TECNOLOGÍA DE RIEGO EN NOGAL PECANERO
1 2 2 3 3 3 1 2 3/ Investigador del Campo Experimental La Laguna y profesor del ITA # 10. / Investigadores del Campo Experimental La Laguna.
/Investigadores de la Dirección General de Educación Tecnológica Agropecuaria.
SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA Y DESARROLLO RURAL
INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL DEL NORTE CENTRO
CAMPO EXPERIMENTAL LA LAGUNA MATAMOROS, COAH., MÉXICO
Libro Científico No. 1
Primer Edición, 2000
“D.R." 2000 por CELALA, CIRNOC, INIFAP km. 17 carretera Torreón - Matamoros, Coah. Impreso en México - Printed in Mexico
Esta obra no puede ser reproducida, total o parcialmente, sin la autorización escrita del editor.
Contenido
PRÓLOGO ... i
AGRADECIMIENTOS ... ii
I. INFLUENCIA DEL AGUA EN EL MANEJO INTEGRAL DEL NOGAL ... 1
II. CARACTERIZACIÓN DEL AMBIENTE DEL SUELO ... 5
Velocidad de Infiltración ... 5
Características Físicas del Suelo con Relación al Manejo del Agua ... 6
Composición del suelo ... 6
Densidad aparente ... 6
Capacidad de campo ... 7
Punto de marchitez permanente ... 8
Agua disponible ... 8
Determinación del Cuanto y Cuando Regar ... 9
III. ETAPAS Y PERÍODOS FENOLÓGICOS DEL NOGAL Y SUS REQUERIMIENTOS DE AGUA ... 11
Hábitos de Floración ... 11
Crecimiento del Brote ... 12
Receptividad del Estigma y Polinización ... 13
Crecimiento del Fruto ... 16
Maduración del Fruto y Apertura del Ruezno ... 19
IV. NECESIDADES DE AGUA POR EL NOGAL ... 21
Necesidades de Agua Durante el Establecimiento ... 22
Primer y segundo año ... 22
Tercer año en adelante ... 25
V. RESPUESTA DEL NOGAL A LA DISPONIBILIDAD DEL AGUA ... 29
Antes de Brotación a Inicio de Brotación. ... 29
Inicio de Brotación a Receptividad del Estigma ... 30
Receptividad del Estigma a Inicio del Estado Acuoso ... 30
Inicio del Estado Acuoso a Máximo Estado Acuoso e Inicio del Endurecimiento de la Cáscara ... 31
Inicio de Endurecimiento de la Cáscara Hasta Completo Llenado de la Almendra .. 31
Condiciones Hídricas del Fruto y su Relación con la Disponibilidad de Agua ... 32
Apertura del Ruezno ... 35
VI. PROBLEMAS ASOCIADOS CON LA DISPONIBILIDAD DEL AGUA ... 37
Declinación del Ruezno o Ruezno Pegado ... 37
VII. SALINIDAD ... 41
Respuesta de la Planta a la Salinidad... 42
Efecto de Ion Específico ... 44
Factores de Conversión ... 45
Como se Afecta la Velocidad de Infiltración del Suelo por la Calidad del Agua ... 45
Cantidad de Mejorador para Recuperar un Suelo Afectado por Sodio ... 49
Recuperación de Suelos Salinos ... 50
Estancamiento continuo de agua ... 51
Estancamiento intermitente ... 52
Aspersión ... 52
Pronóstico del Cambio en la Salinidad del Suelo a Través del Tiempo ... 53
VIII. FERTIRIEGO ... 55
Ventajas del Fertiriego ... 55
Lixiviación ... 55
Uniformidad ... 56
Factores de Suelo que Afectan al Fertiriego ... 56
Textura ... 56
Capacidad de intercambio catiónico ... 56
Salinidad ... 57
pH de la solución del suelo ... 57
Fertilizantes usados en el Fertiriego ... 58
Unidades de concentración ... 58
Características de los Fertilizantes ... 58
Designación del Fertilizante ... 58
Solubilidad ... 59
Densidad ... 59
Índice de salinidad ... 59
Efecto del pH del suelo ... 61
Consideraciones y Restricciones ... 61
Fertilizantes Nitrogenados para Sistemas de fertiriego ... 62
Nitrato de amonio (NA-20) ... 62
Nitrato de amonio-Urea (NAU-32) ... 62
Nitrato amónico de calcio (NAC-17) ... 62
Nitrato de calcio (NC-9) ... 62
Agua amonia ... 62
Urea-ácido sulfúrico (urea ácida) ... 62
Fertilizantes Fosforados ... 63 Potasio ... 64 Yeso ... 64 Fertilizantes Sólidos ... 64 Fertilizantes Orgánicos ... 65 Mezclas de Fertilizantes ... 65 Micronutrientes ...65
IX. FERTILIZACIÓN NITROGENADA EN EL NOGAL ... 67
Requerimientos de Nitrógeno por el Nogal... 67
Gastos y Tiempos de Inyección ... 68
Cantidad de Nutrimento ... 68
Selección del Fertilizante ... 68
Volumen de agua (Va) ... 69
Puesta de Riego ... 69
Volumen por Puesta de Riego o Sección (Vs) ... 69
Tiempo de Inyección ... 70
Gasto de Inyección (Qi) ... 70
Gasto de Inyección (Qi) de Campo ... 70
Ejemplo de Riego por Aspersión ... 71
Sistemas de Inyección ... 72
Inyector de orificio ... 72
Inyector vénturi ... 73
Inyector vénturi de válvula ... 73
Inyector vénturi con bomba ... 73
X. MÉTODOS PARA DETERMINAR LA HUMEDAD DEL SUELO, PRECISIÓN Y USO ... 75
Tacto y Aspecto del Suelo ... 75
Gravimétrico ... 75
Tensiómetros ... 77
Principios de Operación de un Tensiómetro ... 78
Funcionamiento del Instrumento en el Campo ... 80
Bloques de Yeso ... 81
Sonda de Neutrones ... 82
Forma de calibrar la sonda de neutrones ... 83
Sensores de Disipación Termal ... 84
Control del Riego con Base en la Planta ... 85
Síntomas Visibles ... 85
Bomba de Presión para Medir el Potencial Hídrico de la Hoja (YYYYYh) ... 87
Termómetro de Rayos Infrarrojos ... 90
PRÓLOGO
En México son limitados los escritos que tratan de integrar la problemática del cultivo del nogal pecanero, especialmente la relacionada con el uso eficiente del agua.
