ARTÍCULO ORIGINAL

Uso del agua durante el riego del frijol en suelos Eutric cambisol

Water Use for Bean Irrigation on Eutric Cambisol Soils

Dr.C. Omar González Cueto,^I Ing. Berenice Abreu Ceballo,^II Dr.C. Miguel Herrera Suárez,^III Dr.C. Elvis López Bravo,^I

^IUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas, Departamento de Ingeniería Agrícola, Santa Clara, VC, Cuba.
^IIEmpresa Agropecuaria “Valle del Yabú”, Santa Clara, VC, Cuba.
^IIIUniversidad Técnica de Manabí, Facultad de Ing. Agrícola, Portoviejo, Manabí, Ecuador.

RESUMEN

El presente trabajo se realizó con el objetivo de evaluar la realización del riego en cultivo del frijol en las condiciones de suelos Eutric Cambisol. Se determinaron los principales parámetros relacionados con la programación del riego y se obtuvo la aplicación de agua realizada al cultivo y el comportamiento de las variables climatológicas durante la realización de los trabajos. Los resultados mostraron que las necesidades hídricas del cultivo se satisfacen aplicando 14 riegos, con una norma total neta a aplicar de 2 517,72 m³ ha^-1 la cual es muy similar a la propuesta por varios autores para el cultivo del frijol. Sin embargo, la unidad de producción realizó 11 riegos aplicando una norma total neta de 4 843,3 m³ ha^-1 provocando un consumo de 762,4 m³ de agua más para la producción de una tonelada de frijol que la necesaria aplicando la planificación del riego propuesta en este trabajo. La norma total neta aplicada es muy superior a la obtenida por las necesidades hídricas del cultivo lo cual provoca poca eficiencia en el uso del agua.

Palabras clave: necesidades hídricas; balance de agua; programación del riego; productividad del agua.

ABSTRACT

This research was conducted with the objective of evaluating the irrigation performance of bean crops in Eutric Cambisol soil conditions. The main parameters related to irrigation scheduling were determined. The water application for the crop and the behavior of climatic variables during the execution of the work were obtained. The results showed that the needs of crop water are satisfied with 14 irrigations, with a total irrigation of 2 517,72 m³ ha-¹,which is very similar to that proposed by several authors for crop beans. However, farmers performed 11 irrigations applying a total net irrigation of 4 843, 3 m³ ha-¹ consuming 762,4 m³ more of water to produce a ton of bean than the necessary, applying the planning irrigation proposed in this paper. Total net irrigation applied is far superior from obtained by the crop water needs, which brings about low efficiency in water use.

Key words: water requirements; water balance; irrigation scheduling; water productivity.

INTRODUCCIÓN

El frijol común es la leguminosa más consumida en el mundo. En la actualidad se producen cerca de 18 millones de toneladas anuales, en ambientes tan diversos como América Latina, norte de África, China , EUA, Europa y Canadá. América Latina es el mayor productor y consumidor, liderado por Brasil, México, Centroamérica y el Caribe. En Cuba se le ha prestado en los últimos años una gran atención, lográndose alcanzar en 2013 una superficie cosechada de 119 775 ha, con una producción de 129 800 t y un rendimiento agrícola de 1,08 t/ha (ONEI, 2015). El frijol se considera como la segunda fuente de proteína en África oriental y del sur y la cuarta en América tropical.

En Cuba las precipitaciones durante el período seco del año no son suficientes para obtener un desarrollo adecuado de la mayor parte de los cultivos, por lo cual el riego es necesario. Este período coincide con los ciclos completos de muchos cultivos como son la papa, el tabaco y las hortalizas y con el inicio y finalización de otros. El período seco es el escogido para el desarrollo de cultivos que son afectados por humedad excesiva en los suelos, como es el caso del frijol (Phaseolus vulgaris).

