Relación entre el VSH y el sistema radicular

La capacidad de las plantas para satisfacer plenamente la demanda evaporativa de la atmósfera depende de los siguientes factores (Berenjena et al. 1985): a) el volumen de suelo explorado por las raíces; b) la distribución y densidad del sistema radical en la rizosfera; c) las resistencias radial y axial del flujo de agua en el sistema radical ; d) la resistencia al movimiento en el sistema aéreo; e) el contenido de humedad en el suelo y su distribución en la rizosfera; y f) las propiedades hidráulicas del suelo.

Las raíces del cultivo en un sistema de microirrigación ocupan una disposición tridimensional, más o menos densa y más o menos coincidente con la distribución volumétrica de la humedad generada por un punto de riego en el suelo.

Los estudios para evaluar el comportamiento de las raíces y su distribución respecto al volumen húmedo han sido varios y los resultados obtenidos diversos. En este sentido uno de los trabajos pioneros tal vez sea el que realizaron Black y West (1974) que llevaron a cabo una experiencia en la cual se dividió el sistema radicular, de manzanos jóvenes, en cuatro partes iguales y se plantaron sobre cuatro macetas conteniendo, cada una de ellas, el 25% del volumen total de raíces. La experiencia consistió en regar las cuatro macetas (tratamiento control), regar tres, dos, una y ninguna. Las diferencias de los valores medios de transpiración obtenidos, expresados en porcentajes respecto al testigo, fueron los indicados en la Tabla 9.1:

Tabla 9.1 Porcentaje de transpiración en función del porcentaje de volumen radicular mojado en el cultivo del manzano

Volumen radicular mojado (%) Transpiración (%)

100 100

75 94

50 88

25 74

Fuente: Black and West (1974)

Aunque la reducción de transpiración obtenida tuviera incidencia en una menor actividad fotosintética, las diferencias fueron tan pequeñas, respecto a las reducciones en volumen de las raíces mojadas, que en las condiciones del

ensayo con alta disponibilidad de agua mediante riego diario, aún mojando únicamente el 25% de las raíces, la transpiración se reducía solamente el 26%. Ello demostró que sin mojar el 100% del volumen radicular, como es habitual en el riego tradicional por inundación, no hubo una respuesta causa-efecto de estrés hídrico importante. El experimento indicó la importancia que en el proceso transpirativo del manzano y, previsiblemente, en sus consecuencias agronómicas (producción, crecimiento, etc) puede tener el porcentaje de volumen de raíces mojado.

El fundamento de los sistemas de microirrigación consiste precisamente en no mojar todo el volumen de suelo correspondiente al volumen ocupado por las raíces. Por tanto, a efectos de utilización hídrica, no siempre coincide el volumen de raíces mojado con el VSH, ya que ni el suelo es explorado uniformemente por aquellas ni todas son igualmente activas respecto a la absorción del agua.

Numerosos autores han encontrado que la densidad de raíces se incrementa notablemente en las zonas húmedas, disminuyendo claramente fuera del VSH. Así, una experiencia de Goode et al. (1978) indicó que los manzanos regados tenían una densidad de raíces superior, en cuatro a cinco veces, respecto a los no regados, en una zona con abundante pluviometría.

Levin et al. (1979) encontraron, también en manzano, que la distribución de raíces fue paralela a la distribución de la humedad, aumentando su densidad en la medida que se hallaban localizadas más cerca del punto de irrigación (Figura 9.1). 0 100 200 300 400 500 600 10 30 50 70 90 110 130 150 Distancia (cm) D e n s id a d d e r a íc e s ( m 2 )

Fuente.- Levin et al. (1979)

Figura 9.1 Densidad de raíces de manzanos a diferentes distancias de los emisores (línea continua) o árboles (discontinua)

También un trabajo anterior de Levin et al. (1972) indica que el porcentaje de extracción relativo de agua, a lo largo del perfil radicular vertical del suelo, es variable y decreciente; a medida que se profundiza en el mismo. La investigación llevada a cabo en manzano, sobre pie franco, en un suelo uniforme de textura fina y aplicando diferentes estrategias de riego; estudió el comportamiento radicular de la absorción de agua, por capas de suelo de 30 cm, llegando a la conclusión que en los primeros 60 cm se alcanzan porcentajes relativos de absorción del 52 al 77% del total de agua absorbida.

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Michelakis et al. (1994) en olivo, plantado en un suelo franco-arcilloso indica; para capas de 60 cm y 2 situaciones (riego/ no riego), un mayor agotamiento de la reserva total de la humedad del suelo en las capas más profundas de las áreas humedecidas y en las capas superiores en las áreas no regadas.

