INFLUENCIA DE TRATAMIENTO ALTERNATIVO DEL AGUA DE RIEGO EN LOS REQUERIMIENTOS HÍDRICOS DE ALGUNAS HORTALIZAS PARA CONDICIONES DE DEFICIENCIAS HÍDRICAS ALTERNATIVE TREATMENT INFLUENCE OF IRRIGATION WATER REQUIREMENTS OF SOME VEGETABLES FOR WATER CONDITIONS OF DEFICIENCIES HYDRIC

Resumen

En la Estación Experimental de Riego y Drenaje en Alquizar, perteneciente al Instituto de Investigaciones de Riego y Drenaje de Cuba, se realizaron estudios encaminados a utilizar el tratamiento magnético del agua de riego como alternativa para mejorar las condiciones de deficiencias hídricas en el suelo. La investigación se realizó sobre un suelo Ferralítico Rojo compactado, con el uso del agua tratada magnéticamente en los cultivos de tomate (variedad HC 3880), del ajo (clon Vietnamita) y la cebolla (Red Creole). Para el tratamiento magnético del agua (TMA) se empleó un electromagnetizador de 3” de diámetro. Se determinó la evapotranspiración y los coeficientes de cultivo para cada caso así como los parámetros de rendimiento y calidad de cosecha, comparando el riego aplicado con agua corriente con el del tratamiento magnético. Fueron medidos algunos indicadores foliares, así como la evaluación del rendimiento y la calidad de la cosecha.

Se puede concluir que el TMA representa una alternativa de riego para los ambientes con deficiencias hídricas para cultivos hortícolas como el tomate, el ajo y la cebolla, por cuanto regula y reduce la evapotranspiración de cultivo, aspecto de mayor importancia a considerar en el régimen hídrico y permite disminuir las normas de riego en 17 % (51,5 mm) en el tomate 11 % (51,4 mm), en el ajo 31 % (117,5 mm) y en la cebolla ya que se comporta como regulador del régimen hídrico de los cultivos estudiados y con un efecto económico en el tomate, el ajo y la cebolla, por concepto de aumento de la producción con 14, 15 y 11 %, respectivamente, ahorro de recursos hídricos y aumento de la eficiencia del uso del agua.

Palabras clave

Riego, tratamiento magnético del agua

Influence of alternative treatment of the water irrigation in the water requirements of some vegetables for conditions of water deficiencies

Abstract

In the Experimental Station of Irrigation and Drainage belonging to the IIRD, in Alquizar; it was carried out a study during several years that included the use of the magnetic treatment of the water like alternative of the irrigation under conditions of water deficit. The research was carried out on a FerralíticRed compacted soil, with the use of the water magnetically treated in the cultivation of tomato, variety HC 3880, garlic; clone Vietnamese and the onion Red Creole. For the magnetic treatment of the water (WMT), an electromagnetiser device of 3 diameter was used. It was determined the evapotranspiration and the crop coefficients for each case, as well as the yield parameters and crop quality comparing the irrigation applied with untreated water, with that of the magnetic treatment. Some foliar indicative was measured, as well as yield evaluation and crop quality .
The research showed WMT represents irrigation alternative for the environments with water shortage for horticultural crop as tomato, garlic and onion, since it regulate and reduce the crop evapotranspiration, aspect remarkable to consider in water regime, that also allows to decrease irrigations dosage in 17% (51.5mm) in tomato; 11% (51.4 mm) in garlic and 31% (117,5 mm) in onion, with an economic effect, favoring of increase of the production with 14, 15 and 11% respectively; saving water resources and increase of the efficiency in water use.

Keywords

Irrigation, water magnetic treatment.

1. Introducción

Los recursos hídricos potenciales de Cuba se han evaluado en 38.130 millones de metros cúbicos de agua, originados por las precipitaciones; y el potencial aprovechable se ha calculado en 23.880 millones de metros cúbicos ( 74,9 % en aguas superficiales y 25,1 % en aguas subterráneas) (Rey, 1999).

