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El sector agrícola europeo está iniciando la transición a un sistema alimentario más saludable y sostenible. Este proceso de cambio se encuentra bajo las directrices del nuevo Pacto Verde Europeo, que apuesta por un crecimiento económico competitivo basado en el uso eficiente de los recursos.
El agua es uno de los recursos agrícolas de mayor interés. Debido al cambio climático es prioritario un uso racional del mismo; por ello, es necesario disponer de todas las herramientas posibles para conocer las necesidades hídricas de los cultivos en cada momento del ciclo. De esta forma se asegura que los cultivos obtengan lo que realmente necesitan sin que haya un desperdicio hídrico.
Hace unas semanas en nuestra web publicamos un artículo sobre la estimación de las necesidades hídricas a partir de la teledetección https://utw-agro.es/2020/10/15/necesidades-hidricas-teledeteccion/
En esta ocasión, hablaremos del potencial hídrico; un parámetro clave que nos permite conocer en qué estado de hidratación se encuentran los cultivos. Proporcionando un punto de partida para el cálculo de las necesidades de riego futuras.
Cómo y por qué medimos el potencial hídrico
La agricultura es uno de los sectores que mayor cantidad de agua usa a nivel mundial. Por ello, un uso racional de este recurso resultará no sólo en un ahorro económico sino en la posibilidad de cultivar una mayor extensión y obtener una mayor producción.
Existen numerosas técnicas para garantizar un uso más eficiente del agua de riego; entre ellas, la aplicación de dosis de riego ajustadas a las necesidades de los cultivos en cada momento.
La forma más acertada para la determinación del estado del agua de los cultivos es la medición del potencial de agua del tallo de hoja con una cámara de presión (Shackel et al, 1997: Santesteban et al., 2019).
El sistema de medición se basa en aplicar presión en un brote. Este brote se introduce en una cámara de acero a través de un orificio. El limbo queda en el interior de la cámara y el resto (peciolo) fuera de ella. Una vez se cierra herméticamente la cámara se aplica presión al limbo, la presión va aumentando poco a poco hasta que llega un punto en que aparecen unas gotas de savia en el corte del peciolo. El valor de la presión que tenemos en ese momento corresponde al potencial hídrico del brote (Turner, 1981) El potencial hídrico es por tanto un parámetro que refleja la fuerza con la que la planta retiene el agua en su interior. Cuanta más presión se necesite aplicar para ver esa gota de agua, mayor fuerza está ejerciendo el tallo para retenerla; lo que refleja un mayor estrés hídrico en la planta.
El potencial hídrico es por tanto un parámetro que refleja la fuerza con la que la planta retiene el agua en su interior
A continuación, vamos a describir el equipo necesario y el proceso de medida paso a paso del potencial hídrico del xilema en el brote de un olivar.
Equipo:
Cámara de presión (cámara de Schölander) cámara de acero donde es presurizada la muestra vegetal (1) una bombona cargado con gas a presión (2), generalmente nitrógeno N2, una llave de paso que permite la circulación de gas hacia la cámara (3), un manómetro (4) para hacer las lecturas.
Procedimiento en campo
1) Antes de empezar debemos elegir la hora a la que se quieren realizar las medidas de potencial. Numerosos estudios hablan de que deben realizarse las mediciones antes del amanecer o al mediodía, es en estos momentos cuando los valores de potencial son más estables; sin embargo, durante mediodía el potencial depende del contenido hídrico del suelo y de los factores ambientales que regulan la transpiración; reflejando mejor el estado hídrico de la planta.
2) 1h antes de realizar las medidas se cubren los brotes más cercanos al tronco con papel de aluminio, de esta forma se refleja la radiación solar, evitando la transpiración. Pasado este tiempo, se debe desprender el brote cortando de forma limpia el pecíolo con un instrumento muy filoso.
