DEFICIENCIA DE AGUA EN LOS CULTIVOS DE MAÍZ, GIRASOL, SOJA Y TRIGO EN LA LOCALIDAD DE BALCARCE A. I. Della Maggiora (1), L. Echarte(1), E. E. Suero(1), A. I. Irigoyen (1) y J. M. Gardiol (2) (1) Unidad Integrada Facultad de Ciencias Agrarias (UNMdP)-Estación Experimental Agropecuaria INTA Balcarce. CC 276-(762) Balcarce, Buenos Aires, Argentina. Tel.(266)-224/41. Email: agrobalc@inta.gov.ar (2) Departamento de Ciencias de la Atmósfera, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA). Abstract The objective of this paper was to analyzes water deficiencies for maize, sunflowers, soybean and wheat crops at Balcarce, Argentine. Water balances were calculated for a 2-year period. Maximum evapotranspiration, relative evapotranspiration, available water and deficiency were analyzed at three probability levels. Maize and sunflowers crops deficiencies occured during critical period, ranging to 42 mm for maize and 2 to 47 mm for sunflower. Highest water deficiency for soybean occured before critical period. Water deficiency since beginning the critical period to physiological maturity for wheat presented low variation. Key words: Water deficency, maize, sunflowers, soybean, wheat. 1. Introducción El agua disponible es uno de los principales factores que limita el crecimiento y rendimiento de los cultivos. El balance de agua del suelo es un método que permite estimar el almacenaje de agua y deducir deficiencias y excesos. Los resultados del balance resultan de interés tanto para la programación de riego como para orientar prácticas de manejo tendientes a lograr la mayor coincidencia entre la oferta y demanda de agua de un cultivo. En Balcarce se han caracterizado los balances de agua de los principales cultivos a partir de valores climatológicos de precipitación (P) y evapotranspiración máxima (ETM). El objetivo del presente trabajo es analizar las deficiencias de agua en los cultivos de maíz, girasol, soja y trigo en la localidad de Balcarce a partir del cálculo del balance correspondiente a cada uno de los años de una serie histórica de 2 años. 2. Materiales y métodos Se calcularon los balances de agua decádicos para los cultivos de maíz, girasol, soja y trigo, correspondientes a 2 campañas agrícolas (1971-96) para la localidad de Balcarce, Argentina (37º S y 8º18 W). Se trabajó a partir de valores de precipitación (P) y evapotranspiración máxima (ETM), acumulados en un período de 1 días (décadas). La década 1 está comprendida entre el 1 y el 1 de cada mes, la década 2 entre el 11 y el 2 y la década 3 entre el 21 y el 28, 29, 3 o 31 según corresponda y se representa en este trabajo por la primera letra del mes seguida del número de década (Ej. E1= enero del 1 al 1). La ETM se calculó a partir de la evapotranspiración potencial (ETP) estimada por el método de Penman (1948) y el coeficiente de cultivo (Kc), según: ETM = ETP. Kc (1) Los valores de kc utilizados fueron determinados según la metodología de Doorenbos y Pruitt (1977), ajustados con mediciones locales de ETM para los cultivos de verano. Las fechas de siembra consideradas fueron 1 de octubre, 2 de octubre, 1 de noviembre y 2 de julio para maíz, girasol, soja y trigo, respectivamente. La duración de la estación de crecimiento comprendida entre siembra y madurez fisiológica fue considerada de 161 días para maíz, 131 días para girasol, 141 días para soja y 4 días para trigo. A partir de ETM se calculó la evapotranspiración real (ETR). ETR=ETM siempre que el almacenaje de agua del suelo fuera igual o superior a un umbral crítico (UC), variable para cada cultivo y estado
fenológico. El UC para maíz fue de 6 % del agua disponible (AD) durante cinco décadas alrededor de la floración (D2-E3) y 4 % en el resto del ciclo, los mismos umbrales se utilizaron para el cultivo de soja, centrando el período crítico durante las tres décadas de febrero (F1-F3). En girasol se emplearon valores de % de AD entre D2 y E3 y 3 % en el período restante. Para el cultivo de trigo se definió un 6 % de AD entre O2 y N3 y 3 % en las décadas anteriores y posteriores. Cuando el almacenaje fue menor que los umbrales establecidos, se consideró una disminución lineal de ETR (Ritchie, 1972), hasta llegar al límite mínimo del almacenaje de agua (LMIN). Se calculó la ETR para una determinada década (y) como: ETR i = ETM i. b. [(LAM i-1 - LMIN)/(LMAX - LMIN)] (2) donde b es la pendiente de la relación lineal entre ETR/ETM y la fracción de agua