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Libro 2º Seminario Internacional de Riego en Cultivos y Pasturas
Libro 2º Seminario Internacional de Riego en Cultivos y Pasturas
Libro 2º Seminario Internacional de Riego en Cultivos y Pasturas
Esta publicacin tambin est disponible en formato electrnico (PDF) en el sitio Web institucional en http://www.inia.org.uy Coordinacin editorial: Grupo de Desarrollo de Riego Correccin de estilo: Malvina Galvn Diseo de portada y diagramacin: Esteban Grille Imprenta: Boscana Potencial del riego extensivo cultivos y pasturas. Montevideo: INIA, 2012 120p., 18.7 x 26.5 cm. ISBN 978-9974-38-356-2
Prlogo
a concrecin del 2 Seminario Internacional de Riego en Cultivos y Pasturas, as como el numeroso grupo de participantes inscriptos, son pruebas suficientes para asegurar que el tema reviste importancia para los tcnicos uruguayos. Se espera, entonces, que el riego contine extendindose en los sistemas agrcolas y agrcolas-forrajeros. Esta tecnologa tiene efectos directos en la estabilidad y productividad de los cultivos y las pasturas, ayuda a mitigar las consecuencias del cambio climtico y colabora en la sustentabilidad de los sistemas de produccin extensivos. Para que el riego suplementario contine en la misma tendencia creciente de los ltimos aos, es necesario superar diferentes limitantes, en ese sentido, el Grupo de Desarrollo de Riego (gdr) que es un espacio tcnico integrado por instituciones pblicas y privadas, identific lneas de accin que permitiran superar los impedimentos para el crecimiento de esta tecnologa a nivel nacional, las principales lneas son las siguientes: - Generacin de capacidades tcnicas. La participacin activa de ingenieros agrnomos en la adopcin del riego suplementario es determinante para que ocurra un crecimiento del riego en cultivos y pasturas, para ello es necesario mejorar las capacidades en el tema de los tcnicos actuales y futuros. El rol de las instituciones de enseanza, investigacin y extensin es prioritario en este aspecto. - Construccin de nuevas fuentes de agua. Se debern construir nuevas fuentes de agua para riego, dado que las actuales se encuentran ubicadas mayoritariamente en las zonas arroceras. En tanto el resto del pas, principalmente en las regiones agrcolas y lecheras, no posee suficientes fuentes de agua para un crecimiento significativo del riego. Las fuentes de agua multiprediales son las de mayor eficiencia desde el punto de vista del recurso hdrico. Se debern generar acciones que permitan superar las actuales limitantes de tipo cultural, jurdico, econmico y social, para concretar proyectos de estas caractersticas. - Generar lneas de apoyo a la investigacin en riego de cultivos y pasturas. Se debern aprovechar las sinergias entre los institutos de investigacin para proponer un programa coordinado, que tenga por objeto superar las principales limitantes tecnolgicas del riego en cultivos y pasturas, segn las situaciones: climticas, econmicas y sociales del pas. La investigacin es una herramienta fundamental para que la adopcin del riego sea tecnificada y ajustada a las caractersticas de los sistemas de produccin. En los ltimos aos se han retomado los trabajos en algunas reas y generado informacin relevante, se requiere profundizar y ampliar la misma. - Fortalecimiento institucional de los servicios hidrolgicos y ambientales estatales y comits de cuencas. Fortalecer las capacidades de recursos humanos calificados e incorporar las modernas tcnicas de anlisis y modelacin hidro-
meteorolgicas e hidrolgicas. Esto es necesario para apoyar los planes de desarrollo y de gestin de las infraestructuras hdricas. - Elaboracin de polticas de incentivos para la adopcin del riego. Estas polticas no deben significar un costo adicional para la sociedad, pudindose implementar sistemas de repago. Asimismo, debe establecerse un canon por el uso del agua y por la asignacin del recurso hdrico. El agua debe ser considerada un factor de produccin. A entender del gdr, la implementacin de estas lneas de trabajo, entre el Estado y los actores privados, permitirn situar al riego suplementario de cultivos y pasturas en un escaln superior y transformarlo en un puntal del pas productivo por todos anhelado. Las instituciones organizadoras del 2.o Seminario Internacional de Riego en Cultivos y Pasturas desean agradecer a las empresas: Corporacin de Maquinaria, p & r, irrigation Management Uruguay, lindsay, megagro, rutilan s.a., aisco- western, yalfin s.a., cibeles, saman, nicoll, fivisa s.a. y lage y ca. s.a.; por su colaboracin la cual posibilit la realizacin del evento. Asimismo el agradecimiento al Programa de Desarrollo y Adaptacin al Cambio Climtico del Ministerio de Ganadera, Agricultura y Pesca (mgap) por el apoyo prestado. Al Programa Cooperativo para el Desarrollo Tecnolgico Agroalimentario y Agroindustrial del Cono Sur (procisur), al Fondo Regional de Tecnologa Agropecuaria (fontagro) y a la Red Iberoamericana de Riego (riar), por decidir realizar sus eventos en conjunto con el 2.o Seminario Internacional de Riego y Pasturas, as como por desarrollar la difusin internacional. A la Estacin Experimental Dr. Mario A. Cassinoni (eemac) de la Facultad de Agronoma (fagro), al Departamento del Agua de la Regional Norte de la Universidad de la Repblica (udelar) y a la Intendencia de Salto; por los apoyos logsticos prestados. A los becarios de investigacin del gti Agricultura y a la Fundacin Dr. Eduardo Acevedo, ambos de fagro, por la colaboracin en los trabajos administrativos, y las tareas de inscripcin y manejo econmico, respectivamente. A la Unidad de Comunicacin y Transferencia de Tecnologa de inia y a la Unidad de Difusin de la eemac por la difusin realizada. A la Junta Departamental de Salto por haber declarado el evento de inters departamental; al Poder Ejecutivo en su conjunto, y en particular al mgap, por declararlo de inters nacional.
Contenido
Prolgo ...............................................................................................................................................................................................3 1. Alteraes climticas e agricultura: impactos e adaptao...........................................................................................................7 L. S. Pereira 2. Conceptos bsicos para el diseo y el manejo del riego..............................................................................................................23 M.Garca Petillo 3. Cunto estamos perdiendo por no regar cultivos en Uruguay?..................................................................................................33 L.Gimnez 4. Respuesta al riego suplementario en pasturas y forrajes............................................................................................................43 D. Giorello, M. Jaurena, P. Boggiano, E. Prez Gomar 5. Necesidades de riego en cultivos y pasturas...............................................................................................................................55 J.Sawchik 6. Rol del riego en sistemas pastoriles de produccin de leche II: impacto bio-econmico de regar cultivos, pasturas o ambos.................69 G.Giudice, J.Artagaveytia, G.Battegazzore, A.Ferreira y P.Chilibroste 7. Anlisis de costos y rentabilidades en riego por aspersin..........................................................................................................81 F. Bachino 8. Ideas para el diseo, construccin y costos de fuentes de aguas superficiales............................................................................99 R.Lpez Pairet y V.Quagliotti Bibliografa......................................................................................................................................................................................109
Introduo
Segundo a definio do Painel Intergovernamental para as Alteraes Climticas (ipcc), entende-se por alteraes climticas as alteraes significativas no estado do clima que podem ser identificadas por variaes de mdias e/ou de medidas de disperso de variveis climticas, e que persistem por longos perodos, tipicamente dcadas ou perodos ainda mais longos (cf. ipcc, 2007a, b). A origem dessas variaes pode ser natural ou antropognica, neste caso resultando direta ou indiretamente da atividade humana por via das alteraes na composio da atmosfera, e que so adies variabilidade climtica natural. Diferentemente, as alteraes globais englobam as alteraes climticas e abrangem outras alteraes, e.g., alteraes qumicas e biolgicas no contexto alargado do ambiente. Um fenmeno natural, chamado efeito de estufa, faz com que a atmosfera terrestre guarde parte aprecivel da energia fornecida pelo Sol. Assim, apenas uma pequena parte da energia radiante solar de curto comprimento de onda que chega ao topo da atmosfera absorvida no seu caminho para a superfcie terrestre pelos gases que compem a atmosfera, aerossis e nuvens. No entanto, a absoro da radiao solar intensa superfcie. Por seu lado, a superfcie terrestre, de acordo com a sua temperatura, emite constantemente radiao de grande comprimento de onda, largamente absorvida por alguns gases atmosfricos, e.g., vapor de gua, dixido de carbono, ozono, metano e xido nitroso. No fora o efeito de estufa natural, a vida na Terra, tal como a co-
nhecemos, no seria possvel visto que as temperaturas superfcie rondariam os -18 C. Entre as aes antropognicas, as emisses de gases com efeitos de estufa (gee), nomeadamente o dixido de carbono (CO2), o metano (CH4), o xido nitroso (NO2) e os clorofluorcarbonetos (CFCs), produzem um aumento da energia absorvida pela atmosfera, a que se chama um foramento radiativo positivo. As emisses de gee e aerossis conduziram a um aquecimento global da atmosfera, diferente entre os hemisfrios Norte e Sul (ipcc, 2007c), que tem vindo a provocar alteraes nos processos que ocorrem no sistema climtico e, consequentemente, no comportamento das variveis climticas. A frequncia e severidade das geadas diminuram enquanto a frequncia e severidade das ondas de calor aumentaram. Outras variveis climticas sofreram, tambm, alteraes significativas. A precipitao global anual sobre terra parece no ter variado, mas o padro da sua distribuio mudou ou est mudando, tornando-se mais copiosa nas zonas onde j havia maiores precipitaes e mais escassa nas reas onde j se registavam valores mais baixos. Na maioria das reas, as chuvadas tornaram-se menos frequentes mas de maior intensidade, verificando-se mais cheias e inundaes. Estas alteraes, no imediato, vo-se traduzindo por mudanas nos regimes de escoamento e nas disponibilidades de gua como referido por muitos, e.g., Yates (1997), Nohara et al. (2006) e Kundzewicz et al. (2008).Quanto a outros acontecimentos meteorolgicos, tais como nmero de ciclones, tornados, granizo, tempestades de poeira, existem
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dvidas sobre se a sua frequncia e intensidade tero aumentado (ipcc, 2007a, b). Os efeitos dos gee parecem ser irreversveis a uma escala de 1000 anos (Solomon et al., 2009) o que justifica absolutamente a necessidade de mitigao, que visa permitir diminuir as emisses, e de adaptao, que ir permitindo humanidade ir convivendo com as alteraes climticas (ipcc, 2007c). Presentemente, a comunidade cientfica procura fazer projees confiveis sobre as variaes das principais variveis climticas a mdio e longo prazo. Os modelos climticos partem de cenrios de emisses realistas de gee e simulam o sistema climtico terrestre e os seus componentes de forma a interpretar o comportamento do clima recente e a projetar o clima futuro. Os modelos podem ser de escala global, os modelos de circulao geral (General Circulation Modelsgcm), ou regional (Regional Climate Modelsrcm), que so forados pelas condies de fronteira geradas por um gcm e atendem a foramentos escala regional, tais como orografia, massas importantes de gua, correntes ocenicas, massas de neve ou gelo. Existe uma grande variedade de modelos e alguns estudos focam especificamente a Amrica do Sul (e.g., Nobre e Srukla, 1996), o que permite o reconhecimento da variao de algumas variveis essenciais como a temperatura e a precipitao (Marengo et al., 2009). Quase todas as atividades humanas so afetadas, direta ou indiretamente, pelas alteraes climticas. A agricultura est entre as atividades que mais obviamente afetada, sendo urgente quantificar os impactos futuros segundo vrios cenrios de emisses de gee recorrendo a modelos de produo e de gesto da gua em agricultura com modelos gcm e rcm. Neste artigo faz-se uma breve identificao da problemtica das alteraes climticas e faz-se uma discusso dos impactos previsveis na agricultura de sequeiro e de regadio visando reconhecer a vulnerabilidade dos sistemas agrcolas e a necessidade de medidas de adaptao, assim atualizando estudos anteriores (Pereira e de Melo-Abreu, 2009; Pereira, 2011).
tem vindo a aumentar com uma taxa que parece crescente. Entre 1905 e 2006 a temperatura do ar sobre os continentes aumentou 0,74 C, enquanto que entre 1956 e 2005 a temperatura do ar aumentou a uma taxa que representa quase o dobro da que corresponde ao sculo. As temperaturas de inverno tiveram um aumento maior do que as de vero. Na generalidade dos casos, as maiores anomalias positivas ocorreram nas latitudes mais elevadas do hemisfrio norte; sendo que as temperaturas no rtico aumentaram quase o dobro da mdia global. Os aumentos de temperatura sobre as superfcies continentais foram maiores do que sobre os oceanos. As amplitudes trmicas diurnas reduziram-se um pouco, geralmente, porque a temperatura mnima subiu mais do que a mxima. A frequncia e intensidade das ondas de calor aumentaram enquanto a frequncia e severidade das geadas diminuiu. Durante o sculo xx, a precipitao global sobre os continentes parece no ter sofrido alteraes significativas. No entanto, durante este perodo, a precipitao aumentou significativamente nas regies ocidentais da Amrica do Norte e do Sul, Norte da Europa, sia setentrional e central, e diminuiu no Sahel, Mediterrneo, Sul da frica e em algumas partes do Sul da sia (ipcc, 2007a). Em muitas regies verificou-se um aumento da frequncia dos episdios de precipitao intensa mas, ao mesmo tempo, a rea afetada por escassez de gua parece vir a crescer. Em geral, verifica-se um aumento dos fenmenos climticos extremos, tais como ondas de calor, inundaes, e perodos sem chuva de maior frequncia e durao (Lehner et al., 2006; Beniston et al., 2007; Marengo et al., 2009). Existe incerteza sobre o aumento da frequncia e intensidade de fenmenos de pequena escala, tais como tornados, granizo, tempestades de poeira e trovoadas; o sentido da variao do nmero anual de ciclones tropicais tambm incerto. No entanto, escala regional certas tendncias globais podem no se verificar, ou mesmo ser invertidas. Por exemplo, um estudo de srie longas de precipitao no detetou evidncia de aumento da frequncia e severidade das secas (Moreira et al., 2006, 2012). A nvel dos processos biolgicos, notam-se muitas alteraes que so inequvocas. Muitas plantas, nomeadamente rvores e pastagens de montanha, esto a abrolhar e a florir mais cedo na
primavera e apresentam estaes de crescimento alargadas (Chmielewski et al., 2004; Lesica and Kittelson, 2010). Os cereais e culturas anuais podem ser semeados mais cedo e apresentam durao dos ciclos mais curta (Maracchi et al., 2005; Tanasijevic, 2011; Tododrovic et al., 2012). Muitas plantas e animais esto a encontrar habitats em zonas de maior latitude e/ou altitude (Parish and Funnel, 1999). Mais problemtica a alterao que podem sofrer os grandes ecossistemas, caso da floresta amaznica conforme o estudo talvez pessimista de Salazar et al., (2007). O relatrio do ipcc (2007a) produziu informao relevante para demonstrar que a mudana climtica um processo real e que, mesmo que as polticas globais se alterem, continuar a determinar impactos no clima, nos ecossistemas e nas atividades humanas dada a referida perenidade dos impactos das emisses dos gee (Solomon et al., 2009). Assim, embora a Amrica do Sul seja das regies previsivelmente menos afetadas do globo (Giorgi, 2006), tanto a mitigao como a adaptao so igualmente importantes nesta regio.
a cenrios de emisses de gee que correspondem a alternativas de desenvolvimento futuro considerando uma vasta gama de foras modeladoras das emisses, tais como a populao, a economia, a energia e o desenvolvimento tecnolgico. Os cenrios construdos pelo ipcc (2000), Special Report on Emissions Scenarios, designados como cenrios sres, esto agrupados em quatro famlias (A1, A2, B1 e B2) e so usados pela comunidade cientfica (Fig. 1 e Tabela 1). Os cenrios A1 pressupem um mundo em crescimento econmico rpido, uma populao que atinge o mximo no meio do sculo e a introduo rpida de tecnologias inovadoras e mais eficientes em termos de reduo dos gee. A1 compreende trs grupos que correspondem a trs direes tecnolgicas alternativas: i) A1FI uso intensivo de combustveis fsseis; A1T uso de energias no fsseis; e A1B equilbrio entre as diferentes fontes de energia. O A2 o cenrio mais pessimista, com crescimento mais forte e rpido da populao e desenvolvimento econmico e tecnolgico lento. O cenrio B1 descreve um mundo com populao igual ao A1, mas com mudanas mais rpidas nas estruturas econmicas conduzindo a uma economia de servios e de informao. O cenrio B2 descreve um mundo com crescimento econmico e populacional intermdio, com nfase nas so-
Fig. 1. Os cenrios SRES para o sculo xxi em funo das emisses de gases com efeitos de estufa (gee) (ipcc, 2000, 2007a)
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Tabela 1. Valores projetados dos aumentos da temperatura mdia global e das concentraes de referncia de CO2 para os vrios cenrios de emisses de gee (ipcc, 2000; 2007a). Intervalo de temperatura do ar (C) em 2090-2099 relativamente ao perodo 1980-1999) Melhor estimativa Concentrao constante ao nvel do ano de 2000 Cenrio B1 Cenrio A1T Cenrio B2 Cenrio A1B Cenrio A2 Cenrio A1FI 0,6 1,8 2,4 2,4 2,8 3,4 4,0 Intervalo provvel 0,3 0,9 1,1 2,9 1,4 3,8 1,4 3,8 1,7 4,4 2,0 5,4 2,4 6,4 Concentraes de referncia de CO2 (ppm) em 2100) Melhor estimativa 379 540 575 611 703 836 958
Cenrio
lues locais para alcanar a sustentabilidade econmica, social e ambiental. (ipcc, 2000). As projees da temperatura para o final do sculo xxi, para os diferentes cenrios, apontam para aumentos globais de temperatura do ar junto superfcie que podem variar entre 1,8 a 4,0C, consoante o cenrio que se venha a materializar. Como resultado, so previstos aumentos para o nvel da gua do mar que, no cenrio A1FI, mais pessimista, se pode situar entre 0,26 e 0,59 m,. Por outro lado, as concentraes de referncia de CO2 podem vir a atingir valores mais do que duplos relativamente aos atuais. As projees dos principais elementos meteorolgicos apontam para padres de distribuio geogrfica semelhantes aos que se tm verificado nas ltimas dcadas. A temperatura do ar superfcie aumentar mais sobre os continentes do que sobre os oceanos, o aquecimento ser maior nas latitudes elevadas do hemisfrio norte, e menor nos mares do sul. A criosfera contrair-se-, podendo o gelo do oceano rtico desaparecer totalmente, segundo algumas projees mais pessimistas. A precipitao deve aumentar nas latitudes elevadas e diminuir nas regies subtropicais dos continentes. A evaporao, o escoamento superficial, e o armazenamento de gua no solo devem diminuir nas regies onde a precipitao se torne mais escassa, aumentando onde a precipitao tenha tendncia a aumentar. Continuar-se- a verificar a tendncia para um aumento da frequncia das ondas de calor e de episdios de precipitao intensa. provvel
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que os ciclones tropicais do futuro sejam mais intensos, com ventos que atinjam velocidades maiores e acompanhados por precipitaes mais intensas (ipcc, 2007a).
normalmente se no estiverem submetidas a um perodo de baixas temperaturas. Entre as sementes com necessidade de frio para germinarem encontram-se as de muitas espcies pratenses e os cereais de inverno. Por outro lado, os cereais de inverno, a maioria das rvores e arbustos caduciflios e a oliveira s florescem normalmente se virem satisfeitas as suas necessidades de frio. Nas plantas que no tm necessidades de frio, ou quando estas so satisfeitas, a taxa de desenvolvimento est linearmente relacionada com a temperatura em que a planta se desenvolve. Porm, em situaes em que durante parte da fase fenolgica as temperaturas se situam acima das timas para o desenvolvimento, os aumentos de temperatura podem conduzir a arrastamento da fase (de Melo e Abreu e Pereira, 2010). Eventualmente, pode ocorrer que os avanos se deixem de verificar ou a cultura pode tornar-se invivel. Haveria provavelmente necessidade de utilizar novas variedades e/ou alterar as datas de sementeira. Um exemplo sobre consequncias previsveis para o aumento da temperatura o estudo de simulao para o caf em Vera Cruz, Mxico (Gay et al., 2006), onde as previses apontam para um decrscimo da produo devido a temperaturas supra timas, tanto no inverno como no vero. Muitas sementes necessitam ser submetidas a temperaturas baixas para que se obtenha uma germinao atempada e normal, e muitas plantas necessitam ser submetidas a temperaturas baixas para que possam florir normalmente, caso das fruteiras caduciflias, da oliveira, e dos cereais de inverno. A quantidade de frio que necessria para satisfazer as necessidades de frio de determinada planta depende da sua espcie e variedade, como estudado para a pra e a oliveira. Haveria atraso na florao ou, em caso extremo, esta poderia no ocorrer (De MeloAbreu et al., 2004, 2005).
pragas e doenas) e abitico (e.g., poluio atmosfrica, do solo ou da gua). Em condies em que o crescimento apenas limitado pela radiao absorvida pelas superfcies das plantas com capacidade fotossinttica, constata-se que a eficincia fotossinttica afetada pela concentrao de CO2 na atmosfera. Os aumentos so maiores nas plantas C3, podendo ir at aos 30% e so mais modestos, ou nulos, nas plantas C4. Porm, a eficincia fotossinttica afetada por temperaturas muito elevadas ou muito baixas (Kiriny et al., 1998; Sinclair e Muchow, 1999). Entretanto, para dada concentrao de CO2, h uma relao fsica estreita entre a quantidade de CO2 que se difunde para dentro das folhas e a quantidade de gua que perdida pelas folhas, a qual depende da espcie (Tanner e Sinclair, 1983). Quando h enriquecimento da atmosfera em CO2, como previsvel venha a acontecer (cf, Tabela 1) para dada condutividade estomtica, as plantas tendem a produzir mais matria seca e a eficincia do uso da gua , tambm, mais elevada. O efeito fertilizante do CO2 resulta, portanto, quer num aumento da eficincia do uso da radiao quer num aumento da eficincia do uso da gua. Estes impactos positivos podem medir-se atravs da razo de resposta das culturas concentrao de CO2 (Fig. 2), que representa a razo entre as produes obtidas para dada concentrao e para a condio de referncia de 370 ppm. O efeito fertilizante do CO2 faz com que a produo de trigo possa aumentar de 40% quando a concentrao de CO2 ultrapassar o dobro da concentrao atual (Fig. 2) (Tubiello et al., 2007).
