.. . 89
Tabla I.9. Tipos de verano y límites en unidades de temperatura según Papadakis.. .... 90
Tabla I.10. Equivalencia de los regímenes de temperatura con los tipos de invierno y
verano según Papadakis.. ................................................................................................ 91
Tabla I.11. Subdivisión del régimen de humedad mediterráneo y su definición según
Papadakis. ....................................................................................................................... 93
Tabla I.12. Extracto de Grupos Fundamentales y Clima Mediterráneo de la
clasificación climática según Papadakis. ........................................................................ 93
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1. Cambios recientes en el número de frutales con otros cultivos frente a la
superficie ocupada por plantaciones monoespecíficas en España.. .................................. 8
Figura 2.2. Crecimiento diametral de nogal para madera de calidad según cobertura del
suelo.. .............................................................................................................................. 12
Figura 2.3. Rendimiento de maíz y radiación disponible en parcela silvoagrícola,
Toulousse (Francia).. ...................................................................................................... 12
Figura 2.4. Ciclo biológico del trigo y determinación del rendimiento.. ....................... 14
Figura 4.1. Croquis de la situación de la parcela de estudio. ......................................... 20
Figura 4.2. Vista detallada de la parcela de estudio. ...................................................... 21
Figura 4.3. Posiciones dentro (D) y fuera (F) de las muestras en la condición con
arbolado (CA). ................................................................................................................ 24
Figura 4.4. Distribución de parcelas en tratamiento sin árboles (SA) ............................ 25
Figura 4.5. Distribución de parcelas en condición con árboles (CA) ............................. 26
Figura 4.6. Muestras de cultivos herbáceos en laboratorio. ........................................... 27
Figura 4.7. Equipo utilizado para la determinación de la producción herbácea. ............ 29
Figura 4.8. Tubos Kjeldahl en bloque digestor. ............................................................. 34
Figura 4.9. Aparato AA1 Auto Analyzer, SEAL ANALYTICAL. ..................................... 39
Figura 4.10. Aparato Flame Photometer 410, SHERWOOD. ........................................ 46
Figura 5.1. Precipitación mensual media del período de años de 1999-2013 y 2013-
2014.. .............................................................................................................................. 49
Figura 5.2. Temperaturas Máximas Absolutas durante el período 2013-2014.. ............ 50
Figura 5.3. Producción de grano en t ha-1
de las distintas especies de cereales ensayadas
según el tratamiento de arbolado.. .................................................................................. 52
Figura 5.4. Producción de grano en t ha-1
de las distintas variedades de las especies de
cereales ensayadas según el tratamiento de arbolado. .................................................... 53
Figura 5.5. Producción de biomasa en t ha-1
de las distintas variedades de la especies de
cereales ensayadas según el tratamiento de arbolado. .................................................... 54
Figura 5.6. Peso en gramos de 100 semillas de las distintas variedades de las especies de
cereales ensayadas según el tratamiento de arbolado. .................................................... 55
Figura 5.7. Número de espigas de las distintas variedades de las especies de cereales
ensayadas según el tratamiento de arbolado. .................................................................. 56
Figura 5.8. Miligramos de N por gramo de materia seca en hoja de arbolado para los
distintos tratamientos de siembra bajo arbolado.. .......................................................... 57
Figura 5.9. Miligramos de P por gramo de materia seca en hoja de arbolado para los
distintos tratamientos de siembra bajo arbolado.. .......................................................... 58
Figura 5.10. Miligramos de Ca por gramo de materia seca en hoja de arbolado para los
distintos tratamientos de siembra bajo arbolado. ........................................................... 59
Figura 5.11. Incremento del diámetro normal del árbol para los distintos tratamientos de
siembra bajo arbolado. .................................................................................................... 60
Figura I.1. Gráfico de Temperaturas Medias (°C) del período 1961-2002.. ................. 78
Figura I.2. Gráfico de precipitación y evapotranspiración medias del período 1961-
2002.. .............................................................................................................................. 79
Figura I.3. Diagrama Ombrotérmico de Gaussen. .......................................................... 80
Figura I.4. Gráfico de Pluviometría, Evapotranspiración Potencial y Evapotranspiración
Real. . .............................................................................................................................. 82
Figura I.5. Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter.. ................................................ 83
Figura III.1. Tratamientos de izquierda a derecha de trigo y cebada. ............................ 96
Figura III.2. Tratamiento de no siembra. ........................................................................ 96
Figura III.3. Tratamientos de cereales. ........................................................................... 97
Figura III.4. Tratamientos de cereales (cebada y trigo). ................................................. 97
Figura III.5. Tratamientos de cereal y pratense. ............................................................. 98
Figura III.6. Tratamiento de guisante. ............................................................................ 98
Figura III.7. Tratamientos de siembra de cereales sin arbolado ..................................... 99
RESUMEN
Se ha realizado un ensayo en un sistema agroforestal de nogal híbrido para
madera de calidad con las combinaciones: nogal con cultivos herbáceos (cereales de
invierno con las especies de trigo y cebada, guisantes y cultivo forrajero), cereales sin
arbolado y arbolado sin cultivos, con el objetivo de conocer las interacciones
productivas y nutricionales que se generan en el sistema.
Los resultados, sobre los que se ha efectuado un Análisis de la Varianza
(ANOVA), muestran una mayor producción de la cebada bajo la influencia de los
árboles y un incremento diametral superior en el arbolado en el tratamiento sin cultivos.
Los análisis del estado nutritivo (análisis de hoja) de los árboles indican que hay
que continuar con estas líneas de investigación, pues se detectan competencias y
facilitaciones (entre los estratos arbóreo y herbáceo) controlables mediante modelos de
gestión que maximicen la productividad económica y medioambiental de estos sistemas
en nuestras condiciones ecológicas.
Palabras clave: sistema agroforestal, nogal, cereales de invierno, competencia,
facilitación.
INTRODUCCIÓN
Introducción
1
1. INTRODUCCIÓN
A lo largo de la segunda mitad del siglo XX la población mundial creció de
forma paralela al incremento del rendimiento de los cultivos, posibilitado por la mejora
de las técnicas agronómicas, el uso de fertilizantes, energías y pesticidas y la
selección/mejora genética de los cultivos. Estos avances, conocidos como la “revolución
verde”, permitieron multiplicar en varias veces el rendimiento de los cultivos por unidad
de suelo cultivado. Sin embargo, en los últimos años se ha producido un estancamiento
en este crecimiento y no se espera ya ningún incremento significativo en los
rendimientos de los grandes cultivos (como los cereales, las frutas y hortalizas, las
praderas…) en el mundo. Incluso se podría producir una disminución de los
rendimientos causada por el cambio climático y la recurrencia creciente de eventos
meteorológicos extremos (olas de calor, largas sequías…) (Paniagua, García, & Coleto,
2012).
Esto conlleva la necesidad de nuevas tierras agrícolas para soportar el
crecimiento esperado de la población mundial (Hernández, 2005). Además,
recientemente existen numerosos llamamientos y propuestas para avanzar en la
intensificación ecológica (Medina, Iglesias, & Mateos, 2008). Ésta persigue aumentar el
rendimiento de la tierra a través de un mejor aprovechamiento de los recursos propios
de la misma. Entre estas propuestas se encuentran los sistemas agroforestales, los cuales
mediante la combinación de al menos dos componentes productivos (por ejemplo, árbol
y pasto) utilizan de forma más intensa y eficiente los recursos del sistema. Ejemplos de
este mejor aprovechamiento son la utilización por parte del pasto de la radiación solar
que traspasa las copas de los árboles (Montero, Ruíz, & Muñoz, 2005) o el
aprovechamiento por parte de las raíces profundas del árbol del nitrato que es lavado
dentro del suelo y queda inaccesible para las raíces del cereal (López - Bellido, 2010).
Las combinaciones agroforestales pueden ofrecer una nueva oportunidad para
algunos cultivos sensibles a eventos de sequía o calor extremos, cada vez más
frecuentes en el contexto actual de cambio climático (Castro, Martín-Vide, & Alonso,
2005). La protección que ofrecen los árboles a los pastos o cultivos, amortiguando las
temperaturas extremas, es una de las claves del éxito de muchas combinaciones
agroforestales. Sin embargo, para avanzar en la adopción de estas combinaciones como
técnica agronómica, se necesitan trabajos de selección de especies y cultivos anules que
Introducción
2
mejor se adapten al crecimiento en condiciones de sombra (o competencia por otros
recursos edáficos con el arbolado).
Durante décadas, todos los esfuerzos de mejora y selección genética de cultivos
se han realizado en condiciones de plena luz y en este trabajo se plantea la realización
de un ensayo de comparación del comportamiento de diferentes cultivos bajo árboles.
De forma concreta, plantea la comparación de dos cereales de invierno (trigo y cebada),
incluyendo dos variedades de cada uno.
Por otra parte, el cultivo de las especies llamadas “nobles” ha experimentado un
gran desarrollo en Europa como respuesta a las necesidades ocurridas en las últimas
décadas de maderas alternativas a las tropicales, cada vez más escasas y caras.
El mercado de estas maderas en los países desarrollados ha tenido un incremento
continuo y significativo de su demanda y sus precios. Esto convierte a este tipo de
plantaciones en inversiones muy rentables, pero con períodos de retorno de 25 – 30
años. Las altas exigencias ecológicas de las especies utilizadas en calidades de estación
y disponibilidad de recursos hídricos (ya sean de procedencia edáfica o mediante riego)
han provocado que, en los últimos años, en España se establezcan plantaciones en
terrenos aluviales de regadío. De hecho, el Libro Blanco de la Agricultura y el
Desarrollo Rural (MAPYA, 2002) ya indicaba la necesidad de suplir la demanda
nacional de madera con cultivos en tierras agrarias de calidad.
Como respuesta a esto, en algunos países europeos, se han desarrollado sistemas
agroforestales que combinan producciones de madera de calidad con cultivos herbáceos
anuales que permiten ingresos a corto plazo.
A escala mundial, se estima que un tercio del incremento de dióxido de carbono
atmosférico, desde el año 1850, proviene de los cambios en el uso de la tierra,
fundamentalmente de la tala de bosques. En España, la agricultura es responsable de
una décima parte de la emisión de CO2 a la atmósfera. La mayoría de estas tierras
presentan elevadas tasas de captación de carbono, pero la ganancia se exporta en forma
de productos agrícolas y restos de cultivos, siendo rápidamente liberada a la atmósfera.
Introducción
3
Si bien el carbono es de nuevo capturado por la cosecha posterior, muchos suelos de uso
agrícola son, actualmente, fuentes netas de emisión de carbono (Working Group Sinks
Related to Agricultural Soils. European Climate Change Program (ECCP)., 2004).
Se ha puesto de manifiesto que los sistemas agroforestales utilizan mejor los
recursos disponibles que los monocultivos o plantaciones puras, resultando ambiental y
económicamente más eficientes que éstos y siendo reconocidos como sistemas de
cultivo que pueden revertir la emisión de CO2 a la atmósfera por parte de los sistemas
agrícolas.
Poder diseñar sistemas agroforestales que combinen ambas producciones,
alimento y madera de calidad, mitigaría en cierto modo la competencia de ambas
producciones por las tierras de calidad.
ANTECEDENTES
Antecedentes
4
2. ANTECEDENTES
En este apartado se realiza una revisión bibliográfica sobre sistemas agroforestales,
plantaciones de nogal para madera de calidad y desarrollo de los cereales y su relación
con las condiciones ecológicas.
2.1. Sistemas agroforestales y situación actual del arbolado en el medio agrario
Los sistemas agroforestales son sistemas multifuncionales que combinan diferentes
estratos vegetales, generalmente uno herbáceo (cultivo o pasto) y otro arbóreo. Estos
sistemas han formado parte durante siglos de muchos paisajes europeos por su
capacidad de utilización de los recursos (luz, agua y nutrientes) de manera más
eficiente, tanto a nivel subterráneo como aéreo, debido a la diferenciación espacial y/o
temporal en el uso de los mismos. Esta complementariedad y eficiencia es manejada
para reducir los aportes de fertilizantes al sistema y los costes y con ello aumentar la
rentabilidad de los cultivos.
En las últimas dos décadas el interés de la comunidad científica por este tipo de
sistemas se ha visto incrementado, acumulándose numerosas evidencias de que son
ambientalmente eficientes, tanto a nivel local (reducción de lixiviación de nutrientes,
disminución de los riesgos de erosión, mejora del paisaje…) como global (sumidero de
carbono, incremento de la biodiversidad…).
Los sistemas agroforestales son muy complejos, debido a la diversidad de
componentes, variación en el tiempo, productos a obtener, escala de los sistemas,
identidades y organismos implicados. Las relaciones biofísicas son muy complejas y
sobre todo cambiantes en el tiempo. Como ocurre en una masa al madurar, los árboles
se hacen más grandes y la incidencia sobre el componente herbáceo es mayor. También
existe el efecto de la distribución espacial de los componentes, pudiendo tomar la forma
de superficies continuas, filas más o menos separadas, golpes o pequeños rodales de
árboles o cualquier otra forma de ordenación geométrica. Otro aspecto es la escala
espacial, pues no es igual una explotación agroforestal pequeña que una de gran
superficie. Las fuerzas del mercado también influyen en el sistema, favoreciendo la
producción de unos determinados productos frente a otros.
Antecedentes
5
Las características de los árboles empleados en los sistemas agroforestales tienen
importancia en las interacciones entre los componentes. En este sentido, se intenta
buscar arquitecturas arbóreas (aéreas y subterráneas) que disminuyan la competencia
entre los estratos. Por ejemplo, existe preferencia por árboles de baja relación diámetro
de copa / diámetro de tronco y una ramificación poco densa que permita el paso del
agua y la luz, o un sistema radical profundo, para que no compita con las raíces
superficiales de los cultivos herbáceos. También se buscan efectos como la fijación de
nitrógeno, la producción de abundante hojarasca o la reducción de la amplitud térmica
dentro del ecosistema (Nair, 1983). A su vez hay que tener en cuenta el efecto del
componente herbáceo sobre el arbóreo.
Las interacciones entre los componentes varían de acuerdo con las condiciones
ambientales. La relativa importancia de cada efecto depende tanto del tipo de sistema
agroforestal como de la localización del mismo. Por ejemplo, en zonas boreales,
templadas y tropicales, donde no existen problemas de limitación de agua, la
producción de pasto disminuye bajo el arbolado, mientras que en zonas con bajas
pluviometrías y varios meses de sequía, la producción y la calidad del pasto bajo
arbolado es mayor que fuera de ellos.
La resultante de las interacciones entre los componentes puede ser positiva o
negativa, pero el balance final de un sistema agroforestal dependerá del conjunto de
interacciones. El conocimiento de estas interacciones y su funcionamiento permite
mejorar el balance y crear nuevas prácticas o sistemas.
El objetivo de la agroselvicultura es lograr manejar dichas interacciones entre el
componente arbóreo y el componente agrícola con los ambientales, de forma que se
consiga un balance positivo de todo el sistema. Por otro lado, la comprensión de las
interacciones y su origen, dónde y cómo ocurren, indicará las posibles vías de mejora
del sistema y desarrollo futuro, con las consiguientes pautas de gestión (Silva-Pando &
Rozados, 2002).
Antecedentes
6
Determinadas combinaciones de árboles y cultivos producen una competencia por
los recursos, incrementándose ésta con el crecimiento del arbolado. Además, la política
agraria ha favorecido los sistemas agrícolas desarbolados. Esto ha provocado que a lo
largo del siglo XX se produjera la drástica separación de las actividades agrícolas de las
forestales en gran parte del territorio europeo.
La evolución de los principales sistemas agroforestales en España se refleja en los
censos agrarios del Ministerio de Agricultura y del Instituto Nacional de Estadística
(INE 1963, 1965, 1985, 1991 y 2002). En la Tabla 2.1. se observa la disminución de la
superficie ocupada por distintos sistemas agroforestales en España.
Tabla 2.1. Superficie ocupada (ha) por los principales tipos de sistemas agroforestales en España. Fuente:
elaboración propia. Datos de “El Árbol en el Medio Agrícola” (Moreno, 2004).
Sistema Agroforestal 1962 1972 1982 1989 1999
Combinación cultivo anual con arbolado
Cultivo anual con frutales 402005
78999 27562 13484
Cultivo anual con Viñas
21677 8175 8359
Cultivo anual con Olivos 242628
39092 20219 15030
Cultivo anual en monte abierto 685893 478375 433000 357000 566865
Combinación de cultivos leñosos
Olivo + Viña 181866 67875 78270 39203 48605
Frutal + Viña 57406 33058 14981 7389
Olivos con frutales 217816 195566 107485 74675
Combinación de frutales 60913 85563 47650 17859
Esta tendencia existe también en el resto de los países europeos. Sin embargo, en
los países tropicales, se ha potenciado la agroforestía ligada a economías de
subsistencia, potenciado desde organismos de desarrollo científico – tecnológico de
carácter internacional como el International Centre for Research in Agroforestry
(ICRAF) y el Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE).
Antecedentes
7
La Política Agraria Común (PAC) ha favorecido los monocultivos y los Programas
de Desarrollo Rural (PDRs) no han implementado líneas de ayuda a sistemas
agroforestales. No ha existido, por tanto, ningún tipo de política activa que haya
propiciado la reforestación de zonas productivas, como por ejemplo en regadíos con
especies de madera de calidad (cerezo, nogal, fresno…). Hasta el año 2002, en
Extremadura, no se había realizado ninguna plantación con especies de interés maderero
en tierras agrarias, que pudiera compensar la deforestación paulatina sufrida por el
medio agrario en el siglo XX (Moreno, 2004).
