DISPONIBILIDAD Y ABSORCIÓN DE AGUA (MONOGRAFÍA-EDGAR QUINTERO)
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL SIMÓN RODRIGUEZ” UNESR NÚCLEO SAN CARLOS SAN CARLOS ESTADO COJEDES FACILITADOR PARTICIPANTES Prof. Julio C. Camejo R. Edgar Quintero
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTALSIMÓN RODRIGUEZ”
UNESRNÚCLEO SAN CARLOS
SAN CARLOS ESTADO COJEDES
FACILITADOR PARTICIPANTESProf. Julio C. Camejo R. Edgar Quintero
Ámbar BlancoLuis Guillen
Willer Sánchez
SAN CARLOS, AGOSTO DE 2013
2
ÍNDICE
Pág.INTRODUCCIÓN 41.- EL AGUA EN LAS PLANTAS 5
1.1. NECESIDADES DE AGUA DE LAS PLANTAS 62.- CRITERIOS DINÁMICOS DE DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO
8
3.- RELACIÓN SUELO-AGUA-PLANTA 93.1. PÉRDIDA DE AGUA EN EL SUELO 93.2. RÉGIMEN DE HUMEDAD 103.3. AIREACIÓN DEL SUELO 113.4. DISTRIBUCIÓN DEL SISTEMA RADICAL 113.5. EL BULBO HÚMEDO 123.6. SALINIDAD 143.7. FERTIRRIGACIÓN 16
4.- MOVIMIENTO DE AGUA EN EL SUELO 164.1. INFILTRACIÓN DEL AGUA DE LLUVIA EN EL
SUELO19
5.- TRANSPIRACIÓN Y SU RELACIÓN CON EL RENDIMIENTO DE LOS CULTIVOS
21
6.- CANTIDAD DE AGUA ABSORBIDA POR LAS PLANTAS 247.- ZONA DE ABSORCIÓN DE AGUA EN LAS PLANTAS 25
7.2. ABSORCIÓN DE AGUA POR LAS RAÍCES 268.- ABSORCIÓN DE AGUA DURANTE EL CICLO DEL CULTIVO
27
8.1. REQUISITOS DE AGUA EN LOS CULTIVOS 288.2. ¿ES LA LLUVIA SUFICIENTE PARA LOS CULTIVOS? 29
9.- PERIODOS CRÍTICOS DE CONSUMO DE AGUA 309.1. CÓMO MEJORAR LA EFICIENCIA DEL USO DE
AGUA31
10.- RENDIMIENTO DEL CULTIVO RESPECTO A LA SUPLENCIA DE AGUA
31
10.1. LOS SÍNTOMAS DE LA CARENCIA DE AGUA 33CONCLUSIONES 34REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 36
3
INTRODUCCIÓN
Todos los cultivos necesitan nutrientes, agua, aire y luz solar para crecer. El
equilibrio adecuado entre ellos contribuye al éxito de la cosecha. Confiar en las
precipitaciones naturales es quizás la forma más sencilla de llevar el agua a los
cultivos. No obstante, cuando se necesita más agua, el riego es la solución perfecta
para cubrir las necesidades.
Las raíces de las plantas toman agua de la tierra para su crecimiento y
supervivencia. No obstante, la mayoría de esta agua se escapa en forma de vapor por
las hojas de las plantas a través de la transpiración. Desde una superficie abierta de
agua, que se puede encontrar tanto en la tierra como en las hojas de las plantas, el
agua escapa directamente por evaporación.
La necesidad de agua de un cultivo se conoce como “evapotranspiración”,
donde se suman la transpiración y la evaporación. Esta necesidad de agua se suele
expresar en mm/día, mm/mes o mm/temporada. Para los cultivos, el agua utilizada y
la pérdida por evapotranspiración es esencial para lograr buenos cultivos de calidad.
Este caudal de agua permite que el cultivo:
Utilice la luz del sol para producir materia estructural a través de la
fotosíntesis
Obtenga nutrientes importantes de la tierra
Controle la temperatura de sus superficies
Un factor importante a tener en cuenta es que la cantidad de agua de riego
necesaria depende de tres elementos principales:
La cantidad de agua presente de forma natural (agua de la lluvia)
La cantidad de agua necesaria para el cultivo
4
Las condiciones climáticas.
La combinación adecuada de los mismos es una de las claves para que el
funcionamiento del sistema de riego sea efectivo y eficiente. Una vez tomada la
decisión sobre el método de riego a utilizar en una zona, han de tenerse en cuenta
además otras consideraciones básicas. Entre ellas:
Qué cultivos se van a plantar.
Cuáles son las condiciones climáticas.
De cuánta agua se dispone.
Cómo es esa agua de accesible.
Si el terreno es llano o accidentado.
Si el terreno es arcilloso o arenoso.
Cuántos meses al año hace falta regar.
Cómo se selecciona la bomba de riego.
Las consecuencias si el riego falla durante un cierto periodo de tiempo.
El riego es necesario cuando no hay suficientes precipitaciones. Incluso, en
zonas en las que la media de lluvia anual es suficiente para cubrir la
evapotranspiración media, en algunos periodos se necesitará regar. Pero, ¿Cuál es el
método más adecuado para lograrlo? En este trabajo, se analizan los métodos más
utilizados en la actualidad.
5
1.- EL AGUA EN LAS PLANTAS
El agua es fundamental en el aspecto biológico de la planta, pero no hay que
olvidar su importancia como vehículo de las demás sustancias nutritivas que contiene
el suelo, interviniendo, además, en las reacciones químicas que se producen en la
hoja. Existe, además, otro aspecto del agua en la vida de las plantas,
cuya importancia es esencial para el desarrollo de las mismas, y que es el papel
regulador en los fenómenos químicos y microbiológicos que se producen en el suelo.
Durante el desarrollo del ciclo agrohidrológico el comportamiento del agua en
el suelo no es estático; cuando el agua de riego o lluvia entra en contacto con el
terreno se verifica en primer lugar su precolación desde los estratos superiores hacia
los inferiores; en esta fase, los macroporos y microporos del suelo se llenan de
agua siendo expulsado el aire. En fase posterior los macroporos de aquellos estratos
que ya han sido atravesados por el agua se llenan nuevamente de aire, mientras que
los microporos quedan todavía saturados de humedad. Después de un cierto tiempo,
bajo la fuerza de absorción de las raíces de las plantas, esta humedad se reduce
gradualmente dejando que el aire llene de nuevo, en todo o en parte, los espacios
vacíos de los microporos.
Como consecuencia del fenómeno descrito los procesos aerobios y anaerobios
se alternan continuamente en el terreno, asegurando a las plantas un continuo
aprovechamiento de elementos nutritivos asimilables. Cuando la humedad del terreno
se agota, la microflora aerobia favorece la rápida oxidación de los componentes
orgánicos y minerales del suelo, pero por carencia de agua estos elementos no pueden
ser absorbidos por la planta.
Por el contrario, si el agua ocupa los poros del terreno durante un tiempo
prolongado, la circulación del aire no existe, con el consiguiente fenómeno de asfixia
de las raíces y fermentación anaerobia. El conocimiento hidrológico del terreno y de
6
la distribución de la humedad en el suelo constituye un factor determinante para el
logro de las mejores producciones tanto en cultivos de secano como de regadío.
1.1. NECESIDADES DE AGUA DE LAS PLANTAS
Según Doorenbos y Kassam (1979), la determinación de las cantidades de
agua que necesitan las plantas para su nutrición representa el aspecto más importante
de la problemática del riego; tanto desde el punto de vista biológico como económico.
