A Paisajes del Sur le corresponde la selección de las áreas de actuación y situación de los puntos de muestreo, así como la definición de los modelos de filtros vegetales a emplear, la producción de los productos para los modelos de filtros de fibras vegetales y su aplicación, mantenimiento y optimización de los mismos a través del cuaderno de vigilancia y control, consiguiéndose una eficacia en su instalación mayor del 90 %. Es decir, por cada 100 ml de tratamiento de cárcavas instalado, solo será necesario reinstalar 10 ml al cabo de los dos años, que tendrá su reflejo en el cuaderno de campo.
Universidad de Granada
B1) SELECCIÓN DE LAS PARCELAS DE ENSAYO
B1.1) PROPUESTAS Y DECISON DE PARCELAS DE ENSAYO
Se realizarán tres ensayos en tres provincias, concretamente Jaén, Córdoba y Granada. En estas parcelas aprovechando la infraestructura de algunas cooperativas relacionadas con Cooperativas Agroalimentarias de Andalucia, se desarrollarán las acciones demostrativas.
Las parcelas se ubicarán en tres microcuencas con al menos tres replicas en cada una de ellas
B1.3.) DISEÑO DE LAS ACTUACIONES A REALIZAR Y DE LOS PUNTOS DE CONTROL
En este apartado la universidad de granada diseñará todas las actuaciones analíticas y metodológicas que e desarrollarán en el apartado B1.5 que comprenderá el análisis de los suelos en cada uno de las implantación de un sistema de simulación de lluvia, la evolución de las cárcavas mediante testigos de erosión, las modificaciones de humedad mediante sondas específicas, el control analítico de nutrientes indicadores de fertilidad del suelo y microbiota edáfica.
Una explicación metodológica se presenta en el siguiente apartado.
B1.5) SEGUIMIENTO Y CONTROL DE LAS PARCELAS DEMOSTRATIVAS
Este apartado se desarrolla en los siguientes objetivos:
Objetivo específico 1
Se caracterizarán los suelos de cada una de las microcuencas, para lo cual se muestrearán 10 puntos en cada una de ellas, al principio de la experiencia y se repetirá el muestreo trascurrido un año y medio del proyecto (en total 120 muestras de suelo). Las muestras de suelo se tomarán de los 20 cm superficiales, para su posterior análisis en el laboratorio. En ellas se determinará: textura según el método de la pipeta de Robinson (Soil Conservation Service, 1972), carbono orgánico total mediante oxidación por vía húmeda según método de Tyurin (1951), nitrógeno total mediante combustión seca con un analizador elemental TruSpec (LECO), carbonato cálcico equivalente por volumetría de gases (Barahona et al., 1984), estructura según la Guía para la Descripción de Perfiles (FAO, 2009), capacidad de intercambio catiónico y bases de cambio medias por espectroscopia de absorción atómica en lixiviados de muestras tratadas con acetato amónico y sódico, capacidad de retención de agua utilizando la membrana de Richards y ollas a presión a 33 y 1500KPa, carbono orgánico no oxidable tras la oxidación con Na2S2O8 según Lorenz et al., (2008), carbono orgánico particulado y carbono orgánico asociado a la fracción mineral (Cambardella y Elliott, 1992). También se tomarán muestras inalteradas para la determinación de la densidad aparente utilizando cilindros de acero de 5cm de altura y 7cm de ancho, corrigiendo el efecto de las gravas de acuerdo con Nieto et al., (2013).
Objetivo específico 2
Para la consecución de este objetivo, en primer lugar se utilizará un simulador de lluvia en cada cuenca para poder estimar la intensidad de lluvia no erosiva de las icrocuencas, con objeto de poder identificar los eventos tormentosos cuya intensidad sea suficiente para poder generar erosión, lo que permitirá el muestreo en la cárcava tanto del sedimento depositado a nivel del biorrollo, como de escorrentía y sedimento recogido en los sistemas colectores ubicados a lo largo de la cárcava.