Este libro presenta una propuesta apoyada en 20 años de investigación generada en el INIFAP, particularmente en el Campo Experimental La Laguna y en la literatura mundial. En él se realiza un análisis para dar respuesta a como manejar el riego en el nogal pecanero durante un ciclo y a través de los años, con el propósito de orientar a todos los lectores, especialmente a las personas relacionadas con la investigación, técnicos y productores, acerca de la influencia que tiene este recurso sobre la producción del nogal. El nogal es un cultivo que presenta alternancia en producción y calidad de nuez. En un año la producción de nuez puede ser alta y de mala calidad, al año siguiente presenta poca producción de nueces pero de buena calidad; esta irregularidad en la producción se debe varios factores entre los que se pueden mencionar: la nutrición, las plagas y enfermedades, salinidad, poda, manejo de piso de la huerta, etc. Sin embargo, el desconocimiento de como se relacionan con el agua no permite determinar la causa de la irregularidad en la producción, de tal manera que los productores tienen un sistema inestable y por ende, los beneficios económicos que obtienen no son constantes.
Como alternativa a esa problemática, los autores plantean en cada uno de los capítulos, los conceptos más importantes del riego y algunos factores relacionados con éste; por tanto, a través de sus páginas, conocerán la importancia de las propiedades del suelo para programar los calendarios de riego que se mencionan en el Capítulo II; la descripción de las diferentes etapas fenológicas en el Capítulo III; las necesidades de agua por el árbol a través de los años con diferentes tamaños de copa, presentes en el capítulo IV; la respuesta del árbol a la disponibilidad de agua en sus diferentes períodos o etapas fenológicas, en el Capítulo V; cual es la relación del árbol a un estrés de agua, enfocada principalmente a la presencia del ruezno pegado y germinación prematura de la nuez; las estrategias de la planta para obtener nueces llenas y de calidad así como la respuesta del nogal a la salinidad y a la fertilización nitrogenada, en los Capítulos VI, VII y IX, respectivamente; y un tema novedoso con es el manejo del fertiriego, tratado en el Capítulo VIII.
Sin duda alguna, el esfuerzo de los autores será retribuido cuando el usuario de la información no sólo entienda y aplique los conceptos vertidos en este documento, sino que también valore que, en México, se realiza investigación seria cuya finalidad es dar respuesta a los problemas del campo.
Ing. Romárico Arroyo Marroquin
AGRADECIMIENTOS
Al Ph. D. José de Jesús Márquez Ortiz y Ph. D. Teodoro Herrera Pérez, investigadores del Campo Experimental de la Laguna (CELALA), hasta 1998 y 1999 respectivamente; al Ph. D. Juan Francisco J. Chávez González, investigador del CELALA al Lic. Saúl Flores Alvarez, investigador del mismo campo hasta 1999; quienes con entusiasmo participaron en la revisión técnica y cuyos comentarios fueron de gran valor para este documento.
Al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias por el financiamiento para el desarrollo de los trabajos de investigación que soportan los resultados expuestos en cada uno de los capítulos.
I. INFLUENCIA DEL AGUA EN EL MANEJO INTEGRAL DEL NOGAL
Claudio Godoy Avila y Ciria Alicia Torres Estrada
En México las zonas productoras de nuez se localizan en la parte norte en los Estados de Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Durango y Sonora. La superficie establecida con este cultivo es de aproximadamente 59 mil hectáreas, de las cuales el 97 % es regada con agua del subsuelo. La producción nacional de nueces fluctúa alrededor de las 45 mil toneladas anuales. El país exporta a los Estados Unidos de 40 a 90 % de su cosecha total de nuez de buena calidad; paradójicamente, México importa de los Estados Unidos 6400 toneladas anuales de nuez de baja calidad.
Uno de los principales problemas a los que se enfrentan los productores de nuez, es la alternancia o variación anual drástica que oscila de altos a bajos rendimientos de nuez por árbol, producto de una relación inadecuada de hojas-fruto (se requiere de seis a ocho hojas para producir un fruto de calidad).