Fig. 2. Resposta da produo de trigo ao CO2 elevado relativamente a 370 ppm como resultado de vrios autores e para vrias condies experimentais (Tubiello et al., 2007).
dem levar a aumentos do Kcb devido a maiores concentraes de CO2 como referido acima. K s dever decrescer quando diminua a disponibilidade de gua do solo devido a alteraes no regime de chuva. A ETo, assumindo a relva como cultura de referncia, dada por (Allen et al., 1998): (2)
onde o coeficiente cultural Kc definido pelos seus componentes: o coeficiente cultural basal Kcb relativo transpirao, o coeficiente de evaporao da gua do solo Ke e o coeficiente de stress K s (todos adimensionais). ETo representa a procura climtica da atmosfera. Os coeficientes traduzem as caractersticas da cultura que determinam o consumo de gua. Quando Ks = 1, a cultura no est em stress e a transpirao ocorre taxa mxima; K s < 1 quando ocorre stress hdrico, por salinidade ou por insuficincias das prticas de cultivo. Kcb depende da cultura, da variedade e da fase de desenvolvimento. Ke depende da frao de solo hmido e exposto radiao, da frequncia e quantidade dos humedecimentos, e das caractersticas hidrulicas do solo. As alteraes climticas po14
onde Rn a radiao lquida superfcie da cultura [MJ m-2 d-1], G a densidade de fluxo de calor do solo [MJ m-2 d-1], T a mdia da temperatura do ar a 2 m de altura [C], U2 a velocidade do vento a 2 m de altura [m s-1], (ea ed) o dfice de presso de vapor medido a 2 m de altura [kPa], o declive da curva de presso saturante de vapor [kPa C-1] e g a constante psicromtrica [kPa C-1]. Naturalmente, ocorrendo aumento da temperatura e do efeito de estufa, tanto Rn como o dfice de presso de vapor devem aumentar; resulta assim um aumento para ETo como se exemplifica para a regio Mediterrnica (Fig. 3).
a)
b)
Fig. 3. Alteraes previsveis na regio Mediterrnica entre 2000 e 2050 para: a) a temperatura mdia anual (C) e b) a evapotranspirao de referncia anual considerando o cenrio A1B, (Tanasijevic, 2011) (dados derivados de modelos ensembles)
Tomando a ETc dada pela equao de PenmanMonteith constata-se que as alteraes climticas conduzem a um aumento da ETc (Fig, 4) devido tanto s alteraes esperadas na temperatura do ar, na radiao disponvel para as plantas (Rn) e no dfice de presso de vapor do ar, como nas resistncias difuso de vapor. A
resistncia aerodinmica, ra, por depender essencialmente da altura e arquitetura dos cobertos vegetais e da velocidade do vento, no ser influenciada pelas alteraes climticas; porm, a resistncia de superfcie, rs, dever diminuir em relao com a fertilizao devida ao aumento do CO2.
a)
b)
Fig. 5. Alteraes previsveis (cenrio A1B) na regio Mediterrnica entre 2000 and 2050 para: a) a durao do ciclo cultural do trigo (dias) e b) as necessidades de gua do trigo (os valores superiores a 300 mm correspondem a reas onde a cultura poder vir a encontrar condies climticas para vir a ser praticada (Tanasijevic, 2011). De notar que os resultados apresentados implicam novas variedades adaptadas a ciclos culturais mais curtos
Acontece porm que o aumento acima referido no ocorrer para muitas culturas devido diminuio da durao das fases culturais pelo que a soma sazonal da ETc pode no se traduzir por um aumento mas por uma diminuio, como se exemplifica com o trigo na regio Mediterrnica (Fig.5) (dados derivados de modelos ensembles). Entretanto, a alterao da temperatura e de outras variveis que lhe esto associadas poder permitir a extenso das reas cultivadas com trigo.
diminui. Quando a precipitao diminua e os veranicos sejam mais prolongados, a gua disponvel depende da capacidade de armazenamento no solo e da possibilidade de controlar as perdas por evaporao. Como se referiu acima, a quantidade de precipitao global no dever sofrer grande alterao mas o padro da sua distribuio temporal e geogrfica est sofrendo alteraes. Beniston et al. (2007) concluram que a durao do perodo seco de vero na Pennsula Ibrica dever aumentar de 20 dias a um ms, com um intervalo de confiana de 9 dias para a probabilidade de 95%. Seguindo a alterao do padro de chuvas, prev-se a reduo das disponibilidades de gua para o final do sculo xxi, atingindo valores de aproximadamente 300 20 mm durante a estao quente e de 50 40 mm na estao fria (Olesen et al., 2007). A verificar-se esta alterao, o nmero de culturas susceptveis de ser cultivadas em sequeiro ir diminuir e o regadio tomar uma importncia maior. Da resulta
uma enorme vulnerabilidade para as culturas de sequeiro e para os ecossistemas naturais. O caso da Amaznia paradigmtico relativamente s mudanas climticas (Salazar et al., 2007). Por um lado, a evapotranspirao (Fig. 4) dever aumentar; por outro lado, a alterao do regime de chuvas, com perodos secos em aumento, conduzir a stress dos ecossistemas, sua vulnerabilidade e a alterao das suas caractersticas. Marengo et al. (2009) assinalam mudanas positivas para a Amaznia ocidental, a costa norte do Peru e Equador e para o sudeste da Amrica do Sul. Pelo contrrio, referem mudanas negativas, nomeadamente quanto a veranicos, na regio norte da Amrica do Sul, na Amaznia oriental e no nordeste do Brasil. Vera et al. (2006) referem um aumento da precipitao de vero no sudeste da Amrica do Sul, uma reduo generalizada da precipitao de inverno em todo o continente e uma reduo da precipitao na regio sudeste dos Andes. Resulta, para as culturas anuais, a tendncia para alguma perda de produo em sequeiro mas que pode ser facilmente resolvida recorrendo a novas variedades (Jones e Thornton, 2003).
tataram que, face ao aumento previsvel da procura climtica, a adaptao poderia consistir em ajustar os calendrios de rega quando se pratique rega de superfcie j que utilizando grandes dotaes possvel explorar melhor a gua do solo. Porm, seria necessrio aumentar o nmero de regas quando se usem dotaes mais pequenas, como em asperso (Fig. 6). Tomando em considerao a possvel diminuio dos ciclos das culturas referidos atrs, Tanasijevic (2011) e Todorovic et al. (2012) concluram no ser previsvel aumento das necessidades de rega das principais culturas do Mediterrneo como se exemplifica para o trigo de inverno. Como se referiu acima, quando a temperatura sobe acima de determinados limiares, algumas culturas podem deixar de completar os seus ciclos ou, passando estes a ser mais longos ou mais curtos, as culturas produziro menos ou de pior qualidade. A adaptao requerida diz ento respeito criao de novas variedades. Porm, a prazo mais longo, pode vir a ser necessria a alterao da orientao das exploraes agrcolas (Seo e Mendelsohn, 2008) A produo de sequeiro ser afetada adversamente sempre que a gua escasseia e devido ao aumento da durao e frequncia de perodos sem chuva; o crescimento/produo ser reduzido, aproximadamente, na mesma proporo do que a reduo de gua til. Aqui a adaptao tem ainda relao com o melhoramento gentico mas tambm com a possibilidade de recorrer a rega de complemento. Nas latitudes mdias e elevadas, aumentos de temperatura de 1-3C podem resultar em acrscimos de produo, mas variveis com as culturas (Jones et al., 2003; Brisson et al., 2010). A partir dos 3C a produtividade diminui. Em latitudes mais baixas, especialmente em regies tropicais de estao seca, onde a precipitao decresce e as chuvadas intensas aumentam, as projees indicam baixas acentuadas da produtividade cultural, mesmo para pequenos aumentos da temperatura (1 a 2C). Nestas condies, a rega pode constituir uma adaptao importante para que se continue a produzir algumas culturas que so feitas com sucesso presentemente. Porm, nunca de mais sublinhar a importncia do melhoramento, como referem Ortiz et al. (2008) para o trigo.
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Condies atuais
Fig. 6. Adaptao de calendrios de rega do milho, Trcia, Bulgria (Popova e Pereira, 2008)
As produes cerealfera, florestal e pecuria aumentaro em regies de latitude mais elevada tanto do hemisfrio norte, como do hemisfrio sul, mas sero menores na generalidade das outras regies. As regies de clima mediterrnico e as regies subtropicais sero as mais afetadas.
Definindo a produtividade da gua em regadio (WP, kg m-3) pela razo entre a quantidade produzida e o volume de gua utilizado para a sua obteno, vem-se constatando que WP pode vir a ser aumentada no futuro desde que, essencialmente: (1) as variedades vo
Fig. 7. Alteraes previsveis (cenrio A1B) na regio Mediterrnica entre 2000 - 2050 para as necessidades de rega do trigo (os valores positivos correspondem a reas onde a cultura poder vir a encontrar condies climticas para vir a ser praticada) (Tanasijevic, 2011). Os resultados apresentados implicam novas variedades adaptadas a ciclos culturais mais curtos e novas prticas culturais; a rega deficitria no foi considerada neste cenrio
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sendo melhoradas para responder s exigncias do clima futuro, por exemplo, quanto a alteraes trmicas referentes quer a necessidades de frio, quer a resistncia a altas temperaturas; (2) os mtodos e sistemas de rega capazes de diminuir/controlar os usos no benficos da gua vo sendo progressivamente adotados, i.e., desenvolvimentos quanto a equipamentos e modelos e apoio aos agricultores. Os resultados apontados por Saadi (2012) em estudo ainda em publicao so otimistas quanto produtividade da gua em regadio.
As alteraes climticas, nomeadamente referentes a temperatura e humidade, so esperadas favorecer doenas e pragas e o aparecimento de doenas tipicamente tropicais em latitudes mais elevadas (cf. Anderson et al., 2004). No cmputo geral, sero de esperar aumentos no uso de pesticidas. Chen e McCarl (2001) analisaram o uso de pesticidas nas culturas do milho, algodo, batata, soja e trigo em alguns estados dos E.U.A., perante dois cenrios alternativos. Exceptuando o caso do trigo num dos cenrios, o uso de pesticidas aumentaria, havendo casos em que as percentagens de aumentos projetados seria superior a 20%. Os viticultores de Frana, Itlia e Alemanha preveem grandes aumentos de doenas e esto pessimistas em relao quantidade e qualidade do vinho (Battaglini et al., 2009).
Fig. 8. Alteraes ao rendimento rural (USD/ha/ano) no Brasil devido s alteraes climticas. (Mendelsohn et al., 2007)
de os diminuir agindo como sorvedouro, nomeadamente no que se refere ao sequestro do carbono (ver ipcc, 2007c). No entanto, a adaptao essencial da sociedade e na forma como esta vai agir sobre a agricultura e lhe proporcionar meios e medidas de adaptao. No bastar que a sociedade exija que o uso da gua deva ser mais eficiente, necessrio que proporcione condies s sociedades rurais para adotar as medidas de adaptao necessrias. Tal inicia-se com a investigao e dever concluir-se no crdito e assistncia aos agricultores, em particular os pequenos. A adaptao nos aspetos no tecnolgicos tem que receber prioridade dado que a adaptao tecnolgica isoladamente no parece estar altura dos desafios desencadeados pelas alteraes climticas. necessrio que os desequilbrios devidos s alteraes climticas no provoquem maiores desigualdades sociais. Merece a pena abordar estes problemas na relao entre alteraes climticas, recursos hdricos e agricultura (Fig. 10). Por um lado, os impactos nos recursos hdricos fazem-se sentir direta ou indiretamente sobre a agricultura. Por outro, as medidas de mitigao e adaptao visando os recursos hdricos interessam de forma clara os setores utilizadores. Como a agricultura
Fig. 9. Representao esquemtica das inter-relaes entre impulsionadores de processos, alteraes climticas, impactos e vulnerabilidades das atividades humanas, condicionantes antropognicas e medidas de mitigao e de adaptao (Pereira et al., 2009)
Fig. 10. Impactos das alteraes climticas sobre os recursos hdricos e medidas de adaptao e mitigao focando a quantidade e qualidade da gua (adaptado de Pereira et al., 2009)
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ao mesmo tempo produtora e utilizadora dos recursos hdricos, as medidas que lhe interessam tanto so de carter especfico como global. Merece referncia a necessidade de conservao da gua. As nossas civilizaes desenvolveram-se a partir do uso conservativo dos recursos; natural que perante os desafios das alteraes climticas o uso conservativo seja condio base da sustentabilidade em agricultura. Concluindo, muito importante reconhecer que algumas componentes da adaptao no so
tecnolgicas: no haver adaptao sem educao, sem conscincia pblica dos problemas relativos a recursos e a ambiente, sem gesto participada, sem governao democrtica. Se assim no for, os pequenos produtores desaparecem e novos problemas sociais iro somar-se aos que j conhecemos e que as alteraes climticas iro exacerbar. Os desafios so grandes mas podem ser resolvidos se a equidade entre pessoas, regies e pases for assumida como valor essencial em democracia.
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Introduccin
El Uruguay se encuentra en un momento de inflexin en lo que respecta a la inclusin del riego en los cultivos de verano, principalmente maz, soja y sorgo, y en los cultivos forrajeros. En efecto, en los ltimos aos el crecimiento de esta prctica en sistemas de produccin que anteriormente se hacan en secano, ha sido exponencial. El incremento del precio de la tierra, de los insumos y de los productos agropecuarios han sido determinantes para hacer rentable la inclusin del riego en los sistemas de produccin agrcolas, lecheros y agrcola-ganaderos intensivos. Sin embargo, este crecimiento en las reas regadas no ha sido acompaado en similar medida por la formacin de tcnicos y productores en los conceptos bsicos para el diseo y la operacin del riego. En efecto, en cualquier recorrida por predios con riego es muy frecuente observar equipos mal diseados o mal operados, desconocimiento de la capacidad de almacenamiento del suelo, desconocimiento de las dosis de riego que se estn aplicando, frecuencias de riego que no toman en cuenta el consumo del cultivo, etc., todo lo cual se traduce en muy bajas eficiencias del riego, y por lo tanto una respuesta muy marginal de los cultivos. Por supuesto que tambin hay muchos establecimientos en que se maneja muy bien el riego. El objetivo de este artculo es plantear los conceptos bsicos a tener en cuenta para disear y operar correctamente los sistemas de riego, de forma de maximizar la respuesta de los cultivos
pero con un uso eficiente del agua y por lo tanto con menores costos energticos.
Qu es regar bien?
Regar bien es darles a las plantas la cantidad de agua necesaria en el momento oportuno, es decir, antes que el contenido hdrico del suelo les genere un estrs que disminuya su rendimiento. Pero esta cantidad adecuada de agua debe aplicarse de forma uniforme en toda la parcela. Cuanto ms desuniforme sea la aplicacin, mayor ser el volumen de agua aplicado para que toda la parcela quede bien regada. Lograr lo anterior es relativamente sencillo para cualquiera que maneje los conocimientos necesarios para el diseo. Sin embargo, un buen diseo es el que logra esos objetivos de la manera ms econmica, tanto en los costos de inversin como en los operativos. Finalmente, y esto es una demanda cada vez ms sentida por los productores, los sistemas bien diseados deben ser necesariamente fciles de operar.
Un suelo, despus de recibir lluvias abundantes tiene todos sus poros (macro y microporos) llenos de agua. Esta condicin se llama Suelo Saturado (SS). Por la falta de oxgeno las races no estn en condiciones adecuadas para absorber el agua. El agua de los macroporos no puede ser retenida por el suelo por lo que, si no hay impedimentos fsicos como una capa impermeable, despus de 24 a 72 horas (los tiempos son mayores cunto ms pesado sea el suelo) stos se vacan, quedando los microporos llenos. Esta condicin del suelo se llama Capacidad de Campo (CC) y es la situacin ideal para la absorcin de agua por parte del cultivo. A medida que el cultivo va extrayendo agua, sta va quedando cada vez ms retenida por la matriz del suelo, hasta un punto en que el cultivo ya no es capaz de seguir extrayendo, a pesar que an queda agua en el suelo. Esta condicin se llama Punto de Marchitez Permanente (PMP) y en esta situacin el cultivo muere. De acuerdo a lo anterior, el cultivo puede extraer slo el agua comprendida entre CC y PMP. Esa cantidad se llama Agua Disponible (AD). Pero como ya fue dicho, a medida que el suelo se va secando al cultivo le cuesta ms extraer. Hay un momento en que, a pesar de seguir extrayendo las cantidades no son suficientes para satisfacer la demanda atmosfrica y el cultivo sufre estrs, disminuyendo su rendimiento final. A este punto, que separa el contenido de agua en que la extraccin se da en confort hdrico del contenido en que la extraccin se da con estrs, es conocido como Umbral de Riego (UR). Este punto tambin se puede expresar como el porcentaje mximo de agotamiento del AD para no sufrir estrs (p%). El UR y el p% dependen del cultivo, de su etapa de desarrollo, del tipo de suelo y de la demanda atmosfrica. La Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura (fao, por su sigla en ingls), en el Manual N 56 (Allen et al., 1998), incluye un listado de los p% recomendados para todos los cultivos, para suelos y demandas atmosfricas medias1. La parte del AD entre CC y UR se conoce como Agua Fcilmente Disponible (AFD).
1 26 Este manual se puede bajar de Internet.
En conclusin, un riego correcto consiste en dejar secar el suelo hasta llegar al UR, en ese momento aplicar una cantidad de agua igual al AFD y llevarlo nuevamente a CC. Cuando se riega, esa cantidad igual al AFD se conoce como Lmina Neta (LN). La Metodologa para determinar los parmetros hdricos de un suelo a campo, es un documento que describe minuciosamente los pasos a seguir, ste est disponible en la pgina web del 2 Seminario Internacional de Riego en Cultivos y Pasturas.2
den obtener dos tipos de informacin diferente, segn el objetivo que se busque: en Banco de Datos Agroclimtico, se obtienen datos histricos que permiten hacer estudios probabilsticos sobre necesidades de agua del cultivo; y en Observaciones Agrometeorolgicas Diarias, se accede a los datos diarios, no en tiempo real pero si con unos pocos das de retraso. Se elige la ee de inia ms cercana al predio a regar, y se elige para la fecha de inters el botn variables. A continuacin se despliega un listado con los valores de todas las variables meteorolgicas ocurridas ese da en esa EE. De todos esos, el que es de inters a estos efectos es la ETo, que en la planilla est nombrada Penman.
la siembra hasta que el cultivo emergi y tiene las primeras hojas, ii. Etapa de desarrollo, que es hasta que el cultivo cubre el espacio asignado, iii. Etapa de mximo, que es hasta que las primeras hojas comienzan a amarillear, iv. Etapa de decrecimiento, que es hasta la cosecha. ii Las fechas en que se cumplen estas etapas fenolgicas las debe fijar el tcnico en funcin de su conocimiento de los cultivares utilizados y del comportamiento de los mismos en esos suelos y ese clima. iii La FAO presenta una tabla con los valores de Kc para cada cultivo. En dicha tabla se dan tres valores: Kc inicial, Kc medio y Kc final. iv Se construye un grfico en el cual en el eje de las X se ponen las fechas y en el eje de las Y los Kc. v El Kc inicial es igual para toda la etapa inicial, el Kc medio es el mismo para toda la etapa de mximo, el Kc final es un valor puntual al momento de la cosecha. En el grfico, el Kc inicial y el Kc medio quedan como lneas horizontales en las etapas i y iii. vi Se une con una lnea recta el valor del Kc inicial al final de la etapa i. con el Kc medio al inicio de la etapa iii. Se une con una lnea recta el valor del Kc medio al final de la etapa iii. con el valor del Kc final.
Caudal de riego
El caudal de riego necesario para cubrir el consumo del cultivo depende de la ETc mxima durante el ciclo del cultivo, de la superficie de cultivo, de cuntas horas se rieguen por da y de la eficiencia del mtodo de riego. Se calcula como:
la LN en la profundidad radicular, y cuando se llega a ese valor se riega nuevamente. Si bien es necesario hacer siempre el balance hdrico, tambin es necesario hacer chequeos de contenido de agua en el suelo para verificarlo. Estos chequeos se pueden hacer con diferentes mtodos, de hecho existen equipamientos muy sofisticados para tomar medidas continuas en tiempo real del contenido de agua en el suelo. Sin embargo, a los efectos de verificar o corregir los riegos es suficiente con que 24 horas despus de regar se excave y se verifique hasta qu profundidad lleg el agua. Si lleg a la profundidad radicular se est regando bien, si traspas esa profundidad se est regando en exceso y si no lleg a sta, el riego fue deficitario.
A modo de ejemplo, para regar una hectrea de maz con una ETc de 7,2 mm da-1, regando durante 12 horas por da, con un equipo de riego que tiene una eficiencia del 75%, se precisar: 7,2 * 1 * 10 / 12 / 0,75 = 8 m3 hora-1 = 8000 L hora-1
Lmina Bruta
Ya fue dicho que el cultivo precisa una cierta cantidad de agua (LN) cada cierto perodo de tiempo (FR). Sin embargo, para que quede disponible para el cultivo la LN se debe aplicar una cantidad mayor de agua, ya que todos los sistemas de riego tienen ineficiencias. Esa cantidad de agua que efectivamente se debe aplicar es la lmina bruta (LB). La lmina bruta se calcula como: LB = LN / Ef
Frecuencia de riego
Se le llama frecuencia de riego (FR) al perodo que pasa entre un riego y el siguiente. Este perodo es lo que demora el cultivo en consumir la lmina neta (LN). A partir del momento en que un cultivo alcanza su mximo desarrollo radicular, la LN se vuelve un valor constante. Por lo tanto, el cultivo demorar ms o menos en consumirla segn la ETc sea menor o mayor. Por lo anterior se desprende que la FR no ser constante sino que ser variable a lo largo del ciclo del cultivo. Sin embargo, a los efectos del diseo de los equipos de riego, se debe calcular la FR para el perodo de mayor ETc, por lo tanto ser la menor FR. Cuando se est manejando el riego y hay que decidir cundo se debe regar nuevamente, se hace un balance hdrico en el que las entradas son el riego aplicado (LN) y la lluvia efectiva. Este ltimo concepto implica no la totalidad de la precipitacin, sino slo aquella que qued almacenada en la profundidad radicular. Por otro lado, la salida de este balance hdrico es la ETc del cultivo, calculado con los datos de ETo reales correspondientes a esa semana, corregidos por el Kc correspondiente a la etapa fenolgica del cultivo. Se permite un dficit acumulado igual a
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zona radicular, por escurrimiento al pie de la parcela, por deriva por efecto del viento fuera de la parcela, por evaporacin antes de llegar al suelo, o por evaporacin desde la superficie del suelo o de la cubierta vegetal. Siendo rigurosos, la evaporacin del suelo o de la cubierta no se pueden considerar una prdida en su totalidad. Se suele asumir que en los riegos por superficie las prdidas ms importantes se dan por percolacin profunda y escurrimiento al pie y en los riegos por aspersin las mayores prdidas son por evaporacin directa y deriva por el viento. La uniformidad de distribucin (DU) es un concepto que cuantifica que tan homogneo es el riego en toda la parcela. Si la DU es baja, significa que hay zonas de la parcela que reciben una cierta cantidad de agua y otras que reciben mucho menos. Para que estas ltimas zonas reciban la LN, es necesario que las otras zonas queden muy sobreirrigadas. Pereira (1999) establece que la uniformidad de distribucin funciona como el indicador que caracteriza al sistema, mientras que la eficiencia de aplicacin (ea) caracteriza la gestin del mismo en dependencia de las limitaciones impuestas por el sistema. Un equipo de riego con una baja DU implica que para una misma LN la LB a aplicar deber ser mayor. Es decir, que se utiliza ms agua y se gasta ms energa. A pesar de lo anterior, no se puede asumir que cuanto mayor sea la DU ms rentable ser el riego. En efecto, lo normal es que un equipo para tener una mayor DU tenga mayores costos de inversin. O sea que la DU ms rentable responder a un balance entre los mayores costos operativos producto de una baja DU y los mayores costos de inversin producto de una alta DU.
No existe el mejor mtodo de riego, sino que existe un mtodo de riego que es el ms apropiado para una situacin particular dada. Esa situacin comprende el suelo (textura y profundidad), la topografa (pendiente, microrrelieve), la fuente de agua (caudal, volumen, disponibilidad, calidad, precio), el cultivo (sensibilidad, valor, manejo), mano de obra (disponibilidad, costo, capacitacin), energa (tipo, costo) y el productor (disponibilidad financiera, idiosincrasia, capacidad de gestin).
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do, puede tener una mala eficiencia del uso del agua y un elevado uso de mano de obra.
Su principal desventaja es la necesidad de mano de obra para el desarmado, traslado y armado de las tuberas. Este aspecto se puede mejorar pero aumentando la inversin. Es ms complicado an en cultivos en lnea pues en este caso se estar trabajando en el barro. Para lograr un riego correcto se tiene que cumplir con los siguientes criterios de diseo: i. El espaciamiento entre aspersores debe ser aproximadamente un 60% del dimetro mojado para que el riego sea uniforme. ii. La intensidad de precipitacin del equipo no debe superar la velocidad de infiltracin del suelo, para que no haya escurrimiento. iii. La variacin de presin en el lateral no debe superar el 20%, para que la variacin de caudal en el lateral sea menor al 10%.
