Evaluación de la pérdida de suelo en olivar a escala de microcuenca bajo distintos manejos de suelo

Los mecanismos de generación de escorrentía y pérdida de suelo han sido ampliamente estudiados en áreas semiáridas como Andalucía, aunque la mayoría de esfuerzos tanto en modelado como en medidas de campo han estado concentrados en escala de parcela, a pesar de sus limitaciones en la predicción hidrológica. Existen diversos estudios dedicados a la pérdida de suelo en olivar, todos ellos realizados sobre parcelas de un máximo de 200 m2 donde se analizan La incidencia del uso de olivar y/o el manejo del suelo correspondiente. Los resultados de estos estudios son diversos y, en algunos caso contradictorios, debido fundamentalmente a las distintas condiciones ambientales en las que se han realizado. Por consiguiente, parece adecuado ampliar la escala de estudio a unidades geomorfológicos no aisladas donde el número de fenómenos naturales que intervienen en la circulación de agua y sedimentos es mayor y más complejo que en las parcelas de ladera y donde los resultados responden mejor a las condiciones reales en las que tienen lugar. En este trabajo, se aborda el estudio de la erosión en dos microcuencas de aproximadamente 6 ha, sometidas a mínimo laboreo y a no laboreo con cubiertas. La primera parte, está dedicada a la análisis de su variabilidad intrínseca de las cuencas desde el punto de vista de la topografía y el suelo junto con las consideraciones derivadas del manejo. En ellas, se han localizado puntos donde lso procesos de erosión y depósito son evidentes para analizar las variables más influyentes en estos fenómenos, de manera que faciliten la interpretación de los valores de escorrentía y erosión. La segunda parte, está dedicada a la adquisición y análisis de datos que proporcionen información del balance hidrológico y las pérdidas de suelo a escala de microcuenca con los manejos correspondientes. Para ello, se ha diseñado e instalado una pequeña estación hidrológica en cada una de las cuencas de estudio de las cuales se han obtenido datos de precipitación, escorrentía y concentración de sedimentos en un ciclo de más de un año (2005-2006). Finalmente, en la última partes, se ha seleccionado un modelo de simulación de procesos hidrológicos y erosivos, AnnAGNPS (Annualized Agricultural Non Point Source), para su calibración y validación según los episodios registrados con el objeto de juzgar los resutlados del modelo así como su extrapolación a otros escenarios

Opportunities of super high-density olive orchard to improve soil quality: Management guidelines for application of pruning residues

Applying pruning residues in the lanes of olive groves has become a popular practice because it is economical and accrues benefits for soil and water management. This study presents an analysis of the impact of different rates of pruning residue on soil properties, in particular related with soil quality. Over 4 annual campaigns, chopped pruning residues used as a mulch were analyzed in terms of composition, coverage and moisture content to evaluate their effects on the amount of soil organic carbon (−10 cm and −20 cm) and CO2 emissions, temperature and moisture. The experiment was carried out in a super-intensive olive orchard in Cordoba (SE, Spain) and used four amounts of fresh pruning residue: 7.5 t ha⁻1(T1), 15.0 t ha⁻1 (T2) and 30.0 t ha⁻1 (T3), with a control T0 = 0.0 t ha1.Mulch mean leaf fraction was 46.0 ± 17.5% (±SD) and initial water content, 24.8 ± 8.6%. The mulching benefits for soil moisture were observed in amounts of pruning residue >7.5 t ha⁻1, which are only produced in super-intensive olive groves or in orchards with high tree densities. The low impact of the treatments on soil moisture was explained by the dramatic annual variations in residue moisture contents, caused by the regimes of high temperatures and rainfall-evapotranspiration deficits inherent to the Mediterranean Basin climate. Thus, the mulching capacity only resulted efficient when the residues were still humid in spring. In addition, 15.0 t ha⁻1 of pruning residues was the threshold to provide significant increases in soil organic carbon at depths of 0–20 cm. Thus, accumulating pruning residue in lanes at rates of over 15 t ha⁻1 (T2 and T3) is more convenient than a uniform distribution with lower amounts, due to the low mineralization rates occurring during warm seasons and the larger inputs of OM increasing the annual balance of SOC

The use of immersive virtual worlds in the improvement of competencies of team work, creativity and innovation

