Mejora del Aprovechamiento del Agua en Huertas de Nogal


Autores: Benjamín Valdez Gascón1

Fernando Vieira de Figueiredo1

José E. Ortiz Enríquez1

Adriana I. Pérez Luna1

1Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. INIFAP. Campo Experimental Costa de Hermosillo. Carr. a Bahía de Kino Km 12.6.Hermosillo, Sonora. bvaldezg@hotmail.com

Introducción

En la Costa de Hermosillo, el riego de los cultivos se realiza en su totalidad con agua de bombeo que se extrae en promedio a los 100 m de profundidad. Los costos de extracción superan los 40 dlls/MM3 y el costo del agua en el mercado libre oscila los 120 dlls/MM3 en una temporada. Las huertas de nogal irrigadas con 18 MM3/ha por año, rebasan en un 30 % las demandas reales (Valdez et al., 2013 y Vieira et al., 2013), entonces el excedente ronda los 640 dlls/ha/año, únicamente por falta de un mayor aprovechamiento en el uso del agua. La tendencia del costo del agua es a la alza, basta recordar que en la última década el valor del agua se incrementó en 10 veces motivado en parte por reducciones en las dotaciones de explotación, competencia en la producción de cultivos con mayor rentabilidad por M3 utilizado, así como desarrollo competitivo de otros sectores como la industria y el crecimiento poblacional. En la búsqueda de una mayor competitividad en la producción del nogal respecto a los factores antes señalados, una mejora del aprovechamiento del agua en las huertas es inaplazable y representa la sustentabilidad del cultivo en la región.

Es conocido que el nogal es un cultivo altamente demandante de agua (Samani et al., 2011; Sammis et al., 2004; Wang et al., 2007), por ello en estas zonas la aplicación debe ser altamente eficiente, con sistemas presurizados como es el caso del riego por goteo, el cual tiene varias modalidades; una de ellas es el goteo sub-superficial (GSS), cuyas características son: utilizar mangueras de goteo “enterradas” de 35 a 40 cm de profundidad, en numero de una a tres mangueras a cada lado de la hilera de árboles, generalmente con goteros compensadores de presión, con gastos desde 1.6 a 2.5 litros por hora, espaciados entre 40 hasta 75 cm (Valdez et al., 2013). Con el desarrollo y reducción en los costos de producción de los plásticos, en la actualidad se está implementando el uso de emisores de menor gasto y menor separación entre ellos.

La implementación del GSS en nogal, inició experimentalmente en la región en el 2001 y rápidamente ocupo casi la totalidad de las huertas adultas y jóvenes que hoy suman más de 8,000 ha. A más de una década de estarse proporcionando el riego y la aplicación de agroquímicos a través de este sistema, se observan anomalías en el desarrollo y producción de las huertas principalmente adultas, que plantean la interrogante si es conveniente o no continuar con este manejo. En un principio las bondades atribuidas a este sistema como: menor uso de agua, menor  proliferación  de  malezas,  mayor eficiencia  en  la  aplicación  de  fertilizantes, menor daño de

animales como perros y coyotes, han ido disminuyendo y han sido observadas como de menor cuantía, respecto al problema de taponamiento de emisores causado por raíces, mal uso de agroquímicos, diseños hidráulicos con alta capacidad de entrega de agua que permite elevar las láminas anuales aplicadas por encima de 1.80 m, cuando las demandas reales se estiman por debajo del 1.40 m.

En este marco el CECH-INIFAP junto con otras dependencias del sector como Fundación Produce Sonora, Asociación de Usuarios del Distrito de Riego 051, Patronato para la Investigación Agrícola, Asociación de Organismos Agrícolas del Norte de Sonora, entre otras, ha desarrollado investigaciones y proyectos de transferencia de tecnología de riego con el objetivo de promover un mejor aprovechamiento del agua. Es propósito de este trabajo presentar un seguimiento de actividades que permitan contribuir a este fin.

