Agua y agricultura sostenible (2)


> Grupo de apoyo sobre El agua y el futuro de la energía Agua y agricultura sostenible. (Segunda parte. 2/3) Jesús Fernández Catedrático de Producción Vegetal. UPM.
Volver a la primera parte del artículo Tercera parte del artículo Las especies vegetales de interés agrícola han sido seleccionadas a lo largo de la historia, de acuerdo con sus posibilidades de producir alimentos de forma rentable.	Agua para una agricultura sostenible. Técnicas que pueden mejorar la eficiencia en el uso del agua. Teniendo en cuenta que el agua es un recurso escaso y que la agricultura en España es la actividad más consumidora de este elemento (80%), es necesario concienciar a los integrantes del sector agrario de la necesidad de manejar el agua con la mayor eficiencia posible, al objeto de lograr de la agricultura una actividad sostenible en todos los sentidos del término. Para ello es necesario tener en cuenta las limitaciones inherentes a la disponibilidad del recurso y también el peligro de actuaciones contrarias al medio ambiente, ya sea por favoreces la erosión y pérdida de suelo, como por favorecer el agotamiento de acuíferos por un uso no sostenible o la contaminación de éstos por un empleo no racional de fertilizantes minerales. Entre las medidas que se podrían aconsejan para lograr un uso eficiente del agua, enumeramos a continuación algunas: Tener en cuenta la eficiencia en el uso del agua de los distintos cultivos a la hora de seleccionar el cultivo a implantar en la superficie disponible. Elegir el sistema de riego más eficiente y adecuado para satisfacer las necesidades del cultivo. En este sentido, los sistemas de riego por goteo o por aspersión, consumen mucha menos agua que el riego de superficie (“a manta”) y pueden lograr los mismos rendimientos. Ajustar las dosis de riego a las necesidades reales del cultivo en cada momento, para lo que se requiere un conocimiento preciso y una atención permanente por parte de los agricultores y técnicos, para no dilapidar el agua de riego, por muy barata que resulte en algunas ocasiones. Elegir el momento de efectuar los riegos para evitar la evaporación del agua, sobre todo cuando se utiliza el riego por aspersión. En este sentido es preferible efectuar el riego en las primeras horas de la mañana o últimas de la tarde, o incluso por la noche, en lugar de hacerlo a mediodía. Evitar las pérdidas de agua por escorrentía e infiltración fuera del alcance de las raíces. Ajustar el empleo de fertilizantes a las necesidades reales del cultivo y administrarlos adecuadamente para que no se produzcan pérdidas por lixiviación. Permitir la recarga de los acuíferos en las zonas en que éstos estén sobreexplotados mediante la alternancia de los cultivos de regadío tradicionales con cultivos de secano o de demanda reducida de agua. Procurar la utilización de cultivos adaptados a las condiciones del clima mediterráneo en los que el agua aportada con el regadío sea un complemento al agua de lluvia, en lugar de basar toda la producción en el agua de riego. Utilización de aguas residuales para riego en condiciones seguras. La agroenergética: Una nueva faceta de la agricultura basada en la sostenibilidad de la producción agraria. Las especies vegetales de interés agrícola han sido seleccionadas a lo largo de la historia, de acuerdo con sus posibilidades de producir alimentos de forma rentable. Esta condición ha impuesto tal cantidad de restricciones, que solamente unas pocas especies de plantas superiores, entre las mas de 250.000 existentes, han podido ser objeto de la agricultura extensiva. Hoy en día puede decirse que la alimentación de la Humanidad está basada en unos 20 cultivos diferentes (Tabla V), de los que 4 de ellos solamente (trigo, arroz, maiz y cebada) ocupan el 40 % de la superficie agrícola mundial.