Está comprobado que la cantidad de agua absorbida por las plantas es sólo una
mínima parte del consumo total (1%), mientras que la porción más importante se
elimina por evaporación del agua de la savia bruta y su emisión a la atmósfera en
grandes cantidades a través de los estomas (transpiración).
Consideran los autores, que los factores que intervienen en la transpiración
son los siguientes:
- Factores de la especie vegetal; la densidad de estomas varía de 1 a 10 según
el tipo de plantas.
- Factores de crecimiento de las plantas. A mayor edad, mayor número de
hojas y mayor transpiración.
- Factores climatológicos; temperatura, radiación solar, pluviometría,
humedad del aire, velocidad del viento.
- Factores de luminosidad; la diferencia de transpiración con luz a
transpiración en oscuridad puede variar de 1 a 50.
Paralelamente al consumo de agua exclusivo de las plantas, se produce un
fenómeno de consumo de agua directamente en el terreno, y este proceso viene
influenciado por los siguientes factores:
Factores de orden climático; temperatura, radiación solar, pluviometría,
humedad del aire, velocidad del viento.
7
Factores dependientes del suelo; textura, estructura, porcentaje de sustancias
orgánicas...
Factores de orden hidrológico; pH del suelo, profundidad de la capa freática.
Factores de orden agrofitológico; labores del terreno, cobertura vegetal, entre
otros.
Se denomina evapotranspiración a la suma de los dos fenómenos antes
expuestos, y se conoce internacionalmente por las siglas E.T. Dentro de este concepto
se llevan a cabo dos distinciones:
Se llama evapotranspiración actual a la cantidad de agua realmente
consumida por un terreno cultivado de acuerdo con las disponibilidades de agua.
Se llama evapotranspiración potencial a la cantidad de agua que podría
consumir un terreno cultivado en condiciones óptimas, al cual se suministrara agua
según sus necesidades. Todos aquellos terrenos cultivados que tengan una
evapotranspiración potencial son deficitarios de agua, y precisamente la diferencia
entre los dos tipos es la necesidad de riego.
Hay gran cantidad de métodos propuestos para deducir la evapotranspiración
potencial. Todos son experimentales y se pueden agrupar en cuatro categorías:
- Métodos basados en la correlación entre la evapotranspiración y la
temperatura.
- Métodos basados en la correlación entre la evapotranspiración y
la evaporación.
- Métodos basados en la correlación entre la evapotranspiración y el déficit de
humedad del aire.
- Métodos basados en el balance energético de las radiaciones solares.
Todos estos métodos determinan en general la evapotranspiración potencial
sin tener en cuenta el tipo de cultivo. La evapotranspiración potencial se representa
por una curva de necesidades de agua de la planta a lo largo del ciclo vegetativo.
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2.- CRITERIOS DINÁMICOS DE DISPONIBILIDAD DE AGUA
EN EL SUELO
Doorenbos y Kassam (óp. cit., 1979), estiman que el balance hídrico
fundamental indica que las precipitaciones se convierten en aportaciones (escorrentía)
y evapotranspiración. Analizando con más detalle el balance, nos encontramos con
que las principales etapas que recorre el agua en el mismo son las siguientes:
- Precipitación.
- Evaporación.
- Transpiración.
- Humedad del suelo en la zona no saturada.
- Escorrentía superficial.
- Flujo a través de la zona no saturada; precolación y elevación capilar.
- Flujo del agua freática: drenaje y filtraciones.
Los autores indican que:
Para estudiar la vida vegetal interesa fundamentalmente conocer el comportamiento del agua en el suelo dentro de estas etapas. El nivel freático, separa la zona saturada de agua del suelo de la zona no saturada de agua. Por encima del nivel freático existe una franja capilar casi saturada, en la que el agua está en contacto con el nivel freático y sostenido por elevación natural. El agua que está debajo del nivel freático recibe el nombre de agua freática y se define como la masa de agua que existe en un suelo en el que todos los poros están saturados de agua (p. 95).
Para conocer las posiciones del agua en un determinado suelo se realizan
sondeos en el mismo. El agua fluye dentro de estos sondeos hasta que se alcanza un
nivel de equilibrio, en el que la presión del agua es igual a la presión atmosférica,
y precisamente este nivel es el que hemos llamado nivel freático.
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Más adelante, Doorenbos y Kassam (óp. cit., 1979), consideran que:
Para observar las variaciones de la capa freática a lo largo de un cierto período de tiempo se utilizan los piezómetros, que son pozos de observación que alcanzan el nivel más bajo que se espera en el período, y que se revisten con tubos perforados. Las posiciones límite de la capa freática en un suelo se pueden detectar también por otras características. Por debajo del nivel mínimo de la capa freática no hay oxidación, esto se traduce en que los suelos arcillosos presentan tonos azulados y las turbas tonos pardos claros. En las zonas de oscilación de la capa freática, donde alternan los fenómenos de oxidación y reducción, son frecuentes las manchas negruzcas de manganeso (p. 97).
En la zona no saturada, el agua está sometida a la acción del potencial mátrico
del suelo, que es una presión negativa (succión), resultante de la combinación de las
fuerzas capilares con las fuerzas de absorción de las partículas del suelo. Por lo tanto
la presión del agua en cualquier punto de la zona no saturada es menor que la presión
atmosférica, lo cual significa que se requiere una succión para poder extraer agua de
dicha zona no saturada.
3.- RELACIÓN SUELO-AGUA-PLANTA
La localización del agua y la alta frecuencia de su aplicación tienen unas
repercusiones importantes en las relaciones suelo-agua-planta.
3.1. PÉRDIDA DE AGUA EN EL SUELO
La evapotranspiración comprende las pérdidas de agua ocasionadas por
evaporación en el suelo y por transpiración de la planta. En el riego localizado se
moja una parte de la superficie del suelo; por lo tanto, las pérdidas por evaporación
serán menores que en aquellos sistemas de riego en donde se moja toda la superficie
del suelo. En cambio la transpiración puede ser mayor en el riego localizado, debido a
10
que el suelo seco se calienta más que el suelo húmedo y ello provoca un aumento de
temperatura del follaje.
En términos generales se puede decir que la evapotranspiración en el riego
localizado es análoga a la de otros sistemas. Únicamente hay alguna ventaja, a favor
del riego localizado, en el caso del cultivo de árboles cuando estos aún son pequeños.
El verdadero ahorro de agua, con relación a otros sistemas de riego, consiste en que
se eliminan las pérdidas en las conducciones y las ocasionadas por percolación
profunda y escorrentía superficial.
Doorenbos y Pruitt (1976), estiman que:
La transpiración se hace más difícil cuando la humedad del suelo desciende por debajo de ciertos límites. Por este motivo, cuando en los riegos por gravedad y por aspersión el intervalo de riego se prolonga más de lo debido se produce una disminución de la transpiración; pero esta disminución no se puede considerar como un ahorro de agua, puesto que al descender la transpiración disminuye la fotosíntesis y, en consecuencia, disminuye también la biomasa. En este supuesto, el riego de alta frecuencia supone un mejor aprovechamiento del agua y un mayor rendimiento del cultivo (p. 43).
3.2. RÉGIMEN DE HUMEDAD
Existe un nivel de agua en el suelo, llamado nivel mínimo, por encima del
cual la planta se desarrolla satisfactoriamente. Cuando el agua del suelo desciende por
debajo del nivel mínimo, la planta tiene que hacer un esfuerzo mayor para absorber
el agua, lo cual se traduce en una menor absorción y, en consecuencia, una menor
transpiración y una disminución del rendimiento.