Actividades para un plan de mejora en el aprovechamiento del agua en huertas de nogal con GSS

  1. Conocer el funcionamiento hidráulico y operativo del GSS
  2. Implementar programas de riego acordes a las demandas de agua reales
  3. Establecer una red de monitoreo de la humedad del suelo en los diferentes sectores de riego dentro de la huerta
  4. Establecer un sistema de captura de información para control de la humedad y volúmenes de agua aplicados
  5. Capacitación de personal involucrado en la entrega del agua en cada campo
Frutos de nogal

Figura 1. El cultivo de nogal es altamente demandante de agua.

Fuente: Intagri, 2016.

1. Conocer el funcionamiento hidráulico y operativo del GSS. Permitirá detectar fallas en la entrega del agua en los distintos puntos de emisión y corregirlas para que todas las plantas reciban la misma cantidad de agua y lograr una alta uniformidad de aplicación. Es conocido que la distribución de la presión en las tuberías y las propiedades hidráulicas de los emisores usados afectan la uniformidad, llegando con el tiempo incluso al taponamiento de los emisores. Se requiere supervisar diariamente las presiones de operación en el cabezal de control y sectores de riego, además de conocer desde un inicio la uniformidad de la distribución del agua. Existen metodologías probadas para este fin, como es el caso de la citada por López et al., (1992), donde usa el coeficiente de uniformidad (CU) y clasifica los sistemas en rangos de excelente con valores de CU por arriba del 90% o como inaceptables cuando los valores de CU están por debajo del 60%. Con esta metodología se han hecho estudios anteriores en frutales de la región mostrándose las eficiencias de los sistemas de microirrigación tanto en la distribución del agua como de productos químicos (Valdez et al., 2006). Es importante conocer la uniformidad de aplicación del agua a través del tiempo, donde el valor inicial de uniformidad al instalarse un sistema servirá de base para tomar medidas preventivas en años subsecuentes (Zazueta, 1992 y Martínez, 1999).

2. Implementar programas de riego acordes a las demandas de agua reales. El contar con un programa de riego basado en el conocimiento de las demandas del cultivo en cada etapa de desarrollo es de gran valor en la tarea de hacer más eficiente el aprovechamiento del agua. Normalmente determinar las demandas de agua de un frutal como el nogal puede llevar varios años de investigación debido a que el crecimiento y desarrollo del árbol así como su sistema radicular, requieren de adaptación a un determinado manejo. Posteriormente a su determinación es necesario validar en campo bajo diferentes condiciones de suelo y en una mayor superficie la eficacia de los volúmenes determinados, hasta entonces se estará seguro de no cometer errores que afecten el desarrollo y rendimiento de los árboles. Estos estudios se han venido realizando y transfiriendo por varios años a través del Campo Experimental de la Costa de Hermosillo estableciéndose consumos para árboles adultos del orden de los 136 cm anuales y de 92 cm en árboles jóvenes de 5 a 6 años de edad (Valdez et al., 2010).

Las láminas de agua aplicadas en promedio para programas de riego transferidos en varios campos de la Costa de Hermosillo tanto en huertas adultas y jóvenes de nogal, así como los coeficientes de cultivo (Kc), respecto a la evapotranspiración potencial (ETo) registrada en la estación agro climatológica ubicada en el campo “El Perico” de la Costa de Hermosillo, Sonora., se ilustran en el Cuadro 1.

 

Cuadro 1. Demandas de agua y coeficientes de cultivo (Kc), en huertas adultas (H.A.) y jóvenes (H.J.) de nogal en la Costa de Hermosillo.

Mes

 LÁMINA DE CONSUMO

ETo

Kc

  H.A.    H.J.

Mensual

 H.A.       H.J.

Acumulado

 H.A.         H.J.

