Qué le sucede a un cultivo cuando? Alberto Daniel Golberg; María de los Ángeles Ruiz; Alberto Quiroga; Osvaldo Aníbal Fernández

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1 Qué le sucede a un cultivo cuando? NO LLUEVE Alberto Daniel Golberg; María de los Ángeles Ruiz; Alberto Quiroga; Osvaldo Aníbal Fernández

2 Centro Regional La Pampa-San Luis del INTA y Áreas Estratégicas: Forrajes y Pasturas y Gestión Ambiental Diseño Gráfico Dis. Gráf. Francisco Etchart Impresión Gustavo J. Moyano Luisa Blatner de Mayoral Impreso en los talleres gráficos de la EEA INTA Anguil Ing. Agr. Guillermo Covas Tirada de 1000 ejemplares Abril de 2011 EDICIONES INTA EEA INTA Anguil Ing. Agr. Guillermo Covas, (6326) Anguil, La Pampa, Argentina.

3 prefacio La presente obra tiene por objetivo poner al alcance de los profesionales del campo y de los productores, con algún grado de preparación previa, la información necesaria que les permita gestionar de manera eficiente el recurso natural que puede colocarse sin lugar a dudas a la cabeza de los factores que limitan la productividad de los cultivos: nos referimos al agua. Seguramente, todo aquel cuya esfera de actividades está relacionada con la producción vegetal, ya sea en relación con los cultivos denominados de cosecha o con las pasturas naturales o cultivadas se ha visto confrontado con la limitación hídrica, es que el agua por lo general es un bien escaso a pesar de que nuestro planeta está compuesto en sus dos terceras partes por agua, sucede que una altísima proporción de esta corresponde a los mares que como es de conocimiento de todos resulta inapropiada para las plantas. Como decíamos precedentemente el agua dulce es un bien escaso y por lo tanto existe el imperativo de su utilización eficiente pues por la prospectiva que se tiene, generada por instituciones de alto reconocimiento como la FAO, la tendencia muestra que cada vez será más escasa. A este imperativo debe agregársele la necesidad de producir cada vez mayores volúmenes de alimentos, de fibras, etc. para satisfacer un incremento demográfico de la población mundial que dista mucho de mostrar una tendencia a estabilizarse. Esta situación nos obliga a tener un buen conocimiento de cómo el agua interviene en el crecimiento y la producción de los cultivos y qué herramientas están a nuestro alcance para mejorar su gestión, aumentando la eficiencia de su utilización. Las regiones semiáridas del país, hacia las cuales hemos tratado de enfocar nuestra obra sufren una doble restricción respecto del régimen hídrico: a la escasa precipitación se agrega una muy importante variabilidad interanual que impide o disminuye la posibilidad de planificar el manejo de la explotación. Si el régimen hídrico tuviera una drástica disminución en un período determinado como es el caso de los climas mediterráneos con lluvias invernales o monzónicos lluvias estivales, el productor podría realizar la programación de sus actividades teniendo en cuenta esta restricción pero al suceder de manera totalmente errática, la gestión se torna mucho más difícil, aunque no imposible y es a esto que apuntamos: demostrar que a pesar de esta gran dificultad, hay posibilidades de realizar un manejo del agroecosistema que reduzca la limitación impuesta por el agua. Esta obra ha sido concebida en cuatro grandes capítulos, en el primero se presenta el escenario en el cual deben realizarse las actividades agropecuarias en una región semiárida, a continuación se trata la circulación del agua por la planta, desde su absorción del suelo hasta el pasaje a la atmósfera bajo la forma de vapor; en el segundo capítulo se hace referencia a la importancia de las raíces en las zonas áridas y semiáridas; en el tercero se expone de qué manera actúa la limitación hídrica sobre el crecimiento y la producción de los cultivos; finalmente en el último capítulo se trata sobre las herramientas que se dispone para realizar un manejo eficiente del agroecosistema que permiten disminuir el impacto de la sequía sobre la producción de los cultivos. Para facilitar la comprensión de una temática muy compleja se ha tratado de eludir en el texto, en la medida de lo posible, los aspectos más básicos relacionados con la sequía, también para con el objetivo de facilitar su lectura, hemos decidido no colocar en cada tema tratado, la fuente bibliográfica a la cual se ha recurrido; prácticamente todos los aspectos que se consideran en los diferentes capítulos han sido tomados de la bibliografía consignada al final de cada capítulo bajo el título: Para conocer más. Algunos temas básicos que hemos considerado ineludibles tratar, figuran bajo el epígrafe de un Box. Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 3

