Ahorro de agua. en el cultivo de la fresa sin comprometer la producción. Mejora de la eficiencia y productividad del agua de riego

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1 ESPECIAL FRESA Ahorro de agua en el cultivo de la fresa sin comprometer la producción Mejora de la eficiencia y productividad del agua de riego Pedro Gavilán 1, Natividad Ruiz 1, Juan M. Bohórquez 1, David Lozano 1, Luis Miranda 2, Pedro Domínguez 2, Juan J. Medina 3, Elsa Martínez-Ferri 4, José L. Muriel 2. 1 IFAPA Alameda del Obispo. 2 IFAPA Las Torres-Tomejil. 3 IFAPA Huelva. 4 IFAPA Churriana. Trabajos del Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera sobre el riego del cultivo de la fresa, realizados durante los últimos años, han permitido conocer la uniformidad de distribución de los sistemas de riego por goteo usados en las comarcas freseras de la provincia de Huelva, determinar las necesidades de agua y los coeficientes de cultivo de la fresa, estimar la eficiencia y la productividad del agua de riego y determinar la frecuencia y duración del pulso de riego óptimo. L a fresa es un cultivo generador de alto valor añadido y empleo. Sin embargo, su localización en las cercanías del Parque Nacional de Doñana, el más importante humedal de Europa, hace necesaria la conciliación de la actividad productiva y la conservación del medio ambiente. Un riego eficiente no debe suponer una merma de las producciones y sí un ahorro de agua, fertilizantes y energía que favorezca la sostenibilidad del cultivo y su compatibilidad con el medio ambiente. A pesar del uso del riego localizado en este cultivo, todavía existe incertidumbre sobre la cantidad necesaria de riego para obtener producciones cercanas al potencial del cultivo. Trabajos realizados muestran cifras que varían entre (Trout y Gartung, 2004) y m3/ha (Strand, 2008). Con frecuencia, los agricultores programan los riegos basándose en su propia experiencia, la observación de las condiciones meteorológicas e indicadores visuales del estado hídrico de las plantas. Estas prácticas pueden provocar riegos excesivos y pérdidas de cosecha inducidas por estrés hídrico en condiciones de alta demanda evaporativa. Para mejorar sus prácticas de riego, agricultores y técnicos necesitan conocer la capacidad del sistema de riego de aplicar el agua requerida de forma uniforme y disponer de herramientas de cálculo de las necesidades de agua del cultivo para programar los riegos. Para ello, la FAO desarrolló una metodología basada en el uso de la evapotranspiración de referencia (ETo) y los coeficientes de cultivo (Kc) (Doorenbos y Pruitt, 1977). Diversos autores han calculado los valores del Kc de la fresa. Sin embargo, la diferencia entre cultivares, la duración de la estación de crecimiento y las condiciones meteorológicas pueden hacer variar las necesidades de agua del cultivo (Martínez-Ferri y col., 2015) y los coeficientes de cultivo. Con el objetivo de ayudar a los agricultores a mejorar el riego de la fresa en la costa de Huelva el IFAPA ha realizado en los últimos tres años trabajos de evaluación y propuestas de mejora de los sistemas de riego, determinación de las necesida- 28 VIDA RURAL 15 noviembre 201 5

2 Foto 1. Recogida de volúmenes de agua en una evaluación de riego por goteo en fresa. des de agua y los coeficientes de cultivo, estimación de la eficiencia y la productividad del agua de riego, así como determinar la frecuencia y duración del pulso de riego óptimo. Uniformidad de los sistemas de riego Una buena uniformidad del riego permite mantener cada parte del campo adecuadamente regada, sin excesiva humedad o falta de ella. Un exceso de riego en determinadas zonas puede no afectar a la producción en suelos donde el exceso de humedad se infiltra rápidamente debido a su elevado contenido de arena, como ocurre en el entorno del P.N. de Doñana. Sin embargo, se producen pérdidas de agua, contaminación difusa y aumento de los costes de agua, energía y fertilizantes. Bajas uniformidades