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XXIV Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo

Gestión del agua en producciones vegetales de secano

Publicado el: 2/9/2014
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INTRODUCCION

Uno de los principales desafíos que presenta la humanidad es producir suficientes cantidades de alimento para la población con recursos hídricos cada vez más limitados. En el siglo XX, el consumo global de agua aumentó seis veces, más del doble de la tasa de crecimiento de la población, con un valor promedio de 1.243.000 litros por habitante por año y un amplio rango de variación entre países/regiones. Esta tendencia parece no ser preocupante para un país como Argentina que anualmente exporta unos 50 mil millones de m3 de agua virtual. Sin embargo el país presenta graves problemas de distribución, y en muchos territorios la disponibilidad y calidad de agua constituye el principal condicionante del desarrollo. Las producciones agrícolas y ganaderas son las principales consumidoras de agua, representando más del 70% del agua utilizada. Es decir que una parte importante de la Huella Hídrica se produce “tranqueras adentro” de los sistemas de producción. Según estimaciones de la FAO, se espera que para 2030 la producción agrícola se incremente un 49% en áreas de secano y un 81% en aquéllas bajo riego (Alí y Talukder, 2008), lo que representa un importante problema para la gestión del suelo y de los recursos hídricos dado que dicha expansión será, en gran parte, sobre tierras menos aptas para soportar la agricultura (Hillel, 2011). En virtud de ello, resulta creciente la preocupación por los efectos que la actividad antrópica está generando en los recursos naturales y el ambiente. Estudios recientes (Viglizzo et al., 2009) muestran que la dinámica hidrológica puede ser afectada tanto por la hidrogeología de la región como por el uso de la tierra. No obstante, a pesar de los importantes cambios estructurales y funcionales que ha experimentado la pradera pampeana por el intenso proceso de agriculturización (Viglizzo et al., 2001), las relaciones entre el uso de la tierra y su hidrología han sido poco estudiadas (Jobbagy y Santoni, 2006). Asimismo, la intensificación ganadera estaría modificando sustancialmente la dinámica y balance de nutrientes, agua, materia orgánica, e incrementando los riesgos de contaminación. Durante las últimas dos décadas en La Argentina, 13 millones de hectáreas destinadas a ganadería han modificado sustancialmente su uso consuntivo y dinámica hídrica en general al pasar a una agricultura prácticamente continua. De esta manera, las pasturas han sido desplazadas a regiones y/o ambientes con mayores limitaciones productivas. 

La identificación, jerarquización y categorización de los principales factores que condicionan la productividad física y económica del agua y su integración disciplinaria a modelos conceptuales sistémicos resulta prioritario al momento de elaborar y articular estrategias de manejo del recurso a distintas escalas decisorias.

La biodisponibilidad de agua (agua útil, AU) y su eficiencia de uso no sólo es influenciada por las precipitaciones (climosecuencia), sino que también resulta dependiente de aspectos genéticos de los suelos determinantes de la capacidad de retención de agua (CRA), del cultivo (ciclo, índice de cosecha), profundidad efectiva de raíces (PER)) y del manejo (sistema de labranza, cultivo antecesor, barbecho, cobertura, fertilización). El régimen hídrico también puede ser influenciado por la presencia de la napa freática (profundidad, ascenso capilar, contenido y composición de sales) y por factores que condicionan la captación (infiltración, conductividad hidráulica) el almacenaje y la eficiencia de uso del agua (EUA). Si bien todos los factores mencionados pueden ejercer algún grado de influencia sobre la producción, el peso relativo de los mismos normalmente varía entre sitios, siendo necesario reconocer en los mismos las mejores combinaciones genotipo-ambiente manejo. En la Figura 1 se muestra un esquema de cómo por variaciones en la granulometría y espesor de los suelos varía la capacidad de retención de agua, lo cual sumado al gradiente de precipitaciones (efecto climosecuencia) resultan principales determinantes de la disponibilidad hídrica.

