Manejo del Riego
Patricio A. Sandaña,Ing. Agr., M.Sc.,Dr.
INIA Remehue
ESTRATEGIAS DE RIEGO EN PAPA PARA LA ZONA SUR DE CHILE
1. Sistemas productivos y disponibilidad hídrica
En la zona centro sur del país (VIIIa a Xa regiónes), dependiendo del objetivo de producción, se pueden encontrar cultivos de papa plantados entre Agosto y Noviembre. Plantaciones en agosto tienen como objetivo producir “papa temprana”, para esto el cultivo se cosecha antes de alcanzar su madurez fisiológica (noviembre). Plantaciones en octubre y noviembre tienen como objetivo producir “papa de guarda” y en este caso el cultivo alcanza su madurez fisiológica. Por otro lado, en sistemas de producción de semilla, el cultivo es terminado antes de su madurez. Todos estos sistemas productivos implican distintos largos ciclo de cultivo, por lo tanto, los cultivos son sometidos a diferentes condiciones ambientales, lo cual incide directamente en el balanse hídrico de la temporada, producto de la variación en las precipitaciones y en la atmosférica de agua (Figura 1). Los sistemas productivos de papa se desarrollan comúnmente en condiciones de secano y, por lo tanto, desarrollan diferentes grados de déficit hídrico, debido a que crece en el periodo primavera-verano, cuando la intensidad y frecuencia de precipitaciones disminuye y la se incrementa (Fig. 1). Es por esta razón que cultivos de “papa de guarda”, en condiciones de secano, no alcanzan el potencial de rendimiento del cultivo (90-100 toneladas/ha).
La fecha de plantación incide en la probabilidad de riesgo de estrés hídrico. Cultivos de papa plantados temprano (Septiembre) o con un período vegetativo más corto tienen una mayor cantidad de agua disponible para su (el agua que se almacenó en el suelo durante el invierno y las lluvias primaverales). Al contrario, plantaciones tardías (Noviembre) expondran al cultivo a condiciones de sequía, dado que las probabilidades de precipitaciones disminuyen notoriamente (en frecuencia y cantidad) y gran parte del agua del suelo se ha evapotranspirado (desde el final de la primavera hasta el el verano). Estos períodos de escasez hídrica se centran desde finales de noviembre hasta marzo para las condiciones de las regiones IXa y Xa . La escasez de agua, en forma especial en los períodos fenológicos sensibles, redundará en disminución de los rendimientos y afectará la calidad del producto a cosechar, en forma especial en la distribución de los calibres de los tubérculos.
Figura 1. Precipitación mensual y de referencia (ET0) de INIA-Remehue durante la temporada 2013-2014. Se indican los momentos de plantación (Pl), emergncia (Em) y cosecha (Co) de tres sistemas de producción de papa (temprana, semilla y guarda).
El ciclo del cultivo de papa en el sur de Chile puede fluctuar desde emergencia a madurez fisiológica entre los 90-120 días o 700-950°C día. Durante el este periodo, el cultivo pasa por diferentes fases de . En la fase inicial desde la emergencia a floración el cultivo incrementa rápidamente su área foliar (sin deficiencias nutricionales) para cubrir toda la superficie del suelo (95%) (Fig. 2). Durante este periodo se han determinado el número de tallos y se ha iniciado el proceso de tuberización, los cuales definen el número potencial de tubérculos por metro cuadrado que se van a establacer. Por otro lado, el inicio de la tuberización da inicio a la fase de llenado de tubérculos, la cual se mantiene hasta maduréz fisiológica (Fig. 2). Por lo tanto, dependiendo del momento e intensidad, el déficit hídrico afectará de manera distintas los componentes del rendimiento (número y el peso promedio de los tubérculos). Por ejemplo, en la zona central el déficit se presenta desde la emergencia hasta madurez, por lotanto se afecta el del follaje y ambos componentes del rendimiento son afectados negativamente. Mientras que en el sur de Chile el déficit se presenta principalmente durante el llenado de tubérculos. En esta fase, el déficit hídríco acelera la pérdida de área foliar (Fig. 2) acortando el ciclo del cultivo hasta en 15-20 días despendiendo del grado de estrés. Sin embargo, en algunas localidades del sur de Chile (Cañete y el Carmen, Región del Bío Bío), los cultivos de papa en secano tapoco alcanzan su máximo foliar debido al déficit hídrico entre emergencia y floración. En estos casos el ciclo de cultivo se reduce hasta en 30 días.
Fig. 2. Modelo conceptual del ciclo del cultivo de papa con sus principales fases de (panel inferior) y el dasarrollo de bobertura foliar en condiciones de riego y secano (panel superior).
