En el fertirriego de cultivos hortícolas intensivos se ha generalizado el sistema de manejo proporcional en el que la cantidad total de fertilizantes va ligada a la cantidad de agua. Una tecnología que permita mejorar la eficiencia en el uso del agua, mejorará a su vez la eficiencia en el uso de los fertilizantes. En este artículo se muestran los resultados obtenidos en un invernadero experimental del Centro IFAPA La Mojonera en el que se ha automatizado la activación del riego en un cultivo de calabacín mediante el empleo de tensiómetros electrónicos. El objetivo era decidir que consignas de activación permiten maximizar la productividad del agua y los fertilizantes. Los resultados muestran que con una consigna de potencial matricial de 10 kPa se consigue una mayor producción, en detrimento de una menor eficiencia. El tratamiento de activación de 25 kPa es el que mejor comportamiento presenta, ya que muestra mayor eficiencia en el uso de agua y fertilizantes y una alta producción.
Introducción
Los programas de fertilización desarrollados en cultivos hortícolas intensivos están basados fundamentalmente en disoluciones nutritivas equilibradas iónicamente, adaptadas de los cultivos hidropónicos y que son establecidas por el técnico asesor (Thompson et al., 2007). Un 51,2% de las explotaciones cuentan con autómatas programadores del riego que incorporan el equilibrio fertilizante de acuerdo a los criterios previamente programados (Baeza et al. 2007). La cantidad de nutrientes aplicados es proporcional a la cantidad de agua aplicada, de manera que la eficiencia en el uso de fertilizantes está ligada a la eficiencia en el uso del agua. Si el ajuste de la dotación y la frecuencia de riego no son óptimos se pueden presentar situaciones de déficit o de exceso de agua y de nutrientes. En la mayor parte de las zonas donde se desarrollan cultivos intensivos bajo abrigo han aparecido fenómenos de contaminación por nitratos de acuíferos superficiales e, incluso, fenómenos de crecimiento en los niveles piezométricos de acuíferos superficiales salobres asociados a situaciones de superávit de riego y fertilizantes (Pulido-Bosch, 2005).
Hoy en día existen tecnologías que, manejadas de manera adecuada, permiten optimizar la eficiencia en el uso del agua y con ello la fertirrigación proporcional, minimizando los efectos indeseables de aplicaciones excesivas. En este artículo se muestran los resultados obtenidos en un invernadero experimental del Centro IFAPA La Mojonera en el que se ha automatizado la activación del riego en un cultivo de calabacín mediante el empleo de tensiómetros electrónicos con el fin de decidir que consignas de activación permiten maximizar la productividad del agua y los fertilizantes.
Material y métodos
El ensayo se desarrolló en un invernadero de tipo 'raspa y amagado' situado en el Centro IFAPA La Mojonera, construido sobre un suelo enarenado artificial, con los siguientes perfiles: capa superior de arena de granulometría 1-5 mm y 6-8 cm de espesor, capa de tierra de cañada aportada de textura franco-limosa y 20-30 cm de espesor y capa de suelo fértil original de textura franco arenosa, elevada pedregosidad y 20-30 cm de espesor. El material vegetal implantado fue un cultivo de calabacín (Cucurbita pepo var. Casiopee) (Foto 1). El trasplante se realizó el 13 de enero de 2015 y el ciclo finalizó el 1 de junio de 2015. Las líneas de cultivo estaban orientadas norte-sur, con una separación entre líneas de 1 m y 1 m entre plantas. El riego se aplicó mediante un sistema de riego localizado con emisores autocompensantes y antidrenantes de 3 L h-1 y un marco de riego de 2 emisores m-2. El invernadero cuenta con 12 lisímetros de drenaje de 1 m-2 de superficie, instalados a 50 cm de profundidad, descontando la capa superior de arena.
Foto 1. Invernadero experimental con cultivo de calabacín.
