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Optimización del riego en frutales * 1. Relaciones agua-planta-suelo

por J. Gómez-AparisP, J . • ~acP, R. Aragüés 1

IN lA . CRlDA-OJ - ZARAGOZA

Recibido el 16-IX-81

ABSTRACT

GÓMEZ-ApARlSl, J., J. FACl, R. ARAGÜÉS, 1981. - Optimization of irrigation in fruit trees. 1. Water-plant-soil relationships. An. Aula Dei, 15 (3-4): 3IS-33\.

First year results of three irrigation systems (flooding, driping and sprinkling) are given for a peach (Prunus persica (L.) Batsch) orchard. The management problems of the three systems are discussed; the analysis of the changes in the soil water status measured with tensiometers and gypsum blocks and the plant water status measured with the pressure bombo

These results show that irrigation was mOfe efficient with the flood and sprinkler systems, whereas with drip irrigation the water supply was defficient and the plants had to supplement it with a greater extraction from the soil water fraction.

INTRODUCCION

La falta de criterios claros en el sector frutal para establecer los calendarios de riegos más oportunos de acuerdo con las necesidades hídricas de los árboles en sus momentos más críticos, así como los problemas planteados ante la elección y el uso de un sistema de riego

• Proyecto financiado con fondos de los acuerdos de cooperación INIA-USDA. I Departamento de Fruticultura. 2 Departamento de Suelos y Riegos. Apartado de Correos 202 - Zaragoza.

316 J. GOMEZ-APARISI, J. FACI y R ARACiÜES .~~~~~~ .•.. _---~---- ~~ .... _--.~--~_. --'-~------'~- ... _--

determinado, han motivado la iniciación en el CRIDA-03 de una línea de trabajo para estudiar la optimización del uso de sistemas de riego en frutales caducifolios, con el objetivo último de establecer el calendario de riegos óptimo para distintas especies frutales.

En nuestras condiciones climáticas, caracterizadas por una pluvio­metría media anual de 409 mm (LISO y AsCASO, 1969) irregulármente distribuida, el riego se hace imprescindible para la obtención de pro­ducciones rentables.

En las plantaciones frutales de la zona el riego generalizado es por inundación, con una eficiencia muy baja. Ello es debido a la mala ni­velación y falta de dimensionado de las parcelas, empleo de módulos de riego inadecuados al tamaño de la parcela y a la tasa de infiltra­ción del suelo. Los calendarios de riego, establecidos de manera poco conveniente en la mayoría de los casos, pueden provocar degrada­ciones del suelo, lavado de abonos, asfixia radicular, clorosis, podre­dumbre y salinización del suelo. Por otro lado, el fruticultor en gene­ral no está familiarizado con los problemas de funcionamiento de otros sistemas de riego, como aspersión y goteo.

La profundidad radicular de los frutales, el marco de plantación elegido y el sistema de riego utilizado, determinan el volumen de suelo explorado por las raíces, que actúa como depósito para el agua y los nutrientes (LEVIN et al., 1980).

Debido a la larga permanencia de una plantación frutal sobre el mismo suelo las características físicas del mismo tienen una importan­cia trascendental en la evaluación de las necesidades hídricas, en la elección de los sistemas de riego y en el establecimiento de los calen­darios de riego óptimos (TROCME y GRAS, 1964).

La determinación de las necesidades hídricas de los frutales se complica debido al retraso de la respuesta observada y a la interac­ción entre los diversos fenómenos fisiológicos conducentes a la for­mación de los frutos (THIAULT et al" 1977),

Este artículo describe la metodología de trabajo utilizada, resalta los principales problemas que se han planteado a lo largo de la esta­ción de riego 1980 y presenta los primeros resultados parciales obteni­dos del estudio de un solo árbol por sistema de riego.

Estos resultados tienen un valor orientativo, pero dada la proble­mática del sector y la necesidad de controlar los parámetros físicos, tanto en suelo como en planta, creemos oportuna su publicación, puesto que de su correcto control depende la optimización del riego.

RIEGO I'N FRUTALES. 1 317

MATERIAL y METODOS

Planta

Los presentes estudios se han realizado en un huerto de melocoto­nero Babygold 7 (Prunus persica [L.] Batsch) injertados sobre Nema­guard plantada al efecto en marzo de 1978, a un marco de 5 x 5 m, con formación en vaso, en la finca experimental del CRIDA-03.