El Plan de Innovación Docente 2015-2016 de la Universidad de Córdoba tenía entre sus líneas prioritarias tanto el trabajo en competencias (línea 1), como el fomento de la enseñanza virtual (línea 10) y la tutorización del alumnado (línea 12). En este contexto, nuestro trabajo ha aplicado y evaluado el uso de mundos virtuales inmersivos para la mejora del manejo de herramientas virtuales y competencias de trabajo en equipo, aspectos claves y transferibles al aprendizaje de cualquier disciplina. Así, se creó un escenario virtual inmersivo para reuniones de trabajo y se diseñaron unas actividades grupales que incluían un manual para el aprendizaje del manejo de avatares y su interacción en un grupo de trabajo en mundos inmersivos. Además se llevaron a cabo actividades tutoradas dirigidas a resolver dudas en grupo así como para definitivamente mejorar la creatividad en un contexto innovador y diferente. Estas sesiones se incluyeron dentro de las prácticas de la asignatura “Proyectos” del grado de Ingeniería Agroalimentaria y del Medio Rural. Los resultados de la evaluación de la experiencia a modo de encuestas diseñadas ad hoc para caracterizar la curva de aprendizaje del manejo de avatares y mundos inmersivos, puso de manifiesto el éxito y utilidad del proyecto cuyo material es reutilizable en futuras experiencias educativas.The Teaching Innovation Plan 2015-2016 of the University of Cordoba had among its priorities competency-based work (line 1), the promotion of virtual teaching (line 10) and tutoring students (line 12). In this context, the use of immersive virtual worlds has been applied to improve teamwork competencies and the management of virtual tools, both being important and transferable aspects to the learning of any discipline. Thus, an immersive virtual scenario was created to enable work meetings, and group activities were designed for learning the handling of avatars in working groups. In addition, tutored activities aimed at solving group doubts as well as definitely improving creativity in an innovative and different atmosphere. These sessions were included within the practices of the subject "Projects" of the degree of Agri-food Engineering and Rural Environment. The results of the evaluation of the experience -as an ad hoc survey designed to characterize the learning curve of the management of avatars and immersive worlds-, showed the success and usefulness of the project whose material is reusable in future educational experiences.Keywords: avatar; immersive worlds; teamwork; virtual teaching

Relationship of runoff, erosion and sediment yield to weather types in the Iberian Peninsula

Precipitation has been recognized as one of the main factors driving soil erosion and sediment yield (SY), and its spatial and temporal variability is recognized as one of themain reasons for spatial and temporal analyses of soil erosion variability. The weather types (WTs) approach classifies the continuumof atmospheric circulation into a small number of categories or types and has been proven a good indicator of the spatial and temporal variability of precipitation. Thus, themain objective of this study is to analyze the relationship betweenWTs, runoff, soil erosion (measured in plots), and sediment yield (measured in catchments) in different areas of the Iberian Peninsula (IP) with the aimof detecting spatial variations in these relationships. To this end, hydrological and sediment information covering the IP from several Spanish research teams has been combined, and related with daily WTs estimated by using the NMC/NCAR 40-Year Reanalysis Project. The results showthat, in general, a fewWTs (particularly westerly, southwesterly and cyclonic) provide the largest amounts of precipitation; and southwesterly, northwesterly and westerly WTs play an important role in runoff generation, erosion and sediment yield as they coincide with the wettest WTs. However, this study highlights the spatial variability of erosion and sediment yield in the IP according to WT, differentiating (1) areas under the influence of north and/or north-westerly flows (the north coast of Cantabria and inland central areas), (2) areas under the influence of westerly, southwesterly and cyclonic WTs (western and southwestern IP), (3) areas in which erosion and sediment yield are controlled by easterly flows (Mediterranean coastland), and (4) lastly, a transitional zone in the inland northeast Ebro catchment,wherewe detected a high variability in the effects ofWTs on erosion. Overall results suggest that the use of WTs derived fromobserved atmospheric pressure patterns could be a useful tool for inclusion in future projections of the spatial variability of erosion and sediment yield, as models capture pressure fields reliably

Appliying inmersive worlds for solving real problems of Agronomic and Forest Engineering and Enology