Las posibles causas de reducción del arbolado en el medio agrícola han sido:
- Cambio en los sistemas de economía rural: prescindiendo de los sistemas
multifuncionales y pasando a sistemas de monocultivo.
- Mecanización de la agricultura: eliminando el arbolado o disminuyéndolo
drásticamente en otros casos (en las dehesas esta reducción ha sido estimada en
un 23 % , entre 1957 y 1981) (San Miguel, 1994).
- Concentración parcelaria: facilitando la eliminación de miles de kilómetros de
setos y franjas de vegetación natural, generalmente leñosa.
- Proyectos de regadío: transformando las dehesas en monocultivos. La inclusión
en los censos estadísticos de las dehesas junto con otros tipos de montes abiertos
en incremento (por ejemplo, monte bajo de montaña rebrotado tras incendios
forestales) explican el aparente mantenimiento de la superficie total de monte
abierto en España.
- Abandono de pequeñas explotaciones: debido a la escasa rentabilidad y la
pérdida de población rural. Muchas de ellas eran combinaciones de cereales y
hortalizas con frutales y olivos. Su pérdida se pone de manifiesto al analizar la
evolución del número de frutales dispersos en el medio rural (Figura 2.1).
Antecedentes
8
Figura 2.1. Cambios recientes en el número de frutales con otros cultivos, frente a la superficie ocupada por
plantaciones monoespecíficas en España. Fuente: elaboración propia. Datos de “El Árbol en el Medio Agrícola”
(Moreno, 2004).
A nivel nacional, a principios del siglo XXI, sólo un 5,2 % de las tierras labradas
presentan algún tipo de asociación de cultivo con arbolado y únicamente el 4,9 % de los
cultivos herbáceos se realizan en parcelas arboladas, sean frutales o forestales (Moreno,
2004).
2.2. Futuro de los sistemas agroforestales
Una de las características de los sistemas agroforestales es la capacidad de
regularizar los ingresos económicos, al combinar los ingresos a largo plazo de la
explotación forestal con los de corto plazo de la producción agrícola. Esta combinación
permite incrementar el beneficio económico y la posibilidad de disponer de liquidez en
caso de fallo en uno de los componentes. También permite una mejor distribución del
trabajo, sobre todo si se buscan combinaciones cuyas demandas correspondan a
distintos períodos del año (Rigueiro-Rodríguez, Fernández-Núñez, González-
Hernández, McAdam, & Mosquera-Losada, 2008).
0
5
10
15
20
25
30
0 0,5
1 1,5
2 2,5
3 3,5
4 4,5
5
Fru
tale
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on
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spe
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cas
(Mill
on
es
de
he
ctár
eas
)
Años
Monocultivos Dispersos
Antecedentes
9
A pesar de existir muchas razones para impulsar políticas que favorezcan la
reintroducción del arbolado en los ambientes agrícolas (aumento de la biodiversidad,
reducción de la contaminación difusa (Moreno, López-Díaz, Oliveira, & Cunha, 2007),
protección del suelo, reducción del consumo de agroquímicos, fijación de CO2, mejora
del paisaje agrícola (Montero, Cisneros, & Cañellas, 2003), diversificación de la renta
rural y producción de madera de calidad, esta última de gran demanda actual y futura y
para la que hay que anticiparse varias décadas a las necesidades del mercado
(Mosquera-Losada et al., 2012)), no ha existido ningún tipo de política impulsora de los
sistemas agroforestales hasta fechas recientes. Hasta el reglamento UE de 2005 (Nº
1698/2005) no se introdujo una ayuda específica para la implantación de sistemas
agroforestales en Europa, aunque el nivel de implantación de momento ha sido muy
reducido.
Actualmente, con la nueva reforma de la PAC, la Unión Europea (UE) parece
replantearse esta situación, según se aprecia en la nueva reglamentación:
El REGLAMENTO (UE) Nº 1305/2013 del PARLAMENTO EUROPEO Y DEL
CONSEJO de 17 de diciembre de 2013 relativo a la ayuda al desarrollo rural a través
del Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER) y por el que se deroga el
Reglamento (CE) nº 1698/2005 del Consejo, en su artículo 23 “Implantación de
Sistemas Agroforestales” aborda una línea específica de potenciación de estos sistemas:
Art. 23.2. A efectos del presente artículo se entiende por sistemas agroforestales
los sistemas de utilización de las tierras que combinan el mantenimiento de árboles con
la agricultura en las mismas tierras. Los Estados miembros determinarán el número
mínimo y máximo de árboles por hectárea atendiendo a las condiciones edafoclimáticas
y medioambientales locales, las especies forestales y la necesidad de garantizar la
utilización agrícola sostenible de las tierras. (Diario Oficial de la Unión Europea,
20.12.2013).
Antecedentes
10
En el Anexo II de este Reglamento se especifican los importes máximos en
porcentaje de estas ayudas:
Implantación de sistemas agroforestales: 80 % del importe de las inversiones
subvencionables para la implantación de sistemas agroforestales.
Las Comunidades Autónomas en sus PDRs son las encargadas de implementar o
no esta ayuda para el período de programación 2015-2020.
Por otra parte, el REGLAMENTO (UE) Nº 1307/2013 del PARLAMENTO
EUROPEO Y DEL CONSEJO de 17 de diciembre de 2013 por el que se establecen
normas aplicables a los pagos directos a los agricultores, en virtud de los regímenes de
ayudas incluidas en el marco de la Política Agraria Común (este Reglamento se
desarrolla en España por los Reales Decretos 1075/2014, 1076/2014, 1077/2014,
1078/2014 y 1079/2014, todos de 19 de diciembre de 2014), establece que las
superficies ocupadas por la agroselvicultura son superficies admisibles para el futuro
Pago Básico y además válidas íntegramente como SIE (Superficie de Interés
Ecológico), exigible para el cobro del llamado PAGO VERDE (Greening) de la nueva
PAC 2015-2020. Pago Verde, que en España, supone aproximadamente 1453 millones
de euros para el 2015, incrementándose ligeramente hasta llegar a 1468 millones de
euros en 2019.
Queda pues, patente, el posicionamiento estratégico de los sistemas agroforestales
en el nuevo período de aplicación de los reglamentos de Desarrollo Rural (FEADER),
segundo pilar de la PAC y del Fondo Europeo de Garantía Agrícola (FEAGA), primer
pilar (pagos directos) de la PAC.
Esto supone que los sistemas agroforestales son potenciados desde la nueva PAC,
contrariamente a lo que había sucedido con anterioridad. No obstante, corresponde a los
Estados miembros desarrollarlo de forma que realmente signifique un cambio efectivo y
no solamente formal.
Antecedentes
11
2.3. Plantaciones de nogal en sistemas agroforestales
En España, las plantaciones de frondosas dirigidas a la obtención de madera de
calidad están en fase de expansión sostenida. Actualmente representan una pequeña,
aunque importante, realidad agroforestal, debido a su potencial como alternativa
económica. Los nogales son los más utilizados en este tipo de explotaciones. Los
materiales vegetales plantados, en su mayoría, son progenies híbridas destinadas a
acortar el turno de tala (Juglans x intermedia Mj209xRa y Juglans x intermedia
Ng23xRa) (Aletá & Vilanova, 2006, 2011).
Estas dos progenies proceden de la polinización de Juglans major Mj209 con
polen de Juglans regia y de Juglans nigra Ng23 con polen de Juglans regia, bien de
nueces producidas en huertos semilleros por polinización libre o ejemplares clonales
procedentes de propagación por cultivo in vitro de árboles seleccionados. Ambos
presentan unas características interesantes para la producción de madera (buenas
propiedades técnicas y estéticas, similares a las de sus progenitores), más vigorosos
desde los primeros años de plantación (vigor híbrido) y con una mayor dominancia del
brote apical. Además, son más resistentes a enfermedades, sequía y heladas
primaverales que el nogal común, aunque muy sensibles a la competencia herbácea.
Este material supone un buen compromiso entre crecimiento, resistencia a agentes
nocivos y a incertidumbres climáticas, facilitando la gestión para producir madera de
calidad. Necesitan un clima suficientemente húmedo, preferentemente sin sequía y no
demasiado frío, así como un suelo profundo de textura equilibrada y bien drenado. La
progenie Mj209xRa tiene una mayor tolerancia a los climas calurosos (área
mediterránea) mientras que Ng23xRa tolera mejor las estaciones frías (Coello et al.,
2009).
Experiencias francesas realizadas por el INRA (Institut National de la Recherche
Agronomique) muestran que el crecimiento diametral en los primeros años de una
plantación de nogal para madera es superior con la presencia de un cultivo como
cobertura del suelo (Figura 2.2.) mostrándose tanto la cubierta herbácea espontánea
como el suelo desnudo, marcadamente inferiores (Moreno, 2005).
Antecedentes
12
Figura 2.2. Crecimiento diametral de nogal para madera de calidad según cobertura del suelo. Fuente: elaboración
propia. Datos de “Silvoagricultura: Otra Forma de Hacer Selvicultura” (Moreno, 2005).
Con respecto a los rendimientos de los cultivos herbáceos en sistemas
agroforestales con nogal, experiencias francesas con maíz demuestran la existencia de
un “efecto sombra” ligado a la transmisión de la luz y la proximidad al árbol (Figura
2.3.) (Moreno, 2005).
Figura 2.3. Rendimiento de maíz y radiación disponible en parcela silvoagrícola, Toulousse (Francia). Fuente:
elaboración propia. Datos de “Silvoagricultura: Otra Forma de Hacer Selvicultura.” (Moreno, 2005).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5
Diá
me
tro
No
rmal
(m
m)
Años
Cultivo Herbáceo espontáneo Desnudo
y = 1,3881x2 - 0,4546x + 53,352 R² = 0,7415
y = 1,0388x2 - 0,772x + 56,893 R² = 0,7994
0
20
40
60
80
100
120
-10 -5 0 5 10
Po
rce
nta
je (
%)
Distancia al árbol (m)
Rendimiento
Transmisión
Polinómica (Rendimiento )
Polinómica (Transmisión)
Antecedentes
13
En este sentido, la orientación de las filas de árboles, si se establecen calles de
cierta anchura, demostró ser muy influyente en los rendimientos de los cultivos
herbáceos bajo arbolado, mitigando los efectos del sombreado la orientación norte-sur
en las filas de árboles. Los mismos efectos ocurrieron con la altura de la poda, siendo a
más altura mayor la penetración de la luz y mayores los rendimientos del cultivo
herbáceo (Moreno, 2005).
2.4. Biología y rendimiento de los cereales de invierno
Las fases del ciclo biológico en los cereales de invierno (Figura 2.4.) están ligadas
a la integral térmica (Esteban, n.d.), de manera que cada uno de sus estadíos se produce
tras la acumulación de un mínimo de grados-día. Así, el intervalo entre siembra-
nascencia es de 150 ºC en condiciones favorables. Esto equivale a 8 - 10 días en
siembras tempranas de primeros de octubre, 15-20 días en siembras de noviembre.
El estado de 2-3 hojas necesita en el trigo 100 ºC por hoja. La cebada, el centeno y
algunas variedades de triticale, 80 ºC (en siembras tempranas en los dos casos).
Para el inicio del ahijado (cuando ha aparecido la cuarta hoja), en el trigo 450 ºC
desde la siembra y en la cebada 390 ºC.
El pleno ahijado se produce entre los 550 – 650 ºC desde la siembra.
El inicio del encañado, a aproximadamente 750 ºC desde la siembra.
El estado de 1-2 nudos en la caña, 1000 ºC desde la siembra.
La última hoja aparece a los 1300 ºC para siembras muy tardías y 1400 ºC para
siembras muy tempranas.
En cuanto al espigado, éste se produce entre 1200 ºC y 1900 ºC según variedades
y fecha de siembra (valores máximos para siembras tempranas).
La floración, por término medio, se produce sobre los 8 días después del espigado,
necesitándose 145 ºC desde este estado.
Para la formación del grano (variable según la especie), desde el espigado hasta el
grano lechoso, se necesitan 450 ºC y hasta grano pastoso 750 ºC (Bonciarelli, 1987).
Antecedentes
14
Figura 2.4. Ciclo biológico del trigo y determinación del rendimiento. Fuente: Coltivazioni Erbacee da Pieno Campo
(Bonciarelli, 1987).
La única fuente de energía para el crecimiento de los cultivos es la radiación
solar, y por tanto, la cantidad de crecimiento acumulado depende proporcionalmente de
la cantidad de radiación interceptada acumulada, convertida en materia seca, con cierta
eficiencia (en general, alrededor de 1,5 g / MJ de radiación global interceptada). Por
ello, el índice de área foliar o Leaf Area Index (LAI) es considerado el principal atributo
del cultivo, responsable de interceptar la radiación solar entrante para proporcionar
recursos para el crecimiento del cultivo y la acumulación de biomasa. Este enfoque
asume que la interceptación de la radiación y acumulación de biomasa se traduce en el
aumento de rendimiento con independencia del momento en que se logra el incremento
de la biomasa y no es así (Slafer & Savin, 2011).
Antecedentes
15
A partir del trabajo de Tony Fisher (Fisher, 1985), se estableció con claridad que
el rendimiento del trigo es mucho más sensible a los cambios en el crecimiento durante
el relativamente corto período comprendido entre, aproximadamente, tres semanas antes
y pocos días después de la antesis, que a cambios en cualquier momento. El rendimiento
del cultivo parece ser particularmente sensible a los cambios en la acumulación y
partición de los recursos en este período. Así, el rendimiento se maximiza si el índice de
área foliar alcanza su máximo valor en el inicio del espigado.
De este modo, cualquier factor que mejore el crecimiento del cultivo durante el
período de encañado, lograría un aumento del peso de las espigas, con lo que
aumentaría el número de granos y su peso. Así también, cualquier factor que perjudique
el crecimiento del cultivo en esta etapa, reducirá el rendimiento por afectar al número de
granos (Slafer & Savin, 2011).
En situaciones de menor número de granos por m2, el aumento de peso de éstos
no compensa la pérdida de producción. Por ello, aunque el peso final de los granos,
frecuentemente, está relacionado negativamente con el número de granos por m2, el
rendimiento está claramente relacionado con el número de granos por m2 (Sadras,
2007). De este modo, en la mayoría de los casos el peso final de los granos depende de
la capacidad de crecimiento que tengan los mismos. El peso final del grano está
determinado por la tasa de acumulación de materia seca y la duración del período de
llenado. Consecuentemente, las variaciones en peso de los granos están relacionadas
con las condiciones ambientales que regulan la expresión del peso, principalmente
temperatura y disponibilidad hídrica durante la post-floración.
En nuestras latitudes, considerando que la disponibilidad hídrica sea suficiente,
se ha llegado a calcular que la reducción en el rendimiento de los cereales de invierno,
debido a las altas temperaturas en el período de llenado de los granos, podría llegar al
10 – 15 %. Por ejemplo, en trigo, se ha encontrado una reducción entre 3 y 5 % en peso
de grano por cado grado de aumento de la temperatura media por encima de los 15 ºC
durante el período de llenado del grano (Tewolde, Fernández, & Erickson, 2006;
Wardlaw & Wrigley, 1994). También existe abundante información que indica que los
estreses térmicos son más negativos cuando ocurren en etapas tempranas del período de
llenado en comparación con etapas más tardías.
Antecedentes
16
La mayoría de los modelos de cambio climático predicen que tanto la
temperatura diurna como la nocturna aumentarán de 1 a 4 ºC en los próximos años. Esto
es importante porque en algunos cultivos, las altas temperaturas nocturnas son más
influyentes para la productividad que las altas temperaturas diurnas (Hall, 1992).
En los cereales de invierno se establece como temperaturas moderadamente altas
de 25 a 32 ºC en el período de llenado de los granos y muy altas las temperaturas de 35
a 40 ºC durante breves períodos de 3 – 5 días en esta fase. Aún cuando estos breves
períodos de muy alta temperatura no cambian demasiado la temperatura media diaria
del período completo de llenado, pueden tener un efecto muy diferente en el
rendimiento y calidad de los granos. El efecto de breves períodos de temperaturas muy
altas resulta más perjudicial sobre el peso y la composición de proteínas, que el efecto
de temperaturas moderadamente elevadas durante un mayor período (Wardlaw,
Blumenthal, Larroque, & Wrigley, 2002). Por tanto, hacer esta distinción es relevante:
mucho de lo que conocemos de efectos de las altas temperaturas ha sido generado en
experimentos donde los tratamientos consistían en regímenes térmicos más o menos
constantes durante el llenado del grano, mientras que, en muchos casos, lo que ocurre en
condiciones de campo son períodos de alternancia de temperaturas altas en breves
períodos de tiempo.
El primer efecto de temperaturas más elevadas que las óptimas es la reducción
temporal de las etapas de crecimiento. En función de cuánto se acorte una determinada
etapa de crecimiento, así será el efecto final sobre el rendimiento de las distintas
estructuras del cultivo y la cantidad de recursos que el cultivo es capaz de captar (agua,
nutrientes, radiación).