Asimismo un trabajo de Atkinson (1980) indica un incremento de densidad radicular (peso) en manzano para el riego respecto al secano, a igualdad de volumen de suelo evaluado (Tabla 9.2).

Tabla 9.2 Peso de las raíces en un volumen de 0.04 m3 de suelo en manzanos, regados

por goteo y no regados

Peso de las raíces (g)

Localización Goteo No regado

Junto al gotero A 90 cm del gotero 72.8 35.3 53.6 47.9 Fuente: Atkinson (1980)

En perales, Black y Mitchell (1974) observaron que al cambiar de un sistema de riego por aspersión a uno por goteo, al cabo de 2 años, se había producido una gran proliferación de raíces en las zonas mojadas por el goteo, con aumento de raíces finas y fibrosas en porciones del antiguo sistema radicular que antes era mojado por aspersión. Se observa en este trabajo la rápida adaptación de las raíces a las nuevas condiciones de localización del agua y la gran importancia que tiene, respecto a la densidad radicular, el porcentaje de VSH que se genera.

Estudios llevados a cabo por Clothier et al. (1985); Green et al. (1997) y por Green y Clothier (1999), indican diversos aspectos relacionados con la dinámica del agua a nivel de la zona radicular en el cultivo del manzano.

Es bien sabido que la distribución de las raíces sigue, básicamente, el diseño de la distribución del agua en el terreno. Spieler (1997) en un ensayo de campo destinado a comparar la microaspersión con el riego por goteo, en una plantación de manzanos de siete años de edad dedujo que la distribución de las raíces era bien distinta conforme el sistema de riego aplicado. Las raíces bajo microaspersión estaban distribuidas más uniformemente en el VSH y el número de raíces por árbol era mayor que en los árboles regados por goteo. Las raíces de estos últimos se concentraron en un volumen de suelo pequeño y poco profundo, mientras que en los árboles regados por microaspersión se halló un gran número de raíces que penetraron a profundidades de 70 a 80 cm. También la relación follaje/ raíces activas resultó mucho mejor con la microaspersión.

Fereres (1981) en almendros de 4 años de edad aprecia la diferencia existente en su densidad radicular al estudiar ese cultivo con un sistema de goteo instalado desde hace 3 años, respecto a otro de hace solo 2 meses (Tabla

Tabla 9.3 Densidad radicular (cm3raíces/cm3 suelo) en almendros de 4 años regados por goteo, medida bajo el gotero original (desde hace 3 años) y bajo un nuevo gotero situado a 90 cm (desde hace 2 meses)

Densidad radicular cm3 raíces / cm3 suelo

Profundidad (cm) Gotero (Instalac. de 3 años) Gotero (Instalac.de 2 meses) 0-15 15-30 30-60 60-90 Total 5.4 5.2 2.5 1.8 14.9 2.6 1.6 1.4 0.7 6.3 Fuente: Fereres (1981)

También en almendros, Bennett (2002) indica la gran diferencia posible de formas del VSH, según sea la frecuencia con que el agua de riego es aportada. Un riego a intervalos cada 2-3 días dio lugar a raíces absorbentes restringidas a la línea de riego, mientras que el riego diario, a pulsos, generó raíces más extensas y dispersas. La diferencia en el VSH aumenta con la frecuencia del riego, por el movimiento lateral del frente húmedo durante los períodos de descanso entre pulsos consecutivos.

Willoughb y Cockroft (1974), en melocotoneros, observaron, en pocos meses, una rápida adaptación de las raíces dentro del VSH a las mejores condiciones de humedad y aireación. La experiencia tuvo lugar en un suelo de textura fina con árboles de 11 años de edad, durante un período de 4 años (Tabla 9.4). Tabla 9.4 Concentración de raíces en melocotoneros adultos

Profundidad (cm)

0 – 10 20 – 30

Distancia al emisor (cm) 0 30 60 0 30 60 90 Tensión humedad máxima

media (kPa)

1.9 2.3 2.5 0.7 1.5 1.2 6.1 Espacio aéreo máximo

medio (%) 7 12 14 5 9 8 12 Concentración de raíces en mm / cm3 Vivas Muertas 21.1 39.8 30.0 9.7 2.4 1.6 1.3 11.6 17.8 14.4 9.3 8.4 5.3 1.2

Fuente: Willoughb y Cockroft (1974)

Merril y Rawlins (1979) observaron que en la adecuación de las raíces a las condiciones del VSH, además de la adaptación por razones de aireación, puede influir la disminución de valores de resistencia a penetración del suelo, que dependen de la humedad.