Aspersin porttil
Consiste en un conjunto de emisores, llamados aspersores, que cada uno por separado riega un crculo de unos 6 a 30 m de dimetro. Instalados sobre una tubera rgida con cierto solapamiento entre ellos, riegan una faja continua de terreno. Una vez regada esa faja, se corre todo el equipo a una nueva posicin y se riega otra faja. Se adapta a cultivos en lnea de porte bajo y a cultivos densos, en superficies chicas o medianas. Sus ventajas son los costos de inversin y los costos operativos medios. Si est bien diseado y operado, tiene buena eficiencia en el uso del agua.
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Tiene costos operativos medios y permite la automatizacin parcial del riego. Sus principales desventajas son sus altos costos de inversin y que la estructura del equipo es muy afectada por vientos fuertes. Tambin se precisa disponer de un tractor para desenrollar la tubera al inicio del riego en cada faja.
mal diseado u operado puede tener una mala eficiencia del uso del agua
Pivote central
Consiste en una tubera rgida de 400 a 600 m de longitud, con aspersores de baja presin (boquillas) distribuidas a lo largo de la misma y montada sobre torres con ruedas automotrices. Todo ese conjunto gira (pivotea) alrededor de un punto central regando un crculo de unas 50 a 100 hectreas. Se adapta a todos los cultivos y pasturas, en superficies grandes. Sus principales ventajas son la alta automatizacin del riego y los costos operativos medios. Si est bien diseado y operado se obtiene una muy buena uniformidad del riego. Sus desventajas son los altos costos de inversin, la necesidad de un rea importante de cultivos concentrada y su poca movilidad. Si est mal diseado u operado, puede tener una mala eficiencia del uso del agua. Un problema muy frecuente en nuestro pas, dadas las pendientes predominantes y los tipos de suelo, es el escurrimiento superficial en el extremo del pivote. Es importante tener en cuenta las recomendaciones de Tarjuelo (2005), quien seala que para pendientes mayores al 3%, la dosis mxima de riego para no tener escurrimiento es de 13 y 8 mm para suelos francos y arcillosos, respectivamente. Para pendientes mayores al 5%, la dosis mxima recomendada para ambos tipos de suelo es de menos de 3 mm.
Can autoenrollable
Consiste en un aspersor gigante (can) que en algunos casos mojan crculos de ms de 100 m de dimetro. Para lograr esto tiene que trabajar a una presin muy alta. Va conectado al mismo carretel enrollador que el ala sobre carro, por lo que la operativa de riego es similar. Se adapta a todos los cultivos y pasturas en superficies medianas y grandes Sus principales ventajas son la facilidad del riego, su versatilidad y movilidad, lo que permite usarlo para riegos estratgicos. Sus desventajas son los altos costos de inversin, los muy altos costos operativos, la uniformidad del riego es muy afectada por el viento. Si est
Resumen general
La Tabla 1 resume cules son las situaciones de tamao y cultivos a regar, en las que cada uno de los sistemas de riego descriptos mejor se adapta. La Tabla 2 sintetiza cmo son los costos de inversin y operativos para cada uno de ellos. Como ya fue dicho en la introduccin, la mejor solucin es nica e intransferible para cada situacin particular.
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Tabla 1. Situaciones de mejor adaptacin (sombreado en gris) de cada sistema de riego. Superficies chicas Cultivos Surcos Melgas Aspersin porttil Irripod, K-line Ala sobre carro S.A.R. Can Pivote central Pasturas Superficies grandes Cultivos Pasturas
Tabla 2. Costos de inversin y operativos (sombreado en gris) de cada sistema de riego. Costos de inversin Bajos Surcos Melgas Aspersin porttil Irripod, K-line Ala sobre carro S.A.R. Can Pivote central Medios Altos Bajos Costos operativos Medios Altos
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Introduccin
La agricultura nacional se ha modificado significativamente en los ltimos aos, no slo en la superficie asignada, la cual se ha multiplicado aproximadamente por cuatro entre 2000 y 2011, diea, mgap(2012), sino en sus caractersticas principales: de una actividad mayoritariamente invernal, para consumo interno y desarrollada en sistemas productivos integrados por cultivos y pasturas, se ha transformado en una actividad principalmente estival, orientada mayoritariamente a la exportacin y con un porcentaje elevado de la superficie realizado en agricultura continua. Un aspecto relevante a considerar en este crecimiento de la superficie de cultivos es la incorporacin de cambios tecnolgicos importantes, fundamentalmente en los cultivos de verano, sin embargo las incorporaciones tecnolgicas no han provocado aumentos en los rendimientos (Garca, 2011). Se destacan entre los cambios producidos la adopcin masiva de la siembra directa, la utilizacin generalizada de materiales genticamente modificados, la incorporacin de nuevas molculas en los defensivos agrcolas y la modernizacin del parque de maquinaria utilizado que permite el desarrollo de las labores de siembra, aplicaciones y cosechas con mayor eficiencia y precisin. Con las transformaciones producidas en la agricultura, se han modificado tambin las limitantes ambientales y los principales problemas del manejo que tienen actualmente los cultivos en relacin a los que se presentaban anteriormente.
Los cultivos de invierno muestran como problemas principales la sanidad y la disponibilidad de nitrgeno, generalmente asociado a condiciones de excesos hdricos y bajas temperaturas. La eleccin de materiales genticos resistentes o tolerantes a enfermedades, la aplicacin de defensivos agrcolas y las decisiones ajustadas en relacin a la fertilizacin nitrogenada son aspectos claves en el manejo y en la productividad de los cultivos de trigo y cebada. En cambio, en los cultivos de verano realizados en secano los problemas son diferentes, la limitante principal de los ambientes de produccin en primavera y verano es la disponibilidad hdrica y por ende la determinante principal del rendimiento. Cuando la disponibilidad de agua no se adecua a los requerimientos de los cultivos en las diferentes etapas de desarrollo, los rendimientos de los cultivos disminuyen su potencial. La disponibilidad hdrica de los cultivos de verano est determinada por la influencia de tres factores relacionados a la oferta y demanda de agua para los cultivos: a) estacin de crecimiento limitada por las temperaturas, esto determina que las etapas de desarrollo de mayor jerarqua en la determinacin del rendimiento se ubiquen principalmente en los meses de mayor demanda atmosfrica. b) la capacidad de almacenamiento de agua disponible de los suelos es relativamente baja y cubre como mximo entre el 20 y 30% del consumo de agua de los cultivos, esta limitacin provoca directamente una gran dependencia de las recargas.
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c) las recargas de agua de los suelos provienen casi exclusivamente de las precipitaciones (PP) y el comportamiento de estas es altamente variable, tanto en volumen como en intensidad y en general no cubre las demandas de los cultivos en las etapas crticas de determinacin del rendimiento. En ese entendido, la disponibilidad hdrica en los cultivos de verano realizados en secano provoca la variabilidad de los rendimientos en grano obtenidos y la frecuente ausencia de condiciones hdricas para lograr rendimientos elevados. El rendimiento potencial es el mayor rendimiento que se puede obtener en un ambiente de produccin con determinado genotipo. Se encuentra determinado por factores no modificables del ambiente como la radiacin solar, las temperaturas y los suelos. As como por factores de manejo modificables como el arreglo espacial y la fecha de siembra. Se determina en ausencia de factores limitantes como la disponibilidad de agua y nutrientes y de factores reductores del rendimiento como los daos causados por plagas, malezas y enfermedades. La informacin nacional sobre rendimientos potenciales en cultivos de verano es escasa, ya que mayoritariamente la investigacin en cultivos estivales, excepto el arroz, se ha realizado en secano. Para trabajar en cultivos con riego suplementario, el conocimiento del rendimiento potencial posee valor como punto de referencia
para el estudio de las brechas de rendimiento, en los diferentes aspectos tecnolgicos entre los que se destaca la definicin del manejo de agua. En ese entendido, conocer la respuesta productiva de los cultivos de verano a diferentes disponibilidades hdricas es un aspecto relevante para poder definir la estrategia de manejo del agua de riego ms adecuada a las condiciones del pas. Este trabajo tuvo por objetivo principal determinar los rendimientos potenciales de maz, soja y sorgo, y cuantificar las disminuciones que ocurren en el rendimiento potencial por causa de deficiencias hdricas en diferentes etapas de desarrollo de los cultivos.
Resultados
Rendimiento potencial
Se muestra en la Figura 1, los rendimientos en grano obtenidos en maz y soja en 2009, 2010 y 2011 y en sorgo en 2010 y 2011, en condiciones de disponibilidad hdrica no limitantes. En maz se observa que los rendimientos variaron entre 13500 y 15300 Kg/ha aproximadamente en los tres aos estudiados. En el primer ao experimental (2009-2010) prevalecieron los excesos hdricos a causa de la ocurrencia de PP abundantes (ao Nio), las cuales triplicaron a los promedios. Las condiciones del ao determinaron que en parte del ciclo se presentara
Figura 1. Rendimientos en granos (Kg/ha) de maz, soja y sorgo, sin deficiencias hdricas.
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baja radiacin solar debido al elevado nmero de das nublados y temperaturas medias inferiores a las normales dado el gran nmero de eventos de PP (40). En 2010-2011 y 2011-2012, las condiciones climticas no presentaron eventos extremos y los rendimientos de maiz fueron similares en ambos aos y en el entorno de 15 t/ ha de grano. Los rendimientos de maz obtenidos entre 2009 y 2011 coinciden con los logrados por diferentes autores en trabajos anteriores (Roselli y Texeira, 1998; Gimnez, 2000; Puppo et al. citado por Baccino y Formoso, 2002; Gimnez et al., 2002), obtenidos con diferentes materiales genticos y en distintas regiones del pas. De acuerdo a la informacin lograda se puede deducir que el rendimiento potencial de maz en los ambientes de produccin agrcola del pas en condiciones climticas normales, se encuentra en el entorno de 15 t/ha de grano. En soja los rendimientos en los ensayos variaron entre 4885 y 7275 Kg/ha, en el primer ao experimental los rendimientos obtenidos fueron los ms bajos debido a que estuvieron afectados por similares condiciones climticas a las explicitadas en maz, excesos de PP y como consecuencia baja radiacin solar incidente, la cual afect la produccin de biomasa, esto produjo una disminucin del nmero de granos/m2 y del rendimiento. Los rendimientos de soja en 2010-2011 fueron de 7275 Kg/ha aproximadamente 1 t/ha superiores a los obtenidos en el ao siguiente. Cabe aclarar que en 2011-2012 en el periodo crtico (PC), ubicado mayoritariamente durante febrero, las PP superaron los 320 mm en ocho eventos. En cambio, en 2010-2011 hubo slo cuatro eventos de lluvias en el PC y el volumen de las mismas totaliz 220 mm. El rgimen de PP del segundo ao experimental (2010-2011) provoc que hubiera una mayor radiacin solar incidente, estas condiciones permitieron fijar y sostener un nmero de granos/m2 superior y lograr los mayores rendimientos. En soja no se encontraron trabajos nacionales actuales en condiciones de riego, de todas maneras Bounjour et al. (2010), lograron 6200 Kg/ ha en un ao de buena disponibilidad hdrica y en secano. Asimismo, se constat que los rendimientos obtenidos en los ensayos entre 2009 y
2011 son elevados a nivel regional (Bacilaluppo et al., 2006; Farias et al., 2006). En sorgo granfero los rendimientos variaron entre 10500 y 13400 Kg/ha aproximadamene, se obtuvo mayor productividad en 2011-2012 que en 2010-2011, la razn que justifica el comportamiento productivo es que durante el PC del ao 2011-2012 las PP fueron escasas (74 mm), en cambio en el ao anterior las PP durante el PC fueron abundantes y totalizaron 272 mm. La disponibilidad hdrica para sorgo fue acorde a los requerimientos en ambos aos, no obstante las mejores condiciones de radiacin solar y temperaturas del ao ms seco favoreci la mayor fijacin de biomasa y la transformacin de la misma en grano. Son escasos los antecedentes nacionales en riego en esta especie y con resultados variables, sin embargo Fassio et al., 2002, lograron rendimientos del orden de 15 t/ha.
Produccin de biomasa
En la Figura 2, se muestra la produccin total lograda de materia seca en maz, soja y sorgo, en los diferentes aos estudiados. Se destaca la elevada produccin de biomasa de las especies de tipo fotosinttico C4 como maz y sorgo en relacin a soja. En maz y soja la merma en la produccin en 2009-2010, estuvo directamente relacionada a las caractersticas climticas del ao ya comentadas, las cuales provocaron una menor deposicin de biomasa total en relacin a los aos siguientes, afectando directamente al rendimiento en grano. Cabe indicar que en soja adems en 2009-2010 por las condiciones climticas la fecha de siembra se realiz en los primeros das de diciembre, en cambio en los aos siguientes se sembr en noviembre, este efecto reductor del rendimiento se adicion a los excesos hdricos mencionados. En maz la deposin de biomasa en los dos aos siguientes fue similar y de 24 t/ha aproximadamente. En soja en los aos 2010-2011 y 2011-2012 la produccin de materia seca total fue similar y de 16 t/ha, no obstante la transformacin en grano en 2010-2011 fue superior que en 20112012, como fuera analizado anteriormente. En sorgo la produccin de materia seca total fue mayor en 2011-2012 logrando 26 t/ha aproxi37
Figura 2. Produccin de materia seca total (Kg/ha) en maz, soja y sorgo en los tres aos estudiados.
madamente debido a la elevada produccin de granos afectada por las mejores condiciones de radiacin solar y temperaturas durante el PC.
do el nmero de granos fijado por superficie y como consecuencia el rendimiento. En soja las prdidas de rendimiento por deficiencias hdricas, en las etapas ms crticas para la determinacin del rendimiento, fueron similares porcentualmente a las cuantificadas en maz y del orden de 45 a 50% del rendimiento potencial. El PC en soja ocurre durante las etapas finales de fructificacin y de llenado de grano, R4-R6 (Ferh y Caviness, 1977), en etapas reproductivas avanzadas, esto determina que las posibilidades de compensacin posteriores en el ciclo, sean escasas. La soja es un cultivo altamente sensible a las deficiencias hdricas y es la principal limitante para expresar los rendimientos potenciales que posee el cultivo (Farias,
Figura 3. Prdidas de rendimiento (Kg/ha) provocadas por deficiencias hdricas en el PC en maz, soja y sorgo.
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2011), esto se debe a los efectos directos que causa la falta de agua en el crecimiento y a los efectos indirectos en la fijacin biolgica de nitrgeno, esta se ve afectada negativamente por condiciones de estrs hdrico (Santos, 2009). En sorgo la disminucin del rendimiento por deficiencias hdricas en la etapa crtica de determinacin del rendimiento (entorno de la floracin), vari entre 29 y 34% del potencial. La disminucin del rendimiento fue menor que en maz y soja. Este tipo de respuesta se debe a los mecanismos de tolerancia a la falta de agua que el cultivo presenta se destacan el mantenimiento de los estomas abiertos en condiciones de bajo potencial hdrico del suelo, el recubrimiento de hojas y tallos por una capa cerosa que evita prdidas de agua y un sistema radicular desarrrolado que permite una buena eficiencia en la absorcin de agua. Estas caractersticas otorgan al cultivo mayor tolerancia a situaciones de estrs hdrico que las que presentan maz y soja. En la Figura 4 se muestra las disminucin del rendimiento causada por la ocurrencia de deficiencias hdricas acumuladas en la etapa vegetativa y el PC, en maz, soja y sorgo. En maz las prdidas de rendimiento por deficiencias hdricas acumuladas variaron en los aos estudiados entre 48 y 56% del rendimiento potencial. Se constat un pequeo incremento en las prdidas evaluadas con deficiencias hdricas durante el PC. Se deduce que las deficiencias
ocurridas en la etapa vegetativa, no son de gran significacin sobre el rendimiento. En soja las deficiencias acumuladas en las etapas vegetativa y el PC, presentaron una disminucin del rendimiento potencial que vari de 32 a 40%, inferior a las deficiencias que ocurrieron slo durante el PC. La explicacin para este comportamiento fue que el cultivo sin deficiencias en la etapa vegetativa presenta mayor tamao de planta y por ello se incrementa la competencia durante el PC en relacin a la que poseen los cultivos con deficiencias hdricas en la etapa vegetativa. Por ese motivo las plantas sin deficiencias en la etapa vegetativa afectan ms la fijacin de granos y el rendimiento final. En el caso de sorgo las deficiencias que se produjeron en la etapa vegetativa y que continuaron en el PC, presentaron una disminucin del rendimiento potencial del orden del 46%. Este cultivo como ya se indic posee mayor tolerancia a las deficiencias hdricas que maz y soja, sin embargo cuando las deficiencias se acumulan en la etapa vegetativa y el PC la disminucn del rendimiento es elevada y similar a la que ocurre en maz.
Consumo de agua
Se muestran en el Cuadro 1, los resultados del consumo de agua estimado para maz sin deficiencias hdricas en cada etapa de desarrollo y para el ciclo total.
Figura 4. Prdidas de rendimiento (Kg/ha) provocadas por deficiencias hdricas en etapa vegetativa y PC de maz, soja y sorgo.
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Cuadro 1. Consumo de agua (mm) estimado en maz en tres aos de evaluacin Etapa Ao Vegetativa 2009 2010 2011 134 159 177 Entorno de Floracin 2009 2010 185 225 2011 243 Llenado de grano 2009 2010 141 215 2011 183 Total 2009 2010 2011 460 599 603
El maz fue el cultivo que present el mayor consumo de agua. En 2009-2010, ao con PP extremas, el consumo fue el menor registrado en los tres aos evaluados, en los otros dos aos estudiados el consumo de agua se increment en todas las etapas, y en el ciclo total en 140 mm aproximadamente. En el PC, el maz consumi entre 38 y 40% del total de agua consumida en el ciclo, se deduce de esta informacin que el consumo durante el PC es cuantitativamente importante, adems de la conocida importancia del agua en la fisiologa del rendimiento. En siembras de primera, el entorno de la floracin coincide temporalmente con demandas atmosfricas elevadas, es una etapa de corta duracin (30 das) y de elevado consumo de agua. En el Cuadro 2 se muestra el consumo de agua en soja en las diferentes etapas de desarrollo y durante el ciclo. Se observa, que al igual que en maz, en el ao 2009-2010 la soja present menor consumo y en los otros dos aos el consumo de agua fue similar y cercano a 500 mm. Cabe indicar que el material gentico utilizado fue del GM V. El consumo de agua en los cultivos se encuentra directamente asociado a la duracin del ciclo y en este cultivo la variabilidad en ciclos es amplia. Se observa que a partir de la floracin (R1-R2) y hasta el llenado de grano (R6) el consumo vari de 66 a 69% del consumo total. Entre R1 y R6 ocurren las etapas ms importantes del ciclo en
la determinacin del rendimiento y el consumo de agua es proporcionalmente elevado . El periodo ms crtico en la determinacin del rendimiento ubicado entre fines de la fructificacin y el llenado de grano (R4-R6), present consumos de agua que variaron entre 30 y 38% del consumo total. La ubicacin temporal del periodo ms crtico de determinacin del rendimiento en soja depende del GM y de la fecha de siembra. En GM medios (V y VI) que son los ms utilizados en el pas y en fechas de siembra de noviembre, el PC se ubica principalmente durante febrero. Las etapas de mayor consumo de agua (R1-R3), en esas condiciones condiciones, ocurren principalmente en enero que es el mes de mximas demandas. En el Cuadro 3 se muestra la estimacin del consumo total y por etapas de desarrollo para el cultivo de sorgo. Se observa que el sorgo es el cultivo con menor consumo total de agua de los tres evaluados, en ambos aos. En forma similar a maz se destaca que la proporcin de consumo de agua en el entorno de la floracin ocupa entre 35 y 43 % del total, siendo la etapa de mayor consumo. Esto se debe, a la coincidencia temporal entre el PC y las mayores demandas atmosfricas que ocurren en enero. Cabe destacar que el sorgo adems de los mecanismos de tolerancia a las deficiencias de agua, presenta menores consumos totales que maz y soja para los materiales de los ciclos estudiados.
Cuadro 2. Consumo de agua (mm) estimado en soja en tres aos de evaluacin Etapa Ao Vegetativa 2009 2010 2011 65
40
71
82
Cuadro 3. Consumo de agua (mm) estimado en sorgo en dos aos de evaluacin Etapa Ao Vegetativa 2010 111 2011 125 Entorno de Floracin 2010 141 2011 209 Llenado de grano 2010 118 2011 146 Total 2010 409 2011 480
Consideraciones finales
Los rendimientos potenciales obtenidos variaron en maz de 13,5 a 15,3 t/ha, en soja de 4,9 a 7,3 t/ha y en sorgo de 10,5 a 13,5 t/ha aproximadamente, dependiendo fundamentalmente del rgimen pluviomtrico. En el ao con excesos de PP los rendimientos potenciales fueron menores. Las prdidas de rendimiento causadas por deficiencias hdricas durante el PC fueron las ms importantes, en maz variaron de 6,1 a 7,7 t/ha, en soja de 2,5 a 3,2 t/ha y en sorgo de 3,1 a 4,5 t/ha. El consumo total de agua sin restricciones fue estimado en maz entre 460 y 600 mm, en soja entre 420 y 520 mm y en sorgo entre 410 y 480 mm. Se destaca el PC como la etapa de mayor consumo en maz y sorgo y la floracin e inicios de fructificacin (R1-R3) en soja. Los resultados muestran el elevado rendimiento potencial de los cultivos de verano estudiados. Es esperable que un alto porcentaje del mismo se pueda concretar en cultivos comerciales en la
medida que se ajuste el manejo y principalmente se levanten las restricciones hdricas a travs de riego suplementario, ya que las limitantes en la disponibilidad de agua que presentan los cultivos en secano, obedecen a factores no modificables a traves de otras medidas de manejo.
Agradecimientos
El autor desea agradecer al inia por el financiamiento del proyecto fpta N 261 desarrollado entre 2009-12 en la eemac de la Facultad de Agronoma. A los becarios de investigacin Richard Arvalo, Andrs Ferrz y Esteban Fagndez por el esforzado trabajo de campo y laboratorio realizado. A los tesistas Juan. P. Grasso, Agustn Montero, Joaqun Grasso, Ana Rosa, Martn Rameau, Gastn Canossa y Claudio Prieto por desarrollar sus trabajos finales con alta dedicacin. A los Bachs. Matas Gimnez y Gernimo Gimnez por su apoyo constante en los trabajos de campo y laboratorio.
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Introduccin
Los sistemas de produccin de basalto (4.000.000 ha aproximadamente) en la actualidad se enfrentan al desafo de emprender un camino de intensificacin con el objetivo de aumentar el beneficio econmico, sin perder de vista la sustentabilidad de los recursos naturales. La regin se caracteriza por la predominancia del aporte forrajero del campo natural, con estacionalidad en su produccin, donde el 60% es generado en los meses de primavera y verano. Adems existe una gran variabilidad entre aos, consecuencia de la variacin en las lluvias. El estrs hdrico es uno de los principales factores ecolgicos que impacta en los ecosistemas pastoriles de la ganadera extensiva. De acuerdo a la curva de crecimiento y produccin propuesta por Olmos (1997), existe alta probabilidad de ocurrencia de dficit hdricos en el perodo estival, que afectan negativamente la productividad del ecosistema al reducir la produccin de forraje de las pasturas naturales de acuerdo al tipo de suelo, y de drsticas reducciones de las poblaciones de especies forrajeras introducidas (Olmos, 2004). Las precipitaciones medias anuales en la regin basltica varan entre 1100 y 1300 mm. No existe una estacin lluviosa tpica, aunque en otoo y primavera se registran volmenes algo mayores a los del resto del ao. Si bien en promedio las precipitaciones se distribuyen regularmente durante el ao, ellas se caracterizan por grandes variaciones interanuales (Risso y Berreta, 2004).