Otro efecto importante se encuentra relacionado con la perturbación de los
procesos asociados a la asimilación del carbono (transpiración, fotosíntesis y
respiración (Stone, 2001)). Temperaturas mayores a 35 ºC reducen significativamente la
actividad de la fotosíntesis y la conductancia estomática. En general, cultivos expuestos
a temperaturas altas, superiores a 5 ºC sobre las óptimas, muestran cambios en el
metabolismo celular. Estos efectos incluyen una reducción de la síntesis de las proteínas
normales y el aumento en la síntesis de proteínas de choque térmico (HSPs), la
Antecedentes
17
producción de fitohormonas (ácidos abscísico, jasmónico y salicílico) y de antioxidantes
(Slafer & Savin, 2011).
Experiencias realizadas en nuestras latitudes demuestran que en los sistemas
agroforestales las diferencias entre las temperaturas máximas y mínimas y las
fluctuaciones diarias de éstas, están muy amortiguadas por la influencia del arbolado
(un ensayo reveló que en el mes de junio, en la superficie cubierta por la copa, la
fluctuación fue de 10 ºC, con máximas de 25 ºC, y en la zona descubierta, la fluctuación
fue de 15 ºC, con máximas de 39 ºC) (Moreno, 2005). Lo mismo ocurre con respecto a
la humedad edáfica bajo la copa del árbol.
De lo expuesto anteriormente, se infiere que las condiciones de los cultivos
herbáceos en sistemas agroforestales de latitudes superiores a las nuestras presentan
mayores rendimientos en situaciones menos próximas al arbolado. Contrariamente,
parece que en nuestras latitudes (de clima más marcadamente mediterráneo), las
temperaturas máximas de los meses de abril y mayo (independientemente de las
limitaciones por disponibilidades hídricas y nutricionales) son suficientes para
establecer algunas ventajas fisiológicas y productivas para los cereales de invierno que
se desarrollan bajo la protección de los árboles.
Por tanto, puede ocurrir que, en estas condiciones, las relaciones con el arbolado
no sean de competencia, sino de facilitación, en términos de producción de cereal.
Antecedentes
18
2.5. Absorción de nutrientes por los cereales
La absorción de elementos minerales por los cereales es intensa a partir del
ahijamiento y a lo largo del encañado, hasta la aparición de la espiga.
Los períodos críticos de necesidades de agua y elementos nutritivos del trigo son
la fase de desarrollo de la espiga, la floración y la fase inicial de formación del grano,
esto es de mediados de abril a mediados de mayo. Este período en la cebada se localiza
desde el final del estado de zurrón (cuando la espiga está en la vaina) hasta la fase de
espigado, esto es, desde primeros de marzo hasta finales de abril. El déficit hídrico en
dichas fases ocasiona la reducción del número de espigas por planta, la disminución del
número de granos por espiga y la merma del peso del grano. Por esto, el arbolado, con
su condición de mantenimiento de humedad del suelo, favorece de manera general la
producción en los cereales.
La cebada posee un sistema radicular fasciculado y fibroso, localizándose el 60 %
de las raíces en los primeros 25 cm del suelo, alcanzando rara vez 1 m de profundidad.
Se adapta a zonas de poca lluvia primaveral, ya que sus necesidades hídricas y nutritivas
son más importantes al comienzo del ciclo. En el caso del trigo, las raíces pueden
alcanzar 1 m de profundidad, aunque la mayoría se localiza también en los primeros 25
cm (López - Bellido, 2010).
OBJETIVOS
Objetivos
19
3. OBJETIVOS
Se pretende implementar un sistema agroforestal que combine la producción de
madera de calidad (renta a medio-largo plazo) con la producción de cultivos herbáceos
(renta a corto plazo).
Por tanto, el objetivo general de este proyecto es estudiar las relaciones de
competencia o facilitación entre el estrato herbáceo cultivado y el estrato arbóreo para
producción de madera de calidad. Para ello se abordan los siguientes objetivos
específicos:
- Testar la producción de distintas variedades de cereal para comprobar su
desarrollo sin arbolado y con éste, y establecer si existen diferencias entre zonas
próximas y alejadas de la copa de los árboles.
- Valorar la posible ventaja del cultivo de cereal bajo arbolado en el contexto de
calentamiento gradual de la atmósfera y la recurrencia cada vez mayor de episodios de
altas temperaturas.
- Valorar el crecimiento del arbolado con los distintos tratamientos herbáceos
(cereales, guisantes y forrajeras) y sin cultivo.
- Determinar el contenido de nutrientes (nitrógeno, fósforo y calcio) en hoja del
arbolado en los distintos tratamientos para discernir la posible existencia de
competencia por los nutrientes del suelo entre ambos estratos vegetales.
MATERIAL Y MÉTODOS
Material y Métodos
20
4. MATERIAL Y MÉTODOS
En este apartado se describen el material y los métodos utilizados para la
realización del estudio y consecución de los objetivos propuestos.
4.1. Zona de Estudio
En este apartado se detallarán la ubicación y características de la parcela,
encuadrando así la zona de estudio.
4.1.1. Ubicación y superficie de la parcela
La zona de estudio se encuentra en el término municipal de El Carpio de Tajo
(Toledo), en la finca “El Soto”, junto a la Central Eléctrica de Castrejón y el Embalse de
Castrejón – El Carpio, a una altitud de 411 metros sobre el nivel del mar y
prácticamente en llano. Las coordenadas UTM (Huso 30 zona N) del centro de la
parcela, con elipsoide de referencia ETRS 89, son: X = 374.444 m; Y = 4.411.877 m.
La parcela tiene una superficie total de 68,4125 ha, de las cuales 0,4908 ha fueron
objeto de estudio. Limita al Norte con el canal del Embalse de Castrejón – El Carpio, al
Oeste con terrenos de cultivo hortícola y al Sur y al Este con el río Tajo. La situación de
la parcela (en color naranja) se ilustra en las Figuras 4.1. y 4.2. y en los planos nº 1, nº
2, nº 3 y nº 4.
Figura 4.1. Croquis de la situación de la parcela de estudio.
Material y Métodos
21
Figura 4.2. Vista detallada de la parcela de estudio.
La finca donde se localiza la parcela pertenece a la empresa BOSQUES
NATURALES S.A. Actualmente, esta empresa posee 1383 ha de plantaciones de cerezo
y nogal para madera de calidad repartidas por toda la geografía española. Las
plantaciones están en régimen de cultivo intensivo, con el objetivo de obtener la mayor
producción de madera en el menor tiempo posible y de la mejor calidad (mantenimiento
de crecimientos sostenidos). Para esto, se utilizan planteamientos de manejo intensivo
(riegos, fertilizaciones, podas…). Dichas plantaciones cuentan con la certificación
forestal FSC del Consejo de Manejo Forestal.
Actualmente la finca tiene plantaciones de nogal y cerezo y cultivos de tomate.
La plantación de nogal es del clon Nat7 de Juglans x intermedia Mj209xRa.
4.1.2. Características de la parcela
Según el Mapa de Suelos de la Provincia de Toledo publicado por el Instituto
Geográfico Nacional (IGN) y elaborado por el Instituto de Edafología y Biología
Vegetal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) (1983) con escala
1: 200.000 y siguiendo la taxonomía de suelos de la Base Referencial Mundial del
Recurso Suelo (International Union of Soil Sciences (IUSS) Working Group World
Reference Base (WRB), 2006) el suelo de la parcela es un Fluvisol.
Material y Métodos
22
Los fluvisoles están desarrollados sobre depósitos aluviales recientes, que en el
caso de la zona de estudio, pertenecen a los depositados por el río Tajo. La textura del
suelo es arenosa - franca en superficie y franco – arenosa a mayor profundidad. Las
arcillas son illita (75 %) y caolinita (25 %). El pH varía entre 7,50 y 8,00, lo que hace
posible el cultivo de las especies utilizadas en el estudio (Pardo, 1995).
El clima de la zona, según la clasificación de Papadakis, es mediterráneo
subtropical. La temperatura media anual, según datos del SIGA, es de 15,3 ºC y las
temperaturas medias mensuales son perfectamente compatibles con el cultivo del nogal
(Coello et al., 2009) (media anual superior a 8 ºC y más de 5 meses con media superior
a 10 ºC). La precipitación media anual es de 437,3 mm, siendo necesarios para el
cultivo del nogal unos 700 mm, repartidos durante el período vegetativo. Estas
condiciones no se dan en el clima de la zona, en el que las lluvias no están
uniformemente repartidas en dicho período. Es pues necesario un aporte hídrico
adicional. En el Anejo I se detallan en mayor profundidad las condiciones climáticas.
Por otra parte, un aspecto importante en el cultivo del nogal son los daños
producidos por heladas tempranas de primavera y tardías de otoño. En el primer caso,
porque los brotes tiernos son muy sensibles a las bajas temperaturas y en el segundo,
porque no se han lignificado lo suficiente los brotes del año. Una disminución del riego
y abonado al final del verano soluciona satisfactoriamente este problema. Sin embargo,
las heladas tempranas de primavera, una vez ha brotado el árbol, son muy dañinas y en
muchos casos son de carácter microclimático o topográfico (fondos de valle cerrados o
vaguadas sin circulación de aire). En el Anejo Climatológico se incluye un gráfico que
muestra la media de las temperaturas mínimas absolutas, donde se aprecia que en la
zona de estudio se producen heladas desde principios de noviembre hasta principios de
abril. Por ello, es necesario realizar un control sobre estos posibles daños, cambiando
en un futuro, si fuera necesario, el híbrido de la especie por otro cuya brotación sea lo
suficientemente tardía como para obviar este inconveniente.
Material y Métodos
23
4.2. Planteamiento experimental
El arbolado es del clon Nat7 de Juglans x intermedia Mj209xRa y todos los
ejemplares fueron plantados en 2007, por lo que en el momento de la instalación del
ensayo tenían 8 años de edad. El marco de plantación establecido es de 5x6 m, lo que
supone una densidad de 333 árboles/ha.
En esta plantación se sembraron diferentes especies y variedades herbáceas, que
también se instalaron en una superficie sin árboles, en octubre de 2013. También se
estableció una zona de árboles sin siembra.
El diseño experimental se compone por tanto de 3 sistemas de vegetación, uno de
asociación de nogal con cultivo herbáceo, otro de nogal sin cultivo herbáceo y otro sin
arbolado, sembrado con cultivo herbáceo. Además, se tomaron muestras de los
diferentes tratamientos de cultivo herbáceo en dos posiciones respecto al arbolado.
Los sistemas de vegetación se dividieron en tres niveles:
Siembra bajo
cobertura de arbolado
(CA)
Siembra sin cobertura
de arbolado
(SA)
Arbolado sin siembra
(NS)
Las especies de cultivo herbáceo fueron:
1.- TK. Trigo Blando Kilopondio. Dosis de siembra (D.s.): 220 kg/ha.
2.- TB. Trigo Blando Bologna R2. D.s.: 220 kg/ha.
3.- CP. Cebada Dña. Pepa R-1. D.s.: 220 kg/ha.
4.- CA. Cebada 6 c. Azara R-1. D.s.: 220 kg/ha.
5.- GU. Guisante forrajero. D.s.: 220 kg/ha.
6.- SF. Siembra Forrajera: Lolium perenne L.
Material y Métodos
24
El guisante y la siembra forrajera (no sembrados en el sistema SA) únicamente se
tienen en cuenta para valorar el estado nutritivo del arbolado y su crecimiento con
respecto al control (arbolado sin siembra). Para las variedades de cereal, que se
instalaron bajo cobertura arbórea y sin esta, se cuantificó además la producción.
Las variedades de trigo y cebada utilizadas son, actualmente, valoradas por el
Grupo para la Evaluación de Nuevas Variedades de Cultivos Extensivos en España
(GENVCE), presentando buenas características para la zona y siendo de maduración
precoz (variedades tempranas).
La distancia respecto al árbol de la muestra tomada de cultivo herbáceo (Figura
4.3.) se clasificó en:
1.- Muestra bajo copa, denominada “dentro” (D).
2.- Muestra en el exterior de la copa, en el centro de las calles, denominada
“fuera” (F).
Figura 4.3. Posiciones dentro (D) y fuera (F) de las muestras en la condición con arbolado (CA).
El número de muestras de cultivo herbáceo que se obtuvo del diseño
experimental fue:
- Siembra sin cobertura de arbolado (SA): se establecieron aleatoriamente un
total de 12 parcelas de 9 m2, para así conseguir 3 parcelas para cada variedad
de cereal (TK1, TK2, TK3, TB1, TB2, CB1, CB2, CP1, CP2…etc) (Figura
4.4.). Además, dichas parcelas estaban separadas por 1 m de ancho sin
siembra, para evitar el efecto borde. El número de muestras de cultivo
D F D D F D
Material y Métodos
25
herbáceo recogidas fue de 3 por parcela, por lo que el total de muestras fue
de 36 (12 parcelas x 3 muestras por parcela = 36 muestras en total).
Figura 4.4. Distribución de parcelas en tratamiento sin árboles (SA)
- Siembra con cobertura de arbolado (CA): entre filas de árboles, se
establecieron diferentes parcelas de 4,5 m de ancho (dejando una zona de
seguridad para no dañar el arbolado) y de 70 m de largo (secuencias de 15
árboles en la línea), lo que formaba parcelas de muestreo de 315 m2 (Figura
4.5.). En primer lugar, para las distintas variedades de trigo y cebada, se
fijaron un total de 16 parcelas de 315 m2
, con lo que se obtuvieron 4
parcelas para cada variedad de cereal. Se recogieron, para cada parcela, 3
muestras dentro y 3 muestras fuera, obteniéndose un total de 96 muestras (16
parcelas x 6 muestras por parcela = 96 muestras).
Para los guisantes, se establecieron 4 parcelas también de 315 m2
y para el
conjunto de todas ellas, se recogieron 4 muestras dentro y 4 muestras fuera.
De esta forma, para este tratamiento se obtuvo un total de 8 muestras (4
muestras dentro + 4 muestras fuera = 8 muestras).
Para la siembra forrajera, se establecieron 3 calles completas, y en cada una
de ellas se recogieron, aleatoriamente, 4 muestras dentro y 4 muestras fuera,
obteniéndose en total 96 muestras (3 calles x 8 muestras = 24 muestras).
Por tanto, el número total de muestras de cultivos herbáceos recogidas para
la determinación de su producción fueron 164 (36 + 96 + 8 + 24 = 164
muestras).
3 m TK 1
CA 1
TB 1
CP 1
TK 2
CA 2
1 m
3 m TB 2
CP 2
TK 3
CA 3
TB 3
CP 3
3 m 3 m
Material y Métodos
26
Figura 4.5. Distribución de parcelas en condición con árboles (CA)
Antes de la siembra, tanto la zona con arbolado como la zona sin árboles fueron
aradas para mejorar la aireación del suelo y para controlar la vegetación espontánea. Se
realizó en ambas zonas fertilización con abono NPK 8:12:12 a razón de 600 kg/ha en
otoño y 120 kg/ha de urea del 46 % de riqueza en primavera.
4.3. Parámetros analizados
Los parámetros analizados en el estudio fueron los siguientes:
1. Producción herbácea
2. Crecimiento del arbolado en diámetro
3. Estado nutricional del arbolado
4.3.1. Producción herbácea
Para determinar la producción herbácea, tanto bajo arbolado como sin cobertura
arbórea, se procedió a la recogida de muestras y a la medición de los parámetros de
producción de las distintas variedades de cereal.
Calle 8
Calle 7 SIEMBRA FORRAJERA
Calle 6
Calle 5 TK 1 CA 1 TB 1 CP 1 GU 1
Calle 4 CP 2 TK 2 CA 2 TB 2 GU 2
Calle 3 TB 3 CP 3 TK 3 CA 3 GU 3
Calle 2 CA 4 TB 4 CP 4 TK 4 GU 4
Calle 1
Nº del árbol en
que empieza cada
parcela 1 16 31 46 61 73
Material y Métodos
27
4.3.1.1. Recogida de muestras
La recogida de las muestras de cultivos herbáceos de cereal se realizó a
principios de junio de 2014, colocando en el suelo un cuadro de metal de medidas 0,5 m
x 0,5 m, (área interior de 0,25 m2). Para cada muestra, con ayuda de unas tijeras, se
segó toda la masa vegetal que encerraba el cuadro en su interior y se introdujo en una
bolsa de plástico para, posteriormente, ser trasladada a laboratorio. En el laboratorio, se
abrieron todas las bolsas y se dejaron secar las muestras (Figura 4.6.). Una vez secas, se
determinaron las correspondientes variables de producción.
Figura 4.6. Muestras de cultivos herbáceos en laboratorio.
Material y Métodos
28
4.3.1.2. Medición de variables de producción
Para determinar la producción de los cultivos herbáceos de cereal se analizaron
las siguientes variables:
- PESO TOTAL: peso de la muestra.
- NÚMERO DE ESPIGAS: número de espigas presentes.
- PESO DE 100 SEMILLAS: peso de 100 granos.
- PESO TOTAL DE ESPIGAS: peso de las espigas presentes.
- PESO MUESTRA DE ESPIGAS: peso de una submuestra de espigas del
total de las presentes en la muestra.
- GRANO MUESTRA DE ESPIGAS: peso total del grano presente en la
submuestra de espigas tomada para obtener la variable anterior.
- GRANO TOTAL: estimación del grano total de la muestra en función del
obtenido en la submuestra de espigas estudiada en las dos variables
anteriores.