Mediante la utilización del simulador de lluvia en distintos puntos de la microcuenca se recogerá agua de escorrentía y sedimento de manera artificial. A partir del tratamiento de estos datos mediante la utilización de ecuaciones de pérdida de suelo (Wischmeier y Smith, 1978) y sistemas de información geográfica se estimará las pérdidas de suelo a lo largo de la cuenca, así como de nutrientes, tanto disueltos en el agua de escorrentía (amonio, nitrito, nitrato y fosfato, ver objetivo 5) como asociados al sedimento. Las muestras de sedimento se caracterizarán de la misma manera descrita para las muestras de suelo en el objetivo primero.
Objetivo específico 3
Las estimaciones hechas a partir de los datos del simulador de lluvia en la cuenca se validarán con los datos reales de erosión en la microcuenca medidos en los sistemas colectores de las cárcavas. Además, la evolución de las cárcavas se monitoreará mediante la instalación de referencias superficiales a lo largo de las mismas, que permitirán identificar pérdidas o depósito de materiales a lo largo de ellas. Esta referencias son estacas metálicas que se clavan en el suelo, dejando una sección superficial de 10 cm, y mediante medidas en el tiempo, el aumento de la sección superficial pondrá de manifiesto la cantidad de suelo perdido en eso de referencia.
Tras cada evento erosivo, se analizará tanto en la escorrentía como el sedimento. En el sedimento se analizará la textura, contenido en carbono orgánico y nitrógeno total, capacidad de intercambio catiónico y bases de cambio, según los protocolos definidos en el objetivo específico 1. También se determinará en el sedimento las distintas fracciones de carbono anteriormente descritas, que permitirán no sólo cuantificar las pérdidas de carbono total sino también las pérdidas de carbono estable, que condiciona el papel suelo de olivar como agente en la mitigación del cambio climático.
Objetivo específico 4
Se colocarán sondas de humedad en distintos puntos de la cárcava y a distintas profundidades para medir la infiltración de agua en el suelo. Se realizará un perfil hídrico después de cada evento de lluvia y después de cada simulación. Las medidas se realizan con una sonda de humedad FDR (Frequency Domain Reflectometry System), perteneciente al Departamento Edafología y Química Agrícola. De esta manera se evaluará la eficiencia en la captación de agua del suelo en función del manejo agrícola de los suelos de cada microcuenca.
Objetivo específico 5
El estudio se realizara en las parcelas controles y problema construidas en las tres microcuencas seleccionadas en las provincias de Córdoba, Granada y Jaén. En todos los casos el análisis se llevara a cabo después de cuatro eventos de lluvia que con carácter anual tengan lugar en cada ubicación. Ello determinará que el número total de muestreos realizados será de 48, incluyéndose en cada caso tres réplicas al objeto de su posterior análisis estadístico. Las muestras se tomarán mediante sistema aleatorio, conservándose en recipientes estériles de 1 litro de capacidad, transportándose a laboratorio a la temperatura de 4 ºC, donde posteriormente se conservarán a -20 ºC hasta su análisis.
La determinación de la concentración de amonio, nitrito, nitrato y fosfato en las muestras de suelo y en las aguas de escorrentía se realizará mediante un cromatógrafo Metrohmionic siguiendo la metodología descrita por González-Martínez et al., (2013). Las curvas de calibración se construirán usando tres diferentes concentraciones de 10, 50 y 100 mg/L.
Las emisiones de N2O en los suelos intervenidos y controles se realizará mediante cromatografía gaseosa, siguiendo la metodología descrita por Tortosa et al., (2011), utilizando como carrier una corriente de N2. En este sentido, se tomarán 50 g de suelo que se incubarán durante 3 horas bajo condiciones aeróbicas y temperatura de 25 ºC en botellas de vidrio estériles de 125 mL de capacidad. Para determinar el tiempo de máxima emisión de N2O se realizarán curvas controles mediante toma de muestra a intervalos de 1 h hasta 24 h. La emisión de gas acumulado se calculará por interpolación lineal entre los distintos periodos de muestreo.
