Rice (Oryza sativa L.) is the most important crop for human consumption; it constitutes the basic food for more than half of the world population (Ruiz et al., 2012). In Cuba, rice is the main food after beans (MINAG, 2014), and by tradition and eating habits, the country is among the consuming rice nations with 72 kg per capita annually.

One of the most important inputs for any crop and especially rice, without a doubt is water (PNUD, 2016). The last decade has shown dramatic decreases in the volume of water in reservoirs due to prolonged and frequent droughts influenced by climate change, affecting in this way the production of crops and especially rice, which demands a significant volume of the precious liquid. In a not too distant future, if low volumes of rainfall continue, it will be necessary to resort to the proper and careful use of seawater, as an alternative to mitigate the lack of water for rice production.

An important way to increase the production of rice in the country in a sustainable way and to save water is by using rice crop of regrowth, also known as soca or ratoon, with which acceptable yields are reached and it is a viably economic activity.

The consulted literature reports that with the use of the regrowth crop (second crop) it can be reached a yield between 70-75% from the previous harvest (Galavko, 2002). However, in Cuba, investigations conducted under both, research and production, according to Polón et al. (2012), reported a yield, in the shoot (second harvest), superior to the control with medium cycle varieties, exceeding this one by 1 t.ha ^-1 . They also refer a reduction of the shoot cycle in a time range between 60 to 65 days, allowing a lower consumption of irrigation water in this cultivation system of up to 40 %. The use of regrowth crop in the cooperative sector of production, generates agricultural yields between 2,5 and 4,27 t. ha ^-1 with excellent industrial grain quality, crystal clear beads and no white belly in the grain. In addition, the total production of several cultivars such as INCA LP-5, INCA LP-7 and J-104 are higher than 10 t. ha ^-1, enabling to recommend using them in production for this purpose (Castro et al., 2014).

The realization of water stress to rice cultivation sometimes improves the yield depending on the stage and the intensity of the stress, reaching the best results in the vegetative phase, unlike when it is applied in the reproductive phase of the crop, where the quality of the grain is affected (Verma et al., 2014).

The objective of the present work was to evaluate the effect of water stress on the yield in the regrowth crop in a variety of medium cycle rice (J-104).

The research was conducted during four years, from 2014 to 2017 at UCTB Los Palacios, on a Gleysol Nodular Ferruginous Petroferric soil (Hernández et al., 2015).

Treatments:

For the development of the experiment, the commercial variety of medium cycle J-104 was used. The sowing density used was 120 kg. ha^-1 (MINAG, 2014). Two cutting heights were made for the regrowth of 5 cm and 20 cm from the soil surface.

Evaluations and Measurements Made:

Water consumption was estimated from the delivery to each plot (20 L∙s^-1) according to the construction project of the irrigation system of the Scientific Technological Unit "Los Palacios", Pinar del Rio. For the industrial yield of the grain, a sample of 1 kg of seed was taken, to determine the percentage of whole grains. An experimental design of blocks at random was used, with two treatments, one with water stress and one without stress, which was maintained with a water sheet (10 cm) throughout its cycle, according to MINAG (2014). Water stress was applied in the vegetative phase with wilting of the leaves, and the soil totally cracked.

The data obtained were subjected to a simple variance analysis, when significant differences were found between the means, compared according to the Duncan Multiple Range Test, for the level of significance p≤0.05.

Many factors affect the performance of rice and its industrial quality, among them, the moment in which it is harvested and the management of irrigation prior to it that generate decreasing in the percentages of whole grains, the amount of panicles per square meter and in agricultural performance itself (Thompson y Mutters, 2006; de Ávila et al., 2015). However, in this work, when irrigation was handled in a different way to the traditional (permanent watering), that is, causing a water stress condition by default, the agricultural and industrial yield of the grain was favored (% of whole grains), panicles per square meter and a significant decrease in water consumption for the years of study.

When the water deficit was applied (by default) to the crop in the vegetative phase with wilting of the leaves and total crack of the soil, for the dry period during the four years of research, the variant of water deficit (regrowth with water stress), significantly outperformed the control (permanent water, without water stress).(Tables 1,2,3 and 4).