4.3.1.2.1. Material
El material utilizado para la determinación de la producción del cereal se
muestra en la Figura 4.7. y fue el siguiente:
- Báscula de precisión
- Recipiente de plástico
4.3.1.2.2. Procedimiento
Para la estimación del grano total de cada muestra, se realizó una alícuota en la
que se tomaba el peso de las espigas de una submuestra de aproximadamente 15 g y se
pesaba el grano contenido en ellas. De esta forma, mediante una regla de
Material y Métodos
29
proporcionalidad simple, podía conocerse el grano que contenía el total de las espigas
de la muestra.
El procedimiento a seguir fue el siguiente:
1. Medir el peso total (biomasa) de la muestra en la báscula.
2. Contar el número total de espigas de la muestra desprendiéndolas de los
tallos manualmente.
3. Pesar todas las espigas de la muestra en una bandeja.
4. Tomar una porción de espigas de la muestra (que servirá como alícuota o
submuestra) y pesarlas en la báscula con ayuda de una bandeja.
5. Desgranar de forma manual las espigas de la submuestra y pesar el grano en
el recipiente de plástico en la báscula de precisión.
6. Pesar 100 semillas en el recipiente de plástico en la báscula de precisión.
Figura 4.7. Equipo utilizado para la determinación de la producción herbácea.
Material y Métodos
30
4.3.2. Crecimiento del arbolado
El crecimiento del arbolado en diámetro se estimó mediante el incremento que
experimentó el diámetro normal del mismo en un año. Se analizó esta variable por ser la
más determinante para el crecimiento del arbolado y el cálculo de la producción de
madera, frente al estudio del crecimiento en altura, que proporciona una medición más
incierta.
4.3.2.1. Medición del diámetro normal
La medición del diámetro normal se realizó apoyándose en el fundamento
teórico y procedimiento expuestos a continuación.
4.3.2.1.1. Fundamento teórico
Se define la sección normal, g, de un árbol como la intersección del tronco con
un plano perpendicular al eje del mismo a una distancia normal de 1,30 metros de la
superficie del suelo en terreno llano y a la misma distancia de la zona de contacto del
tronco con la parte superior de la ladera en terreno inclinado. Su importancia como
dimensión radica en que está relacionada directamente con el volumen de madera en
pie. En la práctica, la cuantificación de la sección normal se simplifica suponiéndola
circular y midiendo con cinta métrica el denominado diámetro normal a 1,30 metros de
distancia respecto a la superficie del suelo (Diéguez et al., 2003).
4.3.2.1.2. Material
- Cinta métrica
- Rotulador permanente
Material y Métodos
31
4.3.2.1.3. Procedimiento
Para la medición del diámetro se siguieron los siguientes pasos:
1. En época de parada vegetativa (febrero 2014) se midió el perímetro de
los árboles a 1,30 m de altura con cinta métrica y se marcó con un
rotulador permanente para posteriores mediciones, evitando los posibles
nudos y en su caso procediendo a calcular la media aritmética entre las
mediciones superior e inferior inmediatamente contiguas (Diéguez et al.,
2003).
2. Un año después, coincidiendo de nuevo con parada vegetativa (febrero
2015), se midió el perímetro de cada árbol en la marca realizada el año
anterior.
3. Con los datos de perímetro en centímetros se calculó, mediante la
siguiente fórmula, el diámetro para las dos mediciones de cada árbol:
Donde:
c: perímetro (cm)
r: radio (cm)
Por otra parte, en árboles con un rango de diámetro de 12 - 16 cm, seleccionados
al azar, se instalaron dendrómetros para facilitar la medición del diámetro de los mismos
en años posteriores y poder conocer así, de forma rápida, el incremento diametral de la
plantación. Dichos árboles se localizaron de la siguiente forma:
- 37 árboles con cultivo de cereal a ambos lados
- 21 árboles con cultivo de guisante a ambos lados
- 44 árboles con cultivo forrajero a ambos lados
Material y Métodos
32
4.3.3. Estado nutricional del arbolado
El estado nutricional de la masa se determinó mediante la concentración de
Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Calcio (Ca) en hoja.
4.3.3.1. Recogida de las muestras
Las muestras de hojas se recogieron en julio de 2014, eligiendo para ello los
mismos árboles en los que se instalaron dendrómetros, que en total contabilizaban 102.
En cada árbol seleccionado se eligió una rama al azar situada a mitad de copa.
Dicha rama se cortó con ayuda de una tijera telescópica y se recogieron todas sus hojas,
guardándolas en un sobre de papel donde pudieran transpirar y secarse lentamente,
evitando su pudrición.
4.3.3.2. Digestión de las muestras
Para poder llevar a cabo la determinación de nutrientes (N, P, y Ca) de las
muestras de hojas, se realizó, en primer lugar, una digestión ácida de todas ellas.
4.3.3.2.1. Material
- Unidad de digestión “Bloc-digest 20” (Bloque metálico calefactor con
programador de tiempo y temperatura).
- Tubos Kjeldahl
- Embudos de cristal
- Bandeja metálica para sostener los tubos
- Matraces aforados
- Pipeta graduada
- Cucharilla de metal
Material y Métodos
33
4.3.3.2.2. Reactivos
- Ácido Sulfúrico 0,05 N
- Mezcla Catalizadora: Se compone de 500 g de sulfato potásico (K2SO4)
con 50 g de sulfato de cobre (CuSO4) molidos en un mortero y 5 g de selenio
(Se).
4.3.3.2.3. Procedimiento
El procedimiento de la digestión está formado por las siguientes etapas:
1. Secar las muestras de hojas en estufa durante 12 horas a 60 ºC.
2. Moler las muestras con ayuda de un molinillo hasta quedar reducidas a
polvo.
3. Introducir 0,5 g (pesados en báscula de precisión) de cada muestra
vegetal molida en un tubo Kjeldahl.
4. Añadir una cucharilla de bolas pequeñas de cristal en cada tubo para
facilitar la mezcla.
5. Añadir 2,5 gr de mezcla catalizadora Se : CuSO4 : K2SO4 a todos los
tubos.
6. Añadir 10 ml de ácido sulfúrico H2SO4 0,05 N, dejándolo caer por las
paredes del tubo.
7. La bandeja metálica debe contener, al acabar de añadir los reactivos, un
total de 19 tubos Kjeldahl, donde:
- 18 tubos contienen una muestra de hojas y los reactivos
- 1 tubo representa la muestra “en blanco”, es decir, que no contiene
muestra de hoja, únicamente los reactivos, también denominados en
su conjunto “matriz de la digestión”.
Material y Métodos
34
8. Colocar la bandeja metálica con los tubos dentro del bloque digestor
(Figura 4.8.) tapándolos uno a uno con un embudo de cristal para
dificultar la salida de gases y permitir así la recirculación de los mismos
dentro de los tubos.
9. Calentar el bloque digestor durante 90 minutos a 220 ºC y posteriormente
durante 150 minutos a 350 ºC.
10. Dejar enfriar los tubos a temperatura ambiente.
Figura 4.8. Tubos Kjeldahl en bloque digestor.
El digerido resultante de cada tubo se enrasa en un matraz aforado hasta 250 ml
con agua destilada. De esta forma, en el digerido inicial de 10 ml de volumen, donde
todo el líquido aportado era H2SO4, la concentración de éste era del 100 % en
disolución, pasando ahora a representar el 4 % del volumen, donde el 96 % restante es
agua destilada. Esta operación se realiza porque la concentración del 4 % en volumen de
H2SO4 en disolución es la máxima permitida para realizar análisis en digestiones ácidas.
A partir de esta disolución de 250 ml se realizan los análisis de N, P y Ca para
cada muestra.
Material y Métodos
35
4.3.3.3. Determinación del contenido de nitrógeno (N) en hoja
El análisis del nitrógeno (N) contenido en las muestras se realizó con el aparato
AA1 Auto Analyzer, SEAL ANALYTICAL. Este aparato utiliza la técnica de análisis de
flujo continuo segmentado por burbujas de aire. De esta forma, todas las muestras
reaccionan con los reactivos y se analizan exactamente durante el mismo tiempo,
reduciendo errores en la medición. La principal ventaja del aparato es que automatiza
todos los pasos del análisis desde la absorción de las muestras en las cubetas del
carrusel, donde éstas son depositadas en el orden deseado.
4.3.3.3.1. Fundamento teórico y funcionamiento del aparato
El aparato consiste en un fotómetro o fotocolorímetro, cuyo funcionamiento se
basa en la Ley de Beer, que dice que la cantidad de luz absorbida por un medio es
proporcional a la concentración del soluto presente. De esta forma, la concentración de
un soluto colorido en solución puede ser determinada en laboratorio mediante la
medición de su absorción de luz a una longitud de onda específica, previamente
seleccionada, medida en nanómetros (nm). Dicho color es, en este caso, no propio del
elemento, si no resultado de la reacción provocada por la adición de un reactivo. La luz
es proporcionada por una lámpara de tungsteno, que hace pasar una radiación de 600
nm de longitud de onda a través de la muestra. Parte de esa luz es absorbida por la
solución y el resto sigue su recorrido y choca con un fotodiodo que funciona como
detector. Así, la cantidad de luz que atraviesa la muestra se conoce como transmitancia
y la cantidad absorbida como absorbancia. Ambas se calculan mediante comparación
entre la cantidad inicial de luz que atravesó la muestra y la cantidad que se absorbió o
que se transmitió.
Una vez obtenida la lectura de absorbancia en nm de la muestra, ésta se compara
con la obtenida para los patrones de concentración conocida en mg/l del elemento a
analizar. De esta forma, se obtiene el contenido en mg/l del elemento para cada muestra.
Material y Métodos
36
De esta forma, el análisis de nitrógeno por el método Kjeldahl en digestiones
ácidas con el aparato AA1 consiste en hacer reaccionar a la muestra con salicilato e
hipoclorito de sodio, utilizando como catalizador nitroprusiato sódico, para producir un
compuesto de color azul que será medido a 600 nm.
4.3.3.3.2. Material
- Aparato AA1 Auto Analyzer, SEAL ANALYTICAL
- Pipeta automática
- Vasos de precipitado
- Matraces aforados
- Agua destilada
- Agitador magnético
- Cucharilla de metal
- Báscula de precisión
4.3.3.3.3. Reactivos
- Solución Buffer: para preparar 500 ml de la solución buffer se disuelven
17,9 g de hidrogenofosfato de sodio dodecahidratado (Na2HPO4 ∙12H2O), 16
g de hidróxido sódico (NaOH) y 25 g de tartrato mixto de potasio y sodio
(C4H4KNaO6 ∙ 4H2O) en 600 ml de agua destilada en un vaso de precipitado.
Dicha disolución se enrasa a 1000 ml de agua destilada en un matraz
aforado, se añade 1 ml del detergente del aparato Brij-35 y se mezcla bien
con un agitador magnético.
- Salicilato de sodio: Para preparar 500 ml de salicilato de sodio (Na2C7H5O3)
se disuelven 20 g de salicilato de sodio en 600 ml de agua destilada en un
vaso de precipitado. Se añaden 0,5 g de nitroprusiato sódico
Material y Métodos
37
(Na2[Fe(CN)5NO] ∙ 2H2O), se enrasa a 500 ml con agua destilada en un
matraz aforado y se mezcla bien.
- Hipoclorito de sodio: Para preparar 100 ml de hipoclorito de sodio de
(NaOCl, 5,25 % en pureza) se disuelven 3 ml de hipoclorito sódico
(tomados con pipeta automática) en 60 ml de agua destilada en un vaso de
precipitado. Posteriormente se enrasa con agua a 100 ml en un matraz
aforado y se mezcla con agitador.
- Detergente para el muestreador: El detergente para el muestreador es agua
destilada.
- Matriz de la digestión (ácido sulfúrico + mezcla catalizadora).
4.3.3.3.4. Realización de patrones
Para preparar los patrones de concentración de N, en primer lugar se realizan dos
disoluciones patrón denominadas “A” y “B”.
- Disolución patrón “A” (concentración de 1000 mg N/L): para preparar la
disolución patrón “A”, se disuelven 4,717 g de sulfato de amonio
((NH4)2SO4) en 600 ml de agua destilada en un vaso de precipitado.
Posteriormente se enrasa con agua a 1000 ml en un matraz aforado y se
mezcla bien.
- Disolución patrón “B” (concentración de 50 mg N/L): la disolución patrón
“B” se prepara diluyendo 5 ml de la disolución patrón “A”, tomados con
pipeta automática, en 100 ml de de agua destilada en un matraz aforado.
A continuación se preparan los patrones que se van a utilizar para su análisis y
posterior comparación con los resultados obtenidos para las muestras. Para ello, se
utiliza la disolución patrón “B” y la disolución matriz de la digestión, formada por el
ácido sulfúrico y la mezcla catalizadora utilizados en la digestión y que permanecen sin
alterar en las muestras en blanco desde su digestión.
Las proporciones de cada disolución y la concentración de N resultante en cada
patrón se muestran en la Tabla 4.1.
Material y Métodos
38
Tabla 4.1. Proporciones de disolución para la preparación de los patrones de N. Fuente: elaboración propia.
Disolución patrón "B" de N (ml)
Disolución matriz de digestión (ml)
Concentración de N en patrones (mg/L)
10 15 20
5 20 10
3 22 6
2 23 4
1 24 2
0,5 24,5 1
0 25 0
4.3.3.3.5. Procedimiento
El procedimiento para la realización del análisis de N en digestiones ácidas por
el método Kjeldahl en el aparato AA1 (Figura 4.9.) consta de las siguientes fases:
1. Una vez encendido el aparato, introducir las cápsulas de absorción de la
consola en los reactivos correspondientes tal y como indica el manual para el
análisis de N en digestiones ácidas por el método Kjeldhal.
2. Introducir los patrones (en primer lugar) y una proporción de cada muestra
digerida en cubetas de plástico de 4 cm de altura colocadas en el carrusel del
aparato.
3. Seleccionar el análisis pre-programado en el programa informático AAC
asociado al aparato AA1 para N en digestiones ácidas por el método
Kjeldahl. El análisis debe haberse programado anteriormente siguiendo las
instrucciones que proporciona el manual.
4. El muestreador absorbe automáticamente la misma cantidad de cada muestra
y la introduce en la consola de análisis, donde se produce la reacción de la
muestra con los reactivos. Antes de absorber la siguiente muestra, el
muestreador absorbe el detergente preparado para su limpieza.
5. Una vez la muestra haya reaccionado con los reactivos, se le proporciona
automáticamente calor, haciendo que desarrolle un color azul rápidamente y
sea leída en el fotómetro.
Material y Métodos
39
6. La pantalla del ordenador conectado al aparato muestra el resultado obtenido
para la muestra.
7. Se continúa con el análisis de las muestras restantes de forma automática.
8. Una vez obtenidos los resultados de los análisis de los patrones y las
muestras, se procede a realizar un análisis matemático que refleje la relación
entre la lectura obtenida y la concentración de N.
9. Obtenida dicha relación pueden conocerse las concentraciones de N de cada
muestra analizada.
Figura 4.9. Aparato AA1 Auto Analyzer, SEAL ANALYTICAL.
Material y Métodos
40
4.3.3.4. Determinación del contenido de P en hoja
La determinación del contenido en P de las muestras digeridas de las hojas de
nogal se realizó de forma similar a la determinación de N, con el aparato AA1 Auto
Analyzer, SEAL ANALITICAL.
4.3.3.4.1. Fundamento teórico y funcionamiento del aparato
El funcionamiento es el mismo que el descrito en el apartado 4.3.3.3.1.
El fundamento teórico del análisis de P en digestiones ácidas se basa en que los
compuestos orgánicos de fósforo y los polifosfatos se convierten a ortofosfatos o
fosfatos en el proceso de digestión. La determinación del ortofosfato en el diluido de la
muestra se realiza por colorimetría, donde se forma un color azul por la reacción del
fosfato con el molibdato y el antimonio, seguida de una reducción con ácido ascórbico a
un pH ácido. El complejo formado por el fósforo y molibdeno es leído a 660 nm.
4.3.3.4.2. Material
- Aparato AA1 Auto Analyzer, SEAL ANALYTICAL
- Pipeta automática
- Vasos de precipitado
- Matraces aforados
- Agua destilada
- Agitador magnético
- Báscula de precisión
Material y Métodos
41
4.3.3.4.3. Reactivos
- Molibdato: para preparar 500 ml de molibdato se disuelven 3,1 g de
molibdato amónico tetra hidratado ((NH4)Mo7O24 ∙ 4H2O) en 700 ml de
agua. Después, se añaden 0,17 g de tartrato mixto de potasio y antimonio
(K(SbO)C4H4O6 ∙ ½ H2O), se diluyen en 1000 ml de agua destilada y se
mezcla bien con un agitador magnético. Debe guardarse en un recipiente
oscuro hasta su utilización.
- Acido salino: para preparar 500 ml de ácido salino se disuelven 2,5 g de
cloruro de sodio (NaCl) tomados con cucharilla metálica, en 700 ml de agua
destilada. A continuación, se añaden, lentamente, 6 ml de ácido sulfúrico
(H2SO4), se mezcla y se diluye en un matraz de 1000 ml de agua destilada.
Por último, se añade 1 g de dodecilsulfato sódico (C12H25NaO4S) y se mezcla
bien.
- Ácido ascórbico: Para preparar 250 ml de ácido ascórbico se disuelven 3,75
g de ácido L – ascórbico en 600 ml de agua destilada. Posteriormente, se
enrasa a 250 ml con agua destilada y se mezcla bien. Debe guardarse en un
recipiente de color oscuro hasta el momento de su utilización.
- Detergente para el muestreador: El detergente para el muestreador es agua
destilada.