En Cuba, el deterioro de la calidad del agua está dada por los factores geológicos, geográficos y de contaminación del medio ambiente, que contribuyen a la disminución
marcada de la misma. La zona sur de La Habana enfrenta serios problemas con el agua subterránea de origen calcáreo, con la cual se riegan numerosas entidades que son de importancia vital para el país, sobretodo cuando la sequía es severa y el manto freático no se satura; esto constituye uno de los factores limitantes para la producción vegetal, tanto en Cuba como en el mundo. Según Muraoka y Tzi Tziboy (2000), a nivel mundial existe un elevado déficit de agua en cantidad y calidad adecuada.

El principal factor geológico que influye en la variación de la calidad del agua lo constituye la naturaleza calcárea del subsuelo y los lechos pluviales que alteran el contenido en sales y minerales. Esta predominancia la impone la ubicación en el Caribe y su configuración larga y estrecha de la isla en contacto permanente con la acción marina y, en tercer lugar, la actividad del hombre.

Por otra parte, existe también el problema de que el agua utilizable no alcanza para regar las tierras cultivables (Stincer et al., 1996), por lo que es necesario adecuar y planificar los recursos hídricos con que se cuenta.

Los aumentos en la productividad de los cultivos en la agricultura moderna han sido acompañados, en muchos casos, por degradación ambiental (erosión del suelo, contaminación por productos químicos agrícolas, salinización, etc.) y el uso excesivo de los recursos naturales (Altieri, 1997); ante tal situación, es aconsejable, entre otras medidas, la utilización de tratamientos que ayuden a corregir la contaminación de las aguas. La importancia práctica de tratamientos como suavizadores de las aguas y estimuladores vegetales radica en la selección de los mismos a base de un compromiso que incluya la relación eficacia- costo, estrechamente controlado y que induzca los máximos beneficios en la explotación.

Teniendo en cuenta esta disyuntiva y siguiendo el plan estratégico de la agricultura actual de producir lo más ecológica y sostenible y que, a la vez, contribuya a la seguridad alimentaria, dejando atrás la Revolución Verde que contaminó el medio en general, se trata de pasar a producciones más limpias en este nuevo siglo, con calidad y sin contaminación del ambiente.

Como apoyo a la solución de estos problemas, las técnicas físicas aventajan a otras en que no dejan residualidad contaminante. Entre ellas se encuentran las que involucran los campos magnéticos, tales como el tratamiento magnético del agua (TMA), que aplicado en el agua de riego provoca variaciones en sus propiedades y éstas, a su vez, inducen beneficios económicos, sociales y medio ambientales en la Agricultura. Dadas las ventajas que proporciona el TMA en la Agricultura, en esta investigación se propuso como objetivo: Evaluar la incidencia del TMA en el régimen hídrico de algunas hortalizas sobre un suelo Ferralítico Rojo.

2. Materiales y Métodos

Los experimentos se realizaron en la Estación Experimental de Riego y Drenaje del IIRD, situada en el municipio de Alquizar; provincia La Habana. Los datos climáticos fueron tomados de la estación meteorológica situada en el lugar de la investigación. El suelo del área en estudio se clasificó como Ferralítico Rojo compactado (Instituto de Suelos, 1999). Los cultivos de referencia fueron: tomate (Lycopersicon esculentum, Mill), variedad HC 3880; ajo (Allium sativum L), clon Vietnamita; y, cebolla (Allium cepa L.), variedad Red creole.

Para efectuar el riego al cultivo se utilizó el sistema localizado de alta frecuencia, con microaspersores de 41l/h de gasto. Se utilizó el método de balance de humedad y se fijó el riego a intervalos (días alternos). Durante el estudio realizado se determinó la evapotranspiración y los coeficientes de cultivos ajustados a las condiciones específicas del lugar. La norma de riego promedio de los años fue de 2.458,5, 4.309 y 3.276 m3/ha para el tomate, el ajo y la cebolla, respectivamente.

Se evaluó la calidad del agua utilizada para el riego, la cual es de origen subterráneo cálcica, característica de la zona sur de La Habana.

Tabla 1. Calidad del agua de riego de la Estación Experimental de Riego y Drenaje.