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5 prólogo En la actualidad, aunque preocupante el calentamiento global y la desertificación por mal manejo de los recursos, el hombre ha reconocido los diferentes estreses que afectan la productividad de los diversos cultivos y cuenta con los recursos necesarios como para contrarrestar por lo menos parte del cambio. En este sentido, el conocimiento de las relaciones planta-ambiente por parte de los que se abocan a la producción de alimentos parece uno de los aspectos que necesariamente hay que llenar para que el desenvolvimiento de los cultivos tenga lugar en las condiciones más favorables como recurso renovable y sostenible. Una de las condiciones de estrés que más afecta la producción no cabe duda que resulta de la escasez de agua. Este libro presenta en forma sencilla ágil y amena, lo que necesita saber quien se vincula a las actividades agrícolas. A través de la lectura de este libro, tendrá una visión general, un poco de la historia de la civilización y del agua, de cómo transita el agua por el cultivo, desde cómo se absorbe, cómo participa en los procesos de síntesis y crecimiento y también cómo se pierde. Diversos aspectos que conciernen con el mejor aprovechamiento del recurso son presentados y analizados permitiendo al lector vinculado a la producción, aprender sobre estrategias y manejos de la explotación que se orientan a la introducción de mejoras en el uso del recurso. No tengo dudas que el libro le dejará muy en claro no solo lo que produce en los cultivos la falta de agua. Le dejará también la orientación para aprender más si a Ud le interesa el tema. Finalmente le dará una idea de los avances de la tecnología que usa estrategias de mejoras desde lo molecular, hasta el manejo agroecológico del recurso. No tengo dudas que el libro llenará un vacío en la literatura sobre el tema particularmente para aquellos vinculados a la producción con una formación básica mínima. Dr. Victorio S. Trippi IFFIVE, INTA Es conocido que el agua es considerada cada vez más como el eje fundamental del desarrollo sustentable y un elemento determinante de la calidad ambiental. A partir de la Conferencia de Naciones Unidas sobre el Medio Humano, celebrada en Estocolmo en 1972 y en distintos foros internacionales realizados posteriormente, el tema de la evaluación y gestión de los recursos hídricos fue cobrando importancia creciente. Así la declaración de Roma sobre la seguridad alimentaria de 1966, llamó a combatir las amenazas ambientales a la seguridad alimentaria, sobre todo la sequía y la desertificación, restablecer y rehabilitar la base de recursos naturales, con inclusión del agua y las cuencas hidrográficas en las áreas empobrecidas y excesivamente explotadas a fin de conseguir una mayor producción. Uno de los desafíos más significativos que afronta la humanidad es la degradación de los recursos naturales y principalmente la degradación de los suelos cultivados. Alrededor de 2000 millones de hectáreas del planeta están deterioradas en forma irreversible y de las 1700 millones restantes, un 60 por ciento (1000 millones de hectáreas) poseen procesos degradatorios de moderados a Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 5

6 graves, que afectan anualmente entre 5 y 7 millones de hectáreas de tierra productiva. No se termina de comprender en su verdadera dimensión que la vida sobre la tierra depende en gran medida de las diferentes funciones cumplidas por la delgada capa del suelo, que asegura la provisión de alimentos, el uso sustentable del agua, la conservación de la biodiversidad y el control del clima global. El agua dulce es un bien escaso en el mundo y con el incremento demográfico sin duda alguna aumentará la competencia por el uso del agua, lo cual conduce a la necesidad de diseñar estrategias adecuadas de gestión del recurso. Esta gestión deberá garantizar las actividades destinadas a la protección y el buen uso de las aguas de las cuencas hidrográficas, balanceando la provisión de agua para el desarrollo urbano, agropecuario, forestal, industrial y energético. La buena gestión del recurso en definitiva deberá dar sustento a los ecosistemas terrestres y acuáticos que integran y dependen de las diferentes cuencas hidrográficas. La República Argentina posee más de un 75 por ciento de su territorio bajo condiciones áridas y semiáridas y un 95 por ciento de la superficie destinada a la agricultura de secano. Las grandes llanuras productivas de nuestro país son áreas de elevada incertidumbre ambiental, particularmente relacionada con procesos de déficit y excesos hídricos que condicionan la estabilidad de los rendimientos físicos y económicos de las empresas agropecuarias. Esta situación se visualiza claramente ante el avance de la agricultura y la ganadería en ambientes de mayor vulnerabilidad caracterizados por lluvias escasas y gran variabilidad intraanual e interanual de las mismas. La obra que se presenta, asume gran importancia para el manejo agronómico del agua, integrando los conocimientos generados en el país y en el exterior sobre la relación suelo planta atmósfera y planteando estratégias para atenuar el impacto de las sequías, particularmente en las regiones semiáridas y subhúmedas. Sin duda alguna por su enfoque integral cubrirá un vacío de información relevante, siendo de gran utilidad para extensionistas, profesionales asesores, investigadores y productores interesados en mejorar la gestión del agua en sus establecimientos. Ing. Agr. Roberto R. Casas Director Centro de Investigación de Recursos Naturales de INTA Castelar 6 EEA INTA, Anguil