Según Doorenbos y Pruitt (óp. cit., 1976), el nivel mínimo depende, sobre
todo, del tipo de cultivo y de su estado de desarrollo. A su vez, el nivel mínimo se
caracteriza por una cantidad de agua existente en un suelo determinado, pero de
ninguna manera depende del método de riego utilizado. La respuesta de los cultivos
11
al riego no depende, por tanto, del método de riego, sino del régimen de humedad
del suelo que produce ese método.
Continúan expresando los autores, que en la práctica, los riegos por gravedad
y por aspersión sin cobertura total se practican por el sistema de turnos, mediante el
cual las parcelas se riegan cada cierto número de días aplicando una dosis de riego
suficiente para cubrir las necesidades del cultivo durante ese periodo. A partir del
momento del riego, el suelo va perdiendo agua por evapotranspiración. En suelos con
poca capacidad de retención de agua (suelos arenosos o poco profundos) el nivel
mínimo se alcanza en seguida, con lo cual la producción se resiente si el intervalo de
riego se alarga más allá de 3 ó 4 días. Pero estos intervalos tan cortos aumentan el
coste de la operación de regar.
3.3. AIREACIÓN DEL SUELO
En los riegos por gravedad y por aspersión se suelen utilizar dosis grandes de
riego. El suelo queda saturado de agua después del riego, por lo que pueden
presentarse problemas de aireación en suelos muy arcillosos. En el riego localizado
el suelo sólo se satura en un volumen muy reducido próximo al emisor, con lo cual no
se presentan esos problemas.
3.4. DISTRIBUCIÓN DEL SISTEMA RADICAL
Según Arens y Etchevehere (1976), numerosas experiencias han puesto de
manifiesto que las plantas pueden desarrollarse normalmente con un volumen
de suelo inferior al que normalmente ocupan. Ello se debe a que el sistema radical se
desarrolla rápidamente en la zona húmeda disponible, por lo que no es raro que en la
zona húmeda del riego localizado la concentración de raíces sea 3-4 veces mayor que
en otros riegos no localizados.
Según los autores:
12
En términos generales se puede asegurar que los cultivos se pueden desarrollar normalmente cuando la zona húmeda ocupa el 30-40% del área sombreada por el cultivo. Hay mayor seguridad cuando el volumen mojado cubre más de ese porcentaje, pero la instalación de riego resulta más cara. Cabría la posibilidad de disminuir el marco de la plantación para aprovechar el volumen desuelo no mojado, pero ello acarrearía problemas de falta de luz en el follaje, aparte de otras consideraciones de orden práctico, como puede ser el espacio necesario para el paso de las máquinas (p. 55).
Los cultivos arbóreos entran en producción muy pronto, debido al gran
desarrollo que alcanza el sistema radical. Por esto mismo no se debe labrar, ya que
fácilmente se deteriora un sistema radical tan tupido.
3.5. EL BULBO HÚMEDO
Para Bear (1969, 98), se llama bulbo húmedo (figura 1), al “…volumen
de suelo humedecido por un emisor de riego localizado”. El movimiento del agua en
el suelo determina la forma y el tamaño del bulbo húmedo, que tiene una gran
importancia, ya que en él se desarrolla el sistema radical de las plantas.
El agua en el suelo se mueve en todas direcciones, pero en unos casos lo hace
con mayor facilidad que en otros, dependiendo de la porosidad del suelo: en los poros
grandes el agua circula por su propio peso, desde arriba hacia abajo, mientras que en
los poros pequeños el agua circula por capilaridad en todas direcciones.
Figura 1. Bulbo húmedo en el suelo
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La forma y tamaño del bulbo húmedo depende de los siguientes factores:
- La textura del suelo. En suelos arenosos, con gran cantidad de poros grandes,
el agua circula con mayor facilidad hacia abajo, mientras que en suelos arcillosos
el agua se extiende con más facilidad hacia los lados. En consecuencia, en suelos
arenosos el bulbo tiene forma alargada y en suelos arcillosos tiene forma achatada
(figura 2).
Figura 2. Forma del bulbo húmedo en suelos de diferente textura.
- El caudal de cada emisor. Cuando el agua empieza a salir por un emisor se
forma un pequeño charco, a la vez que el suelo empieza a absorber agua en toda la
superficie del mismo. El tamaño del charco depende del caudal que sale por el
emisor: a mayor caudal corresponde una superficie mayor del charco y, por tanto, un
bulbo más extendido en sentido horizontal, esta característica junto con la textura
del suelo puede ilustrarse en la figura 3.
- El tiempo de riego. A medida que aumenta el tiempo de riego (suponiendo
un caudal constante en el emisor) el tamaño del bulbo aumenta en profundidad, pero
apenas aumenta su extensión en sentido horizontal. La figura 3 muestra la forma y el
tamaño que adquiere el bulbo en un suelo franco y arenoso cuando se aplica la misma
cantidad de agua con dos emisores de distinto caudal.
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Figura 3. Tamaño del bulbo húmedo en función del caudal del emisor, textura
del suelo y tiempo de riego
3.6. SALINIDAD
Según Bear (óp. cit., 1969), las sales contenidas en el suelo y las aportadas
con el agua de riego se mantienen en disolución en el agua del suelo.
La planta absorbe el agua y una pequeña parte de sales, quedando el resto en el suelo.
A medida que disminuye el agua aumenta la concentración de sales, con lo cual
aumenta la tensión osmótica de la disolución y las plantas encuentran mayor
dificultad para absorber el agua.
En el riego localizado se mantiene un nivel alto de humedad y, en
consecuencia, un nivel bajo de salinidad. Por eso se pueden utilizar aguas con mayor
contenido de sal que en otros métodos de riego.
En términos generales, el potencial del agua en el suelo es la suma del
potencial osmótico y del potencial matricial. Al ser este último muy bajo en el riego
localizado, el potencial osmótico puede ser mayor, por cuyo motivo pueden
utilizarse agua y suelo más salinos que en otros sistemas de riego.
La concentración de sales dentro del bulbo va aumentando progresivamente
hacia la periferia del mismo, sobre todo en la zona superficial, en donde se presenta
15
con frecuencia una corona blanca de sales (figura 4). Las raíces de las plantas se
concentran en la zona más húmeda del bulbo, que corresponde a la de menor
concentración de sales, en tanto que la periferia del mismo, con mayor concentración,
ofrece una barrera que dificulta el paso de las raíces hacia zonas exteriores del bulbo.
En el caso de cultivos anuales se presenta el riesgo de que en el cultivo siguiente las
semillas se coloquen en las zonas salinizadas, lo que puede dificultar su nascencia.
Bear (óp. cit., 1969), estima que:
En caso de lluvias no muy copiosas, las sales del anillo superficial son arrastradas hacia el interior del bulbo. Para paliar este aumento de salinidad conviene no detener el riego durante la lluvia, o ponerlo en funcionamiento inmediatamente después de terminar aquélla, con el fin de arrastrar de nuevo las sales hacia la periferia del bulbo. Para mantener baja la salinidad del bulbo hay que efectuar lavados frecuentes, salvo en los lugares donde el régimen de lluvias permita hacer un lavado natural. La solución ideal sería que cada riego lleve su dosis de lavado. En otros casos, cada cierto tiempo se hace un riego complementario por aspersión para provocar el lavado (p. 115).
Figura 4. Zonas del bulbo húmedo donde se acumulan distintas concentraciones de
sales procedentes del riego.