El dficit hdrico se manifiesta generalmente a partir de noviembre y se prolonga hasta febrero. Adems, la acentuada variabilidad en las precipitaciones durante el verano genera un problema mayor en la produccin ganadera, ya que la imprevisibilidad de los fenmenos genera incertidumbre sobre cmo actuar en consecuencia. Es importante tener presente frases como las expresadas por Baethgen et.al. (2004): [] es muy posible que ninguno de los ltimos 90 aos se haya comportado en forma similar al ao promedio en relacin a las lluvias mensuales. Una alternativa tecnolgica para aumentar y estabilizar la oferta forrajera es la inclusin del riego en pasturas y forrajes, mediante riegos estratgicos con el objetivo de maximizar productividades en forrajes especializados en produccin de materia seca (MS) estival o con el fin de lograr el aumento de la persistencia de pasturas. A los efectos de evaluar la factibilidad de la implementacin del riego en pasturas es fundamental conocer los factores tcnicos relacionados a la respuesta vegetal al agua de las diferentes alternativas forrajeras recomendadas para la ganadera en basalto. En ltima instancia, la aplicacin de la tecnologa del riego estar determinada por el retorno econmico esperado, que tendr en cuenta el costo del volumen de agua (mm) aplicado y la respuesta productiva de las diferentes alternativas a regar. La inclusin del riego implica el manejo de variables que requieren importantes costos y tal vez llegar a su uso signifique uno de los peldaos ms altos en la toma de decisiones de la empresa (Prez Gomar, 2004).
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Desde el ao 2002 se han evaluado diferentes alternativas forrajeras con riego en la Unidad Experimental Glencoe. Para trbol rojo (Trifolium pratense L.) Estanzuela 116 se determinaron respuestas en produccin de forraje de 17 kg MS/ha/mm (Perez Gomar et al., 2008) y 9,5 kg MS/ha/mm y 7,2 kg MS/ha/mm para trbol blanco (Trifolium repens L.) Estanzuela Zapicn sin pastoreo o pastoreado respectivamente. (Prez Gomar, 2004). En el verano 2009-2010 se evalu la respuesta al agua y nitrgeno de la gramnea C4 Setaria sphacelata (Schumach.) Narok (Setaria), donde se registraron respuestas de 16 kg MS/kg N agregado y un aumento significativo del 578 kg MS/ha con riegos frecuentes en comparacin con el testigo sin riego (Prez Gomar et al., 2010). Mayores respuestas se logran con gramneas C4 anuales; experimentos realizados en 2007-2009 con Sorgo azucarado se obtuvieron producciones de 25 t MS/ha con la inclusin de riego diseado para maximizar la eficiencia del agua aplicada (Prez Gomar et al., 2008). Recientemente, con el objetivo de desarrollar mayor informacin en el marco del Fondo Concursable Interno de inia, se desarroll un proyecto referente al Desarrollo de Herramientas para el Uso y Manejo del Agua en Sistemas de Produccin. En este contexto se instal en 2010, el Sitio Experimental Tambores, en el Establecimiento San Bentos (Tambores, Paysand, Uruguay). Durante el primer ao se desarrollaron experimentos en sorgo forrajero y setaria que permitieron el ajuste de la metodologa e infraestructura necesaria. En el segundo ao los experimentos fueron dirigidos a obtener factores tcnicos de respuesta al riego de diferentes opciones forrajeras como son maz (Zea mays L.), sorgo forra-
jero (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense), Setaria, Festuca arundinacea Schreb. (Festuca), trbol rojo, trbol blanco, Lotus uliginosus Schkuhr Grasslands Maku y campo natural, en algunos casos para evaluar la respuesta a la fertilizacin con fsforo y nitrgeno en situaciones de riego y secano.
Resultados
El sitio experimental de basalto se encuentra sobre un Vertisol Eutrico Tpico, correspondiente a la Unidad de Suelos Itapeb-Tres rboles de la carta a escala 1:1.000.000 (d.s.f.). El ndice de Productividad coneat 153. La situacin inicial del suelo se caracteriz mediante anlisis qumico (Cuadro 1). La infiltracin, medida por el mtodo de doble anillo en el sitio fue 18,81 mm/hora para el campo natural, mientras que en la situacin de rastrojo de maz, fue de 11,16 mm/hora. El mtodo de riego utilizado en los experimentos de forrajeras es de aspersin convencional, utilizndose un ala piovana de 40 metros de ancho, conectada a un mecanismo auto-enrollable. La informacin climtica fue relevada a travs de una estacin meteorolgica automtica compuesta marca Decagon, que registra lluvia diaria (mm), temperatura (C), humedad relativa (%), velocidad de viento (km/hr) y radiacin (W/m2). El monitoreo de humedad en suelo se realiz mediante el uso de un equipo tdr, adems de seguimientos peridicos de determinacin por mtodo gravimtrico. En cada riego se utilizaron pluvimetros a los efectos de evaluar la lmina efectiva de riego en cada tratamiento.
Cuadro N1 Principales caractersticas qumicas del suelo (Tambores, Paysand) pH (H2O) 5,6 Ctrico g P/g 5,7 C.Org % 4,2 Ca meq/100g 20,3 A.Tit. meq/100g 7,5 Mg meq/100g 11,9 CICpH7 meq/100g 40,4 K meq/100g 0,5 Bases T. meq/100g 32,8 Na meq/100g 0,2 % Sat Bases 81,4
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Ante la escasez de informacin nacional referente a la aplicacin de riego en sorgo forrajero y ante la potencialidad del cultivo a los efectos de cubrir demandas forrajeras en momentos de marcados dficit, se realiz un experimento evaluando cuatro diferentes niveles de riego en sorgo forrajero hbrido Supergauchazo, cultivar que se utiliza como testigo comercial para la evaluacin nacional de cultivares (Perez, 2011). El diseo experimental fue de bloques completos al azar con tres repeticiones. Las parcelas de 10 m de ancho y 16 m de largo se muestrearon en el rea central de 2 m x 5 m a los efectos de disminuir el efecto borde debido a la aplicacin de riego. La evaluacin de produccin de forraje se realiz mediante una pastera de corte reciprocante -marca Gravelly- cuando el cultivo llegaba a 90 cm de altura, dejndose un rastrojo de 15-20 cm; esta decisin busc simular las condiciones de pastoreo en un manejo de defoliacin optima, a los efectos de obtener la mejor combinacin cantidad y calidad, sin buscar la productividad mxima total de forraje. Se realizaron conteos de planta, altura de planta y anlisis botnicos de las muestras, separndose en las fracciones hoja, tallo e inflorescencia, que a su vez se secaron en estufa a 60C para determinar el contenido de materia seca. Los tratamientos correspondieron a T0: secano, T1: 33%, T2: 66% y T3: 100% de reposicin de la lamina evapotranspirada, la cual se calcul tomando en cuenta los datos de evapotranspiracin Penman Monteith, lluvias registradas y riegos aplicados. El balance se realiz de forma diaria, mediante el uso del software Win Isareg Versin 1.3; para el cual se tom 60 cm de profundidad efectiva de suelos y los parmetros de 34% Humedad Volumtrica (HV) capacidad de campo y 18% HV marchitez permanente, del sitio. El umbral a partir del
cual se realizaron los riegos fue de 50% de agua disponible. Las lluvias en el periodo del cultivo fueron de 780 mm, los riegos efectuados en T1 fueron de 154 mm, en T2 184 mm, mientras que en T3 fue de 311 mm.
Cuadro N 2 Produccin de forraje (kg MS/ha) y respuesta al riego kg MS/ha/mm de sorgo forrajero hbrido Supergauchazo como respuesta al riego.
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terminante en el resultado. Los valores de 33% y 100% de reposicin resultaron deficitarios o excesivos para la produccin de forraje del sorgo forrajero. La menor produccin obtenida para el tratamiento de 100% de reposicin de lmina, es un aspecto a tener en cuenta en sistemas de riego donde la cantidad de agua no pueda ser controlada de forma correcta, sumado a la incertidumbre generada por el rgimen de lluvias variables donde es difcil predecir la fecha y la magnitud de los prximos eventos de precipitacin. La reposicin de 33% y 66% de lamina generaron las mayores eficiencias en terminos de produccion de materia seca por milimetro de agua aplicado, las cuales fueron significativamente diferentes del tratamiento 100% de reposicion (Cuadro 2). Los valores de eficiencia y respuesta al agregado de agua fueron variables segn la condicin hdrica del suelo durante el mes de enero; cuando el contenido de humedad de suelo se ubic por debajo de 50% de agua disponible la eficiencia al agregado de agua fue mxima (30 kg MS/ ha/mm aplicado), mientras que en los periodos donde la humedad super el 50% de agua disponible la eficiencia fue cercana a 10 kg MS/ha/ mm aplicado. En la medida que son superadas las restricciones hdricas, se observa como limitante el factor nutricional, por lo que se consider necesario evaluar la respuesta a la fertilizacin con nitrgeno y fsforo en sorgo forrajero hbrido bajo condiciones de riego.
experimento fue regado tomndose como criterio la reposicin del 90% de la lamina evapotranspirada, y el umbral de riego fue de 50% de agua disponible. El fsforo se aplic al inicio en forma manual como sper simple (0-21-23-0), mientras que el nitrgeno inicial fue al macollaje y luego se refertiliz despus de cada corte en dosis de 50 unidades segn cada tratamiento, y el fertilizante utilizado fue, urea. La potencialidad de suelos, las condiciones nutricionales de los cultivos, el manejo del riego y el manejo del pastoreo o los cortes, son factores que determinarn la productividad. En este sentido, los mximos logrables para las condiciones de Uruguay con sorgo forrajero hbrido son de 20 t MS/ha con manejo adecuado de defoliacin y de 26 t MS/ha, en caso de una sola cosecha (Fassio et.al., 2002). El sorgo forrajero, como la gramnea anual C4 de alto potencial de rendimiento, presenta tambin altos requerimientos nutricionales. En el verano 2011-2012, cuando comparamos la respuesta a la fertilizacin y refertilizaciones con nitrgeno, las dosis de 50 y 100 unidades/ ha se diferenciaron del tratamiento testigo, no mostrndose diferentes entre s, mientras que 200 unidades de nitrgeno/ha generaron una productividad superior y significativamente diferente. Es probable que las condiciones de la chacra, donde el antecesor fue campo natural, maximizaron la respuesta, por lo que ser necesario estudiar el factor N en otras condiciones de cultivo antecesor. Esta es la primera informacin generada como respuesta combinada, cuyos resultados parecen muy relevantes a la hora de generar tecnologa sobre riego en pasturas, ya que las condiciones de riego mejoraran la eficiencia en el uso de nitrgeno en cultivos de verano, adems de ser un factor muy importante en potenciar el rendimiento. La produccin alcanzada en esta primer experiencia se ubica
Cuadro N3 Efecto de la fertilizacin nitrogenada en la produccin de forraje (kg MS/ha) en sorgo forrajero hbrido regado.
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Cuadro N 4 Efecto de la fertilizacin fosfatada en la produccin de forraje (kg MS/ha) en sorgo forrajero hbrido regado
por debajo del potencial de forraje acumulado bajo corte para esta especie, que podra alcanzar 20 t MS/ha (Fassio et al., 2002). Las dosis de 100 y 150 unidades de P2O5 agregadas por hectrea fueron diferentes significativamente con respecto al tratamiento de 50 unidades de P2O5 agregadas por hectrea y no fueron diferentes entre s, lo cual indicara una interesante respuesta al agregado de fsforo. Al igual que en el caso de la respuesta a nitrgeno, debemos considerar la situacin del cultivo antecesor de campo natural y los valores basales de los cuales se parten (5,7 ug/g de P2O5 para el anlisis de acido ctrico). Estos resultados se asemejan a lo recomendado por Carmbula (2007), que sugiere para valores de suelo inferiores a 8 ppm la aplicacin de entre 60 y 80 unidades de P2O5/ha. Al igual que en el caso de nitrgeno, estos resultados se consideran resultados preliminares que requieren profundizar los estudios con el objetivo de generar curvas de respuestas que ajusten el mtodo de fertilizacin en situaciones de riego en suelos de esta regin.
un experimento en lismetros de drenaje, ubicados en la Estacin Experimental Wilson Ferreira Aldunate inia-Las Brujas (Canelones, Uruguay), donde se monitore durante el ciclo de cultivo la produccin de forraje (kg MS/ha), la humedad en suelo (%), los riegos realizados y el agua drenada (mm). Los cortes se realizaron cuando el cultivo llegaba a 90 cm de altura, y se dejaba 15 cm de remanente. El 100% del agua fue agregada en forma de riego por aspersin, ya que los lismetros se encuentran bajo una estructura mvil que no permite la entrada de agua (Rain Out Shelter), lo cual permite aislar el cultivo totalmente de la lluvia. La produccin total fue de 13 097 kg MS/ha y la tasa de crecimiento promedio diaria fue de 84 kg MS/ha/da (Cuadro 5). Las tasas mximas de crecimiento ocurrieron en el perodo de diciembre a febrero, mientras que los mnimos fueron desde el 15 de febrero hasta el 19 de abril. El contenido de materia seca del forraje fue aumentando progresivamente, parti de valores de 14% y finaliz en 21%. La eficiencia en el uso del agua fue variable en el periodo, con valores promedio de 18,3 kg MS/ha/mm aplicado, y un marcado descenso desde el 15 de febrero hasta el 19 de abril.
Cuadro N5 Produccin de forraje (kg MS/ha), contenido de materia seca (%), altura de planta (cm), perodo de crecimiento (das), tasa de crecimiento (kg MS/ha/da) y eficiencia del riego (kg MS/ha/mm agregado) para cinco cortes en sorgo forrajero regado.
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Figura N1 Evolucin de contenido de humedad en el suelo en lismetro de drenaje con sorgo forrajero hbrido.
La evapotranspiracin de referencia estimada por la ecuacin de Penman-Monteith para el periodo de 150 das fue de 780 mm1. En cambio si consideramos el periodo de mximo crecimiento obtenido hasta el 15 de febrero, la evapotranspiracin de referencia fue de 536 mm, mientras que el consumo de agua fue de 515 mm. Estos valores indicaran un valor de coeficiente del cultivo (kc) de 0,96 en promedio para el periodo. Con la metodologa utilizada no fue posible identificar los cambios en el coeficiente del cultivo asociados a los cortes de materia seca propuestos por Allen et al. (2006). Durante el periodo del cultivo la relacin entre ETm (Evapotranspiracin mxima) y Eta (Evapotranspiracin actual) fue de 1. Desde el 1 al 23 de enero la humedad fue descendiendo, lo que determin una cada en la tasa de crecimiento del cultivo, en comparacin con
1 Disponible en sitio de INIA-Uruguay: <http://www.inia.org.uy/ gras/>. 16.10.2012.
el periodo anterior, y posterior a ste, donde la recuperacin en el nivel hdrico podra explicar el aumento en la tasa de crecimiento registrado.
Cuadro N6 Produccin de forraje acumulada (kg MS/ha) y eficiencia al agregado de agua (kg MS/ha/mm) en Setaria sphacelata Narok de segundo ao (Zafra 2011/2012; Tambores).
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Existieron diferencias significativas (P<0.05) en produccin de forraje total en el periodo nicamente para los tratamientos de 100 y 66% de reposicin de lmina con respecto al secano, mientras que no se registraron diferencias significativas en trminos de eficiencia al agregado de agua. La produccin total fue inferior a la obtenida en el ao de instalacin (10 t MS/ha), y tambin inferior a 12.99 t MS/ha reportado por Mas (2004). Es de presumir que esta gramnea sufri el marcado efecto de las bajas temperaturas en los meses de octubre y noviembre que retras el rebrote y deprimi la produccin total, adems de beneficiar la colonizacin con otra gramnea perenne estival (Paspalum dilatatum).
2011-2012, correspondiendo a perodos de 150 das de crecimiento en cada ao. Los factores nivel de riego y especie presentaron efectos significativos, sobre la produccin de lminas, no detectndose efectos de la interaccin. La especie pennisetum rindi la mayor produccin acumulada, siendo significativamente (P< 0,005) mayor al resto de las especies mientras que festuca presenta los menores rendimientos. Las especies del genero paspalum fueron intermedias. El efecto del riego muestra diferencias significativas (P<0,05) entre los tratamientos de riego, con los mayores rendimientos en el tratamientos ETo y 50% ETo con rendimientos superiores al secano. Cabe resaltar que los rendimientos obtenidos con Pennisetum purpureum en secano representan ms de tres veces los mximos logrados con Paspalum notatum y Paspalum dilatatum y ms de cinco veces los obtenidos con Festuca arundinacea. Lopes y Fonseca (2009) encontraron para Pennisetum purpureum una respuesta creciente en produccin de materia seca al aumento de la lmina de agua, donde las mayores producciones se registraron con una lmina de 120% de evapotranspiracin alcanzando producciones de 29.049 kg MS/ha. Segn Formoso (2010), Festucas irrigadas aumentaron su produccin desde 1000 kg MS/ha (secano) a 3.000 kg MS/ha (con riego). La menor produccin de Festuca arundinacea reportada aqu, puedo ser condicionada por la fecha de siembra tarda, ya que informaciones nacionales (Formoso 2010) e internacionales reportan rendimientos muy superiores a los aqu obtenidos, si bien no llegan a los registrados con las tropicales.
Cuadro N7 Produccin acumulada de lminas foliares (kg de materia seca/ha) de gramneas perennes bajo tres tratamientos de riego.
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Las respuestas logradas con las especies estivales concuerdan con otros trabajos donde las tropicales rindieron ms que las subtropicales y la produccin de Paspalum dilatatum y Paspalum notatum incrementan sus rendimientos por riego sobre el rendimiento de secano en torno del 60%. Los resultados en productividad se asemejan a los encontrados por Bemhaja (2006), donde la produccin obtenida para Pennisetum purpureum cv Lambar en suelos de areniscas, en condiciones de secano fue de 26,5 t /ha de materia seca total. Para las condiciones de Uruguay aparece como una excelente forrajera, en la medida que sean superadas las dificultades de multiplicacin vegetativa. Por lo que se considera una alternativa forrajera estival que puede adaptarse a determinados sistemas de produccin, donde sea utilizada en reas de poca superficie.
tanto en las condiciones de riego como en las de secano. Es destacable la productividad de trbol rojo en secano que super la productividad de las otras especies incluso con riego. Estos resultados superan los resultados determinados por Formoso y Sawchik (2000) para trbol rojo de segundo ao. Festuca, present productividades totales, y estivales, inferiores a trbol rojo, pero superiores significativamente a Lotus G.Maku y trbol blanco. Estos son datos preliminares de un experimento de cuatro aos de duracin, donde a priori es esperable una mayor productividad en los primeros aos de las especies de menor perennidad (trbol rojo), a diferencia de los ltimos aos donde aquellas especies de mayor perennidad sern ms productivas (festuca). La eficiencia fue calculada como la productividad adicional obtenida por encima del tratamiento de secano para cada especie, divida entre los milmetros aplicados (Cuadro 10). En trminos de eficiencia, trbol rojo presenta los valores ms altos (13,3 kg MS/ha/mm aplicado), coincidente con el valor de 13,6 kg MS/ ha/mm aplicado determinado por Formoso y Sawchik (2000) para trbol rojo de segundo ao. Trbol blanco, present valores de 6,2 kg MS/ha/mm aplicado en su primer ao de produccin, siendo este valor inferior al obtenido por Arana et.al. (2000) para la especie. Es importante sealar que en el periodo bajo estudio no se registraron eventos diferenciales de ataque de insectos o enfermedades entre los tratamientos de riego y secano, por lo que las diferencias observadas se deben exclusivamente a la respuesta al agua.
Cuadro N8 Produccin de forraje (kg MS/ha) total y estival (15 Nov. a 26 Mar.) con y sin riego para diferentes especies forrajeras templadas en el primer ao.
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Cuadro N9 Eficiencia en productividad de forraje estival y acumulado total al agregado de agua por especie en el primer ao de la pastura, expresada en kg MS/ha/mm aplicado.
nores (8 x 4 m) con siete tratamientos de fertilizacin y un testigo sin fertilizar. Dichos tratamientos de fertilizacin consistieron en una dosis de fsforo (80 kg P2O5/ha), tres dosis de Nitrgeno (50, 100 y 200 kg N/ha) y tres combinaciones NP (80 P2O5-50 N; 80 P2O5-100 N; y 80 P2O5-200 N). Se evalu la produccin de forraje en cinco cortes cada 45 das en el periodo 15 de octubre de 2011 al 5 de junio de 2012. La composicin botnica se estim, previo a cada corte, mediante el mtodo Botanal que utiliza cinco cuadros fijos de 50 x 50 cm por parcela menor. Adicionalmente, se monitoreo la humedad en el suelo mediante el uso de sensores Decagon EC-5 y TDR. En la produccin acumulada de forraje de los cinco cortes se determin una interaccin significativa del riego con la fertilizacin nitrogenada, confirmando as que la respuesta a la fertilizacin nitrogenada del campo natural es dependiente de los niveles de humedad del suelo. En este sentido la produccin de forraje del campo natural en el tratamiento que combin riego y 200 kg N/ha ms que dupli-
Cuadro N10 Produccin total de forraje (kg MS/ha) de campo natural para el periodo 15 de Octubre de 2011 5 de Junio de 2012 y respuesta a la fertilizacin nitrogenada (kg MS/kg N) en las situaciones de riego y secano.
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c el rendimiento del testigo. Dicha situacin es confirmada por medio de la respuesta a la fertilizacin, la cual prcticamente se duplic en los tratamientos de riego respecto al testigo sin riego y sin fertilizante (Cuadro 10). Los incrementos de produccin se relacionaron con un incremento en la produccin de gramneas estivales finas y tiernas (principalmente de Axonopus affinis y Coelorhachis selloana) en las situaciones de riego, y de gramneas invernales finas (principalmente de Stipa setigera y Bromus auleticus) en las situaciones de niveles altos de fertilizacin.
La estimacin de los requerimientos hdricos de sorgo forrajero hbrido obtenidos permitir realizar mejores ajustes en la programacin del riego de la especie. En el futuro se prev adecuar la metodologa utilizada a los efectos de poder identificar variaciones en el coeficiente de cultivo por el manejo en los cortes del forraje. En el caso de las forrajeras templadas el trbol rojo en el primer ao de las pasturas fue el mas productivo, incluso en condiciones de secano, ya que super los mejores tratamientos de riego de las dems especies evaluadas. En las especies perennes se evaluar el impacto de la tecnologa en trminos de persistencia en los prximos aos. Adems se estudiar cul es el efecto en mantener adecuados niveles de poblacin en el resultado productivo final. Las evaluaciones realizadas en Tambores parten de una situacin de campo natural, donde los niveles de fertilidad inicial y las condiciones fsico-qumicas del suelo, as como la presencia aun de especies de campo natural impiden llegar a los potenciales productivos en cada situacin, por lo que los valores obtenidos distan de los valores potenciales para las diferentes especies. Si es importante sealar que la evaluacin de las diferentes alternativas realizada bajo las mismas condiciones nos permitir generar una buena categorizacin de las mismas.
Conclusiones
Los resultados preliminares obtenidos en este ao de evaluacin de diferentes alternativas forrajeras para la regin de basalto indican la existencia de importante respuesta a la aplicacin del riego en trminos de productividad. En trminos de eficiencia en la respuesta al agregado de agua y en produccin total se destaca el sorgo forrajero hbrido, el cual es una excelente alternativa a los efectos de corregir el marcado dficit forrajero estival. La aplicacin del riego deber realizarse con un adecuado manejo de la fertilizacin a los efectos de potencial la produccin en cualquiera de las alternativas utilizadas.