pueden ser causadas por diferencias de presiones debidas a defectos en el diseño del sistema de riego o pendientes del terreno, mala calidad de las cintas de riego y obturación de los goteros. La uniformidad de distribución del riego (UD) es frecuentemente medida comparando el volumen aplicado a la cuarta parte del campo que recibe menos riego con el promedio de todo el campo. Es lo que se denomina uniformidad de distribución del cuarto menor (UDlq). En sistemas de riego localizado es posible alcanzar UD cercanas al 90%. Así, en la campaña 2014/2015 se realizaron 24 evaluaciones de riego en el T.M. de Almonte (Huelva) sobre un cultivo de fresa. Se evaluaron 12 subunidades, realizándose dos evaluaciones en cada una de ellas, una al principio y otra al final de la campaña de riegos. Un 17% de las evaluaciones realizadas fueron calificadas como excelentes (UD>95%), un 62% como buenas (UD entre el 85-95%), un 17% resultaron aceptables (UD entre el 80-85%) y solo un 4% fueron calificadas como pobres (UD<80%). No se detectó ninguna relación entre el tamaño de las subunidades o la longitud de los laterales de riego y la UD. En la mayoría de las subunidades evaluadas se produjo una caída de la UD al final de la campaña, como consecuencia de la obturación de los goteros. Por otro lado, el efecto de la duración del pulso de riego sobre la UD es poco conocido. En un trabajo realizado en una parcela de fresa en el TM de Almonte se evaluó la UD de cintas de riego de diferente caudal (2,5; 3,8; y 5 l/h m) aplicando pulsos de riego de diferente duración (Lozano y col., 2014). Se evaluaron independientemente el primer riego del día y los siguientes. La metodología empleada se basó en la recogida de volúmenes de agua de doce goteros por invernadero, cuatro en cada uno de los dos lomos exteriores y otros cuatro en el lomo central. En total se evaluaron cuatro invernaderos. Las medidas se realizaron recogiendo todo el volumen de agua suministrado por los goteros entre el inicio del riego y los 10 minutos posteriores a su finalización (foto 1). Tras estos 10 minutos la mayoría de los goteros no suministraban agua. Para conocer la UD real en sistemas de riego con cintas que no son antidrenantes hay que considerar la fase de drenaje de la tubería después de la finalización del riego. Para cuantificar la uniformidad se utilizó el concepto de UD del cuarto menor (UDlq) (Merrian y Keller, 1978), expresada en porcentaje (ecuación 1). Ecuación 1. Donde V25% es la media del volumen recogido en la cuarta parte de los goteros que aplican menos agua y Vm es la media del volumen recogido en todos los goteros evaluados. El intervalo entre evaluaciones de riego fue de 2 a 3 horas. Con ello se garantizó que la dinámica de llenado y vaciado de las tuberías era similar a la que se produce cuando los agricultores aplican sus riegos. El primer riego se produce tras más de 12 horas de parada del sistema de suministro de agua. Por ello, éste se analizó separadamente. Los límites aceptables de UD para un sistema de riego localizado diseñado para 1 5 noviembre VIDA RURAL 29

3 ESPECIAL FRESA FIG 1. Uniformidades de distribución (UD) en función del tiempo de riego para cintas de diferente caudal para el segundo riego del día y sucesivos. Foto 2. Recogida de volúmenes de drenaje en un lisímetro de fresa. dar riegos de precisión se sitúan en el rango que va desde el 85% hasta el 95%, lo que califica la UD como buena, siendo excelente cuando supera el 95%. En todos los casos, un aumento del tiempo de riego supuso un incremento de la UD (figura 1). Un tiempo de riego igual o superior a 10 minutos fue el umbral mínimo requerido para los tres tipos de cintas (UD>85%). Para obtener valores de UD superiores al 90%, la duración mínima de los riegos para las CUADRO I cintas de 5; 3,8; y 2,5 l/h m sería de 15, 13 y 20 minutos, respectivamente (cuadro I). Ninguna de las cintas evaluadas alcanzó valores de UD que pudieran ser calificados como excelentes para los tiempos de riego evaluados. Para tiempos de riego inferiores a 5 minutos, la UD descendió notablemente, por lo que parece razonable recomendar a los agricultores moverse en el rango que va desde los 10 a 15 minutos para cintas de 5 UNIFORMIDADES DE DISTRIBUCIÓN (UD) DE RIEGO PARA CINTAS DE DIFERENTE CAUDAL NOMINAL Y TIEMPOS DE RIEGO (TR) (MINUTOS). 