El documento trata sobre las relaciones entre el agua, el suelo y las plantas en el contexto de la agricultura. Explica la respuesta de los cultivos al riego y la relación entre el rendimiento y el agua consumida. Además, describe los factores de respuesta del rendimiento y los procedimientos para calcular el rendimiento máximo, la evapotranspiración máxima y real, y el rendimiento real de los cultivos basado en la disponibilidad de agua. Finalmente, aborda el manejo del riesgo asociado a la sequía

1. UNIVERSIDAD SAN PEDRO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE AGRONOMIA
RELACION AGUA, SUELO Y PLANTA
ING. MANUEL RISCO CAMPOS.

2. CLASE Nº 11
RELACIONES AGUA-PLANTA Y
ASPECTOS AGRONÓMICOS DEL RIEGO

3. RELACIONES AGUA-PLANTA Y ASPECTOS
AGRONÓMICOS DEL RIEGO:
1. Respuesta de los cultivos al riego.
2. Relación agua-rendimiento.
3. Relación entre la producción y el agua
consumida por el cultivo.
4. Funciones de producción, basado el estado
hídrico del suelo.
5. Efecto del riego sobre el rendimiento del
cultivo.

4. Respuesta de los cultivos al riego
La producción de alimentos y el uso de agua están relacionados de forma
inseparable. El agua siempre ha sido el principal factor que limita la
producción agrícola en gran parte del mundo, donde la precipitación no es
suficiente para satisfacer la demanda de los cultivos. Con la competencia
cada vez mayor por recursos hídricos no renovables en todo el mundo y
la creciente demanda de productos agrícolas, nunca antes ha sido tan
apremiante la necesidad de mejorar la eficiencia y productividad del uso
del agua para la producción de cultivos, a fin de garantizar la seguridad
alimentaria en el futuro y enfrentar las incertidumbres asociadas con el
cambio climático. Con el fin de analizar las alternativas para incrementar
la eficiencia y productividad en el uso del agua, es necesario conocer la
respuesta del rendimiento de los cultivos al agua. La naturaleza de esta
relación es compleja, y se han realizado varios intentos para establecer
planteamientos simplificados, pero razonables, que recopilen las
características básicas de la respuesta.

5. DESCRIPCIÓN GENERAL
A finales de los setenta, la FAO abordó la relación entre el rendimiento del cultivo y
el uso del agua y propuso una ecuación sencilla que relacionaba la disminución
relativa del rendimiento con la disminución relativa correspondiente en la
evapotranspiración (ET). Concretamente, la respuesta del rendimiento a la ET se
expresa como:
donde Yx y Ya son los rendimientos máximo y real, ETx y ETa son la
evapotranspiración máxima y real, y Ky es el factor de respuesta del rendimiento
que representa el efecto de una disminución de la evapotranspiración sobre las
pérdidas de rendimiento.
La ecuación 1 es una función de productividad del agua y puede ser aplicada a
todos los cultivos agrícolas; es decir, herbáceos, arbóreos y vides. El factor de
respuesta del rendimiento (Ky) capta la esencia de las complejas relaciones que
existen entre la producción y el uso del agua en un cultivo, donde ocurren procesos
biológicos, físicos y químicos. La relación ha demostrado una notable validez y ha
brindado un procedimiento utilizable para cuantificar los efectos de los déficits de
agua sobre el rendimiento.

6. El factor de respuesta del rendimiento (Ky)
Los valores de Ky son específicos para cada cultivo y varían durante el
período de crecimiento, según las etapas de crecimiento,
así: Ky >1: la respuesta del cultivo es altamente sensible al déficit hídrico,
con una disminución del rendimiento proporcionalmente mayor que la
disminución del uso del agua debido al estrés.
Ky <1: el cultivo es más tolerante al déficit hídrico y se recupera
parcialmente del estrés, mostrando disminuciones del rendimiento
proporcionalmente menores, debidas a la disminución del uso del agua.
Ky =1: la disminución del rendimiento es directamente proporcional a la
disminución del uso del agua.
En base al análisis de una cantidad considerable de bibliografía
disponible sobre las relaciones entre agua y rendimiento del cultivo, y
riego deficitario, se obtuvieron los valores de Ky para varios cultivos.

8. Funciones lineales de
productividad del agua para
el maíz, sujetas a déficits
hídricos durante los
períodos vegetativo, de
floración, de formación del
rendimiento y de
maduración. A mayor
pendiente (es decir, mayor
valor de Ky), mayor será la
disminución del rendimiento
para una disminución dada
de ET por déficits hídricos
en el período específico

9. Procedimientos de cálculo
El procedimiento de cálculo de la ecuación 1 para determinar el rendimiento
real Ya consta de cuatro pasos:
i. Estimar el máximo rendimiento (Yx) de una variedad adaptada de cultivo,
según su comportamiento genético y el clima, suponiendo que los factores
agronómicos (p. ej., agua, fertilizantes, plagas y enfermedades) no son
limitantes.
ii. Calcular la evapotranspiración máxima (ETx) según metodologías
establecidas y teniendo en cuenta que se han suministrado todos los
requerimientos de agua del cultivo.
iii. Determinar la evapotranspiración real (ETa) del cultivo en el caso
específico, de acuerdo con el suministro de agua disponible para el cultivo.
iv. Evaluar el rendimiento real (Ya) mediante la selección apropiada del
factor de respuesta (Ky) para todo el período de crecimiento o en cada una
de las distintas etapas de crecimiento.