Si en un año el nogal tiene un rendimiento alto, se debe a la gran cantidad de carbohidratos que acumuló durante el año anterior, lo que incrementa la fructificación, al grado de no obtener una calidad aceptable del fruto, a menos que se remueva una cantidad de éstos al inicio o durante el estado acuoso; a esta remoción se le conoce con el nombre de aclareo de frutos. Si no se realiza la práctica, el árbol sufrirá un estrés fisiológico, el cual se puede acentuar drásticamente por el sombreo y la falta de humedad, provocando germinación prematura de la nuez, ruezno pegado, disminución significativa del tamaño y llenado de la nuez, así como una baja acumulación de carbohidratos en el árbol. Este último efecto promoverá que durante la brotación del siguiente año, las flores pistiladas, cuyo número es función directa de la cantidad de sustrato, disminuyan significativamente, dando como resultado una relación inadecuada hojas-fruto, ya que el número necesario de hojas para producir nuez de calidad se sobrepasa. Lo anterior permite que durante este año no se presente el estrés fisiológico en el árbol y alcance a producir, aunque pocas, nueces de calidad además de una alta acumulación de sustrato, lo que inducirá a que el siguiente año se tenga una alta fructificación y por lo tanto una sobrecarga de frutos.
Para las condiciones de clima de las principales zonas productoras de nuez, un rendimiento promedio de 2 a 2.2 toneladas por hectárea es más cercano al límite superior que el árbol puede producir con una almendra aceptable; por arriba de ese valor, el por ciento de almendra y el tamaño de la nuez invariablemente disminuye incrementando significativamente la presencia de nuez germinada y ruezno pegado.
Para minimizar el problema de la alternancia y producir nueces de calidad a través de los años, es prioritario tener una relación adecuada hojas-fruto en el árbol, sostener
Influencia del Agua en el Manejo Integral del Nogal
una alta eficiencia fotosintética de las hojas, para abastecer de carbohidratos a las nueces que se producen durante el año, y almacenar una cantidad adecuada de carbohidratos que sostendrán la producción del siguiente año.
El agua es el principal factor de manejo que permite alcanzar una alta eficiencia fotosintética de las hojas y en consecuencia una alta calidad y producción de nuez. La disponibilidad del agua para el nogal está en función de la cantidad y oportunidad con la que se suministra al suelo, por lo que si se desea que la producción de nuez sea sostenible a través de los años, se deberá mantener un nivel adecuado de agua que permita al árbol abastecerse de acuerdo con su demanda por etapa fenológica y tamaño de su copa.
La producción de nuez es excelente cuando predominan condiciones óptimas de humedad aprovechable en el suelo durante algunas etapas fenológicas importantes como es la elongación del fruto, que ocurre durante los meses de abril y mayo; la expansión, desde principios de julio a principios de agosto; el desarrollo de la almendra que se presenta durante agosto y parte de septiembre. La baja disponibilidad de agua en una o más de estas etapas impactará negativamente el crecimiento y desarrollo del fruto.
Cuando el nogal tiene baja disponibilidad de agua durante la elongación y expansión de la nuez producirá nueces pequeñas que, en un momento dado, alcanzan un buen llenado con una humedad del suelo adecuada durante el desarrollo de la almendra. Por el contrario, la nuez será grande, pero con un pobre llenado, cuando existan condiciones adecuadas de humedad durante la elongación y expansión de la nuez, seguidas por condiciones inadecuadas de humedad en el suelo durante el desarrollo de la almendra.
Es importante que exista un nivel adecuado de humedad en el suelo después de la maduración de la nuez, para que el ruezno abra correctamente, ya que puede existir suficiente humedad para el desarrollo de la almendra, pero no para el ruezno; lo anterior se debe a que el suelo se llega a secar después de que el período crítico del desarrollo de la almendra ha finalizado, estimulando la germinación prematura de la nuez.
Cabe señalar que los requerimientos de agua por el árbol se incrementan dramáticamente a medida que incrementa su tamaño. Por tanto, el área superficial de la cubierta vegetal, donde la luz solar se cosecha y regenera biológicamente en la energía necesaria para el funcionamiento del árbol, crece exponencialmente. Además del tamaño del árbol, las prácticas culturales como la poda, el manejo del piso de la huerta y la sanidad afectan el uso del agua. Los métodos de riego, contrario a lo que se cree en muchos de los casos, generalmente no cambian de manera importante el uso del agua por el árbol, pero sí afectan su eficiencia de distribución y en consecuencia el agua requerida para sostener una huerta. Sin embargo, existen otros factores como la nutrición, salinidad, plagas y enfermedades, que combinados con el manejo inadecuado del agua influyen en forma decisiva en la producción irregular y la falta de calidad del fruto.
Las consideraciones realizadas anteriormente permiten ver la importancia que tiene el manejo óptimo del agua, durante un ciclo y a través de los años, para obtener una
producción de nuez estable y de calidad, aunada a la conservación del recurso agua y la sostenibilidad del ecosistema, que permitan a los productores nogaleros de México mayores beneficios económicos.
II. CARACTERIZACIÓN DEL AMBIENTE DEL SUELO
Claudio Godoy Avila
El suelo en la zona radical de una planta sirve para varias funciones importantes: actúa como recipiente del cual la planta extrae agua, es un medio para el anclaje, y fuente para el suministro de los nutrimentos esenciales que requiere para el funcionamiento de la misma (Nye y Tinker, 1977; Pitman et al., 1976).
