La Comisión Nacional de Riego (CNR), se reunió en la Araucanía para coordinar las acciones que se ejecutan en materia de riego y diseñar una estrategia de trabajo conjunto orientado a dar cumplimiento a los objetivos del Plan Impulso, en particular respecto a la necesidad de aumentar el riego tecnificado, la disponibilidad del recurso hídrico y la asociatividad.

El Subsecretario de Agricultura, Alfonso Vargas destacó el trabajo que se están realizando en la zona, “hay que tratar de superar los problemas y aquí estaremos como Gobierno para colaborar en todo lo que podamos”.

Por su parte el Seremi de Agricultura en la región de La Araucanía, René Araneda recordó que este Plan es parte central del “Gran Acuerdo Nacional por la Paz y el Desarrollo de La Araucanía” anunciado por el Presidente Sebastián Piñera en marzo de este año. Por tal motivo, Araneda recalcó que ésta es una “oportunidad histórica que tiene el Estado para reparar el atraso que presenta la región”.

Más de 40 instituciones y gremios chilenos participaron de la radiografía de la situación del recurso hídrico en Chile a partir de toda la información disponible a nivel nacional.

Al determinar la demanda por diferentes sectores, se observa que el agrícola es el que presenta la mayor vulnerabilidad para sostener su actual producción, debido a la limitada oferta referencial de agua superficial y subterránea. El análisis también mostró que las cuencas más críticas para la agricultura y en orden decreciente son Río Los Choros (Región de Coquimbo), río Ligua (Región de Valparaíso), río Limarí (Región de Coquimbo), río Petorca (Región de Valparaíso) y río San José (Arica y Parinacota).

Con brecha media se encuentran las cuencas del: río Copiapó (Región de Atacama), río Quilimarí (Región de Valparaíso), río Elqui (Región de Coquimbo), río Aconcagua, (Región de Valparaíso), río Choapa (Región de Coquimbo) y río Lluta (Región de Arica y Parinacota).

El sector agrícola es el que posee el mayor volumen de Derechos de Aprovechamiento de Agua (DAA), consuntivos permanentes a nivel nacional registrados en el Catastro Público de Aguas -actualizado a diciembre de 2017.

Respecto de la captación, el sector agrícola (riego) es el segundo sector que más capta aguas desde el sistema, con 404,53 m3/s, seguido del doméstico que alcanza 55,29 m3/s. Si bien la lista de captación la encabeza el sector energético con 1339,62 m3/s, los  derechos y usos de agua de éste sector son mayoritariamente no consuntivos. En cuanto al coeficiente DAA/Captación –que mide la relación entre derechos otorgados, y registrados como volumen, y uso de agua- el sector de Agua y Saneamiento presenta el mayor índice con derechos asignados equivalentes a 3,49 veces el agua usada, seguidos por el sector Agrícola y Minero con 2,93 y 2,46 veces respectivamente.

En los últimos años las limitaciones en el suministro de agua para riego agrícola han sido frecuentes. La falta del recurso hídrico a nivel país trasciende a todos los sectores productivos, siendo la agricultura altamente vulnerable al acceso y uso del agua, lo que repercute directamente en los rendimientos, calidades y huellas hídricas alcanzadas.

La escasez hídrica ha provocado el abandono de algunos cultivos en la zona centro-norte del país. Esta situación, junto a otros efectos del cambio climático como el aumento de temperaturas que provoca una mayor demanda de agua de los cultivos, dirige el avance de la ciencia que busca mejorar la gestión hídrica.

El Centro de Investigación y Transferencia en Riego y Agroclimatología (CITRA) de la Universidad de Talca, desde hace casi una década, ha trabajado en el diseño de un sistema integral para la gestión hídrica en la agricultura.

En los últimos años, el trabajo de CITRA ha sido apoyado por el programa de investigación Adaptación de la Agricultura al Cambio Climático (A2C2), lo que gene ró valiosos resultados que fueron presentados recientemente en la conferencia Climate Smart Agro Chile 2017. Este evento es una plataforma anual que expone ciencia, tecnología y emprendimientos de impacto para la adaptación agroclimática.