Figura 1: Esquema simplificado de variaciones en la capacidad de retención de agua por efecto de variaciones en el espesor y granulometría de los suelos, sumando el efecto gradiente de precipitación.

Por otra parte, frente a determinada disponibilidad hídrica, diferencias en la eficiencia de uso del agua por parte del cultivo pueden condicionar el rendimiento (Ritchie y Basso, 2008). Se ha comprobado que el sistema radical es un importante factor que condiciona el rendimiento y calidad en años secos o en áreas con deficiente distribución de las precipitaciones. Un mayor desarrollo de raíces puede incrementar la productividad de los cultivos en suelos profundos, especialmente bajo condiciones de estrés hídrico (Zheng et al., 2009). Es así que algunos cultivares de cebada, con un sistema de raíces más desarrollado, presentaron un crecimiento inicial más rápido, mayores rendimientos y mejor calidad de malta (Streda et al., 2011). Coincidentemente, Saks et al. (2012) registraron diferencias significativas en la abundancia y profundidad de raíces de diferentes genotipos de maíz. El material de mayor PER (180cm) presentó mayor rendimiento y mayor respuesta e incremento en eficiencia de uso del agua por efecto de la fertilización nitrogenada que el genotipo de menor PER (130cm).

Tal como lo muestra la Figura 2, la multiplicidad de factores que inciden sobre la eficiencia de uso del agua requiere de enfoques cada vez más sistémicos que disciplinarios (normalmente reduccionistas) y plantean la necesidad de una nueva agenda técnica y científica, orientada no solamente al conocimiento de factores que condicionan la productividad física (kg/mm) sino también aquellos que inciden sobre la productividad económica del agua ($/mm). Este último indicador puede mejorarse ya sea por un incremento en la productividad física del agua que lleve a producir más kg de grano/ha.mm como por la producción de cultivos de más elevado valor.

Figura 2: Esquema que representa la dinámica hídrica, considerando las precipitaciones y escurrimiento (1), el agua almacenada en perfiles de distinta textura y profundidad efectiva de raíces (2), distintas eficiencia de barbechos (3) y distintas relaciones transpiración/evaporación (4) que van a condicionar tanto la productividad física (PFA) como la productividad económica del agua (PEA).

Nielsen et al. (2005), compararon diferentes sistemas de producción de las llanuras centrales de EEUU, concluyendo que la intensificación de la producción resulta beneficiosa cuando se tiene en cuenta el valor de los productos. Aplicando esta metodología, se ha encontrado que en los sistemas de producción agrícola de la región semiárida pampeana, las oleaginosas tienen EUA considerablemente inferiores a las gramíneas, pero cuando se tiene en cuenta su valor de mercado, la EUA por unidad de superficie incrementa considerablemente hasta casi igualar la de maíz, en el caso de girasol (Noellemeyer et al., 2013).

En la EEA INTA Anguil, La Pampa, se están llevando a cabo ensayos en los que se evalúa el comportamiento de distintos cultivos y cultivares, tanto tradicionales como alternativos, con el objetivo de identificar aquellos que brindan la mejor productividad económica del agua (PEA). En la Tabla 1 se presenta la EUA y PEA para la campaña 2012, de algunos de los cultivares de cebada, trigo (calidad industrial 1 y 3), cártamo y colza, en un suelo de textura franca con tosca a 1m. Mientras en la Tabla 2 se muestran los resultados de un ensayo similar, para el mismo año pero en un suelo arenoso franco profundo y con presencia de napa a 2 m de profundidad.

Tabla 1: Productividad física y económica del agua en cultivos de invierno, establecidos sobre Ustol franco de la región semiárida pampeana con presencia de tosca a 100 cm.

Tabla 2: Productividad física y económica del agua en cultivos de invierno, establecidos sobre un Ustipsamente arenoso franco, con presencia de napa a 200 cm, en la región semiárida pampeana.

