La eficiencia en el uso del agua en parcela, ¿la asignatura pendiente de la modernización de los regadíos?

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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, aunque ha ido acompañado de un aumento de las necesidades energéticas, 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 (Fereres et al. 2003).

Diego Intrigliolo, Emilio Nicolás, Luis Bonet y Juan José Alarcón, investigadores del Grupo de Trabajo "Agua en la agricultura y binomio agua-energía" de la PTEA

 

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.

Es necesario continuar con los esfuerzos encaminados a buscar nuevas soluciones para la realización de un riego de precisión ajustado a las necesidades de las plantaciones, además de continuar buscando estrategias de riego en caso de dotaciones hídricas inferiores a las necesidades potenciales de los cultivos y/o utilización de agua de mala calidad y salina.

En este artículo se resumen las contribuciones que está realizando el Departamento de Riego del CEBAS-CSIC a la problemática identificada, aportándose posibles soluciones a los problemas planteados y haciendo hincapié en las líneas de investigación actuales.
 

Riego de precisión

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, 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.

 

   

Los avances técnicos permiten alcanzar importantes mejoras en el manejo y eficiencia del riego. No obstante, su utilización por los agricultores y técnicos es todavía escasa



1.- Programación sobre la base de parámetros meteorológicos y del cultivo

En la actualidad el método más utilizado para la programación del riego de los cítricos se lleva a cabo siguiendo las recomendaciones de la FAO (Allen et al. 1998), estimando las necesidades hídricas mediante un procedimiento que tiene en cuenta:

1) Variables climáticas que influyen en la demanda evaporativa o evapotranspiración de referencia (ET0) y

2) Un factor ligado al cultivo, denominado coeficiente del cultivo (Kc).

Las necesidades hídricas o evapotranspiración del cultivo (ETc) se calculan como ETc = ETo * Kc.

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Sin embargo, el procedimiento arriba descrito para estimar las necesidades hídricas puede tener ciertas incertidumbres dado que la 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 desde luego de 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).

2.- Medida de la humedad del suelo. Sondas de capacitancia.

Para intentar conseguir un adecuado manejo del riego de acuerdo con las características del cultivo y del consumo que realizan las plantas, se requiere

1) delimitar cuales son las necesidades hídricas de los cultivos,

2) aplicarlas con un método y estrategia de riego adecuados, y

3) controlar que lo que se ha aplicado es correcto.

La comprobación y control hay que realizarlos midiendo lo que realmente sucede en el terreno, y aquí es donde los sensores de medida de la humedad del suelo tienen una gran utilidad.



   

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

 

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.

Aunque existen muchos tipos de sensores de medida de la humedad del suelo, aquí solo se hará referencia a los de más reciente introducción en el mercado, las sondas capacitivas tipo FDR (Reflectometría en el Dominio de la Frecuencia). Otros, tales como tensiómetros, watermark®, etc., se considera que ya son suficientemente conocidos. En cualquier caso, el modo de representación, interpretación y utilización de los datos para la toma de decisiones, es de aplicación común a todos los sensores de medida de la humedad en el suelo.

Las sondas capacitivas miden la humedad del suelo por variación de las propiedades dieléctricas del mismo, mediante la determinación de su coeficiente dieléctrico (e) a través de la capacitancia.

Uno de los problemas que presentan es que la zona de medida es limitada, correspondiendo solamente a unos 10 cm en altura (5 por encima del sensor y 5 por debajo) y aproximadamente 7 cm de radio alrededor del anillo, si bien en los 3 cm más próximos al tubo de acceso es donde se concentra el 90% de la señal. Además 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.

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3.- 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 árboles. Dado que las plantas integran las condiciones externas del entorno, clima y suelo a la vez, reflejándolo en su estado hídrico, parece lógica la utilización de métodos de programación del riego basados en la propia planta. Sin embargo, esta misma característica integradora, positiva desde el punto de vista fisiológico, constituye un inconveniente práctico, como veremos más adelante, y es una de las principales razones por lo que la medida del estado hídrico de los árboles está hoy día aún bastante restringida al mundo de la investigación.

3.1.- Cámara de presión

El instrumento más empleado para cuantificar el estado hídrico de los 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.

3.2.- Dendrómetros

De entre los sensores automatizables que hoy día están intentando introducirse comercialmente, se encuentran los denominados dendrómetros (sensores LVDT), 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.

Bibliografía

- Allen RG, Pereira LS, Raes D, Smith M 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage paper 56. FAO, Rome.

- Fereres E, Goldhamer D, Parsons L. 2003. Irrigation water management of horticultural crops. Hort Science 38:1036-1042.

Sobre los autores

Diego S. Intrigliolo. Doctor Ingeniero Agrónomo. Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura.

Emilio Nicolás. Doctor Ingeniero Agrónomo. Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura.

Luis Bonet. Ingeniero Agrónomo. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias, Servicio de Tecnología del Riego.

Juan José Alarcón. Director del CEBAS-CSIC.

*Artículo gestionado a través de la Plataforma Tecnológica Española del Agua, de la que el Colegio forma parte.

 


Etiquetas: Riego,, Agua, Eficiencia energética

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