El sistema integral de gestión hídrica diseñado por el Centro Tecnológico CITRA articula información de estaciones meteorológicas automáticas, de imágenes satelitales y de drones, con las características de los cultivos, sistemas productivos, tipos de agricultores y capacitación necesaria para mejorar la productividad del agua o  los kilogramos de producto de calidad por metro cúbico de agua utilizada.

Movemos el foco de sólo invertir en tecnología de sistemas de riego al de gestión hídrica integral del riego con información validada localmente y con capacitación para beneficiarios, agricultores y profesionales del agro. Capacitación, información validada y tecnología pertinente son los componentes del sistema integral de gestión hídrica y de los programas de transferencia tecnológica en riego que desarrollamos desde la Universidad de Talca.

El trabajo se desarrolla en diferentes escalas, siendo el agricultor y asesores del agro (prodesales, jefes técnicos) el nivel al que se desea motivar y concientizar con la implementación del sistema de gestión hídrica. Este nivel permite identificar características de los agricultores, brechas de conocimiento, tipos de cultivos, redes de trabajo y agricultores líderes, para desarrollar los planes de capacitación, sus módulos, y definir las unidades demostrativas. Esta base operativa acerca a los equipos de extensión y transferencia con el beneficiario final.

Beneficios demostrados

Las unidades demostrativas son punto de encuentro para realizar extensión en terreno y para probar diferentes técnicas de manejo, tecnologías y estrategias de riego. Más de nueve cultivos se han estudiado en los últimos años, en diferentes localidades de la Región del Maule. Se obtuvieron significativos resultados de disminución de uso de agua en cultivos de arándanos, frambueso, manzano y kiwi, entre otros, pudiendo demostrar al agricultor en terreno que es posible mejorar en materia de gestión hídrica y reducción de uso de agua.

Por ejemplo, los resultados en cultivos de arándanos indican que se puede pasar de 9.000 a 6.628 metros cúbicos por hectárea por temporada en agua aplicada. Es decir, una disminución de 26% en el uso de agua aplicando la información inteligentemente. En cuanto al rendimiento en arándano se pasó de 15 toneladas obtenidas por el agricultor a 24 toneladas por hectárea con una estrategia de manejo de riego.

Para manzano, la situación es similar: se pasó de 13.000 metros cúbicos por hectárea por temporada de agua aplicada por el agricultor a 8.584 metros cúbicos por hectárea por temporada de agua aplicada con estrategia en que se utiliza el máximo de información disponible, mejorando además los rendimientos al pasar de 45.000 a 66.000 y reduciendo la huella hídrica de 280 a 130 litros por kilogramo de manzana variedad fuji.

Esto demuestra que el sistema de gestión integral es aplicable para cultivos frutales menores y mayores, y lo que es más importante aún, también es aplicable a la realidad del pequeño o gran productor. El Centro Tecnológico CITRA ha realizado programas de transferencia para diferentes tipos de agricultores, variando la estrategia de capacitación e intensidad de uso de tecnología según sea el tamaño del agricultor. Para grandes agricultores se ha calculado el impacto económico de la adopción de un sistema integral de gestión hídrica, implicando casi 130 mil dólares por temporada en ahorros de costos en energía, en cosecha y en el procesamiento de olivas para aceite.

El valor de la información

Los resultados alcanzados no son posibles sin un uso adecuado de información. El sistema integral de gestión hídrica se alimenta de información de suelo, planta y clima. A este respecto la tecnología ha permitido importantes avances para medir humedad de suelo, variables fisiológicas de planta, como potencial hídrico e intercambio gaseoso, y las estaciones que capturan información climática. Esta es la segunda escala en la que se desarrolla un sistema integral de gestión hídrica, que reviste especial cuidado con el objetivo de interpretar adecuadamente la información registrada y la aplicación de modelos matemáticos.