El diseño experimental establecido fue un diseño en bloques al azar con tres tratamientos (Cuadro 1) y tres repeticiones por tratamiento. Para activar el riego en cada tratamiento se empleaba un único tensiómetro digital de referencia (Irrometer Co, inc. Riverside, Ca). Estos tensiómetros estaban instalados a 15 cm de profundidad restando la capa de arena (en la zona intermedia de la capa de tierra de cañada) (Foto 2). Todos los tensiómetros disponían de un vacuómetro con rango de medida 0-100 kPa y estaban acoplados a su vez a un transductor electrónico que transfería los datos a un equipo de control (Sistema Red Himarcan). Para la toma de medidas de humedad de suelo se instalaron 9 tensiómetros electrónicos más, uno por repetición, a 20 cm de profundidad, restando la capa de arena (posicionados en la parte inferior de la capa de tierra de cañada).
Cuadro 1. Tratamientos de riego.
Foto 2. Detalle de uno de los tensiómetros electrónicos instalados.
Las dotaciones de riego se han establecido considerando la curva de retención de humedad del suelo. En lo que respecta al periodo de activación del riego, éste fue de 10:00 a 18:00 h en invierno y de 8:00 a 20:00 h en primavera.
El equilibrio nutritivo aportado al cultivo ha sido el mismo para todos los tratamientos y se ha mantenido a lo largo de todo el ciclo (Cuadro 2).
Cuadro 2. Solución fertilizante aplicada. Valores expresados en mmol L-1.
Los parámetros determinados fueron: lecturas de potencial matricial del suelo (kPa), producción comercial y destrío (kg m-2), consumo de agua (L m-2), volumen de drenaje (L m-2), consumo de fertilizantes (kg m-2), niveles de nutrientes en hoja, eficiencia productiva del agua (kg m-3) y eficiencia productiva de la fertilización (kg kg-1).
Los resultados fueron analizados estadísticamente con el software Statgraphics Plus (versión 5.1). Se realizó un análisis de la varianza Anova para identificar el efecto de los tratamientos estudiados. Cuando el análisis estadístico reveló diferencias significativas entre tratamientos se aplicó un test de comparación de medias (LSD; mínima diferencia significativa) con p ≤ 0.05.
Resultados
Potencial matricial del suelo
Independientemente de las ligeras diferencias achacables al punto de instalación, todos los tensiómetros han mostrado una misma tendencia en el periodo previo al inicio de los riegos (Figura 1). Una vez iniciada la activación automática del riego, los tensiómetros instalados en cada tratamiento han seguido igualmente una evolución similar. Así los tensiómetros correspondientes al tratamiento T1 presentaron un rango de valores de potencial matricial entre 5 y 12 kPa, los del T2 entre 10 y 35 kPa y los del T3 entre 23 y 46 kPa. La mayor amplitud entre registros de los tratamientos T2 y T3 se debe al mayor descenso que originan dotaciones mayores de riego y al comportamiento de la curva de retención de humedad de suelo a niveles superiores de tensión matricial. Cabe destacar que los tensiómetros del tratamiento T3, con la consigna de activación del riego de mayor valor (40 kPa), han presentado problemas de manejo al producirse descargas del agua del tubo cuando se superaban valores de 45 kPa.
Figura 1. Evolución del potencial matricial del suelo (kPa) registrado por cada tensiómetro antes del inicio del riego.
Producción
Los resultados muestran un efecto de los tratamientos de riego sobre la producción (Cuadro 3). El tratamiento de riego que era activado a 40 kPa (T3) redujo significativamente la producción en un 23% con respecto al que activaba el riego a 10 kPa (T1) y en un 14% con respecto al que activaba el riego a 25 kPa (T2). Las diferencias entre los tratamientos T1 y T2 fueron del 10%. Por lo que respecta al número de frutos comerciales no existieron diferencias significativas entre los tratamientos T1 y T2, reduciendo el T3 el nº de frutos con respecto a T1. Por tanto se puede concluir que el incremento de la tensión matricial del suelo de 10 a 25 kPa ha disminuido el tamaño de los frutos de calabacín. El destrío fue similar en todos los tratamientos y se situó en torno al 12% (Cuadro 3).
Cuadro 3. Producción comercial, destrío y producción total por tratamiento de riego.
