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Reducir el consumo de agua sin afectar la productividad sí es posible

Medición de la presión en cintilla de riego del sistema de riego por goteo y aforo de emisores. Ciclo otoño-invierno 22-23, plataforma de investigación Irapuato I. (Foto: Daniel Sandoval)
Medición de la presión en cintilla de riego del sistema de riego por goteo y aforo de emisores. Ciclo otoño-invierno 22-23, plataforma de investigación Irapuato I. (Foto: Daniel Sandoval)

En México la situación del agua es crítica, particularmente para la agricultura en donde se estima que un poco más del 70 % de las aguas extraídas se ocupan para el riego, pero donde factores como la ineficiencia en este proceso hacen que las pérdidas del líquido sean notables y preocupantes.

Para identificar las prácticas más pertinentes que permitan optimizar el riego en el cultivo de trigo, en la plataforma de investigación Irapuato I —donde colaboran el Distrito de Riego 011 y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— recientemente se evaluaron dos sistemas de riego —riego por goteo y riego superficial— en combinación con dos sistemas de labranza —un sistema híbrido (que combina remoción de rastrojos y labranza en el ciclo otoño-invierno y cobertura con rastrojos sin labranza en el ciclo primavera-verano) y un sistema de agricultura de conservación donde se establecen camas anchas permanentes (las cuales minimizan el movimiento del suelo y mejoran su estructura)—.

“El riego superficial se realizó de forma convencional durante todo el ciclo, aplicando un riego de nacencia y tres riegos de auxilio. Para el manejo de riego por goteo se evaluaron metodologías para conocer el comportamiento del agua dentro del sistema y poder realizar mejoras con el fin de incrementar la eficiencia de aplicación. Para calcular el requerimiento de agua al momento de regar, por ejemplo, se usaron herramientas digitales y también se midieron los metros cúbicos requeridos dentro del sistema híbrido y camas permanentes”, señala el equipo técnico de la plataforma.

Para monitorear adecuadamente las variables consideradas en el experimento, los investigadores se apoyaron de la estación agroclimática que la Fundación Produce Guanajuato ha dispuesto en la zona. Así, con investigación colaborativa, se logró observar que “el volumen de agua aplicado al cultivo de trigo durante el ciclo otoño invierno 2022-2023 fue menor usando riego por goteo y el sistema de camas permanentes anchas”, puntualizan los investigadores.

Los resultados anteriores suman evidencia de con prácticas sustentables sí es posible reducir el consumo de agua sin perder la productividad. El uso de riego por goteo y camas anchas permanentes, por ejemplo, permitió en este caso “ahorrar 12.6 % de agua en comparación con el uso de riego superficial. Esto, más la implementación de láminas de riego adecuadas, monitorear las condiciones del clima y considerar las etapas fenológicas del cultivo son actividades de suma importancia para generar riegos con eficiencias de más de 90 %”, concluye el equipo técnico de la plataforma.

La red de plataformas de investigación del CIMMYT y sus colaboradores es una de las redes de investigación agrícola más relevantes a nivel mundial. Es impulsada por proyectos como AgriLAC Resiliente, Agriba Sustentable, Excellence in Agronomy, y otros igualmente importantes.

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Siembran girasoles para cuidar el acuífero de Calera

Calera, Zac.- Zacatecas es un estado donde el agua tiene una gran importancia. La precipitación media anual es de a penas 514 milímetros, cuando la media nacional es de 779 milímetros. Aquí, cada gota cuenta y por eso el proyecto Aguas Firmes, que impulsan el Grupo Modelo, la Cooperación Alemana para el Desarrollo Sustentable (GIZ) y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), es de particular importancia para la gestión de los recursos hídricos del estado en favor de una producción agrícola más sustentable. 

El proyecto Aguas Firmes busca un mejor aprovechamiento del agua del acuífero de Calera a través del uso de sistemas de riego por goteo y la conservación del suelo mediante la implementación de sistemas sustentables como la Agricultura de Conservación y prácticas asociadas. 