7 los autores Alberto Daniel Golberg Ingeniero Agrónomo, Facultad de Agronomía, UBA. Magíster Sciantae en Fisiología Vegetal, Universidad Nacional de La Plata; Diplome d Etudes Aproffondies, Faculté des Sciences d Orsay, Université de Paris XI; Docteur en Sciences Agronomiques, Faculté des Sciences Agronomiques, Université Catholique de Louvain (Belgica). Investigador del INTA (Estación Experimental Pergamino y Anguil Ing. Agr. Guillermo Covas hasta 2010; Profesor Titular de Fisiología Vegetal, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de La Pampa. Osvaldo Aníbal Fernández Ingeniero Agrónomo UBA; Master in Science, Ontario Agricultural Collage, University of Toronto; PhD en Range Ecology, UTA State University; Investigador Visitante, University of Oxford. Profesor Extraordinario Consulto, Departamento de Agronomía, UNS; Investigador Principal CONICET; Fundador del Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida (CERZOS). Miembro correspondiente de la Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria. Alberto Quiroga Ingeniero Agrónomo, egresado de la Facultad de Agronomía de la UNLPampa (1980), Magíster en Ciencias Agrarias (1994) y Doctor en Agronomía (2002) obtenidos en el Departamento de Agronomía de la UNSur. Investigador en Manejo y Física de Suelos de la EEA Guillermo Covas del INTA Anguil y docente de Edafología en la Facultad de Agronomía de la UNLPampa. Ha participado como docente en cursos de posgrado de varias Universidades y como director de becarios y tesistas de grado y posgrado. Participa como investigador en proyectos regionales y nacionales relacionados con la problemática de los sistemas mixtos de producción. Actualmente es coordinador de un proyecto nacional de INTA sobre gestión del agua en producciones agrícolas y ganaderas de secano. María de los Ángeles Ruiz Licenciada en Recursos Naturales Renovables, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de La Pampa; Magíster, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba, Doctora, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Córdoba; Investigadora del INTA, Estación Experimental Anguil Ing. Agr. Guillermo Covas; Docente Fisiología Vegetal, Facultad de Ciencias Exactas Naturales, Universidad Nacional de La Pampa. Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 7

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9 contenidos Prefacio Prólogo Los autores Capítulo 1 1. Relaciones de las plantas con el agua 2. Las plantas y el agua 3. Movimiento del agua en el continuum Capítulo 2 El sistema radical de especies de zonas áridas y semiáridas Capítulo 3 Conceptos generales sobre el estrés en las plantas Capítulo 4 Existen alternativas para atenuar el impacto de la sequía? Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 9

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11 capítulo.1 1. Relaciones de las plantas con el agua Introducción La vida en nuestro planeta se inició en el agua, no existe controversia sobre esto entre los científicos. En los inicios no existían condiciones para que pudiera haber vida en las partes emergentes del planeta, aún no se había formado en la alta atmósfera la capa de ozono que protege fuertemente a los organismos vivos de la acción de la radiación UV, en esas condiciones el agua resultó un eficaz filtro y por otra parte ese caldo primitivo que constituía gran parte del planeta resultaba mucho más favorable como medio para las reacciones químicas que hicieron posible el surgimiento de la vida. El surgimiento de las primeras células fotosintetizantes fue un evento fundamental para la evolución de la vida en el planeta pues fueron esos organismos los encargados de liberar oxígeno hacia la atmósfera; se ha llegado a saber que la concentración de dicho gas en la composición de la atmósfera primitiva era baja, por consiguiente fueron los antecesores de las plantas los que cumplieron la doble función de aumentar el contenido de oxígeno atmosférico y por otra parte contribuir a la formación de la capa de ozono, gas cuya molécula está formada por tres átomos de oxígeno. Los organismos verdes unicelulares evolucionaron siempre en el medio acuático hacia estructuras más complejas, asociaciones de pluricelulares con estructuras reproductivas especializadas como las algas y siguiendo en esa escala evolutiva se produjeron plantas superiores, las cuales podían ser sumergidas, o semisumergidas -flotantes como los camalotes-, a las que se las denomina vasculares por tener tejidos de conducción especializados. La gran confrontación se les presentó a los organismos fotosintetizantes cuando emigraron del medio acuático a las tierras emergentes. Se puede tener un reflejo del suceso si se consideran las etapas que tienen lugar sobre un suelo que no estaba colonizado por vegetación alguna, por ejemplo un suelo pedregoso o un arenal. Seguramente, de llegar semillas de otros lugares y en el caso de que pudieran germinar, las plántulas que se originaran no llegarían a establecerse por no existir condiciones propicias, se requiere fundamentalmente la formación de un suelo aunque sea somero que pueda retener la humedad y aportar nutrientes. Los llamados pioneros son organismos mucho más simples, con necesidades vitales menos complejas que las plantas superiores, a menudo los líquenes son los primeros organismos que se instalan sobre un suelo desnudo y a partir de ellos se produce una transformación del suelo que propicia la instalación y supervivencia de plantas superiores. Y teniendo las plantas ya instaladas en las tierras emergidas, volvamos a la gran confrontación planteada anteriormente: en el nuevo ambiente las plantas no tenían a su disposición todo el agua que necesitaban, se había convertido en un recurso escaso pues el contenido de agua en el suelo no es constante como sucede en cualquier medio acuático, depende de la lluvia caída, de la retención por el suelo y del flujo hacia la atmósfera desde el suelo y de la misma planta. Las plan- Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 11