El Plan de Innovación Docente 2016-2017 de la Universidad de Córdoba planteaba en sus líneas prioritarias de proyectos el trabajo por competencias, las actividades académicamente dirigidas y la transferencia del conocimiento teórico a la práctica. En este contexto, se planteó desarrollar una serie de casos prácticos en un espacio virtual adaptado a las características de los mismos donde, a través de juegos de rol (en los que participaran no sólo los estudiantes sino profesionales del sector) los estudiantes organizados en grupos tendrían que resolver problemas y/o plantear y analizar sus posibles soluciones. Se presenta en el siguiente trabajo un proyecto colectivo donde diferentes escenarios prácticos y agentes involucrados en los temarios de asignaturas como Proyectos y Comercialización y Regulación de Mercados Agrarios comunes al Grado de Ingeniería Agroalimentaria y del Medio Rural, Ingeniería. Forestal y Enología fueron representados. En el primer caso, se propuso la elaboración y presentación de una licitación pública y en el segundo caso, la simulación de los actores de una subasta pública en una lonja. Entre los resultados del proyecto, se destacan los vídeos protagonizados por los alumnos reproduciendo las entrevistas reales y negociaciones de los agentes de la lonja o en el caso de la licitación, la preparación de los pliegos de una licitación por parte de los técnicos de un ayuntamiento, la elaboración de las plicas por parte de empresas licitadoras y la evaluación de las mismas por parte de la mesa de contratación. Además, los resultados de las encuestas a los estudiantes pusieron de manifiesto la importancia de este tipo de proyectos para mejorar la adquisición de conocimiento práctico de las asignaturas así como competencias de comportamiento y particularmente de tipo creativo.The Teaching Innovation Plan 2016-2017 of the University of Cordoba proposed in its priority lines of projects the work by competences, the academically directed activities and the transfer of theoretical knowledge to the practice. In this context, the development of a series of practical cases in a virtual space or role plays were proposed in which not only students but professionals of the sector participated. The students, organized in groups, had to solve problems and / or raise and analyze their possible solutions. We presented in the following work a collective project where different practical scenarios and agents involved in the subjects “Projects” and “Marketing and Regulation of Agrarian Markets” of the Degrees of Agri-food Engineering and Rural Environment, Forest Engineering and Oenology were represented. The first case was the preparation and the presentation of a public contract whereas in the second case, the simulation of the actors of a public auction was played. Among the results of the project, it is worth highlighting the videos played by the students reproducing the actual interviews and negotiations of the agents of the auction or in the case of the tender, the preparation of the bidding documents by the technicians of a town hall, the offers of the bidding companies and the evaluation of the same by the contracting table. In addition, the results of the student surveys showed the importance of this type of projects to improve the acquisition of practical knowledge of the subjects as well as behavioural competences and, particularly, of a creative type

Evaluación de los procesos superficiales de escorrentía en cárcavas originadas en olivares convencionales: Un apartado a tener en cuenta en la planificación territorial

The hydrological response of one ephemeral gully during an "ordinary" rainfall event (with a return period of approximately 1 year) was assessed using a runoff simulation in an ex perimental catchment cultivated with olive groves in Puente Genil, Córdoba (Spain). 1000 l of water were pumped for 10 minutes in order to measure the total discharge, flow front velocity, sediment concentration and morphological changes of the transversal profile. The results showed high differences among runoff coefficients (of about 17%) under "dry" and "wet" conditions. The instantaneous sediment concentration values up to 40 g l-1. It was concluded that the ephemeral gullies in conventional olive groves are able to register high soil and water losses, particularly, under higher wet conditions. Thus, the importance to collect more information and pay attention to the soil erosion control measures against the concentrated runoff in agricultural land management plans have to be addressed.Se analiza la respuesta hidrológica de una cárcava efímera frente a un evento de lluvia equivalente de frecuencia "ordinaria" (=1 año) a partir de una simulación de escorrentía en una cuenca experimental con olivar en Puente Genil, Córdoba (España). Mil litros de agua fueron bombeados durante 10 minutos y la descarga total, la velocidad superficial de avance de frente de flujo, la concentración de sedimentos y los cambios morfológicos en el perfil transversal fueron calculados. Los resultados mostraron elevadas diferencias entre las tasas de escorrentía de hasta un 17% entre las condiciones "secas" y "húmedas". La concentración de sedimentos instantánea llegó a alcanzar valores de hasta 40 g l-1. Se concluye que las cárcavas en olivares convencionales son capaces de registrar elevadas tasas de erosión y escorrentía, particularmente bajo condiciones de mayor humedad. Se requiere más información y atención a las medidas de control sobre la erosión por el flujo concentrado de la escorrentía en la planificación agrícola

Prediction of ephemeral gullies by using the combined topographical index in a micro-cathment of olive groves in Andalucia, Spain

