Riego: Avances en manejo y eficiencia

En los últimos años se han realizado grandes esfuerzos económicos para dotar a las comunidades de regantes (conjunto de parcelas que comparten infraestructuras para el uso colectivo del agua de riego) con instalaciones hidráulicas eficientes. Además se han introducido nuevas tecnologías como el riego localizado o a presión, lo cual ha contribuido a incrementar la eficiencia en el uso del agua (EUA) a nivel de parcela ya que se ha conseguido reducir el componente de evaporación de la evapotranspiración del cultivo

Sin embargo, no se ha hecho tanto hincapié en optimizar la programación del riego (dosis y frecuencia del agua a aportar) para utilizar los recursos hídricos disponibles de una forma más eficiente. Este aspecto es hoy en día particularmente importante debido al gran incremento de los costes energéticos asociados al riego, los cuales repercuten directamente sobre el coste del agua utilizada. Además, la actual escasez de recursos hídricos de zonas agrícolas como las provincias de Alicante, Murcia y Almería, hace indispensable emplear todas las herramientas disponibles para incrementar la EUA.

Los avances científicos y técnicos de que hoy en día disponemos permiten alcanzar importantes mejoras en el manejo y eficiencia del riego. No obstante, su utilización por los agricultores y técnicos de muchas zonas de la agricultura levantina es todavía escasa, generalmente por desconocimiento de los mismos.

Para determinar las dosis y frecuencia (programación) del riego, hoy en día, disponemos de métodos basados tanto en información sobre el clima y la transpiración de las plantas, como de la humedad del suelo o del estado hídrico de la propia planta.

Programación sobre la base de parámetros meteorológicos y del cultivo

En la actualidad el método más utilizado para la programación del riego se lleva a cabo siguiendo las recomendaciones de la FAO, estimando las necesidades hídricas mediante un procedimiento que tiene en cuenta:

Variables climáticas que influyen en la demanda evaporativa o evapotranspiración de referencia (ET0) y
un factor ligado al cultivo, denominado coeficiente del cultivo (Kc).
Las necesidades hídricas o evapotranspiración del cultivo (ETc) se calculan como:

ETc = ET0 * Kc.

La información climática y de los Kc antes citados son divulgados a los regantes por los servicios de asesoramiento al regante de cada Comunidad Autónoma.

Sin embargo, este procedimiento puede tener ciertas incertidumbres dado que plantación, incluso de la misma especie y variedad, puede tener necesidades hídricas distintas en función de muchos factores relacionados tanto con el manejo de la parcela como de las características agronómicas de las variedades.

En pocas palabras, cada parcela tiene su propio Kc y por lo tanto los que están disponibles en los servicios de asesoramiento pueden servir como una primera indicación, pero no tienen por qué informar de forma exacta sobre las necesidades hídricas reales de las plantaciones.

Además el procedimiento descrito de la ET0 y Kc no informa acerca de la frecuencia y dosis a aplicar en cada riego, es decir, no permite establecer cómo aplicar los volúmenes de riego calculados, ya que esto depende de factores ligados a las características del suelo y equipamiento de riego de cada parcela. Por todo ello es por lo que en la actualidad es de gran interés profundizar sobre el uso de nuevas tecnologías para el manejo del riego, basadas en la medida del estado hídrico del suelo y/o planta, y de modelos de simulación específicos y semi-mecanicistas que, en todo caso, deben entenderse como estrategias complementarias y nunca excluyentes de la programación en base a información del clima (ETo y Kc).

Medida de la humedad del suelo. Sondas de capacitancia.

El objetivo principal de la utilización de estos sensores es conseguir una estima precisa de la cantidad de agua que se incorpora al sistema suelo-planta en cada momento, de forma que se puedan evitar pérdidas de agua en profundidad o un déficit hídrico no deseado.

Cabe tener en cuenta que el contenido de humedad en el suelo de una parcela es muy variable y más aún en riego localizado, donde no se humedece uniformemente todo el suelo que se moja; además la distribución del sistema radicular dista mucho de ser homogénea, tanto en profundidad como horizontalmente. Todo ello hace que se recomiende instalar más de una sonda por parcela, con el fin de disponer de una medida más representativa del contenido de agua en el suelo disponible para la planta.

En trabajos de investigación, para realizar balances de agua, es necesario conocer con precisión las cantidades de la misma existentes en cada capa del suelo, pero para la gestión y el manejo del riego puede ser suficiente analizar la tendencia que siguen los contenidos de agua en las distintas capas del suelo, lo cual no requiere una calibración específica de la sonda. La gran ventaja que presentan estas sondas, desde el punto de vista del manejo del riego, es que, merced a la posibilidad de registro “casi continuo” de datos y si el sistema de transmisión es vía radio, GSM o GPRS, la información sobre los cambios de humedad aparece, prácticamente, en tiempo real, aunque esto no sea determinante en su utilización.

Cuando la pauta de riego es adecuada, el valor absoluto de la humedad de cada capa en particular no es lo importante sino cómo evoluciona y cuál es su tendencia .

En la actualidad esta técnica presenta, básicamente dos dificultades. Una de índole económico, ya que este tipo de sondas son de un coste elevado (cercano a 3.000 € por sonda con 4 sensores), lo que limita su uso en pequeñas explotaciones. Sin embargo, es esperable que los avances tecnológicos y la competencia en el mercado hagan descender su precio en pocos años. La otra desventaja es el no disponer de relaciones entre la producción y valores concretos de humedad del suelo, ni de un grado de déficit hídrico, para cada etapa fenológica del cultivo.