Objetivo específico 6
La fertilidad y la potencialidad generadora de gases con efecto invernadero de los suelos se realizará mediante el estudio de los equilibrios poblacionales microbianos, utilizando para ello análisis del DNA de las muestras de suelo. Una vez extraído el DNA se procederá a su congelación a -20 °C, procediéndose a su envió a Research & Testing Laboratory (Lubbock, TX, USA) para su posterior análisis mediante Illumina MiSeq sequencing. Para este caso, se amplificarán las regiones hipervariables V1–V3 del gen 16S rRNA de Bacteria, usándose el primer 28F. Los datos obtenidos mediante proceso de Illumina Miseq sequencing se analizarán mediante mothur v1.34.4 software (Schloss et al., 2009), según la metodología previamente descrita por Gonzalez-Martinez et al., (2016), alineándose las secuencias mediante SILVA Release 123 alignment database. Finalmente, las secuencias se analizaran por la posible existencia de quimeras mediante UCHIME v4.2.40 implementada en mothur v1.34.4 (Edgar et al., 2011), procediéndose a su eliminación.
El número total de copias de genes 16S rRNA de archaeas y bacterias, de genes amoA de archaeas y bacterias, y genes nosZ, se cuantificarán en cada muestra mediante PCR a tiempo real (qPCR) usando un sistema Mx3000P QPCR system (Agilent Technologies). Las amplificaciones cuantitativas se optimizarán usando Quantitative amplification was TrueStart Hot Start DNA polymerase (Thermo Scientific, Waltham, MA USA) y SYBR Green I (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) en un volumen total de 25 µl. La cuantificación absoluta se realizara mediante la construcción de curvas estándar, utilizándose el sistema TOPO® TA cloning® (Invitrogen, Life Technologies Corporation, Carlsbad, CA, USA) para la clonación de los productos resultantes
Para el análisis preliminar de los resultados se utilizará el programa IBM SPSS Statistics v. 19 (SPSS Inc., IBM, USA). Posteriormente se realizarán análisis de distribución normal de varianza (ANOVA) y t Student. Para el análisis generados en los estudios de qPCR y secuenciación se utilizará el software Primer (PRIMER-E v. 6.0, Plymouth, UK). Finalmente para establecer la influencia entre factores operacionales agronómicos con los datos biológicos obtenidos mediante qPCR y secuenciación masiva se aplicará un análisis BIO-ENV (Maza-Márquez et al., 2016).
B2) COMUNICACIÓN Y MOTIVACION GRUPOS OBJETIVO
La Universidad de Granada participará junto con la Diputación de Granada, Cooperativas Agroalimentarias de Andalucia y Paisajes del Sur en todas las acciones de sensibilización y formación de los agentes implicados y del grupo operativo.
B3) REPLICABILIDAD Y TRANSFERENCIA ESTRATÉGICA
En el desarrollo de esta parte del proyecto se analizará el impacto económico, social y medioambiental del conjunto de medidas propuestas para el control de la erosión del suelo en el olivar. Las estimaciones trascenderán del análisis de caso de las tres parcelas. Con los datos extraídos de los estudios de caso se harán proyecciones a nivel regional.
B3.1) ESTUDIO COSTE-BENEFICIO E IMPACTOS DEL SISTEMA
Para el Análisis Coste-Beneficio se adoptará la metodología propuesta en la ‘Guide to Cost-Benefit Analysis of investment projects. Economic appraisal tool for Cohesión Policy 2014-2020’ elaborada por la Dirección General de Política Regional y Urbana de la Comisión Europea. Asimismo, se seguirán las orientaciones publicadas por la misma Dirección General en el Documento de Trabajo nº4 ‘Guidance on the methodology for carrying out Cost-Benefit Analysis’.
Para estudiar el impacto de las medidas, el Análisis Coste-Beneficio se hará comparando los dos escenarios posibles en las parcelas seleccionadas para el estudio: 1) El denominado escenario cero, de referencia, por el que se siguen manteniendo los mismos procedimientos de explotación y cuidados; 2) El escenario en el que se introducen las propuestas de mejora planteadas en la parte técnica de esta memoria.
En una primera fase del Análisis Coste-Beneficio se harán estimaciones para determinar la viabilidad financiera de ambas alternativas. Esta práctica permitirá conocer los beneficios y costes privados de cada alternativa. En su caso, esta sería la referencia para fijar el importe monetario para solicitar una ayuda pública si en algún momento se acordara por parte de las administraciones que es un práctica merecedora de fomento mediante subvenciones públicas.
