Estrategias de riego por goteo

Estrategias de riego por goteo

Algunos productores aplican la mayor parte del fertilizante de nitrógeno (N) a través de las líneas de riego por goteo durante la temporada de cultivo; sin embargo, dosis excesivas de fertilizante o de agua de riego podrían elevar el riesgo de lixiviación de nitratos.

El fertilizante de N puede inyectarse en los sistemas de microirrigación mediante la utilización de varios compuestos nitrogenados tales como urea, amonio o nitratos. Cualquiera que sea la mezcla aplicada, en algunas regiones gran parte del N del suelo se convierte rápidamente en NO3-N, el cual es más susceptible al lixiviado.

La distribución real del N en el suelo depende de la fuente de N y de las dosis de aplicación, capacidad de absorción del cultivo, y desplazamiento del agua bajo la zona radicular activa (irrigación). Como el nitrato tiende a acumularse en torno a los límites del volumen humedecido o bulbo húmedo, el empleo de estrategias de riego que limiten dicho volumen en la zona de la raíz podría mejorar el uso eficiente del agua y del nitrógeno.

Eficiencia en agua de riego

En los últimos 20 años, avances tecnológicos en sensores de humedad del suelo han proporcionado a los productores retroalimentación en cuanto a la optimización de la programación de riego diseñada para optimizar el agua de riego aplicada.

Si comparamos los sistemas de riego presurizados con tratamientos de riego manuales de una a dos sesiones de riego diarias, las cantidades de riego se han reducido el 50% aproximadamente sin afectar al rendimiento del cultivo.

Adicionalmente, el sistema de riego por goteo subterráneo también ha probado ser una técnica eficiente para controlar la programación de riego cuando es activada por sensores.

El aumento de la eficiencia en el uso del agua de riego suele minimizar el lixiviado de NO3-N en cultivos de hortalizas. La aplicación de fertilizante por encima del gotero en sistemas de riego por goteo subterráneo (ver figura) reduce aún más dicho lixiviado al mantener los nutrientes en el sistema radicular. Por lo anterior, el Departamento de Agricultura y Bioingeniería de la Universidad de Florida (EUA) realizó un estudio para identificar métodos de programación de riego y configuraciones del sistema de riego por goteo adecuados para reducir la aplicación de agua de irrigación.

Pruebas de campo con tres sistemas de riego

Se realizaron pruebas de campo en tres años consecutivos en primavera. El suelo de la finca fue clasificado como arenoso en la zona superior de profundidad de un metro, con capacidad de campo de 0.10 a 0.12 v/v en los primeros 30 cm de profundidad del perfil. Se formaron camas de cultivo de 30 cm de altura (ver figura) a 2 m de distancia entre centros. Se incorporó fertilizante granulado P2O5 en las camas en dosis 100 kg/ha. Las camas fueron fumigadas con una sola rociada después de instalar cintas de riego por goteo y acolchado plástico 13 días antes del trasplante. Se aplicó riego a través de la cinta de goteo y se plantaron las plántulas de tomate (L. esculentum) en la primera semana de abril. La fertilización semanal consistió en la inyección de sales fertilizantes disueltas en las líneas de fertirrigación. Los lotes recibieron 220 kg/ha de N en forma de nitrato de calcio, 220 kg/ha de K en forma de cloruro potásico y 10 kg/ha de Mg en forma de sulfato de magnesio.

Los tratamientos de riego se diferenciaron por su disposición de las líneas de riego por goteo. Los tratamientos fueron identificados como riego por goteo superficial (SUR), en los cuales tanto las líneas de riego como las de fertirriego fueron colocadas sobre la superficie del suelo. El segundo tratamiento fue identificado como riego por goteo subterráneo (SDI), con la línea de riego colocada a 15 cm bajo la superficie de la cama elevada y la línea de fertirriego en la superficie del suelo. En ambos tratamientos, las sesiones de riego fueron controladas por un sistema con Controlador de Riego Cuantificado consistente en una sonda de 20 cm de longitud para monitorear la humedad del suelo. En base a estas lecturas podrían activarse un máximo de cinco sesiones de riego al día sumando 2 h en total.

En un tratamiento testigo se instaló un sistema de riego con tiempo fijo (TIME) incluyendo una sesión diaria de riego fija de 2 h. El sistema TIME contenía dos líneas gemelas, de manera similar al SUR, una para riego y otra para fertirriego. Esta disposición de líneas se hizo así por comodidad. Sin embargo, para un productor comercial casi siempre es más adecuado tener una sola línea de goteo para riego y fertirriego en la superficie.

Se programó un controlador de sensor de humedad del suelo para no iniciar el riego si la sonda detectase una humedad de suelo a un valor igual o superior a un umbral predeterminado (10%) al principio del periodo de irrigación.

Durante la temporada de cultivo, algunas sesiones de riego programadas no se activaron, lo cual redujo significativamente la cantidad de agua aplicada en los tratamientos basados en sensores de humedad del suelo (SUR y SDI). El volumen de irrigación se incrementó en orden SUR<SDI<TIME.

Conclusiones

Los sistemas de riego basados en sensores de humedad del suelo en cultivo de tomate redujeron significativamente el agua de riego aplicada, con los tratamientos de riego por goteo superficiales (SUR) controlados por sensores de humedad del suelo, resultando en 67% a 216% menos agua de riego aplicada, comparados con los tratamientos de tiempo de riego fijo (TIME).

Las reducciones correspondientes a la aplicación del agua de riego para el sistema de goteo subterráneo (SDI) controlados por sensores de humedad del suelo fueron del 7% al 42%.

Adicionalmente, el rendimiento del cultivo de tomate se incremento del 11% al 26% para los tratamientos basados en sensores comparado con el tratamiento TIME.

La eficiencia en el uso del agua fue superior cuando se usaron riego por goteo superficial y fertirriego. Los sistemas de riego basados en el uso de sensores de humedad del suelo en tomate redujeron significativamente los requerimientos del agua del cultivo, percolación de agua y lixiviación de N.

La eficiencia en el uso de N y la acumulación de N total en la planta fueron más elevadas en los sistemas basados en sensores de humedad del suelo SUR y SDI comparados con los tratamientos TIME. De manera similar, SUR y SDI redujeron exitosamente la lixiviación de NO3-N de 5 a 35 kg/ha y de 7 a 56 kg/ha para dosis de aplicación de 220 y 330 kg/ha, respectivamente.

Se concluye que el uso apropiado de sistemas de riego basados en sensores de humedad del suelo o sistemas de riego por goteo subterráneo podría permitir a los productores mantener un rendimiento rentable al mismo tiempo que reduce la aplicación del agua de riego en suelos con baja capacidad de retención de agua.

 



 

Artículo basado en “Irrigation Strategies to Minimize Nitrate Leaching for Drip Irrigated Tomatoes” por L. Zotarelli, y M. D. Dukes, University of Florida/IFAS.

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