- Matriz de la digestión (ácido sulfúrico + mezcla catalizadora).
4.3.3.4.4. Realización de patrones
Para preparar los patrones de P que van a utilizarse en el análisis, se realizan, en
primer lugar, dos disoluciones patrón denominadas “A” y “B”.
- Disolución patrón “A” (concentración de 1000 mg/L de P): para preparar la
disolución patrón “A” se disuelven 1,098 g de dihidrógeno fosfato de potasio
(KH2PO4) en 250 ml de agua, en un matraz aforado.
Material y Métodos
42
- Disolución patrón “B” (concentración de 100 mg/L de P): para preparar la
disolución patrón “B” se pipetean 10 ml de la disolución patrón “A” y se
enrasa a 100 ml en un matraz aforado con agua destilada.
Posteriormente se prepararan los patrones que se utilizan en el análisis,
utilizando para ello las disoluciones patrón “B” de fósforo y la matriz de la digestión,
procedente de las muestras en blanco que permanecieron sin alterar desde su digestión.
En la Tabla 4.2. se muestran las concentraciones de los patrones obtenidos
Tabla 4.2. Proporciones de disolución para la preparación de los patrones de P. Fuente: elaboración propia.
Disolución patrón "B" de P (ml)
Disolución matriz de digestión (ml)
Concentración de P en patrones (mg/L)
12,5 12,5 50
10 15 40
5 20 20
3 22 12
2 23 8
1 24 4
0,5 24,5 2
0 25 0
4.3.3.4.5. Procedimiento
El procedimiento para realizar el análisis de P es similar al seguido para el
análisis de N (descrito anteriormente):
1. Una vez encendido el aparato, introducir las cápsulas de absorción de la
consola del aparato en los reactivos correspondientes tal y como indica el
manual para el análisis de P en digestiones ácidas.
2. Una vez obtenidos los patrones, se introduce una proporción de cada muestra
digerida en cubetas de plástico de 4 cm de altura que se colocan en el
carrusel.
3. Seleccionar en el ordenador, dentro del programa AAC asociado al aparato
AA1, el análisis pre-programado para P en digestiones ácidas.
Material y Métodos
43
4. El muestreador absorbe la misma cantidad de cada muestra y la introduce a
la consola, donde se produce la reacción de la muestra con los reactivos. En
el espacio de tiempo que separa la absorción de dos muestras, el muestreador
absorbe el detergente preparado para su limpieza.
5. Una vez ha reaccionado la muestra con los reactivos dentro de la consola, se
le proporciona calor, haciendo que desarrolle color rápidamente y pueda ser
leída en el fotómetro.
6. Una vez leída, el resultado de cada muestra aparecerá en la pantalla del
ordenador.
7. Se continúa analizando todas las muestras de manera automática.
8. Obtenidos los análisis de los patrones y las muestras, se efectúa un análisis
matemático que refleje la relación entre la lectura obtenida y la
concentración de P.
9. Obtenida dicha relación pueden conocerse las concentraciones de P de cada
muestra analizada.
4.3.3.5. Determinación del contenido en Ca en hoja
Para la determinación del contenido en Ca de las muestras de hojas digeridas se
utilizó el aparato Flame Photometer 410, SHERWOOD.
4.3.3.5.1. Fundamento teórico y funcionamiento del aparato
El aparato Flame Photometer 410, SHERWOOD se basa en la fotometría de
llama o de emisión. La fotometría de llama consiste en la medida de la radiación
electromagnética emitida espontáneamente por un elemento previamente excitado con
el calor de una llama. Las transiciones electrónicas que se producen entre el estado
electrónico de base y el estado electrónico excitado son características de la estructura
electrónica del elemento y por tanto la longitud de onda de la radiación emitida también
Material y Métodos
44
lo es. La intensidad de la radiación emitida es proporcional a la concentración de la
muestra analizada.
Este fenómeno puede representarse como:
A + hʋ
Donde:
A* : átomo excitado
A: átomo en estado base
hʋ: energía emitida
Por tanto, el funcionamiento del fotómetro de llama consiste en que una muestra
del líquido a analizar es absorbida por una cápsula del aparato. Esta muestra pasa a un
nebulizador, que la convierte en pequeñas partículas pulverizadas. Éstas, a su vez, pasan
al quemador, donde reciben el calor de una llama. En este momento los átomos pasan a
su estado excitado y al tratar de volver a su estado fundamental emiten radiación
electromagnética a una longitud de onda característica (en el caso del Ca a 660 nm). Por
medio de un monocromador (seleccionado a 660 nm) la radiación emitida se dirige
sobre una o más fotocélulas. Ello a su vez da lugar a un impulso eléctrico, cuya
intensidad es medida por un galvanómetro. A través de un procesador de señal, este
impulso se convierte en un valor numérico en la pantalla del aparato (Skoog, Holler, &
Crouch, 2001).
4.3.3.5.2. Material
- Espectrofotómetro de llama Flame Photometer 410, SHERWOOD.
- Matraz aforado a 50 ml
- Micropipeta automática
- Pipeta Pasteur
Material y Métodos
45
- Vaso de precipitado
4.3.3.5.3. Reactivos
- Disolución patrón 1000 ppm de Ca
- Matriz de la digestión (ácido sulfúrico + mezcla catalizadora).
4.3.3.5.4. Realización de los patrones
La obtención de los patrones de Ca se llevó a cabo de forma similar a la
obtención de los patrones de N y P, mediante reglas de proporcionalidad simples. El
material utilizado fue el citado anteriormente. La Tabla 4.3. muestra los patrones
realizados.
Tabla 4.3. Proporciones de disolución para la preparación de los patrones de Ca. Fuente: elaboración propia.
Disolución de concentración 1000 mg/L de Ca
Disolución matriz de digestión (ml)
Concentración de Ca en patrones (mg/L)
25 25 500
15 35 300
10 40 200
7,5 42,5 150
5 45 100
Patrón de concentración 100 mg/L de Ca
Disolución matriz de digestión (ml)
Concentración de Ca en patrones (mg/L)
25 25 50
10 40 20
5 45 10
0 50 0
4.3.3.5.5. Procedimiento
El procedimiento a seguir para el análisis de Ca en las muestras de hojas con el
aparato Flame Photometer 410, SHERWOOD (Figura 4.10.) consta de las siguientes
fases:
Material y Métodos
46
1. Una vez encendido el fotómetro de llama, colocar la pestaña en análisis de
Ca.
2. Colocar un matraz con agua destilada en el tubo de absorción, de tal forma
que esté succionando agua siempre que no esté succionando muestra.
3. Introducir el tubo de absorción en los diferentes patrones de Ca en orden
ascendente, anotando la lectura obtenida en la pantalla.
4. Introducir el tubo de absorción en las muestras y anotar la lectura leída en la
pantalla.
5. Una vez anotadas todas las lecturas para los patrones de concentración
conocida, se procede a realizar un análisis matemático que refleje la relación
entre la lectura obtenida y la concentración de Ca en cada caso.
6. Obtenida dicha relación pueden conocerse las concentraciones de Ca de
cada muestra analizada.
Figura 4.10. Aparato Flame Photometer 410, SHERWOOD.
Material y Métodos
47
4.4. Análisis Estadístico
Para la comparación de los valores medios de biomasa de las especies de
cereales se utilizó un Análisis de la Varianza (ANOVA) con el software “R” versión
3.1.2. Para analizar si la posición de la muestra de cereal dentro del sistema con
arbolado afectaba a la producción, en el modelo estadístico se incluyeron 2 variables
independientes: posición de la muestra (con 2 niveles: bajo copa (D) y fuera de copa
(F)) y especie de cereal (con 2 niveles: cebada y trigo).
Una vez comprobada la falta de significación de la posición de la muestra para
todas las variedades de cereal cultivadas y todas las variables dependientes analizadas
(biomasa, grano, número de espigas y peso de 100 semillas), para los siguientes análisis
estadísticos se compararon los valores medios de producción (variables dependientes:
biomasa, grano, número de espigas y peso de 100 semillas) obtenidos en el sistema con
arbolado (tomando los valores bajo como fuera de copa de forma conjunta) frente a los
obtenidos en el sistema sin árboles. Para ello se siguió igualmente el modelo de
ANOVAs de 2 vías, con sistema (2 niveles: con arbolado y sin arbolado) y como
segunda variable independiente, bien la especie (2 niveles: trigo y cebada) o la variedad
(4 niveles: Azara, Doña Pepa, Bologna y Kilopondio). El modelo estadístico en ambos
casos incorporaba la interacción entre las 2 variables independientes.
Para el estudio del resto de variables dependientes, crecimiento del arbolado
(incremento de diámetro normal), contenido de nitrógeno en hoja de árbol, contenido de
fósforo en hoja de árbol y contenido de calcio en hoja de árbol, se ha realizado un
ANOVA de 1 vía con el tratamiento de siembra (4 niveles: cereal, guisante, pratense y
no siembra) como variable independiente.
Durante los análisis de los datos se consideraron los siguientes límites de
significación:
p > 0,05: Ausencia de diferencias significativas
0,05 > p > 0,01: Presencia de diferencias significativas
p < 0,01: Presencia de diferencias altamente significativas
Material y Métodos
48
Después de realizar los correspondientes ANOVAs se aplicó el test LSD de Fisher
para comparar las medias en cada uno de los niveles de cada variable independiente
cuando esta resultó significativa. Este test quedó reflejado en los gráficos de resultados
mediante letras distintas que indican diferencias significativas (apartado de Resultados).
En todos los casos, se comprobó las independencias de las observaciones, la
homocedasticidad de las variables independientes y la normalidad de los residuos.
RESULTADOS
Resultados
49
5. RESULTADOS
En este apartado se reflejan los resultados obtenidos en la parcela de estudio en
los distintos tratamientos.
5.1. Condiciones climáticas del año de ensayo
Las condiciones climáticas del año en la parcela de estudio fueron las de una
primavera muy seca (Figura 5.1.), siendo las precipitaciones de los años anteriores
aproximadamente el doble que las de este año.
Figura 5.1. Precipitación mensual media del período de años de 1999-2013 y 2013-2014. Fuente: elaboración propia.
Datos del Servicio de Asesoramiento al Regante de Castilla - La Mancha (SIAR). Estación Vegas de San Antonio (La
Pueblanueva).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Pre
cip
itac
ión
(L
m-2
)
Precipitación mensual media de los períodos 1999-2013 y 2013-2014
2013-2014 Valor medio 1999-2013
Resultados
50
Las temperaturas máximas absolutas durante la primavera del año 2014 son las
reflejadas en la Figura 5.2. En los meses de abril y mayo se registraron temperaturas
máximas absolutas del orden de 30- 32 ºC, por encima de la media de las temperaturas
absolutas de los años anteriores.
Figura 5.2. Temperaturas Máximas Absolutas durante el período 2013-2014. Fuente: elaboración propia. Datos de
Servicio de Asesoramiento al Regante de Castilla - La Mancha (SIAR). Estación Vegas de San Antonio (La
Pueblanueva).
5.2. Producción herbácea
En el ensayo se han obtenido resultados muy diferentes en las producciones de las
dos especies de cereal ensayadas (dos variedades de cebada y dos de trigo).
En ningún caso se observaron diferencias entre las localizaciones “dentro” y
“fuera” en los tratamientos bajo arbolado.
En la Tabla 5.1. se muestran los valores de p obtenidos en el análisis estadístico
para la producción herbácea y el contenido de nutrientes en hoja.
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
Temperaturas Máximas Absolutas durante los períodos 1999-2013 y 2013-2014
TMA (ºC) 1999-2013 TMA (ºC) 2013-20124
Resultados
51
Tabla 5.1. Resultados de los ANOVAs realizados para producción herbácea y contenido de nutrientes en hoja.
VARIABLES INDEPENDIENTES
ANOVA I ANOVA II ANOVA III
Sistema Especie cereal Sistema x
Especie cereal Sistema
Variedad cereal
Sistema x Variedad Cereal
Tratamiento de Siembra
VA
RIA
BL
ES
DE
PE
ND
IEN
TE
S
Biomasa p = 0,02 p = 0,005 p =0,04 p = 0,027 p = 0,04 p = 0,17
Grano p < 0,001 p = 0,005 p = 0,02 p < 0,001 p = 0,03 p = 0,12
Nº Espigas p = 0,37 p < 0,001 p = 0,49 p = 0,27 p < 0,001 p = 0,04
Peso 100 semillas p = 0,11 p < 0,001 p = 0,13 p = 0,03 p < 0,001 p = 0,01
Contenido de N en hoja de árbol
p = 0,48
Contenido de P en hoja de árbol
p = 0,04
Contenido de Ca en hoja de árbol
p = 0,03
Crecimiento árbol p < 0,001
Resultados
52
En la Figura 5.3. se aprecia que las producciones de grano de la cebada y del trigo
fueron mayores en ambos casos bajo la influencia del arbolado, siendo únicamente
significativas en la cebada, donde la producción media sin arbolado fue de 1,06±0,09 t
ha-1
y con arbolado de 1,85±0,11 t ha-1
. En el caso del trigo, la producción sin arbolado
fue de 1,16±0,11 t ha-1
y con arbolado 1,39±0,07 t ha-1
.
Figura 5.3. Producción de grano en t ha-1 de las distintas especies de cereales ensayadas según el tratamiento de
arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren significativamente se señalan
con letras diferentes. CB: cebada; TR: trigo; CA: con árbol; SA; sin árbol.
Resultados
53
En la Figura 5.4. se observan diferencias significativas en la producción de
grano en t ha-1
entre los dos tratamientos de arbolado en las variedades de cebada Azara
(sin árbol fue de 1,09±0,11 t ha-1
y con árbol fue de 1,76±0,18 t ha-1
) y Doña Pepa (sin
árbol fue de 1,03±0,16 t ha-1
y con árbol fue de 1,94±0,15 t ha-1
), siendo mayores en
ambos casos en el tratamiento con arbolado. En las de trigo no se encontraron
diferencias significativas, aunque fueron ligeramente superiores con arbolado.
Figura 5.4. Producción de grano en t ha-1 de las distintas variedades de las especies de cereales ensayadas según el
tratamiento de arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren
significativamente se señalan con letras diferentes. CB: cebada Azara; CP: cebada Doña Pepa; TB: trigo Bologna;
TK: trigo Kilopondio; CA: con árbol; SA; sin árbol.
Resultados
54
En Figura 5.5. se muestra la producción de biomasa (materia seca) de las
distintas variedades de cereal con cobertura arbórea y sin presencia de arbolado. Se
observan diferencias significativas entre los tratamientos de arbolado para las cebadas
Azara (sin árbol 6,14±0,49 t ha-1
y con árbol 7,60±0,37 t ha-1
) y Doña Pepa (sin árbol de
6,50±0,57 t ha-1
y con árbol de 8,04±0,36 t ha-1
) siendo mayores en ambos casos con
arbolado. En el trigo, no existe esta diferencia.
Figura 5.5. Producción de biomasa en t ha-1 de las distintas variedades de las especies de cereales ensayadas según el
tratamiento de arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren
significativamente se señalan con letras diferentes. CB: cebada Azara; CP: cebada Doña Pepa; TB: trigo Bologna;
TK: trigo Kilopondio; CA: con árbol; SA; sin árbol.
Resultados
55
En la Figura 5.6. se muestra el peso en gramos de 100 semillas para las distintas
variedades de cebada y trigo ensayadas, según los diferentes tratamientos de arbolado.
Se observa que en las variedades de cebada Azara y Doña Pepa y en la variedad de trigo
Bologna no existen diferencias significativas en el peso de 100 semillas bajo cobertura
arbórea y sin arbolado. Únicamente en el trigo Kilopondio existen diferencias
significativas, siendo mayor el peso de 100 semillas sin cobertura arbórea (2,92±0,08 g)
que con ella (2,41±0,09 g.).
Figura 5.6. Peso en gramos de 100 semillas de las distintas variedades de las especies de cereales ensayadas según el
tratamiento de arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren
significativamente se señalan con letras diferentes. CB: cebada Azara; CP: cebada Doña Pepa; TB: trigo Bologna;
TK: trigo Kilopondio; CA: con árbol; SA; sin árbol.
Resultados
56
En la Figura 5.7. se muestra el número de espigas observado para las distintas
variedades de cereal ensayadas respecto a los tratamientos de cobertura arbórea y sin
cobertura arbórea. Se observan diferencias significativas entre los tratamientos de
arbolado únicamente para la cebada Doña Pepa, siendo mayor el número de espigas en
el tratamiento con arbolado (88,04±3,86) que sin éste (62,56±8,22).
Figura 5.7. Número de espigas de las distintas variedades de las especies de cereales ensayadas según el tratamiento
de arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren significativamente se señalan
con letras diferentes. CB: cebada Azara; CP: cebada Doña Pepa; TB: trigo Bologna; TK: trigo Kilopondio; CA: con
árbol; SA; sin árbol.
Resultados
57
5.3. Contenido de nutrientes en hoja
En la figura 5.8. se muestra en contenido en mg de N por g de materia seca de
hoja de árbol para los distintos tratamientos de siembra bajo arbolado. En ninguno de
ellos se encontraron diferencias significativas. En el tratamiento de cereal el contenido
medio de nitrógeno en hoja de árbol fue de 17,32±0,38 mg N g-1
hoja, similar al
contenido en el tratamiento de no siembra (17,27±0,42 mg N g-1
hoja). El contenido
medio de nitrógeno en hoja de árbol para el tratamiento de guisante fue de 18,1±0,44
mg N g-1
hoja, siendo similar para el tratamiento de pratenses (18,06±0,39 mg N g-1
hoja).