La importancia del riego en el cultivo de papa se muestra en los datos obtenidos en un reciente experimento de riego por goteo realizado en la localidad de Cañete durante la temporada 2014-2015 (Fig. 3 y Fotografía 1). Los tratamientos consistieron en 4 niveles de riego (0, 315, 340 y 644 mm de agua total aplicados). El rendimiento comercial en el tratamiento secano fue de 15.9 t/ha. Se observó una marcada respuesta al riego tanto en rendimiento total como comercial. En ambos casos el máximo rendimiento se logró con la aplicación de 340 mm de agua (Fig. 3a) con un rendimiento comercial de 69.7 t/ha, lo cual equivale 4 veces el rendimiento alcanzado en condiciones de secano. El efecto del riego se observó en un notorio incremento en tanto en número como peso promedio de tubérculos de la categoría consumo (Fig. 3b y c). El peso promedio de tubérculos consumo bajo riego fue de 307 g/tubérculo. Por otro lado, en general no se observó un incremento en la producción de semilla por efecto del riego. Es de esperar que los rendimientos máximos podrían ser mayores (ej.: 80-100 t/ha) en la medida que los tratamiento de riego se inicien desde la emergencia del cultivo, según el balance hídrico entre las precipitaciones y el contenido de agua del suelo.
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Fig. 3. Rendimiento (a), número de tubérculos (b) y peso promedio de tubérculos (c) en papa semilla y consumo (sobre calibre) en el experimento de riego por goteo en la variedad Patagonia-INIA realizado en Cañete 2014-15.
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Fotografía 1. Rendimiento de papa en secano (izquierda) y bajo riego (derecha, 340 mm) en experimento de riego por goteo en la variedad Patagonia-INIA realizado en Cañete 2014-15. (foto: Patricio Sandaña)
Al analizar los rendimientos del cultivar Patagonia-INIA, en respuesta a diferentes niveles de riego por cinta en distintos experimentos realizados en El Carmen, Cañete y Osorno desde el 2013 (Fig. 4). Se ha observado que el 100% del rendimiento comercial se alcanza con niveles de riego que fluctúan entre los 350-450 mm de agua por temporada (Fig. 4a). Este umbral de riego se determinó en base a experimentos realizados en ambientes contrastantes en pluviometría (El Carmen vs. Osorno) con niveles de rendimiento en secano que fluctuaron entre 16 y 70 toneladas/ha (de rendimiento comercial) y con respuestas del rendimiento que fluctuaron entre 58 y 117 toneladas/ha de rendimiento comercial (Fig. 4b).
Fig. 4. Porcentaje de rendimiento comercial alcanzado (a) y rendimiento comercial (b) del cultivar Patagonia-INIA en respuesta a diferentes niveles de riego por cinta en distintos experimentos realizados en El CArmen, Cañete y Osorno con el cultivar Patagonia-INIA.
2. El agua por el suelo
El suelo está constituido por dos componentes principales, una fracción sólida (material mineral y orgánico) y una fracción porosa, la cual está normalmente llena de aire y agua. Por lo tanto, cada suelo, dependiendo de sus características físicas, es capaz de contener más o menos agua en su espacio poroso; es así como suelos arenosos contienen una menor cantidad de agua útil en comparación a suelos arcillosos. El agua útil de un suelo corresponde a la diferencia entre el agua contenida en el suelo en (CDC) y (PMP). En el Cuadro 1 se muestra los valores de retención de agua (capacidad de almacenaje de agua o agua útil), en términos porcentuales y volumétricos, de algunas series de suelo del sur de Chile en los cuales se cultiva papa. Estos valores sirven como referencia para el manejo del riego en el cultivo de papa. Por ejemplo, en la serie de suelo Arana la capacidad de retención de agua útil en el perfil de 53 cm es de 114 mm de agua, mientras que en la serie Freire a 69 cm de profundidad la capacidad es de 170 mm. La profundidad de suelo es un factor importante a considerar en la estrategia de riego de los cultivos.
Cuadro 1 Contenido de agua (gravimétrica) a capacidad de campo (CDC) y (PMP). Densidad aparente (Da) y agua retenida según profundidad de suelo en distintas series de suelos de la IXa y Xa regiones.
La retención de agua es volumétrica, por lo tanto depende de la profundidad de suelo considerada. Sin embargo, a pesar de que el suelo sea capaz de retener, por ejemplo 280 mm de agua por metro cúbico, el agua que realmente interesa es aquella contenida en la profundidad de suelo que las raíces puedan explorar. En este sentido, el cultivo de la papa es de arraigamiento poco profundo, generalmente no superior a los 50 cm por lo cual, el agua disponible para abastecer su es escasa. En este mismo ejemplo, el agua disponible alcanzaría sólo a 112 mm. Este concepto, en conjunto con la tasa de , determina la frecuencia de riego y, a modo comparativo, se observa que un cultivo de papa debe regarse con mayor frecuencia, y con menores volúmenes, por ejemplo, que un cultivo de alfalfa, especie que posee una profundidad de raíces mucho mayor.