As shown in Table 1, the agricultural yield reached higher values in the regrowth with water stress respect to the regrowth without water stress (control), in yields ranging between 5,8 t. ha ^-1 and 4,7 t. ha ^-1, compared to values ​​of 5,2 and 4,0 t. ha ^-1 (regrowth without water stress). On the other hand, the highest values of yields correspond to the variant where the cut was made at a height of 5 cm from the surface of the soil. The lowest yield reached was 3,1 t. ha ^-1 in the control variant and for a height cut of the ratoon of 20 cm. This result coincides with that reported by Polón et al. (2012) when practicing equal cutting heights to the regrowth crop, which seems to indicate that, when the cut of the regrowth is lower, there is a favorable response in the crop in terms of its agricultural yield.

Similar behavior, presented industrial grain yield (% of whole grains) as seen in Table 2. Values of 67,3% to 63,3% of whole grains in water stress treatment were reached, while the control was of 66,1% to 62,5% of whole grains, both for a cut height of 5 cm. These values demonstrate once again, the benefit of applying water stress on increasing agricultural output without affecting the industrial quality of grain, as reported by several investigators (Polón et al., 1995, 2012; Polón and Castro, 1999; Ruiz et al., 2012; Castro et al., 2014; Bergson et al., 2015).

In a situation where the water resource becomes increasingly limiting both by quantity and by competition from other areas, it is increasingly important to associate the levels of productivity obtained with the water consumptions required.

With an irrigation management and using the regrowth culture with water stress, there is evidence of high efficiency in the use of water and high productivity of irrigation water (Table 3). The productivity values of the water oscillate generally between 1,41 kg. m ^-3 and 0,73 kg.m ^-3, high values since the regrowth crop has a shorter cycle (70 days) and they differ much more than the reported by González et al. (2010) in Cuba of 0,31 kg.m ^-3 for long cycles (135 days). These values of water productivity in turn are located in the ranges of values reported by different authors (DIEA, 2014; de Avila et al., 2015; Ruiz. et al., 2016; Riccetto et al., 2017).

Similarly, the application of water stress to the regrowth crop showed a more efficient use of water, with average consumption values of 4300 m ³. ha ^{- 1} in regrowth with stress, and 5800 m³. ha ^-1 in the treatment regrowth without water stress (control), during the four years of research, with a water saving of 1400 m ³. ha ^{- 1}. These results coincide with what was reported by the researchers Polón et al. (2012) and Castro et al. (2014). Benefits are achieved when water stress is applied in the vegetative phase of the crop, with the use of regrowth and with a cutting height of 5 cm from the surface of the soil, since there is always greater water ecomy, because there is a longer period without irrigation.

The behavior of the panicles per square meter (Table 4) was similar to the rest of the variables previously explained. It is observed that the values were always higher in the variant of water stress with regrowth at a height of 5 cm from the surface of the soil, with respect to the control treatment and with the cut of the regrowth at a height higher than 20 cm. That coincides with that reported by several authors (Polón et al., 1995; Polón and Castro, 1999).

It can be concluded that:

El arroz (Oryza sativa L.) es el cultivo más importante para el consumo humano; constituye el alimento básico para más de la mitad de la población mundial (Ruiz et al., 2012). En Cuba, este cereal es el alimento básico después del frijol (MINAG, 2014), y por tradición y hábito alimentario, el país figura entre las naciones de alto consumo de arroz, con 72 kg anuales per cápita.

Uno de los insumos más importante para cualquier cultivo y en especial el arroz, sin lugar a dudas es el agua (PNUD, 2016). En el último decenio se han evidenciado disminuciones drásticas de los volúmenes de agua en los embalses, debido a las prolongadas y frecuentes sequías influenciadas por el cambio climático, afectando de esta manera a la producción de los cultivos y en especial al arroz, el cual demanda un volumen importante del preciado líquido. En un futuro no muy lejano, de continuar los bajos volúmenes de precipitaciones, habrá que recurrir al uso adecuado y cuidadoso del agua de mar, como alternativa para mitigar la escases de agua para la producción de arroz.

Una manera importante de incrementar de manera sostenible la producción de arroz en el país y un ahorro del recurso agua, es haciendo uso del cultivo de arroz de rebrote, o también conocido como soca o retoño, con el que se alcanzan rendimientos aceptables y es una actividad viablemente económica.