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Introduccin
El potencial de los sistemas de produccin agropecuarios en Uruguay es altamente dependiente del rgimen de precipitaciones y su variabilidad. Durante el verano, y en condiciones promedio, el contenido de agua disponible de los suelos no satisface la demanda hdrica de los cultivos y las pasturas. De esta forma se verifican frecuentemente impactos negativos en la produccin de cultivos anuales y perennes. Siendo que la capacidad de almacenaje de los suelos oscila entre 60-180 mm de agua disponible (Molfino y Califra, 2001), esto representa en el mejor de los casos aproximadamente 1/3 o 1/4 de los requerimientos o necesidades de agua de un cultivo de maz de alto potencial, o el 50% de aporte para la persistencia y/o produccin de materia seca en cantidad y calidad de algunas forrajeras utilizadas en nuestros sistemas de produccin (Sawchik et al., 2010). Por tanto, se puede decir que existe una alta dependencia de la recarga hdrica por precipitaciones y/o riego para satisfacer las demandas de cultivos y pasturas. Ante un escenario de alta intensificacin productiva que se verifica en varios sistemas de produccin, es necesario utilizar herramientas que los estabilicen y potencien. El riego suplementario puede ser una estrategia viable para potenciar reas de produccin siempre que se levanten limitantes tecnolgicas del manejo de los cultivos y las pasturas y se utilicen herramientas adecuadas para la programacin del riego. Esto implica contestar correctamente a las preguntas sobre cunto y cundo regar. El objetivo del presente artculo es repasar conceptos metodolgicos relacionados con el clculo de las necesidades de riego en cultivos y pastu-
Figura 1. Evapotranspiracin potencial y precipitaciones promedio (serie 1970-2008) registradas en inia-La Estanzuela (Litoral Sur).
ms adelante en el artculo, se sitan entre 1000 y 1200 mm siguiendo un gradiente incremental de sureste a noroeste, con mximos en el verano (160-185 mm/mes) y mnimos en el invierno (25-35 mm/mes). En definitiva, el conocimiento del comportamiento estacional de estas variables, que es til al momento de disear proyectos de riego, es orientativo pero insuficiente para las condiciones de cada productor. En este sentido y a los efectos de la toma de decisiones (programacin del riego, estrategia de aplicacin del mismo) se requiere de conocimiento local en tiempo real sobre la precipitacin y otras variables. Esto es, considerando el costo de inversin de la tecnologa de riego, la disponibilidad de estaciones meteorolgicas automticas de bajo costo permitira un manejo ms adecuado del agua para productores individuales o grupos de productores. Por otro lado, el sector agropecuario utiliza ampliamente los pronsticos de corto y mediano plazo que se elaboran a nivel nacional e internacional y su aplicacin prctica para la planificacin del riego es clara. As, mientras en las principales regiones en donde se aplica el riego a nivel mundial la precipitacin es muy escasa durante la estacin de riego, los pronsticos en el pas son una excelente herramienta para modificar la lmina de riego a aplicar a corto plazo, o diferir de manera de lograr un uso ms eficiente del agua. Los pronsticos de tendencias de mediano plazo pueden utilizarse para definir la estrategia agrcola (fechas de siembra, eleccin de ciclos, entre otras) y la de previsin del riego. El comportamiento local de las variables climticas y su previsin interaccionan con otro
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factor muy importante relacionado con las propiedades del suelo de cada sitio en particular. La profundidad efectiva del perfil del suelo, su capacidad de almacenaje de agua, su tasa de infiltracin son elementos que combinados con las caractersticas climticas del sitio determinan necesidades y estrategias de riego diferentes. As, en el siguiente apartado se definirn algunos conceptos tiles para la estimacin de las necesidades de riego y su programacin.
deberan conocer para guiar el manejo del riego. El contenido de agua de un suelo puede expresarse de diferentes formas (peso, volumen o como lmina o altura de agua). El potencial de agua del suelo vara con el contenido de agua. A medida que el contenido de agua se reduce las fuerzas capilares determinan que el agua quede retenida en poros ms pequeos y se generen valores negativos de potencial de agua en el suelo en comparacin con el agua libre (Hillel, 1998). Se definen en primer trmino el contenido de agua en peso de una muestra de suelo. % H (peso)= (PH PS)/PS *100 (1) donde % H (peso) es el contenido de agua en base a peso expresada como porcentaje, y PH y PS (g) representan el peso del suelo hmedo y seco respectivamente. El peso seco se determina luego de secar la muestra en estufa por 24 horas a 105C. Tambin puede utilizarse para su determinacin el horno de microondas. Otra forma de expresar el contenido de agua es en base a volumen y para ello se debe conocer o estimar la densidad aparente que es el cociente entre el peso seco de la muestra de suelo y su volumen. Como esta medida es difcil de determinar a nivel de campo, a manera de gua se presentan valores de densidad aparente (Dap) para diferentes situaciones: suelo recin laboreado, 0.95 1.05 gr/cm3, suelos bajo pastura 1.25 gr/cm3, suelos compactados 1.4 gr/cm3 (Hillel, 1998). Humedad en base a volumen % H (volumen) = % H (peso) * Dap (2) En la prctica como las lminas de riego, la precipitacin y la evapotranspiracin se expresan en forma de profundidad equivalente (mm) es conveniente el uso de esta misma unidad para expresar el contenido de agua de un suelo. Para ello se puede decir que: mm de agua = (% H (peso) * Dap * Profundidad (cm))/10 (3) siendo en este caso la profundidad, el espesor del horizonte de suelo considerado.
Cuadro 1. Valores promedio y rango de CC, PMP y AD (expresados como % en peso) para suelos de diferente textura (Hillel, 1998). Textura del suelo Arenoso Franco Franco Arcilloso Arcilloso Capacidad de campo (CC) 9 (6 -12) 22 (18 26) 27 (23 31) 36 (31 39) Punto de marchitez permanente (PMP) 4 (2 - 6) 10 (8 12) 14 (12 16) 18 (16 20) Agua disponible (AD) 5 (4 - 6) 12 (10 14) 13 (11 15) 18 (15 19)
Para el caso de los suelos arenosos: CC= 8658 + 2571* (% Materia orgnica) + 0,296* (% Limo) Estos mismos autores ajustaron las siguientes ecuaciones para el clculo del PMP en horizontes A. PMP = -2177 + 0,393 * (% arcilla) + 1,206 (% Materia orgnica) Otra manera de estimar el PMP es dividiendo el contenido de agua a CC por 1,7 o 2 para suelos arcillosos o arenosos respectivamente.
(a -0.10 y -1500 kPa de potencial) pero tambin los puntos intermedios. Esta curva est afectada en su forma por parmetros relacionados con la estructura de suelo a bajas tensiones (cercanas a CC) y por la textura a altas tensiones. En sntesis dos suelos bajo determinado contenido de agua pueden estar bajo potenciales de agua muy diferentes y esto tiene impacto en la disponibilidad de agua para la planta. Estrictamente el umbral de riego se define como el potencial de agua en el suelo en cual se debe aplicar la lmina de riego. Debido a que es muy escasa la informacin nacional en cuanto al umbral ptimo para cada cultivo (expresado en trminos de potencial de agua en el suelo) se utiliza en general un agotamiento del 50 % del AD en suelos de textura media a liviana para efectuar el riego (Agorio et al., 1988). En el diseo de un proyecto de riego la confeccin de la curva caracterstica debera ser realizada para definir mejor cundo aplicar la lmina de riego. Esto tambin es til cuando el riego se programa en base a la humedad del suelo.
Cuadro 2. Tasas de infiltracin bsicas para suelos de diferente textura (Hillel, 1998) Tipo de suelo Arenoso Limoso Franco Arcilloso Arcilloso sdico Tasa de infiltracin bsica (mm/h) >20 10-20 5-10 1-5 <1
tro debe ser cuantificado a campo a manera de gua se presentan valores medios de la tasa de infiltracin (Cuadro 2).
Se representan estos conceptos manejados en un ejemplo simple. Para ilustrar esto se usa como ejemplo un suelo que se define como:
Horizonte A de textura franca (0-20 cm de profundidad): CC = 24% en peso, PMP = 10 % en peso, densidad aparente = 1,25 gr/cm3 Horizonte B de textura arcillosa (20-40 cm de profundidad): CC = 31% en peso, CMP = 16% en peso, densidad aparente = 1,4 gr/cm3
Utilizando las ecuaciones (3) y (4) se calcula el AD por horizonte y acumulada en el perfil. AD para horizonte A: ((24-10)*1.25*20)/10 = 35 mm AD para horizonte B: ((31-16)*1.4*20))/10 = 42 mm AD acumulada = 35 + 42 = 77 mm en 40 cm de profundidad
Se considera una fraccin de agotamiento de p=0.5, por tanto el agua fcilmente disponible que se define a estos efectos como RAW se calcula como:
RAW = 77 x 0.5 = 38.5 mm
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Por tanto cuando el cultivo transpire esa lmina se debe volver a regar. Uno de los problemas que tiene esta metodologa de clculo y programacin del riego es que se precisa conocer con exactitud el contenido de agua del suelo. Para ello se requieren muestreos diarios o muy frecuentes con sensores de humedad. Si bien en el mercado hay disponibles diferentes tecnologas utilizables para tal fin en general se usan solamente con fines de investigacin. As se puede recurrir a mtodos directos (mtodos gravimtricos o aquellos que adems estiman el volumen de la muestra) o indirectos (Evett, 2007). Entre estos se destacan el uso de sonda de neutrones, la relacin entre la velocidad de un pulso de voltaje a un sensor colocado en el suelo y el contenido de humedad del suelo (tdr), o variaciones de este mtodo (capacitancia). Es claro que an cuando la programacin del riego se base en mtodos ms amplios que consideren el clima, el cultivo y el suelo (por ej. el balance hdrico) es necesario el chequeo del contenido de humedad del suelo. Esto es importante en climas como el de Uruguay, en donde la ocurrencia de precipitaciones de variada intensidad genera incertidumbres en el clculo de los balances hdricos.
forma simplificada el balance hdrico se puede representar como: Cambio en el almacenaje = Ganancias Prdidas o de manera ms detallada: S + V = (P + I + U) (R + D + E + Tr) donde S representa el cambio en el almacenaje de agua de suelo en la zona radicular, V es el incremento de agua incorporada en la biomasa vegetativa; P, es la precipitacin, I representa la lmina de riego, U, representa el aporte positivo por ascenso capilar. Mientras que R representa el escurrimiento, D, el drenaje profundo fuera de la zona radicular, E, la evaporacin desde la superficie del suelo y T la transpiracin por las plantas. Todas estas cantidades pueden expresarse en medidas de profundidad equivalentes. En trminos prcticos la magnitud de los componentes V (el agua de constitucin de las plantas), U, y D puede considerarse como insignificantes (Pereira et al., 2010). Entonces en condiciones de riego puede reformularse el balance como: (S) = (P-R) + I ETR (5) En donde ETR = T + E y representa la evapotranspiracin real del cultivo, que depende de la disponibilidad de agua en el suelo. Sin dudas que el componente principal dentro de las salidas en el balance est dado por el trmino E + T y es a su vez uno de los ms difciles de derivar.
Estimacin de la Evapotranspiracin
La medicin o estimacin de la evapotranspiracin (ET) puede ser realizada por diferentes mtodos que se clasifican en: gravimtricos, mtodos que usan el balance de energa y microclimticos, o estimaciones con datos meteorolgicos (Lascano, 2007). Los mtodos gravimtricos incluyen el uso de lismetros o el uso del balance hdrico en el perfil del suelo, para estimar la ET a travs del cambio en el contenido de humedad del suelo.
Los mtodos que utilizan el balance de energa parten del hecho que la evaporacin del agua requiere cantidades altas de energa y es controlado por el intercambio de energa en la superficie de la vegetacin. Para ello estos mtodos utilizan la ecuacin de balance de energa. Del resultado del balance de flujos de radiacin, que no se trata en detalle, resulta el trmino radiacin neta. Parte de esta radiacin recibida en la superficie del suelo es transformada en calor. Otra parte es tomada por las plantas para el desarrollo de sus procesos metablicos (ej. fotosntesis). Y la mayor parte es absorbida como calor latente en los procesos de evaporacin-transpiracin. Esto resulta en la siguiente expresin de balance de energa: ET = Rn H G donde ET, es el calor latente, esto es, el flujo de energa en forma de calor asociado al flujo de vapor de agua; es el calor latente de vaporizacin o sea la energa necesaria para evaporar la unidad de masa, Rn, es la radiacin neta o balance de energa intercambiada por radiacin, H es el calor sensible o flujo de energa intercambiado por conveccin entre la superficie y la atmsfera y G es el flujo o tasa a la cual el calor es almacenado en el suelo. La ET puede ser tambin estimada con datos meteorolgicos y se han desarrollado diversas ecuaciones empricas con diferente requerimiento de variables meteorolgicas (Allen et al., 2006). En el siguiente apartado se desarrollan estos mtodos para el clculo de la ET. La ET tambin puede ser estimada a travs del tanque de evaporacin o tanque Clase A. En este caso, la evaporacin de una superficie de agua integra los efectos de la radiacin, temperatura del aire, humedad relativa, y el viento (Doorenbos y Pruitt, 1977). Dado que la evaporacin del tanque responde a la demanda atmosfrica, que no considera los mecanismos de transferencia y resistencia que se dan nivel de un cultivo se proponen coeficientes de ajuste con la ET de referencia. Estos son habitualmente denominados coeficientes de tanque (Kp). El uso de la evaporacin de tanque A con coeficientes bien calibrados es de muy til aplicacin para el clculo de la programacin y necesidades de riego. En Uruguay, se han determinado los
coeficientes de tanque para la regin sur (Puppo y Garca Petillo, 2009) y noroeste (Otero et al., 2012). En el primer caso se propone un valor de Kp promedio de 0,71 durante la temporada de riego, cuando se pretende corregir el valor de tanque para calcular la ET del cultivo de referencia. Mientras que para la regin del noroeste se propone un valor de Kp de 0,77 cuando se utilizan perodos de un mes. Otros mtodos, los ms utilizados, emplean datos meteorolgicos para la estimacin de la ET. El concepto de evapotranspiracin potencial (ETp) fue definido como la tasa mxima de prdida de agua por evaporacin desde la superficie del suelo bajo condiciones atmosfricas dadas (Lascano, 2007). Penman (1948) introdujo un mtodo para calcular la ETp basado en variables climticas y principios fsicos. Para ello utiliz medidas de radiacin neta, temperatura, presin de vapor y viento. Desarrollos posteriores que se analizan en el siguiente apartado permiten definir el concepto de evapotranspiracin de referencia (ETo).
al, 1998, 2006). Durante las primeras etapas del cultivo, el agua se pierde principalmente por evaporacin directa desde el suelo, pero con el desarrollo del cultivo y una vez que este cubre el suelo el proceso dominante es la transpiracin, pasando a ser el 90 % de la ET (Allen et al., 2006).
diciones agronmicas excelentes y sin limitantes de humedad del suelo. La ETc ser diferente de la ETo en la medida que sus caractersticas de cobertura del suelo, propiedades de la vegetacin y otras variables son tambin diferentes al de la superficie de referencia. Estos efectos estn incorporados en el coeficiente del cultivo (Kc). De manera que la ETc se obtiene multiplicando la ETo por el Kc. La gran mayora de los factores meteorolgicos estn incluidos en la estimacin de ETo, mientras que el Kc vara en funcin de las caractersticas particulares del cultivo (Allen et al., 2006). Este coeficiente integra los efectos que distinguen a un cultivo tpico de la pastura tomada como referencia. Las caractersticas del cultivo que varan durante la estacin de crecimiento de ste determinan distintos valores del coeficiente. Se nombran algunos de los factores que determinan el valor del coeficiente del cultivo. Entre ellos, la altura del cultivo, que tiene una influencia en la rugosidad y resistencia aerodinmica; el albedo de la cobertura que afecta la radiacin neta absorbida por el cultivo; el rea foliar, y el rea expuesta de suelo desnudo que determina la evaporacin desde el suelo (Allen et al., 2006). Durante el ciclo del cultivo, el valor del Kc vara a medida que la cubierta vegetal crece y se desarrolla por lo que se ha procurado estimar el valor de Kc a travs de la evolucin del IAF (Indice de rea foliar) efectivo.
nes. Cuando el cultivo se encuentra fuera de las condiciones ptimas y la transpiracin deja de ser mxima, el Kcb se corrige por un coeficiente de estrs Ks que reduce su valor (Pereira et al., 2010). Por su parte el Ke representa el componente de evaporacin de agua desde el suelo. Este es afectado por la cobertura del suelo (es mximo en las etapas iniciales del cultivo) y la humedad en la superficie de suelo (es elevado luego de una lluvia o riego y tiende a cero cuando la superficie est seca). En tanto el clculo de los factores puede ser engorroso, con frecuencia se recurre a los coeficientes de cultivo promedio, asumiendo que el K s= 1. Kc = Kcb + Ke Este valor integra los efectos combinados de la transpiracin del cultivo y la evaporacin de agua del suelo en un nico coeficiente que es el que se reporta en numerosas publicaciones (Allen et al., 1998). Entonces cuando se simplifica el proceso y se integra el papel del suelo en un nico coeficiente se utiliza el Coeficiente de Cultivo nico, mientras que cuando se consideran ambos procesos por separado se habla de Coeficiente de Cultivo Dual. La evolucin del coeficiente de cultivo Kc a lo largo del ciclo del cultivo se distribuye temporalmente en cuatro etapas segn el grado de cobertura del cultivo, su iaf y su altura. La etapa inicial comprende el perodo entre la fecha de siembra, y el 10 % de cobertura del suelo. En este perodo el proceso dominante es la prdida por evaporacin desde el suelo. Por tanto este valor ser mayor cuando el suelo se encuentre hmedo por el riego o la lluvia, y depender de la frecuencia de estos eventos y del poder evaporante de la atmsfera (Allen et al., 2006). En la etapa de desarrollo, que se alcanza cuando el cultivo logra una cobertura completa del suelo, el Kc vara con la cobertura del cultivo y su altura. Se ha propuesto un valor de ndice de rea foliar de 3 para definir la cobertura completa (Allen et al., 2006). En la etapa de mediados de temporada, que comprende el perodo entre la cobertura total del suelo y el comienzo de la madurez el Kc alcanza su valor mximo y constante y se denomina Kc medio.
Finalmente en el perodo entre el comienzo de la madurez y el momento de cosecha o etapa de finales de temporada el valor de Kc vuelve a descender hasta el valor de Kc final. Los valores de los coeficientes de cultivo tentativos para cada etapa (Kc inicial, medio y final) han sido reportados extensamente (Doorenbos y Pruitt, 1977; Allen et al., 1998). Como tal deben ser ajustados a las condiciones climticas locales y al propio desarrollo del cultivo. Es igual de cierto para los perodos en das que ocupa cada una de las fases. El ajuste de estos coeficientes ha sido extensamente revisado y propuesto en la bibliografa por lo que el lector puede profundizar en este tema que escapa al foco de este artculo (Pereira et al., 2010, Allen et al., 2006). En el caso de los cultivos forrajeros perennes y a los efectos del riego de pasturas, la magnitud de datos disponibles es muy amplia para el caso de alfalfa en comparacin con otro tipo de especies o mezclas. La caracterstica comn es que depende del manejo la curva de Kc de las especies forrajeras para corte o pastoreo, la que a su vez est compuesta de varios ciclos de Kc correspondientes que transcurren entre los diferentes cortes de produccin. En el Uruguay esos valores no estn determinados, pero las fases de duracin en das de cada perodo pueden extraerse de experimentos de redes de evaluacin de especies forrajeras. Cuando se recurre a valores tabulados de Kc se debe recordar que los valores de Kc cuando se habla de coeficiente nico de cultivo son ms altos que cuando se utiliza el coeficiente de cultivo dual. Esto porque en el primero ya est incorporado el componente evaporacin del suelo. En el caso del coeficiente dual el componente Ke debe incorporarse al clculo. A manera de ejemplo se presentan valores de Kc (como coeficiente nico) y Kcb (como coeficiente dual) reportados para cultivos y pasturas (Cuadro 3). Para una interpretacin ms fcil, en el caso de la alfalfa u otras pasturas el valor inicial representa el perodo inmediato a un corte o pastoreo rasante, el valor medio es cuando la pastura cubre el suelo completamente y el final es aquel que sucede inmediatamente antes del nuevo corte.
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Cuadro 3. Valores y rangos del coeficiente de cultivo (Kc y Kcb) en climas sub-hmedos para especies utilizadas en Uruguay. Adaptado de Allen et al. (2006). Cultivo Maz Sorgo grano Soja Alfalfa Pasturas Kc inicial Kcb inicial 0.15 0.15 0.15 0.30 0.30 Kc med 1.20 1.00-1.10 1.15 1.20 0.85-1.05 Kcb med 1.15 0.95-1.05 1.10 1.15 0.80-1.00 Kc fin 0.50 0.55 0.50 1.15 0.85 Kcb fin 0.50 0.35 0.30 1.10 0.80
0.40 0.40
en sus diferentes etapas y un modelo de simulacin de balance hdrico para el clculo de las necesidades de riego bajo diferentes opciones o esquemas de manejo del agua (Pereira et al., 2003; Pereira et al., 2010). Un aspecto importante a considerar es que, entre otras variables, el usuario debe ingresar la profundidad de exploracin radicular para de esa manera considerar el almacenaje de agua en esa zona. Si bien datos nacionales revelan que los cultivos de verano y las pasturas pueden explorar todo el perfil del suelo (Sawchik y Ceretta, 2005; Sawchik et al., 2010), el patrn de extraccin del agua se concentra en los primeros 30-40 cm. En la actualidad, existen disponibles en el pas, modelos que hacen uso de la informacin de suelo, clima, cultivo y diseo del sistema y equipo de riego para la definicin del momento de riego y la lmina de aplicacin. Este desarrollo, de la Universidad Federal de Santa Mara, llamado Sistema Irriga se ha asociado a inia para brindar este servicio de programacin de riego, para generar informacin local sobre parmetros hdricos de suelo, parmetros climticos y de cultivo.
de la precipitacin efectiva, utilizaron el ndice de precipitacin antecedente desarrollado por Shaw (1963), que an se utiliza en modelos de balance hdrico a nivel nacional. En el caso de la soja, y utilizndose este modelo, los cultivos que se realizan en la regin centro-norte presentan en promedio y para fechas de siembra tempranas (15 de octubre) mayores requerimientos de riego que para la zona este. Las necesidades de riego calculadas son alrededor de 30% mayores en la regin centro-norte debido a la mayor ETp en esa regin. Esta diferencia se mantiene para siembras de noviembre. La distribucin de probabilidad acumulada mostr requerimientos de riego netos (para una probabilidad de 50%) entre 150 y 250 mm segn regin y tipo de suelo considerados para el tipo de cultivares utilizados en esa poca. En el caso de maz, los autores tambin reportan diferencias entre regiones. La regin sur mostr mayores requerimientos de riego y los autores sugieren que estas diferencias se deban a menor precipitacin efectiva y mayores valores de ETp. En el caso de pasturas, estos autores utilizaron para la simulacin mezclas convencionales de gramneas y leguminosas. Los requerimientos netos para el perodo octubre-marzo, para una probabilidad de 50%, oscilaban entre 250 y 350 mm para un suelo profundo y superficial respectivamente. Trabajos posteriores focalizados en las necesidades de riego del cultivo de maz utilizaron otras herramientas como modelos de crecimiento, que incluyen una rutina de balance de agua (Cardellino y Baethgen, 2007) o experimentos diseados para estimar la ETc en diferentes condiciones hdricas (Romero, 2000). En el primer caso los autores estimaron los requerimientos netos de riego para maz en dos pocas de siembra y para cultivares de dos ciclos: corto (siembra-setiembre) y medio (siembraoctubre). Los requerimientos netos de riego y su distribucin en siembras de setiembre eran menores que en pocas normales. Este concepto (siembras tempranas) se aplica hoy al rea de maz de secano como alternativa para colocar el perodo crtico de definicin de rendimiento del cultivo en una poca con mejor perfil hdrico. Los requerimientos de riego ms frecuentes para una serie climtica de 30 aos en el litoral sur del pas oscilaban entre 150 y 280 mm. Los autores tambin mostraron el impacto de la profundidad radicular en los requerimientos de riego. Suelos con mayor profundidad de
arraigamiento requeran menos lmina de riego que aquellos ms superficiales. En experimentos desarrollados en inia-La Estanzuela, se encontraron valores algo inferiores a los reportados anteriormente (Romero, 2000). En este caso se determin que para el 90% de stos (para una serie de datos climticos de 35 aos) el requerimiento neto era de 150 mm o menos para la combinacin siembra de setiembre-ciclo corto y de 230 mm para la combinacin siembra de octubre-ciclo medio. Con esto se lograba mantener un 70-80 % de AD en el perfil de suelo. En experimentos de riego desarrollados en La Estanzuela sobre diferentes especies de leguminosas se determinaron requerimientos de riego netos de 350-370 mm en aos secos o muy secos. En desarrollos posteriores, Sawchik y Ceretta (2005) trabajando en ambientes de produccin bajo secano en el cultivo de soja estimaron valores de ETr (medidos a travs del cambio en el almacenaje de agua en el suelo) que no superaban los 350 mm, magnitud muy inferior a la demanda del cultivo para altos potenciales de rendimiento. Otro enfoque utilizado en el pas fue el empleo del modelo Winisareg (Pereira et al., 2003) para estimar la ETr (consumo de agua efectivo de los cultivos) y la ETc ya definida anteriormente, en cultivos de maz, soja, girasol y sorgo (Gimnez y Garca Petillo, 2011). Estos autores trabajaron con datos de dos localidades (Colonia y Salto) y sus respectivas series histricas de parmetros climticos para el perodo 1984-2007. Los resultados mostraron que para la mayor parte de la serie analizada, los valores de ETc estimados por el modelo fueron superiores a los de ETr, lo que indica que, independientemente del cultivo, los requerimientos hdricos de los cultivos de verano en Uruguay no son cubiertos por las precipitaciones, con la excepcin de aos caracterizados como Nio. En ambas localidades las diferencias entre ETc y ETr fueron mayores en los cultivos de soja (independientemente de su grupo de madurez) y maz. En promedio, la diferencia entre la ETc y la ETr fue de 300 y 170 mm para el cultivo de maz en Colonia y Salto respectivamente. En el caso de soja para un cultivar de grupo de madurez 6 (uno de los grupos ms utilizados a nivel comercial) esta diferencia oscil en los 200 mm en ambas localidades. En trminos promedio la ETc estimada para los diferentes cultivos fue mayor en Colonia que en
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Salto, posiblemente debido al acortamiento del ciclo en el norte del pas. Estos estudios deben continuarse, ajustando los parmetros necesarios para mejorar los inputs a este u otro modelo de programacin de necesidades de riego.