Las estaciones agroclimáticas automática en referencia son de gran utilidad. Por cuanto es recomendable una adecuada instalación y mantenimiento, lo que lamentablemente no sucede con todas las estaciones agroclimáticas del país. Un buen monitoreo climático entrega una información agroclimática procesada de calidad para estimar el consumo hídrico del cultivo. Para el manejo del riego es funda mental conocer la Evapotranspiración de Referencia (ETr), Evapotranspiración actual del cultivo (ETa) y Coeficientes de cultivo calibrados (Kc).

El coeficiente de cultivo (Kc) ha tenido gran interés de parte del equipo de investigación del Centro Tecnológico CITRA e investigadores A2C2. Generalmente se utiliza el Kc de literatura entregado por la FAO, no obstante se ha probado que existe una alta variación con el Kc real, produciendo una alteración en la cantidad de agua aplicada.

El Kc es uno de los parámetros que explica la diferencia entre 25 a 50% de mejoras alcanzadas en el agua aplicada con información versus la aplicada por un agricultor con técnicas tradicionales.

La estimación de los coeficientes de cultivo puede ser realizada puntualmente, pero su mayor utilidad está en determinar su variabilidad espacial. La percepción remota, a través del uso de tecnología satelital o drones, posibilita determinar la distribución del Kc u otros indicadores de manejo del riego. Estas tecnologías están siendo probadas y aplicadas exitosamente como la última escala del sistema de gestión hídrica integral, que permite conocer la distribución del consumo de agua y balance hídrico de un predio.

Escalas de análisis

La importancia de estas tecnologías es que permiten visualizar un número mayor de hectáreas, yendo desde las miles hasta el nivel de cuartel. Un trabajo desarrollado en la Cuenca hidrográfica del Embalse Ancoa-Provincia de Linares, Región del Maule, ha determinado la evapotranspiración de más de 98 mil hectáreas, expresando la potencia de utilizar información satelital integrada con información agroclimática. El Centro Tecnológico CITRA ha empaquetado la investigación desarrollada en la plataforma IrrigatiON-SAT, proporcionando información sectorizada de la demanda hídrica tanto para agricultores como organizaciones de agua.

El conocimiento de la variabilidad espacial ha evolucionado con el uso de sensores montados en drones, que permiten una mayor resolución y visión del cultivo, llegando a visiones de 6 por 6 centímetros. Tal detalle de información permite separar transpiración de las plantas y del suelo, mejorando ostensiblemente la estimación de, por ejemplo, la evapotranspiración del cultivo. En los resultados indican que mientras el cultivo de la vid puede transpirar a tasas de 5,8 mm por día, el suelo lo realiza a tasas de 0,34 mm por día, o que una zona con buen riego puede alcanzar una tasa de transpiración de 3,5 mm día y zona con menor disponibilidad de agua alcanzan sólo 1,8 mm día.

En suma la agricultura puede enfrentar y adaptarse al cambio climático mediante un uso intensivo en nuevas tecnologías y estrategias aplicadas adecuadamente. Hay una amplia gama de tecnologías disponibles, validadas y piloteadas localmente; queda por abordar brechas de falta de conocimiento mediante capacitación e innovación en programas de transferencia tecnológica que permitan un proceso gradual de adopción.

El desarrollo tecnológico permite descubrir nuevas escalas de análisis. Las nuevas generaciones de profesionales agrícolas dispondrán de una variada gama de datos y es labor de la ciencia en conjunto con el sector empresarial realizar procesos de investigación aplicada para transformar los datos en información útil para la toma de decisiones agrícolas que permitan adaptarse y mejorar la competitividad de nuestro sector.

Escrito por: Samuel Ortega, Director del Programa A2C2 y Centro Tecnológico CITRA

Basados en nuestros estudios, realizados en varias zonas productoras de fruta del país en los últimos 10 años, se detectó un uso excesivo del recurso hídrico, condición que de acuerdo a la literatura podría afectar el crecimiento y desarrollo del sistema radical y con eso o en paralelo, aspectos fisiológicos fundamentales que pueden afectar la planta y su fruta.

