Protocolos de riego para incrementar la productividad del agua en cultivos leñosos
Abdelmalek Temnani, Pablo Berríos, Susana Zapata, Raúl Pérez y Alejandro Pérez-Pastor*
Universidad Politécnica de Cartagena, Departamento de Ingeniería Agronómica. Paseo Alfonso XIII, 48. CP 30203 Cartagena, Región de Murcia.
*alex.perez-pastor@upct.es
02/11/2023
Actualmente, es imperativo reducir la presión de la agricultura sobre los recursos hídricos y adoptar estrategias para minimizar el impacto ambiental, sin afectar negativamente el rendimiento ni la calidad de la fruta, y maximizando, de esta forma, la productividad del agua. Para ello, es fundamental que la determinación de las necesidades totales de agua del cultivo y la programación del riego sea complementada con el uso de indicadores del estado hídrico del cultivo, entre los que destaca el potencial hídrico de tallo, por su elevada sensibilidad al contenido de agua en el suelo y demanda climática. Mediante estas herramientas se ha logrado incrementar un promedio del 36% de la productividad del agua, reduciendo alrededor de 2.000 m3 ha-1 el riego de los principales cultivos leñosos, tales como frutales de hueso, cítricos y uva de mesa, bajo las condiciones semiáridas mediterráneas de la Región de Murcia.
La productividad del agua en la agricultura
Con el objetivo de generar una terminología común al uso del agua de la agricultura, desde un punto de vista fisiológico del cultivo y económico, se ha definido la productividad del agua de riego (WPi, por sus siglas en inglés irrigation water productivity), como la relación entre el rendimiento comercial durante el ciclo de cultivo (kg ha-1) y el agua de riego aplicada en el mismo período (m3 ha-1). Asimismo, cuando el rendimiento se relaciona con el agua de riego empleada más las precipitaciones, se hace referencia a la productividad hídrica del cultivo (WPc, crop water productivity) [1,2].
La disponibilidad hídrica es altamente sensible al patrón de cambio climático que hoy día vivimos, y las estimaciones indican que en zonas agrícolas de regadío bajo condiciones semiáridas mediterráneas, la disponibilidad de agua se reduciría significativamente, y más aun teniendo en cuenta el incremento de las temperaturas, que implicará un mayor requerimiento hídrico de los cultivos [3–5]. Esta situación es casi permanente en el sureste español, que a pesar de contar con una robusta infraestructura hidráulica y alta tecnificación a nivel de zona regable (comunidad de regantes y parcela), los agricultores deben aplicar estrategias para optimizar el uso del agua de riego y mantener la sostenibilidad de la actividad [6].
En este sentido, el término riego deficitario es cada vez más conocido, definiéndose como la aplicación de riego por debajo de las necesidades hídricas de un cultivo durante los períodos fenológicos no críticos (menos sensibles al estrés hídrico), denominándose en este caso, riego deficitario controlado (RDC); o durante el ciclo completo, con una menor intensidad de estrés hídrico, y que correspondería a un riego deficitario sostenido (RDS) [13]. Ambas estrategias de riego han sido validadas en varios cultivos leñosos como una alternativa viable para incrementar la productividad del agua en zonas templadas, entre los que destacan la nectarina [7,8], cerezo [9], melocotonero [10–13], paraguayo [14], ciruelo [15], almendro [16–18] albaricoque [19–23], cítricos [24–35] y uva de mesa [36–39].
El éxito de una estrategia de riego deficitario dependerá de la correcta delimitación de las fases fenológicas del cultivo consideradas no críticas, es decir, no sensibles al déficit hídrico, y la intensidad del estrés hídrico aplicado, definida por el valor umbral del indicador del estado hídrico del suelo y/o planta empleado y su acumulación durante el período. Asimismo, es recomendable que durante el resto del ciclo del cultivo, el cálculo de las necesidades hídricas del cultivo (evapotranspiración de referencia, coeficientes de cultivo, eficiencias de aplicación y precipitación efectiva) sea complementado con la información del estado hídrico del cultivo, que pueden controlarse directa o indirectamente mediante varias herramientas tecnológicas [40].