La diversificación de cultivos —mediante asociaciones, relevos, rotaciones, etcétera—, por ejemplo, es uno de los componentes básicos de la Agricultura de Conservación. Sus benéficios en lugares con sequías recurrentes, como Zacatecas, son amplios. Contribuyen en la ampliación de la porosidad del suelo y esto aumenta la infiltración de agua de lluvia y el crecimiento adecuado de las raíces de cada cultivo. También se rompe el ciclo de las plagas, malezas y enfermedades y, ya que los requerimientos nutricionales de cada cultivo cambian, se favorece un mejor balance en el suelo.

Elegir el cultivo adecuado para una rotación es fundamental. En el municipio de Calera y comunidades aledañas, comenta el biólogo Carmen Martínez García —quien colabora con el CIMMYT y participa en el proyecto—, el girasol es una excelente opción porque tolera la sequía —su raíz pivotante puede llegar hasta los 2 metros de profundidad, lo que ayuda a la planta a obtener humedad del suelo con más facilidad a diferencia de otras especies— y además rompe el ciclo de vida de diversas plagas y enfermedades. 

Hemos observado la disminución de la presencia de plagas durante el siguiente ciclo en cualquier cultivo que se establezca en el predio rotado con girasol, ya que al ser un cultivo nuevo en la zona no se ve afectado por ninguna de estas. Al mismo tiempo se ve disminuida la presencia de malezas, ya que la planta de girasol presenta alelopatía —influencia directa de un compuesto químico liberado por una planta sobre el desarrollo y crecimiento de otra planta—. Esto se puede comprobar al siguiente ciclo de cultivo ya que disminuye considerablemente la presencia de malezas en el siguiente cultivo establecido”, refiere el biólogo.  

Ya que uno de los principales objetivos de Aguas Firmes es el aprovechamiento del agua, es muy importante extender más la superficie sembrada con esta oleaginosa. Para avanzar en este propósito el pasado 21 de octubre se desarrolló un recorrido demostrativo en el predio del productor José Luis Muro Rodarte, quien participa en el proyecto y aceptó que su parcela se convirtiera en un módulo de rotación de cultivos, con mínimo movimiento de suelo y cobertura con rastrojo de cebada (práctica que ayuda a conservar la humedad del suelo y disminuir la erosión). 

Hasta el predio del señor José Luis, en la comunidad de Llano Blanco, en Calera, Zacatecas, llegaron otros 40 productores de ese y otros municipios vecinos. También estuvieron presentes los ingenieros Jesús Pérez Gómez y Raúl Alam Martínez García, apoyando el recorrido, así como el licenciado Alejandro López Anaya, gerente de compras de la empresa Aceites Especiales, TH, quien habló sobre el esquema de agricultura por contrato de girasol alto oleico.

De acuerdo con la norma de calidad que regula la recepción del grano de girasol, para no tener deducciones este no deberá contener más de 2% de impurezas y 10% de humedad; señaló el representante de  Aceites Especiales, TH, recalcando que para este tipo de grano no es necesario tener un tamaño específico, ni si está pelado o quebrado. Agregó que la empresa puede comprar hasta 15 mil toneladas por ciclo y que el tiempo máximo de pago son 15 días después de la entrega.

Además de tener buenas perspectivas de comercialización y ser un cultivo tolerante a la sequía, el girasol tiene otros beneficios relacionados con el mejoramiento de la estructura del suelo debido a que su raíz principal, que es robusta y crece en línea recta hacia abajo, rompe la capa de arado —suelo compactado—que se encuentra generalmente a 30 cm de profundidad. Además, sus raíces secundarias se encargan de aflojar el suelo y le aportan materia orgánica. 

