Fertirrigation of horticultural crops in salinity conditions with sand mulched soil and subtrates. Agricultural region of Almería

The intensification of agriculture in Almeria has been possible thanks to, among other factors, the implementation of drip irrigation and a modified soil system known as “suelo arenado” (sand-covered soil typical to the region, which consists of agricultural soil + organic matter + sand/gravel). The “arenado” soil has allowed the conversion of marginal agricultural soils, improving their physicochemical properties and the use of water with medium-to-high salt content, which is very common in the province. Other systems of cultivation introduced subsequently, such as sand, perlite or rock wool substrates, are also of great economic importance. Fertigation is the technique used in these production systems and is empirically managed, based on experience, both of technicians and the producers. Such practices are not sustainable from an economic and environmental perspective, since in many cases they do not meet the real needs of the crop, especially with the use of salty irrigation water, where the adequacy of dosage of fertilizer must consider water quality and interactions between salinity and nutrition. Performing a dosage of fertilizers based on soil diagnosis, quality of irrigation water and absorption by plants, is essential to avoid excesses, imbalances and environmental pollution.The main goal of this study was to reduce the negative effects of salinity of the medium in which the crop is grown, and the problems of contamination by fertilizers salts. Therefore, we have established the following specific objectives: 1) To study the possible errors in the method of dosage (NAVAFERTI equipment) of nutrients to fertigate sequentially small experimental plots in fertigation studies, 2) Adapt nutrient solutions under saline conditions and obtain reference levels of plant nutrition in hydroponics, 3) Develop fertigation guidelines for tomato, pepper and melon crops in substrates that are different from ”arenado” soil, and 4) Optimize fertigation of tomato and pepper crops in “arenado” under saline conditions, considering the concentration of nutrients and four types of base fertilizer (peat, manure, slow-release fertilizers and organo-minerals), to control the total salinity as well as the specific ones for chlorides, sodium and magnesium.To achieve these objectives, 17 experiments were conducted in greenhouses. The main results are: 1) The Navaferti system dispenses fertilizer salts with an acceptable error, which can interpret any differences that may occur between experimental treatments. The statistical method used for the study of experimental error can be applied to other dispensing systems. 2) The following antagonisms have been determined, NO3- / Cl- and Ca ++ / Mg ++ and K + / Mg ++, that will alleviate the effect of salinity on the plant, handling the fertilization properly, 3) Concentration ranges of N, P and K have been obtained to improve crop nutrition versus salinity of irrigation water in both substrate and soil. 4) Of the diagnostic methods used, the sap seems to be a suitable method for studying the interactions or antagonisms of NO3- / Cl- and Ca ++ / Mg ++ and K + / Mg ++. 5) The study of the interaction of in the fertilizer dissolution -substrate (rockwool and peat) leads to reference levels in plant (sap and leaf) for the diagnosis of nutrition in the field and under saline conditions, 6) Other substrates such as black peat have good physical properties if the needs for salt washing and the provision of irrigation are handled properly, 7)  Incorporating 50 t.ha-1 of must peat to the “arenado” system produces the same agronomic effect as manure which is usually incorporated to the system in amounts of more than 100 t.ha-1, 8) the incorporation of slow release fertilizers to “arenado” soil  system has an effect on plant nutrition and yields, similar to the traditional fertilizer and produces less environmental pollution (aquifers) by reducing leaching losses, 9) the incorporation of organo-mineral fertilizers ºinto the “arenado” soil system, produces an effect on the soil and the plant, similar to the slow release fertilizers, and 10) fertigation standards in saline conditions have been established for different production systems (soil and substrate).La intensificación de la agricultura en Almería ha sido posible entre otros factores, a la implantación del enarenado y del riego por goteo. El enarenado ha permitido la conversión de suelos marginales en agrícolas mejorando sus propiedades físico químicas y junto al riego por goteo, el aprovechamiento de aguas de contenidos medios- altos de sales muy abundantes en la provincia. Otros sistemas de cultivo introducidos