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Estrategias de Riego Deficitario Controlado con aguas regeneradas salinas bajo clima semiárido en cítricos

F. Pedrero*, J.J. Alarcón, J.F. Maestre, C. Romero, Pedro A. Nortes, O. Mounzer, J.M. Bayona y E. Nicolás (Dpto. Riego, Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura - CSIC)29/06/2015
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Los efectos agronómicos a medio-largo plazo del riego de cítricos (mandarino y pomelo) con aguas regeneradas salinas combinado con estrategias de riego deficitario controlado (RDC) fueron analizados a lo largo de 8 años consecutivos. Se utilizaron dos fuentes de agua de riego, agua trasvase Tajo-Segura (AT) y agua regenerada (AD), y dos tratamientos de riego, un tratamiento control (100% ETc) y un tratamiento deficitario (50% ETc durante la segunda fase de crecimiento del fruto). La combinación de AD y tratamientos de RDC supuso ahorros en fertilizantes minerales (25% N, 15% P y 90% K) y en agua de agua de riego (19% en mandarino y 21% en pomelo), aunque las técnicas agronómicas realizadas para la mitigación de los efectos de la salinidad, la tendencia de salinización y sodificación del suelo podrían comprometer seriamente la sostenibilidad de cultivos sensibles a la salinidad en climas áridos y semi-áridos.

Introducción

Para abastecer a la creciente población, será necesario incrementar la producción de alimentos en un 70% para el año 2050. Para lograr este objetivo, la agricultura de regadío jugará un papel crucial ya que representando el 20% de la superficie agrícola, produce el 40% de los productos a nivel mundial. Sin embargo, al problema de que los recursos hídricos son cada vez más limitados, cada año se pierden de 0,25 a 1,5 millones de hectáreas regadas debido a la salinización de las mismas. A nivel mundial hay cerca de 34 millones de hectáreas impactadas por la salinidad (Smedema y Shiati, 2002), lo que representa el 11% del total del área destinada para riego.

La agricultura murciana ha sufrido en los últimos tiempos un proceso de modernización y tecnificación. Este proceso de modernización e incremento de la superficie agrícola de regadío en la Región, también ha tenido consecuencias medioambientales negativas que llevan a una planificación futura del sector agrícola diferente a la actual. La salinización y escasez de agua, afecta de lleno a la Región de Murcia, donde la agricultura intensiva supone un riesgo de salinización de suelos, debido al uso excesivo de fertilizantes. Esto unido a la continua sobreexplotación de los acuíferos (salinización de las aguas de riego) podría tener como consecuencia una pérdida de la calidad en los cultivos, riesgos medioambientales compactación del suelo y toxicidad por iones, que será más acusada en las zonas productivas de la costa (Alcón y col., 2012).

En Murcia el uso de las aguas regeneradas en la agricultura es un recurso importante, por eso tanto a nivel nacional como europeo, Murcia es un precursor y referente en el tratamiento y la reutilización de aguas residuales tratadas. Aunque el mayor problema de las aguas regeneradas usadas en Murcia es la salinidad, la creciente demanda de recursos hídricos destinados a la agricultura, ha hecho que la reutilización de este recurso sea indispensable para la agricultura (Pedrero y col., 2013).

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La mejora de las técnicas de riego utilizadas sigue siendo una de las líneas de investigación más importantes en el sector del regadío. Ejemplo de ello son los estudios relacionados con la aplicación de riego deficitario controlado (RDC), el cuál en la última década se ha extendido mucho en cultivos leñosos. A pesar de los beneficios derivados de la aplicación de RDC, diversos estudios alertan del peligro potencial de salinización y sodificación del suelo, especialmente en zonas agrícolas con climas semiáridos y agua de salinidad moderada o alta (Aragües, 2015).

Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue el ver el efecto a medio-largo plazo (8 años) del uso de aguas regeneradas salinas para el riego de cítricos, y evaluar la sostenibilidad de su uso combinándolo con técnicas de ahorro de agua como es el riego deficitario.