Figura 5.8. Miligramos de N por gramo de materia seca en hoja de arbolado para los distintos tratamientos de siembra
bajo arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. No existen diferencias significativas entre tratamientos. CE:
cereal; GU: guisante; NS: no siembra; PR: pratense.
Resultados
58
En la Figura 5.9. se muestra el contenido en mg de P por gramo de hoja de árbol
respecto a los diferentes tratamientos de siembra bajo arbolado. Únicamente se
encontraron diferencias significativas para el tratamiento de no siembra (NS), donde el
contenido en P fue de 2,23±0,12 mg P g-1
hoja. El contenido medio de P en hoja para el
tratamiento de cereal fue de 1,84±0,09 mg P g-1
hoja. Dicho contenido en P es similar
para el tratamiento de guisante (1,88±0,07 mg P g-1
hoja) y para el de pratenses
(1,90±0,08 mg P g-1
hoja).
Figura 5.9. Miligramos de P por gramo de materia seca en hoja de arbolado para los distintos tratamientos de siembra
bajo arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren significativamente se
señalan con letras diferentes. CE: cereal; GU: guisante; NS: no siembra; PR: pratense.
Resultados
59
En la Figura 5.10. se muestra el contenido en mg de Ca por g de materia seca de
hoja de árbol respecto a los diferentes tratamientos de siembra bajo arbolado. Sólo se
encontraron diferencias significativas en el tratamiento de no siembra (NS), con el que
se detectaron los valores máximos de Ca (15,85±0,30 mg Ca g-1
hoja), aunque fueron
similares a los obtenidos en el tratamiento de pratenses (15,45±0,29 mg Ca g-1
hoja). El
contenido medio de Ca en hoja de árbol en el tratamiento de cereal fue de 14,67±0,35
mg Ca g-1
hoja, siendo similar al contenido para el tratamiento de guisante (14,48±0,42
mg Ca g-1
hoja).
Figura 5.10. Miligramos de Ca por gramo de materia seca en hoja de arbolado para los distintos tratamientos de
siembra bajo arbolado. Se indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren significativamente
se señalan con letras diferentes. CE: cereal; GU: guisante; NS: no siembra; PR: pratense.
Resultados
60
5.4. Crecimiento del arbolado
En la Figura 5.11. se muestra el incremento de diámetro normal del árbol para los
diferentes tratamientos de siembra bajo arbolado. Únicamente se encontraron
diferencias significativas para el tratamiento de no siembra (NS), en el que el arbolado
experimentó un incremento de diámetro de aproximadamente el doble al resto de
tratamientos (1,02±0,02 cm). En el tratamiento de cereal la media fue de 0,51±0,02 cm,
siendo similar al incremento de diámetro en los tratamientos de guisante (0,48±0,02 cm)
y pratenses (0,52±0,02 cm).
Figura 5.11. Incremento del diámetro normal del árbol para los distintos tratamientos de siembra bajo arbolado. Se
indica el valor medio ± error estándar. Los valores medios que difieren significativamente se señalan con letras
diferentes. CE: cereal; GU: guisante; NS: no siembra; PR: pratense.
DISCUSIÓN
Discusión
61
6. DISCUSIÓN
En este apartado se analizan los resultados obtenidos en los distintos tratamientos
planteados en el estudio.
6.1. Producción herbácea
Las condiciones climáticas del año del ensayo, con la presencia de una primavera
muy seca (Figura 5.1.) y temperaturas máximas por encima de la media (Figura 5.2.),
han permitido observar el efecto positivo del arbolado sobre los cultivos ensayados.
Precisamente la primavera es el período estacional más afectado por eventos
irregulares cálidos. En los últimos 40 años se ha observado, para nuestras latitudes, que
durante los 20 últimos, esta tendencia se ha acentuado (Paniagua et al., 2012). Las
consecuencias de esto en la actividad agraria, todavía poco evaluado científicamente,
empiezan a reflejarse en muchas prácticas comunes en la agricultura, como el adelanto
de la época habitual de recolección de muchos cultivos y el empleo de variedades más
precoces.
En los meses de abril y mayo se registraron temperaturas máximas absolutas del
orden de 30 - 32 ºC (Figura 5.2.) que tienen repercusiones importantes en los
rendimientos cuando se presentan en la fase de llenado de los granos (Wardlaw et al.,
2002). Esto, unido a las escasas precipitaciones ocurridas durante la primavera, provocó
una disminución del rendimiento de ambas especies de cereal con respecto al año
anterior, donde el rendimiento fue de, aproximadamente, el triple, tomando como
referencia el ensayo de estas variedades por el GENVCE en la localización cercana de
Malpica de Tajo (Moreno, 2014).
La producción tanto de biomasa total como de grano se vio beneficiada por la
presencia del arbolado, si bien en el caso del trigo esto fue sólo una tendencia. En la
cebada, el incremento de producción bajo el arbolado fue del 74,52 % para grano
(Figura 5.3.) y del 23,73 % para biomasa total (Figura 5.5.). Por otra parte, las
variedades de ambas especies de cereal confirmaron esta tendencia observada a nivel de
especie.
Discusión
62
La cebada tiene un coeficiente de transpiración superior al trigo, que es de 450-
550 l/kg de materia seca, aunque por ser el ciclo más corto, la cantidad de agua
absorbida es menor. Además, exige más agua al principio de su desarrollo (desde el
final del estado de zurrón hasta el espigado, esto es, desde primeros de marzo a finales
de abril) que al final. De ahí que se diga que la cebada es más resistente a la sequía que
el trigo, favoreciéndole las condiciones de mantenimiento de humedad de épocas
anteriores y de amortiguación de las temperaturas existentes bajo la influencia del
arbolado (ya comentadas con anterioridad), compensando la falta de precipitaciones
tempranas de primavera (marzo), donde la cebada se encontraría en fase de encañado.
En el trigo, las necesidades hídricas máximas se encuentran en fases más
posteriores que en la cebada (desarrollo de la espiga, floración y fase inicial de
formación del grano), esto es, desde mediados de abril a mediados de mayo. En estos
dos meses las precipitaciones fueron también escasas, sumándose ya a los dos meses de
sequía anteriores. Posiblemente, el arbolado no pudo suponer una mejora
suficientemente extensa en el tiempo para compensar este déficit hídrico, pero tampoco
supuso una competencia importante, lo que se traduce en producciones similares tanto
bajo como fuera del arbolado.
Estos resultados de producción difieren de los obtenidos en ensayos franceses
(Moreno, 2005), donde la influencia del arbolado actuaba de forma negativa sobre los
cultivos (menor transmisión de luz). Las líneas de arbolado en estos casos se encuentran
en espaciamientos de 20 m frente a los 6 m del ensayo y con condiciones climáticas más
húmedas y temperaturas menos extremas.
En el peso de 100 semillas, únicamente se observaron diferencias significativas en
una variedad de trigo (Kilopondio), donde éste fue mayor en el tratamiento sin arbolado,
no observándose este comportamiento en la otra variedad de trigo (Bologna) (Figura
5.6.). Considerando las características que ha presentado esta variedad en cuanto a la
producción de grano y número de espigas, puede intuirse que dicha variedad tiene un
comportamiento diferente en el período de llenado de granos, produciendo granos de
mayor peso pero en menor cantidad, ya que la producción fue similar a la de la otra
Discusión
63
variedad. Además, la condición sin arbolado le fue favorable (posiblemente por menor
competencia por elementos nutritivos y/o recursos hídricos).
En cuanto al número de espigas existen diferencias significativas entre las dos
variedades de trigo (Figura 5.7.), siendo superior en la variedad Bologna en los dos
tratamientos de arbolado (lo que induce a pensar en una característica varietal de mayor
ahijamiento). También hay diferencias significativas en la variedad de cebada Doña
Pepa, donde el número de espigas es mayor con arbolado.
6.2. Elementos nutritivos
Los elementos nutritivos analizados son el nitrógeno, el fósforo y el calcio. El
nitrógeno presenta niveles ligeramente bajos en todos los tratamientos y a continuación
se harán unas consideraciones sobre su utilización. El fósforo y el calcio presentan
diferencias significativas en los tratamientos, por lo que se desarrollan algunos aspectos
sobre su dinámica en el suelo y absorción por las plantas.
6.2.1. Nitrógeno
De los resultados obtenidos se extrae que el nivel de nitrógeno encontrado en los
diferentes tratamientos de siembra para el arbolado fue ligeramente deficiente en todos
los casos (valores obtenidos entre 17 mg g-1
hoja y 18,5 mg g-1
hoja) (Figura 5.8.)
comparados con los niveles considerados adecuados en hojas de nogal en el mes de
julio (Beutel, Uriu, & Lilleland, 1983), cuyo rango es de 22 – 32 mg g-1
hoja.
Los niveles deficientes indican que la nutrición nitrogenada del arbolado no fue
adecuada, lo que implica que, para que ésta sea correcta, es necesario el aporte
complementario durante el período vegetativo. En el caso de la plantación, éste puede
ser incorporado con el riego de forma fraccionada en el tiempo.
El hecho de que todos los tratamientos (incluido el de no siembra) presentasen
deficiencias en nitrógeno en hoja sin diferencias significativas entre ellos, confirma la
hipótesis de que el arbolado no compite con el cultivo herbáceo por este elemento de la
Discusión
64
misma forma que lo hace con el fósforo y el calcio y/o no se produce competencia en el
mismo espacio y/o tiempo. Hay que tener en cuenta que, en el nogal, las necesidades de
nitrógeno se mantienen durante todo el período vegetativo (abril – septiembre).
En el caso de sistemas agroforestales, los cálculos de abonado nitrogenado
comprenden dos cultivos con características fisiológicas y fenológicas diferentes, lo que
hace especialmente complicada la utilización de elementos que no creen una reserva a
largo plazo en el suelo (como es el caso del nitrógeno, fácilmente lixiviable).
6.2.2. Fósforo
Para los niveles de fósforo se encontraron diferencias significativas entre el
tratamiento de no siembra y los tratamientos con siembra, resultando el tratamiento sin
siembra en un nivel medio de 2,2 mg g-1
hoja y el resto alrededor de 1,9 mg g-1
hoja
(Figura 5.9.). Estos niveles están dentro de los rangos de normalidad (1 - 3 mg g-1
hoja)
fijados para el fósforo en hoja de nogal en julio (Beutel et al., 1983).
Dadas las características hidrológicas del año, la fuerte competencia en el
período primaveral que las herbáceas realizaron sobre los recursos hídricos y los
elementos nutritivos y la coincidencia de esto con el período de desarrollo inicial del
sistema radicular del arbolado en primavera (necesidades elevadas de P de mediados de
abril a mediados de mayo) (Ruíz, 2006), las condiciones para el desarrollo vegetativo
del nogal fueron, muy probablemente, limitadas en los tratamientos con siembra.
Los fosfatos H2PO4- ó HPO4
2- son fácilmente asimilables por las plantas, pero
excepto en suelos recientemente fertilizados, estos compuestos están presentes en
cantidades extremadamente pequeñas, ya que se transforman con cierta rapidez en
compuestos insolubles. En suelos ácidos, los hidróxidos de Fe y Al aumentan su
solubilidad, originándose cationes Fe3+
y Al3+
que pasan a la disolución. Éstos
precipitan inmediatamente con el H2PO4-, también presente en la disolución,
originándose compuestos insolubles, en los que el fósforo no está disponible para la
planta. En suelos básicos, el fósforo reacciona con el calcio, formando fosfato dicálcico
y tricálcico, precipitando también en fosfatos insolubles (Navarro, 2000). Al ser el pH
Discusión
65
de la parcela de estudio básico, las precipitaciones se suponen en forma de fosfato
cálcico.
Por esto, el fósforo normalmente presente en los suelos no es aprovechable por
las plantas, debido a su insolubilidad. En consecuencia, el mantenimiento de una
adecuada concentración de fósforo en el suelo será condición indispensable para el buen
desarrollo de la planta.
El contenido de P absorbible, disuelto en la solución de suelo, es muy
dependiente del contenido en humedad de éste y de las características del suelo. El
movimiento del fósforo asimilable se realiza a través del mecanismo de difusión,
dependiente de las concentraciones de fósforo adsorbido sobre el complejo de cambio
mediante puentes de Ca2+
(Gros, 1981) y la concentración en la disolución de suelo. De
ahí que la cantidad total de P asimilable esté relacionada de forma directa con la de agua
disponible (disolvente de la disolución) y con el Ca2+
adsorbido en el complejo de
cambio. Así mismo, la absorción del P por las raíces se realiza también por difusión,
necesitando una concentración superior en la disolución del suelo que dentro de la raíz.
Por todo esto, la fuente de fósforo deberá colocarse, en un cultivo, en el
momento de la siembra o plantación y lo más cerca posible, creando zonas de alta
concentración en fósforo (Navarro, 2000).
Uno de los aspectos más problemáticos en relación con el abonado fosfórico,
como se ha visto, es su fijación por el suelo, que puede dar lugar a que su eficacia no
supere el 20 %. A esto hay que unir su poca movilidad y la escasa absorción por la
planta en condiciones de frío o de sequía, frecuentes en las zonas mediterráneas
semiáridas. Factores como la capacidad de fijación del suelo, el nivel de carbonato
cálcico, el pH, el tipo de arcilla, el porcentaje de materia orgánica, etc., condicionan la
eficacia del abonado fosfatado (López - Bellido, 2010).
Teniendo en cuenta la poca movilidad del fósforo, la localización en capas
superficiales del suelo a disposición de las herbáceas (y la poca densidad en estas
profundidades de raíces de nogal (Mulia & Dupraz, 2006)) y la gran demanda en los
Discusión
66
inicios del crecimiento de las mismas (ahijamiento y encañado) el fósforo absorbido por
las raíces del nogal en el tratamiento de no siembra fue mayor (mayor contenido en
hoja), al no tener la competencia ejercida por las herbáceas.
6.2.3. Calcio
Los niveles de calcio en hoja presentan diferencias significativas entre los
tratamientos de no siembra y cultivo de cereal y guisante, y escasamente significativas
entre pratenses y el resto de tratamientos (Figura 5.10.). El mayor contenido en calcio se
obtuvo en el tratamiento de no siembra (valor medio de 16,0 mg g-1
hoja) y los menores
en cultivo de cereal (15,7 mg g-1
hoja) y guisante (15,5 mg g-1
hoja). Estos contenidos,
al igual que ocurre con el fósforo, están dentro de los niveles considerados normales (>
10 mg g-1
hoja) para el nogal (Beutel et al., 1983). Las condiciones hidrológicas de la
primavera del año y los tratamientos de siembra realizados tienen en este caso la misma
consideración que se ha hecho para el fósforo (competencia por elemento nutritivo).
Las exigencias del guisante y los cereales son relativamente altas en calcio,
explorando a su vez sus sistemas radiculares volúmenes importantes de suelo y
pudiendo consumir, por tanto, mayor cantidad de calcio (Guerrero, 1981). De esta
forma, el calcio disponible para el nogal en estos tratamientos es menor. No ocurre así
en el tratamiento de pratense (menor volumen de suelo explorado) ni en el tratamiento
de no siembra, cuyos nogales presentan el mayor contenido en calcio.
La disponibilidad del Ca2+
para las plantas depende de la liberación del Ca2+
adsorbido en el complejo de cambio (el Ca2+
representa entre el 60 – 80 % de los
cationes intercambiables en el complejo). Al igual que en cualquier otro catión, los
cationes retenidos en el complejo de cambio y los cationes presentes en la disolución se
hallan en equilibrio dinámico. Por tanto, si disminuye el contenido de Ca2+
en la
disolución, (por lixiviación o consumo por las plantas) parte del Ca2+
adsorbido tiende a
pasar a la disolución para restablecer el equilibrio.
En suelos aluviales, la cantidad de Ca2+
disponible, dado los continuos lavados y
extracción por los cultivos, puede resultar en niveles insuficientes para la normal
Discusión
67
nutrición de las plantas si no se repone con cierta periodicidad en el suelo. (Navarro,
2000).
Una de las principales funciones del calcio en la planta es la de actuar formando
parte de la estructura de la protopectina, localizada en la pared primaria y en la lámina
media de las células vegetales. Se estima que el nogal, para producir 1 Tn de madera,
extrae del suelo 4,6 kg de Ca, frente a 0,3 kg de P (Luna Lorente, 1979). Se pone de
manifiesto así la importancia de su deficiencia o menor contenido en el árbol para el
crecimiento del mismo en los diferentes tratamientos de siembra.
6.3. Crecimiento del arbolado
Los incrementos del diámetro normal en el tratamiento de no siembra fueron el
doble respecto al tratamiento de cereal (1,02 cm frente a 0,51 cm). El resto de
tratamientos presentaron incrementos diametrales muy próximos a los del cereal.
Probablemente los nogales, en el tratamiento de no siembra, experimentaron un mayor
crecimiento radicular de primavera, que es determinante para el desarrollo vegetativo
posterior.
La base del desarrollo del nogal está en las características de su sistema radicular.
Si el sistema radicular está sano y bien desarrollado, la parte aérea también lo estará.