Para realizar una calendarización adecuada del riego en terrenos irrigados superficialmente o con sistemas de riego a presión, es necesario considerar las propiedades de retención del agua en el suelo y la velocidad de infiltración.
Velocidad de Infiltración
Cuando un suelo está seco, el agua se infiltra o se mueve más rápidamente. A medida que los poros con aire (que se encuentran en el suelo) se llenan de agua, la velocidad de infiltración disminuye después de una o dos horas; por lo tanto, la infiltración ocurre en forma constante y baja, lo que se conoce como velocidad de infiltración básica (Fuentes et al, 1987; Hernández, 1991).
El sistema de riego superficial no se debe utilizar en suelos con alta velocidad de infiltración debido a que la distribución del agua no es uniforme. Asimismo, el riego presurizado no se recomienda en suelos de baja infiltración ya que presentan demasiado escurrimiento. Por consiguiente, el riego superficial es para suelos de baja velocidad de infiltración como son los de textura arcillosa y franco arcilloso; y el riego presurizado para los suelos de alta infiltración como los de textura franco limoso, franco arenoso y arenoso. En el Cuadro 1, se presentan los valores de velocidad de infiltración para diferentes tipo de suelo.
Caracterización del Ambiente del Suelo
Características Físicas del Suelo con Relación al Manejo del Agua Composición del suelo
Un volumen de suelo está compuesto por minerales (arena, arcilla, limo, óxidos de Fe, Al), materia orgánica y espacios vacíos, y superficies ocupadas por agua, aire y organismos micro y macroscópicos.
La proporción de los componentes minerales, la materia orgánica y el espacio, y superficie vacío según la estructura o acomodo de los componentes minerales y orgánicos le dan al suelo su capacidad para almacenar una cantidad de agua por unidad de volumen (propiedad de retención) y permiten su movilidad a través de ese volumen (velocidad de infiltración), así como dejarla disponible para ser absorbida por las plantas.
El peso que tiene un suelo por unidad de volumen depende del tipo de composición mineral y orgánica, de la disposición de las partículas y agregados que se forman en el suelo, así como de los espacios o poros vacíos que le dan su estructura. Este peso con relación a una unidad de volumen se le conoce como densidad aparente
Densidad aparente
Cuando se riega un suelo, el agua fluye dentro de éste a través de los espacios o grietas vacías dentro y entre los agregados. Los agregados del suelo son granos minerales del suelo individuales unidos por varios cementantes, principalmente materia orgánica, óxidos de fierro y aluminio, y minerales arcillosos. Los espacios y grietas dentro y entre estos agregados se conocen como poros o vacíos. El número de poros, sus tamaños y sus formas ayudan a determinar como el agua entrará y se extenderá a través del suelo. Medir los poros en forma directa es difícil, pero es relativamente fácil medir una porción sólida del suelo y así indirectamente sus poros (Gardner, 1983).
Cada partícula de suelo tiene un peso y un volumen. El peso de un grano individual de arena, limo o arcilla por unidad de volumen es la gravedad específica o densidad de partícula del grano mineral. En los suelos el promedio de partícula mineral tiene una densidad de 2.65 g/cm3. Si un suelo no tuviera espacios vacíos y todas su partículas
individuales fueran empacadas o juntadas, la densidad del suelo sería de 2.65 g/cm3. La
mayoría de los suelos tienen densidad entre 1.2 y 1.8 g/cm3. Sólo unos cuantos suelos
tienen densidades menores a 1.0 gr/cm3; estos suelos normalmente tienen grandes
cantidades de materia orgánica y pueden flotar en agua (Berlijn y Brouwer, 1988). Además de los poros dentro y entre los agregados, las raíces de las plantas y maleza, insectos, roedores, lombrices de tierra y otros organismos vivos construyen túneles a través del suelo, crean poros y reducen la densidad del suelo. Los suelos con altos contenidos de arcilla se contraen y expanden y estos procesos también crean poros.
En la mayoría de los suelos, las raíces crecen y el agua se mueve con muy pocos problemas. Donde la densidad del suelo es baja (1.0 a 1.4 g/cm3), las raíces se desarrollan
bastante bien y pueden explorar el suelo, y el agua se moverá rápidamente a través del suelo. A medida que la densidad se incrementa, la facilidad para el desarrollo de raíces y movimiento del agua disminuyen. Por lo tanto, el conocimiento de la densidad del suelo es importante en la producción de los cultivos y para el manejo del agua.
Capacidad de campo
La capacidad de campo (CC) es el contenido máximo de humedad que puede retener el suelo después de la eliminación del agua gravitacional. El movimiento del agua en el suelo nunca cesa completamente, de esta forma el suelo se puede considerar como un recipiente de almacenaje lleno pero que drena si la profundidad de la zona radical está humedecida (Couch et al., 1967).
La tasa de agua de drenaje disminuye más abruptamente en suelo arenoso que arcillosos, de esta forma la capacidad de campo se define mejor en suelos arenosos, al menos en términos del contenido absoluto del agua. En suelos más finos, la tasa de agua de drenaje disminuye tan lentamente que casi representa una capacidad de campo indefinida.
La capacidad de campo en la mayoría de los suelos minerales fluctúa entre el 7 y 60 % del contenido volumétrico del agua. En el Cuadro 2 se presentan los valores de capacidad de campo para diferentes texturas de suelo.