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3.7. FERTIRRIGACIÓN
En el riego localizado el sistema radical de las plantas está contenido en el
bulbo húmedo prácticamente en su totalidad. Por tanto hay que localizar el fertilizante
dentro del bulbo, y el mejor modo de hacerlo es aplicar los abonos disueltos en
el agua de riego. Ello permite hacer la fertilización conforme lo exijan las
necesidades de las plantas.
4.- MOVIMIENTO DE AGUA EN EL SUELO
Doorenbos y Kassam (óp. cit., 1979), consideran que:
La cantidad de agua presente en el suelo que está disponible para la producción de cultivos dependerá de cuánta agua de lluvia permanece en el suelo después de las pérdidas por escorrentía, evaporación y drenaje profundo. La cantidad de lluvia que llega a las capas subterráneas y que contribuye de esa manera a la seguridad hídrica, dependerá de la medida en que la cantidad de agua de lluvia que se infiltra en el suelo sea excesiva para reabastecer la capacidad de retención de agua y satisfacer las necesidades de transpiración de los cultivos. El buen manejo del agua de lluvia está dirigido a maximizar la cantidad de agua que penetra al suelo y el mejor uso que es posible hacer es por medio de los cultivos y la recarga de las aguas subterráneas. Cualquier escorrentía inevitable es conducida en forma segura de modo que no cause problemas erosivos p. 69).
Cuando un suelo bien drenado está saturado hasta el límite de su zona radical,
el agua de lluvia que no drena fuera de esa zona en un plazo de 48 horas será retenida
en los poros del suelos menores de 0,05 mm de diámetro (el tamaño crítico de los
poros puede variar entre 0,03 y 0,1 mm de diámetro). La cantidad de agua retenida
después de 48 horas corresponde a la capacidad de campo del suelo. Las fuerzas (o
succiones) con las cuales esta agua es retenida variará de acuerdo al tamaño de los
poros. Los poros más grandes retienen agua a una tensión de cerca de un décimo a un
17
tercio de la presión atmosférica (o 0,1 a 0,33 bar), dependiendo de qué succión
corresponde a la capacidad de campo del suelo; esto varía con el tipo de suelo y la
profundidad de la capa freática.
Estiman los autores que:
La succión máxima que pueden ejercer muchos cultivos para extraer agua del suelo varía con el cultivo pero el valor generalmente aceptado es de cerca de 15 veces la presión atmosférica (o sea, 1,5 Mpa). Esto es aproximadamente equivalente a la presión que sería ejercida por un peso de una tonelada sobre la palma de la mano. Cuando el agua del suelo ha sido agotada hasta 15 bares, el agua que permanece en el suelo será aquella almacenada en los poros menores de 0,0002 mm de diámetro y corresponde al punto de marchitez permanente del suelo (p. 111).
El agua retenida a succiones mayores que el punto permanente de marchitez
no está disponible para el crecimiento de las plantas. Por lo tanto, el agua retenida
entre la capacidad de campo y el punto permanente de marchitez puede ser usada por
los cultivos para la transpiración y es conocida como capacidad disponible de agua.
Sin embargo, después de una fuerte lluvia una parte del agua en exceso de la
capacidad de campo del suelo puede ser usada por el cultivo mientras que el exceso
de agua percola en el suelo a través de la zona radical.
El agua disponible entre la capacidad de campo y el punto permanente de
marchitez es retenida con diferentes tensiones y cerca de un tercio de la misma no
está fácil o rápidamente disponible para los cultivos, especialmente si los cultivos
están transpirando intensamente. Cuanta más alta es la demanda de transpiración,
debe haber más agua disponible en el suelo para evitar el estrés de agua en las
plantas. En contraste, para un cultivo de transpiración lenta puede ser usada incluso el
agua retenida a más altas tensiones sin causar estrés.
La cantidad máxima de agua disponible que puede retener un suelo (o sea la
capacidad de agua disponible) varía con la textura del suelo, el contenido de materia
orgánica, la profundidad de enraizamiento y la estructura. La materia orgánica del
18
suelo es particularmente importante ya que puede retener agua cerca de 20 veces su
peso. Los suelos orgánicos y los suelos francos de textura media con altos contenidos
de arena muy fina y sedimentos tienen la capacidad disponible de agua más alta, los
suelos arcillosos tienen valores intermedios y los suelos con contenido de arena
gruesa tienen la capacidad disponible de agua más baja.
El contenido de piedra del suelo también puede ser muy importante
dependiendo de la naturaleza y la abundancia de las piedras. Alguna grava de mineral
de hierro de diámetro >2 mm puede contener más de 20 por ciento de agua (m3/m3) a
capacidad de campo y la cal porosa y el yeso también pueden hacer una contribución
importante la capacidad disponible de agua del suelo. En contraste, un alto contenido
de piedras no porosas disminuirá fuertemente la capacidad disponible de agua del
suelo.
Doorenbos y Kassam (óp. cit., 1979), consideran que:
En cualquier tipo de suelo, cuanto mayor es la profundidad de enraizamiento, también mayor será la cantidad de agua disponible para el cultivo. Esto es más importante para los cultivos anuales ya que tienen menos tiempo que las especies perennes para desarrollar raíces profundas y extensas. La capacidad disponible de agua puede tener influencia sobre la duración del período de crecimiento de las plantas que crecen en un suelo determinado (p. 117).
Los suelos con alta capacidad de agua disponible permitirán períodos de
crecimiento más extensos en razón de la posibilidad de proporcionar mayores
cantidades de agua almacenada durante los períodos secos que los suelos con baja
capacidad de agua disponible (FAO, 1995a). Los suelos poco profundos tienen poca
agua disponible y aún en los años húmedos pueden ser incapaces de almacenar agua
adicional.
19
4.1. INFILTRACIÓN DEL AGUA DE LLUVIA EN EL SUELO
En muchas áreas en las que falta agua, es indispensable maximizar la
infiltración del agua de lluvia en el suelo para satisfacer el objetivo de la seguridad
alimentaria e hídrica. El buen manejo de la tierra debería favorecer la infiltración en
contraposición con la escorrentía. Las excepciones se encuentran donde la captura del
agua de lluvia es necesaria para la producción de cultivos y donde la alta infiltración
acarrea riesgos de deslizamientos de tierra y otras formas de movimientos masivos.
La cantidad de agua de lluvia que se infiltra será gobernada por la intensidad
de la lluvia en relación con la tasa de infiltración del suelo. Una excesiva labranza y
la pérdida de materia orgánica del suelo a menudo conducen a una reducción de la
tasa de infiltración debido a la pérdida de la porosidad superficial. Cuando la
intensidad de la lluvia es mayor que la tasa de infiltración tendrá lugar la escorrentía
con el consecuente desperdicio de agua que podría ser usada para la producción de
cultivos y para recargar el agua subterránea.
Black (1975), destaca que:
La tasa a la cual se infiltra el agua de lluvia en el suelo está influenciada por su abundancia, la estabilidad y tamaño de los poros en la superficie del suelo, su contenido de agua y la continuidad de los poros de transmisión hacia la zona radical. En muchos suelos el número de poros superficiales se reduce rápidamente por el impacto de las gotas de lluvia las cuales rompen los agregados de suelo en partículas más pequeñas que obstruyen los poros superficiales y forman un sellado de la superficie con escasos poros. La acción destructiva de las gotas de lluvia se evita con la protección de una cobertura del suelo por medio del follaje de los cultivos, de residuos vivos o muertos e incluso con malezas en o sobre la superficie del suelo (p. 72).
