Escurrimiento y producción de sedimentos en una pequeña cuenca agrícola aforada de Entre Ríos, Argentina : aplicación del Modelo WEPP

Abstract

La erosión del suelo es un problema ampliamente reconocido. sin embargo, resulta muy difícil evaluar de manera fiable y precisa la magnitud y la tasa del proceso a nivel de lote y de cuenca. el modelo Water erosion Prediction Project (WePP) es una herramienta de simulación continua, capaz de cuantificar los procesos de remoción de sedimentación y escurrimiento a nivel de lote y cuenca. el objetivo de este estudio fue comparar el escurrimiento medido en una cuenca con el simulado mediante el modelo WePP y estimar la producción de sedimentos para diferentes rotaciones. el estudio se realizó en una cuenca agrícola de 27 ha con rotación trigo/soja 2a–Maíz-soja, y se la comparó con soja continua, trigo/soja 2a, Maíz continuo, Maíz-soja-trigo/ soja 2a y cultivo de cobertura/Maíz-soja-trigo/soja 2a. los resultados fueron analizados mediante el coeficiente de eficiencia de nash & sutcliffe (e), análisis de regresión (r2) y análisis de varianza. Al analizar el conjunto de datos para los años 2012 y 2013, con alta variabilidad en el total anual precipitado (1352.6 y 851.6 mm, respectivamente), se observó una buena relación entre los valores de escurrimiento medidos y los simulados por WePP (r2= 0.79), mientras que la eficiencia del modelo fue superior a la media de los datos medidos (e=0.66). esto demuestra que, en el conjunto de los datos, WePP fue capaz de absorber la variabilidad climática de forma eficiente. la producción de sedimentos estimada mediante WePP para la rotación actual fue de 4.8 Mg ha-1 año-1, valor considerado adecuado teniendo en cuenta que la cuenca no presentó signos visibles de erosión hídrica. En las 5 rotaciones simuladas, el monocultivo de soja presentó las mayores pérdidas de agua por escurrimiento y de suelo por erosión. esto podría deberse a que, al ser elevado los volúmenes escurridos, el agua se encauce provocando además de erosión laminar, erosión en surcos, transportando así mayor cantidad de sedimentos. la rotación que incorporó cultivo de cobertura redujo el escurrimiento y la producción de sedimentos.

Soil erosion is a widely recognized problem. However, it is difficult to evaluate, reliably and accurately, the magnitude and rate of soil erosion at a field and watershed level. The Water Erosion Prediction Project (WEPP) is a continuous simulation tool, being capable of quantifying sediment and runoff processes at the field and watershed level. The objective of this study was to compare measured and simulated runoff in a watershed and estimate the sediment yield for different crop rotations using the WEPP model. The study was carried out in a small agricultural watershed of 27 ha, with Wheat/Soybean 2nd-Maize-Soybean crop rotation, near Paraná, Entre Ríos. Estimated soil losses from five crop rotations were compared: Continuous Soybean, Wheat/Soybean 2nd, Continuous Maize, Maize-Soybean-Wheat/Soybean 2nd and Cover crop/Maize-Soybean-Wheat/Soybean 2nd. Nash & Sutcliffe efficiency coefficient of index (E), regression analysis (R2), and analysis of variance were used for data analysis. Measured runoff water and WEPP simulated values were highly related (R2 = 0.79), when analyzing 2012 and 2013 data set; with high variability in the total annual precipitated rain (1352.6 and 851.6 mm, respectively). Model efficiency was higher than the mean of the measured data (E = 0.66), which shows that, in the data set, WEPP was able to take into account climatic variability. Within the actual crop rotation, the agricultural watershed shows no observable signs of water erosion. Sediment yield simulated by WEPP was 4.8 Mg ha-1 yr-1, indicating an acceptable estimation. In the five crop rotations simulated, soybean monoculture presented the highest water runoff and soil loss. This may be because when higher volumes of water runoff are produced, water tends to concentrate on channels causing further interrill and rill erosion carrying higher amounts of sediments. The crop rotation that included cover crops reduced estimated runoff water and sediment production