Según la clasificación de Moreno et al. (1996) y Cabrera (2004), atendiendo a la conductividad eléctrica (CE) y la relación de absorción de sodio (RAS), el agua en estudio se clasifica entre ligera y moderada de acuerdo a su uso para el riego, por el contenido de salinidad.
Para el tratamiento magnético del agua (TMA), se empleó un electromagnetizador de 3” de diámetro y de intensidad magnética de 1300 gauss, acoplado al sistema de riego localizado (Figura 1). En la actualidad existen otros dispositivos que no requieren de electricidad para su funcionamiento en la agricultura y se ajustan directamente al lateral de riego. Los tratamientos experimentales consistieron en la aplicación del riego con TMA y con agua corriente a los cultivos de referencia.

Figura 1. Electromagnetizador del agua de riego

Se realizó el balance hídrico por el Método gravimétrico y se calculó la humedad volumétrica por profundidad. La evapotranspiración de referencia se determinó por el Método de FAO, Penman- Monteih (Allen et al., 1998) y fue utilizada para el cálculo de los coeficientes de cultivos (Kc) mediante la expresión Etc=Kc. Eto, descrita por Doorembos y Pruitt (1977).

El análisis económico se realizó a partir de los indicadores recomendados por Blanco (1999).

3. Resultados y discusión

Influencia del TMA en la evapotranspiración y coeficientes de cultivo

Para evaluar la evapotranspiración y determinar los coeficientes del cultivo del tomate, el ajo y la cebolla, se tuvieron en cuenta las variaciones de la humedad volumétrica del suelo para cada cultivo, así como las láminas de agua almacenada en cada área de acuerdo a un mismo régimen de riego realizado e igual aporte por lluvias.

En la Figura 2 se observan los valores de las medias de la evapotranspiración de los cultivos para ambas áreas (testigo y de tratamiento magnético del agua).

Se puede apreciar que existió una tendencia durante el ciclo a que la evapotranspiración en condiciones de TMA estuviera por debajo de la determinada en otra área, de lo que se infiere que las plantas regadas con tratamiento magnético realizaron menor consumo de agua. El proceso podría estar asociado al TMA como un regulador del proceso de pérdida de agua a través de las plantas y de la superficie del suelo (Bansal, 1983; Gonet, 1985). Este efecto permite que exista mayor disponibilidad del agua para las plantas de tomate, ajo y cebolla; por tanto, se detecta mayor humedad en el suelo.

Por otra parte, se observó un incremento en el contenido de K foliar en % de materia seca de las plantas que recibieron el tratamiento magnético del agua (Tabla 4), aunque con diferentes índices para cada cultivo en específico, pero con igual tendencia al incremento y sin afectar el equilibrio iónico foliar y la calidad del cultivo hortícola (García, 1991).
Este macroelemento esencial, desempeña un rol de extrema importancia en el régimen hídrico pues eleva la turgencia de las células, manteniendo la presión interna de los tejidos vegetales. De acuerdo con los resultados, sería posible reducir las normas de riego en el tomate, el ajo y la cebolla, regados con TMA. La aplicación del agua tratada magnéticamente podría considerarse como una alternativa ecológica factible para usarse en zonas con escasez de agua, según Monederos (2002) y Duarte (2003).

A partir de la Tabla 2, se puede inferir que en cada fase de cultivo existieron variaciones en cuanto a la evapotranspiración total para el período, así como en las determinaciones de los coeficientes por fases de desarrollo de los cultivos de referencia en los tratamientos empleados.

Los valores que se muestran en este estudio son los corregidos a partir del balance hídrico, teniendo en cuenta las condiciones específicas de investigación para la variedad y con las variaciones climáticas y edafológicas presentes.

Figura. 2. Efecto del agua tratada magnéticamente en la evapotranspiración de cultivo en el tomate, el ajo y la cebolla.

En sentido general, la evapotranspiración en el TMA disminuyó en 17,3 % para el tomate, 11,2% en el ajo y 31% en la cebolla, lo que significa que el cultivo regado con agua tratada magnéticamente evapotranspiró menos que el testigo.
Los valores de los coeficientes de cultivo (Kc) presentan igual comportamiento, con disminución de los mismos con relación al tratamiento testigo y reducción del Kc global en 13, 22 y 21 %, respectivamente.