Casi toda el agua que los cultivos absorben del suelo pasa a través del tallo
hacia las hojas donde se evapora y llega a la atmósfera en el proceso de transpiración.
Este proceso utiliza casi toda el agua absorbida por las raíces de las plantas (cerca del
99 por ciento, el restante uno por ciento es usado directamente en procesos celulares).
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La transpiración es esencialmente el mismo proceso de la evaporación. La
evaporación ocurre cuando un recipiente con agua se deja al sol; el agua líquida
desaparece a medida que es convertida en vapor de agua y cuanta más alta es la
temperatura, más seco es el aire y mayor es la velocidad del viento, mayor será la tasa
de evaporación. La evaporación ocurre siempre que el agua está expuesta a la
atmósfera, por ejemplo, en lagos, ríos o pantanos y de las gotas de lluvia que se
acumulan sobre las hojas de las plantas después de una tormenta.
Black (óp. cit., 1975), considera que:
Para asegurar una absorción eficiente y suficiente de agua por parte de los cultivos es importante que sus raíces estén bien distribuidas y puedan penetrar profundamente en el suelo. A medida que el suelo se seca desde la superficie hacia abajo, las raíces en las capas más profundas tienden a compensar esa diferencia aumentando en número. Cuando el agua del suelo entra en contacto con la superficie de una raíz o de una barba absorbente se mueve a través de la raíz hacia el xilema el cual contiene estrechos canales de comunicación que se extienden a través de los tallos hacia las hojas. Al llegar a las hojas el agua pasa del xilema a las células foliares donde se evapora a los espacios de aire de las hojas (p. 53).
Estos espacios están saturados con vapor de agua y están conectados al
externo, normalmente más seco, por medio de pequeñas aperturas de las hojas
llamadas estomas. Durante el día las estomas se abren lo que permite que el bióxido
de carbono entre en las hojas. La luz solar es utilizada para producir azúcares en la
planta: es el proceso conocido como fotosíntesis; parte de los azúcares son usados
para producir energía en el proceso conocido como respiración y otra parte es
convertida en sustancias que forman los distintos órganos de las plantas.
La fotosíntesis ocurre solamente durante las horas de luz mientras que la
respiración ocurre en todo momento. Cuando las estomas se abren para permitir la
entrada del bióxido de carbono el vapor de agua escapa hacia el aire más seco en el
exterior. Para que ocurra la transpiración debe haber un continuo abastecimiento y
movimiento de agua del suelo a la planta y a la atmósfera. La fuerza responsable por
este movimiento es la misma de la evaporación y puede ser simplemente indicada
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como la tendencia del agua a moverse, tanto en forma de líquido como de vapor,
desde el punto en que es más abundante hacia el punto en que es menos abundante.
En el proceso de transpiración el vapor de agua se mueve desde una parte muy
húmeda (o sea con alto contenido de vapor de agua) de espacios de aire dentro de la
hoja hacia la atmósfera exterior más seca donde la concentración de vapor de agua es
más baja.
El movimiento del vapor de agua fuera de las hojas crea una succión (o
«tiraje») sobre el agua de las células foliares, el xilema, las raíces y el suelo, por lo
que el agua entra en las raíces y asciende por el xilema hasta las hojas para
reemplazar el agua que sido perdida por las hojas. Además, en el proceso de succión
que genera la transpiración que causa la entrada del agua del suelo a las raíces, hay
otra fuerza que atrae el agua dentro de las raíces conocida como ósmosis. En el caso
de la ósmosis el agua se mueve desde el lugar en que es más pura hacia donde es
menos pura a través de una membrana semipermeable. La membrana semipermeable
tiene una pared muy fina con poros lo suficientemente grandes para permitir el pasaje
del agua a través de las raíces pero no lo suficientemente grandes como para que las
sales disueltas puedan salir de la raíz Black (óp. cit., 1975).
El agua, por lo tanto, pasa del suelo donde es más pura (o sea, contiene pocas
sales disueltas) a través de la superficie de las raíces (una membrana semipermeable)
hacia la raíz donde el agua es menos pura (o sea, contiene más sales disueltas).
5.- TRANSPIRACIÓN Y SU RELACIÓN CON EL
RENDIMIENTO DE LOS CULTIVOS
A pesar de que el agua es parte de la planta, como ya se ha dicho, el consumo
mayor de este elemento no es en la formación de los tejidos vegetales, sino en el
22
proceso de transpiración. Se estima que en la mayoría de
los cultivos el agua evapotranspirada durante su desarrollo representa más del 95%
del consumo de este elemento.
La transpiración de las plantas constituye un importante proceso en su
desarrollo, el cual se puede describir brevemente en la siguiente forma:
El agua almacenada en el suelo, dentro de la zona de exploración de las raíces
de las plantas, penetra a éstas por los pelillos absorbentes de la raíz, debido a
diferencia del potencial hídrico o diferencia de presión, la cual generalmente es
mayor en el suelo que en la planta. Posteriormente, se mueve por el xilema de la
planta, también por diferencia de potencial, hasta llegar a las hojas y sale por las
estomas (pequeños orificios que abundan principalmente en el envés), de donde se
evapora por efecto de la energía radiante. Parte del agua almacenada en el suelo, se
evapora directamente de éste, principalmente cuando la cubierta vegetal no lo cubre
en su totalidad, por esta razón se dice que los cultivos evapotranspiran.
La cantidad de agua que evapotranspira un cultivo depende de varios factores,
como se explicará con más detalle en el siguiente capítulo; sin embargo, se puede
adelantar que el flujo de agua del suelo a la atmósfera depende de la demanda, que
por una parte establecen los factores atmosféricos, como son la radiación solar, la
temperatura del aire, su contenido de vapor de agua y la velocidad del viento, y por
otra, de la oferta de agua que depende del contenido de humedad en el suelo, de sus
características físicas y de las características morfológicas y fisiológicas de
las plantas.
Es conveniente señalar que cuando la velocidad de salida del agua por las
hojas supera a la de entrada por la raíz, la planta toma agua de sus tejidos y empieza a
mostrar signos de marchitamiento, el cual puede ser irreversible si continúa este
desbalance; sin embargo, como defensa a esta situación adversa, reduce la apertura
estomatal, con lo cual se reduce la velocidad de salida del líquido. Cuando sucede
23
esta situación, se dice que la planta sufre de un déficit de humedad, porque la
demanda de agua supera al abastecimiento.
Black (óp. cit., 1975), dice que:
Se ha visto que hay una íntima relación entre el agua que transpiran las plantas y la cantidad de biomasa que se fotosintetiza. Según una teoría establecida por el profesor Holandés De Wit (1958), la cantidad de bióxido de carbono que entra a la planta depende de la apertura estomatal, de la cual también depende la cantidad de agua que sale de la planta en el proceso de transpiración, de tal manera que hay una relación lineal entre la cantidad de agua transpirada y la biomasa generada; es decir, a más transpiración más producción de biomasa o de materia seca de las plantas (p. 66).
En conclusión, de lo que se ha presentado se deduce que el rendimiento en
materia seca de la mayoría de los cultivos, depende de la cantidad de agua transpirada
y, por lo mismo, se infiere que al presentarse déficit hídricos, los cultivos producirán
menos materia seca; sin embargo, debe hacerse notar que la producción de frutos de
los cultivos no siempre sigue esta relación lineal; es más, la mayoría de las veces se
requiere que el cultivo sufra un cierto nivel de déficit hídrico para que se concentren
los azúcares o almidones y se logre un fruto de mayor peso y calidad.
