Predicción y análisis de impacto del nitrógeno del suelo y la salinidad bajo riego con agua regenerada: un estudio de caso
Autores: Liu, Zeyu; Fang, Kai; Sun, Xiaoqin; Wang, Yandong; Tian, Zhuo; Liu, Jing; Bai, Liying; He, Qilin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Predicción y análisis de impacto del nitrógeno del suelo y la salinidad bajo riego con agua regenerada: un estudio de caso
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Riego con agua reciclada
Ciclo del nitrógeno en el suelo
Dinámica de la salinidad
Sistemas agrícolas
Sistemas agroforestales
Prácticas sostenibles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El riego con agua regenerada se está aplicando cada vez más para abordar la escasez de agua a nivel mundial, sin embargo, sus efectos a largo plazo en el ciclo del nitrógeno del suelo y la dinámica de la salinidad, especialmente en sistemas agrícolas y agroforestales, siguen siendo complejos y poco comprendidos. Comprender estos impactos es crucial para desarrollar prácticas sostenibles que optimicen el uso de recursos y garanticen la salud y viabilidad a largo plazo de los sistemas agrícolas y agroforestales. Este estudio emplea modelos de bosques aleatorios optimizados por algoritmos genéticos (GA-RF1 y GA-RF2) para examinar la dinámica de indicadores de nitrógeno (NO-N, NH-N y TN) e indicadores de salinidad (CE y Cl) bajo el riego con agua regenerada. Los modelos lograron una alta precisión predictiva, con valores de NSE de 0,918, 0,946, 0,936, 0,967 y 0,887 para NO-N, NH-N, TN, CE y Cl, respectivamente, demostrando su robustez. Se identificaron como factores clave de los indicadores de nitrógeno la duración del riego (años), los niveles de coliformes fecales y la profundidad del suelo, mientras que los indicadores de salinidad fueron principalmente influenciados por el tipo de uso de la tierra y la composición química del agua regenerada, incluyendo la demanda química de oxígeno, fósforo total y nitrógeno total. El análisis espacial reveló una acumulación significativa de nitrógeno y salinidad en los suelos superficiales con riego prolongado, especialmente en tierras de cultivo, donde NO-N y NH-N alcanzaron picos de 25 mg/kg y 15 mg/kg, respectivamente. La CE superó los 700 uS/cm durante las primeras etapas de riego pero se mantuvo dentro de los niveles de tolerancia de los cultivos. Por el contrario, la pradera y el bosque mostraron una acumulación mínima de nitrógeno y salinidad. Estos hallazgos subrayan la necesidad de estrategias de gestión dirigidas para mitigar la acumulación de nitrógeno y salinidad, especialmente en tierras de cultivo, para garantizar la salud y productividad a largo plazo del suelo bajo sistemas de riego con agua regenerada.
Descripción
El riego con agua regenerada se está aplicando cada vez más para abordar la escasez de agua a nivel mundial, sin embargo, sus efectos a largo plazo en el ciclo del nitrógeno del suelo y la dinámica de la salinidad, especialmente en sistemas agrícolas y agroforestales, siguen siendo complejos y poco comprendidos. Comprender estos impactos es crucial para desarrollar prácticas sostenibles que optimicen el uso de recursos y garanticen la salud y viabilidad a largo plazo de los sistemas agrícolas y agroforestales. Este estudio emplea modelos de bosques aleatorios optimizados por algoritmos genéticos (GA-RF1 y GA-RF2) para examinar la dinámica de indicadores de nitrógeno (NO-N, NH-N y TN) e indicadores de salinidad (CE y Cl) bajo el riego con agua regenerada. Los modelos lograron una alta precisión predictiva, con valores de NSE de 0,918, 0,946, 0,936, 0,967 y 0,887 para NO-N, NH-N, TN, CE y Cl, respectivamente, demostrando su robustez. Se identificaron como factores clave de los indicadores de nitrógeno la duración del riego (años), los niveles de coliformes fecales y la profundidad del suelo, mientras que los indicadores de salinidad fueron principalmente influenciados por el tipo de uso de la tierra y la composición química del agua regenerada, incluyendo la demanda química de oxígeno, fósforo total y nitrógeno total. El análisis espacial reveló una acumulación significativa de nitrógeno y salinidad en los suelos superficiales con riego prolongado, especialmente en tierras de cultivo, donde NO-N y NH-N alcanzaron picos de 25 mg/kg y 15 mg/kg, respectivamente. La CE superó los 700 uS/cm durante las primeras etapas de riego pero se mantuvo dentro de los niveles de tolerancia de los cultivos. Por el contrario, la pradera y el bosque mostraron una acumulación mínima de nitrógeno y salinidad. Estos hallazgos subrayan la necesidad de estrategias de gestión dirigidas para mitigar la acumulación de nitrógeno y salinidad, especialmente en tierras de cultivo, para garantizar la salud y productividad a largo plazo del suelo bajo sistemas de riego con agua regenerada.