En la Tabla 3 se aprecian los valores promedios de rendimientos de los cultivos en los años de estudio. Se observa tambien que el TMA se ha comportado como un estimulador sobre el vegetal que ha influido en el incremento de la producción del tomate y el ajo en peso fresco y de la cebolla sobre peso seco.

Estos aumentos oscilaron entre 11 y 15 %, con diferencia significativa en las variantes de riego estudiadas.

La Tabla 4 indica la variaciones en los índices foliares evaluados para los diferentes cultivos. Se aprecia que todos indicadores se han incrementado con relación al testigo.
Se han resaltado aquellos que presentan mayor incidencia sobre el régimen hídrico.

Hubo un incremento en el contenido de K foliar en % de materia seca, de las plantas con tratamiento magnético del agua de 37 %. Según Santa Olalla et al. (1993), la eficiencia de utilización del agua es considerada como la eficiencia con que el agua es utilizada para producir materia seca.
Si se tienen en cuenta estos términos evaluativos y se aplica la relación MS producida/agua consumida para ambos tratamientos se observará que este indicador aumenta para el TMA con respecto al testigo, lo que demuestra la eficiencia del uso del agua destinada para el riego a partir de la magnetización, resultando esta más eficiente.

Tabla 2. Evapotranspiración total y coeficientes de cultivo por fases en el tomate, el ajo y la cebolla con el uso del ATM.

Tabla 3. Rendimientos medios en t/ha de tres cultivos hortícolas con el uso del TMA.

Tabla 4. Influencia del TMA en los indicadores foliares
Tomate Ajo Cebolla

En la Tabla 4 ya mencionada, se expresaron los valores de MS para ambos tratamientos, siendo este indicador uno de los que favoreció la calidad del tomate con TMA con 12 % de incremento en relación al testigo en el tomate 7% y 12% para el ajo y la cebolla, respectivamente; influyendo en la calidad interna de la cosecha.

La Tabla 5 muestra la valoración económica realizada por cultivos independientes por concepto de producción complementaria. Los costos totales varían por incluir el costo del magnetizador ($ 200.00). El valor de la producción se incrementa por concepto del aumento de la producción al utilizar el agua tratada magnéticamente. Se estableció la relación beneficio- costo para cada tratamiento obteniéndose que por cada peso invertido en el testigo con el tratamiento magnético se obtienen 1,88, 1,35 y 1,53 pesos, respectivamente, por encima del regado con agua corriente en el tomate, ajo y cebolla.

Para el tomate fue incluido entre los indicadores el valor actualizado neto (VAN), resultando atractivos los dos tratamientos, pues presentan valores superiores a cero,
significando que los flujos de efectivos al valor actual son mayores que el costo de la inversión. Otros indicadores evaluados en el impacto económico, fueron el plazo de
recuperación de la inversión, en los cuales hay una restitución de menos de 1 año para todos los cultivos regados con el agua tratada magnéticamente, además de apreciarse que el tratamiento con magnetismo ha sido rentable en las inversiones.

En un análisis integral del proceso se puede destacar el ahorro de agua y la disminución del costo del agua por metro cúbico así como menor utilización de energía eléctrica, por la reducción del tiempo de bombeo del motor.

4. Conclusiones

El TMA como estimulador físico a través de agua de riego representa una alternativa agronómica, para los ambientes con deficiencias hídricas en los cultivos de tomate, ajo y cebolla, por cuanto regula y reduce la evapotranspiración, aspecto de mayor importancia a considerar en el régimen hídrico del cultivo.

El agua tratada magnéticamente durante su aplicación en el riego de los cultivos estudiados permiten disminuir las dosis en 17 % (51,5 mm) en el tomate, 11 % (51,4 mm) en el ajo y 31 % (117,5 mm) en la cebolla y, a la vez, lograr incrementos en los rendimientos por encima de 14, 15 y 11 %, respectivamente, con niveles óptimos de calidad y sin contaminación medio ambiental.

El tratamiento magnético del agua de riego sobre el suelo y los cultivos de tomate, ajo y cebolla, reportó efectos económicos, por concepto de aumento de la producción, ahorro de recursos hídricos y aumento de la eficiencia del uso del agua en las hortalizas de estudio.