Por otra parte, es importante diferenciar el efecto del déficit, al presentarse en
diferentes etapas del desarrollo de los cultivos, por lo que amerita un estudio de más
detalle la relación entre déficit hídrico y rendimiento en fruto de las plantas.
La respuesta en el rendimiento de los cultivos, cuando éste se mide en la
producción de frutos, con respecto a las variaciones de la disponibilidad de agua en el
suelo, la mayoría de las veces no es lineal. En efecto, cultivos como el fríjol o el
cártamo, son muy sensibles tanto a déficit como a excesos de humedad en el suelo y
aún cultivos como el maíz, trigo o sorgo, reducen su rendimiento cuando no hay
suficiente agua en el suelo y llegan a la máxima evapotranspiración.
Según Cantero, Bonadeo y Bricchi (1986), refieren que:
24
En muchos experimentos realizados, se ha observado que los rendimientos máximos en fruto se presentan cuando los cultivos tienen un consumo de agua entre un 75% y un 85% de la evapotranspiración máxima. Las razones de la disminución del rendimiento a niveles máximos de evapotranspiración, pueden ser varios, entre los que son de mencionarse: la lixiviación de nutrientes, principalmente nitrógeno, la falta de aereación en la zona radicular, así como un ambiente que favorece el desarrollo de hongos y bacterias que pueden ser perjudiciales a los cultivos y condiciones poco favorables para la concentración de almidones y azúcares que requiere el fruto; no obstante, se carece de una buena hipótesis para fundamentar esta reducción en cantidad y calidad de los frutos (p. 128).
6.- CANTIDAD DE AGUA ABSORBIDA POR LAS PLANTAS
La producción de biomasa por los cultivos se realiza a expensas de la materia
orgánica formada inicialmente por vía fotosintética, mediante las reacciones
metabólicas del vegetal. Por este motivo, la eficiencia global en la producción de
materia orgánica frente al agua transpirada suele ser bastante inferior al valor teórico
calculado en el apartado anterior.
Al agricultor, no le interesa tanto la cantidad de agua que puedan transpirar las
plantas, sino la que tiene que aportar al cultivo para que produzca una buena cosecha.
No toda el agua que el agricultor aporte al cultivo va a ser absorbida y transpirada por
la planta ya que una parte de ella se evaporará directamente desde el suelo y otra se
quedará fuera del alcance de las raíces de las plantas o se perderá por drenaje o
escorrentía. Cuanto mejor sea la técnica de aplicación del agua de riego, menores
serán estas pérdidas, que en cierta medida pueden ser controladas por el agricultor.
Además, al agricultor no le suele interesar toda la biomasa producida por la
planta (no suele estar preocupado por la cantidad de raíces producidas excepto en
algunos cultivos específicos) sino solamente la que puede cosechar, y dentro de ésta
la que tiene valor comercial (grano, por ejemplo, en el caso de cereales). Por este
25
motivo, el significado de la “eficiencia en el uso del agua” es distinto para los
agricultores que para los fisiólogos, aunque es un concepto que se maneja tanto en
agronomía como en fisiología vegetal.
Cantero, Bonadeo y Bricchi (1986), exponen que:
Una planta de maíz que recibiera 8000 m3 de agua / ha (20 riegos de 400 m3/ha cada uno) y que produjera 10 t/ha de grano, 20 t/ha de biomasa aérea (grano + tallos + hojas + restos de inflorescencias) y 4 t/ha de raíces (todo ello expresado en base seca), tendría una eficiencia en el uso del agua respecto a la producción de grano de 1,25 gramos por litro de agua recibido, de 2,5 respecto a la producción aérea y de 3,0 respecto a la biomasa total (p. 129).
Dicho de otra forma, para producir 1 kg de biomasa global en el trigo
(expresada en materia seca) se necesitarían unos 450 litros de agua, mientras que para
el maíz se necesitarían solamente 333 litros. Estos datos indican claramente que no
todos los cultivos son igualmente eficientes respecto al uso del agua, aunque también
hay que considerar que en el caso del clima mediterráneo, el agua consumida por el
trigo puede provenir de las lluvias de otoño, invierno y primavera, mientras que en el
caso del maíz se trata de agua de riego que hay que suministrar al cultivo durante
parte de la primavera y el verano.
7.- ZONA DE ABSORCIÓN DE AGUA EN LAS PLANTAS
El agua puede ser absorbida prácticamente a través de cualquier superficie
vegetal, pero en el caso de las plantas terrestres la casi totalidad del agua es absorbida
a través de las raíces y solo una pequeña porción mediante los órganos aéreos. El
agua es absorbida fundamentalmente por los pelos radicales y otras zonas de la raíz, y
después su transporte hacia la parte aérea debe realizarse por los tejidos del xilema.
26
El xilema es el tejido más importante en el transporte de agua, está formado
por varios tipos de diferentes de células vivas y no vivas, entre las que puede
señalarse los elementos traqueales, a través de los cuales se realiza prácticamente
todo el transporte del agua, también se encuentran en el xilema las fibras y las células
parenquimáticas vivas.
7.1. ELEMENTOS TRAQUEALES
Black (óp. cit., 1975):
Los elementos traqueales (tráqueas y traqueidas) constituyen el sistema conductor del agua y son las células más directamente relacionadas con el transporte del agua en la planta. Ambas son más o menos alargadas, tienen paredes secundarias lignificadas y están muertas durante su fase funcional. No hay en su interior ningún tipo de citoplasma que impida el paso del líquido, lo cual facilita el transporte eficaz del agua en cantidades relativamente grandes. Las paredes apicales están perforadas, características típicas tanto de las células de las tráqueas como de las traqueidas. En los vasos más evolucionados las paredes de los extremos pueden faltar totalmente, con lo cual no queda ningún obstáculo que se oponga al paso del agua a través de la célula (p. 113).
Si tomamos un gran número de células traqueales y las empalmamos por sus
extremos, obtendremos una larga estructura en forma de tubo. Esta es exactamente la
disposición que reencuentran en las células que forman los vasos, unidas entre sí por
sus paredes terminales, y forman lo que se llama un vaso o conducto xilemático. Los
vasos del tejido del xilema forman una red de conductos que se extienden por todas
las regiones de la planta, y llevan a todas las células vivas un suministro de agua
fácilmente accesible, siendo de importancia primordial para la planta, no solamente
para mantener su turgencia, sino también para el transporte de otras sustancias (por
ejemplo los elementos minerales) que pueden ser llevadas de una a otra célula por el
movimiento de agua.
El conjunto de los vasos es la vía principal por la cual el agua es transportada
en las angiospermas. Sin embargo no existen vasos en las coníferas, y en este grupo
27
son las traqueidas las que constituyen la vía principal de circulación del agua. Estas
traqueidas son largas células fusiformes, provistas de paredes terminales inclinadas en
ángulo agudo y perforado. Estas paredes terminales de las traqueidas se superponen,
y constituyen así una vía continua para el movimiento del agua. Claro está que el
moviendo del agua en un grupo de traqueidas es mucho menos directo y encuentra
una resistencia mucho mayor que en un sistema de tráqueas.
Aunque las tráqueas y las traqueidas estén orientadas en la planta en dirección
vertical y el movimiento de agua tenga lugar de modo predominante en esta
dirección, también existe un cierto movimiento lateral. Las paredes laterales de las
tráqueas y traqueidas están perforadas en numerosas punteaduras, poros a través de
los cuales puede pasar el agua.