Las raíces del nogal tienen dos períodos de máximo crecimiento y por tanto de
máximas exigencias en P. El primero, en primavera (de mediados de abril a mediados
de mayo), cuando comienza a aumentar la temperatura. Esta etapa es fundamental para
todo el período de desarrollo vegetativo. El segundo, en los meses de septiembre y
octubre. Este crecimiento es primordial para la constitución de las reservas, con las que
se producirá la brotación en la temporada siguiente (Ruíz, 2006).
El período de crecimiento radicular de primavera está sujeto a posibles
limitaciones que, sin considerar las propias físico-químicas del suelo, pueden ser déficit
hídrico y competencias nutricionales con adventicias y/o cultivos (que se encuentran
además en demanda máxima de agua y nutrientes), con lo que las raíces comenzarían su
crecimiento en condiciones desfavorables, limitando así su desarrollo.
Discusión
68
Otro aspecto que debe tenerse en cuenta es que, aproximadamente a finales de
junio, está prácticamente todo el crecimiento vegetativo ya realizado. Posteriormente,
hasta septiembre, lo que aumenta es el área foliar de la planta. Por ello, para tener un
buen desarrollo, se debe disponer de condiciones adecuadas en la absorción de
elementos nutritivos y agua en primavera, cuando se produce el crecimiento vegetativo
(Sellès, 2004).
El calcio es componente fundamental de las membranas celulares vegetales y
por tanto de la composición de la madera. Existe, además, cierto paralelismo entre los
niveles de calcio en la hoja y los incrementos de diámetro del arbolado en cada uno de
los tratamientos.
Por todo lo expuesto, es evidente que una disminución en los niveles de calcio y
fósforo de magnitud leve suponen unas diferencias notables en el crecimiento del
arbolado. Se extrae de esto la considerable importancia que tiene para la producción de
madera la disponibilidad de estos elementos y su posible disminución por competencia
del estrato herbáceo.
Ya se ha comentado con anterioridad que los suelos aluviales, si bien presentan
características físicas muy adecuadas para el desarrollo del arbolado (buena estructura,
profundidad, escasa o nula pedregosidad, etc.) tienen limitaciones en cuanto a sus
características para nutrir a las plantas en fósforo y calcio. Los abonados anuales
realizados a la capa arable (25-30 cm) pueden ser suficientes para plantaciones de
árboles sin estrato herbáceo, pero para el establecimiento de un sistema agroforestal de
estas características, con presencia de cultivos herbáceos, es necesario establecer
reservas suficientes de calcio y fósforo en profundidad, capaces de nutrir al arbolado sin
que las herbáceas sean competencia.
Las cales agrícolas (dolomita) pueden ser incorporadas en las labores de pre-
plantación con arado de discos (mejor que vertedera, al evitar la inversión de
horizontes) profundizando 35-40 cm. Los fosfatos naturales (roca fosfórica) pueden ser
localizados en la línea de plantación antes de realizar ésta con subsolador,
profundizando 40-60 cm e incluso en el centro de las calles, en años posteriores, con el
Discusión
69
mismo apero. Se ha observado que, en situaciones de baja disponibilidad de fósforo (por
consumo por herbáceas, fijación en el suelo, etc) la combinación de abonos fosfóricos
naturales de lenta solubilización (roca fosfórica) con otros más solubles (abonado de
fondo a los cultivos) asegura la adecuada nutrición de los árboles (Aparicio, 2001).
Hay que tener en cuenta, no obstante, que los datos que se han manejado se
refieren a un solo año y una sola localización, con las características que cada uno ha
presentado, por lo que sería conveniente repetir el estudio en sucesivos años y
localizaciones para confirmar esta tendencia.
6.4. Futuras líneas de investigación
Líneas de investigación podrían ir encaminadas a estudiar las interacciones entre
un abanico más amplio de especies (y posteriormente de variedades) de cultivo con
nogal híbrido. Otras serían el estudio de prácticas de abonado en sistemas
agroforestales, teniendo en cuenta los diferentes sistemas de absorción de nutrientes por
las plantas (interceptación radicular, flujo masal y difusión). Por otra parte, estudiar en
profundidad la influencia de la densidad arbórea y la orientación de las líneas de
plantación: norte-sur para cultivos de invierno y suroeste-noreste para cultivos de
primavera, proporcionaría información sobre la influencia del arbolado en los cultivos y
revelaría la importancia de la densidad y orientación del arbolado en los sistemas
agroforestales.
CONCLUSIONES
Conclusiones
70
7. CONCLUSIONES
Del estudio realizado sobre la plantación de nogal con los distintos tratamientos
herbáceos se extraen las siguientes conclusiones:
I. La producción de grano de las dos variedades de cebada bajo arbolado fue
significativamente mayor que sin arbolado. El aumento de la producción de
grano de las dos variedades de trigo bajo arbolado no resultó significativo.
La producción de biomasa de la cebada fue significativamente mayor bajo
arbolado en las dos variedades. En el trigo no se encontraron diferencias
entre los dos tratamientos (con y sin arbolado).
En el peso de 100 semillas no hubo diferencias significativas en ningún
tratamiento excepto para la variedad de trigo Kilopondio, donde fue mayor
en el tratamiento sin arbolado.
El número de espigas presentó diferencias significativas entre las dos
variedades de trigo, siendo superior en la variedad Bologna en los dos
tratamientos de arbolado. En el caso de la cebada, se observaron diferencias
significativas entre los dos tratamientos en la variedad Doña Pepa, siendo
mayor con arbolado.
II. Los análisis de hoja del arbolado revelaron que los niveles de nitrógeno eran
deficientes, pero no presentaban diferencias significativas en los distintos
tratamientos de siembra.
Los niveles de fósforo estaban dentro de los niveles considerados normales
para el nogal, aunque el tratamiento de no siembra presentó mayores niveles
y diferencias significativas con el resto de tratamientos herbáceos.
Conclusiones
71
El contenido de calcio en hoja estaba en el rango de niveles considerados
normales y presentó diferencias significativas en los tratamientos, siendo
superiores los contenidos de los tratamientos de no siembra y de siembra
forrajera respecto a los tratamientos de cereal y guisante.
III. El incremento de diámetro normal del arbolado fue de, aproximadamente, el
doble en el tratamiento de no siembra respecto al resto de tratamientos con
siembra. Esto evidenció la fuerte competencia hídrica y nutricional de las
herbáceas con el nogal.
IV. El conjunto de resultados muestra el potencial del cultivo bajo árbol como
mecanismo de adaptación al cambio climático y muy especialmente a los
eventos extremos/tempranos de sequía y altas temperaturas que
presumiblemente tendrán una recurrencia creciente en el futuro próximo.
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía
72
8. BIBLIOGRAFÍA
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ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
ÍNDICE ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
1. Elección de Estación Climatológica ...................................................................... 76
1.1. Resumen de los Datos Climáticos ................................................................ 76
1.1.1. Temperaturas ........................................................................................ 76
1.1.2. Precipitaciones ...................................................................................... 78
1.1.3. Diagrama Ombrotérmico de Gaussen ................................................... 79
1.1.4. Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter .......................................... 80
1.2. Clasificaciones Climáticas ........................................................................... 83
1.2.1. Índices Ombrotérmicos ......................................................................... 83
1.2.2. Índice Termopluviométrico de Lang (1915) ......................................... 84
1.2.3. Índice de Aridez de Martonne (1923). .................................................. 84
1.2.4. Índice de Emberger (1932) ................................................................... 86
1.2.5. Índice termopluviométrico de Dantín – Revenga (1940) ..................... 87
1.3. Clasificación Agroclimática de Papadakis ................................................... 88
1.3.1. Tipo de Invierno .................................................................................... 88
1.3.2. Tipo de Verano ..................................................................................... 89
1.3.3. Régimen Térmico ................................................................................. 91
1.3.4. Régimen Hídrico ................................................................................... 93
1.3.5. Tipo Climático ...................................................................................... 93
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
76
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
Este anejo constituye el estudio climatológico de la parcela de ensayo. La
influencia del clima en el crecimiento, desarrollo y productividad de los cultivos,
justifica la necesidad de realizar una caracterización climática de la superficie
contemplada en el ensayo.
1. Elección de Estación Climatológica
Los datos climatológicos empleados proceden del Sistema de Información
Geográfico Agrario (SIGA). Para realizar la caracterización climática se utilizaron los
datos de la estación termopluviométrica “El Carpio de Tajo – Central de Castrejón”, de
código 3303E, situada en el punto de coordenadas UTM (Huso 30 Zona N), con
elipsoide de referencia ETRS89: X = 374.497 m; Y = 4.412.487 m, a 401 m sobre el
nivel del mar y a unos 700 m de la posición del ensayo. Los datos de temperatura y
precipitación corresponden al período comprendido entre 1961 y 2002, ambos inclusive.
A partir de 2002 no hay datos registrados en dicha estación.
Con estos datos se han calculado diversos índices que permiten caracterizar el
clima de la zona.
1.1. Resumen de los Datos Climáticos
En este apartado se realiza un resumen de los datos obtenidos del SIGA, de
manera que puedan visualizarse de forma sencilla.
1.1.1. Temperaturas
En la Tabla I.1. se muestran las temperaturas medias mensuales y anuales para el
período 1961-2002.
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
77
Tabla I.1. Resumen de temperaturas medias del período 1961-2002. Fuente: elaboración propia. Datos del SIGA.
Mes Media de las Tª
medias (ºC) Media de las Tª
máximas absolutas (ºC) Media de las Tª
mínimas absolutas (ºC)
Enero 6,1 16,8 -4,8
Febrero 7,8 19,7 -3,9
Marzo 10,6 24,6 -2,1
Abril 13 27,6 0,5
Mayo 17,4 32,6 4,1
Junio 22,5 37,5 8,7
Julio 26,3 40,6 12,6
Agosto 25,8 39,9 12,2
Septiembre 21,6 36,1 8,5
Octubre 15,8 29,5 3,1
Noviembre 10,1 22,2 -1,8
Diciembre 6,3 16,9 -5
Media Anual 15,3 28,6 2,7
Por otra parte, la media de las temperaturas máximas del mes más cálido es de
35 ºC y la media de las temperaturas mínimas del mes más frío es de 0,7 ºC.
Se observan rangos de temperaturas propios de climas mediterráneos, con gran
diferencia de temperaturas entre la estación estival y el invierno.
Las temperaturas medias (Figura I.1.) indican que en la zona de estudio no hay
temperaturas extremas que puedan limitar la plantación. Se prestará atención a las
temperaturas mínimas absolutas que, a pesar de ser inferiores a 0 °C en los meses de
invierno, sobrepasan este umbral levemente.
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
78
Figura I.1. Gráfico de Temperaturas Medias (°C) del período 1961-2002. Fuente: elaboración propia. Datos del
SIGA.
1.1.2. Precipitaciones
Para conocer las necesidades hídricas de la plantación es necesario conocer las
precipitaciones de los últimos años (Tabla I.2.).
Tabla I.2. Resumen de precipitaciones medias del período 1961-2002. Fuente: elaboración propia. Datos del SIGA.
Mes Precipitación media (mm) Evapotranspiración media (mm)
Enero 43,5 10,12
Febrero 41,3 16,73
Marzo 33,3 30,51
Abril 43 47,1
Mayo 43,9 82,18
Junio 29,7 129,53
Julio 14,4 163,89
Agosto 9,9 148,56
Septiembre 27,1 100,91
Octubre 46,3 54,52
Noviembre 51,5 23,66
Diciembre 53,4 10,4
Total 437,3 818,11
-10
0
10
20
30
40
50
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEPT OCT NOV DIC
Temperaturas medias (°C) del período 1960-2002
Media de las Tª Medias Media de las Tª Mínimas Absolutas Media de las Tª Máximas Absolutas
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
79
El período de verano tiene escasas precipitaciones, siendo los meses más secos
julio y agosto (Figura I.2.).
Figura I.2. Gráfico de precipitación y evapotranspiración medias del período 1961-2002. Fuente: elaboración propia.
Datos del SIGA.
1.1.3. Diagrama Ombrotérmico de Gaussen
El diagrama Ombrotérmico de Gaussen permite identificar el período seco, en el
cual la precipitación es inferior a dos veces la temperatura media (como aproximación a
la sequedad estacional, considerando dos veces la temperatura media una estimación de
la evapotranspiración). Para su representación, en el eje X se distribuyen los doce meses
del año y en el doble eje Y se representan, por un lado las precipitaciones medias
mensuales (P en mm), y por otro, las temperaturas medias mensuales (Tª en ºC). La
escala de precipitaciones debe ser el doble que la de temperaturas.
Si P 2∙T , la curva de precipitaciones estará por debajo de la curva de
temperaturas y el área comprendida entre las dos curvas indicará la duración e
intensidad del periodo seco (Figura I.3.).
Se aprecia en el diagrama la coincidencia, común en este tipo de climas, de las
máximas temperaturas con las mínimas precipitaciones, dando lugar a lo que se conoce
como “período seco”.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Precipitación y Evapotranspiración medias (mm) del período 1961-2002
Precipitación Media Evapotranspiración Media
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
80
Figura I.3. Diagrama Ombrotérmico de Gaussen. Fuente: elaboración propia. Datos del SIGA.
1.1.4. Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter
El Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter (Tabla I.3.) parte del supuesto de
que la profundidad del suelo donde tienen lugar las pérdidas de agua por
evapotranspiración está determinada por la profundidad del sistema radicular de la
vegetación existente. De esta forma, la capacidad de almacenamiento de agua de la zona
(susceptible a la evapotranspiración), está definida por la capacidad de campo y el punto
de marchitez permanente.
Para la obtención del valor de la capacidad de campo (CC) se aplica la siguiente
fórmula (Cámara, Martínez, & Díaz, 2000):
Donde:
CC: Capacidad de Campo en mm ( )
CR: Capacidad de retención en mm/m
Pr: Profundidad radicular en m
0
10
20
30
40
50
60
0
5
10
15
20
25
30
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Diagrama Ombrotérmico de Gaussen
Temperatura media (ºC) Precipitación media (mm)
Período Seco
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
81
La capacidad de retención (CR) para un suelo de textura franco arenoso (suelo
existente en la zona de estudio) y vegetación arbolada con densidad no muy alta se
supone de 150 mm/m. Suponiendo, además, una profundidad radicular máxima de
exploración efectiva de 1,67 m para la situación anterior, la capacidad de campo (CC)
es de 150 mm/m. Este cálculo junto con el resto de los que componen la Tabla 1.3. se
llevaron a cabo según la metodología del balance hídrico y su aplicación al estudio
ecodinámico de las formaciones vegetales (Cámara et al., 2000).
Tabla 1.3. Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter. Fuente: elaboración propia. Datos del SIGA.
Mes T P ETP P - ETP ppa ST ΔST ETR Dh S
Enero 6,10 43,50 10,12 33,38 0,00 123,22 33,38 10,12 0,00 0,00
Febrero 7,80 41,30 16,73 24,57 0,00 147,79 24,57 16,73 0,00 0,00
Marzo 10,60 33,30 30,51 2,79 -126,00 150,00 2,79 30,51 0,00 0,00
Abril 13,00 43,00 47,10 -4,10 -130,10 148,00 - 2,58 45,58 -1,52 0,00
Mayo 17,40 43,90 82,18 -38,28 -168,38 127,00 -21,00 64,90 -17,28 0,00
Junio 22,50 29,70 129,53 -99,83 -268,20 85,00 -42,00 71,70 -57,83 0,00
Julio 26,30 14,40 163,89 -149,49 -417,69 46,00 -39,00 53,40 -110,49 0,00
Agosto 25,80 9,90 148,56 -138,66 -556,35 26,00 -20,00 29,90 -118,66 0,00
Septiembre 21,60 27,10 100,91 -73,81 -630,16 20,00 -6,00 33,10 -67,81 0,00
Octubre 15,80 46,30 54,52 -8,22 -638,38 19,00 -1,00 47,30 -7,22 0,00
Noviembre 10,10 51,50 23,66 27,84 0,00 46,84 27,84 23,66 0,00 0,00
Diciembre 6,30 53,40 10,40 43,00 0,00 89,84 43,00 10,40 0,00 0,00
Total 15,28 437,30 818,10 -380,80 -- -- -- 437,30 -380,80 0,00
En la Tabla I.3., los significados de las columnas son los siguientes:
T: temperatura media mensual en ºC
P: precipitación media mensual en mm
ETP: evapotranspiración potencial en mm
P-ETP: pérdidas o adiciones potenciales de humedad en el suelo
ppa: pérdidas potenciales acumuladas
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
82
ST: agua almacenada en el suelo
ST: cambios del agua almacenada en el suelo
ETR: evapotranspiración real (equivalente a ETP-P)
S: excedente de humedad
Dh: déficit de humedad (equivalente a ETP-ETR)
A partir de la Tabla I.3., pueden representarse la pluviometría,
evapotranspiración potencial y evapotranspiración real (Figura I.4.).
Figura I.4. Gráfico de Pluviometría, Evapotranspiración Potencial y Evapotranspiración Real. Fuente: elaboración
propia. Datos del SIGA.
De esta forma, quedan definidas las siguientes áreas en el balance hídrico
(Figura I.5.):
- Exceso de agua: cuando P > ETP, constituyendo el área entre la P (arriba) y
la ETP (abajo), denominada como excedente hídrico (S).
- Déficit de agua: cuando ETP > ETR, el área demarcada entre la ETP (arriba)
y la ETP (abajo) es definida como déficit hídrico (Dh).
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Pluviometría, Evapotranspiración Potencial y Evapotranspiración Real
Pluviometría Evapotranspiración Potencial Evapotranspiración Real
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
83
- Utilización de humedad del suelo: constituye el área que se halla entre ETR
(arriba) y P (abajo).
