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El riego localizado de las mesetas debe realizarse en base a la evolución del contenido volumétrico del agua del suelo en las propias mesetas, lo que permite reducir el aporte hídrico

Cultivo de la chufa (Cyperus esculentus) en mesetas y riego localizado: respuesta productiva

N. Pascual-Seva; A. Ruiz-Navarro; J.F. Torres; A. San Bautista; S. López-Galarza; J.V. Maroto; y B. Pascual (Dep. de Producción Vegetal de la Universitat Politècnica de València)08/06/2012

8 de junio de 2012

En estudios realizados previamente a este trabajo en el cultivo de la chufa ('Cyperus esculentus L.') se ha concluido que con el riego localizado de alta frecuencia pueden obtenerse rendimientos muy elevados, superando claramente a los obtenidos en riego por surcos (Pascual-Seva, 2011), incrementándose además notablemente la eficiencia en el uso del agua de riego (EUAR; Pascual-Seva et al., 2008a); que la plantación en mesetas, con riego de gravedad, conduce a la obtención de un incremento de rendimiento, sin disminuir el tamaño de los tubérculos, incrementando, también, la EUAR (Pascual-Seva et al., 2008b); que el riego localizado ha supuesto un importante ahorro de agua en el cultivo en caballones, pero no en el cultivo en mesetas (Pascual-Seva et al., 2009).
El objetivo del presente trabajo es analizar el rendimiento y las características productivas de los tubérculos obtenidos en las distintas líneas de plantación en cultivo en mesetas con riego localizado de alta frecuencia.

Se ensaya la utilización de mesetas de dos y de tres líneas de plantación (m y M respectivamente) y de caballones simples (C); en las mesetas M se ensaya la utilización de dos (M2) y tres (M3) tuberías emisoras. El manejo del riego se lleva a cabo en función del contenido volumétrico de agua del suelo, determinándose los volúmenes de agua aportados y las eficiencias de uso del agua de riego. Se analiza el crecimiento de las plantas, la producción de tubérculos y las características de los mismos.

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Vista de la parcela de ensayo.

Material y métodos

Este experimento se realizó en 2009 en la parcela 232 del polígono 27 del término de Valencia. Es una parcela experimental (39º29’9’’N, 0º20’31’’O) perteneciente al campus de Vera de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV).

El día 22 de abril de 2009 se dio un pase de fresadora, incorporando al suelo simultáneamente 175 kg N•ha-1 (en forma de sulfato amónico) y trifluralina. Justo antes de realizar la plantación se aportó clorpirifos, en forma granulada, directamente al suelo. Las fechas de plantación, incineración del sistema aéreo, recolección y lavado de los tubérculos fueron el 23 de abril, 26 de noviembre, 30 de noviembre y 1 de diciembre, respectivamente. Las principales características del suelo, muestreado al inicio del experimento, se presentan en la tabla 1.

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Tabla 1: Principales características del suelo correspondiente a cada experimento: textura, pH, conductividad eléctrica (C.E.), materia orgánica oxidable, fósforo y potasio. α: Fósforo soluble en bicarbonato sódico. β: Potasio extraíble con acetato amónico. M3, meseta con 3 líneas de plantación con 3 líneas emisoras; M2, meseta con 3 líneas de plantación con 2 líneas emisoras; m, meseta con 2 líneas de plantación con 2 líneas emisoras; C, caballón.
El agua de riego procedía de un pozo del campus de Vera (UPV) y no presentaba ninguna restricción respecto a la salinidad ni infiltración (Ayers y Westcot, 1987); sus principales características eran: CE = 1.61 dS•m-1; SAR = 0.99; pH = 7.37; Nitratos (NO3-) = 13.60 mg•L-1.

La plantación de las mesetas m y M se realizó con la utilización de un tractor, y la de C con un motocultor tradicional. La anchura en la parte alta de las mesetas era de 90 cm (120 cm entre ejes) en M y de 50 cm (80 cm entre ejes) en m; los caballones se distanciaron 60 cm. Las densidades de plantación correspondientes a estos marcos fueron: 120 (C), y 180 kg tubérculos•ha-1 (m y M). La pendiente longitudinal era 0.001 m•m-1, y la pendiente transversal nula. Mesetas y caballones tenían una longitud de 30 m y una orientación este-oeste.

En las mesetas M3, cada tubería emisora estaba instalada junto a cada línea de plantas, mientras que en M2 las tuberías emisoras quedaban equidistantes a las líneas de plantación. En el eje de una meseta de cada tipo (M3, M2 y m) se instaló una sonda de capacitancia multi-sensor (Cprobe; Agrilink Inc. Ltd., Adelaide, Australia), y en el eje de un caballón, un sensor de capacitancia ECH2O EC-5 (Decagon Devices Inc., Washington, USA).