En una segunda fase se hará un análisis económico. Para ello se tomará como punto de partida el análisis financiero realizado en la fase anterior, al que se harán tres tipos de correcciones: 1) Fiscales; 2) Externalidades; 3) Precios sombra (precios de cuenta). En esta fase de la investigación se tendrán en cuenta los beneficios sociales derivados de la propuesta. El principal obstáculo con el que podemos encontrarnos en esta fase de la investigación es la no existencia de mercados para ciertos impactos de carácter medioambiental. Por tanto, no se tendrán precios para hacer valoraciones monetarias de ciertos impactos ambientales. En estos casos hay que recurrir a métodos alternativos de valoración. En su momento habrá que optar de entre las distintas alternativas metodológicas que propone la Economía del Medio Ambiente y los Recursos Naturales: distintas técnicas de preferencias reveladas y distintas técnicas de preferencias declaradas. La otra opción es tomar valores de referencia encontrados en una revisión de la literatura realizada al efecto. Un segundo obstáculo al que habrá que hacer frente es que algunos de los impactos a valorar transcienden de la vida del proyecto. Dos años es un período de vida muy corto para el análisis de efectos ambientales. Por tanto, habrá que plantear escenarios alternativos de valoración de impacto ambiental.
En tercer lugar se hará un análisis de sensibilidad. Para ello se identificarán las variables críticas y se harán distintas pruebas a partir de distintos valores para tales variables. Los escenarios planteados permitirán la obtención de distintas estimaciones del Valor Actualizado Neto para cada proyecto.
Si se dieran casos de valoración de impacto ambiental de difícil resolución, o se considerara que hacer una valoración monetaria de los mismos puede poner en cuestionamiento los resultados obtenidos, se planteará la posibilidad de aplicar un Análisis Coste-Eficacia, variante del Análisis Coste-Beneficio. La diferencia de ambas técnicas de investigación es que los impactos del conjunto de medidas aplicadas se medirían en unidades físicas, no en unidades monetarias. De esta manera, se evitaría una de las principales dificultades del estudio: aplicar un precio y, por tanto, hacer una valoración monetaria de impactos y efectos para los que no hay mercados de referencia.
Finalmente se hará un estudio de la huella de carbono. El desarrollo de este parámetro se realizará a través de las indicaciones publicadas por el Banco Europeo de Inversiones (The Economic Appraisal of Investment Projects at the EIB y Methodologies for the Assessment of Project GHG Emissions and Emisión Variations). Integrar la huella de carbono va a permitir avaluar el impacto de cada uno de los escenarios de análisis.
B3.2) REPLICABILIDAD Y TRANSFERENCIA AL SECTOR OLEÍCOLA
Considerando que se trata de un proyecto de demostración que tiene la pretensión de ser transferido a otras áreas con problemas similares, es oportuna la replicabilidad y transferibilidad de la iniciativa. Por tanto, hacemos observar que la conveniencia de esta acción trasciende del mero interés que puedan tener los agentes de la investigación sobre la rentabilidad financiera y económica de la iniciativa. La información obtenida para el ámbito de estudio, las tres parcelas analizadas y su ámbito de influencia, puede servir de referencia para la toma de decisiones en otras áreas geográficas en las que se presente una problemática parecida.
A un primer nivel, se harán estimaciones del impacto esperado sobre el sector oleícola. Se trata de extrapolar los resultados obtenidos en las tres explotaciones en que se aplicaron las medidas técnicas de esta propuesta al resto de explotaciones en Andalucía que presentan características similares. Para esta parte del estudio se contará con la colaboración de la Consejería de Agricultura de la Junta de Andalucía y de Cooperativas Agroalimentarias de Andalucia. Estos organismos habrán de proporcionar información sobre las explotaciones que presentan una caracterización similar en el territorio andaluz y, por tanto, son potenciales receptoras de los resultados de la investigación.