Materiales y métodos

El ensayo fue llevado a cabo en una finca comercial situada en Molina de Segura, Murcia (38º 07´N, 1º13´W) durante el periodo 2007-2014, sobre mandarinos de 8 años de edad (Citrus Clementina L. cv. ‘Orogrande’) injertados sobre patrón carrizo Citrange (Citrus sinensis x Parcisus trifoliata), con un marco de plantación 5 x 3,5 m, y pomelos de 2 años de edad ‘Star Ruby’ (Citrus paradisi Macf) injertados sobre patrón Macrophylla (Citrus macrophylla), con un marco de plantación de 6 × 4 m.

El suelo es de textura arcillo-limosa, con bajo contenido en materia orgánica y capacidad de intercambio catiónico. Se aplicó riego por goteo, utilizándose un único lateral de riego por fila de árboles con tres goteros por planta, que arrojaban un caudal de 4 l/h. El riego fue programado semanalmente a partir de la ecuación de Penman- Monteith (Allen et al., 1998) según datos climáticos registrados en Campotejar. Las precipitaciones medias anuales registradas durante el periodo de ensayo fueron de 260 mm. Se emplearon dos fuentes de agua de riego: la primera procedente del trasvase Tajo-Segura, de buena calidad agronómica; la segunda procedente de la depuradora de Molina de Segura Norte, caracterizada fundamentalmente por su elevada salinidad (Foto 1).

Foto 1...
Foto 1. Localización de las parcelas experimentales de pomelo y mandarino junto con las dos fuentes de agua de riego utilizadas (depuradora y trasvase Tajo-Segura).
En total, se diferenciaron cuatro tratamientos con cuatro repeticiones cada uno distribuidos en un diseño experimental completamente al azar: AT-C (agua procedente del trasvase, 100% de la ETc durante todo el ciclo del cultivo), AT-RDC (agua procedente del trasvase, 50% de la ETc durante la fase de acumulación de azúcares y el 100 % de la ETc durante el resto del ciclo productivo), AD-C (agua procedente de la EDAR Molina de Segura Norte para cubrir el 100% de la ETc durante todo el ciclo del cultivo), y AD-RDC (agua procedente de la EDAR Molina de Segura Norte para cubrir el 50% de la ETc durante la fase de acumulación de azúcares y el 100% de la ETc durante el resto del ciclo productivo)

Resultados y discusión

Durante los ocho años de la aplicación de técnicas de RDC, se logró un ahorro medio anual de agua de 19% en mandarino y 21% en pomelo (Fig.1). Ahorros de agua similares fueron obtenidos en estudios de RDC realizados en cítricos (Perez- Perez y col., 2008; Gonzalez-Altozano y Castel, 2003). Estos porcentajes suponen un ahorro de entre 180-380 €/ha/año, considerando el precio máximo y mínimo del agua de riego en la Región de Murcia (Colino y Martinez-Paz, 2007).