4. Concepto de umbral crítico
Adicionalmente, no toda el agua retenida y disponible (diferencia entre CDC y PMP) es igualmente disponible para las plantas. Los cultivos, en la medida que el agua del suelo está siendo extraída y se agota, requieren de un gasto energético creciente a objeto de mantener la evapotranspirativa. Este gasto energético, cuando se hace limitante para el rendimiento, está relacionado con un nivel de agua en el suelo. El concepto se denomina “umbral crítico” y generalmente es un porcentaje del agua disponible total. En el caso del cultivo de papa, este umbral es de aproximadamente un 30% a un 40% de la diferencia entre CDC y PMP. Esto implica que la papa es un cultivo sensible al déficit hídrico y, en el caso del ejemplo anterior, la humedad de suelo debe reponerse cuando se han gastado unos 33,6 a 44,8 mm de agua (30 a 40% de 112 mm). Si la reposición de agua se hace después de atravesar dicho umbral crítico, los rendimientos se verán afectados.
El período fenológico de menos sensibilidad al déficit hídrico corresponde al de maduración, por lo tanto si es que existe un abastecimiento limitado de agua, durante este período las aplicaciones de agua podrían ser restringidas sin afectar en forma tan significativa los rendimientos.
5. Relaciones contenido de agua y estatus energético del agua en el suelo
El agua consumida por los cultivos es aportada desde el agua almacenada en el suelo proveniente de las lluvias o el riego artificial. Esta agua es transportada desde el suelo a las hojas, donde es finalmente transpirada, usando como vía de transporte la diferencia de energía que tiene el agua en el suelo y aquella en la atmósfera. En general, existe una relación entre la cantidad de agua que existe en el suelo y la energía que dicha agua tiene. Esta relación es conocida como curva característica del agua en el suelo y depende de factores intrínsecos del suelo como la textura, tipo de arcillas y contenido salino, entre otros.
Los conceptos de Capacidad de Campo y Punto de Marchitez Permanente, entonces, se asocian a valores de energía o tensión, dado que el agua en el suelo entre dichos valores está retenida en contra de la fuerza de la gravedad. Estos conceptos son de gran relevancia para el manejo del riego de un cultivo tan sensible como la papa, principalmente por que el contenido de aire en el suelo está intrínsecamente unido al contenido de agua de éste, al ocupar ambos el mismo espacio poroso. En la medida que el suelo tiene menor contenido de humedad, hay más aire disponible, y a la inversa, cuanto más agua tenga el suelo, el aire disponible se reduce lo que puede producir condiciones de asfixia radicular. Por otra parte, el agua retenida en el suelo se mueve por diferencia entre estos valores de energía y la energía que tiene el agua en el interior de las hojas y, a su vez, de la energía del agua en la atmósfera. Esto produce que en aquellos días nublados, con alta humedad ambiental, el consumo de agua sea menor que en aquellos días soleados, de alta radiación y altas temperaturas.
Entonces, lo importante en el riego, es entender que el agua del suelo está retenida en contra de la gravedad, y tiene una energía reflejada como tensión de succión. Las diferencias de energía con el agua contenida en las hojas y con la atmósfera producen su movimiento y consumo. En la medida que el agua es consumida, la energía del agua remanente en el suelo se hace más pequeña, y la diferencia de energía con el agua en el interior de las hojas se hace menor, lo que produce menor velocidad de abastecimiento desde el suelo a las hojas. Cuando esta energía del agua en el suelo llega a un valor crítico, el cultivo se resiente por falta de abastecimiento de agua, la temperatura foliar se incrementa y los rendimientos pueden verse afectados. Esto es lo que se conoce como Umbral de riego, concepto anteriormente descrito.
6. Demanda de agua por el Cultivo
La de agua por el cultivo de la papa depende de varios factores. En primer lugar está influida por el ambiente o las condiciones climáticas. En este sentido, un cultivo de papa en el sector de Angol, presenta una de agua superior a uno de la zona de Freire y, a su vez, también superior a uno ubicado en el sector costero de la región, o a algunas zonas de la Xa Región.
La global de agua está gobernada en términos climáticos, por la Evapotranspiración Potencial de la zona (ETP). La ETo corresponde a la de un cultivo de referencia (generalmente una pradera de unos 10 cm de alto, bien regada) y es la fracción de la ETP que interesa desde el punto de vista del manejo del riego.