Finalmente, el señor José Luis Muro habló de su experiencia en el proyecto: “Estoy dispuesto a sembrar más superficie el año entrante. Para mí el girasol es un cultivo muy noble ya que la planta presenta muy buen desarrollo y sin ningún problema de plagas y enfermedades, a diferencia de otros cultivos que generalmente se ven atacados severamente. Ahí está, el cultivo está completamente sano y además ayuda a la disminución de malezas. Yo solo escardé una vez y no hay presencia alguna de mala hierba. Es una muy buena alternativa de rotación en la zona, ya que las parcelas estan cansadas de los mismos cultivos”, comentó. 

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Agricultura de Conservación y riego por goteo subterráneo, una buena combinación

Texcoco, Edo. Méx.- La escasez de agua es un problema que cada vez afecta a más regiones en el mundo, de manera que su estudio también es una causa global común. Por esta razón, investigadores del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), de México, colaboraron recientemente con el Consejo Indio de Investigación Agrícola (ICAR), la Universidad de Agricultura de Chouhary Charan Singh Haryana (CCSHAU), y el Instituto Borlaug para Asia Meridional (BISA) para estudiar la complementariedad entre la Agricultura de Conservación y el riego por goteo subterráneo, que se consideran prácticas clave para abordar los desafíos de la escasez de agua en un entorno de cambio climático.

Si bien los beneficios de Agricultura de Conservación y el riego por goteo subterráneo con respecto a la economía del agua ya han sido documentados, falta información sobre su complementariedad y la presupuestación del agua en el cultivo de cereales. Así que el grupo de investigadores realizó un estudio de campo para comprender el transporte de agua, la absorción de agua de las raíces y los componentes del equilibrio hídrico —cantidad de agua disponible para un cultivo— del suelo en el maíz cultivado en rotación con trigo después de cinco años de adopción continua de la Agricultura de Conservación.

La investigación ha proporcionado la primera evidencia basada en la ciencia (utilizando un programa de simulación) sobre los componentes del equilibrio hídrico del suelo para el ahorro de agua de riego, la mejora de la productividad del agua, la eficiencia del uso de la radiación solar y el rendimiento de la biomasa de los cultivos usando simultáneamente el riego por goteo subterráneo y la Agricultura de Conservación en maíz cultivado en rotación con trigo. 

En otras palabras, el estudio muestra que la combinación de la Agricultura de Conservación y el riego por goteo subterráneo (que además evita problemas relacionados con el paso de maquinaria) puede ser una buena opción ante la escasez de agua, la disminución del nivel freático y la degradación de los recursos naturales, ya que en conjunto minimizan las pérdidas por evaporación y las pérdidas por drenaje profundo. Además, el suelo sano como resultado de estas prácticas favorece un mayor crecimiento del cultivo en términos de producción de área foliar, intercepción de luz y producción de biomasa, lo que hace de esta combinación una buena opción para el ahorro de agua de riego, conservación de la humedad del suelo, riego de precisión y manejo de nutrientes.

En el sur de Asia, donde los sistemas de maíz y trigo se han convertido en una buena alternativa a los sistemas de arroz que demandan grandes cantidades de agua, estudios como este son relevantes, pero también lo son para los productores mexicanos que cada día buscan alternativas para hacer frente a los efectos del cambio climático. Esta es la importancia de la investigación científica internacional en beneficio de todos los productores que, sin importar su nacionalidad, enfrentan problemáticas similares. 

El artículo completo puede ser consultado en: 

Patra, K., Parihar, CM, Nayak, HS y col. Presupuesto de agua en el riego por goteo subterráneo basado en la agricultura de conservación en maíz tropical utilizando HYDRUS-2D en el sur de Asia. Sci Rep 11, 16770 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-93866-6.

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Los beneficios del riego por goteo en tiempos se sequía

Querétaro.- Al igual que gran parte del país, en el Estado de Querétaro este año se presentó una fuerte sequía que agotó el agua de presas y bordos, así como los mantos freáticos —cuyo nivel disminuyó en proporciones drásticas—. Esta situación generó que la superficie sembrada se redujera considerablemente y motivó a que muchos productores buscaran alternativas para hacer un uso más eficiente de la poca agua disponible. 