12 tas para sobrevivir en estas condiciones debieron producir estructuras adaptativas que le permitiesen economizar agua y evitar el marchitamiento cuando el contenido de agua en el suelo es escaso; por otra parte se ha verificado siempre una gran asociación entre la transpiración y la producción de materia seca, de manera tal que a una tasa máxima de pérdida de agua por el cultivo le corresponde un máximo de producción de materia seca. Digamos que de toda el agua absorbida por una planta, una mínima proporción, alrededor de un 5% le es necesario para cubrir sus necesidades vitales: mantenimiento de la forma en las especies herbáceas, medio donde tiene lugar el metabolismo (respiración, fotosíntesis, etc.), vehículo de sustancias en los tejidos de conducción, reactivo en procesos metabólicos como son los hidrolíticos, etc. La mayor proporción del agua que requiere una planta para cumplir su ciclo de vida pasa desde el suelo donde es absorbida por las raíces y llega a la atmósfera en la superficie de las hojas mediante el proceso llamado transpiración, también una proporción más o menos importante se escapa desde el suelo como agua evaporada. De esta manera, si un cultivo de maíz requiere para todo su ciclo una lámina de agua de 350 mm (si lo referimos a la hectárea se tiene el impresionante volumen de 3500 m 3 ), sólo 7.5 mm son utilizados por la plantas en los procesos señalados precedentemente, los mm restantes pasan a la atmósfera; este galimatías es debido a la coincidencia en la hoja entre la vía de fuga del vapor de agua en la transpiración y la de acceso del CO 2, el gas materia prima de la fotosíntesis. Esto hace que cuando se maximiza la velocidad de la asimilación de CO 2, también resulta máximo el flujo de vapor de agua que pasa a la atmósfera. Las plantas entonces deben tratar de mantener un delicado equilibrio, maximizando la asimilación del carbono sin que llegue a producirse marchitamiento de las hojas por un desbalance muy marcado entre la absorción de agua desde el suelo y su pérdida en la superficie foliar. Cómo se llega a producir esto será uno de los mayores desarrollos de esta obra. Antes de proseguir, es necesario aclarar que si bien las consideraciones que se realizarán sobre la problemática hídrica de los cultivos puede aplicarse a distintas regiones, esta obra se referirá fundamentalmente a la Provincia de La Pampa. Teniendo en cuenta que la principal fuente de alimentación hídrica de los cultivos de secano objetivo principal de esta obra es la lluvia, veamos algunos conceptos básicos: La lluvia está formada por precipitación líquida en contraste con otras formas de precipitación como la nieve, agua nieve o granizo ; para su formación requiere que en una delgada capa de la atmósfera se registren temperaturas por abajo del punto de fusión del agua cerca de la superficie terrestre. La condensación del vapor de agua y la formación de gotas en la atmósfera, al vencer la gravedad produce la caída de agua en forma de lluvia. Dos son los procesos que actúan de manera conjunta para determinar la saturación de vapor de agua en la atmósfera y producir la lluvia: el enfriamiento del aire y el aumento del contenido en vapor de agua. Una de las vías de saturación de la atmósfera es debido al fenómeno que determina la caída de agua desde una formación de nubes sin que llegue a alcanzar la superficie terrestre debido a que se evapora antes de hacerlo. Finalmente la precipitación se produce por la colisión de unas gotas con otras o el incremento del tamaño de los cristales de hielo en el interior de las nubes, los cuales al llegar a capas de la atmósfera cuya temperatura se encuentra por debajo del punto de fusión del agua, termina cayendo en forma líquida. Figura 1. Imagen de una nube del tipo cumulonimbo o nube de tormenta. Son nubes de gran desarrollo vertical y sumamente inestables. 12 EEA INTA, Anguil

13 Los llamados frentes son la principal fuente de producción de lluvias debido al movimiento del aire entre regiones contrastantes en contenido de humedad y temperatura, dicho movimiento se origina por las diferencias de presión existentes entre los centros anticiclónicos de mayor presión y los centros ciclónicos, de menor presión. Si en la atmósfera se producen importantes movimientos verticales de características ascensionales, la lluvia cae desde formaciones nubosas del tipo de los cumulonimbos o nubes de tormenta (Figura 1). En regiones montañosas, las precipitaciones se producen debido al efecto denominado Föehn donde el aire al encontrarse con la formación montañosa es impelido a ascender, produciéndose la condensación de agua y su caída en forma de lluvia o nieve a barlovento, mientras que el contenido de humedad del aire que pasa a sotavento de la montaña es sumamente escaso, por tal razón las regiones situadas a sotavento poseen climas que se caracterizan por su sequedad. El Calentamiento Global está originando modificaciones en los patrones de precipitaciones como puede observarse en el este de América del Norte donde el promedio de lluvias ha aumentado, mientras que en las regiones tropicales se están dando condiciones de mayor sequedad. Figura 2. Regiones Hídricas de la Provincia de La Pampa. Tomado de (Casagrande, G y Conti H. A. Inventario Integrado de los Recursos Naturales de la Provincia de La Pampa. INTA, Provincia de la Pampa, Universidad Nacional de La Pampa,1980). La región pampeana central: Contexto climático Desde el punto de vista climático en la Provincia de La Pampa, de acuerdo con la clasificación de Thornwaite se encuentran representados tres regiones hídricas (Figura 2): Subhúmeda seca hacia el este, semiárida en el centro y al oeste (porciones de los Departamentos de Chical-Co y Puelén corresponden al régimen árido). De acuerdo con las isoyetas -líneas que unen puntos donde se registran iguales promedios de precipitación- (Figura 3), las precipitaciones en La Pampa descienden de este a oeste. En general hay coincidencia en que la región de cultivos de La Pampa está situada al este de la isoyeta de los 600 mm. Sin embargo, si bien los promedios anuales de precipitación per se proporcionan una primera aproximación a la problemática hídrica de una Figura 3. Isoyetas anuales de la provincia de La Pampa. región, a este dato se le debe adicionar otro parámetro para poder inferir su régimen hídrico tal como se lo ha presentado en la Figura 2. Al respecto para los cultivos no sólo es importante la cantidad de agua que recibe sino también las pérdidas registradas en el mismo período y estas Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 13