Suelo

En febrero de 1978, previamente a la plantación, se tomaron 60 muestras de suelo en cuadrícula a profundidades de 0-25, 25-50 Y 50-100 cm. Las muestras se secaron al aire, se molieron y tamizaron por tamiz de 2 mm de luz. Sus características del suelo se detallan en el cuadro 1.

CUADRO I.-Caracleríslícas del suelo.

Granu/ometrÍa

Arcilla (0,002 mm) % Limo (0,002-0,05 mm) % Arena (0,05-0,2 mm) % Textura Densidad aparente, g/cm J

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Las aguas de riego provienen de pozos situados en la finca del CRIDA y tienen un contenido en sales relativamente alto para el cul­tivo frutal (2,2 mmhos/cm de conductividad eléctrica 25 oC) por lo que se efectúa un seguimiento semanal de la misma, utilizando un equipo Soiltest A-lOS (ARAGüi,s el al., 198).

318 J. (iOMFZ·APARISI, J. IACI y R. ARAGÜES

Clima

Para controlar las características climáticas de la zona y su rela­ción con las necesidades hídricas, se ha acondicionado una parcela de 60 X 60 m sembrándola de ray-grass, que se mantiene recortado a 10 cm, La discusión de los datos climáticos figura en un trabajo pos­terior (FACI et al" 1981),

Sistemas de riego

La parcela objeto de estudio está nivelada a cero y dispone de tres sistemas de riego,

Riego por goteo (1 Ha): con dos emisores por árbol situados a 0,5 m de distancia a cada lado del tronco. Los emÍ'Sores son de tipo husillo, con una descarga horaria de 4,16 1, a una presión de trabajo de 0,8 kg/cm 2

,

El agua aplicada se mide con un contador volumétrico. Periódicamente se procede a la calibración de los goteros para

controlar su uniformidad y el grado de obstrucción, midiendo el agua descargada por cada gotero individualmente durante cinco minutos, controlando la presión en salida de filtro a 0,8 kg/cm 2 y utilizando para los cálculos el coeficiente de uniformidad de CHRISTlANSEN (1942).

Riego por aspersión (1 Ha): fijo, sobre follaje, a un marco de 15 x 20 m en rectángulo, trabajando a una presión de 4,5-5 kg/cm>, con una pluviometría máxima de 7,5 mm/h. El agua aplicada se mide con un contador volumétrico,

Este sistema de riego está automatizado, contando con un progra­mador que permite dar riegos entre cero. y ocho horas de duración, utilizándose también como defensa antihelada,

Riego por inundación (1 Ha): tradicional en la zona disponiendo de caudales variables entre 80 y 92 l/s. Para medir el agua aplicada se utiliza un vertedero Cipolletti (SCOTT y HousToN, 1959),

Instrumentación

El objetivo en este primer año de trabajo fue mantener en las tres subparcelas condiciones de humedad similares. Para controlar la evo­lución de los parámetros objeto de estudio se instrumentaron los ár-

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RIEGO EN FRUTALES. I

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FIG. l. Esquema de la instrumentación de los árboles para cada sistema de riego.

319

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boles control con tensiómetros (Irrometer y Soilmoisture 2710), tubos de acceso de sonda de neutrones de aluminio de 49 mm de diámetro interior, bloques de yeso (Soilmoisture 5200 medidor Soilmoisture 5910), sensores de salinidad (Soilmoisture 5000A) medidos con un puente de salinidad (Soilmoisture 5500) y sondas de succión (Soil­moisture 1920), a las distancias y profundidades indicadas en la fi· gura l.

Excepto las lecturas de sonda de neutrones (Campbell 305A), rea­lizadas con una frecuencia semanal, los demás instrumentos se han controlado tres veces por semana en días alternos, en el período comprendido entre junio y octubre, en que se dio por terminada la es­tación de riegos.

Respuesta de los árboles

Se ha estimado midiendo los siguientes parámetros:

-Crecimiento anual del perímetro de tronco: medido con cinta métrica en el lugar señalado a 20 cm del suelo, en todos los ár· boles de la parcela.

