Riego suplementario: La funcionalidad de los sistemas radicales y del agua almacenada en el subsuelo, para la optimización del uso de Balance hídrico

Publicado el: 23/7/2015
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1- Introducción.

La mayor parte de la producción agropecuaria dela República Argentina, se desarrolla en ambientes subhúmedos o semiáridos, por lo que uno de los principales factores que limitan la producción o generan una importante variabilidad interanual en los rendimientos, es la escasez e inadecuada distribución de las precipitaciones. Una de las alternativas que los agricultores pueden manejar para estabilizar y aumentar su producción es la incorporación de riego suplementario. En vastas áreas productivas como la provincia de Córdoba, San Luis, Tucumán, Salta, donde esta tecnología está creciendo en superficie, se están logrando excelentes resultados.

El riego, permite complementar la demanda de agua del cultivo durante su ciclo ante posibles deficiencias hídricas. Para ello, es fundamental realizar un uso eficiente del agua aplicada, el hecho de regar sin control puede llegar a ser económicamente contraproducente. Definir cuándo y cuánto regar es posiblemente uno de los puntos más descuidados por los regantes, ya que requiere de la elaboración de un balance hídrico (BH) basado en datos climáticos (evapotranspiración del cultivo y precipitaciones) y datos edáficos.

1.1- El balance hídrico y sus componentes.

El BH de un suelo en el cual crece y se desarrolla un cultivo, resulta de las diferencias entre los ingresos y egresos de agua al sistema. Entre los ingresos están las precipitaciones (Pp), el riego (R) y las napas freáticas (si las hay) y entre los egresos, la evaporación directa desde el suelo (Es), la transpiración del cultivo (T), el escurrimiento superficial (Esc) y el drenaje profundo (ecuación 1).

La ecuación básica de un BH a nivel de lote, y para un cultivo diariamente, se muestra en la siguiente ecuación (Andriani., 2012):

donde ADS: Agua diaria disponible en el suelo explorado por las raíces, ADdp: Agua disponible en el suelo el día previo, NADr: Nuevo aporte de agua disponible por crecimiento de las raíces, Pp: Lluvia diaria, R: Riego, ETC: Evapotranspiración diaria del cultivo y Esc: Escurrimiento superficial. Todas las variables son expresadas en milímetros (Andriani., 2012).

1.2- Capacidad de almacenaje de agua de los suelos.

Para poder utilizar un BH, es importante conocer la capacidad de almacenaje de agua de nuestros suelos, la misma está determinada por el volumen total de espacios vacíos o espacios porosos. La relación entre el contenido de agua del suelo y su energía de retención nos permite caracterizar parámetros denominados Constantes Hídricas, (Taboada y Álvarez, 2008). En la Figura 1 se muestran los valores de las constantes hídricas (expresadas en milímetros) para un suelo Haplustol éntico dela serie Oncativo. Algunosvalores típicos de agua útil están en el rango de 130-140 mmpor metro de perfil, excepto en suelos arenosos donde el agua útil alcanza sólo unos80 mm. Por lo tanto, en la mayoría de los suelos dela región Pampeanasin limitaciones físicas o químicas, el agua útil es similar (Dardanelli et al., 2003).

Figura 1. Valores de lámina de agua (mm) para las constantes hídricas Capacidad de campo (o limite máximo en línea negra) y el punto de marchites permanente (o limite mínimo en línea entrecortada) hasta los200 cmde profundidad, para un suelo Haplustol éntico dela serie Oncativo.

Conocida el AU que puede almacenar el suelo explorado por las raíces, hay que comprender en qué medida los sistemas radicales de los cultivos pueden aprovecharla. Para esto, Monteith, (1986), caracterizó la capacidad de absorción de agua de los sistemas radicales combinando funciones que describen (i) La velocidad de profundización de raíces (VPR, cm día-1) y (ii) la tasa de absorción de agua en cada capa de suelo (TA).

2.1- Funcionalidad de los sistemas radicales.

2.1.1- Velocidad de profundización de las raíces (VPR).

La VPR se obtiene a través de mediciones sucesivas de humedad del suelo en condiciones de sequía luego de rellenado el perfil, graficando la fecha en que se inicia el agotamiento del agua en cada capa de suelo en función del tiempo. La VPR y se expresa en cm día-1 (Monteith, 1986). En la Figura 2, se muestran datos para cultivos de maní (Severina et al., 2011), girasol y soja (adaptado de Dardanelli et al., 1997).

Figura 2. Profundidad aparente de las raíces en relación a los días desde la siembra para maní (cuadrados llenos, y = -2.4x + 13,9 r2 = 0.84), girasol (Triángulos llenos; y = -4,4x + 40,8; r2 = 0,83) y soja (círculos vacíos; y = -3,5x + 25,7, r2 = 0,92). La pendiente del ajuste lineal representa la velocidad de profundización de las raíces.

La Figura 2 muestra que existen diferencias en la VPR entre especies (Dardanelli et al., 1997) mostrando mayores valores el girasol (4,4 cmd-1) seguido de la soja (3,3 cmd-1) y por último el maní (2,4 cmd-1).

Uno de los factores que pueden afectar la tasa de profundización de las raíces es el contenido de agua en el suelo (Gil., 1994; Severina et al., 2011). En un trabajo realizado por Severina et al. (2011) se observó que los cultivos que presentaron un menor contenido de agua al momento de la sequía (30% AU vs 70% AU), evidenciaron un retraso en el avance del frente de absorción de agua (Figura 3).

