Hilvio Castillo Iglesias. Ing. Agrónomo, Maestría en Suelos y MBA en Administración de Empresas. Gerente Agrícola TALSA.

Los suelos están formados por partículas y poros. La porosidad total del suelo viene a ser la relación entre el volumen de los poros respecto al volumen total del suelo, expresado en porcentaje (%). En los suelos arenosos, como los de Chavimochic, la porosidad total alcanza valores entre 35 y 40%, predominando los macro poros, los cuales tienden a almacenar menos agua (Figura 1).  Sin embargo, la porosidad puede variar en rangos mayores, dependiendo del nivel de preparación del suelo (por ejemplo, el subsolado), con o sin camellones, con incorporación de enmiendas agrícolas (materia orgánica o sustratos complementarios), cultivo o edad de la plantación y nivel de compactación del terreno (mecanización agrícola).

De lo precedente, podemos decir, que la porosidad total y distribución de poros, es dinámica. Las características del sistema de poros, la porosidad total, el tamaño de los poros individuales y su estabilidad, ejercen una gran influencia en la distribución del agua y nutrimentos, donde crecen las raíces del cultivo de arándano. En los cultivos de frutales, pueden existir grandes diferencias en las características de la porosidad, cerca al tronco versus los extremos de la franja húmeda.

En los suelos arenosos de Chavimochic, establecimos 3 repeticiones de tensiómetros y sondas de volumen, con el objetivo de determinar el comportamiento de la humedad, durante y después del riego (Sistema IRRWISE). Observándose que durante el riego, el contenido de humedad en volumen alcanza valores de un 35 y 40%, y durante este periodo la tensión presenta valores menores de 5 cbar, valor que expresa que el agua está en movimiento a través de los macro poros. Luego de 4 horas se aprecia que el contenido de humedad disminuye a un 18% y la tensión se incrementó alrededor de 7 cbar. Mientras que a las 24 horas, la tensión tiende a estabilizarse, tomando valores de  8 – 9 cbar, considerándose como tensión a capacidad de campo (Figura 2).

Por otro lado, el movimiento de agua en los suelos no saturados, se ve afectado por: el gradiente hidráulico o fuerza motriz, que es igual a la diferencia de presión hidráulica negativa entre dos puntos, dividida por la distancia entre ellos (esta tensión se mide a través de los tensiómetros) y la conductividad hidráulica no saturada o capilar. Ambas variables se ven afectadas por el contenido de humedad del suelo y las características del sistema radical de cada cultivo. Las raíces del cultivo de arándano desarrollan poros en el suelo que, al hacer contacto con el agua, esta llena los poros pequeños o capilares. La superficie de estas raíces al absorber el agua, produce tensiones mayores del agua respecto al suelo que les rodea. Esto genera la fuerza motriz que hace que el agua vaya hacia las raíces y se observe un incremento de tensión (ver Figura 3).

La absorción del agua por las raíces de la planta, es parte de la trayectoria del flujo de agua hacia la atmosfera. A fin de que se produzca este flujo de agua, la tensión deberá ser mayor en la atmósfera respecto a las hojas, y las hojas mayor a las raíces. Bajo condiciones de Chavimochic, la tensión de la atmósfera tiende a incrementarse alrededor del mediodía y por la tarde, lo que indica que en este periodo debemos tener mayor disponibilidad de agua y nutrimentos alrededor de las raíces.

En condiciones de alta transpiración constante, la fuerza motriz deberá aumentar a expensas de una conductividad hidráulica menor, que se expresa en una elevación de tensión alrededor de las raíces, estas mientras más cerca se encuentren generarán un mayor flujo de agua hacia ellas. Por lo tanto, un cultivo con sistema de raíces bien desarrollado, será más eficiente que un cultivo débil en raíces. De aquí surge el primero objetivo, maximizar la absorción de agua o minimizar el estrés hídrico, siendo la estrategia, desarrollar un sistema de raíces denso y de gran volumen de exploración, para lo cual se debe preparar el suelo correctamente: subsolado profundo, incorporación de enmiendas de manera homogénea y uniforme, así como hacer una selección rigurosa de plantas y transplante oportuno. Un sistema de raíces denso tiene mayor énfasis en cultivos perennes, como arándanos, paltos, etc.

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Mientras que en condiciones de baja transpiración constante, con este sistema radicular denso y de gran volumen (Figura 4), la humedad del suelo será aprovechada al máximo, así podemos aumentar el valor de agua aprovechable fácilmente sin que el cultivo presente estrés hídrico.