La mayoría de los estudios sobre erosión en olivar para examinar el efecto de la erosión laminar y por regueros se han efectuado a escala de parcela. Sin embargo, trabajos realizados sobre otros usos de suelo y a menores escalas en el ámbito Mediterráneo han justificado que la pérdida de suelo derivada del flujo concentrado puede ser decisiva en el balance total. El índice topográfico combinado (ITC) es un parámetro para localizar y describir la iniciación de cárcavas efímeras para un tipo de suelo, uso y manejo, que podría complementar la información de otros índices como la ecuación universal de pérdida de suelo para erosión laminar y por regueros. El ITC fue aplicado en una microcuenca de olivar bajo mínimo laboreo con cubierta espontánea localizada en el área centro-occidental de Andalucía (España). A partir de la digitalización de las cárcavas efímeras sobre una ortofoto de alta resolución, se comparó el grado de acierto de los píxeles predichos y observados y se estimaron valores entre 3 y 5 como umbrales característicos para las resoluciones de 1.5 m y 3.0 m. Estos valores críticos son útiles para la localización de cárcavas en otras cuencas, independientemente de la escala, donde el régimen de lluvias sea comparable así como el tipo de suelo (Cambisol) y manejo (no laboreo con cubierta espontánea en primavera). A pesar de la idoneidad del índice para localizar la mayor parte de las cárcavas, diferentes mecanismos de desarrollo de cárcavas fueron identificados en campo sobre las cárcavas peor representadas. Pese a los valores bajos del área de desagüe en las cabeceras de éstas, su presencia es explicada por la función del material cálcico superficial y de los elevados valores de conductividad hidráulica saturada, favoreciendo la acumulación de flujo y disminuyendo la resistencia del suelo al arranque de sedimentos.Most studies of erosion in olive groves to examine the effect of sheet and rill erosion have been conducted at plot scale. However, work done on other land uses and at minor scales in the Mediterranean area have justified that the loss of soil resulting from concentrated flow can be decisive in the total balance. The compound topographic index (CTI) is a parameter to locate and describe the initiation of ephemeral gullies for a type of soil, use and management that could complement information from other indices, such as the universal equation of soil loss from sheet and rill erosion. The CTI was applied in an olive micro-catchment under minimum tillage with spontaneous cover, located in the western central area of Andalucía (Spain). After the digitization of ephemeral gullies on a high-resolution orthophoto, the degree of success of each of the observed and predicted pixels was compared to one another and values between 3 and 5 were estimated as the characteristic thresholds for the resolutions of 1.5 m and 3.0 m. These critical values are useful for the localization of gullies in other catchments, regardless of the scale, where the rainfall pattern is comparable, as well as the type of soil (Cambisol) and management (no-till with spontaneous grass cover in spring). Despite the suitability of the index to locate most of the gullies, different mechanisms of gully development were identified in field over the worst-represented gullies. Despite the low values of the drainage areas at the headwaters of them, their presence is explained by the role of the surface calcium material and high saturated hydraulic conductivity values, favoring the accumulation of flow and reducing the resistance of soil to the removal of sediment

Characteristics and importance of rill and gully erosion: a case study in a small catchment of a marginal olive grove