Volumen de agua aplicado
Los tratamientos han presentado volúmenes de agua aplicados muy diferentes entre sí (Cuadro 4). El tratamiento T3 con la tensión matricial de trabajo más elevada (40 kPa) ha recibido menos agua que el resto, 272 L m-2. Por el contrario, el tratamiento T1 con la menor tensión matricial de trabajo, 10 kPa, ha recibido un 46% más que el T3. Por su parte, el tratamiento T2 con la consigna intermedia ha generado un consumo de agua de de 315 L m-2, un 16% más respecto al T3 (Cuadro 4). En principio cabría pensar que las diferencias entre tratamientos deberían ser pequeñas y estar asociadas a la mayor resistencia a la absorción de agua al incrementarse la tensión matricial del suelo. La causa principal de estas diferencias está en un desarrollo vegetativo diferente entre tratamientos. A mayor tensión matricial de trabajo se ha obtenido menor desarrollo vegetativo, tanto en altura de las plantas como en área foliar (Foto 3). Conforme ha ido desarrollándose el cultivo se han ido diferenciando los valores de ETc al disminuir el coeficiente de cultivo en los tratamientos de mayor tensión matricial.
Cuadro 4. Volumen de agua aplicado por tratamiento.
Foto 3. Diferencias en el desarrollo vegetativo entre los tratamientos T1 y T3.
Aporte de fertilizantes
La solución fertilizante ha sido la misma para todos los tratamientos y se ha mantenido constante a lo largo de todo el ciclo de cultivo. El aporte de fertilizantes ha sido proporcional a la aplicación de agua (Cuadro 5). Por tanto, las diferencias entre tratamientos se deben a las diferencias en el volumen aplicado de agua. El tratamiento que presentó el mayor aporte de fertilizantes fue el T1 seguido del T2 y por último el T3 (Cuadro 5). Ninguno de los tratamientos ha mostrado síntomas visuales de carencias nutricionales. Por lo que respecta a los niveles de nutrientes en hoja, tampoco se han encontrado diferencias significativas entre tratamientos.
Cuadro 5. Aporte de fertilizantes por tratamiento.
Eficiencia productiva del agua y los fertilizantes
La mayor eficiencia productiva del agua (EPA) y los fertilizantes (EPF) se ha alcanzado con los tratamientos T2 y T3 (Cuadro 6). En lo que a eficiencia del agua se refiere ambos tratamientos han presentado 47 kg de producción comercial por m-3 de agua aplicado. La EPF ha sido de 52 y 51 g de producción comercial por kg de fertilizante aplicado. Sin embargo, el tratamiento T1 ha reducido la eficiencia productiva del agua y de los fertilizantes con respecto a los tratamientos T2 y T3.
Cuadro 6. Eficiencia productiva del agua, EPA (expresada en kg de fruto comercial por m3 de agua aplicado) y eficiencia productiva de los fertilizantes, EPF (expresada en g de fruto comercial por kg de fertilizante aplicado).
Aunando criterios de productividad y eficiencia, el tratamiento de activación de 25 kPa es el que mejor comportamiento presenta, ya que muestra mayor eficiencia en el uso de agua y fertilizantes y una alta producción.
Referencias bibliográficas
Baeza, R.; Fernández, M.; García, M.C.; Gavilán, P. (2007). Gestión del agua de riego en cultivos hortícolas bajo abrigo. Análisis del asesoramiento técnico a regantes en la provincia de Almería. XXXVII Seminario de Técnicos y Especialistas en Horticultura. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. pp 787-794.
Camacho, F. (2009). Técnicas de producción en cultivos protegidos. Tomo 2. Ed. Caja Rural Intermediterránea, Cajamar. 401 pp.
Thompson, R.B.; Martínez-Gaitan, C.; Gallardo, M.; Giménez, C.; Fernández, M.D. (2007). Identification of irrigation and N management practices that contribute to nitrate leaching loss from an intensive vegetable production system by use of a comprehensive survey. Agricultural Water Management 89: 261-274.
Pulido-Bosch, A. (2005). Recarga en la Sierra de Gádor e hidrogeoquímica de los acuíferos del Campo de Dalías. Estación experimental Cajamar. 337 pp.
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