Esta situación provocaría una muerte lenta y silenciosa del huerto o parronal, lo que se manifiesta por una pérdida paulatina del potencial productivo, peor calidad y condición de la fruta e incremento de los costos, desafío que solo la tecnología puede revertir. Esto solamente lo podemos señalar en la actualidad debido a la incorporación, en los últimos años, de nuevas tecnologías para el control del riego mediante sondas de capacitancia de lectura continua.

Agua de riego, suelo y oxígeno 

El exceso de agua de riego en el sistema radical ( bulbo húmedo o de mojamiento) es culpable de condiciones de hipoxia y anoxia en plantas cultivadas. Esta situación afecta su crecimiento y desarrollo debido a que el oxígeno es un elemento vital para tales funciones. Este cuadro se ve agravado por la presencia de suelos de texturas finas y compactados, situaciones comunes de encontrar en la zona productora de la IV, V, RM y VI regiones.

Para un buen desarrollo de las plantas es requerido un adecuado balance hídrico en el suelo, permitiendo un óptimo intercambio gaseoso, es decir, la eliminación desde el suelo de dióxido de carbono y etileno y el ingreso de oxígeno a su interior a través de macro y microporos. Lamentablemente, la principal barrera para el transporte de gases en el suelo, lo que incluye al oxígeno, es el agua, alterándose este adecuado intercambio cuando los agricultores realizan riegos en exceso.

Efectos de bajos niveles de oxígeno

En general existe poca conciencia de los graves problemas que puede provocar la falta de oxígeno en el suelo. Normalmente la preocupación de productores y asesores técnicos se centran en evitar cualquier condición de estrés hídrico por falta de agua de riego, pero en esta tarea y debido a los métodos subjetivos de control del riego que utilizan, terminan por mantener, en muchos de los casos, los suelos frecuentemente saturados.

Neira et al.plantean que la deficiencia de oxígeno en el suelo puede tener efectos negativos directos e indirectos sobre las plantas, lo que alteraría su normal desarrollo. Entre los efectos negativos directos, que provocan cambios metabólicos y promueven procesos fermentativos, se señalan:

A) Respiración de las plantas, disminuyendo la energía metabólica (ATP) y carbono, afectando drásticamente los procesos de crecimiento y formación de nuevos componentes vitales para las plantas. A modo de ejemplo, es común observar parronales con alrededor de siete años de edad (algunos años posterior a su entrada a plena producción) que muestran un pobre crecimiento vegetativo y que se han denominado “parrones en la UTI”, su fruta es de pobre calidad y normalmente terminan por ser replantados.

B) Alteración de la absorción de agua, mostrando síntomas las plantas como si estuvieran bajo estrés hídrico por falta de agua. En la práctica, se ha registrado esta condición a través de la evaluación del potencial hídrico xilemático. Frente a esta situación, que podría estar acompañada por un exceso de etileno (ver más adelante), se enfrenta el problema incrementando el volumen de agua a través del riego, creyendo equivocadamente que están solucionando el problema.

C) Absorción de nutrientes, limitando el acceso de N, P y Ca.

Entre los efectos indirectos, se mencionan:

A) Generación de compuestos tóxicos para las plantas a partir de la materia orgánica, tales como etileno, ácidos fenólicos y ácido acético.

B) Incremento de la solubilidad del carbonato de calcio, afectando la solubilidad del Fe induciendo clorosis férrica.

C) Reducción de Mn, incrementándose en la planta a niveles fitotóxicos y que es posible de constatar en la actualidad en los análisis foliares de parronales.

D) Descomposición anaeróbica de materia orgánica, incrementando los niveles de amonio, así como metano (CH4) y ácido sulfídrico (H2S).