2,5 l/h m 3,8 l/h m 5 l/h m TR (min) UD (%) TR (min) UD (%) TR (min) UD (%) Segundo riego y sucesivos Primer riego del día l/h m, de 7 a 20 minutos para cintas de 3,8 l/h m y de 10 a 30 minutos para cintas de 2,5 l/h m, siendo estos intervalos en los que se consiguen valores de UD entre el 85 y el 95%. En el primer riego del día, un aumento del tiempo de riego supuso también un incremento de la UD (cuadro I). Como norma general, el primer riego y sucesivos tuvieron UD similares. Sin embargo, en la cinta de 5 l/h m se produjo un notable incremento de la UD entre el primer y segundo riego para el tiempo de riego de 3 minutos. Necesidades de agua e indicadores de comportamiento del riego Los valores de necesidades de agua y los coeficientes de cultivo de la fresa han sido determinados para el cultivo al aire libre en las condiciones climáticas de California o Florida (cuadro II). Hanson y Bendixen (2004) y Jackson (1992) estimaron valores máximos de Kc iguales a 0,7, para coberturas máximas inferiores al 75%. El Manual FAO-56 de Riego y Drenaje (Allen y col., 30 VIDA RURAL 15 noviembre 201 5

4 2006) aporta valores máximos de Kc iguales a 0,85, independientes de la cobertura máxima del cultivo (cuadro II). En la provincia de Huelva, la fresa se cultiva en invernaderos del tipo macrotúnel. Hasta fechas recientes, no se habían realizado estudios para estimar los Kc la fresa en invernadero en las condiciones de cultivo de la costa de Huelva. Campaña 2012/2013 Durante la campaña 2012/13 se realizaron dos experimentos destinados a la determinación de la evapotranspiración (ETc), el coeficiente de cultivo (Kc), la eficiencia y la productividad del agua de riego, cuando se aplicaron diferentes dosis de riego (Gavilán y col., 2014). La estación de crecimiento duró 244 días. Los ensayos se realizaron con las variedades Sabrina y Antilla en dos parcelas comerciales de Almonte (Huelva), cerca de La Aldea de El Rocío. La ETo a lo largo de la campaña fue de 523 mm. Para medir la ETc se instalaron lisímetros de drenaje (foto 2). En el ensayo con Sabrina, la ETc estacional varió entre 430 y 453 mm, mientras que para Antilla fue de 350 mm (cuadro III). El Kc alcanzó valores máximos de 1,1 y 0,8 para Sabrina y Antilla, respectivamente (figura 2). En el ensayo que recibió menos riego se obtuvo una eficiencia del riego del 81% cuando se aplicó un volumen de agua de m3/ha (cuadro IV). En todos los tratamientos del ensayo con Sabrina la producción superó los g/planta (cuadro III). En el ensayo de Antilla, la máxima eficiencia del riego fue del 58% y la cosecha superó los 800 g/planta. El ensayo de Sabrina tuvo una mayor productividad del agua de riego. A la vista del riego aplicado por los agricultores, los resultados sugieren que el uso de calendarios de riego basados en información meteorológica y coeficientes de cultivo puede producir significativos ahorros de agua sin pérdidas de producción. CUADRO II VALORES MÁXIMOS DEL COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc) DE LA FRESA. Fuente Localización Kc max Cobertura máxima McNiesh y col. (1985) California 0,7 Clark y col. (1996) Florida 0,8 Grattan y col. (1998) California Kc aprox. cobertura Hanson y Bendixen (2004) California 0,7 0,75 Jackson (1992) California 0,7 0,75 Allen y col. (2006) FAO-56 0,85 Gavilán y col. (2014) Almonte (Huelva) 1,1 (Sabrina) 0,90 Muriel y col. (2015) Moguer (Huelva) 1,0 CUADRO III Campaña 2014/2015 En un trabajo realizado durante la campaña 2014/2015 en la Finca del Ifapa El Cebollar (Moguer), Muriel y col. (2015) utilizaron microlisímetros para medir la ETc y estimar el coeficiente de cultivo. Obtuvieron valores de