El riego es una práctica indispensable para alcanzar altos rendimientos y mejorar la calidad del grano. Las leguminosas son cultivos sensibles tanto al déficit como al exceso de agua. Las etapas más sensibles al déficit de agua, conocidas como etapas críticas; son las etapas de desarrollo vegetativo, prefloración y llenado de vainas.

Sistemas de riego de bajo costo, fiables y eficientes en el uso del agua son imprescindibles para alcanzar las producciones de alimentos necesarias para una agricultura sustentable y que contribuya a las políticas para la conservación de los recursos hídricos y la reducción de los gases de efecto invernadero. El uso de sistemas de riego desde un punto de vista sustentable deben considerar tanto criterios medioambientales como económicos (Daccache et al., 2014; Tarjuelo et al., 2015).

En los sistemas de producción agrícola un factor determinante en su sostenibilidad es la productividad del agua. González et al. (2014), definen la productividad del agua como la relación entre la cosecha física o económica por unidad de agua consumida por el cultivo. Este indicador es utilizado a fin de desarrollar estrategias de utilización de los recursos hídricos que permitan tomar mejores decisiones en cuanto a políticas y empleo de estos recursos. Varios son los autores que han determinado este indicador como elemento de juicio para analizar la eficiencia en el uso del agua aportada a los cultivos, tanto como resultado de la implementación de estrategias de riego o como una medida del resultado de diferentes métodos de riego usados (Oweis y Hachum, 2006; Geerts y Raes, 2009; Sadras, 2009; Ahmadi et al., 2010; Patanè et al., 2011; González et al., 2014).

Para el riego exitoso de los cultivos es necesario que el agricultor conozca la evapotranspiración del cultivo en explotación, realizar una programación del riego que defina la cuantía y el momento de cada riego en dependencia de las necesidades de las plantas, conocer y controlar los principales factores que intervienen en la aplicación del agua a la parcela de acuerdo al sistema de riego empleado y lograr que las instalaciones estén bien diseñadas, manejadas y conservadas (Santos et al., 2010).

El cultivo del frijol es uno de los principales beneficiados con la introducción de sistemas de riego de pivote central. Esta tecnología está presente en la unidad básica “Jesús Menéndez”, la cual se se encuentra en suelos Eutric Cambisol, con características de suelos profundos con un nivel medio de plasticidad, por lo que dificulta el drenaje produciendo encharcamientos, de forma que un riego excesivo puede ser suficiente para dañar el cultivo. Por lo tanto, se hace necesario hacer una evaluación de la realización del riego para determinar si los requerimientos hídricos del frijol están siendo satisfechos. A partir de estos elementos se fundamenta esta investigación que tiene como objetivo: evaluar la eficiencia del riego en el cultivo del frijol “Velasco Largo” en las condiciones de la unidad básica “Jesús Menéndez”.

MÉTODOS

La investigación se llevó a cabo en los meses de enero a marzo de 2015. La tecnología de riego empleada fue por aspersión, con el empleo de una máquina de pivote central eléctrica “Western”.

Variables climáticas tales como la temperatura mínima, media y máxima, así como la evapotranspiración de referencia y las precipitaciones fueron obtenidas de una estación agrometeorológica cercana al campo experimental. La calidad del agua utilizada en los experimentos responde a los estándares de no limitación para el riego.

La determinación de las necesidades hídricas del cultivo para el suelo en estudio se determinó  mediante métodos conocidos. La capacidad de campo y punto de marchitez permanente se obtuvo según describe Pacheco et al. (2006), la densidad aparente se tomó 1,0 gcm-3 (Pacheco y Pérez, 2010), el coeficiente del cultivo, así como la evapotranspiración del cultivo, el agua disponible total y el agua fácilmente aprovechable se obtuvieron según (Allen et al., 2006). Se determinó además la productividad del agua mediante los procedimientos descritos por González et al. (2010).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN


Se realizó un análisis diario de las principales variables climáticas según los datos tomados de la estación agrometeorológica. La Figura 1 presenta las temperaturas máximas, mínimas y medias por decenas, durante el ciclo del cultivo. La temperatura media se comportó sobre los 23 y 24 ºC como promedio durante toda la campaña. En la quinta decena esta alcanzó valores de 19 ºC muy favorable para el cultivo ya que el frijol sembrado entre los meses de octubre y enero necesita de temperaturas frescas para obtener el rendimiento promedio esperado de 1,05 toneladas por hectárea.