El riego por goteo es una tecnología que permite un gran ahorro de agua. En muchas ocasiones, este sistema se considera parte de la infraestructura del cultivo de hortalizas; sin embargo, la necesidad de ahorrar agua ha propiciado que ahora se esté instalando en sistemas de granos básicos y granos finos, abriendo la posibilidad de elaborar mejores planeaciones de cultivo y estrategias de manejo que puedan brindar mayores rendimientos.

Dentro del proyecto Cultivando un México Mejor, impulsado por HEINEKEN México y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), se busca mejorar la eficiencia en el uso de agua a través de la Agricultura de Conservación y otras prácticas sustentables asociadas y que contribuyen al cuidado del agua, tan escasa actualmente.

Mediante la Agricultura de Conservación es posible disminuir la erosión del suelo, conservar la humedad y reducir la emisión de gases de efecto invernadero asociados al cambio climático. Este sistema de producción, sumado al riego por goteo, ha permitido que el cultivo de cebada sea más sustentable y viable, incluso en tiempos de sequía como los que se han presentado en ciclos recientes. 

Como parte del proyecto, en el ciclo otoño-invierno 2020-2021 se dio seguimiento a una parcela donde se tiene riego por goteo y camas anchas —arreglo del suelo que permite hacer un mejor uso del agua—. Al inicio, el dueño de la parcela se encontraba indeciso de si las innovaciones propuestas funcionarían adecuadamente o no, pero el hecho de saber que contaría con un acompañamiento técnico permanente le dio más confianza y ya ha tenido grandes aprendizajes sobre prácticas sustentables.  

De entre los beneficios que el productor ha visto con la adopción de prácticas sustentables es que ya no ha tenido que aplicar herbicidas para controlar malezas. Además, al suministrar solo la cantidad de agua que va necesitando la cebada, la presencia de enfermedades es poca o nula, caso contrario en donde se aplica riego rodado —el cual requiere una pendiente para distribuir el agua por efecto de la gravedad y tiene una eficacia baja en el uso del agua—, ya que la parcela se inunda y, si no tiene buen drenaje, se propicia una mayor incidencia de enfermedades.

Con la implementación de estas prácticas el rendimiento en esta parcela fue de 6.5 toneladas por hectárea —el cual está por arriba del promedio de la zona— y con grandes ahorros de agua que le permitirán al productor sembrar en el ciclo primavera-verano 2021, ya que, a diferencia de quienes aplicaron riego rodado, el aún cuenta con agua para aplicar riegos. 

Con ejemplos como este, el proyecto Cultivando un México Mejor busca que más productores adopten estas tecnologías, se beneficien ellos y se beneficie a la sociedad en general, ya que al ahorrar agua y disminuir labores no solo se impacta positivamente en el rendimiento y en la economía, si no que se contribuye a la conservación del medioambiente.

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¿Es posible restaurar las tierras de cultivo?

San Juan del Río, Qro.- La situación de los ecosistemas del mundo es crítica debido a la acción humana. Solo como ejemplo: de acuerdo con las Naciones Unidas, cada tres segundos se pierde una superficie de bosque equivalente a un campo de fútbol y, al ser drenados con fines agrícolas, en el último siglo se han perdido la mitad de los humedales —ecosistemas esenciales para regular y proteger de inundaciones, tormentas y huracanes; almacenar agua y recargar acuíferos—.

En este sentido, la restauración de los ecosistemas es el eje central del Día Mundial del Medioambiente (5 de junio) de 2021. Restaurar los ecosistemas implica prevenir, detener y revertir los daños hechos al entorno natural, por eso es que esta conmemoración marca además el inicio del llamado Decenio para la Restauración de Ecosistemas (2021-2030), misión global que busca regenerar bosques, montañas, oceános y tierras de cultivo.