La tasa de crecimiento y el desarrollo del sistema radical del cultivo determinará el volumen de suelo explorado, es decir, el volumen de almacenamiento de agua en el suelo. Para suelos arenosos y con cultivos de bajo volumen de exploración radicular (arándanos, pimientos), tanto mayor sea la demanda de agua por el cultivo, los riegos tenderán a ser más frecuentes, que permitan mantener la humedad cerca, a capacidad de campo. Desde el punto de vista de producción, el segundo objetivo debería ser maximizar la tasa de crecimiento de las plantas y la de los órganos de producción (frutos), lo que implica alcanzar un alto índice de área foliar en corto periodo de tiempo, que sustente altos rendimientos, la estrategia será maximizar la absorción equilibrada de nutrimentos según demanda, que viene a ser, distribuir la solución nutritiva homogéneamente alrededor del volumen de suelo explorado por las raíces.

En el riego por goteo, el agua se distribuye más allá de la zona saturada, durante y después del riego, de forma bidimensional, conocido con el nombre de “frente de humedecimiento” (Figura 5). Esto significa que la fuerza motriz generada por la tensión equidistante a dos emisores dentro de la línea de riego o entre líneas de riego, genera que se distribuya la humedad. La tensión tenderá a aumentar mientras mayor es la distancia entre emisores o líneas de riego, esta tensión se disminuye acortando la distancia entre emisores (30 – 40 cm) y caudal (1 – 1.6 L/h) e incrementar el número de líneas de riego a 2 por hilera de cultivo de arándano (Figura 6), asegurándonos que entre intervalos de riego se logre uniformizar el contenido de humedad y nutrimentos, por otro lado minimizando externalidades negativas como pérdidas de nutrimentos, debajo de la zona de exploración de las raíces. En este escenario, el aumento de la tensión viene a ser la resultante de la disminución del contenido de humedad por el sistema de raíces y no por la distancia entre emisores o laterales de riego.

En suelos arenosos, con baja capacidad de intercambio catiónico, el nutrimento disuelto en una zona de suelo equidistante a dos raíces será objeto de competencia, de lo contrario este se lavará en el perfil, solo podrá ser adsorbido si aumenta la densidad radical (Figura 4). Derivándose el tercer objetivo, obtener una rápida adaptación del cultivo al transplante, siendo la estrategia incrementar la concentración de nutrimentos durante el establecimiento y en etapas de producción, la concentración de nutrimentos estará en función a la demanda.

Para los nutrimentos que se transportan por flujo de masas (nitratos, sulfatos, calcio, magnesio), es menos importante la densidad de raíces en el suelo que el volumen de suelo con raíces. Existe competencia entre las raíces y estas pueden casi agotar al nutrimento en la porción del suelo explorado. Mientras que para los nutrimentos que se transportan por difusión (fosfatos, amonio), es más importante la densidad de raíces en el suelo que el volumen de suelo con raíces. Raras veces existe competencia entre las raíces y estas no llegan a agotar el nutrimento en la porción del suelo explorada, frecuentemente se aprecia valores mayores de nutrimentos en el agua de drenaje respecto a la solución de fertirriego.

Al seleccionar emisores de goteo cada 30 cm, conlleva a una alta densidad de emisores por hectárea en arándanos, y para un caudal promedio de 1.6 L/h por emisor, la capacidad de riego u oferta del sistema puede variar entre 35 a 45 m3/h/ha, a 3 o 2.5 m entre hileras, respectivamente. Para una evapotranspiración bruta de 45 m3/ha/día,  viene a ser entre 45 a 60 minutos de riego total por turno, tiempo que se divide en 4 ciclos de riego, que conlleva a tener riegos cortos del orden de 15 minutos, sin embargo, debemos de analizar que el diseño del sistema de riego tiene sus restricciones hidráulicas como topografía, distancia del emisor más crítico respecto a la estación de filtrado o punto de inyección de la solución nutritiva, emisores no anti drenantes, superficie del módulo y turno de riego, tiempo de presurizado del sistema de riego y tiempo de avance de la solución nutritiva, variables que si no se incluyen o controlan en el modelo, terminan generando que la solución nutritiva no se distribuya homogéneamente a través de todo el sistema de riego y así haya turnos de riego que no recibieron el volumen de solución nutritiva requerida. En este escenario, surge un cuarto objetivo, disminuir los tiempos de distribución de la solución nutritiva a través del sistema de riego, siendo la estrategia de centralizar los módulos de riego y establecer que la distancia radial al emisor más crítico no debe superar 1 km de distancia.

Siguiendo el orden de las estrategias propuestas: preparación de terreno, variación de la concentración de nutrimentos en la solución suelo, distanciamiento entre emisores, número de laterales de riego y diseño del sistema de riego, nos debe conllevar a obtener un sistema radicular denso y activo,  que permitirá realizar ciclos de riego superiores a 15 minutos, sin tener restricciones hídricas y, a la vez, poder distribuir homogéneamente la solución nutritiva a cada turno de riego, minimizando la pérdida de nutrimentos debajo de la zona radical. Finalmente, según el tiempo de riego y concentración de nutrimentos previstos, determinaremos la tasa de inyección de las bombas dosificadoras.