Tabla 5.Valoración económica general.

5. REFERENCIAS BibliogrÁfICAS.

Altieri, A. M. (1997). Agroecología “Bases científicas para una agricultura sustentable”. Consorcio Latinoamericano sobre Agroecología y Desarrollo (CLADES). Tercera edición La Habana, Cuba. 249p.

Bansal, H. L. (1993). Magnetoterapia. Journal Biotecnólogy progress 6(6): 452-457.

Blanco, R. J. (1999). Inversiones a largo plazo: evaluación y elección de proyectos de inversiones. Conferencia Curso de Postgrado Economía. IIRD Enero- Marzo’99. Archivo IIRD. Ciudad Habana.

Cabrera, R. I. (2004). Aspectos a considerar en la nutrición mineral de las plantas a través del fertirriego en cultivos de flores. VI Congreso Iberoamericano para el desarrollo y aplicación de los plásticos en la Agricultura CIDAPA 2004. Memorias Seminario Internacional Fertirriego.

Doorembos, Y. y Pruitt, W. D. (1977) Las necesidades de agua de los cultivos. Estudios FAO: Riego y Drenaje 24. 250 p.

Duarte, C. E. (2003). Ventajas del tratamiento magnético del agua de riego en el cultivo de tomate en un suelo Ferralítico Rojo compactado. Tesis en opción al grado científico de doctor en Ciencias Agrícolas.

FAO (1998). Evapotranspiración de cultivo. Guías para la determinación de los requerimientos de agua para los cultivos. No 56.

García, M. O. y Grillo, M. (1991). Límites de residuos permisibles de nitratos en los productos vegetales de Cuba. Revista CENIC Ciencias Biológicas. 22,1-2.

Gonet, B. (1985). Influence of stationary magnetic field on physicochemical properties of water. Bioelectromagnetics, 6(2). Pp 16975.

Instituto de Suelos. MINAG. (1999). Nueva versión de la Clasificación genética de los suelos de Cuba. Editorial Agrinfor, La Habana, 102p.

López, C. CM., Iturralde, V. M. A., Claro, M. R.; Ruiz, G. L., Cabrera, T. G .J., Molerio, L L; Roque, M. M., Chamizo, L. A. R., García, S. L.;,Gerhartz, M. J. L, García, M. G., Pino, R.A., Pérez, C. H., Sentí, D. M. M. y Borroto, P. R.

Rodríguez, C. Y. (2001). Introducción al conocimiento del Medio Ambiente. Material de Universidad para todos. 8 pp.

MINAGRI (1983). Instructivo Técnico del cultivo del ajo, tomate y cebolla. 52 p.

Monederos ,M. (2002). Estudio de las propiedades del suelo Ferralítico Rojo y el manejo de insumos con el uso del riego con agua magnetizada. Informe final Programa Ramal de Suelos - 08. Pp 10- 15.

Moreno, C. J., Pérez, M. D. y Moral, R. (1996). Análisis y calidad del agua de riego. # 58. E. U. De Ingeniería Técnica Agrícola de Orihuela. Universidad Politécnica de Valencia. Servicio de Publicaciones. SPUPV- 96.113.

Muraoka, T. y Tzi Tziboy, T. (2000). Mejoramiento del uso del agua en la agricultura: El papel de las técnicas nucleares. Centro de Energía Nuclear Agricultura. Universidad de Sao Paulo. Piracicaba. Brasil. Pp 15- 21.

Rey, A. R.(1999). Estudio sobre el uso del agua en la agricultura y el desarrollo rural. Aquastat. Perfil de Cuba. FAO. Ciudad de la Habana. 9p.

Santa Olalla, F. y Valero, J.(1993). Agronomía del Riego. Ediciones Mundi- Prensa. Pp 503- 505

Stincer, J. R., Rey, A., Castellanos,A., Alemán, C. y González, P. (1996). Desarrollo y perspectiva del riego y el drenaje en Cuba. Taller AGROMAQ. Convención METÄNICA‘96. Ciudad de La Habana 15 - 16 de Julio de 1996.