EVALUACIÓN MEDIANTE TÉCNICAS DE SIMULACIÓN DIRECTA E INVERSA DEL CAMBIO DEL FLUJO Y LIXIVIACIÓN DEL SUELO CON UN CULTIVO DE CUBIERTA DE VERANO EN EL SUR DE FLORIDA

A. Ritter1, R. Muñoz-Carpena2, D. Bosch3, B. Schaeffer4 y Potter3

1 Instituto Canario Inv. Agrarias (ICIA), Dep. Suelos y Riegos, Apdo. 60 La Laguna, 38200 Tenerife; aritter@icia.es.
2 Agric. and Bio. Engineering Dept. Univ. of Florida. 101 Frazier Rogers Hall, PO Box 110570 Gainesville, FL 32611 (USA)
3 USDA-ARS, SEWRL, 2375 Rainwater Road, PO Box 748, Tifton, GA 31794 (USA)
4 TREC-University of Florida, 18905 SW 280 St, Homestead, FL 33031 (USA)

RESUMEN. Este trabajo presenta un estudio para evaluar el impacto del maíz dulce de invierno (Zea mays L.) en la calidad del agua subterránea, así como para determinar la efectividad del uso de un cultivo de cubierta leguminoso, estival (Crotalaria juncea) para reducir dicho impacto bajo las condiciones subtropicales del sur de Florida. Dentro de una finca de 4 ha en la zona agrícola del sur de Florida se establecieron seis parcelas en las que se recogieron datos de entradas y salidas de agua y nitrógeno a lo largo de un periodo de tres años. Durante la época estival se plantó crotalaria como cultivo de cubierta en tres de las parcelas, mientras que las otras tres se dejaron en barbecho. Mediante un modelo numérico (WAVE) se realizó la simulación de los balances de agua y nitrógeno en la zona no saturada del suelo. Los parámetros hidráulicos del modelo se optimizaron mediante simulación inversa a partir de medidas de humedad de suelo a tres profundidades. Con estos parámetros las predicciones del modelo fueron satisfactorias (coeficientes de eficiencia de 0.85 y 0.91 en las parcelas con y sin cultivo de cubierta, respectivamente). Los parámetros que condicionan la dinámica del nitrógeno en el suelo se obtuvieron por estimación directa de acuerdo con la sensibilidad de la respuesta del modelo a éstos. Los resultados indican que el uso de la crotalaria produjo una mejora en las propiedades hídricas del suelo, en la evapotranspiración del maíz y la reducción del flujo hacia el agua subterránea. Sin embargo, también contribuyó al aumento de lixiviación de nitratos hacia el acuífero. En consecuencia, el aumento del contenido de nitrógeno del suelo como resultado del uso de un cultivo de cubierta leguminoso estival debe ir acompañado de una reducción en la fertilización nitrogenada del cultivo de invierno para disminuir la lixiviación del nitrógeno.

ABSTRACT. This study was designed to measure the impact of sweet corn (Zea mays L.) production under South Florida subtropical conditions on groundwater quality and to determine the extent to which this impact may be reduced by use of the leguminous summer cover crop sunnhemp (Crotalaria juncea) as a potential best management practice. Water and nitrogen (N) inputs and outputs were measured during three corn seasons in an experimental field divided in six plots. Three of them were rotated with sunnhemp in the summers, before the winter corn seasons (CCC plots), while the other three were kept fallow (SCC plots). Crop management was identical in both types of plots during the winter seasons. A numerical model (WAVE) for describing water and agrochemicals movement in the soil was used to simulate water and N balances in both types of plots during the last two seasons. Soil moisture data at three depths continuously measured during the two corn seasons were used to calibrate the hydrodynamic component of WAVE. Model performance was successfully tested, yielding coefficients of efficiency of 0.85 and 0.91 for CCC and SCC plots, respectively. The parameters involved in the N balance were obtained by direct methods. This study indicates that although the sunn-hemp cover crop resulted in an improvement in the soil physical conditions and subsequent enhanced crop evapotranspiration and soil drainage reduction, it can also result in net increases of N leaching loadings towards the shallow aquifer. The use of this summer leguminous cover crop must be coupled with a reduction in the winter crop N fertilization to account for the net increase in soil N content.