-Evolución del potencial hídrico de hoja (KRAMER, 1969; SCHO LANDER el al., 1965); medido cada dos semanas con cámara de presión (Soilmoisture 3005) a mediodía, en cuatro hojas total­mente expuestas al sol, de tres árbotes diferentes por tra­tamiento.

RESULTADOS Y DISCUSION

1. Problemas encontrados

1.1. Riego por goteo

El agua utilizada para regar procedía de un azuche que en ningún momento proporcionó la cantidad de agua requerida, provocando problemas de funcionamiento en el grupo de bombeo, lo que motivó aportes de agua insu ficientes traducidos en drásticos descensos del potencial matricial.

Frecuentes obturaciones del filtro debidas a las partículas en sus­pensión contenidas en el agua de riego procedente del azuche. El filtrado del agua ha evitado la obturación de los goteros, como lo de·

RIEGO FN FRUTAI.ES. I 321

muestra el hecho de los altos valores del coeficiente de uniformidad obtenido que son del orden del 91 070.

Se han producido muertes de árboles debido a asfixia de cuello cuando ha coincidido un gotero muy próximo al tronco, que ha man­tenido el suelo encharcado en esa posición.

1.2. Riego por aspersión

-Fitotoxicidad debida presumiblemente al sodio y/o cloruro del agua de riego, que produjo serias necrosis foliares. Se subsanó el problema dando riegos nocturnos a partir de julio para evitar el aumento de la concentración salina en las hojas debido a la evaporación.

-Encharcamientos del suelo causados por el desequilibrio entre infiltración del suelo y pluviometría del riego. Se intentó solu­cionar el problema fraccionando los riegos.

-La solución de estos problemas ha sido facilitada por la auto­matización existente.

Tanto en aspersión como en goteo, cortes en el suministro de electricidad han alterado el programa de riegos establecido.

1.3. Riego por inundación

No se han presentado problemas, únicamente la limitación del caudal máximo disponible (92 l/s) impide aumentar la eficiencia del riego para la pendiente existente. Defectos en la nivelación de la par­cela provocaron acumulación de agua al final de la misma tras los negos.

2. Potencial matricial del agua en el suelo (lJ!m)

Mientras el potencial matricial es suficientemente alto el suelo su­ministra el agua requerida para satisfacer las demandas de la planta, pero al descender por debajo de unos valores límites se debe regar, evitando así déficits hídricos que podrían reducir la cantidad o cali­dad del producto cosechado (SMART y BARRS, 1973).

Con objeto de prever el momento del riego se procedió al se­guimiento continuo de las variaciones de lflm para establecer las fechas más adecuadas. Sin embargo, los resultados obtenidos fueron muy desiguales debido a los inconvenientes descritos en el apartado anterior y en muchas ocasiones los riegos se hicieron sin tener en cuenta los valores de lJ!m.

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FIG. 2. Evolución del 'l'm medido con lensiómetros y bloques de yeso en la parcela de inundación a las profund des de 20, 240, 60 (A), lOO Y 150 (8) cm a lo largo del ciclo de riego.

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FIG. J. Evolución del '-Vm medido con tensiómetros y bloques de yeso en la parcela de asper­sión a las profundidades de 20, 40, 60 (A) lOO Y 150 (B) cm a lo largo del ciclo de riego.

324 J. GOMEZ·APARlSl, J. FACI y R. ARAGÜFS ---------- ... _._ ....... -- .. _._.~-- .... -'-

En las figuras 2, 3 Y 4 pueden apreciarse las variaciones de poten­cial matricial para cada sistema de riego a distintas profundidades del perfil del suelo,

Es de destacar la rápida respuesta y la variación diferencial de los valores de If'm a distintas profundidades, evidenciando la utilidad de los tensiómetros para determinar el momento oportuno de riego (CRUZ ROMERO, 1972) para valores de If'm comprendidos entre O y -0,8 bares.

2.1. Riego por inundación

Debido a la evaporación directa del terreno y a la formación de grietas superficiales, se producen drásticos descensos en los valores de If'm a 20 cm de profundidad (fig. 2),

Los valores registrados a 40 y 60 cm de profundidad indican que ésta es la zona de mayor extracción de agua por las raíces, aprecián­dose una variación más rápida a 40 cm que a 60 cm mientras que a 100 y 150 cm las variaciones son imperceptibles.