Textura Humedad base volumen (%)
Capacidad de campo Punto de marchitez permanente
Caracterización del Ambiente del Suelo
La capacidad de campo no es un valor preciso, aún bajo drenaje libre idealizado no puede ser definido, estandarizado o medido con un cien por ciento de precisión. Así, el concepto de almacenamiento del agua en el suelo es esencial para el manejo del riego. La información de capacidad de campo se debe de utilizar entendiendo estas limitaciones. Punto de marchitez permanente
Se entiende por punto de marchitez permanente (PMP) al límite inferior convencional de agua disponible; es el contenido de agua más bajo que presenta el suelo en el cual las hojas más viejas de plantas indicadoras se marchitan (Hansen et al., 1980; Thorne y Ransy, 1956). En el Cuadro 2 se presentan valores de estos parámetros de acuerdo a la textura de suelo.
Agua disponible
La cantidad de agua retenida en un suelo entre la capacidad de campo y punto de marchitez permanente se conoce como agua disponible o humedad aprovechable, esta cantidad proporciona una medida de cuanta agua puede extraer un cultivo del suelo. En la mayoría de los riegos sólo una porción del agua disponible (humedad aprovechable) se extrae por la planta, esto depende de las características del cultivo, tipo de suelo y medio ambiente (Couch et al., 1967; Doorenbos y Pruitt, 1977; Fereres y Puech, 1980). En el Cuadro 3 se presentan los valores de agua disponible para diferentes tipos de suelo.
El agua disponible se puede expresar en bases (peso seco o volumen) o unidades diferentes. Las bases importantes son por unidad de peso, volumen y profundidad del suelo, y la profundidad o volumen de la zona radical completa. En la calendarización del
riego, la mayoría de los cálculos de balance de agua se basan en unidades de profundidad. Debido a que la mayoría de los valores de CC y PMP, reportados por los laboratorios, están dados sobre la base de peso seco del suelo, generalmente tienen que ser convertidos a base volumen o profundidad del suelo.
Para realizar esta conversión se debe conocer la densidad aparente del suelo (Da), la densidad del agua (Dw), y la profundidad del suelo. El primer paso es convertir las unidades del contenido de agua en el suelo basadas en peso (qp) a unidades de base en volumen (qv). Con la siguiente fórmula se ejemplifica lo anterior.
La profundidad de agua por unidad de profundidad de suelo es numéricamente igual a qv, si la profundidad del agua y suelo están expresadas en las mismas unidades. Por ejemplo: dados los valores de humedad base volumen para capacidad de campo y punto de marchitez permanente de 22.2 y 10.3 respectivamente, para una profundidad de 30 cm con una densidad aparente de 1.3 g/cm3:
Agua disponible (% base volumen) = (0.222 - 0.103) cm3 H
2O/ cm
3 de suelo = 0.163
cm H2O/cm de suelo
Agua disponible = 4.89 cm H2O/30 cm de suelo.
Para obtener la capacidad de almacenamiento de agua en toda la zona radical se suman las láminas de agua de todos los incrementos de profundidades de la zona radical (0-30, 30-60, 60-90 cm, etc.). La Figura 1 ilustra el concepto de agua disponible y muestra el contenido de agua típico de un suelo franco arenoso expresado en porcentaje base volumen.
Determinación del Cuanto y Cuando Regar
Para determinar cuando regar y cuanta agua aplicar a los cultivos se puede utilizar cualquiera de una variedad de metodologías existentes. Pero, con excepción del riego de alta frecuencia (bajo volumen de agua con intervalos de tiempo cortos), todas las metodologías requieren del conocimiento de las propiedades de retención del agua en el suelo. Estas propiedades ayudan a determinar los límites aceptables superior e inferior del contenido del agua en el suelo en el que el crecimiento y desarrollo de la planta se puede mantener sin detrimento de la producción.
El contenido de agua se expresa como el porcentaje del volumen del suelo ocupado por agua. Debido a que el porcentaje por volumen no depende de ningún estándar de medición, su expresión se hace tanto en el sistema métrico decimal como en el sistema
) θ θ = ) O 2 H g O 2 H 3 1cm )( suelo de 3 cm O 2 H g ( ) suelo de 3 cm suelo de g )( suelo de g O 2 H g ( = suelo de 3 cm O 2 H 3 cm =
Caracterización del Ambiente del Suelo
inglés. También se puede convertir a medidas de profundidad, las cuales se utilizan más para la calendarización del riego. Por ejemplo: un suelo con 20 % de agua por volumen tiene 200 milímetros de agua por metro de profundidad de suelo. Para conocer este volumen se hace el siguiente cálculo:
0.2 X 1000 mm/m = 200 mm/m
Para determinar el contenido de agua del suelo se debe tomar una muestra de suelo a 30 cm de profundidad, pesar esa muestra de suelo húmedo, secarlo en una estufa de aire forzado a una temperatura de 105 º C por un período mayor a las 48 horas y pesarlo de nuevo. Con los datos del peso húmedo y peso seco se calcula el cambio de peso. Este dato se divide entre el peso seco y se multiplica por 100, el resultado se multiplica por la densidad aparente y con ello se obtiene el contenido del agua en el suelo base volumen (Veihmeyer y Brooks, 1954).