En relación a las precipitaciones, como muestra la Figura 2, durante los meses de enero a marzo, se destaca que estas fueron casi inapreciables excepto para la segunda decena del período, cuando alcanzaron un valor de 8,83 mm. Durante estos días la alta humedad fue poco favorable para el cultivo ya que se debe tener en cuenta que para los primeros estados de desarrollo conviene mantener el suelo con poca humedad ya que el exceso de esta puede provocar clorosis, además de disminuir la calidad de los frutos. Debido a los valores alcanzados por las temperaturas mínimas, media y máxima más las condiciones de humedad y el viento reinante, provocaron como se muestra en la Figura 3, que la evapotranspiración de referencia fueran bajas para el período, hecho favorable ya que si la evapotranspiración de referencia es bajo necesita menos riego, porque la planta transpira menos y tanto las variables climáticas y el sol absorben menos el agua disponible de las plantas.

Las necesidades hídricas del cultivo se obtuvieron teniendo en cuenta las distintas fases fenológicas del frijol. La Tabla 1 muestra la planificación del riego realizada para satisfacer las necesidades hídricas durante todo el desarrollo del cultivo. En esta se aprecia que los requerimientos hídricos del cultivo se satisfacen aplicando 14 riegos, con una norma total neta a aplicar de 2 517,72 m³ ha-¹ la cual es muy similar a la de 2 560 m³ ha-¹ que menciona Herrera et al. (2013), como norma total neta de riego al frijol y cercana a los 3 000 m³ ha-¹ que propone Duarte et al. (2015).

La unidad productiva planificó aplicar un total de 12 riegos, uno cada siete días, con una norma parcial neta fija de 200 m³ ha-¹. Durante el ciclo del cultivo esta planificación no se cumplió una de las causas fue debido a las precipitaciones ocurridas durante el mes de enero y febrero y la otra debido a la aplicación de normas parciales netas de riego muy superiores a las planificadas. En la Tabla 2 se observa el total de riegos realizados y las normas parciales aplicadas durante el período, las cuales son muy superiores a las previstas por la propia unidad. Asimismo y como consecuencia de lo anterior aplicaron una norma total neta de 4 843, 3 m³ ha-¹, muy superior a la propuesta por Duarte et al. (2015) y a la obtenida de los cálculos de las necesidades hídricas del cultivo presentadas en la Tabla 1.

Un factor importante a considerar, en cuanto a la realización de los riegos a este cultivo por la unidad de producción es que no se tuvo en cuenta la tensión de humedad existente en el suelo. Durante la investigación se encontró que la unidad no disponía de tensiómetros para obtener la tensión del suelo y así aplicar el agua cuando exactamente el cultivo lo necesitaba. Esta es una medida muy aplicada y práctica para lograr ahorros en el uso del agua. Pacheco y Pérez (2010), determinaron para el cultivo de la papa en esta misma empresa, mediante la utilización de tensiómetros, que se hacían riegos excesivos a la papa, provocando una menor eficiencia en el uso del agua.

