Fundamentos de la programación del riego

Tecnología remota y monitoreo de humedad de suelo

Un programa de riego busca reponer el agua evapotranspirada por el cultivo, pero con el desafío de mantener la humedad del suelo entre dos umbrales. Por un lado, se debe evitar el cierre estomático -provocado por la falta de agua fácilmente extraíble por las plantas-, con el fin de no frenar la fotosíntesis y poder optar al máximo rendimiento potencial del cultivo. Pero, por otro lado, se deberá evitar el exceso de agua en el suelo, puesto que las raíces de las plantas dependen de la presencia de oxígeno para su normal desarrollo, y porque el exceso de agua provoca enfermedades. Además, el agua no utilizada por el cultivo se pierde por percolación profunda, en muchos casos arrastrando fertilizantes.

Los excesos de humedad pueden ser inducidos porque se aplica mucha agua en cada evento de riego o porque la frecuencia de riego es muy alta, o sea, porque el período de tiempo entre riegos es muy corto.

El agua total a aplicar durante el ciclo productivo dependerá básicamente de las características del cultivo (especie, densidad de plantación o siembra, edad del huerto – en el caso de los frutales, etc.) y de parámetros atmosféricos tales como radiación, temperatura, humedad relativa y viento. Sin embargo, la duración de cada evento de riego, así como la frecuencia con que se aplica el agua, dependerá de las características del sistema de riego y del tipo de suelo en que se cultiva. En sistemas de riego tales como por surco o pivote, por ejemplo, no es posible o se dificulta la aplicación diaria de agua.

Si el cultivo deja de transpirar, comienza a tener conflictos con la regulación de temperatura, por lo que la planta se calienta y sus procesos metabólicos se alteran, provocando problemas fisiológicos -entre otros- nutricionales, puesto que varios de los nutrientes más importantes se absorben por flujo de masas. Esto frena la fotosíntesis y detiene la producción de fotoasimilados por lo que no se acumulan azúcares y almidón, lo que lleva a la pérdida de producción.

La cantidad de agua que la planta transpira es enorme en tanto que la cantidad de agua que permanece en sus tejidos es pequeña. Otra cantidad de agua solo se evapora, en un porcentaje que puede llegar al 30%, según lo que se ha estudiado en algunos frutales. Este último es un factor de pérdida de agua importante y hoy se está evaluando con más detenimiento.

DEMANDA ATMOSFÉRICA DE AGUA

El suelo, la planta y la atmósfera constituyen un sistema continuo. La atmósfera genera una demanda ilimitada de agua y la planta es la unidad conductora entre el suelo y la atmósfera, ya que absorbe el agua del suelo, la que luego circula por el xilema y, finalmente, sale hacia la atmósfera a través de los estomas de las hojas en un proceso llamado transpiración.

Las plantas transpiran básicamente por un diferencial de energía entre la atmósfera y el suelo. Es decir, una gradiente entre la energía con que el agua está retenida en el suelo y la energía con que el agua está retenida en la atmósfera, partido por una resistencia. Entonces, si hay agua en el suelo la diferencia de potencial va a ser alta y el cultivo va a transpirar. Sin embargo, la transpiración también se puede bloquear cuando la demanda atmosférica es demasiado alta y la estructura de la planta no es capaz de mantener la transpiración a ese nivel, por ejemplo, al medio día, durante el período del día de mayor radiación.

El fenómeno está dado, entonces, por la radiación o luz solar, que es energía. Watts por metro cuadrado, energía que incrementa la temperatura de la planta por lo que esta transpira. Para transpirar la planta utiliza las propiedades del agua pues absorbe el agua en su fase líquida y la transforma en vapor, entonces, al cambiar el agua de estado captura energía (calor). Para facilitar el cálculo, para el caso del riego, esa energía (por ejemplo, en watts) se convierte a milímetros día (de agua evaporada), ya que la Eto se podría expresar directamente como watts por metro cuadrado. Lo que hace este modelo es determinar cuántos milímetros de agua deben irse a la atmosfera según la cantidad de watt/m2 que la planta está recibiendo de modo de mantener su temperatura.

SISTEMAS O MODELOS DE PROGRAMACIÓN DEL RIEGO

Para que la programación del riego sea adecuada, es necesario considerar entre otros factores:

• Condiciones del clima que determinan la demanda evaporativa de la atmósfera o la evapotranspiración de referencia (ETo).

• Características propias del cultivo, como son su estado de desarrollo, el período fenológico (coeficiente Kc) y la distribución del sistema radicular.

• Características propias del suelo, tales como capacidad de retención de humedad, aireación, profundidad y su variabilidad espacial, entre otras.

Para determinar el coeficiente de cultivo se puede tomar los datos generados por FAO, pero los coeficientes de cultivo de FAO obedecen a una realidad en que todo funciona perfecto y corresponde al máximo reportado en las condiciones en que se midió para una especie vegetal o variedad en particular. En la actualidad se puede mejorar el coeficiente de cultivo por medio de imágenes de NDVI, las que permiten extrapolar el coeficiente de cultivo. Estas imágenes, según expertos consultados, también presentan margen de error y así mismo son obtenidas en base a aparatos que deben ser calibrados. Sin embargo, en particular para cultivos extensivos, son consideradas un avance y en muchos casos una buena aproximación.
Con las imágenes se tienen dos opciones, con un sistema tipo Metric se puede llegar a determinar la evapotranspiración del cultivo o Etc (Etc = Eto x Kc) pero también se puede llegar solo al NDVI y con estaciones en el campo, como las de Eddy Covariance (o face runaway), se puede relacionar NDVI con coeficiente de cultivo y trabajar con ecuaciones. De este modo, en vez de dar el NDVI se puede dar a los agricultores un coeficiente de cultivo específico para cada campo. Por lo general, en las plataformas de internet de programación de riego, el productor clickea su campo y accede a su coeficiente de cultivo, en este caso, mucho más ajustado a la realidad que el de FAO. Es decir, son un avance y un aporte a la programación de riego.
Sin embargo, por lo general, “nos están dando la Etc pero no sabemos cómo o con qué datos se calculó la Eto, ni qué coeficiente de cultivo utilizó. Puede que sea un coeficiente corregido mediante NDVI o puede que se esté usando los datos de FAO”, señala Ferreyra. Una limitante del NDVI y las imágenes en general es la saturación. “Existen varios cultivos importantes en que las imágenes se saturan, por ejemplo, caña de azúcar y maíz. En tanto que en el caso de los frutales el problema puede ser la fruta ya que se puede tener vigor, pero no tener fruta”, afirma el experto.

Fuente: Redagrícola Edición N° 90.

7 de Diciembre de 2017