La literatura consultada informa que con el uso del cultivo de rebrote (segunda cosecha) se puede alcanzar un rendimiento entre 70-75 % de la cosecha anterior (Galavko, 2002), sin embargo, en el país las investigaciones desarrolladas en condiciones tanto de investigación como de producción según Polón et al. (2012), reportan un rendimiento en el retoño (segunda cosecha), superior al testigo con variedades de ciclo medio, superando a este en 1 t∙ha^-1; además una reducción del ciclo de retoño en un rango de tiempo entre 60 a 65 días, permitiendo un menor consumo del agua de riego en este sistema de cultivo de hasta un 40 %.

En el sector cooperativo de producción, se reportan rendimientos agrícolas, con el uso del cultivo de rebrote, fluctuantes entre 2,5 y 4,27 t. ha^-1 con una excelente calidad industrial del grano, granos cristalinos sin fisuras, ni panza blanca en el grano; además de la producción total de varios cultivares tales como INCA LP-5, INCA LP-7 y J-104, superiores a las 10 t ha^-1, pudiéndose recomendar las mismas para su uso en la producción con este fin (Castro et al., 2014).

La realización de estrés hídrico al cultivo del arroz en ocasiones mejora el rendimiento en dependencia de la etapa y la intensidad del estrés, alcanzándose los mejores resultados en la fase vegetativa, a diferencia de cuando se aplica en la fase reproductiva del cultivo, donde se ve afectado también la calidad del grano (Verma et al., 2014).

El objetivo del presente trabajo fue conocer efecto del estrés hídrico en el cultivo de arroz con rebrote y su efecto en el rendimiento en una variedad de ciclo medio.

La investigación se condujo durante cuatro años, desde 2014 hasta 2017 en la UCTB Los Palacios, sobre un suelo Gleysol Nodular Ferruginoso Petroférrico (Hernández et al., 2015).

Tratamientos:

La densidad de siembra utilizada fue de 120 kg∙ha^-1 (MINAG, 2014).

Para el desarrollo del experimento se utilizó la variedad comercial de ciclo medio J-104.

Evaluaciones y mediciones realizadas:

El corte realizado al cultivo de rebrote fue a partir de la superficie del suelo hasta la altura deseada (AC).

El gasto de agua se estimó, a partir de la entrega en cada parcela de (20 L∙s^-1), según proyecto constructivo del sistema de riego de la Unidad Científico Tecnológica “Los Palacios”, Pinar del Río.

Para el rendimiento industrial del grano se tomó una muestra de 1 kg de semilla, determinándose el por ciento de granos enteros. Se utilizó un diseño experimental de Bloques al azar, con dos tratamientos, uno con estrés hídrico y un testigo con riego normal, que se mantuvo con una lámina de agua (10 cm) a lo largo de su ciclo, según MINAG (2014). El estrés hídrico se aplicó en la fase vegetativa con marchitamiento de las hojas, y el suelo totalmente agrietado.

Los datos obtenidos se sometieron a un análisis de la t-Student cuando se encontraron diferencias significativas entre las medias para el nivel de significación (p≤0,05).

Son muchos los factores que afectan el rendimiento del arroz y su calidad industrial, destacándose, el momento en que se cosecha y el manejo del riego previo a la misma, produciéndose disminución en los porcentajes de granos enteros, la cantidad de panículas por metro cuadrado y en el propio rendimiento agrícola (Thompson y Mutters, 2006; de Ávila et al., 2015). Sin embargo, en este trabajo, cuando se manejó el riego en el cultivo de manera diferente a lo tradicional (aniego permanente), es decir, provocando una condición de estrés hídrico por defecto, se favoreció el rendimiento agrícola e industrial del grano (% de granos enteros), las panículas por metro cuadrado y una disminución importante en el consumo de agua para los años de estudio.

Cuando se aplicó el déficit hídrico (por defecto) al cultivo en la fase vegetativa con marchitamiento de las hojas y el suelo totalmente agrietado, para el período poco lluvioso durante los cuatros años de investigación, la variante de déficit hídrico (rebrote con estrés hídrico) superó de manera significativamente al testigo (aniego permanente, sin estrés hídrico), como se observa en las Tablas 1, 2, 3 y 4.

