Cada vez escuchamos con más frecuencia el término “agricultura sustentable” y no es para menos. No hay que olvidar que, aunque no lo parezca, hemos comenzado a afrontar el mayor reto de nuestra historia como humanidad: alimentar en los próximos 30 años a casi 9,000 millones de personas. Las estimaciones más recientes de la FAO (1) indican que para poder alimentar a 9,000 millones de personas la producción de alimentos deberá incrementarse en un 70% para 2050, en comparación con lo que se produce hoy en día. Sin embargo, la gran pregunta es: ¿cómo vamos a producir todo ese alimento extra si los recursos disponibles ya están al límite? Y una de las mayores incógnitas es, por supuesto, el tema del agua.
Es posible que fallemos porque todavía no terminamos de entender que los recursos para la producción agrícola son finitos y ya estamos llegando a un punto de sobreexplotación que pone en riesgo la agricultura como la conocemos actualmente, sino a nivel global, al menos si en muchas de las regiones agrícolas importantes del mundo. Entonces, si no cambiamos la manera en la cual utilizamos el agua en la agricultura pronto vamos a tener problemas aún mayores, porque la agricultura es la actividad humana que más agua requiere.
La Importancia del Agua en la Agricultura de Riego
El agua constituye un recurso imprescindible en agricultura, puesto que su disponibilidad está directamente relacionada con la formación de nueva biomasa vegetal. La actividad agrícola consume más del 80 % del agua total disponible a nivel mundial. En América este valor es de 60 %, donde los sectores doméstico e industrial consumen el 25 y 15 por ciento respectivamente (Fourth World Water Forum, 2006). El riego se define como el sistema a partir del cual se logra un aporte de agua en los cultivos, capaz de suplir las necesidades hídricas de las plantas, que no se ven cubiertas únicamente por las precipitaciones.
Dinámica del Agua en el Suelo y el Cultivo
Todo cultivo experimenta un intercambio de agua, tanto con el suelo sobre el que sitúa, como con la atmósfera que lo envuelve. Es del suelo de donde toma el agua necesaria para su nutrición, para después desprenderla a la atmósfera, mediante un proceso conocido como transpiración. Además, de forma paralela, se produce otro fenómeno de evaporación directa del agua del propio cultivo y desde la superficie del suelo hacia la atmósfera. A ambos fenómenos de transferencia se les conoce como evapotranspiración del cultivo.
El suelo agrícola puede decirse que se comporta de manera semejante a un depósito de agua, al cual las plantas tienen acceso en mayor o menor medida. La velocidad del movimiento del agua en el suelo depende de las propiedades hidráulicas del mismo, las cuales se relacionan con la textura, siendo mayor en suelos arenosos que en suelos arcillosos. Con la aplicación del riego no se busca saturar el perfil del suelo sino elevar su contenido de humedad hasta un nivel óptimo para el cultivo conocido como capacidad de campo (θ cc). Este se define como la cantidad máxima de agua que el suelo puede retener contra la fuerza de gravedad, después de haber sido saturado y en ausencia de evaporación directa, condición que se logra en un período de 3 a 10 días dependiendo del tipo de suelo y su capacidad de retención de agua.
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El riego debe aplicarse antes de que la humedad disponible en el suelo se agote por completo. Para esto se toma como referencia un contenido de humedad mínimo permisible para las plantas conocido como punto de marchitamiento permanente (θ PMP). Al rango de humedad comprendido entre θ cc y θ PMP se le conoce como humedad aprovechable (HA) máxima para las plantas y se refiere a la máxima cantidad de agua que puede retener el perfil del suelo ocupado por las raíces de las plantas (Pr).
La programación del riego tiene como objeto central el que se tomen decisiones orientadas a determinar las cantidades de agua por aplicar y las fechas de aplicación de cada riego con la intención de minimizar deficiencias o excesos de humedad en el suelo que pudieran causar efectos adversos sobre el crecimiento, rendimiento y calidad de los cultivos. En la programación de los riegos destaca la cuantificación de las necesidades hídricas de los cultivos, los cuales se obtienen por los parámetros de evaporación y transpiración.