Estos estudios que deben considerarse preliminares, serán continuados durante los próximos años para evaluar alternativas en cultivos de invierno y de verano, en suelos con limitaciones de zonas marginales para la producción de granos. Varios autores señalan la necesidad de aumentar la productividad económica del agua, especialmente en estas áreas donde el recurso agua es escaso y hacia donde se expandirá la agricultura en los próximos años (Aldaya et al., 2009; Molden et al., 2009; Ali y Talukder, 2008). Sera necesario incorporar este indicador económico a nuestros estudios (Figura 3), dado que la mayor parte de los avances para optimizar la combinación genotipo-ambiente-manejo se han realizado considerando exclusivamente los factores que condicionan la productividad física del agua.

Figura 3: Esquema que muestra los posibles efectos de distintos factores sobre la productividad física (PFA) y económica (PEA) del agua.

 

BIBLIOGRAFÍA

  1. Aldaya, M.M., Martinez-Santos, P., Llamas, M.R. 2009. Incorporating the water footprint and virtual water into policy: reflections from the Mancha Occidental region, Spain. Water Resource Management.doi 10.1007/s11269-009-9480-8.
  2. Ali, M.H., Talukder, M.S.U., 2008. Increasing water productivity in crop production – A synthesis. Agric. Water Manage. 95:1201-1213.
  3. Jobbágy, E.G.; Santoni, C. 2006. La (nueva) agricultura y la hidrología en la llanura chaco pampeana: Desafíos para las próximas décadas. XXII Reunión Argentina de Ecología, agosto de 2006, Córdoba.
  4. Hillel, D. 2011. An overview of soil and water management: the challenge of enhancing productivity and sustainability. En: Hatfield, J.L.; Sauer, T.J. (eds.) Soil Management: Building a Stable Base for Agriculture. Am. Soc. Agron., Soil Sci. Soc. Am., Madison, Wisconsin, USA. pp. 3-11.
  5. Molden, D., Oweis, T., Steduto, P., Bindraban, P., Hanjra, M.A., Kijne, J., 2009. Improving agricultural water productivity: between optimism and caution. Agric. Water Manage. 97:528-535.
  6. Nielsen, D.C., Unger, P.W., Miller, P.R., 2005. Efficient Water Use in Dryland Cropping Systems in the Great Plains. Agron. J. 97:364–372.
  7. Noellemeyer E., R. Fernández & A. Quiroga. 2013. Crop and tillage effects on water productivity of dryland agriculture in Argentina. Agriculture. 3: 1-11.
  8. Ritchie J., B. Basso. 2008. Water use efficiency is not constant when crop water supply is adequate or fixed: the role of agronomic management. Eur. J. Agron. 28:273-281.
  9. Saks M., R. Fernández, A. Gili, A. Quiroga. 2012. Efecto de la fertilización nitrogenada en distintos genotipos de maíz en la región semiárida pampeana. XXIII Congreso AACS, Mar del Plata. Streda T., V. Dostal, M. Hajzler, O. Chloupek. 2011. Yield and quality of spring barley in relation to root system size. Pflanzen. Und Saatgutk., 61:167-170.
  10. Viglizzo, E.F.; Lértora, F.; Pordomingo, A.J.; Bernardos, J.N.; Roberto, Z.E.; Valle, H.D. 2001. Ecological lessons and applications from one century of low external-input farming in the pampas of Argentina. Agriculture, Ecosystems and Environment 83:65-81.
  11. Viglizzo, E.; Jobbágy, E.; Carreño, L.; Frank, F.; Aragón, R.; De Oro, L.; Salvador, V. 2009. The dynamics of cultivation and floods in arable lands of Central Argentina. Hydrology and Earth System Sciences 13: 1-12.
  12. Zheng B., J. Legouis, D. Daniel, M. Brancourt. 2009. Optimal numbers of environments to assess slopes of point regression for grain yield, grain protein concentration under nitrogen constraint in winter wheat. Field Crops Res. 113:187-196.
 
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