Posiblemente algunas personas se preguntan si las tierras de cultivo son un ecosistema que deba ser restaurado. La respuesta es un rotundo sí. Los ecosistemas se definen como la interacción entre los seres vivos y su entorno, de manera que las tierras de cultivo, e incluso las ciudades, son considerados ecosistemas creados por el ser humano y se requiere que estén saludables para asegurar la supervicencia de la humanidad. 

La restauración de las tierras de uso agropecuario es de particular interés para reducir la presión sobre el medioambiente. De acuerdo con el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, en sus siglas en inglés), el sector primario (agricultura, ganadería y otros usos de la tierra) es responsable del 23% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Además, la agricultura ocupa el 70% del agua extraída a nivel global —en México esta cifra es de 76%—.

¿Es posible restaurar las tierras de cultivo al tiempo que se reduce el consumo de agua y las emisiones de gases contaminantes en la agricultura? Productores mexicanos que participan en el proyecto Cultivando un México Mejor demuestran que sí es posible: “Esta es una parcelita donde sembré cebada e implementé las camas anchas —práctica que ayuda a minimizar el movimiento del suelo— a fin de mejorar el uso del agua. He notado que en cada riego he estado disminuyendo una hora. Normalmente regaba en seis o siete horas esta hectárea y ahorita solo me toma entre cinco y seis. Vamos de a poquito, pero pues sí se va disminuyendo el consumo de agua”, comenta Yonan Arellano, agricultor de la localidad La Llave, en San Juan del Río, Querétaro que participa en el proyecto.

Cultivando un México Mejor es una iniciativa de HEINEKEN México y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). Entre sus resultados más recientes (ciclo otoño-invierno 2019-2020) destaca que gracias a la implementación de prácticas sustentables los productores participantes han logrado tener un ahorro de un poco más de 20% en el consumo de agua en comparación con la agricultura convencional.

“En estas parcelas estamos comparando dos sistemas de labranza: el convencional, que implica hacer el movimiento del suelo con subsoleo, un par de rastreos y una ligera nivelación; y Agricultura de Conservación, donde hacemos solamente el desmenuzado del rastrojo que mantenemos como cobertura y el remarcado de las camas permanentes. Estamos evaluando dos parámetros fundamentalmente, el tema de rentabilidad, comparando los costos de preparación de terreno principalmente; y el tema de sustentabilidad, enfocado principalmente al consumo de agua”, comenta Joaquín Osornio, especialista en el Centro de Desarrollo Tecnológico Villadiego de FIRA, en Valle de Santiago, Guanajuato, donde se tienen parcelas demostrativas del proyecto. 

“Con labranza convencional tenemos costos más altos al implicar un mayor paso de maquinaria —lo que también implica mayores emisiones de CO2—, con Agricultura de Conservación tenemos muchos menos pasos de maquinaria y, por lo tanto, bajos costos. En el caso de la labranza convencional debido a la roturación del terreno tenemos un mayor consumo de agua, en cambio, con Agricultura de Conservación el ahorro de agua es de un 20 hasta un 30%. Esta es una diferencia significativa”, menciona  Joaquín Osornio.

“Aquí estamos haciendo una comparación entre dos sistemas de riego: riego por goteo y riego rodado —el cual requiere una pendiente para distribuir el agua por efecto de la gravedad—. Cada uno de estos sistemas los evaluamos tanto con Agricultura de Conservación como con labranza convencional. Podemos observar que en el tratamiento donde tenemos riego por goteo el cultivo se encuentra todavía verde, a comparación del riego rodado donde el cultivo, al sufrir un poco más de estrés por falta de agua, ya está en senescencia —etapa final del ciclo de vida de la planta—. Tenemos resultados muy interesantes y con base a ellos invitamos a los productores a que practiquen la Agricultura de Conservación y el riego por goteo porque nos ayudan a ahorrar tanto el recurso económico como el recurso agua”, finaliza Joaquín Osornio.