Mes

Acumulada

ENERO

 14.4       9.6

 14.4         9.6

88.8

88.8

  0.1       0.1

FEBRERO

 14.4       9.6

 28.8        19.2

114.3

203.1

  0.1       0.1

MARZO *

 111.6     86.4

 140.4      105.6

174.7

377.8

  0.4       0.2

ABRIL

 90.0      60.8

 230.4      166.4

192.5

570.3

  0.5       0.3

MAYO

 157.2    105.6

 387.6      272.0

219.7

790.0

  0.7       0.5

JUNIO

 194.4    144.0

 582.0      416.0

213.3

1003.3

  0.9       0.7

JULIO

 223.2    148.8

 805.2      564.8

193.4

1196.7

  1.2       0.8

AGOSTO

 223.2    148.8

 1028.4    713.6

177.9

1374.6

  1.2       0.8

SEPTIEMBRE

 190.8    120.0

 1219.2    833.6

174.5

1549.1

  1.2       0.7

OCTUBRE

 99.6      55.6

 1318.8    889.2

151.2

1700.3

  0.7       0.4

NOVIEMBRE

 19.2      12.8

 1338.0    902.0

104.8

1805.1

  0.2       0.1

DICIEMBRE

 19.2      12.8

 1357.2    914.8

81.8

1886.9

  0.2       0.1

 *Se incluye fondo de humedad

 

Con estos programas de riego establecidos en 1,345 ha de huertas de nogal, se lograron ahorros promedio de 5,078 MM3 anuales. En las huertas adultas, los rendimientos promedio de dos años de transferencia, fueron de 2.7 ton/ha con nuez de buena calidad.  

3. Establecer una red de monitoreo de la humedad del suelo en los diferentes sectores de riego dentro de la huerta. Aún con el conocimiento de que el riego por goteo sub-superficial puede alcanzar niveles de excelente en la aplicación uniforme del agua, la variabilidad de suelo, densidades de plantación y la mezcla de edades y variedades dentro de una misma huerta, obliga a conocer en que condición de humedad se encuentran las raíces de los árboles. Wells y Harrison (2007), citan que sin importar el método de riego empleado, el monitoreo de humedad debe emplearse para asegurar el éxito de un programa de riego. El uso de sensores de medición da conocimiento de cómo se va consumiendo el agua en los diferentes sitios de la huerta, eliminando las estimaciones para programar cuando regar.

Existen muchos dispositivos para medir o monitorear el contenido de humedad del suelo, algunos miden en forma directa la humedad del suelo, otros la miden indirectamente como tensión de humedad. Aunque ninguno de los dispositivos es el mejor, ya que todos tienen ventajas y desventajas, los de resistencia eléctrica son de los más utilizados para uso agrícola por su bajo costo, facilidad de instalación y de operación. Los sensores de resistencia eléctrica consisten en una matriz con dos electrodos. El agua y solutos de la solución del suelo se equilibran con los de la matriz del sensor. La resistencia eléctrica entre los electrodos está en función del contenido en agua. Dado que el equilibrio entre el sensor y el suelo es una función del potencial matricial del suelo, la resistencia medida será una medida del potencial hídrico del suelo.

En la actualidad se utiliza ampliamente los sensores de matriz granular, que son adaptaciones de los sensores de bloque de yeso (resistencia eléctrica) en los que se emplean materiales alternativos. Estos materiales no se degradan en el suelo, tienen vidas útiles considerablemente mayores que los bloques de yeso, y su efectividad aumenta a potenciales matriciales mayores. El más común es el sensor Watermark 200SS, es barato, fácil de usar e instalar, y presenta un intervalo de funcionamiento entre –10 y –200 centibars (cb), tiene mínimas necesidades de mantenimiento y una vida útil entre 5 a 7 años. El Watermark consiste de dos electrodos situados sobre una placa de yeso, rodeado por una matriz de relleno granular, envuelto por una membrana y revestido por una malla externa de acero inoxidable. Una vez instalados en el suelo, los Watermark pueden proporcionar medidas puntuales utilizando para ello un lector portátil suministrado por el mismo fabricante (Irrometer Company, Inc. Riverside, California). Utilizando estos dispositivos se han instalado en la Costa de Hermosillo y en otras regiones del estado de Sonora más de cuatro mil ha de nogal con cerca de 400 estaciones de monitoreo donde cada estación cuenta con sensores ubicados a 40, 80 y 120 cm de profundidad.

Investigaciones locales sobre manejo del agua en nogal, han mostrado que aplicando agua con los programas de riego antes mencionados en sistemas de riego con goteo sub-superficial o “enterrado”, el comportamiento de la humedad en el suelo presenta niveles por debajo de los 30 cb en etapas críticas de desarrollo de la nuez (Figura 2), favoreciéndose la calidad de la nuez, incrementando el porcentaje de almendra y reduciendo la germinación (Valdez et al., 2005a).