10. Rendimiento máximo (YX)
El Estudio FAO: Riego y Drenaje N.º 33 recomendó procedimientos para
estimar el máximo rendimiento a partir de datos locales disponibles de
rendimientos máximos de cultivos o basados en el cálculo de la biomasa
máxima y el índice de cosecha correspondiente, mediante dos
procedimientos diferentes:
1. Procedimiento de Wageningen (De Wit, 1968; Slabbers, 1978)
2. Enfoque de zona ecológica (Kassam, 1977)
Estos procedimientos de estimación del rendimiento fueron desarrollados
a finales de los sesenta y en los setenta. Sin embargo, los avances
importantes en agronomía y fisiología del cultivo permiten el uso de
métodos más precisos para estimar los rendimientos máximos

11. Evapotranspiración máxima del cultivo (ETX)
Los procedimientos para determinar la ETx se basaron en las guías de la
FAO para los requerimientos de agua en los cultivos (ETc), y el
componente ETx de la ecuación 1, equivalente a ETc, determinada como
el producto de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) por el
coeficiente de cultivo (Kc), es decir:
Etx = Kc X ETo
Los procedimientos originales para determinar la ETo se describen en el
Estudio FAO: Riego y Drenaje N.º 24 (Doorenbos y Pruitt, 1977), el cual
presenta diferentes ecuaciones para calcularlo, de acuerdo con los datos
climáticos disponibles. Se proporcionaron los valores del Kc para un gran
número de cultivos y procedimientos para determinar la ETc durante el
período de crecimiento. Posteriormente, en el Estudio FAO: se
introdujeron procedimientos modificados para calcular la ETo según la
ecuación Penman-Monteith de la FAO, que se ha convertido en el
estándar para estimar la evapotranspiración del cultivo de referencia

12. Evapotranspiración real del cultivo (ETa)
Es muy difícil estimar con precisión la evapotranspiración real del cultivo. El
Estudio FAO: Riego y Drenaje N.º 33 proporcionó tablas que podrían usarse
para estimar la ETa, a partir de datos de tasas de evapotranspiración, agua
disponible en el suelo e intervalos de humedad. Sin embargo, las tablas eran
engorrosas y más adelante fueron sustituidas por cálculos más precisos de
la ETa, basados en los cálculos diarios de balance de agua y métodos
digitales de computación. Los cálculos de balance de agua permiten
determinar diariamente el nivel de agua disponible en el suelo en la zona
radicular. Siempre que haya agua fácilmente extraíble del suelo para el
cultivo, la ETa = ETx. Cuando se alcance el nivel de humedad crítico del
suelo, definido como una fracción del contenido total de humedad del suelo
(p), la transpiración disminuye por el cierre de los estomas, y por lo tanto, la
ETa < ETx, hasta que el nivel de humedad del suelo en la zona radicular
alcance el punto de marchitez permanente, cuando se asume ETa como
cero.

13. Rendimiento real del cultivo (Ya) Y disminución
del rendimiento
Con base en el Yx estimado y la ETx y ETa calculadas, el rendimiento
real (Ya) se puede determinar usando la ecuación (1).
Sin embargo, en muchos estudios de planificación y manejo que
requieren la estimación del rendimiento según la disponibilidad de agua,
la disminución del rendimiento se expresa en términos relativos; por
ejemplo, como fracción o porcentaje
más que como valor absoluto (Ya).
De hecho, los errores de estimación del rendimiento real usando las
funciones de productividad del agua son considerables, dada la
naturaleza empírica de las relaciones y la incertidumbre al estimar los
parámetros indicados anteriormente.

14. Comparaciónde los valores del Ky del Estudio FAO: Riego y Drenaje N.º
33 con los de las investigacionesdel IAEA (FAO, 2002)

15. Manejo del riesgo en el uso del agua en la
agricultura
La naturaleza del riesgo
La vulnerabilidad a la sequía varía de país a país, dependiendo del estado
de desarrollo. Los sistemas económicos en las primeras etapas de transición
de la agricultura de subsistencia a una economía moderna y productiva son
particularmente vulnerables, sobre todo en la agricultura de secano. A pesar
de lo que se ha sostenido, el tipo de lluvias no ha cambiado
significativamente en el último siglo. Los años buenos y los años malos no
ocurren al azar sino que tienden a estar agrupados, lo que tiene importantes
implicaciones para la seguridad alimentaria ya que el agua y los alimentos
deben ser almacenados durante largo tiempo para las necesidades de los
años.
Según Gommes (1999) el riesgo es también definido más simplemente como
la pérdida debida a un evento perjudicial. La ventaja de esta definición es que
puede ser materializada y medida fácilmente (p. ej., pérdida de producción
agrícola, pérdida de ingresos).

16. Despilfarro y mal uso del agua
La utilización de los recursos de agua dulce deja mucho que desear,
especialmente en la agricultura. En algunos casos, estos recursos son
sobreexplotados si el consumo supera al suministro de recursos
renovables, originándose así una situación insostenible. Generalmente, el
despilfarro en una zona priva a otras áreas del agua que necesitan,
disminuyendo allí la producción agrícola y el empleo. Otros casos de mala
gestión del agua se deben a la extracción de agua de buena calidad y al
retorno al sistema hidrográfico de aguas de calidad inaceptable

17. Relación Agua,
Suelo y Planta