Existen tres diferentes aproximaciones para determinar cuanto y cuando regar: (1) control del estado del agua en la planta, (2) control del estado del agua en el suelo, y (3) aproximación de las necesidades de agua. El control basado en el estado del agua en el suelo incluye métodos como: muestreo gravimétrico, tacto, tensiómetros, bloques de yeso, sonda de neutrones y sensores de disipación termal. Cada técnica involucra determinar ya sea el contenido del agua del suelo o su potencial, pero para utilizar esos datos exitosamente en la calendarización del riego, se debe ser capaz de relacionar las mediciones basadas en el suelo con el buen funcionamiento de las plantas.
Saturación Capacidad de campo Punto de marchitez permanente Ag u a d is p o n ib le
CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO (%) 50 25 10 0 NIVEL DE:
III. ETAPAS Y PERÍODOS FENOLÓGICOS DEL NOGAL Y SUS REQUERIMIENTOS DE AGUA
Claudio Godoy Avila y José Cristian Chiquito
El nogal pecanero por su clasificación botánica pertenece a la familia Junglandaceae y su nombre científico es Carya illinoensis Koch (Brison, 1976).
El nogal pecanero requiere de 150 a 230 días libres de heladas para producir una cosecha. Sus requerimientos de frío fluctúan entre las 400 a 600 horas frío dependiendo de la variedad, además de necesitar un clima caliente durante el verano (Brison, 1976; Cano, 1994; Madden, 1979; Medina, 1980).
En las zonas productoras de nuez, el factor más importante para la producción de este frutal es el agua, este recurso no solo influye en las fases de crecimiento y desarrollo del fruto sino en todo su ciclo, incluyendo la dormancia. El nivel de disponibilidad de agua, junto con el nivel de nutrimento, afecta la cantidad y calidad de la almendra durante el año y el potencial para una buena cosecha en los siguientes años (Godoy, 1996; Worthington et al., 1992).
En el nogal pecanero, como en cualquier otro cultivo, es muy importante conocer cuando inicia sus diferentes fases fenológicas y el período en el cual son completadas. Lo anterior tiene el propósito de poder programar de una manera eficiente algunas prácticas culturales importantes dentro de las cuales se encuentran la aplicación oportuna de los riegos.
Hábitos de Floración
En los nudos de cada brote existen dos, tres o más yemas (Figura 2). La yema más próxima a la yema terminal del brote se le conoce como yema primaria, mientras que las otras son yemas de reserva y no se desarrollan a menos que la yema primaria o el brote, que nace de ésta, sea destruida por una helada, insectos u otros factores adversos. Los brotes de yemas secundarias pueden producir flores femeninas pero no amentos (flores masculinas), después de ocurrir las pérdidas de brotes primarios (Herrera, 1996; Herrera, 1983).
Cuando la yema primaria brota, aparecen tres amentos (flores masculinas) en cada lado del brote, los cuales son capaces de producir más de 10 millones de granos de polen. Éstos fueron diferenciados el año anterior después que la yema, de la cual son parte, fue formada (Figura 3) (Madden, 1979)
Etapas y Períodos Fenológicos del Nogal y sus Requerimientos de Agua
La brotación de la yema primaria varía según el clima prevaleciente al inicio del año. Sin embargo, por lo general ocurre entre la segunda y tercera semana de marzo. (Arreola y Lagarda, 1994b; Godoy, 1996).
Crecimiento del Brote
El brote que desarrolla la yema primaria continúa creciendo después que los amentos se han desarrollado en forma completa. Los brotes llegan a su máximo desarrollo para la segunda o tercera semana de mayo y el período de mayor crecimiento se presenta desde la primer semana de abril hasta la segunda semana de mayo; en árboles jóvenes este período se prolonga hasta junio. El brote generalmente produce de ocho a diez hojas compuestas cada una de las cuales tienen de 13 a 17 foliolos y se requieren como mínimo seis hojas por fruto para que éste pueda llenar bien a la almendra (Herrera, 1996).
Figura 2. Yema primaria y de reserva existente en cada nudo de nogal pecanero.
Primaria
De reserva
C. A. T
Receptividad del Estigma y Polinización
El brote puede o no producir flores femeninas. Cuando los brotes producen flores femeninas se llaman brotes fructíferos, cuando no, son brotes vegetativos. La relación entre los brotes vegetativos y los fructíferos en el nogal cambia a medida que el árbol se desarrolla (Sparks, 1979). La relación puede ser dividida en tres etapas o fases:
1. Fase vegetativa. Cuando todos los brotes son vegetativos y ninguno es fructífero. 2. Fase transitoria. Aumentan los brotes fructíferos y disminuyen los brotes vegetativos. 3. Fase de maduración. Todos los brotes son capaces de formar frutos.
Figura 3. Brote en desarrollo que muestra tres amentos de cada lado.
A. Lagarda
Amentos
Etapas y Períodos Fenológicos del Nogal y sus Requerimientos de Agua
El período de la fase vegetativa y la transitoria varía con los cultivares. Durante ésta fase el productor nogalero desea maximizar el crecimiento debido a que mientras el árbol es más grande, más rápido entra en producción, y mayor será la cosecha.
En el ciclo de producción existe una interrelación entre el crecimiento vegetativo y el fructífero, el cual se refleja en el movimiento de carbohidratos dentro de las hojas de los brotes.