Esto hace pensar que, en las condiciones experimentales, a esta profundidad no existe actividad radicular, por lo que el volumen de suelo realmente explorado por las raíces y que sirve de depósito al agua aportada por el riego es el comprendido entre la superficie y un metro de profundidad. De las figuras se deduce que los valores mínimos de If'm a 40 y 60 cm fueron -0,75 y -0,50 bares respectiva­mente, lo que indica que el calendario de riego fue en general co­rrecto.

2.2. Riego por aspersión

A pesar de los problemas presentados, las oscilaciones de los valo­res de If'm siguen un modelo parecido al de inundación hasta el mes de agosto.

De acuerdo con los valores presentados en la figura 3, se retrasó una semana el riego en el mes de agosto y de nuevo se retrasó en sep­tiembre, con un efecto más marcado, como lo evidencia el mayor agotamiento de las reservas del perfil a 100 Y 150 cm, debido a una mayor extracción de agua por las raíces, provocando continuos des­censos en los valores de If'm a diferencia de inundación,

2.3. Riego por goteo

Los resultados de las lecturas de los tenslOmetros han sido muy erráticos, lo que evidencia que frecuentemente se ha sobrepasado el

RIEUO EN fRUTALES 325 ...• ~--_._--

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FIG. 4. Evolución del 'Vm medido con tensiómetros en la parcela de gOleo, situados a 25 (A), 50 (8) Y 75 (e) cm del árbol a profundidades de 20 (--),40 (-- --) y 60 (-.-) cm a lo lar· go del ciclo de riego.

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FIG.5. Evolución de 'l'm medido en bloques de yeso a profundidades de 80,100 Y 150 cm a lo largo del ciclo de riegos.

valor crítico de -0,8 bares, Al no haber emplazado bloques de yeso próximos a los tensiómetros no se dispone de valores de potencial vá­lidos (fig. 4).

El rápido descenso de los valores de 1fJm observado a partir de la segunda quincena de julio podría deberse a cambios de posición de los emisores o bien al rápido incremento de las necesidades hídricas por el crecimiento del fruto,

En cualquier caso es evidente la insuficiencia en los aportes hídricos realizados a través de este sistema de riego y lo demuestra el

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RIEGO EN FRUTALES. I 327

hecho (fig. 5) del drástico descenso de potencial medido en los blo­ques de yeso situados a 2,5 m del árbol, a profundidades de 80 y 150 cm, completamente fuera del bulbo húmedo producido por los emiso­res. A partir del 17 de septiembre se registraron iguales e inferiores a -15 bares, valor considerado por algunos autores (RICHARDS y WADLEIGH, 1952) como el punto de marchitez permanente, marcando el límite inferior para la absorción de agua por las raíces (VEIHMEYER

y HENDRICKSON, 1950). El agotamiento de las reservas hídricas del perfil, debido a la extracción de agua por las raíces, compensó par­cialmente la escasez de los aportes.

En condiciones de suelo teóricamente homogéneo (cuadro 1) y para un material vegetal clonal, los valores de la evolución del poten­cial matricial (y extracción de agua) evidencian la diferencia en el comportamiento radicular de los árboles objeto de estudio. En este caso estas diferencias, concordante s con la evolución de los valores de potencial matricial a lo largo del ciclo, podrían ser atribuidas a distin­tos modelos de distribución del agua en el perfil del suelo.

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FIG. 6. Evolución del 'l'h medido con cámara de presión a mediodía a lo largo del ciclo de riegos.

328 .l. (¡OMEZ·AI'ARISI. .l. FACI y R. ARAGUES

3. Potencial hídrico en hojas (t¡J/,)

El potencial hídrico es la expresión del nivel de energía del agua en la planta y proporciona una base para el seguimiento del estado de nutrición hídrica bajo condiciones ambientales diferentes (GOODE y HIGGS, 1973).