Tipos de Sistemas de Riego
Existen diversas técnicas de riego, clasificadas generalmente en:
- Riego de superficie, que cubre toda la superficie cultivada o casi toda.
- Riego por aspersión, que imita a la lluvia.
- Riego por goteo, que aplica el agua gota a gota solamente sobre el suelo que afecta a la zona radicular.
Los dos primeros métodos, riego de superficie y por aspersión, se consideran riego convencional.
Riego Convencional: Riego de Superficie
El riego de superficie es sin duda la técnica más común, especialmente entre los pequeños agricultores, porque no requiere operar ni mantener equipos hidráulicos complejos. También conocido como riego rodado, es la técnica de riego más antigua que se conoce. Su funcionamiento es sencillo, el agua se conduce desde la fuente de abastecimiento a través de canales hasta las parcelas de cultivo, que presentan pendientes ligeras. Un sistema de riego por gravedad se compone de varios elementos clave que permiten el transporte y distribución del agua hacia las parcelas. El agua llega finalmente a las parcelas o unidades de riego, organizadas en melgas o surcos, delimitadas por camellones, que dirigen el avance del riego. Como su nombre lo indica, el agua fluye a través de los surcos y humedeciendo solo una parte del terreno. En este método, la parcela se divide en franjas delimitadas por camellones y el agua se introduce por la cabecera de cada una. El largo y ancho de la melga depende del tipo de suelo y de la cantidad de agua disponible para el riego.
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Riego por Aspersión
El riego por aspersión es un método de riego agrícola que imita la lluvia al distribuir el agua en forma de gotas mediante los aspersores. Este tipo de riego es adecuado para una gran variedad de cultivos, como cereales, pastos, hortalizas y cultivos de cobertura amplia. Entre sus desventajas cabe mencionar que se precisa una buena determinación o cálculo de la distancia entre los aspersores, de manera que pueda lograrse un alto coeficiente de uniformidad; la humedad que se genera tanto en la zona foliar como en el tallo, durante épocas de altas temperaturas, puede provocar la aparición de determinadas patologías producidas por hongos. El factor fundamental a tener en cuenta es la presión. Cuando baja la presión de funcionamiento se produce un aumento del tamaño de la gota, lo que hace que la distribución del agua en el terreno sea irregular. Otro elemento a tener en cuenta son las boquillas, que en los aspersores pueden ser una o dos y pueden estar fabricadas en distintos materiales. Con el tiempo van desgastándose, motivo por el cual deben ser reemplazadas.
Riego Localizado o de Precisión
La tecnificación del riego implica la incorporación de técnicas y métodos más racionales y cuantitativos que permitan ejercer un mayor control en la ejecución de esta importante práctica agrícola. Se refiere a: cuánto, cuándo, y cómo regar los cultivos para obtener máxima eficiencia y productividad del agua. El riego localizado es un método de riego cada vez más popular por su máxima eficacia, ya que aplica el agua solamente donde es necesaria siendo las pérdidas pequeñas.
Riego por Goteo
El riego por goteo es el sistema presurizado más eficiente entre todos los métodos de riego. Se recomienda para cultivos con alto valor comercial y que, al aplicar las cantidades adecuadas de agua y nutrientes, el rendimiento puede ser mayor al igual que la calidad. Necesita un sistema que dé presión al agua para distribuirla por tuberías instaladas sobre el terreno, que están dotadas de emisores que vierten de 1 a 10 litros por hora. Aunque la tecnología es simple requiere cierta inversión y un mantenimiento cuidadoso, ya que los goteros pueden obstruirse fácilmente. Sin embargo, los resultados obtenidos en muchos países muestran que los agricultores que cambian de riego por surcos o riego por aspersión a riego por goteo pueden reducir el consumo de agua del 30 al 60 por ciento. Además, como estos dos sistemas evitan el contacto del agua con las hojas, pueden usarse aguas salobres para regar cultivos moderadamente tolerantes a la salinidad. Los sistemas de riego por goteo, que cuestan de 1 200 a 2 500 dólares EE.UU. por hectárea, son todavía demasiado caros para la mayor parte de los pequeños agricultores y para el riego de cultivos de bajo precio, pero se continúa investigando para hacerlos económicamente más accesibles.