disponible, LMAX es el límite máximo del almacenaje y LAM i representa la lámina de agua correspondiente a una década dada, calculada según: LAM i = LAM i-1 - ETR i -D i + P i (3) P i es la precipitación acumulada en la década considerada y D es el drenaje, determinado como la lámina de agua en exceso del LMAX. La deficiencia de agua se determinó como la diferencia entre ETM y ETR. Los balances se calcularon para.8 m de profundidad de suelo, considerando 12 mm. m -1 de agua AD. El almacenaje inicial se consideró igual al LMAX, siempre que las lluvias de los dos meses anteriores a la siembra, fuesen mayores de 6 mm (AD en los primeros.4 m). Caso contrario, se aplicó la relación lluvia acumulada / 6 mm. Se determinaron los valores decádicos correspondientes al.2,. y. de probabilidad de la ETM, agua disponible, ETR/ETM y deficiencia de agua, durante la estación de crecimiento de los cuatro cultivos, a partir de los 2 años analizados. Se calculó el número de años con deficiencia y se realizó el análisis estadístico de la magnitud de las deficiencias y de las relaciones ETR/ETM. 3. Resultados y discusión En la Figura 1 se presenta el análisis de las precipitaciones decádicas durante el período de desarrollo de los cultivos. El amplio rango de valores que se producen, determina una gran variación interanual en el balance de agua, especialmente para los cultivos de verano. Precipitaciones, mm 6 3 J3 A2 S1 S3 O2 N1 N3 D2 E1 E3 F2 M 1 Figura 1: Precipitaciones decádicas correspondientes a tres niveles de probabilidad (P) en la localidad de Balcarce, entre la tercera década de julio (J3) y la segunda de marzo (M2), período 1971-1996. La variación de los valores de ETM entre años es mucho menor que la variación de las precipitaciones, como lo muestra la escasa diferencia entre los tres niveles de probabilidad en las Figuras 2, 3, 4 y a). El cultivo de maíz presenta el mayor requerimiento de agua en coincidencia con el período del año de mayor demanda atmosférica, D3-E3 (Figura 2 a) y si bien las lluvias son también más abundantes (Figura 1), en la mayoría de los años no alcanzan para compensar la ETM, haciendo que el almacenaje de agua del suelo descienda a niveles inferiores a los necesarios para mantener ese consumo. El agua
disponible presenta valores cercanos al 4 % alrededor de la floración para el % de los años (p=.), cuando el umbral crítico es de un 6 % (Figura 2 b), generando una reducción de la ETR con respecto a la ETM. La reducción llega a valores de % en la década E1 y de - 6 % en las dos siguientes en el % de años con deficiencia (Figura 2 c). La magnitud de las deficiencias analizadas sobre los años en las que estas ocurren, muestra que los máximos valores correspondientes a la mediana (P=.), se encuentran entre 3 y 4 mm por década en el período E1-E3 (Figura 2d), siendo de un.2 la probabilidad que se produzcan en E2 valores superiores a mm (P=.) e inferiores a 2 mm (P=.2). ETM, mm 6 3 1..8.6.4.2. 1 8 6 4 2 6 3 2 2 1 con deficiencia Figura 2: ETM, almacenaje de agua en el suelo, relación ETR/ETM, deficiencia de agua y número de años de ocurrencia durante la estación de crecimiento del cultivo de maíz en la localidad de Balcarce, para tres niveles de El cultivo de girasol presenta valores de ETM ligeramente superiores a maíz en el período comprendido entre D3 y E2 (Figura 3 a) y determina que el almacenaje de agua del suelo decaiga en esas décadas, a valores entre 3 y 4 % de agua disponible para p=. (Figura 3 b), con menores relaciones ETR/ETM (Figura 3 c) y mayores deficiencias (Figura 3 d) entre D3 y F1 en girasol, que en maíz, aunque el número de años con deficiencia es menor en girasol. El efecto de las deficiencias sobre el rendimiento es más importante en maíz. Para ambos cultivos, el período más crítico (floración) coincide con la década E1. La relación ETR/ETM ocurrida en el % de años con deficiencia en esa década, produce una reducción en la evapotranspiración relativa de % en maíz (Figura 2 c) que según Doorenbos y Kassam (1979) ocacionaría una disminución de aproximadamente 68 % en el rendimiento en grano. Esta situación se daría con una probabilidad de.3, que surge de multiplicar el nivel de p=. por la probabilidad de deficiencia que es /2 (Figura 2 d). Para girasol una disminución de la ETR/ETM de 48 % en E1 (Figura 3 c) representaría según los citados autores una reducción de 48 % en el rendimiento y la probabilidad de ocurrencia sería de.24 (..12/2).
