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Riego deficitario

El riego deficitario ( ID ) es una estrategia de riego que se puede aplicar mediante distintos tipos de métodos de aplicación de riego . La correcta aplicación del ID requiere u...

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El riego deficitario ( ID ) es una estrategia de riego que se puede aplicar mediante distintos tipos de métodos de aplicación de riego . La correcta aplicación del ID requiere un conocimiento profundo de la respuesta del rendimiento al agua (sensibilidad del cultivo al estrés por sequía) y del impacto económico de las reducciones en la cosecha. [1] En regiones donde los recursos hídricos son restrictivos, puede ser más rentable para un agricultor maximizar la productividad del agua del cultivo en lugar de maximizar la cosecha por unidad de tierra. [2] El agua ahorrada se puede utilizar para otros fines o para regar unidades de tierra adicionales. [3] El ID a veces se denomina riego suplementario incompleto o ID regulado.

Definición

El riego deficitario (ID) ha sido revisado y definido de la siguiente manera:

El riego deficitario es una estrategia de optimización en la que el riego se aplica durante las etapas de crecimiento sensibles a la sequía de un cultivo. Fuera de estos períodos, el riego es limitado o incluso innecesario si las precipitaciones proporcionan un suministro mínimo de agua. La restricción hídrica se limita a las etapas fenológicas tolerantes a la sequía , a menudo las etapas vegetativas y el período de maduración tardía. Por lo tanto, la aplicación total del riego no es proporcional a los requisitos de riego a lo largo del ciclo del cultivo. Si bien esto inevitablemente da como resultado estrés por sequía en las plantas y, en consecuencia, pérdida de producción, el DI maximiza la productividad del agua de riego, que es el principal factor limitante (English, 1990). En otras palabras, el DI tiene como objetivo estabilizar los rendimientos y obtener la máxima productividad del agua del cultivo en lugar de los máximos rendimientos (Zhang y Oweis, 1999). [4]

Productividad hídrica de los cultivos

La productividad del agua de los cultivos (WP) o la eficiencia del uso del agua (WUE) [5] expresada en kg/m³ es un término de eficiencia que expresa la cantidad de producto comercializable (por ejemplo, kilogramos de grano) en relación con la cantidad de insumos necesarios para producir ese resultado (metros cúbicos de agua). El agua utilizada para la producción de cultivos se conoce como evapotranspiración del cultivo . Esta es una combinación de agua perdida por evaporación de la superficie del suelo y transpiración de la planta, que ocurre simultáneamente. Excepto mediante modelos, es difícil distinguir entre los dos procesos. Los valores representativos de WUE para cereales a nivel de campo, expresados ​​con la evapotranspiración en el denominador, pueden variar entre 0,10 y 4 kg/m3. [6]

Experiencias con riego deficitario

En el caso de determinados cultivos, los experimentos confirman que el riego deficitario puede aumentar la eficiencia del uso del agua sin reducir gravemente el rendimiento. Por ejemplo, en el caso del trigo de invierno en Turquía, el riego deficitario planificado aumentó los rendimientos en un 65% en comparación con el trigo de invierno cultivado en secano, y duplicó la eficiencia del uso del agua en comparación con el trigo de invierno cultivado en secano y con riego completo. [7] Se han descrito resultados positivos similares para el algodón. [8] Los experimentos realizados en Turquía y la India indicaron que el uso del agua de riego para el algodón podía reducirse hasta el 60 por ciento del requerimiento total de agua del cultivo con pérdidas de rendimiento limitadas. De esta manera, se obtuvo una alta productividad del agua y un mejor equilibrio entre nutrientes y agua.