Moreshet et al. (1983) compararon en naranjos el efecto de 2 niveles de VSH: suelo totalmente regado (100% de VSH) y suelo parcialmente regado (40% de VSH). En ambos tratamientos el contenido de humedad del VSH se dejó secar hasta un nivel predeterminado, obteniéndose un promedio del 66% de agua aplicada en el suelo parcialmente regado respecto al totalmente regado. La transpiración en los árboles parcialmente regados fue del 72% y la evaporación del suelo del 58%, respecto a los totalmente regados. Se observó que bajo la

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zona sombreada la densidad radicular fue del 77% del total. Asimismo el nivel de floración fue muy superior en el tratamiento del 40% de VSH, aunque el porcentaje de abscisión también fue superior en éste. Sin embargo, la caída de frutos recién cuajados fue menor en el suelo parcialmente regado (40% de VSH).

Los mismos autores también observaron en climas húmedos, donde el agua alcanza todo el suelo de una manera homogénea y regular, que el sistema radicular situado fuera del VSH del riego también contribuye a la nutrición hídrica del cultivo. Al proliferar en las zonas húmedas raíces finas y activas, la superficie de raíces mojada es muy alta y la resistencia radial a la absorción de agua será baja, favoreciendo el proceso transpirativo, con lo que el efecto final puede ser aún más importante que el que indica la simple comparación numérica de densidad radicular. En cambio, en climas áridos, cuando se instala el riego localizado en árboles adultos, las raíces que quedan fuera del alcance del VSH entran en latencia, existiendo indicios de que pueden entrar en actividad si se les aplica agua nuevamente, aunque haya transcurrido un largo período.

Todos los trabajos anteriores permiten apreciar el incremento de densidad radicular que se produce en el VSH, respecto al valor normal en condiciones de secano o en sistemas de menor frecuencia de riego (aspersión). La densidad radicular es función del contenido de agua presente en el suelo y de la localización del punto de máximo suministro hídrico respecto a la ubicación de las raíces.

Landsberg (1980) estableció una hipótesis teórica, en manzano, que indica dos casos:

1.-Cuando el sistema de riego por goteo no moja la totalidad del sistema radicular establecido, el número limitado de raíces activas incrementará la resistencia a la absorción generando un aumento del estrés hídrico en los árboles.

Para compensar esta situación desfavorable para la planta se produce un mecanismo de autodefensa, consistente en un crecimiento rápido de raíces hasta alcanzar la máxima absorción potencial. Durante este período de adaptación pueden producirse daños importantes, sobre todo si el árbol se encuentra en un período fisiológico crítico, tal como el cuajado de frutos en el manzano.

2.-Si por el contrario el sistema de riego moja, mediante diversos VSH, una masa de raíces equivalente a la total potencial absorbente, entonces la resistencia del sistema radicular no será un factor negativo respecto a la capacidad absorbente potencial, aun no mojando todo el volumen de suelo alrededor del árbol.

Diversos han sido, y continúan siendo, los trabajos que se vienen realizando en los últimos años para determinar el comportamiento fisiológico y agronómico de

distintos cultivos, al ser sometidos a diferentes estrategias de riego/secado parcial de sus raíces (Partial Root-zone Drying, PRD).

En este sentido estudios llevados a cabo en viñedo indican la influencia positiva que el riego alternativo parcial de las raíces tiene sobre la producción y crecimiento vegetativo de esta especie: Bielorai (1982); Green y Clothier (1995); Loveys et al. (1997); Dry y Loveys (1998); Dos Santos et al. (2003). En el cultivo del peral, Shaozhong et al. (2003), indican la influencia que puede ejercer en los procesos transpirativos y evapotranspirativos de esta especie, el porcentaje de mojado/secado parcial de las raíces (PRD).

Un modelo informatizado, denominado WATFLO (Water Flow) ha sido desarrollado por Brakke et al. (2003) para investigar como los factores: medioambiente, planta y suelo influyen en el uso del agua en cítricos jóvenes, cuando estos son sometidos a una irrigación parcial de sus raíces. El modelo indica que el PRD puede limitar la transpiración de la planta, especialmente si los volúmenes radiculares irrigados son pequeños y en suelos arenosos con escasa capacidad de retención de agua.

Por todo lo indicado en este apartado, parece obvia la influencia que en los aspectos fisiológicos y agronómicos puede ejercer el VSH y la gran importancia que puede representar el evaluar su forma, tamaño, localización y contenido de agua. Así pues, la determinación del número de emisores por planta, sus características (caudal, sistema de aportación, etc.), su correcta localización y el tiempo de aplicación del riego, definirán el volumen o densidad de raíces que se mojan, lo cual influirá en el nivel transpirativo del cultivo y en su comportamiento agronómico.