B3.3) REPLICABILIDAD Y TRANSFERENCIA AL ENTORNO SOCIAL
Los efectos de las medidas propuestas en la parte técnica de la memoria trascienden del sector oleícola. Hay impactos de las medidas que tienen efecto sobre la sociedad en su conjunto. Beneficiados más directos serán los núcleos de población próximos a las explotaciones oleícolas. Sin embargo, los efectos positivos de la medida tienen efectos de alcance más general, a toda la población andaluza.
En esta parte del proyecto se hará una extrapolación a nivel andaluz de los efectos sociales de las medidas propuestas.
C1) RECOPILACIÓN DE DATOS, AUDITORIA E INFORME FINAL
C1.1) RECOGIDA DE DATOS Y VALIDACIÓN DE RESULTADOS
La recogida de datos y la validación de resultados se realizarán de acuerdo con los objetivos planteados en el apartado B.1.5. La validación de los resultados se realizará utilizando herramientas informáticas adecuadas
C1.2) AUDITORIAS INTERMEDIA Y FINAL
Conforme a la normativa de la convocatoria, se realizarán auditorías tanto a mitad como al final del proyecto mediante auditores competentes propuestos por la Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación de la Universidad de Granada.
C1.3) REDACCIÓN DEL INFORME FINAL
La Universidad de Granada redactará un informe donde se recogerá la cuantificación de los beneficios de reducción de la erosión, de mejora de la calidad de las aguas, de aprovechamiento de productos y producción de biomasa, y estudio de los costes y beneficios del sistema, que se incluirá en el informe final del proyecto junto con las aportaciones del todos los miembros del Grupo Operativo. Los principales resultados que se esperan alcanzar se desarrollan a continuación.
Debido ala implementación de las medidas de control de la erosión, se espera una mejora en las propiedades de los suelos respecto a los no tratados. Estos resultados pondrán en valor la aplicación de medidas correctoras erosión en suelos de olivar y servirán de argumento para la concienciación de los agricultores de la necesidad de un manejo adecuado del olivar en pendiente en aras de reducir la degradación por erosión
Es de esperar que con la aplicación de biorrollos y cubiertas vegetales como medida de control de la erosión en olivar con pendiente reduzca de manera significativa la pérdida de suelo. Mediante el muestreo tanto a nivel d la cárcava como con el utilización de un simulador de lluvia se recogerán datos que sedimento y agua que permitan estimar la reducción en las perdidas de suelo y mejora de la calidad de las aguas de escorrentía respecto a los suelos control.
La utilización de las cubiertas vegetales y los biorrollos reducirán la escorrentía del agua de lluvia favoreciendo la infiltración de agua en el suelo. Al incrementar la infiltración se favorece la recarga de agua del suelo, disminuyendo la dosis de riego necesaria para el olivar y mejorando la eficiencia del agua de lluvia, crucial en el olivar en secano. Además, la reducción de la escorrentía disminuye la pérdida de fertilizantes disminuyendo el potencial efecto contaminante de la aguas de escorrentía.
La aplicación de éste metodo de control de la erosión no sólo conlleva mejoras agrícolas en cuanto a disminución de la pérdida de suelo y fertilizantes así como reducción de estrés hídrico o demanda de riego en función de olivar de secano o regadío, sino que también tiene importantes efectos beneficiosos a nivel ambiental. La utilización del método descrito mejorará la huella de carbono de sistema de producción de olivar ya que se prevé un incremento en el contenido de carbono orgánico en los suelos pro la utilización de las cubiertas vegetales y por la disminución de la pérdida de suelo. Además se incrementará la biodiversidad edáfica favoreciendo la desarrollo de comunidades microbianas que además representan un papel fundamental tanto a nivel de las emisiones de gases de efecto invernadero (respiración) como en los procesos de descomposición y estabilización de los compuestos orgánicos en los suelos.
Conjuntamente con los resultados anteriores, se establecerá la reducción de las pérdidas de nitrógeno y fosforo de los suelos agrícolas, estableciéndose estos valores en un 60 y 50% respectivamente. Asimismo, se verificara la estabilidad de la fertilidad del suelo mediante los análisis de los microorganismos implicados en los ciclos biogeoquimicos del N, P y C. Finalmente, reduciremos la emisión de gases con efecto invernadero en un 80% lo que determinara ventajas sustanciales desde el punto de vista ambiental.