14 desde el punto de vista climático están referidas a la evapotranspiración potencial (ETP): cantidad de agua -expresada en mm-, perdida a partir de un tapiz vegetal continuo -por lo general una pastura- de suficiente extensión y que no sufre deficiencias hídricas. Expresada de esta manera, la ETP integra el agua perdida en fase vapor a partir de la superficie del suelo (evaporación) y la que fluye, también en fase vapor, a partir de la superficie foliar (transpiración). Desde el punto de vista climático la ETP depende de la radiación recibida por la superficie evapotranspirante, de la humedad relativa de la atmósfera y de la velocidad del viento. Thornwaite con el objeto de facilitar el cálculo de ETP realiza una simplificación importante utilizando la temperatura media mensual corregida según la duración del día. La figura 4, donde constan los déficit hídricos surge del cálculo realizado a partir del balance hídrico, considerando la precipitación anual, la que al sustraerse la pérdida de agua debido a ETP permite calcular dicho déficit; en el caso de que dicho balance sea positivo, es decir que la cantidad de agua recibida resulte superior que la perdida por la ETP, el valor numérico a consignar no estaría afectado por ningún signo. Como se aprecia en la Figura 4, en todo el territorio provincial, el balance hídrico es negativo. Sin embargo, aún cuando se consigne el balance de agua, el contexto climático en el cual se desarrolla el cultivo resulta incompleto pues conjuntamente con el balance hídrico habría que considerar la distribución anual de las lluvias y el riesgo climático, el cual desde el punto de vista de las precipitaciones esta dado por la impredictibilidad debido a la variabilidad interanual. La Figura 5 muestra que la distribución anual de las lluvias exhibe una concentración primaveraestival y un marcado descenso durante los meses de invierno. Sin embargo, las elevadas temperaturas del verano que ocasionan una muy elevada pérdida de agua por evapotranspiración, determinan que el balance hídrico sea negativo durante todo el año. El otro atributo climático planteado precedentemente es la impredictibilidad de las precipitaciones. En la Figura 6 puede observarse que en el período , la representación gráfica muestra una evolución de las precipitaciones en Figura 4. Deficiencia hídrica en la provincia de La Pampa. Los valores están afectados por un signo negativo. Tomado de Casagrande, G y Conti H. A. Inventario Integrado de los Recursos Naturales de la Provincia de La Pampa. INTA, Provincia de la Pampa, Universidad Nacional de La Pampa,1980. torno al promedio del período que recuerda el trazo de un electrocardiograma; bajo tales condiciones resulta muy difícil realizar previsiones de manejo y programar las tareas agropecuarias. La variabilidad observada en el período en cuestión no ha sido un atributo del clima pampeano registrado solamente en tiempos recientes; gracias a los trabajos realizados por Esteban Dussart, un estudioso de la dendrocronolgía del caldén, ha sido posible reconstruir el clima de los siglos XVIII XX en el Departamento Toay (Figura 7). Se considera que el espesor de los anillos Figura 5. Climograma de Santa Rosa. Se consignan los promedios mensuales de temperaturas y precipitaciones obtenidos a partir de los registros de los años EEA INTA, Anguil

