La evolución de las decisiones

Uno de los avances más importantes en las últimas décadas en el manejo del riego ha sido la introducción de los sensores de suelo para el control, gestión y planificación. Estos sensores se caracterizan por presentar lecturas continuas (cada 15 ́-30 ́), cuya data es enviada a servidores online, donde es procesada y transformada en información para ser utilizada por los usuarios a través de plataformas de gestión.

Poco a poco ha ido cambiando la “tecnofobia” detectada en productores y asesores respecto del uso de tecnologías para la gestión del riego. Las recurrentes noticias en seminarios y artículos señalan que el uso de estas nuevas innovaciones son sinónimo de ahorro, incremento de la productividad y mayor competitividad. El rechazo más habitual no era con fundamentos o a la tecnología en sí, sino a través de comentarios catastróficos de los resultados que se podían esperar. Sin embargo, el incremento de la competitividad del rubro agrícola, las exigencias de sostenibilidad y las grandes amenazas del cambio climático nos obligan a estar abiertos o más bien ser proactivo en capacitarse, renovarse y no sentirse amenazados por la tecnología.

De lo tradicional a lo innovador

La determinación del programa del riego se ha basado en tres pilares fundamentales:

A. Aproximación clima, principalmente por el uso de la metodología Kc-ET0 (FAO56), modelo robusto basado en variables climáticas que, si bien tiene ventajas, también presenta grandes desventajas para determinar el tiempo y la frecuencia de riego a pesar de sus ajustes por índices de vegetación (NDVI). Algunas de los inconvenientes pueden leerse en un artículo de la edición 162 ( junio 2023) de Mundoagro: “Gestión del riego usando el coeficiente de cultivo sonda(Kcs): El éxito de los sensores de suelo y la necesidad de ajustar los métodos convencionales de control”.

B. Aproximación planta. Sería ideal que existiera un equipo o técnica que nos permitiera, a través de la monitorización de la planta, definir en forma exacta el tiempo y frecuencia de riego. Por el momento no existe, por lo que tenemos que limitarnos, de acuerdo a la validación científica a nivel mundial, al uso de la bomba de presión tipo Scholander de lectura discontinua (debemos ir al campo para obtener la data) y la evaluación del potencial hídrico xilemático o del tallo (ψxm) y en algunos casos, el potencial hídrico en pre alba. Si bien tiene grandes fortalezas, puede generar problemas al determinar frecuencias muy bajas, afectándose luego la capacidad de reposición del agua de riego en el suelo, dada las limitaciones de los sistemas de riego.

Otra alternativa, de menor uso en la práctica debido a la complejidad de operar en terreno, es la técnica de dendrometría, destinada a la medición de las micro variaciones diarias del diámetro del tronco o ramillas en su relación con la disponibilidad hídrica de los frutales. Sin embargo, es una buena técnica complementaria a los sensores de suelo.

C. Aproximación suelo. Existen tres caminos en esta línea (Figura 1). La planificación del riego a través de la medición de la energía o tensión con que es retenida el agua en el suelo es una alternativa muy interesante dado que la lectura es directa al momento de programar el riego y así se evita tener que asociarla al tipo de suelo conque se trabaja. Solía usarse el tensiómetro a diferentes profundidades, pero era de funcionamiento discontinuo y perdió interés entre los agricultores por las dificultades de su utilización. En el mercado existen buenas alternativas de tensiómetros de lectura continua, tales como el Teros o Teros 32. Para el primero se requiere hacer calicata, lo que hay que evitar, y se deteriora en suelo salinos. El segundo es de un alto costo, con ineficiencia en estados de saturación. Sin embargo, son herramientas válidas y complementarias en el desarrollo de un paquete tecnológico.

• Determinación del contenido de humedad del suelo, a través de la extracción de una muestra a diferentes profundidades y la determinación el contenido por diferencia de peso entre la muestra húmeda y secada durante 24 horas en estufa a 105°C. El método es laborioso y lento, por lo que tampoco fue incorporado en los campos.
• Determinación del contenido de humedad del suelo con sensores. El uso de aspersores de neutrones vino a facilitar la medición directa en el suelo, previa calibración, respecto de lo mencionado en el punto 2; sin embargo, dado su costo, lo complejo y peligroso de su utilización a nivel de campo quedó limitada a la investigación. En la década del 90 comenzaron los estudios y validación del uso de sensores basados en la constante dieléctrica del suelo, tales como TDR (Time Domain Reflectometry o reflectometría en el dominio del tiempo), FDR (Frequency Domain Reflectometryo reflectometría en el dominio de la frecuencia) o sensores de capacitancia . Los equipos fueron evolucionando hasta la actualidad, que es posible no solo evaluar el contenido de humedad del suelo, sino también la conductividad eléctrica (CE), la concentración iónica (VIC) y la temperatura.