Adicionalmente, la literatura señala que el exceso de agua interfiere el normal comportamiento del etileno en el suelo por falta de oxígeno, provocando el bloqueo del paso de 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) a etileno, produciéndose la absorción de ACC por las raíces, el cual migra a la parte aérea y en presencia de oxígeno se transforma en etileno en las hojas y probablemente en los frutos, provocando colores amarillos y epinastia (curvatura de la hoja hacia abajo). En esta misma línea, Salazar señala que también se incrementarían los niveles de ácido abscísico (ABA), hormona involucrada en el cierre estomático y disminución de la transpiración de las plantas y que normalmente se asociaba a estrés hídrico por falta de agua de riego.

Finalmente, el exceso de agua de riego, y por ende los bajos niveles de oxígeno, provoca menor presencia de raíces en el bulbo de riego, malformaciones o destrucción de las mismas, afectando en forma categórica el crecimiento aéreo y el potencial productivo.

El origen del problema

A continuación se presentarán antecedentes que permiten entender el problema del punto de vista práctico y que estaría generando los graves problemas que se mencionaron, debido a las condiciones de hipoxia y anoxias reiteradas en los huertos frutales y parronales.

1.- Efecto tamaño de fruto o calibre de exportación.

Obtener grandes rendimientos y, sobre todo, el factor “tamaño de fruto” o la obtención de grandes calibres como factor diferenciador del precio, ha sido una de las principales causas. A través del tiempo, se ha instaurado que para evitar la generación de los problemas antes mencionados, por ningún motivo se debe tolerar el estrés hídrico, confundiéndose esta situación con cualquier nivel de contenido de agua en el suelo por debajo de capacidad de campo (CC).

Claramente este error se ve mitigado naturalmente en suelos de textura gruesa o suelos de texturas medias con importantes contenidos de materia orgánica y bien estructurados.

Como la decisión del riego depende de evaluaciones subjetivas y realizadas al tacto (con la mano), asesores técnicos y productores consideran óptimo el contenido de agua cuando “el suelo está húmedo”, sin embargo evaluaciones objetivas con instrumentos (sondas de capacitancia de lectura continua y discontinua) muestra que esa condición es equivalente a tener contenidos de agua en el suelo entre CC y saturación, condición clara y reiterada de hipoxia y anoxia.

Esto se ve corroborado con un sinnúmero de estudios en los que se ha constatado un 120 a 160% más de agua de riego, sobre todo entre los estados fenológicos de crecimiento de la fruta y cosecha.

2.- Ineficientes metodologías para la toma de decisión de cuándo regar (definición del tiempo y la frecuencia del riego). Una de las áreas más atrasadas del punto de vista del avance tecnológico en el manejo de frutales, tenía relación con la inexistencia de metodologías eficientes para determinar los tiempos y frecuencias de riego o paquetes tecnológicos validados en la práctica, eso quiere decir, con éxito comercial y no solamente teóricos o en investigaciones controladas. En la actualidad, se estima que el 90% de los productores no usa nada o emplea la observación subjetiva de una calicata, mediante el tacto y la vista, siendo una de las causas más importante que ha llevado a generar la problemática antes expuesta.

Tal como se señaló anteriormente y a modo de ejemplo para parronales, una vez cuajada la uva se genera una histeria colectiva, cayendo en la aplicación de grandes volúmenes de agua de riego producto del aumento de la frecuencia (tres a cuatro veces a la semana) y tiempo de riego (12 a 18 horas por riego, con precipitaciones del equipo de riego de entre 1 a 2,6 mm/hr), saltándose y olvidándose de todos los fundamentos fisiológicos y de riego que se han generado por años de estudio e investigación.

Al momento de justificar los riegos sobre suelo saturado, las explicaciones son inentendibles, señalando que el nuevo riego permitirá introducir oxígeno renovado, no considerando que la difusión de gases en el agua es casi 104 veces menor que en el aire y que una buena condición de suelo para el óptimo desarrollo de la planta requiere de valores de entre 15 a 20% de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono a la atmósfera de manera de mantener niveles menores a 0,037%, así como de otros elemento nocivos (Ej. etileno, metano, etc.).