Consideraciones finales
En este artculo se revisaron algunos conceptos necesarios para el clculo de las necesidades de riego para la planificacin de una zafra o en forma ms global para una serie de aos. En este sentido la herramienta de balance hdrico re-
quiere un adecuado ajuste en la estimacin de sus componentes. Esto requiere el manejo de parmetros locales de: suelo, cultivo y clima; as como del conocimiento de las limitaciones que stos presentan. En este sentido existen hoy modelos de programacin del riego que pueden utilizarse para balances de paso diario pero fundamentalmente para explorar la sensibilidad de las necesidades de riego en cultivos y pasturas frente al cambio en variables de manejo y ambientales en series de datos climticos. Se presentaron algunas aplicaciones de este tipo de herramientas para las condiciones del pas, que permiten: caracterizar y cuantificar la magnitud de las deficiencias hdricas y los requerimientos de riego necesarios para cubrirlas.
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6. Rol del riego en sistemas pastoriles de produccin de leche II: impacto bio-econmico de regar cultivos, pasturas o ambos
G. Giudice J. Artagaveytia G. Battegazzore A. Ferreira P. Chilibrosteo
Guillermo Battegazore: Ejercicio libre de la profesin Contacto: guillebatte@adinet.com.uy Alvaro Ferreira: Universidad de la Repblica, Regional Norte, Dpto. Agua. Contacto: aferreira@unorte.edu.uy Pablo Chilibroste: Universidad de la Repblica, Facultad de Agronoma, dpa y p-eemac. Contacto: pchili@fagro.edu.uy
Introduccin
En los ltimos aos, se han registrado variaciones muy importantes tanto en el precio de los productos lcteos como en el de los insumos vinculados a la produccin e industrializacin de leche. No obstante, la lechera uruguaya ha crecido a tasas muy altas (20% ao 2011 versus 2010) basada en una adopcin intensiva de tecnologa entre las que se destacan estrategias de alimentacin con alto uso de suplementacin y combinaciones de pastoreo con dietas totalmente mezcladas (Chilibroste et al., 2011) as como un uso ms intensivo del recurso forrajero en condiciones de secano (Mattiauda et al., 2009). Paralelamente, se ha ido explicitando una nueva realidad productiva del pas signada por la expansin de la agricultura, que se da bajo una forma de organizacin empresarial sumamente competitiva, junto al desarrollo de otros rubros como la forestacin y la intensificacin de la produccin ganadera. Este escenario productivo le impone a la lechera nuevos desafos no solo en trminos de posibilidades de expansin, si no para mantenerse en los niveles actuales de control y manejo de recursos tan crticos como la tierra. Es en este contexto de crecimiento de la lechera, en un escenario fuertemente competitivo por los recursos naturales y humanos disponibles en el sector agropecuario, que se plantea este trabajo cuyo objetivo central es evaluar el impacto bio-econmico de la utilizacin del riego en sistemas pastoriles de produccin de leche.
Metodologa utilizada
El trabajo se estructur en tres etapas secuenciales: Primero se defini un modelo de sistema de produccin de leche en secano (spls) que ser tomado como lnea de base. Posteriormente se definieron tres modelos alternativos de riego para igual nivel de facturacin. Esto implica que al introducir el riego variar el rea requerida para mantener un mismo nivel de produccin y facturacin y se liberar el rea que sale del sistema. A este anlisis le llamaremos iso-leche. Finalmente se definieron y analizaron iguales modelos de riego que en la opcin iso-leche pero manteniendo el rea bajo explotacin constante, es decir que la incorporacin de la tecnologa de riego en este caso es para aumentar productividad y mejorar el resultado econmico. A esta situacin le llamaremos iso-area. Los modelos de riego analizados en iso-leche e iso-area fueron los siguientes: a) Se riega nicamente el rea destinada a reservas de forraje en forma de ensilaje de planta entera de maz (splr_res). b) Se riega el rea de reservas de forraje y los verdeos de verano (splr_res+sf). El orden jerrquico seguido fue el siguiente: primero
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se riega el rea de sorgo forrajero y luego el rea de ensilaje de maz que sea necesaria para completar las necesidades de reserva del sistema. c) Se riega el rea de reservas de forraje, los verdeos de verano y las pasturas permanentes (splr_res+sf+past). Al igual que en el caso anterior se sigue un orden jerrquico en las decisiones de riego: primero se riega toda el rea de pasturas (sorgo forrajero + pasturas permanentes) y luego el rea de maz necesaria para completar las necesidades de reservas forrajeras del sistema. La presupuestacin fsica y econmica de los sistemas de produccin (secano y riego) se hizo en dos etapas. 1. Se realiz un ajuste mensual entre oferta y demanda del sistema en base a energa, protena y fibra utilizando un modelo de programacin lineal desarrollado por el equipo de trabajo (Battegazore et. al., sp.). La demanda de energa, protena y fibra del sistema queda determinada por la carga, la distribucin de pariciones y el nivel de produccin individual de las vacas en ordee. La oferta del sistema est dada por la curva de distribucin de pasturas, la produccin de reservas y la compra de concentrados. El sistema puede producir tres tipos de reservas: baja protena y baja energa (ej. fardos en general), baja protena y alta energa (ej. ensilaje de maz) y alta protena y alta energa (ej. reservas de pasturas o cultivos de invierno en estado vegetativo). Adicionalmente el sistema de produccin puede comprar reservas. La oferta de concentrados proviene del mercado y se categoriza como concentrados energticos, proteicos o afrechillos. Tanto los valores nutricionales como los costos de cada tipo de reserva y concentrado pueden ser modificados por el usuario antes de realizar el ajuste del modelo. El ajuste entre demanda y oferta de nutrientes mensual se hace por programacin lineal minimizando el costo de alimentacin. 2. Una vez obtenida la combinacin de alimentos (pastura, reservas y concentrados) que minimiza el costo de alimentacin para una demanda dada de energa, protena y fibra se trasladan los coeficientes tcnicos obtenidos a una plataforma de presupuesta72
cin total y clculo de resultado econmico de empresas lecheras igual al utilizado por Chilibroste et al. (2010). Finalmente, una vez parametrizados los diferentes modelos y calculados sus respectivos ingresos, se evalan las inversiones mediante la actualizacin de los flujos de fondos (valor actual netovan) y el clculo de la rentabilidad (tasa interna de retornotir). La inversin se evalu en un perodo de diez aos. Las inversiones consideradas fueron: tierra, equipo de riego, vacas e infraestructura incrementales sobre el spls. La tierra se valor en 5400 dlares por hectrea sin cambios entre valor inicial y valor final. La inversin en riego consider el valor actual del equipamiento y las obras realizadas en cada alternativa de riego. El valor residual del equipamiento se determin en un 30% de su valor actual mientras que el valor residual de las represas u otras fuentes de agua se determinaron al valor actual. La inversin en energa elctrica se considero que no tiene valor residual. Las vacas compradas se valorizaron en 1400 dlares por cabeza y se determin como valor residual el de una vaca de descarte. La inversin en infraestructura (planchada de alimentacin y caminos) se estim en 400 dlares por vaca adicional requerida en cada sistema. Por ser inversiones muy especfica al proceso de produccin de leche se determin que no tienen valor residual.
Resultados
Definicin de la lnea de base de los spls
Para seleccionar el sistema de produccin base con el cual se compararn los resultados de las simulaciones se tom al igual que en el pasado (Chilibroste et al., 2010) la definicin de Modelo Tpico Lechero adoptado por la Red de Granja de Comparacin Internacional (ifcn, por su sigla en ingls)1 En este sistema se identi1 International Farm Comparisson Network, on line: www.ifcndairy.org
fica un modelo productivo como tpico cuando representa ms del 50% de la leche producida ya sea en una regin determinada o a nivel nacional. El tamao del sistema de produccin tpico queda definido por el nmero de vacas en ordee promedio ao. Basados en esta definicin y tomando como referencia la informacin publicada por el Ministerio de Ganadera Agricultura y Pesca (mgap) se model un sistema de produccin de leche con los indicadores fsicos y de resultado econmicos reportados en los Cuadros 1 y 2. El sistema est basado en una rotacin forrajera sobre la plataforma de ordee de verdeos de invierno (VI-14 ha avena + 14 ha raigrs), verdeo de verano (VV- 28 ha de sorgo forrajero), praderas con pasturas mezclas de gramneas y leguminosas (PP-42 ha) y en base a alfalfa (AA-42 ha). Las productividades anuales y la distribucin estacional de los distintos recursos forrajeros fueron tomadas de Leborgne (1983) corregidos en funcin de registros obtenidos a nivel de sistemas comerciales de produccin. Las productividades anuales de materia seca (MS) de los diferentes recursos forrajeros fueron
4739, 5375, 5868 y 5220 kg/ha ao para VI, PP, AA y VV, respectivamente. El sorgo forrajero en esta rotacin representa el 20% de la MS total producida. Las reservas de forraje se producen fuera del la plataforma de ordee y estn basadas en ensilaje de maz (36 ha * 19 t/ha base fresca). Adicionalmente se realizan 18 toneladas de reserva de pasturas cortadas en la plataforma de ordee. El costo de la reserva de forraje fue de 94 U$S/t MS mientras que el costo del mix de concentrado utilizado fue de 277 U$S/t MS. El predio en secano representa una poblacin de productores muy dinmicos dentro de la lechera uruguaya que se caracterizan por: exhibir altas tasas de crecimiento (mayores al 10 % anual en los ltimos ocho aos), explicar el 70% del crecimiento de la remisin a planta para igual perodo, obtener buenos resultados econmicos (aunque fuertemente influenciados por el valor del producto) y lograr alta estabilidad productiva frente a aos climticos muy variados. Son sistemas con altos niveles de inversin anual, y la principal fuente de financiamiento es el pro-
Cuadro 1. Indicadores Fsicos del Sistema de Produccin de Leche en Secano Indicadores Fsicos SPLS (ha) (ha) (ha) 237 164 112 170 0.84 3013 1384 1819 1335 0.227 1755 0.298
Cuadro 2. Indicadores productivos y econmicos del Sistema de Produccin de Leche en Secano Indicadores Productividad Leche total (L) Leche ha (L / ha VM) Leche vaca (L / VM) Grasa (kg totales) Protena (kg totales) Indicadores Econmicos Precio Leche (cent. U$S/L) 37.9 24.2 16.3 4.0 3.9 1702 1184 837 SPLS 1000000 6098 5882 37000 32800
- Concentrados
pio ingreso de capital (estimaciones realizadas por los autores sugieren que estos sistemas reinvierten ms del 80% del ingreso de capital anual).
de la alfalfa fue de 15 kg/MS/mm lo cual est en lnea con los valores medios reportados por Sawchik et al. (2010).
Comparacin del sistema en secano con modelos alternativos de riego manteniendo constante la productividad. iso-leche
En los Cuadros 3 y 4 se presenta la informacin fsica, productiva y tecnolgica de la aplicacin de riego en sistemas de produccin de leche dimensionados para producir 1:000.000 de litros y facturar 379 000 dlares al ao. En el modelo que riega slo reservas de forraje (splr_res) se necesitan 12 ha de maz para ensilaje (versus las 32 del sistema en secano) y por tanto se liberan 24 ha que ya no son necesarias en el sistema de produccin. En el modelo que riega toda el rea de sorgo forrajero (splr_ res+sf) las necesidades de maz para silo se reducen a 6 ha ya que el sorgo forrajero adems de ser pastoreado cubre gran parte de las necesidades de reserva de forraje del sistema. En este caso el riego libera 30 ha que salen del sistema de produccin. En tanto, el modelo que riega las pasturas permanentes (splr_res+sf+past) no requiere maz para ensilaje dado que las pasturas y el sorgo forrajero cubren los requerimientos de pastoreo y reservas de forraje del sistema. En esta opcin de riego se liberan 56 ha de las requeridas en secano para producir 1:000.000 de litros. Es de hacer notar que en todos los modelos se trabaj con el mismo nivel de produccin individual (5882 L VM, 19.2 L VO da) variando la carga animal entre sistemas. Esta decisin se basa en la alta repetibilidad que tiene este valor entre sistemas de produccin de leche con niveles tecnolgicos variables. Los autores entienden que es un nivel de produccin individual lograble en cualquiera de los sistemas de produccin simulados, con un grado razonable de confianza. Si bien la produccin individual no vara entre modelos s lo hace la carga animal y en consecuencia la estructura de la alimentacin por hectrea y por vaca: mientras en el SPLS las reservas de forraje constituyen el 22% de la materia seca total en el sistema SPLR_Res+Sf+Past constituye solamente un 15% quedando explicada el resto de la alimentacin por forraje cosechado directamente (54%) y un mayor uso de concentrado (32%) (Cuadro 3).
Cuadro 3. Indicadores fsicos del sistema de produccin de leche en secano y modelos bajo riego de igual productividad en iso-leche Indicadores Fsicos Sup. Total Sup. VM Num. VM Carga VM/ha VM Alimentacin (kg/MS/ha) SPLS Secano (ha) (ha) (ha) 237 164 112 170 1.04 3013 1384 1819 kg g/L kg g/L 1335 0.227 1755 0.298 SPLR Res 213 140 112 170 1.21 3530 1621 2131 1335 0.227 1755 0.298 SPLR Res+Sf 207 134 112 170 1.27 3688 1531 2390 1207 0.205 1884 0.320 SPLR Res+Sf+Past 181 108 92 170 1.57 5068 1374 2998 873 0.148 1905 0.324
Concentrados
Cuadro 4. Indicadores productivos y econmicos del sistema de produccin de leche en secano y modelos bajo riego de igual productividad en iso-leche Indicadores Productividad Leche total (L) Leche ha (L/ha/VM) Leche vaca (L/VM) Grasa (kg totales) Protena (kg totales) Indicadores Econmicos Precio Leche (cent. U$S/L) 37.9 24.2 16.3 4.0 3.9 1702 1184 837 37.9 23.2 15.3 4.0 3.9 1894 1272 1042 37.9 23.6 15.7 4.0 3.9 1949 1326 1070 37.9 23.8 15.9 4.0 3.9 2229 1528 1267 SPLS Secano 1000000 6098 5882 37000 32800 SPLR Res 1000000 7143 5882 37000 32800 SPLR Res+Sf 1000000 7463 5882 37000 32800 SPLR Res+Sf+Past 1000000 9259 5882 37000 32800
Producto Bruto (U$S/ha) Costo total (U$S/ ha) Ingreso capital leche (U$S/ha VM)
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Grfico 1. Total de hectreas regadas y excedentarias segn el modelo de riego utilizado. Ver texto por explicacin de las leyendas.
En el modelo splr_res se riegan 12 ha de maz (9% del rea total) con una inversin de 4500 U$S/ha con riego. En el modelo splr_res+sf se riegan 34 ha (6 ha de maz y 28 ha de sorgo forrajero; 25% del rea total) con una inversin de 1651 U$S/ha con riego. En ambos sistemas se presupuest el uso de un ala piovana con autoenvolvente difiriendo el costo entre sistemas por los requerimientos de agua de cada cultivo. En el modelo splr_res+sf+past se riegan 88 ha (65 ha de pasturas y 23 ha de sorgo forrajero; 88% del rea total) con una inversin de 2417 U$S/ha con riego. El sistema de riego seleccionado para este sistema es de pvot central. En el Grfico 1 se representa la relacin entre el total de hectreas regadas y las hectreas que se liberan en cada modelo de riego cuando se trabaja bajo la alternativa de iso-leche. En el modelo splr_res se liberan dos hectreas de tierra por cada hectrea que se riega. En el modelo splr_res+sf la relacin hectreas regadas/ hectreas liberadas es prcticamente 1:1 mientras que en el modelo de riego splr_res+sf+Past se liberan 0,6 ha por cada hectrea que se riega. Esta relacin, entre hectrea regada y hectrea liberada, expone con claridad la sensibilidad del anlisis econmico a la relacin precio de la tierra/monto de la inversin en riego por hectrea. Las tir calculadas fueron: spls, 15,5%; splr_res, 18,2%; splr_res+sf, 18,3%; y splr_ res+sf+past, 16,5%. Estas tasas indicaran que
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el resultado de inversin en riego mantuvo rentabilidades muy similares entre los diferentes modelos de riego y sin diferencias importantes con el modelo en secano. Este comportamiento, tambin, se evidencia en el anlisis del valor actual neto de la inversin, para el que se utiliz una tasa de descuento del 5%. Los valores fueron: spls, U$S 718 264; splr_res, U$S 811 347; splr_res+sf, U$S 791 203; y splr_res+sf+past, U$S 678 388. Estos resultados sugieren que las diferentes combinaciones evaluadas de: capital, tierra y trabajo; llegan a un resultado econmico neto y a una tasa de rentabilidad similar. Los valores de tir se consideran bajos dado que el modelo de trabajo utilizado optimiza algunos procesos (minimiza costo de alimentacin) y las respuestas fsicas si bien conservadoras en algunos aspectos no contemplan: fallas en la implementacin de la tecnologa, des-economas de escala, ni los costos de aprendizaje inherentes a la adopcin de una nueva tecnologa.
Comparacin del sistema en secano de produccin de leche con modelos alternativos de riego manteniendo superficie iso-area
En los Cuadros 5 y 6 se presenta la informacin fsica, productiva y tecnolgica de la aplicacin de riego en sistemas de produccin de leche di-
Cuadro 5. Indicadores Fsicos del Sistema de Produccin en Secano y modelos bajo riego de igual superficie (iso-area) Indicadores Fsicos Sup. Total Sup. VM Num. VM Carga VM/ha VM Alimentacin (kg MS ha) - Pastura - Reservas - Concentrados kg g/L kg g/L 3013 1384 1819 1335 0.227 1755 0.298 3124 3843 3601 2181 0.371 2043 0.347 3748 3852 3900 2006 0.341 2031 0.345 5368 3852 6320 1483 0.252 2433 0.414 (ha) (ha) (ha) SPLS Secano 237 164 112 170 1.04 SPLR Res 237 164 112 289 1.76 SPLR Res+Sf 237 164 112 315 1.92 SPLR Res+Sf+Past 237 164 112 426 2.6
mensionados a una superficie total de 237 ha de las cuales 164 ha estn destinadas al rodeo vaca masa. A diferencia de la comparacin iso-leche donde se compararon los modelos a un mismo nivel de facturacin en la alternativa iso-area se explota el 100% de la superficie disponible. En esta comparacin todos los sistemas de produccin se riegan utilizando pvot central. En el modelo que riega reservas de forraje (splr_res) se riegan las 36 ha de maz para ensilaje (22% del rea) que realiza el modelo en secano (spls). En el modelo splr_res+sf se riegan las 36 ha de ensilaje de maz ms 28 ha de sorgo forrajero (45% del rea) y en el modelo SPLR_Res+Sf+Past se riega toda el rea de cultivos anuales y pasturas permanentes: 36 ha de maz para silo, 28 ha de sorgo forrajero doble propsito (cosecha y ensilaje) y 84 ha de pastura tambin para pastoreo y reserva de forraje (90% del rea). En todos los casos la mayor produccin de forraje es utilizada con ms vacas en ordee manteniendo la productividad por animal constante aspecto que ya fue justificado en la seccin anterior. La introduccin del riego genera cambios significativos en la estructura de alimentacin de los sistemas tal como se muestra en el Grfico 2. La participacin del forraje cosechado directamen-
te (pasturas) pasa de aproximadamente 50% de la dieta en el spls a 30% de la materia seca total por hectrea en los sistemas que incorporan riego. El concentrado, por su parte, pasa de aproximadamente 30% en el spls a 40% de la materia seca total en el sistema splr_res+sf+past. El anlisis de la combinacin de alimentos que minimiza los costos de alimentacin en cada sistema sugiere que el factor limitante en los mismos es la capacidad de producir fibra. En la medida que la inclusin de riego levanta el potencial de produccin de fibra del sistema, el modelo responde incorporndose ms animales y ajustndose la relacin de reserva: concentrado para cubrir requerimientos de energa y protena. Al pasar de spls a splr_res+sf+past, la cosecha directa de forraje (pastura) se incrementa 1,78 veces mientras que el consumo de concentrado se multiplica por 3,5. Las tir calculadas, fueron: spls, 15,5%; splr_res, 16,8%; splr_res+sf, 17,3%; y splr_ res+sf+past, 20,3%. Estas tasas indicaran que el resultado de inversin en riego mantuvo rentabilidades muy similares entre los diferentes modelos de riego y sin diferencias importantes con el modelo en secano (excepto el modelo splr_res+sf+past, que logra cinco puntos de diferencia respecto a spls). La evaluacin cambia
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Grfico 2. Composicin de la dieta de vacas lecheras en sistemas de produccin en secano (spls), con riego de reservas (splr _ res), riego de reservas y verdeo de verano (splr _ res+sf) y riego de toda el rea (splr _ res+sf+past).