En segundo lugar, el estado de juega un rol fundamental en la de agua por un cultivo. En la medida que un cultivo se desarrolla y crece, la de agua aumenta, comenzando desde valores muy pequeños hasta alcanzar valores cercanos o incluso superiores a la ETo. Esto se denomina Evapotranspiración de cultivo (ETc) y la relación entre ETc y ETo, para cada período fenológico, está dada por el coeficiente de cultivo (kc). Por lo tanto:
ETc = ETo * kc
La obtención de ETo se realiza mediante distintos procedimientos. En primer lugar, se puede utilizar una bandeja de evaporación Clase A (Figura 2) y, mediante un coeficiente de bandeja (entre 0,7 y 0,8) obtener directamente a partir de mediciones de evaporación de agua. Otro mecanismo es utilizar una estación metereológica automática y, a través de fórmulas empíricas como Penmann-Monteith u otras que utilizan registros agrometereológicos (radiación solar, temperaturas, viento, humedad relativa) determinarla diariamente o incluso cada hora (Figura 3).
Figura 2. Vista de un evaporímetro de bandeja Clase A usado para estimar ETo
El valor de kc representa la relación entre ETc/ETo y, en general, a pesar de que muestra variación en términos regionales, es posible utilizar valores de la literatura. El cuadro 2 muestra algunos valores de este coeficiente para el cultivo de la papa en la IX Región.[1]
Cuadro 2. Valores de kc para el cultivo de la papa en la IX región.
[1] Jerez y otros, 1995. Manual de Riego para el Sur de Chile
Figura 3. Estación agrometereológica automática, la que apropiadamente usada, puede estimar de cultivos.
Este coeficiente es dependiente de la fenología del cultivo. Un cultivo que se desarrolla en 100 días, tendrá una distribución de coeficientes diferente que uno que se desarrolle en 140 o 160 días.
La de agua entonces varía a lo largo de la estación de del cultivo, desde valores muy bajos al inicio del período de , hasta alcanzar un máximo en el período de máximo vegetativo y luego disminuye hacia el período de maduración.
La de agua a nivel de las regiones del sur de Chile (IXa y Xa) por este cultivo es variable, pudiendo alcanzar valores de 450 a 550 mm para la temporada. El riego suplementa aquella que no es suplida por la precipitación efectiva que ocurre durante la estación de .
7. Determinación del momento de riego
La determinación del momento de riego es uno de los aspectos más complejos del manejo del riego dado que se debería conocer, por un lado la del cultivo y, por otro, la precipitación efectiva y, por último, el estado hídrico del suelo. Estos tres aspectos en su conjunto son indispensables al querer manejar apropiadamente el riego de este cultivo.
La del cultivo es posible estimarla, entre otros métodos, a partir de la lectura de la evaporación diaria desde una bandeja de evaporación Clase A (Figura 2).
El procedimiento para utilizar la información de bandeja es el siguiente: se debe generar un registro de la información diaria colectada desde la bandeja, y combinarla con antecedentes de coeficiente de cultivo asociado al periodo fenológico, caracterización físico-hídrica del suelo, umbral crítico de riego y precipitación efectiva.
Se observa que cada día se descuenta la producida, del agua disponible del suelo, hasta que se alcanza el valor umbral determinado, donde debe regarse con un volumen similar al perdido, más lo requerido adicional por concepto de eficiencia del método de riego utilizado.
En el caso de lluvias, cuando son mayores a los 15 mm, deben considerarse en el balance general, agregando agua al suelo en forma proporcional al excedente sobre los 15 mm. De esta forma, al registrarse precipitaciones, los riegos se realizarán más espaciadamente y al no haberlas, más seguido.
Una forma más directa y precisa de estimar el momento de realizar el riego es realizar un monitoreo del estado hídrico del suelo. Como se mencionó anteriormente, el contenido de humedad del suelo se corresponde con un estatus de succión del agua en el suelo, o presión negativa. Esta presión negativa o succión es diferente, para cada nivel de humedad, en cada suelo y puede ser registrada por un tensiómetro u otros instrumentos como Watermarks® que miden la tensión del agua en el suelo (Figura 4).
Figura 4. Tensiómetro y Watermarks®, equipos que permiten medir la tensión del agua en el suelo.
Con apropiada calibración, es posible leer en dichos instrumentos, instalados en la zona de raíces del cultivo, valores críticos de succión o tensión del agua en el suelo y decidir el momento del riego. Dichos valores críticos van a depender del propósito del cultivo.
Para el fomento de obras privadas de construcción y reparación de obras de riego y drenaje ingresar a la Comisión Nacional de Riego (CNR) http://www.cnr.cl/Paginas/Home.aspx
Adaptado de Boletín INIA 147 (Autor: José María Peralta Alba)