Un punto negativo adicional del empleo de esta técnica de manejo es la generación de pozas de agua en la entre hilera del parronal (Figura 3), las que crecen y se mantienen más allá de la cosecha por el paso del tractor y la maquinaria, cambiando el microclima bajo el parronal y exponiendo a la fruta colgada a una mayor presión de Botrytis y con eso, incrementado la pérdida de la calidad y condición de la fruta durante el proceso de exportación.

Este cuadro se agrava en el tiempo por la desaparición de las raícesen el bulbo de mojamiento ( bulbo humectado), lugar que ha permanecido más tiempo en condiciones de hipoxia y anoxia, constatándose solamente pocas raíces en mayores profundidades en texturas gruesas, zona donde lamentablemente baja naturalmente la concentración de oxígeno y sube la de dióxido de carbono, y muchas veces hacia sectores laterales (sector de entre hilera), probablemente donde existe un mejor balance de agua y oxígeno.

Sin embargo, para reponer el agua en esos sectores se requiere regar con mayores volúmenes de agua (incremento de tiempos y frecuencia de riego), afectando aún más las condiciones del bulbo central, sobre todo los primeros 50 centímetros de profundidad de suelo.

Al respecto y totalmente validado por la literatura, el uso de sondas ha permitido observar que la mayor actividad de la raíces (consumo de agua) se presenta en los primeros 50 a 70 centímetros de profundidad, si y solo si se respeta un óptimo balance de agua y oxígeno. En la Figura 4 se muestra el típico comportamiento de un parronal, evaluado con sondas de capacitancia, sin las raíces requeridas en el bulbo de riego.

Normalmente cuando se ha planteado, como equipo de trabajo, que el exceso de agua de riego o falta de oxígeno puede ser en la actualidad el principal candidato de la generación de los problemas de productividad, calidad y condición de la fruta producida y exportada, surgen dudas entre los especialistas dado que no pueden entender por qué durante tanto tiempo se ha regado en forma tan ineficiente. La única respuesta es que solamente desde hace cinco años tenemos la posibilidad técnica y comercial de usar sondas de capacitancia de lectura continua que permiten medir en tiempo real el contenido de agua del suelo.

Como se ha mencionado, antes de esto, los métodos para definir el riego eran a) riego usando calicata, con observación visual y al tacto, un método subjetivo, sin la posibilidad clara de definir tiempo y frecuencia de riego y b) riego usando la evapotranspiración de cultivo (ETc), método usado por muy pocos productores, que según la teoría es lo mejor, pero claramente en la práctica solamente permite hacer una aproximación al volumen de agua a regar semanalmente, siendo poco habitual la determinación del  tiempo y la frecuencia de riego.

Adicionalmente, no hay estaciones meteorológicas en todos lados, muchas no funcionan en forma óptima y no hay un adecuado ajuste del coeficiente de cultivo (Kc) según cobertura vegetal. Esto explicaría en la práctica por qué es normal encontrar volúmenes 130 a 160% más altos respecto de un parronal donde el uso de sondas ya es parte del sistema productivo.

El problema debe abordarse necesariamente usando tecnología, dado que permite tener un control real y objetivo del contenido de agua de riego en el suelo, registrar el déficit y observar el inicio del estrés manifestados por la mayor dificultad de extracción de agua desde el suelo por la planta, lo que se manifiesta por una menor tasa diaria de déficit de agua en el suelo en respuesta a una misma evapotranspiración (ETo).

Es importante reiterar que la tecnología está desmantelando los mitos y subjetividades en el manejo del riego en los frutales, permitiendo ahorrar agua de riego, energía eléctrica en riegos tecnificados y fertilizantes, mantener por más tiempo las plantas en buenas condiciones productivas y, sobre todo, generar fruta de mejor calidad y condición.