Ante la posibilidad de producir biomasa para fines energéticos por el sector agrario surge el concepto de AGROENERGETICA.	La evolución positiva de la agricultura en lo que se refiere al aumento de los rendimientos de las cosechas, ha supuesto necesariamente una disminución en las superficies agrícolas requeridas para la alimentación humana. Este hecho ha dado origen a la generación de excedentes de cereales, lo que ha supuesto un grave problema para la economía de la Comunidad, y ha dado motivo a que en la Política Agraria Común se fomente e incentive el abandono de tierras de cultivo para los productos alimentarios tradicionales y se potencien las utilizaciones alternativas de aquellas, para cultivos no alimentarios. Para garantizar la continuidad de la actividad del sector agrícola es necesario pensar en cultivos alternativos a los alimentarios, que puedan dar rentabilidad a las tierras agrícolas retiradas de la producción de alimentos y cuyas producciones no estén sujetas a contingentaciones a causa de saturación de los mercados, al menos a corto plazo. Deben ser por tanto productos de una gran demanda, susceptibles de producirse a partir de la biomasa vegetal generada en plantaciones extensivas, y con un coste de producción tal, que haga rentable su comercialización. Para que se den estas circunstancias hay que pensar necesariamente en el sector energético ya que el consumo de energía per capita es varias decenas de veces superior al de alimentos, expresados ambos en términos calóricos. Ante la posibilidad de producir biomasa para fines energéticos por el sector agrario surge el concepto de AGROENERGETICA que se puede definir como una nueva faceta de la agricultura en la que se pretende la producción de biomasa mediante cultivos específicos y la transformación de ésta en productos energéticos de fácil utilización en los sistemas convencionales, en sustitución de los combustibles tradicionales. El desarrollo de esta nueva actividad agrícola, con cultivos menos exigentes que los tradicionales y más adaptados a las tierras marginales, puede ser una alternativa real para ocupar las tierras que queden retiradas de la producción de alimentos. Entre las características ideales que deben cumplir los cultivos extensivos dedicados a la producción de biomasa para fines energéticos (cultivos energéticos) cabe citar: 1.- Tener altos niveles de productividad en biomasa con bajos costos de producción, de tal forma que hagan viable económicamente la producción de biocombustibles en relación a los combustibles de origen fósil. 2.- Posibilidad de desarrollarse en tierras marginales, en tierras retiradas de la producción de alimentos o en tierras agrícolas marginalizadas por falta de mercado para los productos tradicionalmente cultivados. 3.- Requerimiento de maquinaria agrícola convencional, normalmente disponible por los agricultores, utilizable también para otros cultivos propios de la zona. 4.- No contribuir sensiblemente a la degradación del medio ambiente, de tal forma que el balance medioambiental producido por su cultivo sea mejor al que se produciría si la tierra no estuviese cultivada o fuera ocupada por un cultivo tradicional 5.- Tener un balance energético positivo, es decir, que la energía neta contenida en el biocombustible producido sea superior a la gastada en el cultivo y en la obtención de los biocombustibles. 6.- Posibilidad de recuperar fácilmente las tierras después de finalizado el cultivo energético para realizar otros cultivos, si las condiciones socioeconómicas así lo aconsejaran. 7.- Adecuación de la naturaleza de la biomasa producida para su utilización como materia prima para fabricación de biocombustibles o biocarburantes. En la actualidad, los cultivos destinados a la producción de biomasa con fines energéticos pueden agruparse en tres tipos fundamentales en función del destino final de la biomasa: Cultivos oleaginosos para la producción de aceite transformable en biodiesel (conjunto de ésteres metílicos o etílicos de los ácidos grasos de los aceites vegetales) para sustitución del gasoleo de automoción. Cultivos alcoholígenos para la producción de etanol utilizable en sustitución total o parcial de las gasolinas de automoción o para la producción de aditivos antidetonantes exentos de plomo como el Etil-Terbutil-Eter (ETBE). Cultivos lignocelulósicos para la producción de biocombustibles sólidos utilizables con fines térmicos, principalmente para la producción de electricidad (agroelectricidad). Las especies dedicadas a producir biomasa con fines energéticos pueden ser de tipo herbáceo o leñoso. Los cultivos susceptibles de ser utilizados como productores de energía deben de estar seleccionados de acuerdo con la premisa general de obtener de forma rentable la máxima cantidad posible de energía neta compatible con las condiciones edafoclimáticas de cada zona. Esto implica que el balance energético de la producción sea positivo respecto a la energía tradicional empleada en las operaciones de cultivo, recolección y preparación del biocombustible y que tengan un carácter sostenible respecto al impacto ambiental que produzcan. Un aspecto importante de la actividad agroenergética es la necesidad de optimizar el uso del agua como recurso escaso que es, para lo cual, la selección de las nuevas plantas a cultivar debe estar dirigida hacia especies con una alta eficiencia en el uso del agua, de bajos requerimientos hídricos relativos y con posibilidad de utilizar recursos hídricos no utilizables por los cultivos tradicionales (regadíos de invierno y primavera, riegos con aguas eutrofizadas o contaminadas etc...). La posibilidad de utilizar aguas de riego procedentes de los efluentes de estaciones depuradoras se ve favorecida en estos cultivos por no tener una utilización alimentaria. Los cultivos energéticos pueden ocupar la totalidad de las tierras agrícolas disponibles sin el riesgo de saturar la demanda de los biocombustibles que se produzcan con su biomasa. Según previsiones de la Comisión de la UE, para alcanzar los objetivos del Libro Blanco de las Energías Renovables tendentes a lograr que en el año 2010 las energías renovables participen en un 12 % del balance energético global sería necesario producir en la UE un incremento de energía de biomasa equivalente a 90 Mtep de las que la mitad (45 Mtep) deberían proceder de biomasa producida en 10 Mha de tierras agrícolas comunitarias destinadas a la producción de biomasa mediante cultivos energéticos. Igualmente, en el Plan de Fomento de la Energías Renovables aprobado por el Gobierno Español a finales de 1999, se prevé para la misma finalidad a nivel nacional, que se destinen cerca de un millón de ha, aunque la actividad agroenergética no ha comenzado todavía a desarrollarse fuera del ámbito de la I+D.