- Recargo de humedad del suelo: cuando P > ETP después de un período de
déficit, hasta que el sobrante (S) sea positivo. Esta área en los meses en que
S = 0 constituye el área de recargo de humedad edáfica.
Figura I.5. Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter. Fuente: elaboración propia. Datos del SIGA.
1.2. Clasificaciones Climáticas
A continuación se presentan diferentes índices y clasificaciones climáticas para
caracterizar la zona de estudio.
1.2.1. Índices Ombrotérmicos
En este apartado se tratan principalmente índices de aridez, por ser éste uno de
los parámetros más determinantes en el crecimiento y producción de los cultivos.
Algunos de los más utilizados son los que se desarrollan en los apartados siguientes.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE
mm
Diagrama de Balance Hídrico de Thornthwaite y Matter
Blanco Exceso de Agua Utilización de la humedad por el suelo Déficit de agua Recargo de agua en el suelo
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
84
1.2.2. Índice Termopluviométrico de Lang (1915)
La expresión del índice de Lang es la siguiente:
Donde:
IL: índice de Lang
P: precipitación media mensual anual (mm)
T: temperatura media anual en (°C)
Para la estación seleccionada el índice de Lang es
Según este índice, la zona de estudio pertenece a una zona árida (Tabla I.4.).
Tabla I.4. Zonas climáticas según Índice Termopluviométrico de Lang. Fuente: elaboración propia. Datos de
“Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Índice Termopluviométrico de Lang Zonas climáticas
0 ≤ IL < 20 Desierto
20 ≤ IL < 40 Zona árida
40 ≤ IL < 60 Zona húmeda de estepa y sabana
60 ≤ IL < 100 Zona de bosques ralos
100 ≤ IL < 160 Zona húmeda de bosques densos
IL ≥ 160 Zona hiperhúmeda de prados y tundras
1.2.3. Índice de Aridez de Martonne (1923)
El índice de Martonne, utilizado frecuentemente para definir los límites
climáticos de los desiertos, praderas y bosques, se calcula con la siguiente expresión:
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
85
Donde:
P: precipitación media anual (mm)
T: temperatura media anual (°C)
En este caso se obtiene un índice de Martonne de
Según este índice la zona de estudio pertenece a la zona climática de países
secos mediterráneos, semiárido (Tabla I.5.).
Tabla I.5. Zonas climáticas según Índice Termopluviométrico de Martonne. Fuente: elaboración propia. Datos de
“Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Índice Termopluviométrico de
Martonne Zonas climáticas
0 ≤ IM < 5 Desierto, Árido extremo
5 ≤ IM < 15 Semidesierto. Árido
15 ≤ IM < 20 Países secos mediterráneos. Semiárido
20 ≤ IM < 30 Subhúmedo
30 ≤ IM < 60 Húmedo
IM ≥ 60 Perhúmedo
Este índice puede considerarse también mensualmente de la siguiente forma:
Donde:
P: precipitación media mensual (mm)
T: temperatura media mensual (°C)
Según el autor, los meses con actividad vegetativa son aquellos en que la
temperatura media es superior a 3°C y en los que el índice de aridez mensual es superior
a 20 (Tabla I.6.).
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
86
Tabla I.6. Regiones climáticas según Índice Termopluviométrico de Martonne mensual. Fuente: elaboración propia.
Datos de “Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001). Datos del SIGA.
Mes T P Im Tipo
Enero 6,1 43,5 32,42 (> 30) Regiones subhúmedas de prados y bosques)
Febrero 7,8 41,3 27,84 (20 – 30) Regiones del olivo y cereales
Marzo 10,6 33,3 19,40 (10 – 20) Estepas y países mediterráneos
Abril 13 43 22,43 (20 – 30) Regiones del olivo y cereales
Mayo 17,4 43,9 19,23 (10 – 20) Estepas y países mediterráneos
Junio 22,5 29,7 10,97 (10 – 20) Estepas y países mediterráneos
Julio 26,3 14,4 4,76 (0 – 5) Desiertos
Agosto 25,8 9,9 3,32 (0 – 5) Desiertos
Septiembre 21,6 27,1 10,29 (10 – 20) Estepas y países mediterráneos
Octubre 15,8 46,3 21,53 (20 – 30) Regiones del olivo y cereales
Noviembre 10,1 51,5 30,75 (> 30) Regiones subhúmedas de prados y bosques)
Diciembre 6,3 53,4 39,31 (> 30) Regiones subhúmedas de prados y bosques)
1.2.4. Índice de Emberger (1932)
El índice de Emberger permite la caracterización de la zona mediterránea
mediante la siguiente expresión:
Donde:
P: precipitación media anual (mm)
Q: temperatura media de las máximas del mes más cálido (°C)
q: temperatura media de las mínimas del mes más frío (°C)
En este caso:
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
87
A partir del diagrama de Emberger se puede concluir que la zona de estudio se
encuentra en un piso climático mediterráneo semiárido (Figura I.6.).
Figura I.6. Diagrama de Emberger.
1.2.5. Índice termopluviométrico de Dantín – Revenga (1940)
Este índice tiene la siguiente expresión:
Donde:
P: precipitación media anual (mm)
T: temperatura media anual (°C)
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
88
En el caso de la zona de estudio se obtiene:
Siguiendo las zonas climáticas de la Tabla I.7. Se obtiene que la zona climática
de la zona de estudio es la zona árida.
Tabla I.7. Zonas climáticas según el Índice Termopluviométrico de Dantín-Revenga. Fuente: elaboración propia.
Datos de “Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Índice Termopluviométrico de Dantín - Revenga Zonas climáticas
0 < I < 2 Zona húmeda
2 < I < 3 Zona semiárida
3 < I < 6 Zona árida
I > 6 Zona subdesértica
1.3. Clasificación Agroclimática de Papadakis
Desde el punto de vista de la ecología de los cultivos, Papadakis considera cinco
características principales de un clima: tipo de invierno, tipo de verano, régimen
térmico, régimen hídrico y tipo climático.
Los tipos de invierno y verano definen el régimen térmico. Por otra parte, en
función de las precipitaciones y el balance de agua del suelo se obtiene el régimen
hídrico. Finalmente, con ambos regímenes se obtiene el tipo climático.
En ausencia de los datos específicos para construir los índices necesarios y llevar
a cabo la clasificación, se considera válida la realizada por el SIGA para la estación
utilizada.
1.3.1. Tipo de Invierno
El tipo de invierno caracteriza la severidad de la estación fría en función de la
temperatura media de las mínimas absolutas del mes más frío, la temperatura media de
mínimas del mes más frío y la temperatura media de máximas del mes más frío.
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
89
El tipo de invierno de la zona de estudio es Avena cálida (Av) (Tabla I.8.).
Según el autor, este tipo de invierno es suave como para cultivar avena de invierno pero
demasiado frío para cultivar cítricos.
Tabla I.8. Tipos de invierno y sus límites en unidades de temperatura según Papadakis. Fuente: elaboración propia.
Datos de “Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Tipos de
invierno
Tª media de las
mínimas absolutas
(ºc) del mes más frío
Tª media de las
medias (ºc) del mes
más frío
Tª media de las
máximas (ºc) del mes
más frío
Ecuatorial Ec > 7 > 18
Tropical
Cálido Tp > 7 13 a 18 > 21
Medio tP > 7 8 a 13 > 21
Fresco tp > 7 8 a 13 < 21
Citrus
Tropical Ct - 2,5 a 7 > 8 > 21
Citrus Ci - 2,5 a 7 > 8 10 a 21
Avena
Cálida Av - 10 a - 2,5 > 4 > 10
Fresca av > -10 > 4 4 a 10
Triticum
Avena – trigo
Tv - 29 a - 10
> 5
Cálido
Ti > -29
0 a 5
Fresco
ti > -29
< 0
Primavera
Cálido Pr < - 29
> - 17,8
Fresco pr < - 29
< - 17,8
1.3.2. Tipo de Verano
Como el tipo de invierno, el tipo de verano está determinado por límites
térmicos, teniendo además en cuenta el período libre de heladas. Según datos del SIGA,
el tipo de verano de la zona de estudio es Gossypium cálido (G) (Tabla I.9.).
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
90
Tabla I.9. Tipos de verano y sus límites en unidades de temperatura según Papadakis. Fuente: elaboración propia.
Datos de “Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Tipo
Duración de la
estación libre de
heladas (mínima
disponible o
media), en meses
Media de la
media de
las
máximas
de los n
meses más
cálidos
Media de
las
máximas
del mes
más
cálido
Media de
las
mínimas
del mes
más cálido
Media de las
medias de las
mínimas de
los dos meses
más cálidos
Gossypium
G (cálido) Mínima > 4,5 >25ºC n=6 >33,5ºC
g1 (fresco) Mínima > 4,5 >25ºC n=6 <33,5ºC >20ºC
Cafeto c Mínima 12 > 21ºC <33,5ºC <20ºC
Oryza
O1 Mínima >4ºC
21 a 25ºC
n= 6
Maíz
M2 Disponible >4,5 >21ºC n=6
Triticum
T (más cálido) Disponible >4,5 <21ºC n=6
>17ºC n=4
t (menos
cálido)
Disponible 2,5 a
4,5 >17ºC n=4
Polar cálido
P (taiga) Disponible < 2,5 >10ºC n=4
>5
Polar frío
p3 (tundra) Disponible < 2,5 >6ºC n=2
Frígido
F (desértico
subglacial) >6ºC n=2 > 0ºC
F (helada
permanente) < 0ºC
Andino -
alpino
A3 (alpino
bajo) Disponible < 2,5 >10ºC n=4
Media >1
a
3 (alpino
bajo) Media <1 >10ºC n=4
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
91
1: No puede ser c
2: No puede ser G, g, O ó c
3: No puede ser P
1.3.3. Régimen Térmico
La clasificación de Papadakis caracteriza los climas mediante la correspondencia
a cada uno de un esquema de posibilidades de cultivo. El régimen térmico corresponde
a una combinación de tipos de invierno y verano. En el caso de la zona de estudio el
tipo de invierno es Avena cálida (Av) y el tipo de verano Gossypium cálido (G), por lo
que el régimen térmico se corresponde con Subtropical cálido (SU) (Tabla I.10.).
Tabla I.10. Equivalencia de los regímenes de temperatura con los tipos de invierno y verano según Papadakis.
Fuente: elaboración propia. Datos de “Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Régimen térmico Tipo de invierno Tipo de verano
Ecuatorial
EQ (cálido) Ec G
Eq (semicálido) Ec g
Tropical
TR (cálido) Tp G
Tr (semicálido) Tp g
tR (cálido con invierno fresco) tP G, g
tr (fresco) tp O, g
Tierra templada
Tt (tierra templada) Tp, tP, tp c
tt (tierra templada fresca) tp T
Tierra fría
TF (tierra fría baja) (1) Ct o más frío g
Tf (tierra fría media) (1) Ci o más frío O, M
tf (tierra fría alta) (1) Ci o más frío T, t
Andino
An (bajo) (1) Ti o más suave A
an (alto) (1) Ti o más suave a
aP (taiga andina) (1) Ti o más suave P
ap (tundra andina) (1) Ti o más suave p
aF (desierto subglacial andino) (1) Ti o más suave F
Subtropical
Ts (semitropical) Ct G, g
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
92
SU (Subtropical cálido) Ci, Av G
Su (Subtropical semicálido) (2) Ci g
Marítimo
Mm (supermarítimo) (3) Ci T
MA (marítimo cálido) (3) Ci O, M
Ma (marítimo fresco) (3) av T
ma (marítimo frío) (3), (4) av, Ti P
mp (tundra marítima) (3) Ti p
mF (desierto subglacial marítimo (3) Ti F
Templado
TE (cálido) (3) av, Av M
Te (fresco) (3) ti, Ti T
te (frío) (3) ti, Ti t
Pampeano-Patagoniano
PA (pampeano) (3), (5) Av M
Pa (patagoniano) (3) Tv, av, Av t
pa (patagoniano frío) (3), (6) Ti, av, Tv P
Continental
CO (cálido) (7) Av o más frío g, G
Co (semicálido) Ti o más frío M, O
co (frío) pr, Pr t
Polar
Po (taiga) ti o más frío P
po (tundra) ti o más frío p
Fr (desértico subglacial) ti o más frío F
fr (hielo permanente) ti o más frío f
Alpino
Al (bajo) (3) Pr, Ti, ti A
al (alto) (3) Pr, Ti, ti a
(1) El mes con la evapotranspiración potencial más elevada es anterior o es el del solsticio
de verano, la media de las mínimas de todos los meses <20° C.
(2) No puede ser TF.
(3) El mes con la evapotranspiración potencial más elevada es posterior al solsticio de
verano y el régimen de humedad no es monzónico.
(4) Estación libre de heladas disponible > 2’5 meses.
(5) Media de las máximas de los seis meses más cálidos >25°.
(6) Estación libre de heladas disponible < 2’5 meses.
(7) No se incluye la combinación de invierno Av con verano G.
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
93
1.3.4. Régimen Hídrico
En función de las precipitaciones y el balance de agua en el suelo se obtiene el
régimen hídrico. Para la zona de estudio, según datos del SIGA es Me (seco) (Tabla
I.11.).
Tabla I.11. Subdivisión del régimen de humedad mediterráneo y su definición según Papadakis. Fuente: elaboración
propia. Datos de “Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Régimen de
humedad Definición
Mediterráneo
Ni húmedo ni desértico; P invernal mayor que P estival. Si el verano es G
julio deberá ser seco. Latitud mayor que 20°, en caso contrario
monzónico.
ME (húmedo) Ln mayor que el 20 por ciento de la ETP anual y/o índice anual de
humedad mayor de 0’88.
Me (seco)
Ln menor del 20 por ciento de la ETP anual; índice anual de humedad
entre 0’22 y 0’88; en uno o más meses con la media de las máximas
>15°C el agua disponible (P i + Ri-11 ) cubre completamente la ETPi.
me (semiárido) Demasiado seco para Me
1.3.5. Tipo Climático
El régimen térmico Subtropical Cálido (SU) y el régimen de humedad
Mediterráneo Seco (Me) determinan el tipo climático Mediterráneo Subtropical (Su,Me)
(Tabla I.12.).
Tabla I.12. Extracto de Grupos Fundamentales y Clima Mediterráneo de la clasificación climática según Papadakis.
Fuente: elaboración propia. Datos de “Agrometeorología” (Elías & Castelvi, 2001).
Unidad climática Régimen de temperatura Régimen de humedad
I. Grupos
fundamentales
1. Tropical EQ, Eq, TR, Tr, tR, tr, Tt, tt HU, Hu, MO, Mo, mo
2. Tierra fría TF, Tf, tf, An, an, aP, ap, aF HU, Hu, MO, Mo, mo
3. Desértico Cualquiera da, de, di, do
4. Subtropical Ts, SU, Su HU, Hu, MO, Mo, mo
5. Pampeano PA, Pa, pa, TE, MA, Ma, ma, St, si, Mo, mo1
ANEJO I: ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
94
SU, Su
6. Mediterráneo Cualquiera ME, Me, me
7. Marítimo Mm, MA, Ma, ma, mp, mF, TE,
Te, te, Pa, pa HU, Hu
8. Continental húmedo CO, Co, co HU, Hu, MO
9. Estepario CO, Co, co, Po, Te, te St, si, Mo, mo
10. Polar Po, po, Fr, fr, Al, al Cualquiera
VII. Subdivisión del
grupo 6.
(Mediterráneo)
6.1. Mediterráneo
subtropical SU, Su ME, Me
6.2. Mediterráneo
marítimo MA, Mm ME, Me
6.3. Mediterráneo
marítimo fresco Ma ME
6.4. Mediterráneo
tropical tr ME, Me
6.5. Mediterráneo
templado TE ME, Me
6.6. Mediterráneo
templado fresco Te, te, Po, Pa, pa ME, Me
6.7. Mediterráneo
continental CO, Co, co ME, Me
6.8. Mediterráneo
semiárido subtropical SU, Su, Tr, tr, MA me
6.9. Mediterráneo
semiárido continental CO, Co, co, TE, te me
ANEJO II: DATOS DE CAMPO
ÍNDICE DATOS DE CAMPO
1. PRODUCCIÓN HERBÁCEA .............................................................................. 95
2. ANÁLISIS FOLIAR ............................................................................................. 95
3. CRECIMIENTO ARBOLADO ............................................................................ 95
ANEJO II: DATOS DE CAMPO
95
ANEJO II: DATOS DE CAMPO
1. PRODUCCIÓN HERBÁCEA
2. ANÁLISIS FOLIAR
3. CRECIMIENTO ARBOLADO
ANEJO III: FOTOGRAFÍAS
ANEJO III: FOTOGRAFÍAS
96
ANEJO III: FOTOGRAFÍAS
Figura III.1. Tratamientos de izquierda a derecha de trigo y cebada.
Figura III.2. Tratamiento de no siembra.
ANEJO III: FOTOGRAFÍAS
97
Figura III.3. Tratamientos de cereales.
Figura III.4. Tratamientos de cereales (cebada y trigo).
ANEJO III: FOTOGRAFÍAS
98
Figura III.5. Tratamientos de cereal y pratense.
Figura III.6. Tratamiento de guisante.
ANEJO III: FOTOGRAFÍAS
99
Figura III.7. Tratamientos de siembra de cereales sin arbolado
PLANOS