Medida en planta. Potencial hídrico de tallo y dendrómetros

Las dos estrategias de riego arriba mencionadas (información climática y medida de la humedad del suelo) tratan, en definitiva, de estimar de manera indirecta la “salud” hídrica de los cultivos. Dado que las plantas integran las condiciones externas del entorno, clima y suelo a la vez, reflejándose en su estado hídrico, parece lógica la utilización de métodos de programación del riego basados en la propia planta.

Cámara de presión

El instrumento más empleado para cuantificar el estado hídrico de cítricos y frutales es la cámara de presión con la que se mide el potencial hídrico. La determinación más usual es la del potencial hídrico de hoja no transpirante, comúnmente denominado “potencial de tallo” (Yt). En este caso, la hoja a medir se cubre con una bolsa de plástico de cierre hermético (que impide la transpiración) y exteriormente aluminizada (que refleja la radiación solar y reduce el calentamiento).

Tras aproximadamente una hora, su estado hídrico se iguala con el del tallo, se corta la hoja por el pecíolo y se coloca en el interior de una cámara de cierre estanco, de modo que el borde cortado queda hacia el exterior. Se inyecta nitrógeno o aire comprimido a presión en la cámara y cuando empieza a salir savia por el corte del pecíolo, se lee la presión en el manómetro. Esa lectura representa la tensión o potencial hídrico a la que se encontraba la savia en el xilema antes del corte de la hoja.

Las determinaciones se llevan a cabo preferentemente a mediodía solar, que es cuando habitualmente se produce el grado máximo de estrés alcanzando por las plantas.

El Yt no depende exclusivamente del agua en el suelo disponible para la planta, sino también de las condiciones ambientales, por su influencia sobre la tasa de transpiración (T) y la resistencia hidráulica en el continuo suelo-planta-atmósfera (R), según se resume en la ecuación DY=R*T, donde DY es la caída de potencial a lo largo de la trayectoria de transporte del agua. Esto dificulta, en cierto modo, su empleo como indicador del estado hídrico de los árboles.

El mayor inconveniente operativo del Yt radica en que esta medida no puede automatizarse y, por ello, su determinación requiere la utilización de mano de obra cualificada. De ahí que se estén buscando sensores automatizables que permitan medir, en continuo y de forma remota, el estado hídrico de los árboles.

Dendrómetros

De entre los sensores automatizables que hoy día están intentando introducirse comercialmente, se encuentran los denominados dendrómetros (sensores LVDT) (Foto 1), que estiman el estado hídrico de las plantas a través de la medida de las variaciones de grosor del diámetro de un tronco o rama, transformándolas en señales eléctricas, cuyo registro es fácilmente automatizable. En un día soleado el diámetro del tronco decrece durante las horas centrales del día, para luego recuperar lo perdido a lo largo de la noche e incluso crecer. A partir de estas variaciones de diámetro se calculan:

a) la máxima contracción diaria (MCD), como diferencia entre el máximo diámetro del tronco alcanzado temprano por la mañana y el mínimo alcanzado normalmente por la tarde, y
b) la tasa de crecimiento, como diferencia entre los máximos diarios alcanzados por el tronco en dos días consecutivos.
En los cultivos leñosos se ha observado que los árboles con disponibilidad limitada de agua en el suelo suelen tener mayores contracciones diurnas del tronco, pero, también es cierto que en árboles bien regados, es decir, sin limitaciones de agua en el suelo, la MCD varía notablemente en función de las condiciones ambientales. Este hecho complica el uso para la programación del riego de la MCD en términos absolutos, por lo que conviene relacionar los valores de MCD de un determinado tratamiento de riego (x) con otros de referencia obtenidos (control, c), por ejemplo, en árboles bien regados y situados en la misma parcela.

Modelos específicos de simulación de las necesidades del cultivo

Debido al coste y complejidad que supone la instalación de sensores en parcelas en los últimos años ha cobrado interés el desarrollo de nuevos modelos que permitan cuantificar con mayor precisión las necesidades hídricas con respecto al ya comentado método de la FAO de la ET0 y el Kc. En la actualidad nuestro grupo de investigación está trabajando en integrar modelos semi-mecanicistas para simular el balance hídrico del suelo y realizar la programación del riego (dosis y frecuencia) específica para las características edáficas y del cultivo. Así pues, se pretende integrar modelos de cultivo en un sistema de asesoramiento sobre riego capaz de predecir la respuesta productiva en función del volumen de agua aplicada y de la calidad de la misma.

En este sentido, se está tratando de integrar un módulo de previsión de condiciones climáticas a 72 horas que permitirá realizar una programación de riego de precisión y, así mismo, ajustar en tiempo real el riego a las condiciones del cultivo. Para ello se utilizarán predicciones meteorológicas profesionales, adaptadas a las características micro-climáticas de la finca mediante la integración en tiempo real de observaciones de estaciones automáticas instaladas en dicha finca.

El carácter innovador radica en que se emplean variables meteorológicas predichas que permiten ajustar el riego a las necesidades reales del cultivo en el momento de suministro del agua. Además, la utilización de modelos no requiere la utilización de sensores para la medida in situ del estado hídrico de la planta o del suelo, lo que puede abaratar el costo de la utilización de la herramienta.

Por el contrario, para que los modelos se ajusten lo más posible a las necesidades reales de los cultivos es necesario determinar algunos inputs específicos del cultivo o del suelo de la parcela que en ocasiones pueden ser de difícil determinación por parte de los agricultores. En la actualidad se trabaja por lo tanto en desarrollar modelos sencillos pero que permitan realizar predicciones realistas de las necesidades hídricas de los cultivos.

Fuente: agrointeligencia.com