Estos equipos traen calibraciones de origen, presentando una alta asociación con las evaluaciones realizadas en laboratorio y suficientes para gestión del riego por dinámica del agua en el bulbo activo. Sin embargo, en el caso de que se requieran utilizar en investigaciones específicas del estado hídrico del suelo o para estrategias de riego definidas a través de balance (salidas normalizadas), lo cual no recomendamos, deben ser calibradas en terreno. Es muy importante considerar que esta calibración es destructiva, lo que se ajuste a la investigación, donde al final de los estudios se desmontan los equipos y se toman las muestras cercanas a los sensores para proceder a su calibración ex post.

El error de la determinación al tacto en calicata

Cuando hablamos de aproximación suelo, se cae en el error de considerar la determinación del contenido de humedad de suelo a través del uso de calicata y la utilización del tacto para esa labor. A diferencia de los métodos anteriores basados en estudios, modelos y, en algunos casos, equipos sofisticados, esta metodología es ineficiente y solo se basa en apreciaciones subjetivas. Evaluaciones en paralelo con esta alternativa y un equipo TDR para calicatas (Foto 1), han dejado en evidencia que siempre se subestima el contenido de humedad del suelo, induciendo el uso excesivo de agua de riego en los huertos frutales, generando zonas de saturación permanentes que alteran del patrón de crecimiento de las raíces en el bulbo, muertes de raíces y en muchos casos en especies sensibles, como paltos, nogales y arándanos, ataque de enfermedades y muerte de plantas.

A pesar de estas consideraciones, podemos señalar que estos esfuerzos técnicos en la planificación del riego son, por lejos, mejores que la irresponsabilidad de señalar que el tiempo de riego debe realizarse “hasta que el agua reviente por el costado del camellón”, que el suelo saturado lo secarán con una alta descarga hidráulica” u otras aseveraciones que son parte de la “frutificción” pero que, sin embargo, han traído importantes pérdidas para muchos agricultores, como la muerte de paltos, pérdida del potencial productivo de los huertos o deficiente calidad de la fruta.

Complementación de técnicas de programación

1. Calicata y Kc-ETO. Lo más conocido en terreno es el uso en conjunto de la determinación subjetiva del contenido de humedad de suelo en calicata y los cálculos realizados a partir de la aproximación clima, utilizando el método Kc-ETO. Se determina normalmente la ETc (evapotranspiración de cultivo) y se compara con la descarga volumétrica del sistema de riego, validando subjetivamente los tiempos o frecuencias de riego mediante observación y tacto del suelo de la calicata. Podemos deducir que con esta estrategia es casi imposible tener una programación eficiente del riego.
2. Sensores de suelo y Kc-ETO. Esta alternativa surge de un tipo de interpretación de la data proveniente de los sensores de suelo, en busca de planificar el riego a través del balance. La variabilidad del contenido de humedad de suelo en la temporada y controlado por una salida gráfica normalizada, se va comparando y/o ayudando por la demanda hídrica de las plantas utilizando Kc-ET0. El objetivo es tener una aproximación a la humedad aprovechable que presenta el suelo (rango entre CC y PMP), para luego definir el umbral de riego, equivalente a un déficit de humedad permisible.

Este método presenta varias debilidades, como la necesidad de calibrar los equipos para cada suelo y horizonte; se asume una cantidad pareja de raíces en el perfil; el umbral de riego, muchas veces por horizonte, se define en forma subjetiva (20, 40, 60%) o por valores sugeridos en la literatura en estudios realizados bajo otras condiciones.

Gestión del riego con sensores de suelo y dinámica del agua en el bulbo activo según estados fenológicos

Se debe evitar la instalación de equipos que requieran calicatas, salvo en cultivo su hortalizas de ciclo corto donde siempre se altera el suelo. Esta forma de instalación modifica la estructura natural del perfil, se generan sitios preferenciales de movimiento del agua de riego y lo más complejo es la promoción artificial de una mayor masa de raíces en el sector de sensorización al realizar una “poda” del sistema radical, que no representa la realidad de los otros árboles del huerto. Se recomienda el uso de perforadores que tengan el mínimo efecto sobre estos parámetros, con equipos tipo Enviroscan, TriScan, Drill & Drop, AquaCheck, Soilcrop, EnviroPro, etc.

También se recomienda evitar a todo evento los ajustes subjetivos de los umbrales de riego en las plataformas de gestión. En muchos casos, se observa la calicata y, de acuerdo al “gusto” del productor o asesor, se marca en las gráficas de salida los umbrales que se consideran óptimos para la programación del riego. En el fondo, se comete el error de traspasar la subjetividad de la calicata a la plataforma de gestión.