3) El pecíolo con su extremo cortado se inserta rápidamente para evitar una deshidratación de la muestra, a través de la empaquetadura (tapón de goma), que está ubicado en el centro de la tapa de la cámara. El extremo del pecíolo debe sobresalir unos pocos milímetros en el exterior de la tapa de la cámara, quedando el resto de la hoja en el interior de la cámara, como muestran las imágenes abajo
4) Una vez colocada la tapa con la muestra dentro de la cámara se procede a inyectar lentamente gas al interior de esta. Se continúa hasta observar en el extremo del pecíolo una gota de agua. La lectura registrada en ese momento en el manómetro corresponde al potencial hídrico de la hoja. Es conveniente utilizar una lupa para observar la muestra.
5) Una vez obtenida la lectura se debe despresurizar la cámara para continuar con una nueva medición y repetir nuevamente el procedimiento.
Nunca se debe recolectar todas las muestras de las plantas a evaluar a la vez y posteriormente determinar su potencial hídrico. Se debe ir muestra por muestra.
Aunque este método es el que da mejores resultados, es costoso en tiempo y trabajo humano, por lo que se reduce la aplicabilidad a grandes cultivos.
El papel de los drones en el ahorro de agua
Como alternativa a medidas en campo, la utilización de vehículos aéreos no tripulados (UAV) permite llevar a cabo espacial y temporalmente el relevamiento de información para la detección del estrés hídrico. La utilización de cámaras térmicas y espectrales permiten obtener imágenes de grandes superficies desde los drones y luego conocer datos como la temperatura de la superficie de la vegetación, el contenido clorofílico de la vegetación, índices vegetativos y otros parámetros que combinados permite estimar el estrés hídrico de los cultivos y decidir el momento idóneo para el riego.
Como alternativa a medidas en campo, la utilización de vehículos aéreos no tripulados (UAV) permite llevar a cabo espacial y temporalmente el relevamiento de información para la detección del estrés hídrico.
Los drones pueden recopilar información con una resolución espacial de hasta 5 centímetros en aquellos momentos que son críticos para el desarrollo de los cultivos. La comunidad científica muestra resultados y avances prometedores: se incrementa la precisión de las imágenes, se logran productos más confiables para la agricultura de precisión y cada vez es posible analizar más elementos relacionados con el desarrollo de los cultivos y los factores que condicionan sus rendimientos.
Sostenibilidad hídrica hoy, alimentación para todos mañana.
Con el cambio climático se agravan las sequías, los periodos secos serán cada vez más largos e intensos y la disponibilidad de agua para la agricultura se verá comprometida (WWF, 2019)
El uso del agua para fines agrícolas es un tema central en cualquier debate sobre los recursos hídricos y la seguridad alimentaria. En promedio, la agricultura ocupa el 70 % del agua que se extrae en el mundo. La agricultura de regadío representa el 20 % del total de la superficie cultivada y aporta el 40 % de la producción total de alimentos en todo el mundo (Banco mundial, 2019)
Se espera que la competencia por los recursos hídricos aumente en el futuro, poniendo especial presión sobre la agricultura.
Al mismo tiempo, el agua para fines agrícolas seguirá cumpliendo una función fundamental en la seguridad alimentaria mundial. La necesidad de alimentar a una población en aumento obliga incrementar la productividad de los campos. Dado que la agricultura de riego es, en promedio, al menos dos veces más productiva por unidad de tierra (Banco Mundial, 2019), tiene un importante efecto de amortiguación contra el aumento de la variabilidad climática y permite una diversificación de los cultivos más segura, sin duda alguna el riego seguirá siendo clave para la seguridad alimentaria y nutricional en el mundo.
La seguridad alimentaria depende de la agricultura de riego, entonces, ¿cómo podemos gestionar el agua de forma sostenible sin comprometer la producción de alimentos?
Para responder este dilema es necesario poner a disposición de la agricultura todos los medios tecnológicos que contribuyan a una gestión sostenible de los recursos naturales, incluyendo el uso de la teledetección mediante drones.
Para más información de éste y otros temas relacionados con nuestros servicios de agricultura de precisión contáctanos a través de nuestro formulario