ETM, mm 6 3 1..8.6.4.2. 1 8 6 4 2 6 3 2 2 1 con deficiencia Figura 3: ETM, almacenaje de agua en el suelo, relación ETR/ETM, deficiencia de agua y número de años de ocurrencia durante la estación de crecimiento del cultivo de girasol en la localidad de Balcarce, para tres niveles de El cultivo de soja se caracteriza por tener un largo período (D3-F2) con poco cambio en los valores de ETM, llegando a su máximo en E3 (Figura 4 a). En esa década el agua disponible cae bruscamente a 3 % para p=.. Durante el período crítico (F1-F3) el almacenaje se encuentra por debajo del umbral de 6 % en el % de los años (Figura 4 b), siendo la evapotranspiración relativa de.48 en F1 y F2, llegando a.38 en F3 (Figura 4 c). La magnitud de las deficiencias disminuye a partir de E3, pero la frecuencia de años con deficiencia es mayor en el período crítico (Figura 4 d). Un % de reducción en la ETR/ETM en el período de formación de las vainas puede disminuir el rendimiento en % (Doorenbos y Kassam, 1979); si dicho período coincide con F1, la probabilidad de ocurrencia de esa situación sería de.3 (../2). 6 3 1..8.6.4.2. 1 8 6 4 2 6 3 2 2 1 con deficiencia Figura 4: ETM, almacenaje de agua en el suelo, relación ETR/ETM, deficiencia de agua y número de años de ocurrencia durante la estación de crecimiento del cultivo de soja en la localidad de Balcarce, para tres niveles de El cultivo de trigo se desarrolla durante un largo período con baja demanda atmosférica, llegando a los máximos valores de ETM entre O3 y N3 (Figura a). El agua disponible está por debajo de 6 % a partir de N2 con una brusca disminución en N3 (3 %) para p=. (Figura b). La frecuencia de
años con deficiencia es baja comparada con los cultivos estivales. Dentro del período crítico (O3-N2), sólo de los 2 años ocurre deficiencia en O3, aumentando a 7 años con deficiencia en N2. La magnitud de las deficiencias en dicho período es de alrededor de mm por década para el % de años con deficiencia, sobre el total de los años la probabilidad de esos valores de déficit baja a.1 y.18 en O3 y N2 respectivamente (Figura d). Una reducción de un 3 % en la ETR/ETM (Figura c) durante la década coincidente con la floración (N1) significaría según Doorenbos y Kassam (1979) una disminución del rendimiento en grano de aproximadamente 18 % y para Balcarce la probabilidad de ocurrencia sería de.14. ETM, mm 6 3 1..8.6.4.2. 1 8 6 4 2 6 3 2 2 1 con deficiencia Figura : ETM, almacenaje de agua en el suelo, relación ETR/ETM, deficiencia de agua y número de años de ocurrencia durante la estación de crecimiento del cultivo de trigo en la localidad de Balcarce, para tres niveles de 4. Conclusiones Tanto en maíz como en girasol las mayores deficiencias son las que se producen con mayor frecuencia y coinciden con el período crítico (D3-E2), durante el cual el rango de deficiencia por década es de a 42 mm en maíz y de 2 a 47 mm en girasol. La frecuencia de años con deficiencia es mayor en maíz que en girasol. En el cultivo de soja la mayor frecuencia de deficiencias se produce en el período crítico ( F1-F3), aunque las de mayor magnitud ocurren en el período previo. Los valores de deficiencia en dicho período se encuentran en un rango entre 19 y 27 mm por década para el % de los años con deficiencia. En el cultivo de trigo las deficiencias resultan poco variables desde O3 hasta el final del ciclo. Los valores de deficiencia resultan alrededor de mm por década en el % de los años con deficiencia. La frecuencia de años con deficiencia en el período crítico (O3-N2) va de 2 a 36 %.. Bibliografía PENMAN, H.L. 1948. Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proc. R. Soc. London. Proc. Ser. A. 193: 12-146. DOORENBOS, J.and KASSAM A. H. 1979. Yield response to water. FAO irrigation and drainage paper Nº 33. pp. 169 DOORENBOS, J. and PRUITT, W.O. 1977. Crop water requirements. FAO. Irrigation and Drainage Paper Nº 24. pp.124 RITCHIE, J.T. BURNETT, E., and HENDERSON, R.C. 1972. Dryland evaporative flux in a subhumid climate. III. Soil water influence. Agron. J. 64: 168-173.