ETc cercanos a 350 mm y valores máximos de Kc=1 para la variedad Sabrina, para una estación de crecimiento de 210 días. Los valores de ETc fueron menores a los medidos en el experimento anterior debido a la menor duración de la estación de crecimiento. Determinación del pulso de riego más adecuado Los riegos de alta frecuencia mantienen relativamente constante la humedad del 0,8 (Antilla) 0,75 RIEGO APLICADO EN FERTIRRIEGO, EVAPOTRANSPIRACIÓN (ETc) Y COEFICIENTE DE CULTIVO MÁXIMO (Kc max), EFICIENCIA DE APLICACIÓN (Ea), PRODUCCIÓN, PRODUCTIVIDAD DEL AGUA DE RIEGO (PAR) Y EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA (EUA) EN CADA UNO DE LOS ENSAYOS PARA TRES TRATAMIENTOS CON DIFERENTES DOSIS DE RIEGO. SE INCLUYEN TAMBIÉN DATOS DEL ENSAYO DE MURIEL Y COL. (2015)*. Sabrina Antilla Sabrina* T1 T2 T3 T1 T2 T3 Riego (mm) ETc (mm) Kc max 1,1 1,2 1,1 0,7 0,8 0,8 1,0 Ea (%) Producción (g/planta) A A A 786 A 811 A 801 A PAR (kg/m 3 ) 13,3 10,9 9,9 8,0 7,2 5, ,5 EUA (kg/m 3 ) 16,5 16,8 18,3 13,8 14,3 14,1 18,0-18,9 suelo a lo largo del tiempo. Como desventaja, riegos de muy alta frecuencia dan lugar a procesos de llenado y drenaje de los laterales de riego después del corte del riego, lo que puede provocar una disminución de la uniformidad del riego. Por el contrario, riegos poco frecuentes pueden causar estrés hídrico entre riegos, sobre todo en suelos de textura muy arenosa, debido a su baja capacidad de almacenamiento de agua. Existe bastante incertidumbre sobre el efecto que tiene la duración del pulso de riego sobre la eficiencia del riego y la producción de la fresa en la provincia de Huelva. Campaña 2013/2014 Durante la campaña 2013/2014 se realizó un experimento sobre un suelo arenoso 1 5 noviembre VIDA RURAL 31

5 ESPECIAL FRESA FIG 2. Evolución quincenal de los coeficientes de cultivo de cada uno de los tratamientos para las variedades Sabrina (a) y Antilla (b) en función del día después de la plantación (DDP). Se presentan, además, los coeficientes de cultivo recomendados por FAO56 (Kc FAO-56) y Hanson y Bendixen (Kc H-B), así como el determinado por Muriel y col. (2015) para la variedad Sabrina (*). (más del 90% de arena) del entorno del P.N. de Doñana (Gavilán y col., 2015). Se hizo un ensayo con tres tratamientos y cuatro repeticiones, que fueron regados con el mismo volumen de agua (4.000 m3/ha, aproximadamente) aplicando pulsos de 5 (T1), 10 (T2) y 15 (T3) minutos de duración (foto 3). La estación de crecimiento duró 220 días y la variedad empleada fue Sabrina. Además, se usaron lisímetros de drenaje para medir la evapotranspiración del cultivo. CUADRO IV RIEGO APLICADO EN FERTIRRIEGO, EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO (ETc), VALOR MÁXIMO DEL COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc max), EFICIENCIA DEL RIEGO (Ea), PRODUCCIÓN, PRODUCTIVIDAD DEL AGUA DE RIEGO (PAR) Y EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA (EUA) EN LOS DIFERENTES TRATAMIENTOS DE LOS ENSAYOS. Tratamiento Riego ET c E a Producción PAR EUA (m3/ha) (mm) (%) K c max (g/planta) (kg/m3) (kg/m3) Gavilán y col. (2015) T1 (5 ) ,74 1,0 943 B 17,2 23,4 T2 (10 ) ,73 1,0 986 A 17,3 23,8 T3 (15 ) ,79 1, A 18,2 23,2 Domínguez y col. (2015) T1(10 ) * 0,82* A 17,6* 21,4* T2 (20 ) * 0,79* 908 B 15,0* 19,0* T3 (30 ) * 0,75* 875 B 13,8* 18,3* * Valores estimados a partir de la ETc medida por Muriel y col. (2015) El tratamiento de pulsos largos (T3) fue el más productivo (1.016 g/planta). Además, fue el que alcanzó una mayor eficiencia del riego (79%). El de pulsos más cortos fue un 7% menos productivo que el T3 y significativamente diferente de éste. Probablemente la menor uniformidad de distribución del sistema de riego (un 79%, frente a un valor de UD=91% para pulsos de 15 minutos) pudo provocar un déficit hídrico en algunos puntos del invernadero durante los periodos de mayor demanda evaporativa. El tratamiento T2 tuvo una pérdida de producción de sólo el 3% en relación con el T3, no existiendo diferencias