Concepto de bulbo activo

Se refiere al bulbo de mojamiento definido una vez que se diseñó el sistema de riego de acuerdo a los requerimientos de los árboles frutales o vides con que se trabajará. Se señala que el bulbo es activo cuando posee una alta densidad de raíces. Es en este lugar donde se procederá a sensar el agotamiento del agua en el suelo realizado por la planta como consecuencia de la demanda atmosférica.

El uso de sensores de suelo será ineficiente y servirá de poco si el bulbo no tiene o posee pocas raíces, debido al ajuste que tuvo que hacer la planta para salir de condiciones de saturación y la baja disponibilidad de oxígeno del perfil, producto del mal criterio de riego implementado previo a la instalación. La gestión del riego no es solo suplir agua al suelo, sino buscar el equilibrio de agua y oxígeno en el bulbo activo.

Dinámica del agua en el bulbo activo

La técnica se centra en el seguimiento continuo del agotamiento del agua en el bulbo activo por parte de la planta y monitorizado por el sensor de suelo. En este proceso se persigue que el suelo, y el agua que contiene, no introduzca ninguna limitación al ritmo de consumo por la planta en respuesta a la demanda atmosférica. No se realizan balances, se usa la calibración de fábrica y no requiere la calibración por tipo de suelo. La ET0 se utiliza en forma complementaria para definir las líneas de gestión o líneas de referencias para ejecutar el riego, siendo las más conocidas: Nivel de Lleno (NLL), Capacidad de Campo sonda (CCs) y Punto de Recarga (PR) o umbral de riego.

Las bases de esta metodología pueden ser revisadas en un artículo anterior o en la revista Aqua-LAC (paquete tecnológico U chilecrea para el control inteligente del riego en sistemas frutícolas).

En esta metodología, el sensor de suelo registra el agotamiento del agua en el suelo entre riegos, definiéndose el PR como el punto donde para una misma demanda atmosférica (ET0) diaria, el agotamiento es menor que los días anteriores (Figura 4). En este punto, la energía o tensión con que el agua comienza a ser retenida por las partículas del suelo va sobrepasando la capacidad que tiene la planta de acceder a ella. Normalmente en este punto, la recuperación de las zonas de agotamiento en torno a la rizoplana o la proporción de ella agotada en el día anterior, no alcanzan a recuperarse durante la fase nocturna.

Para asegurar un óptimo rango de contenido de humedad de suelo, se puede complementar la determinación del PR realizando evaluaciones con la bomba de presión tipo Scholander, usando para uva de mesa valores deψxm alrededor de -0,65/-0,68 MPa. Posteriormente sobre este rango (NLL y PR) se construyen las restantes LG, tales como CCs u otras que permitan gestionar el riego fuera de lo tradicional como alto metabolismo, inicio de estrés, RDC, etc. o a través de gráficas complementarias, por ejemplo, límite crítico de evaporación del sensor superior.

Riego por estados fenológicos

Si bien el rango definido entre NLL y PR asegura una adecuada dotación hídrica para el desarrollo del huerto, exigencias comerciales como el tamaño de frutos, optimizar la fertirrigación con calcio, promoción o detención del crecimiento vegetativo, así como la promoción de ciertas características de calidad en la fruta (color de cubrimiento, taninos para el vino, etc.) se desarrolló el concepto de “riego por estados fenológicos”.

Este se fundamenta principalmente en tres puntos:

• La facilidad con que la planta accede al agua de riego desde el suelo y la deja disponible para la planta depende de los diferentes estados fenológicos, lo cual está principalmente enmarcado en la curva de crecimiento de los frutos (división y diferenciación celular) y la tasa de crecimiento de los brotes, considerando condiciones de inhibiciones correlativas entre el fruto y la parte vegetativa.
• Volumen no crítico de remoción de agua disponible. Se refiere a la disponibilidad de agua en la zona de la rizoplana del sistema radical y la facilidad con que las zonas agotadas de la superficie de las raíces son repuestas por el resto del suelo. En este punto juega un rol fundamental la conductividad hidráulica no saturada del suelo (cm día-1); de ahí el desafío de mantener altos tenores de humedad de suelo, disponibilidad de oxígeno, una adecuada estructura y una óptima dotación de materias orgánicas líquidas en el perfil.
• Las características específicas de la etapa de postcosecha de cada especie frutal, considerando crecimiento del sistema radical, acumulación de reservas y agostamiento.