Como se puede apreciar en la tabla 1, el rendimiento agrícola tuvo un comportamiento significativo, superando los rendimientos en el rebrote con estrés hídrico al rebrote sin estrés hídrico (testigo), con valores que oscilan entre 5,8 t∙ ha^-1 y 4,7 t∙ha^-1, en comparación con valores de 5,2 y 4,0 t∙ha^-1 (rebrote sin estrés hídrico). Por otro lado, los valores superiores de los rendimientos se corresponden a los tratamientos que se le realizó el corte a una altura de 5 cm a partir de la superficie del suelo, este resultado coincide con lo reportado por Polón et al. (2012), al practicar igual alturas de corte al cultivo de rebrote, lo que parece indicar que, en la medida que sea más bajo el corte de la soca, hay una respuesta favorable en el cultivo en cuanto a su rendimiento agrícola.

Similar comportamiento, presentó el rendimiento industrial del grano (porcentaje de granos enteros) como se puede apreciar en la tabla 2, donde se alcanzaron valores de 67,3 % a 63,3% de granos enteros en el tratamiento con estrés hídrico y sin embargo, en el testigo fue de 66,1 % a 62,5% de granos enteros, ambos para una altura de corte de 5 cm; estos valores evidencian una vez más el beneficio de aplicar estrés hídrico en el incremento del rendimiento agrícola sin afectar la calidad industrial del grano, según lo reportado por varios investigadores (Polón et al., 1995, 2012; Polón y Castro, 1999; Ruiz et al., 2012; Castro et al., 2014; Bergson et al., 2015).

En una situación donde el recurso hídrico pasa a ser cada vez más limitante tanto por cantidad como por competencia de otros rubros, es cada vez más relevante poder asociar los niveles de productividad obtenidos con los consumos de agua requeridos.

Con un manejo del riego y utilizando el cultivo de rebrote con estrés hídrico, se evidencia una alta eficiencia en el uso del agua y una alta productividad del agua de riego (Tabla 3). Los valores de productividad del oscilan de forma general entre los 1,41 kg∙m³ y 0,73 kg∙m³, valores tan altos dado que el cultivo de rebrote presenta un ciclo más corto (70 días) y difieren muy por encima de lo reportado por González et al. (2010) en Cuba de 0,31 kg∙m^-3 para ciclos largos (135 días). Estos valores de productividad del agua a su vez se ubican en los rangos de valores reportados por diferentes autores (DIEA, 2014; de Avila et al., 2015; Ruiz. et al., 2016; Riccetto et al., 2017).

De igual forma con la aplicación del estrés hídrico al cultivo de rebrote se evidenció un uso más eficiente del agua, con valores de consumo promedios de 4 300 m³. ha^-1 en rebrote con estrés, y 5800 m³. ha^-1 en el tratamiento rebrote sin estrés hídrico (testigo), durante los cuatro años de investigación, con un ahorro de agua en el orden de los 1 400 m³. ha^-1; estos resultados coinciden con lo reportado por los investigadores Polón et al. (2012) y Castro et al. (2014), acerca de los beneficios que se alcanzan cuando hacemos estrés hídrico en la fase vegetativa del cultivo, con uso del rebrote y con una altura de corte de 5 cm a partir de la superficie del suelo, ya que siempre se alcanza una mayor economía del agua, por estar un período de tiempo mayor sin riego.

El comportamiento de las panículas por metro cuadrado (Tabla 4) fue similar al resto de variables anteriormente explicadas, donde se observa que los valores siempre fueron superiores en la variante que se cortaron el rebrote a una altura de 5 cm a partir de la superficie del suelo, respecto a cuándo se realizó el corte a una altura más alta de 20 cm, independientemente a que el rebrote sea con o sin estrés hídrico, esto coincide con lo informado por varios autores (Polón et al., 1995; Polón y Castro, 1999).

Se puede concluir que, al someter al cultivo del arroz con rebrote bajo un déficit hídrico en la fase vegetativa del cultivo y para una altura de corte de la soca de 5 cm, en la variedad de ciclo medio J-104; se incrementa el rendimiento agrícola en aproximadamente 0,5 t. ha^-1, además del rendimiento industrial del grano (% de granos enteros) y el número de panículas por metro cuadrado, respecto al rebrote sin déficit hídrico (testigo). Se alcanza un menor consumo de agua a favor del tratamiento de rebrote con estrés hídrico, respecto al testigo, con un ahorro del recurso de aproximadamente unos 1400 m³. ha^-1, lo que conlleva a una alta productividad del agua de riego en el nuevo tratamiento.