significativas entre ambos (cuadro IV y figura 3). Por tanto, podemos concluir que los pulsos de riego de 15 minutos serían los más aconsejables en este tipo de suelos. Además, pulsos muy cortos deberían ser evitados. Las eficiencias del riego variaron entre el 74 y el 79%, que supusieron volúmenes de drenaje de m3/ha aproximadamente. Las eficiencias en el uso del agua de los diferentes tratamientos se situaron alrededor de 23 kg/m3. Campaña 2014/2015 Por su parte, Domínguez y col. (2015) realizaron un experimento con tres duraciones diferentes de los pulsos de riego durante la campaña 2014/2015 en Moguer (Huelva), aplicando volúmenes de riego entre y m3/ha, para una estación de crecimiento de 210 días. El ensayo se realizó sobre un suelo arenoso (89% de arena). Estos autores llegaron a la conclusión de que el tratamiento de pulsos de 10 minutos de duración fue un 12% y un 17% más productivo que los de 20 y 30 minutos, respectivamente (cuadro IV). Hasta finales de abril no se produjeron diferencias signi- 32 VIDA RURAL 15 noviembre 201 5

6 tratamiento de pulsos cortos. Por tanto, se demuestra que un pulso de riego de más de 15 minutos sería desaconsejable pues puede producir mermas en la producción. Las eficiencias del riego variaron entre el 75 y el 82%, mientras que las eficiencias en el uso del agua de los diferentes tratamientos se situaron alrededor de 20 kg/m3. Foto 3. Sistema de riego automático, compuesto de electroválvulas y programador de riego, para la aplicación de riego por pulsos. FIG 3. ficativas entre tratamiento. Incluso los tratamientos que recibieron más cantidad de agua, pero pulsos más largos, tuvieron menos producción. Además, la monitorización de la humedad del suelo a lo largo de la campaña mostró que el tratamiento de pulsos más cortos mantuvo una humedad volumétrica mayor en los primeros 30 cm primeros, no encontrándose diferencias de humedad del suelo entre tratamientos a mayor profundidad. Todo hace indicar que el mantenimiento de una mayor humedad en el perfil superficial del suelo hasta final de campaña, momento en el que se dan las condiciones de mayor demanda evaporativa, originó una mayor producción en el Volumen de riego aplicado (m3/ha) y producción (kg/planta) y eficiencia del riego (tanto por uno) en los diferentes tratamientos de los ensayos de riego con pulsos de diferente duración. Conclusiones Durante los últimos tres años el Ifapa ha estado trabajando para ayudar a agricultores y técnicos a mejorar el riego de la fresa en la costa de Huelva. La evaluación de sistemas de riego con emisores de diferente caudal ha permitido determinar que pulsos de riego 10 a 15 minutos para cintas de 5 l/h m, de 7 a 20 minutos las de 3,8 l/h m y de 10 a 30 minutos para cintas de 2,5 l/h m producirían valores de la UD entre el 85 y el 95%. Las necesidades de agua del cultivo han variado entre 300 y 450 mm y han sido función, fundamentalmente, de la variedad y duración de la estación de crecimiento. Se han obtenido Kc max en torno a 1 para la variedad Sabrina y a 0,8 para Antilla. Los ensayos con pulsos de diferente duración y frecuencia mostraron que pulsos de riego entre 10 y 15 minutos de duración serían los más aconsejables en las condiciones estudiadas. Pulsos de menor duración producirían mermas en la producción como consecuencia de una caída de los valores de la UD, mientras los de 20 minutos o más inducirían situaciones de estrés hídrico entre riegos. AGRADECIMIENTOS Estos trabajos han sido financiados por los proyectos PP.TRA.TRA (CONECTA-SAR) y PP.TRA.TRA (Mejora de la competitividad en el cultivo de la fresa mediante experimentación, transferencia y formación), cofinanciados con fondos FEDER, y RTA , cofinanciado por el INIA y fondos FEDER. Los autores agradecen la colaboración de las empresas Frutas Borja SL y Surexport SL. BIBLIOGRAFÍA Existe una amplia bibliografía a disposición de nuestros lectores que pueden solicitar a través del redacción@eumedia.es 1 5 noviembre VIDA RURAL 33