De haberse aplicado el plan de riego propuesto según Figura 4 se hubiera alcanzado un mejor aprovechamiento del agua, debido a que en las 3 ha cosechadas se obtuvieron 3,28 t de frijol, lo cual al relacionarlo con el agua según la programación obtenemos un indicador de 0,0013 t de frijol por cada m³ de agua empleado. Sin embargo al analizar el agua regada se obtiene un indicador de 0,0006 t/m³. Con la planificación del riego según las necesidades hídricas solo eran necesarios 767,6 m³ de agua para producir una tonelada de frijol y con el riego realizado en la unidad se emplearon 1 476,61 m³ de agua para obtener la misma producción, lo que demuestra que con el riego empleado se derrochó agua, la cual es un recurso que no se puede desperdiciar. Cisneros et al. (2007), muestran como la aplicación de agua a los cultivos, en una empresa piloto de la provincia Mayabeque, casi duplica las necesidades del cultivo, hecho que en nada beneficia la disponibilidad de agua para el futuro, frente a las cada vez más frecuentes sequías.

El rendimiento agrícola del cultivo fue de 1 093,33 kg/ha y se le aplicaron 4 843,3 m³/ha de agua lo cual representa una productividad del agua de 0,22 kg/m³, valor inferior al intervalo de 0,6 a 1,91 kg/m³ determinado por González et al. (2014), a partir de datos de experimentaciones de campo realizadas en distintas condiciones de suelo y clima de Cuba. Una primera explicación puede ser debido al bajo rendimiento agrícola alcanzado aqui, el cual es inferior al utilizado por estos mismos autores (1 600 a 2 980 kg/ha) . Sin embargo, el principal factor que provoca esta baja productividad del agua en el cultivo es la aplicación de agua en exceso. De haberse aplicado el agua calculada según las necesidades del cultivo la productividad del agua hubiera ascendido hasta 0,43, todavía inferior al reportado. Ya en este caso se considera que es debido al bajo rendimiento agrícola dado que la norma total de agua calculada es inferior a la manejada por González et al. (2014).

López et al. (2011), consideran que la baja eficiencia en la operación de los sistemas de riego constituye uno de los problemas más agudos que afectan a las áreas bajo riego en Cuba. Estos autores obtuvieron para el frijol, un valor máximo de la productividad del agua de 0,93 kg/m³ con la utilización 3 140 m³/ha. El aumento del consumo de agua por la planta, a a partir de este valor, implicó un decrecimiento de la productividad, o sea del rendimiento agrícola por m³ de agua consumida, lo cual demuestra la importancia de la aplicación a la planta de solo el agua necesaria para obtener su pleno desarrollo y máximo rendimiento. La situación del cambio climático y las cada vez más frecuentes sequías promueven el uso eficiente del agua y su utilzación para el riego de forma tal que se obtengan las más altas productividades con su uso.

Una inadecuada explotación de las técnicas de riego ocasiona pérdidas millonarias al país y provoca daños irreparables al medio ambiente como la salinización de los suelos, contaminación de los acuíferos o degradación de las mejores tierras, las que por lo general están bajo riego (Cisneros et al., 2011).

CONCLUSIONES

-Los resultados mostraron que las necesidades hídricas del cultivo se satisfacen aplicando 14 riegos, con una norma total neta a aplicar de 2 517,72 m³ ha^-1 la cual es muy similar a la propuesta por otros autores para el cultivo del frijol. Sin embargo, la unidad de producción realizó 11 riegos aplicando una norma total neta de 4 843,3 m³ ha^-1 provocando un consumo de 709,0 m³ de agua más para la producción de una tonelada de frijol que la necesaria aplicando la planificación del riego propuesta en este trabajo. La norma total neta aplicada es muy superior a la obtenida por las necesidades hídricas del cultivo lo cual provoca poca eficiencia en el uso del agua.

NOTAS

*La mención de marcas comerciales de equipos, instrumentos o materiales específicos obedece a propósitos de identificación, no existiendo ningún compromiso promocional con relación a los mismos, ni por los autores ni por el editor.

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Recibido: 10/10/2015
Aprobado: 14/11/2016

Omar González Cueto, Prof. Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas, Departamento de Ingeniería Agrícola, Santa Clara, VC, Cuba. Email: omar@uclv.edu.cu