Se han comprobado las variaciones diurnas del potencial hídrico de las hojas (KLEPPlOR, 1968; KLlOPPlOR Y ClOcAro, 1969; SMART y BARRS, 1973), indicando el dinamismo de la variación del estado hídrico de las plantas en función del medio (NEGUEROLES, 1976).

La cámara de presión (RICHARDS y WADLEIGH, 1952), por su exac­titud, facilidad de uso en el campo y sencillez de manejo, se considera un instrumento muy adecuado para la determinación del potencial hídrico en hojas de frutales (SLAVIK, 1974).

En la figura 6 podemos ver la oscilación general de los valores de t¡Jh a lo largo del ciclo, muy acordes con los valores de ljJ", registra­dos para el suelo.

Normalmente los valores de ljJh han sido más altos y más unifor­mes para inundación, y los inferiores han sido para goteo, que ha re­gistrado valores hasta -19,8 bares.

El estado hídrico de los árboles ha sido intermedio para aspersión. Tanto en goteo como en aspersión se observa una variabilidad mayor de los datos que en inundación, lo que concuerda perfectamente con los valores de tensión del agua en el suelo ya descritos, apreciándose en estos datos la rápida respuesta de la planta al riego.

4. Crecimiento de tronco

Los valores medios de perímetro de tronco registrados para cada uno de los sistemas han sido en centímetros:

Inundación 34,88

Goteo 30,89

Aspersión 29,76

De acuerdo con los valores de potencial matricial y potencial hídrico, el crecimiento de los árboles cultivados en aspersión debería haber sido mayor que en goteo, ahora bien, las necrosis foliares pre­sentadas, con el consiguiente descenso de la tasa fotosintética y su influencia en la acumulación de reservas por un lado, así como la ma­yor conductividad eléctrica registrada en el área (ARAGüÍ'S el al., 1981), pueden ser los factores causantes de este descenso en creci­miento, dada la gran sensibilidad de los frutales a la salinidad en sí misma y a su particular susceptibilidad a los efectos tóxicos de CI y Na (MAAS y HmFMAN, 1977).

RIL'GO EN FRUTAU,S. I 329

CONSIDERACIONES FINALES

En este primer año de experiencia se han presentado muchos problemas de manejo de los sistemas de riego que han provocado si­tuaciones límite en algunos casos, por lo que se recomienda una fami­liarización previa con los sistemas a instalar.

Independientemente de cuál sea el sistema de riego empleado, cuando está bien manejado, la eficiencia del riego es buena y los re­sultados son satisfactorios.

Mantener un estado hídrico adecuado en el suelo, salvo excep­ciones, como puede ser los problemas oe toxicidad específica por sa­les o altas demandas evapotranspirativas es garantía de un buen esta­do hídrico de la planta, condición necesaria para el crecimiento y la producción.

Es necesario profundizar la investigación en el tema para estable­cer los niveles óptimos del potencial a lo largo del ciclo vegetativo y de acuerdo con la edad del árbol para mantenerlos en un estado de producción máxima.

RESUMEN

Se presentan los resultados del primer año de experiencia de tres sistemas de riego (inundación, goteo y aspersión) en una parcela de melocotonero (Prunus persica [L.] Batsch). Se comentan los proble­mas que se han presentado en el manejo de los sistemas de riego y se analizan las variaciones del estado hídrico del suelo medidas con ten­siómetros y bloques de yeso, así como del potencial hídrico en hoja medidos con la cámara de presión.

Estos primeros resultados muestran que el riego fue más adecuado en los sistemas de inundación y aspersión, mientras que en goteo hubo una deficiente aplicación de agua, parcialmente suplida por un mayor agotamiento de las reservas de agua del suelo.

AGRADECIMIENTOS

Al doctor Negueroles por su ayuda inestimable en la puesta en marcha del proyecto.

330 1. UOMEZ-APARlSI, J. FACI y R. ARAGÜES

Al Laboratorio Agrario Regional por los análisis granulométricos y de materia orgánica del suelo.

A las empresas NEÓPLAST, S. A., de Barcelona y TECHNI­RAIN de Madrid, por la cesión, respectivamente, de los equipos de riego por goteo y por aspersión.

La participación de OIga Frontera y Manuel Longás en el se­guimiento de datos y de Lola Quílez en la elaboración de resultados.

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