Cuadro 6. Indicadores productivos y econmicos del sistema de produccin de leche en secano y modelos bajo riego de igual superficie iso-area Indicadores Productividad Leche total (L) Leche ha (L/ha VM) Leche vaca (L/VM) Grasa (kg totales) Protena (kg totales) Indicadores Econmicos Precio Leche (cent. U$S/L) - Costo Leche (cent. U$S/L) - Alimentacin - Cosecha - Estructura 37.9 24.2 16.3 4.0 3.9 1702 1184 837 37.9 24.7 16.8 4.0 3.9 2809 1932 1355 37.9 24.3 16.4 4.0 3.9 3051 2064 1535 37.9 23.8 16.4 3.8 3.6 4074 2685 2123 SPLS Secano 1000000 6098 5882 37000 32800 SPLR Res 1700000 10336 5882 62900 55760 SPLR Res+Sf 1852941 11298 5882 68559 60776 SPLR Res+Sf+Past 2505882 15280 5882 92717 82192
Producto Bruto (U$S/ha) Costo total (U$S/ha) Ingreso capital leche (U$S/ha VM)
cuando se analiza el valor actual neto de la inversin, para lo que se utiliza una tasa de de descuento del 5%, los resultados fueron: spls, U$S 718 264; splr_res, U$S 1093 870; splr_res+sf, U$S 1 227 553; y splr_res+sf+past, U$S 1 780 866. El incremento en los valores de ganancia neta a medida que aumenta el rea de riego es remarcable dada la escala del negocio en seca78
no (600 a 700 mil dlares van). Estos resultados sugieren que el incremento de capital aplicado sobre el recurso tierra y la intensificacin del proceso de produccin en las condiciones de rendimientos y relaciones de precios utilizados en este trabajo generan ganancias de consideracin. De todas formas, al igual que en el caso de comparacin de modelos iso-leche hay que
tener en cuenta que los valores de tir se pueden considerar bajos, dado que el modelo de trabajo utilizado optimiza algunos procesos (minimiza costo de alimentacin) y las respuestas fsicas si bien conservadoras en algunos aspectos no contemplan: fallas en la implementacin de la tecnologa, des-economas de escala, ni los costos de aprendizaje inherentes a la adopcin de una nueva tecnologa. Otra forma de visualizar los resultados es la comparacin entre las diferentes simulaciones a partir de igualar la ganancia del modelo en secano variando el precio de la leche. El sistema splr_res genera el mismo ingreso de capital que el spls con un precio de leche de 32,6 cent. U$S/L (5,3 cent. U$S/L de reduccin en el precio). En tanto, el sistema splr_res+sf+past, logra el mismo resultado econmico que el spls con 29,3 cent, U$S/L (8,6 cent. U$S/L de reduccin en el precio).
La integracin del riego en sistemas pastoriles de produccin de leche arroja resultados muy promisorios. En el mtodo de anlisis iso-leche el riego se manifiesta como una estrategia potente para equiparar los resultados econmicos globales (ingreso capital total o valor actual neto de la inversin) liberando cantidades significativas de hectreas. En el mtodo de anlisis iso-area los modelos con riego mejoran la productividad, el ingreso de capital (total y por unidad de rea), la tir y el van de la inversin. Al momento de proyectar la inversin en riego se debe tener presente la inversin en infraestructura, ya que sta es de igual o mayor magnitud que la inversin en los propios sistemas de riego (especialmente los modelos donde se incrementa la cantidad de vacas en ordee. La simulacin del modelo con riego presenta un elemento destacable: el nivel de produccin individual es muy similar al del modelo de referencia, lo que evita incursionar en ajustes de tcnicas de alimentacin e infraestructura muy diferentes a los actualmente disponibles. De todas formas vale la pena volver a llamar la atencin (Chilibroste et al., 2010) sobre una serie de riesgos implcitos en el modelo de intensificacin en base a la incorporacin del riego: 1) de carcter financiero, 2) de rigidez tecnolgica y econmica del sistema, 3) de infraestructura para manejo de cargas significativamente ms altas que las actuales, 4) de manejo de efluentes, estircol y erosin en los lugares de concentracin de ganado, 5) de capacidad de gestin y control de un nuevo proceso en el sistema, 6) riesgo tecnolgicos frente a los nuevos problemas que aparecern en el corto y mediano plazo vinculados a la prctica sistemtica del riego.
Consideraciones finales
Los sistemas pastoriles de produccin de leche en Uruguay estn asentados sobre una plataforma de produccin y utilizacin de materia seca que tiene dificultades para superar las 4-5 t/MS por hectrea de rotacin en el rea de vaca masa. Los elementos de diagnstico sobre este problema estn centrados fundamentalmente en dificultades de diseo de la rotacin forrajera y de manejo de la intensidad de defoliacin en su fase de pastura. Si bien, tanto a nivel de investigacin como comercial, se estn evaluando modelos alternativos de produccin de biomasa, stos estn an en fase de prueba.
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Resumen
Todo proyecto de riego debe concebirse enmarcado en una estrategia productiva que contemple el manejo de los costos del sistema. Los costos de inversin en activos y los operativos deben analizarse de forma paralela en el desarrollo de un proyecto de riego que apunte a la eficiencia del sistema. Existen varios elementos a tener en cuenta a la hora de determinar los costos asociados a un sistema de riego. Dichos elementos estn ligados tanto al sistema en s mismo como a las caractersticas del entorno en el que se instalar. Tienen importante incidencia: la fuente de agua disponible y la existencia de energa elctrica, as como la cercana de stas al sistema, y el plan de riego, entre otras. La rentabilidad generada por el sistema de riego est ligada al contexto econmico del mercado. El precio del producto, el precio de la energa, el precio del dlar y la tasa de inters bancaria sern factores incidentes. Actualmente se perciben facilidades desde el gobierno que buscan motivar las inversiones en el riego. Existen diferentes vas para obtener beneficios fiscales. Segn cual sea el proceso seguido para la obtencin de los beneficios se consigue la excencin de diferentes impuestos. Los impuestos que es posible exonerar parcial o totalmente son: Impueso al Valor Agregado (iva), Tasa Global arancelaria (tga), Impuesto Especfico Interno (imesi), Impuesto a la Enajenacin de Bienes Agropecuarios (imeba), Impuesto al Patrimonio (ip) e Impuesto a la Renta de las Actividades Econmicas (irae).
Introduccin
El rgimen de precipitaciones en el territorio uruguayo se caracteriza por adoptar valores medios anuales uniformes, pero con una distribucin anual muy variable. En los ltimos aos se han registrado largos perodos de ausencia de lluvias que afectaron significativamente a los esquemas productivos. Dichos eventos son tan agudos como impredecibles, caractersticas stas de importante incidencia para la produccin. A modo de cuantificacin de los efectos negativos consecuencia de la falta de agua, se tiene que las prdidas de produccin registradas en la sequa sufrida entre octubre de 2008 y febrero de 2009 se valuaron en U$S 881 millones (Fuente: Estimacin final de prdidas ocasionadas por la sequa 2008-2009 - Asociacin Rural del Uruguay Montevideo, diciembre de 2009). Enmarcado en este escenario surge la tecnologa del riego en Uruguay, no solo como instrumento para aumentar la produccin, sino tambin como una herramienta de relevante importancia para atenuar riesgos y lograr cierta estabilidad en la economa de los productores. En el presente trabajo se analizan los costos y las rentabilidades asociadas a la implantacin y operacin de los sistemas de riego. Siendo estos costos dependientes de las caractersticas de cada sistema particular, se presentan valores estimativos generales y ejemplos concretos para obtener montos de referencia. Los valores aqu presentados surgen de la informacin manejada por BBF Ingenieros, empresa con amplia experiencia en el diseo de sistemas de riego.
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Conceptos generales
El buen manejo de un sistema de riego impactar en la produccin, teniendo como resultado el incremento de la misma y garantizando un determinado nivel productivo inclusive en pocas de insuficiencia hdrica. A partir de ello, la incorporacin de un sistema de riego en el esquema productivo de un establecimiento puede concebirse con diferentes objetivos: el aumento de la produccin con el consecuente aumento de la rentabilidad, o la disminucin del riesgo de prdidas frente a situaciones de sequa.
Al amortizar la inversin corresponde considerar el costo del capital, ya sea capital propio o por intereses bancarios. La forma de determinar el costo del capital depende de la estrategia del sistema de riego y de la procedencia del capital. Con la tasa de inters bancario actual se puede asumir un valor promedio del costo financiero del 6% sobre la inversin total.
Una vez recuperada la inversin en activos (luego de x aos) el costo del sistema est deteminado nicamente por gastos operativos.
Debido a los cambios en el precio del producto y a que la produccin obtenida depende del manejo del riego entre mltiples factores (productividad del suelo, laboreo, fertilizacin, sanidad, gentica, etc.), la traduccin de los costos a produccin no tiene valores nicos. A modo de ejemplo se presentan algunos valores orientativos para los precios actuales de mercado: 3 toneladas de maz por hectrea, 1 tonelada de soja por hectrea, 2000 litros de leche por hectrea, 300 kilos de carne por hectrea. En el caso del cultivo de maz, esto quiere decir que para cubrir los costos del sistema de riego se deben obtener 3 toneladas por hectrea adicionales a las obtenidas en secano, toda produccin por encima de este valor resultar en ganancias.
Estudios y proyectos
Todas las ideas de riego de los productores deberan llevar un proyecto detrs que garantice el xito de las inversiones realizadas. Es de suma importancia el anlisis de cuestiones tcnicas y econmicas desde las etapas iniciales de la elaboracin del proyecto. El estudio debe abarcar desde cuestiones macro (que superficie regar, cuales son los recursos de agua y energa disponible, que tipo de equipos utilizar), al diseo particular de todos los elementos componentes del sistema (equipos de riego, conducciones, equipos de bombeo, etc.). El objetivo del diseo debe ser maximizar las prestaciones con el menor costo posible. Cabe destacar que el diseo del sistema impactar no solamente en el costo de adquisicin del mismo, sino tambin en el costo operativo. Un sistema bien diseado probablemente significar costos de inversin ms elevados (por ejemplo al colocar caos de dimetros mayores o aspersores de
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Costo del milmetro = Costo total (U$S/ao. ha) / Aplicacin anual (mm/ao)
mejor distribucin de agua con menor presin de trabajo), pero debe evaluarse en qu periodo se recupera ese sobre-costo como consecuencia del ahorro de energa por el funcionamiento con presiones de trabajo menores. Cuestiones de esta ndole deben ser analizadas durante la elaboracin del proyecto del sistema de riego. El precio de un proyecto depender de la complejidad y el tamao del mismo. Los costos asociados a la elaboracin del proyecto de riego tienen muy baja incidencia en la inversin total, pudiendo resultar en ahorros econmicos y de dolores de cabeza importantes al evitar la implementacin de sistemas poco eficientes, o en el peor de los casos sistemas con fallas que imposibilitan su funcionamiento. Ningn sistema de riego ser inviabilizado por los costos asociados a la elaboracin de un proyecto bien logrado. Un proyecto slido abarca diferentes reas de anlisis: Agronoma: qu, cundo y cunto regar, plan de cultivos, rotaciones. Agrimensura: niveles de terreno, ubicacin de equipos, identificacin de obstculos, permisos ante la Direccin Nacional de Aguas (dinasa). Hidrologa Hidrulica: fuentes de agua, caudales, equipos de bombeo, conducciones, permisos dinasa. Ambiental: en proyectos que requieren anlisis ambiental, permiso Direccin Nacional de Medio Ambiente (dinama). Energa: fuente de energa, tendidos elctricos, tableros, protecciones elctricas, transformadores, trmites Administracin Nacional de Usinas y Trasmisiones Elctricas (ute). Economa y finanzas: clculo de rentabilidades, clculo del repago. Estudio de beneficios fiscales: anlisis de posibilidades de exoneracin fiscal.
el riego, cualquiera sea su origen, requiere la solicitud de un permiso ante la dinagua. Para obras de mayor porte, adems debe tramitarse un permiso ante la dinama.
Perforaciones
En Uruguay no hay cantidades de agua subterrnea a profundidades que viabilicen su uso en el riego. Con un caudal de 10 000 L/h, valor considerado como una perforacin de buen caudal en el territorio uruguayo, se riegan 4 hectreas con una aplicacin de 5 mm/da. La inversin vara entre 1000 y 3000 U$S/ha, dependiendo de la profundidad de la perforacin.
Tajamares represas
Las limitaciones del agua subterrnea y de la toma directa desde arroyos, sumada a la topografa ondulada del territorio, hacen factible la captacin de agua por medio del embalse de cursos de agua. El principal defecto de estas obras es la inundacin de una porcin de campo que queda inutilizada para otro fin que no sea el almacenamiento de agua. Como ventaja se destaca que la reserva de agua est a la vista, pudiendo hacer un manejo conjunto de la cantidad de agua aplicada con la cantidad disponible.
Fuentes de agua
Las fuentes de agua para el riego comprenden perforaciones, toma directa de arroyos y tajamares o represas. La explotacin de agua para
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Los costos asociados a la construccin de represas dependen del porte de la misma y de la topografa. Valores normales de la relacin (volumen de agua)/ (volumen de tierra) oscilan entre 10 y 60. Actualmente el precio del movimiento de tierra tiene valores medios de 3 U$S/m3. Un valor estimativo del costo por hectrea regada podra situarse entre 100-500 U$S. A este valor debera agregarse el lucro cesante del rea inundada.
no es posible fijar un nico precio para un equipo de dimensiones dadas. Este hecho es muy importante a la hora de establecer comparaciones entre costos de diferentes mquinas, al mirar los precios de dos pvots se debe verificar que las prestaciones sean las mismas, de lo contrario se debe tomar en cuenta que la comparacin de precios es sobre cosas distintas. A modo de ejemplo, se presentan costos promedio de un equipo para uso comn (terreno de escasa pendiente, largo de equipo medio, riego cultivos de baja altura). Se considera un pvot fijo de 565 m de radio (100 ha de riego), con una presin de trabajo de 25 mca (2.5 bar, 35 psi) y una capacidad de aplicacin de 5 mm/da en 20 horas. El precio aproximado de este equipo armado en campo es U$S 130 000, 1300 U$S/ha.
Equipos de riego
Se evalan los costos de inversin de los siguientes equipos de riego por aspersin: pvot central, pvot de un tramo, ala de riego frontal, can de riego y aspersores irripod. Estos equipos difieren en porte, tecnologa aplicada, uniformidad del riego y operatividad. Los equipos de riego no son mquinas con diseo estndar, cuanto ms grande sea el equipo admite mayores variantes que permiten adecuarlo al cultivo que se regar, al tipo de suelo, a la topografa, a la cantidad de agua aplicada, etc. La venta de equipos como mquinas aisladas, cuyo diseo no se realiza como un elemento componente de un determinado sistema de riego, conduce a la adquisicin de equipos que no se adaptarn a las necesidades particulares del productor. El diseo de la mquina tiene repercusiones econmicas, en la uniformidad del riego y en el cuidado de los suelos. Estas caractersticas hacen que dos equipos que cubren una misma superficie de riego posean costos diferentes debido a las variantes existentes. A modo de establecer valores de referencia se presentarn costos de mquinas con caractersticas tipo, pero cabe recalcar que cada equipo se disea para condiciones particulares de uso adoptando diferentes precios.
Pvot de un tramo
El pvot de un tramo es una variante para pequeas reas. En general se emplean equipos de un tramo mviles de forma de aumentar el rea de riego abarcada. Su presin de trabajo oscila entre 25 y 30 mca (2.53.0 bar, 3543 psi). Una caracterstica a destacar de este equipo es que el mismo es de accionamiento hidrulico (el movimiento es accionado por la fuerza del agua), no siendo necesario el abastecimiento de energa (diesel o elctrica) en el centro del pvot. Al igual que en los pvot de mltiples tramos, existen variantes que inciden en el precio de un pvot de tramo nico, aunque por tratarse de un equipo de menor tamao las opciones se reducen bastante. A efectos de la evaluacin del costo se considera un equipo mvil de 106 m de radio mojado (3,5 ha de riego en cada posicin) que trabaja en seis posiciones regando una superficie total de 21 ha. La presin de trabajo es 25 mca (2.5 bar, 35 psi) y la capacidad de aplicacin media 4 mm/da en 20 horas. El precio aproximado de este equipo armado en campo es U$S 30 000, 1400 U$S/ha.
Pvot central
Existen mltiples caractersticas de los equipos tipo pvot que inciden en su costo: longitud del equipo, equipo fijo o mvil, alto perfil o estndar, geometra de los tramos, tipo de tablero, presencia de can final, presencia de boombacks, huella seca, carta de aspersin, bajantes rgidos o flexibles y una cantidad de accesorios que se le pueden agregar al pvot. En base a ello,
vilidad que se usa en varias posiciones de riego. La presin de trabajo varan segn el porte del equipo entre 20 y 40 mca (24 bar, 2856 psi). Para analizar los costos se considera un equipo de 64 m de longitud, con una faja mojada de 90 m. Este equipo se conecta a una bobina autoenrollable con manguera de 400 m de longitud y 120 mm de dimetro. Se rota al equipo en siete posiciones, regando una superficie total de 25 ha. La presin de trabajo es 40 mca (4 bar, 56 psi) y la capacidad de aplicacin media es 4 mm/ da en 20 horas. El precio aproximado de este equipo es U$S 50 000, 2000 U$S/ha.
Se presentan los costos de un sistema que cubre una superficie de riego de 25 hectreas, con 140 aspersores. La aplicacin media del sistema es 4 mm/da en 14 horas. El costo del equipo compuestos por los aspersores y las tuberas flexibles es U$S 25 000, 1000 U$S/ha.
Can
El can de riego es un equipo con mayor historia en el medio productivo uruguayo. Se trata de un aspersor de gran porte que para su funcionamiento se acopla a una bobina auto-enrollable. Su accionamiento es hidrulico y se emplea para el riego en varias posiciones. La presin de trabajo vara entre 30 y 70 mca (37 bar, 43100 psi). Frente al ala de riego o al pvot de un tramo, posee la desventaja comparativa de una menor uniformidad del riego altamente afectada por el viento y un costo energtico bastante ms elevado. Tambin existen riesgos de compactacin del terreno. Se consideran los costos de un can con una faja de riego de 75 m acoplado a una bobina auto-enrollable de 380 m de longitud y 110 mm de dimetro. Se rota al equipo en 8 posiciones, regando una superficie total de 25 ha. La presin de trabajo es 60 mca (6 bar, 85 psi) y la capacidad de aplicacin media es 4 mm/da en 14 horas. El precio aproximado de este equipo es U$S 42 000, 1700 U$S/ha.
Aspersores Irripod
Los aspersores irripod son aspersores que se conectan en lnea mediante tuberas flexibles. El rea de riego se cubre mediante la rotacin de las lneas. Es un sistema muy flexible que se adapta a cualquier geometra y tamao de la superficie de riego. Requieren presiones de trabajo entre 20 y 30 mca (2-3 bar, 28-43 psi). Se destaca su bajo costo de inversin y la fcil instalacin. Su uso est limitado a cultivos de baja altura.
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laciones a combustible son ms complicadas y requieren mayor mantenimiento, implican cierta logstica en cuanto a la compra peridica de combustible y su almacenamiento. A excepcin de instalaciones muy pequeas, los sistemas de riego requieren suministro de energa elctrica trifsico. En sistemas superiores a 100 hectreas de riego puede suceder que no exista la potencia requerida para el abastecimiento de los equipos, convirtindose en una limitante para la implantacin del sistema. En aquellos casos en los que el sistema se sita alejado de lneas elctricas existentes se requiere la extensin de stas hasta las bombas y cuando se tienen pvots hasta su centro. Tendidos de grandes longitudes resultan costos.
electrificacin rural. El tendido en baja tensin subterrnea cuesta 20 U$S/m. Un transformador de 50 kva tiene un costo de U$S 5000 y uno de 400 kva cuesta U$S 15 000.
Tableros y protecciones
Todo sistema requiere la instalacin de tableros y protecciones elctricas que previenen la rotura de los equipos. El costo de un tablero estndar para 100 HP, con arranque en estado slido y previsin para comunicacin remota es aproximadamente U$S 10 000.
Costos operativos
Los costos operativos son aquellos asociados al consumo de energa y a la operacin y mantenimiento de los equipos.
Combustible fsil
Cuando la alimentacin energtica se realiza en base a combustible fsil el equipamiento consiste en motores y generadores. La eficiencia en los motores diesel es menor que en motores elctricos, por lo tanto para entregar cierta potencia se requerir un motor mayor si el sistema es alimentado con combustible que si el mismo es elctrico. A modo de referencia, un motor de 100 HP cuesta U$S 15 000. Un generador de corriente de 100 kva para alimentar al motor tiene un costo de U$S 25 000.
Energa
Los costos asociados al consumo de energa son variables segn cual sea la fuente energtica (elctrica o disel).
Combustible fsil
En el caso de la alimentacin con disel el costo asociado al consumo es el costo de la cantidad de combustible utilizado. El precio a la fecha del litro de gas ol es $ 36, U$S 1,76. No existen gastos fijos, por lo cual si algn ao el sistema no se opera no se generan costos energticos. Si se considera un sistema de riego de 40 ha, que funciona durante 1500 horas al ao con un motor de 30 kw (consumo de 4 L/h), se obtiene que el costo operativo es 10 000 U$S/ao. Para un sistema de 130 ha, accionado con un motor de 100 kw (consumo de 20 L/h), operado durante 1500 horas anuales, el costo por consumo de combustible es 50 000 U$S/ao.
Energa elctrica
El costo total de las instalaciones para el abastecimiento elctrico depende de cada obra en particular, suele ser un monto importante, pero no condicionante. Generalmente, las obras consisten en el tendido de una lnea de media tensin (15 000 voltios) desde una lnea existente, el pasaje de media tensin a baja por medio de transformadores y el tendido de baja tensin desde el transformador hasta el punto de consumo (en el caso de pvots 380 voltios-subterrnea). Se presentan a continuacin algunos precios que permiten estimar el monto de las instalaciones de energa elctrica. El tendido en media tensin adopta valores entre 6 y 12 U$S/m, segn se construya bajo el rgimen de obra privada o
Energa elctrica
La tarifa del suministro elctrico de ute adopta diferentes valores segn el tipo de servicio que se contrate. Existen cuatro tarifas aplicables a los sistemas de riego: general simple o doble horario, de triple horario y zafra estival.