 
Concetracion Frutos de nogal

Figura 2. Comportamiento de la humedad del suelo en tres profundidades con riego por goteo sub-superficial en nogal.

 

4. Establecer un sistema de captura de información para control de la humedad y volúmenes de agua aplicados. Se requiere llevar el registro de las humedades observadas en cada una de las estaciones de monitoreo establecidas dentro de la huerta, así como las horas de riego aplicadas en cada sector de riego, con el fin de realizar ajustes a los programas de riego cuando se observen niveles de humedad muy distintos a los esperados. Es muy probable que la variabilidad de suelos, marco de plantación, variedad y edad de los árboles creen la necesidad de incrementar o reducir horas de riego en algunos cuadros y el registro de estos cambios ayudaran a quienes toman la decisión, incluso para modificar el seccionamiento de riego. Actualmente existen en el mercado softwares que ayudan a este fin; sin embargo, muchas veces la complejidad de su operación hace poco práctico su uso.  Un formato sencillo puede ser elaborado para el registro de la información en campo como es el siguiente:

 

Cuadro 2. Formato para registro de humedad del suelo y horas de riego aplicadas con goteo sub-superficial.

DIA

ESTACIÓN

HORAS RIEGO

1

2

3

40

80

120

40

80

120

40

80

120

1

2

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

En forma conjunta es requerido llevar un registro de los volúmenes de agua consumidos y observados en los medidores volumétricos de cada pozo utilizado para suministrar el riego a la huerta. Esto con el fin de realizar balances periódicos de consumo de agua y realizar los ajustes pertinentes para no rebasar los volúmenes totales disponibles. Un ejemplo es mostrado en el Cuadro 3.

 

Cuadro 3. Balance de disponibilidad de agua para irrigar 90 ha de huerta de nogal aplicando una lámina anual de 135 cm y contando con una dotación de 1330 MM3.

Sup.

Sep

Oct

Nov

Dic

Ene

Feb

Mzo

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Total

ha

1.91

0.996

0.192

0.192

0.144

0.144

1.116

0.9

1.572

1.944

2.232

2.232

13.574

90 ha

171.9

89.64

17.28

17.28

12.96

12.96

100.44

81

141.48

174.96

200.88

200.88

1221.7

                           

dotación

                         

1330

-171.9

-89.64

-17.28

-17.28

-12.96

-12.96

-100.44

-81

-141.48

-174.96

-200.88

-200.88

 
 

1158.1

1068.5

1051.2

1033.9

1020.9

1008

907.54

826.54

685.06

510.1

309.22

108.34

108.3

 

5. Capacitación de personal involucrado en la entrega del agua en cada campo. El proceso de mejora en el aprovechamiento del agua conlleva la capacitación continua a todo el personal involucrado, en aspectos básicos y técnicos de los sistemas de riego manejados. El crear una cultura en uso eficiente del agua y su importancia para la sustentabilidad del cultivo juega un papel primordial y ha sido preocupación constante de dependencias y organizaciones del sector. En la Costa de Hermosillo, con el objetivo de capacitar y entrenar a técnicos, empleados, mayordomos, administradores, productores y agentes de cambio en el aprovechamiento eficiente del agua, recientemente se creó un programa por parte de la Asociación de Usuarios del Distrito de Riego 051, con apoyo de la SAGARPA, INIFAP y de los propios productores que integran la Asociación. Se inició el programa con la integración de productores innovadores y personal de 16 campos piloto, 4 ingenieros de reciente egreso de licenciatura y dos asesores externos con experiencia en manejo eficiente de sistemas presurizados. Dentro de los temas que se atienden en el proceso de capacitación se citan:

  • Aplicación del riego en cantidad y oportunidad adecuadas para cada cultivo
  • Medición e interpretación de lecturas de humedad del suelo
  • Manejo adecuado de presiones de operación del sistema de riego 
  • Aforo del equipo de bombeo y control de las mediciones volumétricas 
  • Mantenimiento preventivo y correctivo de taponamientos del sistema de riego
  • Evaluación y diagnóstico de la uniformidad de aplicación del sistema de riego
  • Interpretación de los análisis de suelo y agua.
  • Cálculo de las necesidades de sobre riego y mejoradores
  • Manejo de la fertirrigación

Cita correcta de este artículo

Valdez, G. B.; Vieira, de F. F.; Ortiz, E. J. E.; Pérez, L. A. I. 2018. Mejora del Aprovechamiento del Agua en Huertas de Nogal con Sistemas de Riego por Goteo Sub-Superficial en la Costa de Hermosillo. Serie Agua y Riego. Núm. 25. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 7 p.