Indicadores del estado hídrico de cultivo leñosos
Existen diferentes indicadores del estado hídrico de suelo y planta empleados en la programación del riego en cultivos leñosos obtenidos a través de evaluaciones puntuales en parcela, o mediante sensorización en continuo. Todos ellos presentan ventajas e inconvenientes respecto a la sensibilidad al estrés hídrico, rangos de funcionamiento, coste, escala temporal y espacial, procesamiento de datos, etc. Entre ellos, destacan el potencial hídrico de tallo medido a mediodía, con la cámara de presión de tipo Scholander, la determinación de las fluctuaciones del diámetro de tronco y fruto mediante dendrómetros, la velocidad del flujo de savia medido con sensores de disipación térmica, parámetros de intercambio gaseoso foliar (fotosíntesis, transpiración y conductancia estomática foliar) medida con analizadores infrarrojo de gases, la variación del contenido de agua del suelo con sensores del tipo FDR y TDR, la energía del agua en el suelo con sensores capacitivos de compensación térmica, y finalmente, índices de vegetación o relacionados con la temperatura de la canopia mediante sensores multiespectrales y térmicos, generalmente montados sobre drones o satélites.
No obstante, el potencial hídrico del tallo (Ψs) ha sido ampliamente validado para la toma de decisiones en la programación del riego por su elevada sensibilidad a la disponibilidad hídrica del suelo, condiciones ambientales y, además, porque es una medida directa del estado hídrico del cultivo [41–43]. Este corresponde a la tensión del agua en el xilema de la planta, por lo que la presión necesaria para expulsar el agua del pecíolo de una hoja previamente cubierta, para minimizar su transpiración, correspondería al potencial hídrico de tallo del cultivo. Asimismo, es posible cuantificar el estrés aplicado al cultivo respecto a árboles regados sin limitaciones hídricas mediante la integral de estrés hídrico (SΨ) [44]. En términos simples, corresponde al área comprendida entre ambas curvas de Ψs, la correspondiente a los árboles bien regados y la de los deficitarios. Por ejemplo, el período no sensible al déficit hídrico para uva de mesa cv. Crimson Seedless corresponde al post-envero, con un valor umbral de riego en torno a -1,0 MPa de Ψs y sin sobrepasar una SΨ de 10 MPa día en dicho período (Figura 1).
Figura 1. Evolución del potencial hídrico de tallo en uva de mesa regada sin limitaciones hídricas y bajo riego deficitario controlado en el período de post-envero. El área coloreada en rojo entre las dos curvas corresponde a la integral de estrés hídrico (SΨ) acumulada en el período.
Valores umbrales para el riego deficitario de cultivos leñosos en condiciones semi-áridas
| Cultivo | Períodos menos sensibles al déficit hídrico | Umbrales de riego e integral de estrés | Productividad del agua respecto a árboles sin restricciones hídricas |
|
Albaricoque cv. Rojo de Carlet [22] |
Fases I y II de crecimiento del fruto y post-cosecha tardía |
-1,5 a -2,0 MPa en post-cosecha y 30 MPa día |
+26% en WPc. Ahorro 2.133 m3 ha-1 |
|
Uva de mesa cv. Crimson Seedless [38] |
Post-envero a cosecha |
-1,0 MPa post-envero y 10 MPa día |
+50% en WPi. Ahorro 1.956 m3 ha-1 |
|
Paraguayo cv. Carioca [14] |
Fase II fruto. Post-cosecha tardía |
-1,4 MPa en post-cosecha tardía |
+45% en WPi. Ahorro 2.379 m3 ha-1 |
| Nectarino cv. Flanoba [8] | ≈60% de la ETc en la post-cosecha tardía |
-1.5 MPa y 57 MPa día en post-cosecha tardía |
+42% en WPi. Ahorro 1.583 m3 ha-1 |
|
Mandarino cv. Clemenvilla [26] |
Fase II hasta que los frutos alcancen un 60% de su tamaño | -1,8 MPa y 30 MPa día |
+63.4% en WPi. Ahorro 1.526 m3 ha-1 respecto a árboles regados al 80% de la ETc |
|
Mandarino cv. Fortune [24] |
Fase II hasta ralentización del crecimiento del tronco | -1,5 MPa y 33 MPa día |
+18.4% en WPi. Ahorro 1.621 m3 ha-1 |
|
Mandarino cv. Clemenvilla [26] |
Riego deficitario sostenido ≈70% de la ETc en la temporada | -1,2 MPa y 50 MPa día en la temporada |
+35% en WPc. Ahorro 2.100 m3 ha-1 |
|
Cerezo cv. Prime Giant [9,45] |
Post-cosecha tardía | -1,3 MPa en postcosecha tardía |
+52% en WPi. Ahorro 2.700 m3 ha-1 |
Tabla 1. Períodos de menor sensibilidad al déficit hídrico de cultivos leñosos y valores umbrales para el riego deficitario. WPc corresponde a la productividad hídrica del cultivo y WPi, a la productividad del agua de riego. ETc: evapotranspiración del cultivo.
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