15 Figura 6. Variación interanual de los promedios de precipitación en Santa Rosa. La línea horizontal marca el promedio de lluvias registrado durante el período consignado. anuales de crecimiento de los árboles, marcan el crecimiento anual en diámetro de los troncos de muchas especies arbóreas dicho crecimiento responde desde el punto de vista climático a la temperatura y la precipitación de ese lapso. Por medio de estudios dendrocronológicos de especies muy longevas como es el caso de las sequoias de Estados Unidos, por ejemplo, ha sido posible reconstruir el clima desde hace más de 3000 años. En el caso del caldén en La Pampa, la variación del espesor de los anillos puede ser atribuida con bastante verosimilitud a las precipitaciones, esta hipótesis estaría corroborada por la asociación entre crecimiento de los anillos con la curva superior que describe la Figura 7, la cual representa los promedios de precipitaciones a partir de mediados del siglo XIX. La hipótesis más plausible que permite explicar la variabilidad de las precipitaciones está relacionada con el fenómeno Niño/Niña, también llamado Oscilación Sur (OS)- el cual es reconocido como la principal fuente de variabilidad climática de corto plazo a escala estacional e interanual en los trópicos y en buena parte de las latitudes medias; esta perturbación climática provoca alteraciones en la interacción entre el océano y la atmósfera. Los vientos tropicales, a través de su influencia sobre las corrientes oceánicas, modulan la temperatura de la superficie del mar (TSM), lo que afecta la localización de la convección tropical y desencadena cambios en la circulación atmosférica global. La interacción del océano y la atmósfera en el Océano Pacífico Tropical fluctúa de manera algo irregular entre la fase cálida -TSM más cálida que lo normal- denominada El Niño y la opuesta conocida como La Niña. La presencia de El Niño se asocia con una migración de agua cálida desde el Oeste hacia el Este del Pacífico Tropical, lo contrario ocurre hacia el este del Pacífico Tropical, mientras lo opuesto ocurre en la fase fría de la Niña. La variación de la TSM es un indicador oceánico del estado del sistema climático que se emplea para su caracterización y cuantificación. Cuando se desarrolla El Niño, a medida que las aguas del sector central y oriental del Pacífico Tropical se tornan más cálidas, los vientos alisios se debilitan y se acrecienta la ocurrencia de tormentas de lluvia en la región. Debido al calentamiento de las aguas, la presión atmosférica se reduce en esta área, en tanto aumenta por encima de lo normal sobre Australia e Indonesia, produciéndose en esas Figura 7. Crecimiento radial del caldén entre los siglos XVIII-XX. La curva punteada muestra la evolución de las precipitaciones, datos anteriores a los registros pluviométricos fueron inferidos a partir de referencias históricas. Gentileza de Esteban Dussart. Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 15

16 Figura 8. Fenómeno Niño/Niña. Los colores indican el estado térmico de las aguas en el Pacífico sur: gris claro, bajas temperaturas; negro-blanco, altas temperaturas, siendo el negro más cálido, Los valores en la escala de colores consignada en la parte inferior indica aumento o disminución de la temperatura respecto de los valores considerados como normales. regiones condiciones más secas de lo habitual. Lo opuesto se manifiesta durante La Niña. La variación atmosférica es, por lo tanto otro indicador del estado del sistema. Los eventos cálidos suelen comenzar en noviembre-diciembre aunque con cierta variabilidad, alcanzando su máxima intensidad alrededor de abril y con una duración mayor a 12 meses en todos los casos. El impacto de la OS se hace sentir en gran parte del territorio argentino. En la Figura 8 puede apreciarse la existencia de un evento Niño en las costas de Colombia, Ecuador y Perú, con mayor impacto en este último país, mientras que en las costas de Oceanía se ha instalado una Niña. Cuadro 1. Porcentaje de años con rendimientos iguales o superiores al promedio histórico según niño/niña. Cultivo Niño (húmedo) Niña (seco) Maíz Girasol Soja El Cuadro 1 muestra la cantidad de años (en %) en que cultivos de verano han mostrado promedios de rendimientos iguales o mayores que los históricos. Puede observarse que el Niño -veranos húmedos- ha actuado favorablemente en el rendimiento de maíz y soja pero no en girasol que exhibe neutralidad frente al niño y una respuesta levemente positiva en relación con la Niña. Estos ensayos fueron conducidos por técnicos de INTA EEA Marcos Juárez, quienes concluyeron respecto de estos trabajos lo que se consigna a continuación: 1. En la provincia de Córdoba se ha verificado una relación entre la Oscilación Sur (OS) y la anomalía de lluvia estacional. Esta relación es significativa durante el semestre cálido, período que concentra la mayor cantidad de lluvias anuales y coincide con el ciclo de los cultivos estivales. 2. Durante los años Niño predominan anomalías positivas del rendimiento aunque son de poca magnitud. En los años bajo influencia de la Niña ocurren anomalías negativas del rendimiento. 3. El impacto de la OS sobre la producción de maíz tiene mayor relevancia durante su extremo frío, cuando la frecuencia de las anomalías de rendimiento negativas ocurren como consecuencia de lluvias escasas. Asimismo, la señal atmosférica no tiene una capacidad de predicción uniforme en el área de producción de maíz de secano. 16 EEA INTA, Anguil