Figura 3. Evolución del contenido volumétrico de agua a partir de la siembra en los tratamientos con 70% de agua útil (símbolos grises) y 30% de agua útil (símbolos negros), correspondiente a los estratos de suelo 140-160 cm(círculos) y 160-180 cm(cuadrados). La línea entrecortada muestra el valor de límite inferior de contenido de agua para esos estratos.

El comienzo de la absorción de agua en el estrato 140-160 cmfue aproximadamente a los 70 días desde la siembra en la condición 70% de AU (Figura 3), mientras que su contraparte con 30% de AU lo hizo a partir de los 92 días. Para esta última condición hídrica, no se modificó el contenido de humedad en el estrato 160-180 cm. sugiriendo que el sistema radical del cultivo no pudo absorber agua más allá de los160 cmde profundidad.

2.1.2- Tasa de absorción de agua (TA).

La TA se determina por la velocidad de agotamiento del agua en un determinado estrato del suelo una vez que las raíces alcanzaron el mismo. Este valor indica la proporción del AU remanente que puede absorber por día en cada estrato explorado por las raíces. En la Figura 4 se observa la TA para Girasol, soja (adaptado de Dardanelli et al., 1997) y maní (Severina et al., 2011) para suelos sin limitaciones hídricas y físicas.

Figura 4. Tasa de absorción de agua para girasol (círculos), soja (cuadrado) y maní (Triángulos) en un suelo Haplustol éntico dela serie Oncativo.

De la Figura 4 se destaca que la TA varía por especie, presentando los mayores valores el girasol (TA 0,11 día-1) y los menores el cultivo de maní (TA 0,07 día-1). La disminución de la TA en los estratos más profundos del suelo sugieren una disminución de la densidad de raíces sumado a un tiempo insuficiente entre la llegada del frente de absorción de agua y la madurez del cultivo, lo que le imposibilita poder agotar el agua del subsuelo (60-200 cm). Uno de los factores que pueden afectar la TA, es el contenido de agua en el subsuelo. La Figura 5 muestra los valores de TA para cultivos de maní con diferentes contenidos de agua en el subsuelo al momento de la sequía impuesta (70% AU vs 30% AU) (Severina et al., 2011).

Figura 5. Tasa de absorción de agua en maní a lo largo del perfil para un suelo para un Haplustol éntico con sequía impuesta. Los círculos llenos representan cultivos con el 70% de agua útil y los cuadrados vacíos con el 30% del Agua útil.

El comportamiento del cultivo con menor AU en el subsuelo (cuadrados vacíos) mostró una reducción en los valores de TA con respecto a los que presentaron una mayor cantidad de agua (70% AU).

Las diferencias existentes entre los cultivos en los valores de VPR y TA, son evidencias de que presentan diferentes estrategias para absorber el agua del subsuelo durante períodos de sequía. Esto se puede observar en la Figura 6, la cual muestra el contenido de agua remanente para los cultivos de girasol, soja partiendo de subsuelos sin limitaciones hídricas (adaptado de Dardanelli et al., 1997) y para maní en dos condiciones de subsuelo (30 y 70% AU) (Severina et al., 2011).

Figura 6. Humedad volumétrica obtenida al final del ciclo de los cultivos de girasol y soja (adaptado Dardanelli et al., 2003) y para maní (Severina et al., 2011).

El girasol cuyo sistema radical le otorga una elevada VPR (Figura 2) además de una mayor TA (Figura 4), presenta mayor capacidad de utilización de agua del subsuelo. El maní por el contrario hace menor uso de las reservas del subsuelo y deja una considerable cantidad de agua útil en detrimento del rendimiento bajo sequía y en beneficio del cultivo siguiente (Severina et al., 2011). Esto a su vez es más perjudicial para el cultivo cuando el contenido de agua del subsuelo es bajo (30% AU) ya que la mayor resistencia mecánica del suelo reduce significativamente la VPR y en la TA afectando la captura del recurso hídrico. Por lo tanto, aquellos cultivos que parten con una baja disponibilidad de agua en el subsuelo (60-200 cmde profundidad), serán doblemente penalizados en su productividad asociada al uso del agua. Por un lado debido al efecto que causa la escasa cantidad de agua en el subsuelo sobre la velocidad aparente de profundización de los sistemas radicales y su proliferación. Por otro lado, debido a que tales sistemas radicales serán menos eficientes en la utilización del agua almacenada en el subsuelo; i.e., tendrán menos capacidad para hacer uso de las reservas hídricas en los períodos de sequía.


3. Consideraciones finales.

Para optimizar el uso del riego se debe contemplar de disponer de un buen contenido de agua almacenada en el suelo, que permita lograr la profundización potencial de enraizamiento de cada cultivo. En el caso de no disponerla, se sugiere la aplicación de láminas de riego lo suficientemente grandes que no produzcan pérdidas por escurrimiento superficial. Otro factor a tener en cuenta para realizar el relleno es darle el tiempo necesario para que el agua se redistribuya a los horizontes más profundos y quede almacenada en el subsuelo. Este manejo, permitiría a las raíces de los cultivos alcanzar su máxima profundidad efectiva si el subsuelo tiene suficiente agua útil; posibilitando un óptimo desarrollo de sus sistemas radicales para lograr en momentos de máximas demandas ambientales y sequías temporales, disponer del agua almacenada.

Las distintas estrategias de los cultivo para hacer uso del agua del suelo es una evidencia de que los umbrales de riego (difundido ampliamente como un criterio de riego para evitar déficit hídricos), no deberían ser fijos e iguales para cada cultivo.


Bibliografía.

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