Ciertos cultivos hortícolas y subutilizados también responden favorablemente a la DI, como se ha probado a nivel experimental y de agricultor para el cultivo de quinua . [9] Los rendimientos podrían estabilizarse en alrededor de 1,6 toneladas por hectárea complementando el agua de riego si faltaba agua de lluvia durante el establecimiento de la planta y las etapas reproductivas. La aplicación de agua de riego durante toda la temporada (riego completo) redujo la productividad del agua. También en la viticultura y el cultivo de árboles frutales, se practica la DI. [10]

Los científicos afiliados con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA descubrieron que la conservación de agua al forzar la sequía (o riego deficitario) en las plantas de maní al principio de la temporada de crecimiento ha demostrado provocar una maduración temprana de la planta y, al mismo tiempo, mantener un rendimiento suficiente del cultivo. [11] Inducir la sequía mediante riego deficitario al principio de la temporada hizo que las plantas de maní "aprendieran" fisiológicamente cómo adaptarse a un entorno de sequía estresante, lo que las hizo más capaces de afrontar la sequía que suele ocurrir más adelante en la temporada de crecimiento. El riego deficitario es beneficioso para los agricultores porque reduce el costo del agua y evita una pérdida de rendimiento del cultivo (para ciertos cultivos) más adelante en la temporada de crecimiento debido a la sequía. Además de estos hallazgos, los científicos del ARS sugieren que el riego deficitario acompañado de la labranza de conservación reduciría en gran medida el requerimiento de agua del cultivo de maní. [12]

En el caso de otros cultivos, la aplicación de riego deficitario se traducirá en una menor eficiencia en el uso del agua y en un menor rendimiento. Este es el caso de los cultivos sensibles al estrés por sequía durante toda la temporada, como el maíz . [13]

Además de los grupos de investigación universitarios y las asociaciones de agricultores, organizaciones internacionales como la FAO , ICARDA , IWMI y el Programa Desafío del CGIAR sobre Agua y Alimentos están estudiando la DI.

Razones del aumento de la productividad del agua en el riego deficitario

Si los cultivos tienen ciertas fases fenológicas en las que son tolerantes al estrés hídrico, la DI puede aumentar la relación entre el rendimiento y el consumo de agua del cultivo ( evapotranspiración ) [4] ya sea reduciendo la pérdida de agua por evaporación improductiva , y/o aumentando la proporción del rendimiento comercializable con respecto a la biomasa totalmente producida (índice de cosecha), y/o aumentando la proporción de la producción total de biomasa con respecto a la transpiración debido al endurecimiento del cultivo - aunque este efecto es muy limitado debido a la relación conservadora entre la producción de biomasa y la transpiración del cultivo, [14] - y/o debido a la aplicación adecuada de fertilizantes [15] y/o evitando malas condiciones agronómicas durante el crecimiento del cultivo, como el anegamiento en la zona radicular, plagas y enfermedades , etc. [16]

Ventajas

La correcta aplicación del riego deficitario para un determinado cultivo:

  • maximiza la productividad del agua, generalmente con una calidad de cosecha adecuada;
  • permite la planificación económica y la obtención de ingresos estables debido a una estabilización de la cosecha en comparación con el cultivo de secano;
  • disminuye el riesgo de ciertas enfermedades ligadas a la alta humedad (por ejemplo, hongos ) en comparación con el riego completo;
  • reduce la pérdida de nutrientes por lixiviación de la zona radicular, lo que resulta en una mejor calidad del agua subterránea [17] y menores necesidades de fertilizantes que en el cultivo con riego completo; [18]
  • mejora el control sobre la fecha de siembra y la duración del período de crecimiento [19] independientemente del inicio de la temporada de lluvias y, por lo tanto, mejora la planificación agrícola.

Restricciones

El riego deficitario está sujeto a una serie de limitaciones:

  • El conocimiento exacto de la respuesta de los cultivos al estrés hídrico es imperativo. [20] [21]
  • Debería haber suficiente flexibilidad en el acceso al agua durante períodos de alta demanda (etapas de un cultivo sensibles a la sequía). [22]
  • Se debe garantizar una cantidad mínima de agua para el cultivo, por debajo de la cual la DI no tiene un efecto beneficioso significativo. [23] [24]
  • Un agricultor individual debe considerar el beneficio para la comunidad total de usuarios de agua (se puede regar tierra adicional con el agua ahorrada) cuando se enfrenta a un rendimiento inferior al máximo;
  • Debido a que el riego se aplica de manera más eficiente, el riesgo de salinización del suelo es mayor con el riego DI en comparación con el riego completo. [25]