Measurements of gullies and rills were carried out in an olive orchard microcatchment of 6.1 ha over a 4-year period (2010-2013). No tillage management allowing the development of a spontaneous grass cover was implemented in the study period. Rainfall, runoff and sediment load were measured at the catchment outlet. The objectives of this study were: 1) to quantify erosion by concentrated flow in the catchment by analysis of the geometric and geomorphologic changes of the gullies and rills between July 2010 and July 2013; 2) to evaluate the relative percentage of erosion derived from concentrated runoff to total sediment yield; 3) to explain the dynamics of gully and rill formation based on the hydrological patterns observed during the study period; and 4) to improve the management strategies in the olive grove. Control sections in gullies were established in order to get periodic measurements of width, depth and shape in each campaign. This allowed volume changes in the concentrated flow network to be evaluated over 3 periods (period 1 = 2010-2011; period 2 = 2011-2012; and period 3 = 2012-2013). The cumulative precipitation values were 610 mm, 219 mm and 406 mm for period 1, 2 and 3, respectively, whereas the sediment ratios of rill erosion to total sediment yield were 44% and 118%, respectively, with a negative value (as a result of the volume reduction of rills and gullies) in period 3 when the total load was equal to 0.4 t ha-1. The increased development of the gully network was associated to intense events with a return period of the maximum intensity in 30 minutes greater than 2 years. A high dependency on the sequence of events according to their intensity values could explain the sedimentary budget in the catchment. Most of the events generating runoff in the catchment could contribute to interrill and rill erosion, but only very intense events would allow the runoff to transport sediment to the outlet. In addition to the grass cover, control measures in the gullies would substantially improve the sustainability of  the farm. These gullies are important sediment sources, particularly in autumn when there is no vegetation cover and intense rainfall events occur.En este trabajo se han realizado medidas de cárcavas y regueros en una microcuenca de olivar de 6.1 ha durante un período de 4 años (2010-2013). El manejo en la finca durante el período de estudio ha sido no laboreo permitiendo el desarrollo de la cubierta espontánea en las calles. Además del volumen de regueros y cárcavas, medidas de lluvia, escorrentía y descarga de sedimentos en la salida de la cuenca han sido registradas. Los objetivos de este estudio han sido: 1) la cuantificación de la erosión por flujo concentrado en la cuenca a partir del análisis de los cambios geométricos y geomorfológicos de regueros y cárcavas; 2) evaluar el porcentaje relativo de la erosión por escorrentía concentrada sobre las pérdidas de suelo de la cuenca; 3) explicar la dinámica de la formación de regueros y cárcavas a partir de los patrones hidrológicos observados para mejorar las estrategias de manejo. Una serie de secciones de control fueron establecidas en las cárcavas para tomar medidas periódicas de anchura, profundidad y forma en cada campaña. Así, los cambios de volumen en la red de regueros y cárcavas fueron observados en los tres años intermedios a las medidas (período 1 = 2010-2011; período 2= 2011-2012 y período 3= 2012-2013). La precipitación acumulada fue de 610 mm, 219 mm and 406 mm para los períodos 1, 2 y 3, respectivamente, mientras que los porcentajes de la erosión por flujo concentrado sobre las pérdidas de suelo en la salida de la cuenca fueron 44%, 118% y tuvo signo negativo como consecuencia de la reducción del volumen de regueros y cárcavas en el período 3, cuando las pérdidas de suelo fueron de 0.4 t ha-1. El incremento del desarrollo de la red de cárcavas podría estar asociado con la generación de eventos con intensidades máximas de precipitación en 30 minutos con períodos de retorno superiores a 2 años. Una alta dependencia en la secuencia de eventos de acuerdo a sus valores de intensidad podría explicar el transporte y redistribución de sedimentos en la cuenca de forma que sólo los eventos intensos permitirían el transporte de sedimentos a la salida. Además de la cubierta espontánea, las medidas de control de las cárcavas y regueros mejorarían o completarían sustancialmente la sostenibilidad en la finca, particularmente en otoño cuando la cubierta está ausente e intensos eventos tienen lugar, siendo la principal fuente de sedimentos la red de regueros y cárcavas

Relationship of runoff, erosion and sediment yield to weather types in the Iberian Peninsula

Precipitation has been recognized as one of the main factors driving soil erosion and sediment yield (SY), and its spatial and temporal variability is recognized as one of themain reasons for spatial and temporal analyses of soil erosion variability. The weather types (WTs) approach classifies the continuumof atmospheric circulation into a small number of categories or types and has been proven a good indicator of the spatial and temporal variability of precipitation. Thus, themain objective of this study is to analyze the relationship betweenWTs, runoff, soil erosion (measured in plots), and sediment yield (measured in catchments) in different areas of the Iberian Peninsula (IP) with the aimof detecting spatial variations in these relationships. To this end, hydrological and sediment information covering the IP from several Spanish research teams has been combined, and related with daily WTs estimated by using the NMC/NCAR 40-Year Reanalysis Project. The results showthat, in general, a fewWTs (particularly westerly, southwesterly and cyclonic) provide the largest amounts of precipitation; and southwesterly, northwesterly and westerly WTs play an important role in runoff generation, erosion and sediment yield as they coincide with the wettest WTs. However, this study highlights the spatial variability of erosion and sediment yield in the IP according to WT, differentiating (1) areas under the influence of north and/or north-westerly flows (the north coast of Cantabria and inland central areas), (2) areas under the influence of westerly, southwesterly and cyclonic WTs (western and southwestern IP), (3) areas in which erosion and sediment yield are controlled by easterly flows (Mediterranean coastland), and (4) lastly, a transitional zone in the inland northeast Ebro catchment,wherewe detected a high variability in the effects ofWTs on erosion. Overall results suggest that the use of WTs derived fromobserved atmospheric pressure patterns could be a useful tool for inclusion in future projections of the spatial variability of erosion and sediment yield, as models capture pressure fields reliably