Ensayo de agricultura sostenible en hortalizas al aire libre : influencia en las propiedades del suelo, la producción y el medio ambiente

Abstract

El diseño experimental de esta tesis ha consistido en la programación de una rotación de cultivos hortícolas al aire libre a lo largo de tres años, donde se han alternado diferentes técnicas de agricultura sostenible, como ha sido el empleo de enmiendas orgánicas, barbecho, solarización, biosolarización, cubiertas vegetales, abonado en verde, optimización del riego, etc. Los resultados obtenidos en estos tratamientos se han comparado con los obtenidos en otros, que se han considerado como testigo, llevados a cabo en la misma finca, donde se han empleado las técnicas de cultivo propias de la comarca del Campo de Cartagena. El objetivo general que se persigue con este planteamiento es establecer un modelo de gestión sostenible de los suelos agrícolas del Campo de Cartagena basado en el uso de técnicas de cultivo respetuosas con el medioambiente, así como estudiar la producción de los cultivos bajo estas condiciones y su repercusión ambiental en el medio edáfico y en los ecosistemas asociados. Para llevar a cabo el seguimiento y cuantificación de los resultados, se han seleccionado un conjunto de parámetros físicos, químicos y biológicos y se han monitorizado a lo largo de los tres años de estudio, seleccionando, cuando procede, los indicadores más sensibles a la gestión agronómica llevada a cabo. El modelo de gestión agrícola planificado para las tres anualidades durante las que se ha hecho la experiencia (2016‐2019) ha demostrado ser una opción ambiental y económicamente viable. Se ha podido observar como las prácticas de agricultura sostenible han tenido una influencia positiva sobre algunas propiedades del suelo, sus funciones y han atenuado la degradación de este. Entre estas, la solarización y la biosolarización han tenido una influencia importante en el medio edáfico, elevando la temperatura y la humedad del suelo. Cuando se añade materia orgánica, ya sea estiércol de origen animal o restos vegetales de biomasa, se mejoran la infiltración, la porosidad, la formación del complejo arcillo‐húmico y la fertilidad, atenuando así la degradación física y la contaminación del suelo y mejorando su calidad y fertilidad. Debido a ello, estas prácticas, además de haberse consolidado como técnicas efectivas de desinfección física del suelo, pueden considerarse adecuadas para incrementar la fertilidad agrícola, mejorar su estructura, así como su funcionalidad ecológica, especialmente su papel como sumidero de CO2. La calidad del agua para riego, la dosis y el caudal de utilización, son factores muy a tener en cuenta en la gestión de los cultivos hortícolas en el Campo de Cartagena, ya que afectan a la calidad el suelo y a la producción de biomasa. Los parámetros de CE y de pH del resultaron ser buenos indicadores de respuesta rápida para evaluar el estado del suelo y pueden servir para predecir una mejora o un empeoramiento rápido de la calidad del suelo de cultivo. En cuanto a la necesidad de la reducción nitratos en los cultivos para evitar la lixiviación a horizontes inferiores, se ha visto que el uso de cubiertas vegetales como la avena‐veza proveen al suelo de materia orgánica y son una alternativa viable para la consecución de dichos objetivos. En especies cultivadas como el cilantro, se ha observado que el riego deficitario afecta al rendimiento de este, sin embargo, si el riego es óptimo o excedentario, el rendimiento mejora. La rotación de cultivos que se ha llevado a cabo, a base de lechuga, espinacas y cilantro, así como el empleo de cubiertas vegetales durante la etapa estival ha supuesto un incremento muy significativo en la materia orgánica del suelo y ha resultado ser una alternativa para reducir la concentración de Na+ y el NO3+ en los suelos salinos de estudio en el Campo de Cartagena. En cuanto a las cubiertas vegetales, ha quedado demostrado que son necesarias para mejorar las propiedades de los suelos y de los cultivos, pero en el caso de la aveza y la veza se debe tener en cuenta que son especies muy sensibles a la salinidad del suelo por lo que habría que intentar, en estos suelos, plantar otras especies que puedan suplir las características que la avena y la veza aportan.

The experimental design of this thesis has involved the implementation of an outdoor vegetable crop rotation over three years, alternating different sustainable agriculture techniques, such as the use of organic amendments, fallow, solarization, biosolarization, cover crops, green manure, optimized irrigation, etc. The results obtained from these treatments were compared with those obtained from others considered as control treatments, conducted in the same farm, using cultivation techniques typical of the Campo de Cartagena region. The overarching goal of this approach is to establish a sustainable management model for agricultural soils in the Campo de Cartagena based on the use of environmentally friendly cultivation techniques, as well as to study crop production under these conditions and its environmental impact on soil and associated ecosystems. To monitor and quantify the results, a set of physical, chemical, and biological parameters were selected and monitored over the three-year study period, choosing, when applicable, the most sensitive indicators to the agronomic management carried out. The agricultural management model planned for the three years of experimentation (2016-2019) has proven to be an environmentally and economically viable option. It was observed that sustainable agriculture practices had a positive impact on some soil properties, improving their functions and mitigating degradation. Specifically, solarization and biosolarization significantly influenced the soil by increasing its temperature and moisture. The addition of organic matter, whether animal manure or plant biomass residues, improved soil infiltration, porosity, formation of clay-humic complexes, and fertility, thereby reducing physical degradation and pollution, and improving its quality and fertility. These practices, in addition to serving as effective means of physical soil disinfection, are considered suitable for improving agricultural fertility, soil structure, and ecological functionality, especially as a CO2 sink. Water quality for irrigation, as well as the dose and flow rate used, are crucial factors in the management of vegetable crops in the Campo de Cartagena, as they affect both soil quality and biomass production. Electrical conductivity (EC) and pH parameters were found to be good rapid-response indicators for assessing soil condition and can predict rapid improvements or deterioration in soil quality. To reduce nitrate leaching to lower horizons, it was found that the use of cover crops such as oats and vetch provides organic matter to the soil and is a viable alternative for achieving this objective. It was observed that deficit irrigation affects the yield of crops such as cilantro, while optimal or excess irrigation improves yield. The crop rotation of lettuce, spinach, and cilantro, along with the use of cover crops during the summer, resulted in a significant increase in soil organic matter and a reduction in the concentration of Na+ and NO3+ in the saline soils of the Campo de Cartagena. Regarding cover crops, their importance in improving soil and crop properties was demonstrated. However, in the case of oats and vetch, which are highly sensitive species to soil salinity, other species should be considered in soils with this characteristic.