Riego por Microaspersión y Nebulización
El riego por microaspersión es una técnica de irrigación que aplica agua a presión en forma de pequeñas gotas, mediante pequeños aspersores giratorios. El sistema de riego por microaspersión utiliza una serie de componentes diseñados para distribuir el agua en forma de pequeñas gotas sobre el área cercana a la planta. El agua pasa por un sistema de filtrado que evita la obstrucción de los emisores. Es un sistema de riego agrícola instalado en la parte superior del cultivo, que aplica una niebla muy fina mediante emisores a alta presión. El agua es distribuida mediante una red de tuberías y mangueras que conecta con los nebulizadores, las cuales emiten una fina neblina en lugar de gotas, logrando una cobertura uniforme y controlada.
Eficiencia de los Sistemas de Riego
La eficiencia del riego varía significativamente según el método, lo que subraya la importancia de impulsar el riego de precisión. Los valores obtenidos en campo indican que:
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- La eficiencia del riego por surcos es de 60%.
- La eficiencia del riego por aspersión es de 75%.
- La eficiencia del riego por goteo es de 90%.
Aunque estos son datos promedio, el Gobierno de México cree que en la práctica la eficiencia en el riego puede ir desde 20% hasta 85%, lo que indica un enorme punto de mejora en este sentido. Además, el promedio mundial de la eficiencia de riego está alrededor del 35%, lo que deja un gran margen de mejora e indica que actualmente no estamos cuidando el agua como deberíamos.
Ventajas del Riego de Precisión
La primera gran ventaja de un sistema de riego de precisión es que este permite utilizar de manera más eficiente el agua para riego, lo que a su vez puede aumentar la resiliencia de los agricultores, en especial en zonas donde la sequía es un problema o donde el acceso al agua está restringido. El control, con bastante precisión, de la absorción del agua por las raíces de las plantas tiene estas ventajas.
Otra gran ventaja del riego de precisión es que permite eliminar casi en su totalidad la escorrentía y la filtración profunda, cuestiones que están causando una sobrefertilización de los mantos acuíferos y los océanos, lo que a su vez está generando un desequilibrio peligroso en los ecosistemas acuáticos, cuyas consecuencias ya han comenzado a ser cada vez más visibles. Una ventaja más del riego de precisión es que ayuda a reducir las pérdidas de agua por evaporación, pues se estima que, al utilizar riego por inundación y riego por aspersión, entre un 15 a un 30% del agua utilizada se perderá al evaporarse hacia la atmósfera, cifra que incluso podría ser mayor, en especial en los meses de mayor temperatura máxima.
Pero estas no son las únicas ventajas del riego de precisión, pues también está la posibilidad de contabilizar el agua utilizada durante todo el ciclo de cultivo, información que le será de utilidad a los agricultores para conocer sus costos reales de producción.
Requisitos para el Riego de Precisión
Para incursionar con éxito en el riego de precisión, el primero requisito es contar con una adecuada sectorización de la red de riego, con unidades de riego lo más homogéneas posible. Además, también se necesita regular la presión en el cabezal de riego, así como en las líneas primarias y secundarias, tener medidores para obtener datos que permitan definir la frecuencia de riego y obtener el volumen de agua aplicado en cada evento de riego. De esta manera realmente podrás tomar decisiones inteligentes respecto al riego de tus cultivos, al tiempo que cuidas uno de los recursos naturales fundamentales para la producción agrícola.
Desafíos y Estrategias en la Gestión del Riego Anual
Aunque la gran limitante para implementar la agricultura sustentable es que, de manera general, nos cuesta mucho implementar sistemas de producción que integren distintos objetivos al mismo tiempo, de modo que hay que cambiar muchos paradigmas de la agricultura actual si queremos cumplir con el gran objetivo que tenemos frente a nosotros. Si cambiar la forma en la cual se utiliza el agua de riego es todo un reto, cambiar las ideas preconcebidas que indican que “mientras más agua le eche a mi cultivo es mejor”, tiene mayor complejidad, dado que dichas ideas están arraigadas en la cultura de muchos agricultores.