Modelado

La experimentación de campo es necesaria para la correcta aplicación de DI para un cultivo particular en una región particular. Además, la simulación del balance hídrico del suelo y el crecimiento relacionado del cultivo (modelado de la productividad hídrica del cultivo) puede ser una valiosa herramienta de apoyo a la toma de decisiones . [26] [27] Al simular conjuntamente los efectos de diferentes factores influyentes ( clima , suelo , gestión, características del cultivo) en la producción de cultivos, los modelos permiten (1) comprender mejor el mecanismo detrás de la mejora de la eficiencia del uso del agua, (2) programar las aplicaciones de riego necesarias durante las etapas de crecimiento del cultivo sensibles a la sequía , considerando la posible variabilidad del clima, (3) probar estrategias de DI de cultivos específicos en nuevas regiones, y (4) investigar los efectos de futuros escenarios climáticos o escenarios de prácticas de gestión alteradas en la producción de cultivos.

Véase también

Referencias

  1. ^ English, M., (1990). Riego deficitario. I: Marco analítico. J. Irrig. Drain. E.-ASCE 116, 399-412.
  2. ^ Fereres, E., Soriano, MA, (2007). Riego deficitario para reducir el uso de agua en la agricultura J. Exp. Bot. 58, 147-158
  3. ^ Kipkorir, EC, Raes, D., Labadie, J., (2001). Asignación óptima del suministro de riego a corto plazo. Irrig. Drain. Syst. 15, 247-267.
  4. ^ ab Geerts, S., Raes, D., (2009). Riego deficitario como estrategia en la explotación para maximizar la productividad hídrica de los cultivos en zonas secas. Agric. Water Manage 96, 1275-1284
  5. ^ Kijne, JW, Barker, R., Molden, D., (2003). Mejorar la productividad del agua en la agricultura: resumen del editor. En: Kijne, JW, Barker, RMD (eds.), Productividad del agua en la agricultura: límites y oportunidades de mejora. Archivado el 17 de julio de 2007 en Wayback Machine. Instituto Internacional de Gestión del Agua, Colombo, Sri Lanka, págs. xi-xix.
  6. ^ Zwart, SJ, Bastiaanssen, WGM, (2004). Revisión de los valores medidos de productividad hídrica de cultivos de trigo, arroz, algodón y maíz irrigados. Agric. Water Manage 69, 115-133.
  7. ^ Ilbeyi, A., Ustun, H., Oweis, T., Pala, M., Benli, B., (2006). Productividad hídrica y rendimiento del trigo en un ambiente frío de tierras altas: efecto de la siembra temprana con riego suplementario. Agric. Water Manage 82, 399-410.
  8. ^ Raes, D., Geerts, S., Vandersypen, K., (2008). Más comida, menos agua. En: Raymaekers, B. (ed.), Lectures for the XXIst century. Leuven University Press, Lovaina, Bélgica, págs. 81-101.
  9. ^ Geerts, S., Raes, D., García, M., Vacher, J., Mamani, R., Mendoza, J., Huanca, R., Morales, B., Miranda, R., Cusicanqui, J. , Taboada, C., (2008). Introducción de riego deficitario para estabilizar los rendimientos de quinua (Chenopodium quinoa Willd. '). euros. J. Agrón. 28, 427-436.
  10. ^ Spreer, W., Ongprasert, S., Hegele, M., Wünnsche, JN, Müller, J. (2009). Rendimiento y desarrollo del fruto en mango (Mangifera indica L. cv. Chok Anan) bajo diferentes regímenes de riego. Agric. Water Manage 96, 574-584.
  11. ^ Departamento de Agricultura de los Estados Unidos 2010
  12. ^ "Una nueva forma de trabajar en la agricultura puede ayudar a los productores de maní". Servicio de Investigación Agrícola del USDA. 14 de enero de 2010.