La estrategia de riego consistía en iniciar cada riego, en cada tipo de plantación, cuando el θv [a 10 cm en las sondas Cprobe (mesetas) y 12,5 cm en el sensor ECH2O EC-5 (C)] descendía al valor correspondiente al 80% de la CC. En las mesetas, con instalación automatizada, el riego debía detenerse cuando el valor del sumatorio de los θvs a 10, 20, y 30 cm de profundidad, alcanzaba el valor correspondiente a la CC (determinado en función a la evolución del sumatorio de de los θvs a las tres profundidades), fijándose además un límite del tiempo máximo de riego. En los caballones (sin automatización) debía determinarse el tiempo de riego.

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Riego tradicional en el cultivo de la chufa.
El abonado de cobertera consistió en cuatro riegos, a partir del día 1 de julio, que supusieron 3.12 g N•m-2, con una solución fertilizante basada en la de Hoagland nº 2 [CE: 2.31 dS•m-1; pH ajustado a 6.1. Macronutrientes (concentraciones en mM): NO3-, 14.0; H2PO4-, 1.0; SO42-, 2.45; K+, 6.0; Ca2+, 4.0; Mg2+µM): Fe2+, 15; Mn2+, 10; Zn2+, 5; B3+, 30; Cu2+, 0.75; Mo6+, 0.5 (Maynard y Hochmuth, 1997)].

Periódicamente (1 y 31-julio, 1 y 25-septiembre, 5 y 19-octubre, 3-noviembre) se muestreó 1 m de todas y cada una de las líneas de plantación (de C, m, M2 y M3) para analizar la evolución de la formación de los distintos órganos de la planta (hojas, tubérculos y raíces). Cada muestra se lavó, pesó, secó hasta peso constante, a 65 °C en estufa (Selecta, modelo 297), determinándose la materia seca (m.s.) correspondiente y el peso unitario de los tubérculos (PU), así como el índice de cosecha (IC) obtenido como cociente entre la biomasa de los tubérculos (m.s.) y la biomasa total (m.s.), incluyendo al sistema radical (Marwaha and Sandhu, 2002).

Al final del ciclo de cultivo, para obtener el PU se tomó una submuestra de 500 mL (aproximadamente 450 g, 800 tubérculos) de una muestra tomada de los tubérculos de cada parcela unitaria, determinándose, además, el porcentaje (en peso) de tubérculos pequeños (PTP, tubérculos de tamaño inferior a 6 mm). La eficiencia en el uso de agua de riego (EUAR: kg•m-3; Shahnazari et al., 2007) se determinó dividiendo el rendimiento (kg tubérculos•ha-1) por la lámina de agua de riego aportada (LAR, m3•ha-1).

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Detalle del riego localizado.
Tras la incineración del sistema aéreo se realizó la recolección de los tubérculos, de forma manual, con la cosechadora tradicional. El lavado de los tubérculos se realizó en un lavadero construido ex profeso en la UPV. El diseño experimental fue en bloques al azar (M3, M2, m y C). La unidad de repetición consistió en dos caballones o una meseta, tanto m como M, realizándose 3 repeticiones.

Los resultados fueron analizados mediante análisis factorial de la varianza, utilizando el programa estadístico Statgraphics 5.1 plus (Statistical Graphics Coorporation, 2005). Cuando un efecto resultó significativo (p≤0.05) se realizó la separación de medias mediante el test LSD (p≤0.05).