El movimiento de carbohidratos sigue tres patrones (Figura 4). Patrón I; en la brotación, y durante la fase de la expansión de la hoja, la asimilación de carbohidratos ocurre, pero éstos no son translocados desde las hojas hacia otras partes ya que son utilizados para su propio crecimiento. Patrón II; cuando una hoja madura comienza a exportar carbohidratos, la translocación inicial desde la hoja es bidireccional. La translocación hacia arriba es hacia tejidos inmaduros y la translocación hacia abajo es hacia el desarrollo vegetativo de otras partes del árbol. La translocación bidireccional continúa desde la hoja hasta las hojas maduras dístales. Luego, la translocación de carbohidratos desde las hojas básales (desde la uno hasta la cinco) es hacia abajo para soportar el crecimiento de otras partes del árbol (Patrón III). Este patrón es repetido hasta que todas las hojas exportan carbohidratos. ESTADOS DE DESARROLLO Desarrollo del brote Posición de la hoja
TIEMPO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPT. OCTUBRE NOV.
9 8 7 6 5 4 3 2 1 I III II
Estos patrones enfatizan que el desarrollo del nogal dentro de un ciclo puede ser dividido en tres fases: una fase predominantemente vegetativa, otra predominantemente fructífera y otra preparatoria, durante la cual los carbohidratos son acumulados para los siguientes años (Sparks, 1979).
Si existen suficientes carbohidratos almacenados en el ciclo anterior la flor femenina se formará en las primeras etapas del crecimiento del brote en la primavera; cuando aún permanecen bajo la cubierta de las yemas primaria. Estas flores femeninas aparecen en promedio a los 31 días después de la brotación (Godoy, 1996). El número de nueces es función de la variedad y longitud del brote (Cuadro 4).
Los estigmas de las flores femeninas se vuelven receptivos (Figura 5), después de la liberación del polen, lo cual se conoce como dicogamia protándrica, o bien antes que el polen sea liberado, denominado dicogamia protoginica. Algunas variedades protándricas son la Western, Frutoso, Barton y Cado; y protoginicas Wichita, Cheyenne, Texas y Mohauk (Herrera, 1996).
Durante la polinización, un líquido viscoso cubre la superficie del estigma, el cual retiene los granos de polen durante el tiempo en que las flores femeninas son receptivas. La fertilización o “cuajado’’ ocurrirá de cinco a siete semanas después de la polinización. Posterior a la fertilización se presenta la primer caída de frutos que corresponden a flores normales no polinizadas, aunque algunas de las flores polinizadas se pueden caer debido a que las reservas de carbohidratos se agotaron en el crecimiento inicial y las nueces no se nutrieron adecuadamente (Arreola y Lagarda, 1994a; Herrera, 1996). Esta caída es más peligrosa en algunas variedades que en otras y frecuentemente el productor no lo nota. Aproximadamente el 25 %, del total de las nueces producidas se caen durante
Nueces/brote
Etapas y Períodos Fenológicos del Nogal y sus Requerimientos de Agua
la primera y la segunda caída. Ésta última ocurre durante el estado acuoso. Algunos resultados de investigación han demostrado que caerán menos nueces cuando la polinización es cruzada en comparación con la autopolinización (Sparks y Madden, 1985).
Crecimiento del Fruto
El crecimiento del fruto del nogal empieza con la polinización y puede dividirse en cuatro fases: 1) retraso del crecimiento del fruto; 2) rápida expansión del fruto; 3) endurecimiento de la cáscara; y 4) crecimiento de la almendra (Arreola y Lagarda, 1994b; Godoy, 1996; Sparks, 1979; Herrera, 1990). Las fases son independientes entre si. En la fase de retraso, que se completa en 90 días, a partir de la receptividad del estigma, el fruto acumula peso seco muy lentamente y abarca casi la mitad del período en que acumula materia seca (Figura 6). La mayoría del peso seco del fruto y contenido mineral se acumula durante la última mitad de su ciclo de crecimiento que comprende alrededor de unos 50 ó 55 días.
Durante la fase de retraso del crecimiento del fruto ocurre el inicio, máximo y fin del estado acuoso. Esta fase se llama así debido a que el endospermo es totalmente no celular (Herrera, 1983).
La primera observación de líquido dentro de la nuez (inicio del estado acuoso) ocurre alrededor de la tercera semana de junio, esto es, aproximadamente a los 66 días después de la receptividad del estigma (DDRE) (Godoy, 1996). Si se realiza un corte transversal del fruto en esta etapa se puede observar que apenas se empieza a notar muy levemente el desarrollo de una fisura entre el tejido de empaque (Figura 7). Aún cuando la acumulación
Figura 5. Inflorescencia del nogal pecanero mostrando las flores femeninas.
de peso seco total del fruto, hasta el inicio del estado acuoso, es muy bajo, la longitud y el ancho del fruto son 53 % y 50 % del tamaño final respectivamente (Figura 8). Este patrón de alargamiento temprano del fruto indica que el tamaño final puede ser fuertemente influido por las condiciones de crecimiento que se presentan temprano en el ciclo (Godoy, 1996; Herrera, 1990). Cuando se inicia el estado acuoso se inicia también el incremento fuerte en la acumulación de peso seco del ruezno, 68 DDRE (Figura 6).