  13. ^ Pandey, RK, Maranville, JW, Admou, A., (2000). Efectos del riego deficitario y del nitrógeno en el maíz en un entorno saheliano. I. Rendimiento de grano y componentes del rendimiento. Agric. Water Manage. 46, 1-13.
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  15. ^ Steduto, P., Albrizio, R., (2005). Eficiencia en el uso de recursos de girasol, sorgo, trigo y garbanzo cultivados en campo. II. Eficiencia en el uso del agua y comparación con la eficiencia en el uso de la radiación. Agric. Forest Meteorol. 130, 269-281.
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  18. ^ Pandey, RK, Maranville, JW, Chetima, MM, (2000). Riego deficitario y efectos del nitrógeno en el maíz en un entorno saheliano. II. Crecimiento de los brotes, absorción de nitrógeno y extracción de agua. Agric. Water Manage 46, 15-27.
  19. ^ Geerts, S., Raes, D., Garcia, M., Mendoza, J., Huanca, R., (2008). Indicadores para cuantificar la fenología flexible de la quinua (Chenopodium quinoa Willd.) en respuesta al estrés por sequía. Field Crop. Res. 108, 150-156.
  20. ^ Hsiao, TC, (1973). Respuestas de las plantas al estrés hídrico. Annu. Rev. Plant Physiol. 24, 519-570.
  21. ^ Kirda, C., (2002). Programación del riego deficitario en función de las etapas de crecimiento de las plantas que muestran tolerancia al estrés hídrico. En: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) (ed.), Prácticas de riego deficitario. Roma, Italia, págs. 3-10.
  22. ^ Zhang, H., (2003). Mejora de la productividad del agua mediante riego deficitario: ejemplos de Siria, la llanura del norte de China y Oregón, EE.UU. En: Kijne, JW, Barker, R., Molden, D. (eds.), Productividad del agua en la agricultura: límites y oportunidades de mejora. Archivado el 17 de julio de 2007 en Wayback Machine. Instituto Internacional de Gestión del Agua, Colombo, Sri Lanka, págs. 301-309.
  23. ^ Zhang, H., Oweis, T., (1999). Relaciones agua-rendimiento y programación óptima del riego del trigo en la región mediterránea. Agric. Water Manage 38, 195-211.
  24. ^ Kang, S., Zhang, L., Liang, Y., Hu, X., Cai, H., Gu, B., (2002). Efectos del riego limitado en el rendimiento y la eficiencia del uso del agua del trigo de invierno en la meseta de Loess de China. Agric. Water Manage 55, 203-216.
  25. ^ Geerts, S., Raes, D., Garcia, M., Condori, O., Mamani, J., Miranda, R., Cusicanqui, J., Taboada, C., Vacher, J., (2008). ¿Podría el riego deficitario ser una práctica sostenible para la quinua (Chenopodium quinoa Willd.) en el Altiplano Sur de Bolivia? Agric. Water Manage 95, 909-917.
  26. ^ Raes, D., Steduto, P., Hsiao, TC, Fereres, E. (2009) AquaCrop: el modelo de cultivo de la FAO para simular la respuesta del rendimiento al agua: II. Principales algoritmos y descripción del software. Agron. J. 101, 438-447.
  27. ^ Steduto, P, Hsiao, TC, Raes, D., Fereres, E. (2009). AquaCrop: el modelo de cultivo de la FAO para simular la respuesta del rendimiento al agua: I. Conceptos y principios subyacentes. Agron. J. 101, 426-437.
  • AquaCrop: el nuevo modelo de productividad hídrica para cultivos de la FAO
  • Instituto Internacional de Gestión del Agua
  • Centro Internacional de Investigaciones Agrícolas en las Zonas Secas Archivado el 11 de diciembre de 2008 en Wayback Machine.
  • La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura
  • Programa de desafío del CGIAR sobre agua y alimentos
  • Proyecto europeo sobre riego deficitario Archivado el 24 de febrero de 2012 en Wayback Machine.
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