17 Conclusiones La producción agrícola en la provincia de La Pampa tiene lugar en un contexto donde las precipitaciones son limitadas aunque la mayor limitación en relación con la producción de los cultivos no está asociada estrechamente con la lluvia caída durante el año la cual permitiría una producción exitosa al menos en el este del territorio provincial, sino con el balance hídrico muy negativo debido a una importante evapotranspiración principalmente durante el semestre más cálido, aunque la situación más problemática desde el punto de vista hídrico está relacionada con la acentuada variabilidad interanual de las precipitaciones, lo cual ocasiona una dificultad extrema para prever el riesgo de sequía y su momento de ocurrencia durante el año. Para justificar esta variabilidad se ha presentado como hipótesis la relación que puede existir con la Oscilación Sur o eventos Niño/Niña la cual se origina debido a cambios en la temperatura de las aguas en el Océano Pacífico. Existen trabajos que muestran que la disminución de las precipitaciones ocasionada por la Niña afecta a los cultivos de verano como el maíz y la soja con mayor intensidad que el aumento de los rendimientos durante el evento Niño. Por otra parte la producción de los cultivos de invierno no estaría influenciada por la Oscilación Sur. 2. Las Plantas y el Agua En la introducción se ha expuesto la paradoja con la que se ven confrontadas las plantas que crecen en las superficies emergentes del planeta a las cuales llamaremos terrestres en contraposición con las acuáticas. En las primeras a una mayor absorción de CO 2, gas que constituye la materia prima de todas las estructuras vegetales, incluida en el caso de los cultivos a las que dan lugar a los órganos cosechables, se corresponde con la máxima velocidad de pérdida de agua en fase vapor mediante la transpiración; por tal razón existe una estrecha asociación entre la producción de los cultivos y la transpiración. También se ha dicho que de toda el agua absorbida por un cultivo durante su ciclo, sólo alrededor del 5% es requerido por la planta para cumplir sus funciones vitales y mantener la hidratación de los tejidos, el 95% restante es devuelto a la atmósfera en el proceso transpiratorio. En este capítulo se presentarán todos los aspectos referidos al movimiento del agua a través de un camino complejo que los investigadores del tema han denominado continuum, el cual está constituido por la ruta que recorre el agua desde el suelo, su paso a través de la planta a partir de la absorción realizada por las raíces y su paso a la atmósfera a partir de las hojas, el término continuum hace referencia a dicho camino donde todos los procesos están relacionados e interaccionan entre si. La ruta incluye dos puntos fundamentales: la absorción del agua desde el suelo y la pérdida como vapor da agua en el proceso transpiratorio. Por lo general la descripción de los diferentes procesos que tienen lugar en el continuum se inicia en el suelo, en nuestro caso hemos de proceder de manera análoga. El agua en el suelo La Figura 9 exhibe los diferentes componentes del balance hídrico. Si comenzamos el análisis a partir del suelo como los propusimos en el parágrafo precedente, se tiene que el agua de las precipitaciones o del riego que alcanza la superficie del suelo puede perderse desde el punto de vista del cultivo por escurrimiento o escorrentía: es el agua que no penetra en el perfil del suelo y corre por su superficie siguiendo la pendiente. La escorrentía constituye uno de los principales agentes de la erosión hídrica, el agua de escurrimiento puede alimentar los cursos y espejos de agua. La cantidad de agua perdida por escorrentía va a depender del régimen de lluvias y de las características del suelo: lluvias de gran intensidad mucho volumen caído en un corto lapso producirán la rápida saturación de la parte más superficial del suelo, disminuirá su penetración en profundidad y propiciará el incremento de la escorrentía. En suelos muy pesados alto contenido en arcillas o con tendencia a formar costras superficiales se producirá mayor escurrimiento que en suelos en más livianos, por ejemplo suelos francos, franco-limosos, etc. Ambos factores: intensidad de las precipitaciones y tipos de suelo, Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 17

18 desde el punto de vista del aprovechamiento por la planta e irá a alimentar la napa freática, pudiendo producirse una cierta recuperación debido al ascenso capilar (Figura 9). Como se ha dicho en repetidas ocasiones, el agua utilizada estrictamente por la planta fundamentalmente en procesos metabólicos y para mantener la turgencia de los tejidos representa una mínima proporción del agua absorbida, la mayor parte es devuelta a la atmósfera por la evapotranspiración, término que sintetiza el agua liberada directamente desde la superficie del suelo: evaporación y la que es transpirada a partir de la superficie de las hojas. Figura 9. El continuum suelo-planta-atmósfera y diferentes componentes del balance hídrico. conjuntamente con la pendiente interactúan aumentando o reduciendo, de acuerdo con el tipo de interacción, la cantidad de agua perdida por escorrentía. También puede producirse un escurrimiento subsuperficial en este caso el agua penetra unos pocos centímetros en el suelo y luego fluye siguiendo la inclinación de alguna capa menos permeable que la superficial Una cierta proporción del agua que ha penetrado en el perfil será absorbida por las raíces y aquella que supere la zona de raíces se considera perdida El esquema de la Figura 10 muestra las diferentes fases que componen el suelo, en otro parágrafo trataremos la fase sólida, en lo que respecta al aire, este cuando el suelo no está saturado de humedad, puede encontrarse en la porción del perfil ocupada por las raíces en equilibrio con la atmósfera exterior al suelo, sin embargo cuando por diversas razones lluvias recientes, suelos pesados y drenaje lento, suelos inundados, etc., la reducida cantidad de oxígeno que queda en el perfil del suelo puede llegar a agotarse en un lapso muy corto debido a la respiración de los microorganismos del suelo. En tales condiciones se dice que las plantas sufren de anoxia privación de oxígeno. El oxígeno es un gas imprescindible para la respiración de las raíces, privadas del cual sus estructuras celulares se van degradando paulatinamente y en consonancia con esto se reduce o inhibe la absorción de agua es de hacer notar la paradoja de que las plantas a pesar de crecer en un suelo saturado de humedad sufren sequía y de nutrientes, finalmente de continuar la situación de anoxia la planta termina muriendo. En las figuras que se exhiben a continuación se presenta esquemáticamente un suelo cuyo perfil se encuentra saturado con agua (Figura 11), otro donde el agua se encuentra disponible por la planta (Figura 12) y finalmente otro donde la película de agua es retenida con tal fuerza por las partículas del suelo que la planta no puede continuar la absorción (Figura 13). Figura 10. Fases que componen el suelo: sólida, líquida (agua) y gaseosa (aire). Pasado un lapso sin precipitaciones, el contenido de agua disminuirá por efecto de la ETP. Llegará un 18 EEA INTA, Anguil