Resultados y discusión

Parámetros del riego
La estrategia de riego consistió en iniciar cada riego, en cada tipo de plantación, cuando el θv (a 10 cm de profundidad en las mesetas y 12.5 cm en los caballones), descendía al valor correspondiente al 80% de la CC, pero la evolución del θv aconsejó modificar este umbral de riego (UR) y situarlo en el 85% de la CC, lo que tuvo lugar el día 8 de junio (figura 1). Los valores de la CC de M3, M2 y m (determinados a partir de las evoluciones correspondientes del θv) eran 26, 24 y 28 units respectivamente, por lo que los valores de los URs definitivos correspondientes, fueron 22.1, 20.4 y 23.8 units. En las mesetas, que disponían de instalación automatizada, el riego se detenía cuando el valor del sumatorio de los θvs a 10, 20, y 30 cm de profundidad, alcanzaba el valor de la CC correspondiente a este sumatorio, 46, 42 y 45 units, en M3, M2 y m, respectivamente. En C, el valor de la CC fue 0.17 m3•m-3, y por tanto, el umbral de riego, 0.145 m3•m-3; dado que no se podía automatizar, la duración del riego se estableció en 45 min.
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Durante la noche del 5 al 6 de agosto se produjo la rotura de un codo de una tubería del lavadero de chufas construido en la parcela, inundándose la misma. Hasta esta fecha, se observa que en M3 y M2 existió una constancia en las evoluciones de los θvs a las diferentes profundidades, detectándose, no obstante, que en M3, en cada riego, el agua llegaba a una mayor profundidad que en M2, registrándose a 50 cm de profundidad un pico en cada riego. Con la estrategia seguida en m, el θv a la profundidad de 20 y a 30 cm fue aumentando progresivamente a partir del día 8 de junio (fecha en que se decidió cambiar el umbral de riego del 80 al 85% de la CC); a partir del día 7 de julio se observó que el tiempo de riego aumentó hasta el tiempo máximo fijado (60 min), probablemente a causa de que el valor del sumatorio θv a las profundidades de 10, 20 y 30 cm de profundidad, en el inicio del riego, era superior al nivel fijado para la detención del mismo (45 units), y por tanto no se detenía hasta alcanzar el tiempo máximo de riego, por lo que el día 25 de julio se redujo el tiempo máximo de riego a 45 min, y posteriormente, el día 30 de julio, a 30 min.

El 11 de septiembre se produjo una nueva inundación de la parcela, en este caso ocasionada por la rotura de una electroválvula, mientras se estaba regando. A partir de esta fecha no se dio ningún otro riego, destacando, la lluvia registrada a finales de septiembre que condujo a una nueva inundación de la parcela. La lluvia total registrada durante el ciclo de cultivo fue de 319.8 mm. En total se aportaron las siguientes LARs: M3, 464.5 mm; M2, 474.9 mm; m, 627.9 mm; C, 287.2 mm. Dado que los aportes totales podrían estar enmascarados por las inundaciones, se presentan los aportes correspondientes hasta el día 5 de agosto (fecha de la primera inundación), que fueron los siguientes: M3, 392.3 mm; M2, 426.0 mm; m, 500.5 mm; C, 243.2 mm.

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Detalle de los tubérculos en la planta.
Las LARs aportadas en este experimento son inferiores a las aportadas en los experimentos realizados en las campañas anteriores (Pascual-Seva., 2011), debido a las inundaciones producidas por las roturas en la instalación del riego, y a la lluvia de finales de septiembre. Al igual que en aquellos experimentos, la menor LAR correspondió a C, existiendo en este caso diferencias notables entre las mesetas m y M, registrándose mayores aportes en m, debido probablemente a la mayor LAR aportada en cada riego de m, tras haber cambiado (el día 8 de junio) el umbral de riego del 80 al 85% de la CC. Las diferencias entre las LARs utilizando dos o tres tuberías emisoras en las mesetas de tres líneas de plantación, fueron prácticamente despreciables.
Evolución de los índices vegetativos y productivos
En la figura 2 se presentan las evoluciones de los índices analizados. Destaca la gran altura alcanzada por las plantas y el elevado valor de la biomasa aérea producida. Aunque no se observan importantes diferencias entre las líneas de plantación de las mesetas, se constata que las plantas de las líneas norte presentaron valores de la biomasa aérea mayores que en las otras líneas (en M3, M2 y m), y en menor medida también del peso de los tubérculos.
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Tabla 2: Efecto del tipo de plantación (C: caballones; m: mesetas con dos líneas de plantación y dos tuberías emisoras; M2: mesetas con tres líneas de plantación y dos tuberías emisoras; M3: mesetas con tres líneas de plantación y tres tuberías emisoras), sobre el rendimiento (Rend.), peso unitario de los tubérculos [de todos (PU) y de los 100 de mayor tamaño (PUG)], porcentaje de tubérculos pequeños (tamaño inferior a 6 mm; PTP), contenido en materia seca de los tubérculos (CMST), y eficiencia en el uso del agua de riego (EUAR). Letras distintas en una misma columna indican diferencias significativas (p≤0.05) según el test LSD; ns: no significativa; **: Nivel de significación p 0.01; DE: Desviación estándar.
Parámetros productivos al final del ciclo de cultivo
Los rendimientos obtenidos en todas las modalidades fueron muy elevados, equiparables a los obtenidos en el experimento de 2007 (Pascual-Seva et al., 2009) y claramente superiores a los obtenidos en 2008 (Pascual-Seva, 2011), no existiendo diferencias (p≤0.05) entre las distintas modalidades (tabla 2). Tampoco existieron diferencias (p≤0.05) entre los valores de los parámetros PU, PTP y CMST, correspondientes a las distintas modalidades. Sí que existieron diferencias (p≤0.01) entre los valores de EUAR, correspondiendo el mayor y menor valor a C y m, consecuencia de tener el menor y mayor valor de LAR, respectivamente.
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Al analizar por separado las diferentes líneas de plantación en las mesetas M y m, se observa que ninguno de los parámetros analizados fue afectado por la posición de la línea de plantación, ni en las mesetas M (tabla 3), ni en las mesetas m (tabla 4).
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Tabla 3: Efecto del tipo de meseta (M2: mesetas con tres líneas de plantación y dos tuberías emisoras; M3: mesetas con tres líneas de plantación y tres tuberías emisoras) y de la posición de la línea de plantación (n: norte; c: central; s: sur), sobre el rendimiento, peso unitario de los tubérculos (PU), porcentaje de tubérculos pequeños (tamaño inferior a 6 mm; PTP), y contenido en materia seca de los tubérculos (CMST).
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Tabla 4: Efecto de la posición de la línea de plantación (n: norte; s: sur), sobre el rendimiento, peso unitario de los tubérculos (PU), porcentaje de tubérculos pequeños (tamaño inferior a 6 mm; PTP), y contenido en materia seca de los tubérculos (CMST), en las mesetas con dos líneas de plantación.