7.2. ABSORCIÓN DE AGUA POR LAS RAÍCES
Prácticamente las plantas realizan toda la absorción de agua a través del
sistema radical y principalmente por la región de las raíces donde se encuentran los
pelos absorbentes. El agua que penetra por los pelos absorbentes y otras células de la
epidermis de la raíz, lo hace por efecto de un gradiente de presión de difusión.
Regularmente el déficit de presión de difusión de las células de las raíces es superior
que el de la disolución del suelo, por lo cual el agua penetra en las raíces procedentes
del suelo. En la medida que aumenta la concentración de solutos de las células o
disminuya la presión de turgencia, se incrementará el déficit de presión de difusión
celular y como resultado de ello aumentará la absorción de agua.
Black (óp. cit., 1975), considera que:
Podemos afirmar que la mayor parte de la absorción del agua tiene lugar por medio de un mecanismo osmótico (absorción pasiva). Sin embargo, algunos investigadores estiman que puede existir cierta absorción activa, no osmótica, parta la cual se requiere un gasto de energía metabólica; tanto es así que las teorías que explican la absorción de agua suelen
28
denominarse teorías de absorción pasiva y teorías de absorción activa (p. 115).
Figura 5. Absorción y Transporte de Agua en las Plantas
8.- ABSORCIÓN DE AGUA DURANTE EL CICLO DEL
CULTIVO
Durante el ciclo de vida los cultivos necesitan agua para sobrevivir y producir.
Los cultivos tienen diferentes necesidades de agua. La cantidad de agua disponible
para los cultivos depende en la cantidad de precipitación y la capacidad del suelo para
retener la humedad. La mayoría de los agricultores dependen de la lluvia para regar
sus cultivos. No tiene forma alguna de controlar el factor agua. En tal caso, la
cantidad de precipitación, la distribución durante el año, y la capacidad del suelo para
retenerla, determinará cuáles son los cultivos que van a producir con éxito y también,
cuál será la época del año en que se les puede plantar.
Los agricultores que tienen un sistema de irrigación pueden controlar la
cantidad de humedad del suelo. También pueden plantar en cualquier época del año si
29
los factores climáticos lo permiten. Es importante que el agricultor sepa los períodos
cuando los cultivos necesitan más agua. Por lo general, los cultivos necesitarán agua
durante los siguientes períodos de desarrollo:
a) Germinación
b) La fase de florecimiento
c) Formación del grano
d) Formación del tubérculo
e) Formación del fruto
8.1. REQUISITOS DE AGUA EN LOS CULTIVOS
El agua es el componente principal de los tejidos (vivientes). Los cultivos que
se siembran en la unidad de producción no son la excepción. El agua tiene que ver
con la transferencia de nutrientes del suelo en la raíz a través de la planta. Provee
hidrógeno un componente de materiales orgánicos que se forma durante la
fotosíntesis. También la transpiración de agua refresca la planta en condiciones de
temperaturas altas.
Bear (óp. cit., 1969), indica que:
Históricamente, el rendimiento se reduce drásticamente más durante una sequía que cuando hay bastante agua. Esto desanima a los agricultores que trabajan en un clima extremadamente cálido, porque sus cultivos generalmente transpiran más que los de climas húmedos. El resultado es que las plantas donde el agua es cara y escasa, las plantas necesitan más agua para producir cierto rendimiento que los de un área donde hay abundante agua. La lluvia tiene más valor cuando se precipita durante el crecimiento de los cultivos. El período crítico en donde los cultivos necesitan antes y después del florecimiento. En el maíz, por ejemplo, si llueve diez días después del espigamiento y madurez del maíz habrá un efecto dominante en el rendimiento. La época en que la siembra tiene una mayor necesidad de agua es cuando empieza a reproducirse (p. 96).
Otros factores que afectan para que la siembra haga un buen uso del agua son:
fertilidad del suelo, enfermedades y daño de insectos. Las plantas que crecen en un
30
suelo fértil utilizan más agua que las de suelos estériles por el motivo que producen
más. En otras palabras hacen mejor uso del agua que reciben por unidad de
producción.
No todas las siembras necesitan la misma cantidad de agua. Este requisito es
el factor determinante más poderoso en conocer qué tipo de cultivo se adapta mejor a
la tierra y al clima. En otras palabras mientras más profundas las raíces de la siembra,
mayor es la necesidad por agua. Por ejemplo, el maíz necesita la mitad de agua que
necesita el frijol de soya, para producir la misma cantidad de materia seca.
8.2. ¿ES LA LLUVIA SUFICIENTE PARA LOS CULTIVOS?
Según Bear (óp. cit., 1969):
Muchos agricultores sembrarán sus cultivos sólo con el agua de la lluvia con excepción de algunos que tienen sistemas de riego durante un corto período. Con una época de lluvia irregular es difícil planificar las necesidades de riego para la siembra. Lo único que los agricultores esperan es que llueva para que su siembra sobreviva y produzca por lo menos lo suficiente para alimentar a su familia. Esto no quiere decir que el agricultor no puede hacer algo con un buen manejo del suelo para incrementar la disponibilidad de agua para su siembra. La regla principal para aumentar la disponibilidad de agua es el aprender cómo obtener el máximo beneficio de la precipitación pluvial. A continuación, se presentan tres cosas básicas que un agricultor puede hacer para aumentar la cantidad de agua disponible para sus cultivos (p. 100).
a) Aumentar la frecuencia con la que el agua entra en la tierra, reduciendo así
el lavado del agua. No importa la cantidad de precipitación pluvial si no cuánta agua
retiene el suelo. Si es posible hay que evitar la fuerza de caída pluvial la que muchas
veces separa las partículas del suelo. Esto requerirá que se dejen los residuos de la
siembra anterior en la superficie del suelo.
b) A través de un uso correcto de los fertilizantes, operaciones oportunas, y
otras prácticas de producción se puede producir más por cada centímetro de agua que
use el cultivo. Siembre el cultivo a través de la cuesta o en la curva de nivel. La
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preparación normal de la tierra (cama de siembra, planta y cultivo) van a dejar surcos
que van a retener el agua y van a reducir la pérdida.
c) Un temprano y apropiado control de maleza previene que exista
competencia por agua entre la maleza y la siembra. Labre y controle la maleza y
rompa la corteza que se forma después de la lluvia. La labranza no durará mucho pero
aumentará la frecuencia con que entrará el agua en la primera precipitación pluvial.
El uso de filas angostas bajo ciertas condiciones contribuye a una manera más
eficaz de usar el agua. Las filas angostas, la población excesiva, y la extensa área de
hojas, cubren el suelo y reduce la evaporación; cuando las hojas se exponen al sol, la
pérdida de hojas aumenta. Un toldo ayuda a que el agua se desplace por las plantas,
contribuyendo así a un mejor rendimiento de cultivo en vez de la pérdida de agua por
evaporación.
9.- PERIODOS CRÍTICOS DE CONSUMO DE AGUA
Bear (óp. cit., 1969), considera que el periodo crítico de demanda de agua
para todos los cultivos de referencia en términos de ambos el uso máximo y el efecto
sobre los rendimientos ocurre desde el periodo de la floración hasta la etapa de los
granos de masa suave. En condiciones de humedad baja y calor intenso, el uso de
agua total (la evaporación por el suelo y la transpiración por las plantas) puede subir a
9-10 mm diarios durante la floración y el llenado del grano.