Escasez de Agua y Sobreexplotación de Acuíferos
La menor disponibilidad de agua observada en las presas del país, producto de los cambios en los patrones de precipitación pluvial de los últimos años, probablemente ha contribuido a que se mantenga o incremente la sobreexplotación de los acuíferos subterráneos. Así, de los 202 acuíferos en uso del país, 102 se encuentran sobre explotados con tasas de abatimiento anual, en algunos casos, de hasta 3.5 metros por año (Comisión Nacional del Agua, 2004; Sánchez, 2005).
Salinización y Anegamiento
Los costes ambientales de las zonas regables convencionales son altos y a menudo el riego intensivo produce anegamiento y salinización. Actualmente, alrededor del 30 por ciento de las tierras regadas están moderada o severamente afectadas. Anualmente, el área regada se está reduciendo aproximadamente en el 1-2 por ciento a causa de la salinización de las tierras.
Importancia del Drenaje
El drenaje de tierras de regadío tiene dos propósitos: reducir el exceso de agua de las tierras e, igualmente importante, controlar y reducir la salinización que inevitablemente acompaña a las tierras que tienen drenaje natural insuficiente en las regiones áridas y semiáridas. El drenaje adecuado también permite la diversificación de cultivos y la intensificación del uso de la tierra, el crecimiento de variedades de alto rendimiento, el uso efectivo de insumos tales como los fertilizantes y el uso de maquinaria agrícola. Actualmente, 20-50 millones de hectáreas cuentan con sistemas de drenaje. Como esta cifra se considera insuficiente, el drenaje de tierras agrícolas es una necesidad urgente.
Sin embargo, el drenaje tiene dos inconvenientes importantes. Primero, el agua de drenaje a menudo está contaminada con sales, microelementos, sedimentos y trazas de insumos agrícolas, por lo tanto, las aguas de drenaje deben ser evacuadas de una manera apropiada. Segundo, la mejora del drenaje en un área incrementa el caudal aguas abajo, aumentando así el riesgo de inundaciones. Por lo tanto, los nuevos proyectos de drenaje deben considerar no sólo los beneficios de una producción agrícola sostenible sino también los efectos colaterales sobre el medio ambiente.
Riego con Aguas Residuales
La reducción de la carga contaminante de las aguas residuales de fincas, industrias y áreas urbanas permitiría que una buena parte se utilizara para regar. Los beneficios potenciales del riego con aguas residuales son enormes. Por ejemplo, una ciudad con una población de 500 000 habitantes y un consumo diario per cápita de 120 litros produce al día aproximadamente 48 000 m3 de aguas residuales, suponiendo que el 80 por ciento del agua utilizada llega a los servicios públicos de alcantarillado. Si estas aguas residuales fuesen tratadas y utilizadas para un riego cuidadosamente controlado a razón de 5 000 m3/ha anuales, podrían regarse unas 3 500 hectáreas. El valor de estos efluentes como fertilizante es tan importante como el valor del agua.
Necesidad de Aumentar la Capacidad de Embalse
Aún siendo optimistas acerca del aumento de la productividad agrícola, de la eficacia del riego y de la expansión del regadío, se espera que en los países en desarrollo en 2030 la agricultura bajo riego necesitará un 14 por ciento más de agua. Esto requerirá una capacidad de embalse adicional de unos 220 km3. También deben reemplazarse los 160 km3 de agua que se sobreexplotan en los acuíferos. En los próximos 30 años se necesitarán alrededor de 2 180 km3 de capacidad de embalse, es decir, más de 70 km3 anuales, sin contar las pérdidas por evaporación que aumentarán al incrementarse la superficie de embalse. Las obras necesarias equivalen a construir una nueva presa de Aswan cada año.
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