Figura 1. Porcentaje de ahorro de agua y agua aplicada en mandarino y pomelo
Figura 1. Porcentaje de ahorro de agua y agua aplicada en mandarino y pomelo.
Durante todo el ensayo hubo notables diferencias entre las dos fuentes de agua de riego. AD obtuvo valores de salinidad muy altos (3-4 dS/m) comparados con los obtenidos por AT (1-1,5 dS/m) (Fig.2). El alto valor de salinidad observado en AD fue principalmente debido a la alta concentración de Cl (> 600 mg/L) y Na (>500 mg/L). Estos valores muy superiores de Na en AD y una concentración similar de Ca y Mg en ambas aguas, supuso unos valores de la Relación de Adsorción de Sodio (RAS) superior a 5 durante la mayor parte de la experiencia, lo cual indica un riesgo moderado de problemas de infiltración en el suelo (Ayers y Wescot, 1985) (Fig.2). También es significante la concentración de B en AD (± 0,7 mg/L), ya que estuvo cercana, y en algunos momentos incluso superior, al límite considerado para cítricos, especie sensible al B (Maas, 1993).
Figura 2...
Figura 2. Evolución de la conductividad eléctrica (CE) y la Relación de Adsorción de Sodio (RAS) durante el periodo 2007-2014 en ambas fuentes de riego, AD (agua depuradora) y AT (agua del trasvase).
En contraposición a los efectos negativos encontrados en el uso de las aguas regeneradas salinas, la utilización de aguas regeneradas supone el aprovechamiento de elementos nutritivos naturales, constituyendo una aportación de biofertilizantes tanto para las plantas como para el suelo (Lazarova y Bahri 2005). En esta experiencia se ha estudiado como los nutrientes presentes en AD, han supuesto un ahorro medio anual en ambas plantaciones del 25% de N, 15% de P y prácticamente ha cubierto todas las necesidades de K.
A nivel de producción, durante los últimos 4 años (periodo en el que ambos cultivos se consideran en fase adulta y máximo rendimiento) se observaron diferencias entre tratamientos en ambos cultivos. En Mandarino, no se observa una clara tendencia, aunque las temporadas 2011-2013, los tratamientos de AT hayan sido los más productivos, en 2014 los tratamientos AD sufren una recuperación, siendo AD-C el más productivo con cerca de 120 kg/árbol. Esta recuperación fue debida en parte gracias a las técnicas agronómicas utilizadas para aliviar los efectos negativos producidos por la salinidad como fue la aplicación de nitrato cálcico. En pomelo, las diferencias tanto entre tratamientos control y RDC como entre tipos de agua, principalmente debido al patrón más resistente a la salinidad que posee (Fig. 3).
Figura 3. Producción durante 2011-2014 en kg/árbol en ambas plantaciones experimentales (mandarino y pomelo)
Figura 3. Producción durante 2011-2014 en kg/árbol en ambas plantaciones experimentales (mandarino y pomelo).
Otros autores con estudios similares en cultivos leñosos (uva de mesa, nectarina y melocotón) y agua de riego moderadamente salina, tras aplicar estrategias agrícolas para el control de la salinidad, obtuvieron resultados satisfactorios (Aragües y col., 2015). Sin embargo, se ha observado en cítricos, como valores de CE superiores a 1,5-2 dS/m, suponen una disminución en la producción (Mass, 1993), y aunque estas estrategias disminuyan los efectos de la salinización, no garantizan la sostenibilidad del uso combinado de estrategias de RDC y aguas de riego salinas, como se ha demostrado varias publicaciones (Shalhevet 1994; Sarwar y Bastiaanssen 2001; Raine y col., 2007; Geerts y Raes 2009; Chen y col., 2010). Estudios en el mismo área, mostraron que el uso de estas aguas de riego, puede inducir problemas a largo plazo de salinidad y acumulación de B en planta y suelo (Pedrero y col., 2013; 2014; Mounzer y col, 2013).

Conclusiones

  • La aplicación de la Directiva Marco del Agua (DMA), junto con los impactos del cambio climático (escasez del agua en los países del sur) empujará a los diferentes sectores productivos a adoptar medidas más eficientes en el uso del agua, incluyendo el manejo eficiente de las aguas regeneradas.
  • La aplicación de tratamientos de RDC supuso ahorros de agua del orden del 19% en mandarino y 21% en pomelo, aunque pese a las técnicas agronómicas realizadas para la mitigación de los efectos de la salinidad, la tendencia de salinización y sodificación del suelo podrían comprometer seriamente la sostenibilidad de cultivos sensibles a la salinidad.
  • El uso de las aguas regeneradas supuso un ahorro importante en fertilizantes minerales, aunque es necesario un conocimiento amplio en el uso de las aguas regeneradas para evitar exceso/defecto de nutrientes en la planta, al aplicarla en la dosis no adecuada en la etapa fenológica correspondiente.
  • Aunque existen estudios sobre el uso combinado de estrategias de RD y aguas regeneradas salinas, la mayoría de dichos estudios no cuantifican el riesgo de su uso ni establecen límites, por lo tanto en regiones áridas y semiáridas con escasez de agua, la correcta mezcla de diferentes recursos hídricos para riego junto con un ajuste preciso a las necesidades hídricas reales de la planta mediante técnicas de riego eficiente, serán clave para la conservación de una agricultura intensiva rentable y respetuosa con el medio ambiente.

Agradecimientos

Este estudio forma parte de los proyectos de investigación: SIRRIMED (FP7-KBBE-2009-3-245159), CONSOLIDER-INGENIO2010 (MEC CSD2006-0067), SENECA (11872/PI/09) y CICYT (AGL2010-17553).

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