Literatura citada

  • Burt, C. M. and S. W. Styles. 1999. Riego por Goteo y por Microaspersión para Arboles, Vides y Cultivos Transitorios. ITRC. Cal. Poly. San Luis Obispo, CA. 93407. p.15-30.
  • Martínez, R. E. 1999. Evaluación de un Sistema de Riego Localizado (Microirrigación). Memorias del IX Congreso Nacional de Irrigación. Culiacán, Sinaloa. p-199-206.
  • Rodrigo López, J., J. M. Hernández Abreu, A. Perez regalado y J. F. Gonzalez Hernández. 1992. Riego Localizado. Ediciones Mundi- Prensa. España. p.217-230.
  • Smajstrla, A. G., B. J. Boman, D. Z. Haman, D. J. Pitts and F. S. Zazueta. 1998. Field Evaluation of Microirrigation Water Application Uniformity. University of Florida. 13 pp.
  • Samani, Z. S. Bawazir, R. Skaggs, J. Longworth, A. Piñon, V. Tran. 2011. A simple irrigation scheduling approach for pecans. Agricultural Water Management, 98(4): 661-664.
  • Sammis, T.W., J. Mexal and D. Miller. 2004. Evapotranspiration of flood-irrigated pecans. Agricultural Water Management, 69(3): 179-190.
  • Valdez, G.B., L.J. Durón, P.R. Saborí, M.J.H. Nuñez, y J.G. Grageda. 2005. Comportamiento productivo de nogal pecanero bajo riego por aspersión y goteo enterrado. Seminario de nogal pecanero 2005. INIFAP-CIRNO-CECH. Publicación Especial No. 19. p. 61-67.
  • Valdez, G.B., L.J.N. Duron y S.P. Ochoa. 2006. Evaluación y diagnóstico de la eficiencia del riego en sistemas de microirrigación. IX Congreso Internacional de Ciencias Agricolas. Mexicali, B.C. Mexico. p-271-273.
  • Valdez, G.B., L.J.N. Duron, J.E. Ortiz, J.M. Ramirez y R. S. León 2010. Ahorro de agua en huertas de nogal pecanero (carya illinoensis K) con apoyo de monitoreo de humedad. Simposio internacional de nogal pecanero. Memoria científica No.1.Hermosillo, Sonora. México. p-83-87.
  • Valdez, G,B., F.F.Vieira,J.E.Ortiz, V.D.Velazquez y R.B.Zarate. 2013. Consideraciones técnicas en el manejo del agua en huertas de nogal con riego por goteo en la costa de Hermosillo. XIV Simposio Internacional De Nogal Pecanero. . Memoria científica No. 4. Hermosillo, Sonora. Mexico. p-38-43.
  • Vieira, F.F., G.B.Valdez, J.E.Ortiz y R.B. Zarate. 2013. Estimación de la demanda de agua en huertas de nogal con apoyo de las estaciones agrometeorologicas automatizadas en la costa de Hermosillo. XVI Congreso Internacional de Ciencias Agrícolas. Mexicali, B.C. Mexico. p-650-654.
  • Wang, J., T. Sammis, A. Andales, L. Simmons, V. Gutschick and D. Miller. 2007. Crop coefficients of open-canopy pecan orchards. Agricultural Water Management, 88(1-3): 253-262.
  • Wells, M.L. and K. Harrison. 2007. Water Requirements in: Southeastern Pecan Growers´Handbook.
  • Bulletin 1327. Cooperative Extension Service. The University of Georgia College of Agricultural and Environmental Sciences. P. 72-75.
  • Zazueta, F. S. 1992. Microirrigación. ICFA. International Inc. Gainsville, Fl. 32606. USA. p-26-31.

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