Conclusiones

La plantación en mesetas conduce a la obtención de elevados rendimientos, igualando en este experimento (o superando en los experimentos realizados en campañas anteriores) a los obtenidos en cultivo en caballones, sin reducir el peso unitario, ni aumentar el porcentaje de tubérculos pequeños.

El riego localizado de las mesetas debe realizarse en base a la evolución del contenido volumétrico del agua del suelo en las propias mesetas, lo que permite reducir el aporte hídrico.

La posición de las líneas de plantación, no ha afectado a las características de los tubérculos analizados. La utilización de dos o tres tuberías emisoras en las mesetas de tres líneas de plantación no ha afectado al consumo hídrico. Para conseguir elevadas eficiencias del uso del agua de riego, el umbral de riego debería de poder ser modificado por el responsable del riego, si lo aconseja la evolución del contenido volumétrico del agua del suelo.

Convendría continuar el estudio ensayando otros criterios en la detención de los riegos, y poder ratificar, en su caso, los resultados relativos al consumo hídrico utilizando dos o tres tuberías emisoras en las mesetas de tres líneas de plantación.

Agradecimientos

Esta investigación ha sido financiada por el Consejo Regulador de la Denominación de Origen Chufa de Valencia.

Referencias bibliográficas

- Ayers, R.S., Westcot, D.W. 1987. Calidad de agua en la agricultura. Estudios FAO Riego y Drenaje 29 Rev.1. FAO, Roma, Italia.

- Marwaha, R.S., Sandhu, S.K. 2002. Yield, growth components and processing quality of potatoes as influenced by crop maturity under short and long days. Advances in Horticultural Science 16:79-87.

- Maynard, D.N., Hochmuth, G.J. 1997. Knott’s Handbook for Vegetable Growers. John Wiley & Sons Inc., New York, USA.

- Pascual-Seva, N., San Bautista, A., López Galarza, S., Alagarda, J., Maroto, J.V., Pascual, B. 2008a. Respuesta productiva de la chufa (Cyperus esculentus L. var sativus Boeck.) en riego localizado. Actas de Horticultura 50:170-175.

- Pascual-Seva, N., San Bautista, A., López Galarza, S., Maroto, J.V., Pascual, B. 2008b. El marco de plantación en el cultivo de la chufa (Cyperus esculentus L. var sativus Boeck.). Agrícola-Vergel 315:113- 116.

- Pascual-Seva, N., San Bautista, A., López Galarza, S., Maroto, J.V., Pascual, B. 2009. Respuesta productiva de la chufa (Cyperus esculentus) en cultivo en mesetas y riego localizado. Actas de Horticultura 54:610-615.

- Pascual-Seva, N. 2011. Estudios agronómicos sobre el cultivo de la chufa (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck.): estrategias de riego, tipos de plantación, absorción de nutrientes y análisis fitoquímicos. Tesis Doctoral. Universitat Politècnica de València.

- Shahnazari, A., Liu, F. Andersen, M.N., Jacobsen, S.E., Jensen, C.R. 2007. Effects of partial root-zone drying on yield, tuber size and water use efficiency in potato under field conditions. Field Crops Research 100:117-124.

- Statistical Graphics Corporation. 2005. Statgraphics Plus for Windows 5.1. Statistical Graphics, Rockville, Maryland, USA.

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