Para la uva de mesa hemos definido las siguientes etapas y criterios:

A. Inicio de brotación al término de la división celular de las bayas

Criterio: riego de alto metabolismo (NLLa AM), fácil disponibilidad y acceso al agua de riego por parte de la planta, sin despreocuparse de la dotación de oxígeno. Valores deψxm que oscilan entre -0,34 a -0,5 MPa, dependiendo de la densidad de raíces en el bulbo (Figura 5).

B. Fin de la división celular a pinta

Criterio: En parrones equilibrados, se ocupa todo el estanque entre NLL y PR, con valores deψxm que oscilan entre -0,34a -0,65 MPa. En esta etapa es muy importante observar la expresión del crecimiento vegetativo: si es vigoroso, existen síntomas de palo negro o se incrementa el levantamiento de guías y se rebaja la tasa de inyección de fertilizantes, quizás amerite cierto grado de estrés incipiente (ψxm -0,7 a-0,8 MPa). La estrategia recae en bajar los tiempos de riego, promover la detención del crecimiento vegetativo y dirigir a la fruta todo el trabajo que realiza la planta (Figura 6).

C. Pinta a cosecha.

Criterio: Normalmentese hace la distinción entre variedades blancas, donde se mantiene un estatus hídrico similar a la etapa anterior con los resguardos mencionados y las variedades de color (rojas, negras). En estas últimas normalmente se aplica Riego Deficitario Controlado (RDC) utilizando restricciones de los tiempos de riego, manteniendo la frecuencia y restringiendo el tiempo de riego (Figura 7) o incrementando la frecuencia y bajando el tiempo de riego (Figura 8), sobre todos en parrones muy vigorosos, alta carga e historial de pérdidas importantes de fruta por deficiencia de color de cubrimiento. Lo importante es generar un estrés controlado que oscile entreψxm -0,55 MPa (hidratación de la planta luego del riego) y -0,85 a-0,9 MPa, para provocar los efectos deseados sin afectar la calidad de la fruta.

D. Post cosecha

Criterio: Normalmente esta etapa va acompañada de una reducción de la masa foliar o Kc (15 de enero en adelante) y una reducción de la demanda atmosférica (ET0 decae de la primera semana de enero en adelante). Terminada la cosecha se deben dar unos dos riegos hasta NLL de manera de recuperar la humedad del suelo en todo el bulbo activo. Se pueden ayudar por el uso de un equipo TDR150 para calicata, definiendo si se debe realizar nuevamente otro riego a NLL. Posteriormente, y en el primer mes (febrero o marzo, dependiendo de la variedad), volver a usar el criterio de riego de riego entre NLL y PR, ajustando el tiempo y frecuencia.

La plataforma de gestión del riego señalará en forma automática cómo hacer los ajustes, distanciando la frecuencia y manteniendo los tiempos de riego. Hay que aprovechar de fertilizar racionalmente. En el último mes (marzo o abril), el sistema le indicará si se requiere seguir bajando la frecuencia o si el sector más profundo del suelo (>50 cm) detuvo la absorción de agua, mantener frecuencia y bajar tiempo de riego para que la planta termine su ciclo y recupere las reservas para el próximo año. Figura 9.

En caso especiales, como con exceso de vigor, se requerirá trabajar con el tiempo de riego para promover un adecuado agostamiento y maduración de los brotes. En otros casos cuando el bulbo no es activo, o sea que se requiere promover crecimiento del sistema radical, se debe trabajar con cierto grado de estrés en postcosecha reduciendo el tiempo de riego de manera que las plantas promuevan crecimiento dentro del bulbo activo. Si se usan tiempos largos de riego y alta frecuencia, las raíces seguirán poblando las zonas laterales del bulbo de mojamiento, agravando la situación.

Durante el invierno, en el caso de que no existan precipitaciones si es necesario hay que regar y preparar las plantas y el suelo para el inicio de la próxima temporada. Verificar si se requiere lavado de sales u otros manejos que generen las mejores condiciones físicas y químicas para el desarrollo del sistema radical.

Es fundamental que el criterio del productor o el asesor permita mantener el sistema radical en el bulbo de mojamiento y no realizar manejos especiales para adaptarse a una mala ubicación del sistema radical fuera del bulbo, en el lateral, donde se pierde el control. Para hacer una analogía, para evitar que los brotes de las parras se ubiquen en la hilera del lado, todos los años podamos y buscamos centrar el crecimiento vegetativo y la fruta en la hilera de plantación. Esto mismo ocurre con las raíces, con la diferencia de que su mantención en la hilera de plantación se realiza con un adecuado balance de agua y oxígeno, así como excelentes condiciones químicas y físicas del suelo (estructura de suelo, compactación) y uso permanente de materia orgánicas líquidas (ácidos húmicos y fúlvicos).