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La tarifa general simple o doble horario se justifica solo en el caso de sistemas en los que se riega una superficie menor a 10 ha. Para sistemas mayores el ahorro en potencia contratada ganado con esta tarifa en se ve contrarrestado por el aumento del consumo. La tarifa de triple horario es obligatoria en sistemas con potencias superiores a 40 kw y opcional para el resto de los casos. En esta tarifa se distinguen Medianos Consumidores (MC), y Grandes Consumidores (GC) cuando el consumo medio mensual supera los 90 000 kw.h y la potencia es mayor a 200 kw. Corresponde la tarifa de GC a los grandes sistemas, en general superiores a 1000 ha bajo riego. La tarifa zafra estival se aplica cuando por lo menos el 80% del consumo se registra en el perodo noviembre-marzo. Si bien esta tarifa resulta ms econmica, cabe resaltar que la poca de siembra queda fuera de dicho perodo. Cualquiera de estas tarifas posee dos componentes, el cargo por potencia contratada y el cargo por kw consumido. Cuanto mayor es el gasto energtico, el precio unitario de la energa es menor. ute actualiza su pliego tarifario cada cierto perodo de tiempo en el que pueden consultarse los precios correspondientes a cada contrato. El cargo por potencia contratada es un costo fijo que se paga durante todos los meses del ao (a excepcin de la tarifa zafral estival), su valor depende del tipo de contrato. Existen severas multas por el exceso de potencia consumida. En el caso de MC1 el costo mensual por potencia contratada es U$S 10 por cada kw contratado. Por ejemplo, para un sistema con una potencia de 30 kw (40HP) el costo en potencia anual es U$S 3.600 (12 meses * 10 U$S/kw * 30 kw). Si se considera un sistema con una potencia de 100 kw (130 HP), el costo en potencia anual es U$S 12 000. El cargo por energa consumida tambin depende del tipo de contrato. El costo promedio para consumidores MC1 en el horario de llano y valle es 0,10 U$S/kw.h, si se considera el horario punta el costo del kw asciende a 0,14 U$S/kw.h. Esta diferencia de precios lleva a disear sistemas que operan fuera del horario de punta de la
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tarifa energtica. Si se considera un sistema con una potencia de 30 kw que funciona durante 1500 h al ao, el costo por consumo anual resulta ser U$S 4500 (0,10 U$S/kw.h * 30 kw * 1500 h). Para el sistema de 100 kw el costo anual por consumo es U$S 15 500. El costo total de la energa elctrica para un sistema de 30 kw que se opera durante 1500 horas al ao, resulta ser 8100 U$S/ao. Para un sistema de 100 kw funcionando la misma cantidad de horas al ao, el gasto total de energa elctrica es U$S 27 500. Al comparar estos valores con los obtenidos suponiendo el uso de disel puede verse que en el caso del sistema de 30 kw el costo energtico a partir de disel resulta ser apenas ms elevado que el elctrico, mientras que para el sistema de 100 kw es casi el doble. La brecha entre el gasto energtico elctrico o diesel se achica cuando el sistema se opera menor cantidad de horas al ao (se aplican menos milmetros al ao).
Operacin y mantenimiento
En lo que refiere al funcionamiento del sistema y su mantenimiento deben considerarse los gastos asociados a la contratacin de personal para el manejo de los equipos, las tareas de mantenimiento y la reparacin de averas. En sistemas inferiores a 50 ha no es necesaria la contratacin de personal especfico para el manejo de los equipos. En sistemas superiores a 200 ha es conveniente la designacin de una persona responsable del riego. En relacin al mantenimiento peridico de los equipos el costo es bajo, pudindose estimar como un 2% de la inversin anual. Los gastos de roturas son variables.
Estudio de casos
Los costos asociados a la implementacin y operacin de un sistema de riego son muy variables, dependiendo de mltiples factores. A modo de ejemplo y para obtener cifras orientativas se analizan dos casos concretos. Se presentan los resultados obtenidos en el estudio de un sistema de riego a partir de pvot central y otro en base a aspersores irripod.
Pvot central
Se evalan los costos de un sistema con las siguientes caractersticas: Equipo de riego: pvot central de 565 m de radio, 100 ha de riego. Presin de trabajo de 25 mca (2.5 bar, 35 psi). Lmina de riego 5 mm/ da. Aplicacin anual 350 mm (1400 h de riego al ao). Fuente de agua: represa con capacidad til de almacenamiento de 350 000 m3 (el volumen total almacenado equivale a la demanda del sistema ms un 20% de prdidas por ineficiencia, 420 000 m3). El volumen de tierra de la represa es 15 000 m3 (relacin agua/tierra=30. Obra de toma de 50 m de longitud y de 300 mm de dimetro. Conducciones: la impulsin se realiza de forma directa con una tubera de 250 mm de dimetro y 1000 m de longitud. La diferencia geomtrica es 20 m, la presin total necesaria es 55 mca. Bomba con capacidad de impulsar 255 m3/h con una presin de 55 mca (5.5 bar, 78 psi). El sistema requiere una potencia de 50 kw (70 HP). Para alimentacin con energa elctrica se requiere un motor de 75 HP. Energa: se requiere el tendido de red elctrica nueva de 2 km de extensin para el abastecimiento energa elctrica.
Costo de inversin
Rubro Equipo de riego, conducciones, obras civiles y equipo de bombeo. tem Pvot armado en campo Tubera instalada Bomba y motor, acople directo Caseta de bombeo y base de pvot Fittings Fuente de agua Energa Costo de inversin total Mov. De tierra de represa Obra de toma Tendido elctrico de 2 km Tablero y protecciones Precio U$S 130 000 40 000 15 000 5 000 5 000 45 000 5 000 12 000 10 000 50 000 U$S 500 U$S/ha 22 000 U$S 2200 U$S/ha 267 000 U$S 2670 U$S/ha 195 000 U$S 1950 U$S/ha Subtotal
Equipo de riego completo, 19 500 U$S/ao. Represa, 1700 U$S/ao. Elctrica, 1100 U$S/ao. La inversin total anualizada resulta ser 38 300 U$S/ao (1,09 U$S/ ha.mm).
Costo operativo
Se determina el costo asociado al abastecimiento de energa elctrica considerando un suministro tipo MC1 (Medianos Consumidores 1). La tarifa de ute en este caso adquiere los siguientes valores*:
Nivel de tensin 230 v 400 v
*Pliego tarifario 01/01/2012
El costo fijo resulta ser la suma del monto por potencia contratada y el cargo fijo mensual. En base a una potencia contratada de 70 kw, el costo fijo anual es U$S 9000 (con un tipo de cambio de 20,50 $/U$S). Para el clculo del costo por consumo se supone que el equipo funciona durante 20 h diarias incluidas en el perodo de valle y llano, donde el precio del kw/h promedio es $ 2132. Para aplicar de 350 mm/ao/ha se requiere que el equipo funcione durante 1400 hs anuales, a partir de ello el monto por consumo es 8000 U$S/ao. El costo total de la energa elctrica es 17 000 U$S/ao. En cuanto a la operacin y mantenimiento del sistema, se estima un gasto en mantenimiento de 5300 U$S/ao (2% del valor del equipo), al que se agrega el gasto en personal estimado en 4500 U$S/ao (una persona con dedicacin horaria de media jornada durante 6 meses). El costo operativo total es 26 800 U$S/ao (268 U$S/ha; 0,77 U$S/ha/mm). El costo total del riego para un pvot de 100 ha, resulta ser 65 100 U$S/ao (650 U$S/h; 1,86 U$S/ha/mm).
Aspersores Irripod
Se analizan los costos de un sistema con las siguientes caractersticas: Equipo de riego: 27 lneas con ocho aspersores irripod cada una, 30 ha de riego. Presin de trabajo de 20 mca. Lmina de riego promedio 5 mm/da. La rotacin se realiza en 7 posiciones (aplicacin bruta de 35 mm/da), regando durante 14 h en cada posicin. Aplicacin anual 350 mm (980 h de riego al ao). Fuente de agua: represa con capacidad til de almacenamiento de 105 000 m3 (el volumen total almacenado considerando prdidas por ineficiencia es 125 000 m3). El volumen de tierra de la represa es 10 000 m3
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(relacin tierra/agua=1/15. Obra de toma de 30 m de longitud y de 160 mm de dimetro. Conducciones: la impulsin se realiza de forma directa con una tubera madre de 160 mm de dimetro y 200 m de longitud. La diferencia geomtrica es 20 m, la presin total necesaria es 45 m. Bomba con capacidad de impulsar 107 m3/h con una presin de 45 mca (4.5 bar, 64 psi). El sistema requiere una potencia de 25 kw (33 HP). Para alimentacin energtica con combustible se requiere un motor de 30 kw.
Costo de inversin
Rubro tem Precio U$S 30 000 11 000 6 000 3 000 30 000 5 000 5 000 35 000 U$S 1170 U$S/ha 5000 U$S 500 U$S/ha 90 000 U$S 3000 U$S/ha 50 000 U$S 1670 U$S/ha Subtotal
27 lneas de aspersores con tubera Equipo de riego, conduc- Tubera madre instalada ciones, obras civiles y Bomba y motor, acople directo equipo de bombeo. Fittings Fuente de agua Energa Costo de inversin total Movimiento de tierra de represa Obra de toma Tablero y protecciones
Para la amortizacin de la inversin se asumen los mismos valores de intereses y periodo de amortizacin que en el ejemplo anterior. La inversin total anualizada resulta ser 11 800 U$S/ao (1,13 U$S/ha.mm).
Costo operativo
El costo operativo energtico se debe nicamente al consumo de gas ol. El motor tiene un consumo de 7.2 L/h1, al precio actual del gas ol (36 $/L) el consumo anual significa un gasto de U$S 12 400. En los gastos de operacin y mantenimiento se tiene el costo asociado al mantenimiento de 1800 U$S/ao y (2% del valor del equipo) y el costo del personal estimado en 4500 U$S/ao (una persona con dedicacin horaria de media jornada durante seis meses). El costo operativo total resulta ser 18 700 U$S/ao (620 U$S/ha, 1,78 U$S/ ha.mm). El costo total del riego para un el sistema de aspersores de 30 ha, resulta ser 30 500 U$S/ao (1020 U$S/ha, 2,90 U$S/ha.mm).
Anlisis de sensibilidad
La mayor o menor conveniencia de la inclusin de un sistema de riego en el esquema productivo est ligada a ciertos factores econmicos: precio del producto, precio del gas oil, tasa de inters bancaria y precio del dlar.
del 10%. Esto se logra mediante la presentacin de un informe ante el Ministerio de Economa y Finanzas (mef), y la Direccin General Recursos Naturales Renovables del mgap. Cabe aclarar que los beneficios son otorgados por equipos de riego completos y no a sus componentes por separado. Se entiende por equipo de riego completo al equipo de bombeo, las tuberas de conduccin y el equipo de riego (pvot, can, ala, etc.). b) Beneficio fiscal por inversin La Ley N 16.906 prev dos tipos de beneficios fiscales: los generales y los especficos. Los beneficios Generales estn establecidos en el Captulo II de la mencionada ley y son aplicables a contribuyentes de irae y de imeba (Impuesto a la Enajenacin de Bienes Agropecuarios) que desarrollen actividades industriales y agropecuarias, accediendo a los mismos en forma automtica, solamente por el hecho de desarrollar dichas actividades. Los beneficios tributarios que se obtienen son; para impuestos indirectos: iva, imesi, etc.; y, para impuestos directos: ip. Dentro de los beneficios generales no se incluye el irae. Los beneficios Especficos estn establecidos en el Captulo III, pueden acceder a ellos cualquier empresa que presente un proyecto de inversin independiente de la actividad que desarrolle. Se pueden obtener beneficios fiscales para iva, ip, irae y tambin tasas y tributos de importacin. Los proyectos de Inversin deben ser presentados ante la Comisin de Aplicacin (comap del mef), y para acceder a las exoneraciones se deben cumplir objetivos segn una matriz de indicadores. c) Rgimen de exoneracin por inversiones aplicable para irae La exoneracin por inversiones se aplica solamente a contribuyentes de irae que liquiden con contabilidad suficiente. Para acceder al beneficio se debe cumplir con ciertos requisitos de carcter cualitativo, cuantitativo, formal y temporal. Por citar un ejemplo, debe existir una inversin real, los montos a exonerar no podrn superar el 40% de la renta neta fiscal del ejercicio fiscal anterior, etc. Cumplidos los requisitos se podr acceder a un beneficio de irae mximo del 40% de la inver-
Exoneraciones impositivas
En la actualidad existen diferentes procedimientos para obtener beneficios fiscales cuando se decide invertir en un sistema de riego. Se presentan tres posibles vas para la exoneracin fiscal: Beneficio fiscal por importacin de equipos de riego: Exoneracin del Impuesto al Valor Agregado (iva), segn Decreto 39/990, Decreto 220/998 y Decreto 207/007. Exoneracin del pago de Tasa Global Arancelaria (tga) y recargo mnimo del 10% segn Decreto 127/990, Decreto 488/990 y Decreto 512/990. Beneficio fiscal por Inversin, segn proyectos de inversin regulados por la Ley N 16.906 y el Decreto 455/007 y sus modificaciones, y el Decreto 2/012 (vigente para proyectos presentados a partir de la publicacin del Decreto). Rgimen de exoneracin por inversiones aplicable para Impuesto a la Renta de las Actividades Econmicas (irae), previsto en el Artculo 53 del Ttulo 4 del Texto Ordenado 1996, y reglamentado por los Artculos 114 a 121 del Decreto 150/007. a) Beneficio fiscal por importacin de equipos de riego Segn los decretos mencionados se logra exonerar el pago de iva, tga y el adelanto mnimo
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sin cuando se trata de bienes muebles del activo fijo (equipo de riego). En resumen, existen diferentes formas de acceder a exoneraciones fiscales. Dependiendo del caso puede resultar ms beneficioso un rgimen u otro, esto se debe estudiar con anticipacin ya que ambos (Caso B y Caso C) no pueden coexistir. Mediante la Ley de Inversiones y con la presentacin de los proyectos de inversin puede
resultar ms favorable en cuanto a irae, dado los porcentajes de beneficios que se otorgan y los plazos para su utilizacin. En contrapartida los procedimientos administrativos y seguimiento de proyectos para cumplimiento de los objetivos pueden resultar tediosos y generar mayores costos administrativos. A diferencia, el rgimen de exoneracin por inversiones se logra de forma automtica.
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Introduccin
El anlisis y caracterizacin de las fuentes de agua constituye un elemento clave para el desarrollo del riego. En primer lugar es indispensable definir la demanda de agua requerida, para todos y cada uno de los intervalos de aplicacin: anual, mensual, diaria e instantnea, y ser un pilar para la evaluacin de la fuente de agua. El proyecto deber determinar si se podr satisfacer la demanda, y en cada caso, con qu grado de certeza o probabilidad. Las fuentes de agua para riego pueden ser aguas subterrneas o aguas superficiales, y en menor medida, la reutilizacin de aguas servidas. El presente artculo est centrado en las fuentes de aguas superficiales con el fin de aportar y resumir algunas ideas para diseo, construccin y estimacin de costos. Asimismo, la captacin de las aguas superficiales se puede realizar por: (a) toma directa, (b) represa o embalse, o (c) una solucin mixta de las dos anteriores, que puede incluir reservorios intermedios. Por otro lado, como complemento de las fuentes de agua, es imprescindible considerar las obras de conduccin necesarias para el transporte del agua hasta los lotes donde se aplicar el riego, los requerimientos en bombeos y su consumo de energa, mano de obra, mantenimiento, y -punto muchas veces olvidado- la forma de administracin del recurso en la escala de aplicacin concreta. En este marco se plantearn 4 temas:
a) Caractersticas de Uruguay y la regin b) Herramientas ante la variabilidad c) Posibles alternativas de fuentes de agua d) Datos bsicos de proyectos
Experimental inia Salto (1971 2011). En el anlisis de los datos se percibe una tendencia o incremento en la precipitacin media, del orden de 4 mm/ao; con eventos de precipitacin de mayor intensidad y mayores periodos de sequa entre un evento y otro; observndose adems gran variabilidad en los registros de precipitacin mensual. En Uruguay, dinagua ha organizado la informacin hidrolgica disponible desde un punto de vista regional 2 y ha realizado ciertos estudios en cuencas aforadas, con el fin de identificar las principales caractersticas de los patrones multianuales del comportamiento mensual y estacional de los parmetros hidrolgicos3, con el objetivo de disponer de un mtodo para extrapolar la informacin disponible hacia subcuencas no aforadas. De los resultados presentados, se observa una mayor variabilidad hacia el norte del pas. La informacin disponible corresponde a cuencas con una superficie superior a 79 000 ha; y no se cuenta con informacin de estudios de cuencas de mediano a pequeo porte, que permitan establecer parmetros caractersticos. Actualmente, se tienen ciertas limitaciones en las cuencas debido a los usos ya existentes en stas. A modo de ejemplo: la cuenca del ro
2 dinagua, Dpto. de Hidrologa Regionalizacin y correlaciones de parmetros hidrolgicos; marzo 2012. 3 dinagua, Dpto. de Hidrologa Ciclos anuales y estacionales de parmetros hidrolgicos (1980 2004); marzo 2012. 102
Negro, que es una de las principales cuencas del pas -con buena disponibilidad de tierras aptas para la agricultura-, se encuentra expresamente limitada la instalacin de nuevas fuentes de agua por ute4. Segn los siguientes requisitos: (1) un total acumulado de 1,000hm3 para todos de embalses, y (2) un total acumulado de todas las tomas directas de 16,85 m3/s. En estas condiciones, rpidamente se agotar la posibilidad de construir represas en dicha cuenca y no se autoriza ninguna extraccin nueva. Por otro lado, los perfiles de suelos en zonas importantes del pas son de limitada profundidad, y la acumulacin de agua en el perfil no es significativa5 en comparacin con los suelos de la regin, lo que implica aumentar la frecuencia entre las aplicaciones de riego. En consecuencia, la alta variabilidad mensual e interanual de los caudales y el limitado almacenamiento de agua en el perfil de suelo, justifican la necesidad de la regulacin de caudales mediante embalses o reservorios que permitan el empleo del agua para riego en el momento requerido, para asegurar (en primer trmino) y para potenciar (como meta final) la produccin.
4 Resolucin del Directorio de ute - R10.-1154, 27 de agosto de 2010. 5 J. H. Molfino, A. Califra: Agua disponible de las tierras del Uruguay, Segunda aproximacin. Divisin Suelos y Aguas. Direccin de Recursos Naturales Renovables, mgap. Disponible online en http://www.mgap.gub. uy/renare. 2001.
producir ms y mejor en los aos normales o favorables. Para el diseo de la fuente de agua, se deber tener en claro entonces, su objetivo, la distribucin de la demanda de agua que se tendr que satisfacer y el riesgo de probabilidad de falla admisible segn el uso (agua potable, riego de arroz, riego de cultivos de secano, abrevadero para ganado, etc.).
mayor cantidad de agua, por lo que en aos secos, cuando se tenga un dficit de agua, la fuente no podr satisfacer la demanda de todos los usuarios. Finalmente, mediante la alternativa (c) se propone cobrar un monto por superficie, equivalente al agua mnima para cubrir la demanda de riego, y luego una segunda componente computada por volumen, la cual representa el agua adicional para mejorar la produccin o por uso ineficiente del recurso. Estos emprendimientos requieren de grandes inversiones para la concrecin de las obras y de la solucin de la inundacin de los campos afectados por el lago. Adems, se debe considerar la distancia entre la fuente y la zona de riego, la cual est asociada a las prdidas que pueda tener el sistema. En cambio, las represas chicas o prediales pueden ser una interesante solucin rpida a los requerimientos de agua para riego, an con sus limitaciones. Sin embargo, presentan ventajas en cuanto a la solucin de la afectacin de la superficie inundada y a los escasos requerimientos internos de regulacin para la administracin del agua, ya que en la mayora de los casos la emplean uno a dos regantes, la construccin puede hacerse con equipamientos de menor porte y se concluye con un monto de inversin accesible para el productor.
generarse aguas abajo en caso de falla o rotura de presa, etc. Los parmetros de diseo adoptados por el proyectista se debern evaluar en cada caso concreto. A modo de ejemplo, y segn las recomendaciones bibliogrficas, los valores mnimos usuales de los principales parmetros para el diseo de un dique de suelos sueltos (tierra compactada), de pequea a mediana altura son: (a) ancho de coronamiento mnimo 4.0 m, (b) talud de aguas arriba 3H:1V, (c) talud de aguas abajo 2H:1V, y (c) franqua o borde libre mnimo 1.6 m. En cuanto a los mtodos constructivos, en el caso ms usual de pequeo o mediano embalse, constituido por un dique de tierra con aliviadero tipo canal lateral excavado, se recomienda emplear la excavacin de aliviaderos como prstamos para la construccin del dique, siempre y cuando los suelos de excavacin cumplan con las exigencias geotcnicas requeridas. Las canteras de prstamo se pueden localizar tambin en el vaso de la represa, por debajo de la cota de pelo de agua del lago, y de esta forma minimizar impactos. A continuacin se presentan algunas ideas de nuestro uso frecuente para el anlisis de proyectos de riego, a efectos de contribuir en el desarrollo de estas obras, a saber: (i) indicadores y (ii) estructura metodolgica propuesta.
I. Indicadores
Para el anlisis comparativo de distintos proyectos de represas, se emplea el indicador movimiento de suelos versus consumo anual de agua (MS/CA), que representa el volumen requerido de movimiento de suelos -medido en metros cbicos- por cada milln de metros cbicos de agua consumida
Tabla 1 - Ejemplos Represa PREDIALES RIEGO Santa Elisa Yacuy Rep. 1 - Carumb Rep. 2 - Carumb Rep. 3 - Carumb La Juanita Buena Vista PREDIALES ABREVADERO La Baguala MULTIPREDIALES RIEGO Capivara Melilla Rep. del Este - Arerungu 01 Rep. del Este - Arapey 04 Palo a Pique (IMFIA +52.00) Artigas Mvdeo. Salto Salto T. y T. 17.01 12.33 24.00 6,216 430 40,600 19.35 1.55 34.00 54.00 127.80 381.49 38.34 522.00 915.00 2,434.00 681,700 190,900 303,300 525,000 1,239,000 20.16 1.13 49.50 82.50 130.00 33,814 169,607 6,127 6,364 9,531 Tb. 4.97 440 0.08 9.36 20,470 0.09 233,676 Artigas Paysand Paysand Paysand T. y T. Tb. 10.74 9.50 10.30 6.00 11.78 9.70 2,145 346 231 293 4,071 406 2.39 1.64 1.66 0.58 2.80 1.58 101.72 50.30 44.75 27.50 98.10 56.50 86,420 74,000 137,700 28,750 122,900 104,300 2.40 1.44 1.80 0.72 2.80 1.44 36,009 51,389 76,500 39,931 43,893 72,431 Ubicacin HMAX m Cuenca ha Volumen Alm. hm3 Superficie Lago ha Mov. Suelos m3 Consumo Anual hm3 MS/CA m3 / hm3
anualmente, es usualmente, un indicador directo de la inversin en obras civiles. Se puede afirmar que cuanto menor sea este indicador, ms eficiente es la obra seleccionada en funcin del almacenamiento. En los ejemplos presentados en la Tabla 1, se puede observar que el indicador adoptado muestra el mayor valor para la represa La Baguala, correspondiente a un embalse predial que abastece de agua para el abrevadero de 4000 cabezas de ganado; mientras que se optimiza para el caso de las grandes presas multiprediales. Sin embargo, esto no implica que la solucin adoptada para el caso de La Baguala sea inadecuada, ya que constituye una solucin predial a costos razonables, con una obra sencilla, de bajos costos de operacin y gestin, que permite la produccin intensiva de la ganadera en ese campo, sin limitaciones de agua.
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Construccin
1. Mtodos constructivos a) Emplear los aliviaderos como prstamos b) Realizar las canteras en la zona del vaso c) Cierre del dique 2. Maquinaria a) Tractores con trallas b) Camiones c) Retroexcavadoras d) Compactadores, Rodillos pata de cabra e) Motoniveladora f) Cisterna para riego de suelos
Costos
1. Costos de la obra a) Movimiento de suelos y obra civil: bien ejecutado, o ejecutado ms o menos b) Afectacin del lago: incluir el costo de lucro cesante o indemnizacin c) Costos ocultos (campos inundados, caminos afectados, limpieza de monte) 2. Beneficios a) Riego agrcola b) Abrevadero de ganado c) Produccin: ms y mejor d) Produccin: segura frente a eventos extremos 3. Costo del agua a) Por superficie b) Por volumen c) Mixto: superficie (agua mnima para cubrir demanda) y volumen (agua adicional para mejorar la produccin)
Conclusiones
En Uruguay se necesita regar, y las represas son la solucin como fuente de agua. Surgen como alternativas interesantes las represas multiprediales y multipropsito, aunque en algunos casos, aunque en algunos casos, la mejor opcin puede ser la pequea represa predial.
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Bibliografa
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Captulo 8
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Esta publicacin se termino de imprimir en Imprenta Boscana S.R.L. en octubre de 2012. Dep. Legal: 358.038