posteriormente, como son los sustratos de arena, perlita  o tablas de lana de roca (rock-wool), también son de gran importancia económica. La fertirrigación es la técnica utilizada en ambos sistemas de producción cuya gestión se realiza de forma empírica, basándose en la propia experiencia, tanto técnicos como productores. Dichas prácticas parecen no ser muy sostenibles desde el punto de vista económico y ambiental, dado que en muchas ocasiones no se ajustan a las necesidades reales del cultivo y sobre todo con el uso de aguas de riego salinas, donde la adecuación de las dosis de fertilizantes al cultivo ha de tener en cuenta la calidad del agua de riego y la interacción salinidad-nutrición. Realizar una dosificación de fertilizantes basado en el  diagnóstico del suelo, del agua de riego y de la planta, es imprescindible para evitar excesos, desequilibrios y contaminación medioambiental. De la misma manera, un uso eficiente del agua requiere entre otros factores, un buen estado de la instalación de riego, conocimiento de la frecuencia de aplicación y calidad agronómica, para evitar pérdidas excesivas y/o efectos en el desarrollo de la planta.  Las ideas  básicas de las que se parte para realizar la parte experimental del trabajo que se presenta son las siguientes: Reducir los efectos negativos de la salinidad del medio en el que se desarrolla el cultivo y reducir los problemas de contaminación por sales fertilizantes. Para lo cual se han establecido los siguientes objetivos específicos: 1) Estudio de posibles errores del método de dosificación (equipo NAVAFERTI)  de nutrientes para fertirrigar de forma secuencial pequeñas parcelas experimentales en estudios de fertirrigación, 2) Cultivos hidropónicos para optimizar disoluciones nutritivas en condiciones salinas y  obtener niveles de referencia de la nutrición de la planta, 3) Puesta a punto de normativas de fertirrigación en sustratos alternativos al enarenado para los cultivos de tomate, pimiento y melón y 4) Optimización de la fertirrigación de los cultivos de tomate y pimiento en sistema enarenado, frente a la salinidad, considerando la concentración de la disolución nutriente y cuatro tipos de abonados de fondo: turba, estiércol, fertilizantes de liberación lenta y organominerales, para controlar la salinidad total y las específicas de cloruros, sodio y magnesio. Para conseguir estos objetivos se realizaron 17 experimentos en condiciones de invernadero. Entre los principales resultados caben destacar los siguientes: 1) El sistema Navaferti dosifica las sales fertilizantes con un error aceptable, que permite interpretar las posibles diferencias que se puedan dar entre tratamientos a nivel experimental. El método estadístico seguido para el estudio del error experimental puede aplicarse a otros sistemas de dosificación, 2) Se han determinado antagonismos  NO3-/Cl- y Ca++/Mg++,  y K+/Mg++,  que permitirán paliar el efecto de la salinidad sobre la planta manejando adecuadamente la fertilización, 3)  Se han obtenido intervalos de concentración de  N, P y K  de la disolución nutritiva para mejorar la nutrición del cultivo frente a la salinidad del agua de riego tanto en cultivo sin suelo como en suelo, 4) De los métodos de diagnóstico utilizados la savia parece ser un método adecuado para el estudio de las interacciones o antagonismos  NO3-/Cl- y Ca++/Mg++,  y K+/Mg++, 5) El estudio de la interacción disolución fertilizante-sustrato (lana de roca y turba) permite obtener niveles de referencia en planta (savia y foliar) para el diagnóstico  de la nutrición en campo y en condiciones salinas, 6) Otros sustratos como la turba negra   presenta unas buenas propiedades físicas y tiene muy poca incidencia sobre los rendimientos del cultivo su elevada concentración en cloruro sódico, si se manejan adecuadamente las dosis de riego y lavados periódicos, 7)  La incorporación de 50 t.ha-1 de turba rubia al suelo enarenado produce la misma respuesta agronómica que el estiércol  que habitualmente se incorpora a dicho sistema en cantidades de más de 100 t.ha-1, 8) La incorporación del fertilizante de liberación lenta al sistema enarenado tiene un efecto sobre la nutrición de la planta y los rendimientos, similar al abonado tradicional y produce menor contaminación del medio (acuíferos) al disminuir las pérdidas por lixiviación, 9) La incorporación de abonos órgano minerales al sistema enarenado, produce un efecto sobre el suelo y la planta, semejante al fertilizante de liberación lenta 10) Se han establecido unas normas de fertirrigacion en condiciones salinas para diferentes sistemas de producción (suelo y sustrato).Universidad Autónoma de Madrid. Departamento: Química Agríola. Doctorado en ciencias químicas. Dr. Carlos Cadahía López (Universidad Autónoma de Madrid). Apto "Cum Laude