19 Agua capilar retenida entre los poros, disponible para las plantas Suelo saturado Todos los poros están llenos de agua Poros grandes: la fuerza de gravedad removió el agua. Agua retenida débilmente alrededor de las partículas del suelo Figura 11. Perfil de un suelo donde los espacios porosos se encuentran saturados de humedad. Los componentes oscuros representan la fase sólida del suelo, el grisado constituye el agua que se encuentra en los poros o capilares del suelo. Debido al estado de saturación no se observa fase gaseosa. Figura 12. Suelo en el cual ha drenado el agua gravitacional, solo permanece el agua capilar dispuesta en películas que rodean a las partículas sólidas, aquí los capilares contienen también aire. momento en el cual la película de agua remanente estará fuertemente retenida en la superficie de las partículas y no estará disponible para la planta. Agua remanente fuertemente retenida en la superficie de las partículas, no disponible para la planta. Figura 13. Suelo donde el agua es retenida fuertemente por las partículas. Agua no disponible para las plantas. En la gráfica de la Figura 14 se representa la evolución del contenido hídrico del suelo en función de la textura la cual está dada por el tamaño de las partículas que componen la fase sólida del suelo, desde la más gruesa en la figura no está citada la grava representada aquí por la arena, hasta las más finas como las arcillas, pasando por las de diámetro intermedio: limo. En esta gráfica se han introducido dos términos que son de gran importancia respecto de las características hídricas del suelo, se los denominan constantes hídricas, y son la Capacidad de Campo y el Punto de Marchitez Permanente. El primero representa la cantidad de agua que es retenida por el suelo después que ha drenado el agua gravitacional, esta situación está representada en el esquema de la Figura 12. El Punto de Marchitez Permanente es la cantidad de agua que está retenida por el suelo y no disponible para la planta debido a que la película de agua se encuentra retenida fuertemente por las partículas del suelo, circunstancia que se ve reflejada en el esquema de la Figura 13. Refiriéndonos nuevamente a la Figura 14, puede observarse que a medida que disminuye el tamaño de las partículas sólidas del suelo, la cantidad de agua que puede ser retenida en los capilares a Capacidad de Campo aumenta, pero recíprocamente se observa un incremento del agua retenida en Marchitez Permanente, esto puede verificarse por la trayectoria de la curva inferior que representa la evolución del agua retenida por el suelo en Marchitez Permanente desde la arena hasta la arcilla. De todos modos, el agua disponible para la planta: diferencia entre el contenido hídrico del suelo a Capacidad de Campo menos la retenida en Marchitez Permanente, aumenta a medida que decrece el diámetro de las partículas. La Capacidad de Campo es estrictamente determinada por las características físicas del suelo, mientras que en la determinación del Punto de Marchitez Permanente interviene también la fisiología de la planta. Debe tenerse en cuenta que la conductividad hidráulica del suelo, ésto es la capacidad del agua para moverse en el perfil del suelo no es de la misma magnitud a través de todo el rango que representa el agua disponible; Qué le sucede a un cultivo cuando no llueve? 19

20 característica equivalente a la arquitectura del suelo. Si bien es difícil que la textura pueda ser modificada por la acción antrópica, es posible degradar su estructura con relativa facilidad por malas prácticas de manejo, dicha degradación es responsable de la formación de capas densas las cuales dificultan la penetración del agua en el perfil del suelo. Figura 14. Contenido de agua disponible en el suelo en función de su textura. Ar: arena. LAr: limo arenoso. ArL: areno limoso. L: limoso. FL: franco limoso. F: franco. FArL: franco arcillo limoso. FAc: Franco arcilloso. Ac: arcilloso. esta disminuye a medida que se aproxima al Punto de Marchitez Permanente. Otra característica del suelo relacionada estrechamente con su capacidad de retener agua está dada por la estructura (Figura 15), la cual representa la forma en que se disponen sus agregados, puede admitirse que la estructura constituye una El contenido de agua en el suelo se ve afectado por los siguientes factores: 1- Composición granulométrica, es decir, su textura. Los suelos arenosos tienen menor contenido de agua útil que, por ejemplo, los suelos francos. 2- Estructura: a mayor desarrollo de esta suelos migajosos por ejemplo mejora la porosidad, aumentando la capacidad de almacenar agua. 3- Contenido de materia orgánica: Los coloides orgánicos 1 del suelo ofrecen una mayor capacidad para retener agua. En esto también puede haber una influencia importante del manejo que realiza el productor, quien puede incrementar o disminuir el contenido de materia orgánica del suelo. 4- Tipo de coloide: Los húmicos provenientes de la materia orgánica retienen mayor cantidad de agua que los de las arcillas. Figura 15. Diferentes tipos de estructura del suelo. (1) El estado coloidal constituye un estado particular de la materia. Para tener mayor información se recomienda recurrir a Wikipedia. 20 EEA INTA, Anguil

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