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Aprovechando cada gota

Irapuato, Gto.- En el mundo, la agricultura es la actividad que más consume agua, por lo que uno de los grandes retos es optimizar su uso; es decir, producir lo mismo con la misma o menos cantidad de agua. En México, donde la actividad agrícola ocupa alrededor del 76% del total del agua concesionada, se siembran alrededor de 22 millones de hectáreas, de estas, el 80% es de temporal y solo el 20% tiene infraestructura de riego —alrededor de 7.2 millones de hectáreas—.

En Guanajuato se encuentran las presas Solís, Allende y La Purísima —de la cuenca Lerma-Chapala— con una red de distribución enmarcada en 11 módulos de riego que conforman el Distrito de Riego 011 Alto Río Lerma, el cual tiene un área con infraestructura hidroagrícola de cerca de 117 mil hectáreas y más de 25 mil usuarios. Además, el estado cuenta con 15,297 pozos profundos, de donde se extraen al año alrededor de 3,824 millones de metros cúbicos (Mm3) de agua, pero solo se le recarga con 2,783 Mm3, lo que implica un déficit de 1,041 Mm3 anuales. 

El hecho de que se extraiga más agua de los pozos de la que se recarga, impacta en la agricultura y su rentabilidad a corto y mediano plazo. Por esto es necesario hacer un uso eficiente del agua, modificar los patrones de cultivo, sembrar variedades más precoces — con menores requerimientos de agua y mayor rendimiento—, además de implementar prácticas de conservación de suelo y retención de agua.

Para buscar soluciones a esta problemática, en la Plataforma de Investigación Irapuato I colaboran el Distrito de Riego 011; el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP); el despacho Consultores y Asesores para la Sustentabilidad Agrícola (CyASA) y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT).

Recientemente se ha estado evaluando el riego por goteo en comparación con el riego rodado en dos sistemas de labranza (camas permanentes y un sistema híbrido que consiste en no mover el suelo en primavera-verano y moverlo en otoño-invierno) y dos formas de fertilización (fertilización enterrada contra fertirriego) para la rotación de maíz y trigo. 

Al momento se ha observado una ganancia en rendimiento a favor de la Agricultura de Conservación (camas permanentes), tanto en el riego por goteo como en el riego rodado. El tratamiento con mayor rendimiento de trigo ha sido el de camas permanentes con riego rodado, con una producción de 7.5 toneladas por hectárea (t/ha); seguido muy de cerca por el tratamiento de camas permanentes con riego por goteo que obtuvo 7.4 t/ha —esto significa que el sistema de riego por goteo con camas permanentes es el más rentable debido al considerable ahorro en preparación del suelo y consumo de agua—. El menor rendimiento se obtuvo en el sistema híbrido, con riego rodado y su producción fue de 6.9 t/ha (figura 1). 

Con respecto al comportamiento del agua cabe mencionar que el pozo del cual se abastece a las parcelas con los ensayos tiene un caudal de 36 litros por segundo (lps). Entonces, considerando la suma de las horas de trabajo tanto en el riego rodado como en el riego por goteo por los 36 lps se observa que en los tratamientos de riego rodado se han aplicado 6,350.4 m3 de agua, mientras que en el riego por goteo el consumo de agua ha sido de de 4,406.4 m3, es decir, hay un ahorro de agua de 1,944 m3 a favor del riego por goteo.

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Figura 1. Rendimiento de trigo bajo dos sistemas de labranza y dos tipos de riego en la plataforma Irapuato I, ciclo OI 2019-2020. Abreviaciones: M= maíz, T= trigo, CPA= camas permanentes anchas, H= Sistema hibrido (sin movimiento PV + movimiento en OI), I= Rastrojo incorporado al 100%, P= se deja el 50% del residuo, B= fertilización realizada enterrando el fertilizante, F: Fertirriego, RG= Riego por goteo y RS= Riego superficial.