9.1. CÓMO MEJORAR LA EFICIENCIA DEL USO DE AGUA
En los lugares de estaciones pluviales cortas, el uso de las variedades de
maduración precoz es una práctica valiosa. Las fechas de las sembraduras se deben
calcular para que los períodos más probables de carencia de agua no coincidan con
las etapas críticas del crecimiento del cultivo, como la polinización. En los lugares
32
que tienen estaciones pluviales de un largo adecuado, pero con períodos de carencia
de agua, algunos servicios de extensión recomiendan la sembradura de dos o más
variedades con diferentes maduraciones para evitar el riesgo de una falla completa de
los cultivos.
En colinas, las medidas de conservación del suelo, como los terraplenos, o los
sistemas de zanjas y lomas definitivamente mejoran la retención de agua además de
reducir la pérdida de tierras. El control de malezas ambos durante el cultivo y entre
cultivos aminora el uso de agua. En las áreas semi-áridas, se debe evitar el arado
profundo si el sub-suelo es húmedo. El uso de abonos aumenta la eficiencia del uso
de agua porque fomenta sistemas radicales más profundos. A pesar de esto, los
cultivos no pueden utilizar tanto abono (especialmente el N) cuando el agua es un
factor limitante.
Las poblaciones óptimas de plantas por lo general, son más bajas en
condiciones de poca lluvia y con la probabilidad de la carencia de agua. La cobertura
del suelo con una capa de 5.0-7.5 cm de residuos de cultivos puede aumentar los
rendimientos significativamente en las áreas más secas.
10.- RENDIMIENTO DEL CULTIVO RESPECTO A LA
SUPLENCIA DE AGUA
El efecto de la carencia de agua sobre los rendimientos: Los cultivos con
frecuencia pueden sobrevivir los efectos de la carencia de agua que ocurre temprano
en el ciclo de crecimiento, pero los rendimientos pueden aminorarse mucho si ocurre
durante la floración y el llenado del grano. En el caso del maíz uno o dos días de
marchitez durante el periodo de la formación de borlas puede bajar los rendimientos
hasta 22 por ciento, y seis a ocho días de marchitez acorta los rendimientos por 50 por
ciento.
33
10.1. LOS SÍNTOMAS DE LA CARENCIA DE AGUA
• El maíz, el sorgo, y el mijo comienzan a enrollar sus hadas a lo largo, y las
plantas se ponen de un color azul-verdoso. Las hojas inferiores con frecuencia se
secan y se mueren. (Esto se llama "la quemadura" y en actualidad es una deficiencia
de nitrógeno causada por la sequía.)
• Los cultivos leguminosos también cogen un color azul-verdoso y las hojas se
marchitan a medida que la carencia aumenta. También puede ocurrir la "quemadura".
Los factores que influyen la probabilidad de la carencia de agua, son los
siguientes:
• La modalidad y la cantidad de las lluvias.
• La configuración del suelo: Esto tiene una gran influencia sobre la capacidad
de retención de agua del suelo. Las margas y los suelos arcillosos pueden retener el
doble de agua por pie de profundidad que los suelos arenosos.
• La profundidad del suelo: Los suelos profundos pueden absorber más agua
que los superficiales y permiten sistemas radicales de más profundidad.
• El declive del suelo: Mucha agua se puede perder por el desagüe de suelos
con mucho declive.
• La temperatura, la humedad, y el viento: La tasa del uso de humedad del
cultivo y las pérdidas de agua por medio de la evaporación del suelo aumentan a
medida que suben las temperaturas y los vientos.
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CONCLUSIONES
La producción de cultivos persigue la cosecha de una parte de la biomasa total
producida durante el ciclo de crecimiento. Dicha biomasa es el resultado final de la
captura de recursos (CO2, agua y nutrientes) por parte de las plantas, la cual tiene
como principal fuerza motriz a la radiación solar a través de su participación en los
procesos de fotosíntesis y transpiración. En condiciones normales de producción,
todos los cultivos se ven expuestos en algún momento de su ciclo a condiciones de
demanda atmosférica que normalmente determinan una absorción de agua
insuficiente para compensar las pérdidas por transpiración, dando lugar a deficiencias
hídricas.
La demanda atmosférica es inherente a cada ambiente y se caracteriza a través
de la evapotranspiración potencial (ETO). La principal fuerza motriz de la demanda
es la cantidad de radiación solar que alcanza la superficie terrestre, fuente de la
energía necesaria para promover el cambio de estado del agua de líquido (en el suelo
y las plantas) a gaseoso (en la atmósfera). Factores como el viento y la humedad del
aire también condicionan este cambio de estado. La ETO puede ser (i) medida a partir
de lisímetros, en los cuales se utilizan cultivos de referencia como alfalfa o pasturas,
o (ii) estimada con tanques de evaporación o a partir de datos meteorológicos. La
ETO medida en lisímetros está disponible sólo en pocas localidades, por lo cual
habitualmente debe ser estimada.
En condiciones de buena provisión hídrica, el consumo de agua por parte de
los cultivos (ETC) se encuentra fuertemente relacionado con su cobertura,
representada por el IAF. Este consumo reconoce dos fracciones, la transpiración
desde las plantas (T) y la evaporación desde el suelo (ES). La proporción
correspondiente a cada una varía con el IAF y con el contenido de humedad del
horizonte superficial. Consecuentemente, la mayor parte de la ES registrada a lo largo
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del ciclo de un cultivo tiene lugar durante las primeras etapas del mismo y está
asociada con la baja cobertura del suelo.
Lo opuesto ocurre con la componente transpiratoria. La relación entre la ETC
y la ETO representa el coeficiente de cultivo o KC, que adquiere valores cercanos o
superiores a 1 durante las etapas de máxima cobertura del suelo. En la mayoría de las
especies de interés, estas etapas suelen coincidir con los períodos más asociados a la
determinación del rendimiento.
La oferta de agua para los cultivos varía fuertemente entre ambientes, en
función de la cantidad de precipitaciones propia de cada sitio y su distribución a lo
largo del año. Este aspecto, en combinación con el tipo de suelo, condiciona el tipo de
cultivo a realizar en condiciones de secano. La habilidad de un cultivo para crecer y
producir un rendimiento cosechable en áreas sujetas a sequías periódicas reconoce
dos grandes estrategias, el escape al déficit o la tolerancia al mismo. Sin duda, uno de
los aspectos más importantes para el éxito de un cultivo en un ambiente con
deficiencias hídricas es la adecuación de su ciclo a los cambios temporales de
disponibilidad hídrica, especialmente la ubicación de sus períodos críticos para la
determinación del rendimiento fuera de los momentos de mayor estrés.
Así, una de las formas de escape se basa en un rápido desarrollo fenológico,
que le permite a la especie cumplir su ciclo en períodos con condiciones hídricas
favorables para el crecimiento. Esta estrategia es importante en ambientes con sequías
terminales, que tienen lugar a continuación de un período de crecimiento más o
menos prolongado, durante el cual la disponibilidad hídrica es siempre adecuada.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Doorenbos, J., W Pruitt (1976). Las necesidades de agua de los cultivos. FAO. Riego y Drenaje N˚ 24., Roma–Italia, 194 p.
Arens, P. y Etchevehere, P.H. (1976). Normas de reconocimiento de suelos, Instituto de suelos y Agrotécnica, INTA, Bs. As.
Bear, F.E. (1969). Los suelos en relación con el crecimiento de los cultivos, Ed. Omega, Barcelona.
Black, C.A. (1975). Relaciones suelo-planta tomos I y II, Ed. Hemisferio Sur, Argentina.
Cantero, G., Alberto, Bonadeo, E. y E. Bricchi (1986). Relaciones del sistema suelo - planta. Primera parte. Material didáctico del curso Relación suelo planta, Universidad de Río Cuarto.