Un aspecto importante de la actividad agroenergética es la necesidad de optimizar el uso del agua como recurso escaso que es.	El cardo (Cynara cardunculus L) un ejemplo de cultivo energético de alta eficiencia en el uso del agua El cardo (Cynara cardunculus L.) es una especie herbácea vivaz (perenne), con un ciclo anual de producción de biomasa aérea, muy bien adaptada a las condiciones del clima mediterráneo de veranos secos y calurosos. En años con pluviometría adecuada (del orden de los 450 a 550 mm), cuando el cultivo está bien establecido, puede llegar a dar producciones totales de biomasa, en condiciones de secano, del orden de las 15 toneladas de materia seca por ha y año y superiores si el aporte hídrico se complementa con riegos de invierno. Estas producciones de biomasa total, tan elevadas (más del doble de las correspondientes a las de los cereales de secano), las consigue el cardo gracias a las siguientes características ecofisiológicas: Temprano cubrimiento de toda la superficie de cultivo desde principios de otoño, debido al desarrollo rápido de la roseta de hojas basales, que se realiza inicialmente a expensas de las reservas acumuladas en las raíces. La cobertura total del terreno contribuye a una mayor captación de la radiación solar y a eliminar la competencia de malas hierbas. De 9 a 10 meses de período de producción (octubre-julio), estando adaptado a realizar la fotosíntesis con bajas temperaturas durante la época invernal. Sistema radicular muy profundo (hasta 7 m se ha podido comprobar experimentalmente) que le permite utilizar las aguas de lluvia infiltradas en el subsuelo durante el otoño, invierno y primavera y una eficiencia completa en la utilización de los abonos, incluso los lixiviados de los cultivos agrícolas anteriores. Ciclo de desarrollo adaptado para evitar la sequía estival secándose la parte aérea en verano y manteniendo frescas las raíces con abundantes sustancias de reserva para brotar con fuerza una vez pasados los calores estivales. El cardo es un cultivo perfectamente adecuado para utilizar los recursos naturales existentes en el área mediterránea y gracias a su potente sistema radicular y la adaptación de su ciclo a sus condiciones climatológicas, puede dar producciones similares a las de los cultivos de regadío de verano (maíz), pero en condiciones de secano o con un ligero aporte complementario de agua en invierno o primavera para recarga del subsuelo en donde se desarrolla su sistema radicular. Aportes de agua del orden de los 300-400 l/m² para complementar un aporte hídrico de lluvia y lograr una disponibilidad anual del orden de los 7.500 m³/ha pueden dar lugar a producciones superiores a las 20 t de materia seca cosechable por ha, con una eficiencia en el uso del agua de 2,7 g/l (algo superior a la del maíz), pero con la diferencia de que se requiere la mitad de agua de riego proporcionada en invierno o primavera, época en la que la disponibilidad es máxima, sin concurrencia con los cultivos tradicionales. Cultivos como éste, siempre que el mercado de la biomasa estuviera garantizado, podrían servir para ocupar grandes áreas de secano abandonadas para los cultivos agroalimentarios tradicionales y para zonas de regadío con problemas de sobreexplotación de acuíferos, ya que al ser un cultivo perenne, permitirían su recuperación, con el consiguiente beneficio medioambiental, a la vez de producir beneficios económicos por la venta de la biomasa aprovechable como combustible y beneficios sociales al favorecer el desarrollo rural y el empleo.
La “fitodepuración” de las aguas residuales representa una alternativa eficiente, de bajo coste y bajo o nulo consumo de energía convencional y respetuosa con el medio ambiente.	La fitodepuración, otra faceta de la agricultura sostenible Para concluir esta exposición en relación con el agua y la agricultura sostenible, quiero referirme a la actividad depuradora de las plantas acuáticas que pueden dar origen a una nueva actividad de la agricultura mediante el desarrollo de cultivos específicos que utilicen la capacidad oxigenante de estas plantas, lo que favorece el desarrollo de bacterias que descompongan la materia orgánica de las aguas residuales. Esta actividad ha tenido hasta ahora muy poco desarrollo, aunque se ha empezado a emplear en los llamados “filtros verdes”, y puede ser una muy importante actividad agrícola futura, con un carácter totalmente sostenible. Las plantas acuáticas de los humedales tales como carrizos, juncos, eneas o esparganios, (macrofitas emergentes) están adaptadas a vivir en aguas con elevada carga orgánica, debido principalmente a su sistema natural de aireación de las raíces. Utilizando su propia energía, procedente en última instancia de la energía solar captada por fotosíntesis, estas plantas son capaces de enviar el oxígeno hasta sus raíces a través de un sistema conductor muy especializado. Esto favorece la degradación de la materia orgánica del entorno de las raíces por medio de los microorganismos que viven asociados al sistema radicular de la planta. Además, las plantas ejercen una depuración directa por la absorción de iones contaminantes, tanto metales pesados como aniones eutrofizantes (nitratos y fosfatos principalmente). Por este motivo, este tipo de plantas acuáticas se vienen utilizando en humedales artificiales para depuración de aguas residuales, en los que las plantas se establecen en un lecho de grava o arena, a través del cual circula el agua residual. Recientemente, la UPM ha patentado un sistema basado en la capacidad depuradora de las macrofitas acuáticas colocadas en flotación directamente sobre la superficie del agua (Sistema FMF), con la ventaja de tener el sistema radicular completamente bañado por el agua, sin los riesgos de la colmatación que tenían los sistemas que utilizan las macrofitas enraizadas en grava o arena. El conjunto de la zona sumergida tiene una gran superficie específica, debido principalmente al gran número de raíces y raicillas, que actúan de soporte para la fijación de los microorganismos que degradan la materia orgánica. La “fitodepuración” de las aguas residuales representa una alternativa eficiente, de bajo coste y bajo o nulo consumo de energía convencional y respetuosa con el medio ambiente. El cultivo de las macrofitas acuáticas para la depuración de aguas residuales puede ser una nueva actividad de la agricultura sostenible, que se encargaría de la producción de plantas en viveros y el mantenimiento de los filtros depuradores. Normalmente se requieren entre 2 y 3 m2 de superficie de plantación de macrofitas para depurar la contaminación correspondiente a un habitante-equivalente y se requieren inicialmente unas 8 plantas por m2 para establer la plantación inicial en los canales de tratamiento del agua residual. La biomasa producida por los cultivos de macrofitas puede tener diversos usos, entre los que cabe citar la alimentación animal, la producción de compost o la producción de materias primas para diversas industrias (artesanía, construcción, mobiliario, tableros, etc…).
	BIBLIOGRAFÍA. Los Cultivos No Alimentarios Como Alternativa Al Abandono De Tierras. Editorial Agrícola Española. Serie Técnica nº8. 1994. Manual De Prácticas Y Actuaciones Agroambientales. Editorial Agrícola Española. Serie Técnica nº 11. 1996. Prácticas Agrarias Compatibles Con El Medio Natural. El Agua. Soledad Garrido coord..MAPA 1996. El Campo Y El Medio Ambiente. Un Futuro En Armonía. Servicio agrario del Banco Central Hispano. 1997. Economía Y Política De Gestión Del Agua En La Agricultura. J.M.Sumpsi y otros. Editorial Mundi Prensa. 1998. Plan De Fomento De Las Energías Renovables En España. IDAE. 1999. Energías Renovables: La Agricultura Productora De Biocombustibles. Jornadas técnicas de Mérida, nov 2000. Junta de Extremadura. Plan Hidrológico Nacional. MIMAM.2000. La Directiva Marco De Aguas. Comisión Europea. Bruselas 2000. Anuario De Estadística Agroalimentaria. MAPA 2001. Filtro autoflotante de macrofitas para la depuración de aguas residuales. Jesús Fernández. Publicado en “El Agua un bien para todos. Conservación, recuperación y usos” (P. Ramos ed). Ed. Universidad de Salamanca. 2001. Uso Sostenible Del Agua En Europa. MIMAM 2002. Anuario Fungesma Del Medio Ambiente En España 2002. Recursos Mundiales 2002. La Guía Global Del Planeta.Instituto de Recursos Mundiales 2002. Energía De La Biomasa. J. Fernández. En Energías renovables para el desarrollo. Editorial Thomson-Paraninfo. 2003. El Plan Hidrológico Nacional. Pedro Arrojo Agudo. Editorial RBA Integral 2003. La Cumbre De Johannesburgo. Mónica Pérez de las Heras. Editorial Mundi Prensa. 2003.

Volver a la primera parte del artículo Ir a la tercera parte del artículo	Volver al comienzo de página Índice de temas Índice del Grupo sobre El agua y el futuro de la energía