El máximo contenido de líquido, que coincide con el inicio del endurecimiento de la cáscara en el fruto, se alcanza a los 93 DDRE y para este tiempo el fruto tiene el 84% de la longitud y 81% del ancho final respectivamente (Figura 8). Para esta fecha, el espacio central se ha expandido al ancho total del fruto y el óvulo a su máxima longitud (Figura 9). Ocho días después de iniciado el endurecimiento de la cáscara comienza el llenado del fruto (100 DDRE), tiempo en el cual el ruezno ha alcanzado el 90 % de su peso seco final. Se requieren alrededor de 45 días para que se complete el llenado del fruto. Desde el inicio del llenado del fruto, hasta su finalización, el incremento en el peso seco del ruezno es poco (Figura 6). 12 10 8 6 4 2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 P eso seco ( g ) Total Ruezno Nuez Amarre de fruto Inicio de estado acuoso Endurecimiento de cáscara
Días después de la receptividad del estigma
Período de retraso del crecimiento
Período de aumento acelerado en peso
Etapas y Períodos Fenológicos del Nogal y sus Requerimientos de Agua 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 10 8 6 4 2 Longit u d ( c m ) An c h o ( c m ) Longitud Ancho
Días después de la receptividad del estigma (DDRE)
Maduración del Fruto y Apertura del Ruezno
La almendra alcanza su tamaño total alrededor de la segunda semana de septiembre. La mayoría de los materiales de almacenamiento se translocan hacia dentro de la nuez por los brotes y hojas vecinas durante las últimas seis semanas del llenado. Lo anterior significa una severa y exhaustiva extracción de las reservas alimenticias del árbol. Una almendra de alta calidad contiene de 73 a 75 % de aceite; 12 a 15 % de proteína; 3 a 4 % de agua y cerca de 1.5 % de minerales (Arreola y Lagarda, 1994b; Herrera, 1983).La nuez está madura cuando el ruezno se separa de la cáscara y las marcas se desarrollan en la punta de la nuez. Enseguida las suturas del ruezno comienzan su abscisión natural desde la parte distal, separándose en cuatro cuartos; esto sucede cuando el sistema vascular se separa parcialmente de la superficie dorsal del ruezno, Figura 10 (Sparks, 1989b; Sparks, 1993; Sparks, 1996; Sparks y Yates, 1995).
La apertura del ruezno permite tanto al ruezno como a la nuez secarse y el contenido de humedad de la nuez disminuye del 30 al 12 % al momento de la cosecha. La separación de la nuez del ruezno depende de factores climáticos y la forma de la nuez, ya que el desprendimiento es menor en nueces redondas (Herrera, 1983).
Las etapas antes mencionadas, en función de días y unidades calor considerando una temperatura base de 15.5 ºC (Miyamoto, 1983; Sparks, 1989b), se presentan en el Cuadro 5.
Etapas y Períodos Fenológicos del Nogal y sus Requerimientos de Agua
C uadro 5. Etapas fenológicas del nogal pecanero variedad W estern en función de días y unidades calor en la Com arca Lagunera
Inicio : B rotación Floración
fem enina
Estado acuoso M áxim o estado
acuoso
Inicio llen ado de fruto
Fin llenado de fruto
M arzo 22 Abril 20 65* 92* 103* 150*
U nidades calor 230.0 666.0 868.3 1043.2 1628.6
* D ías después del inicio de la floración fem enina Fuente: G odoy, 1996.
IV. NECESIDADES DE AGUA POR EL NOGAL
Claudio Godoy Avila, Isidro Reyes Juárez y Juventino Morales Vázquez
Un calendario de riegos tiene como propósito fundamental evitar que el árbol alcance un nivel de estrés que afecte negativamente su crecimiento, desarrollo y calidad del fruto, para lo cual se requiere aplicar la cantidad de agua adecuada en la época y frecuencia óptima.
El agua es un factor esencial para la supervivencia, crecimiento y una producción redituable de mayor calidad en el nogal pecanero. Un programa de riegos adecuado es necesario para que los árboles jóvenes puedan alcanzar, en poco tiempo, un tamaño con el que puedan iniciar su producción comercial en el menor tiempo posible (cinco a siete años). La aplicación oportuna del agua es un componente esencial en el programa de rápido establecimiento de huertos (Godoy, 1994; Stein, 1994).
Un programa adecuado de riegos no solamente asegura una óptima disponibilidad de agua en el suelo para los árboles, sino también que el agua sea manejada eficientemente para prevenir sobre riegos y encharcamientos. Las raíces son más eficientes y activas para la absorción cuando el agua en el suelo está presente como una película que cubre cada partícula de suelo, dejando los espacios entre éstas parcialmente llenos de aire. Con una saturación continúa se agotan las reservas de oxígeno del suelo y las raíces pierden su capacidad para absorber agua y nutrimentos. De acuerdo a lo anterior resalta como un paso importante cuantificar las características de retención de agua del suelo ya discutidos anteriormente y establecer claramente los resultados que se esperan obtener de esta práctica. En las áreas nogaleras de México este cultivo depende 100 % de agua subterránea, mientras que en Estados Unidos por ejemplo, el riego que se aplica a este cultivo es suplementario. Independientemente del tipo de riego que se use, es importante entender que se requiere la presencia del agua para “aliviar” el estrés en el árbol. El grado en el cual el riego permite lograr lo anterior depende mucho de la sensibilidad del programador del riego, en entender y considerar a los factores del suelo, clima y del árbol que afectan su uso de agua, complementados con el entendimiento de los mecanismos por medio de los cuales el árbol absorbe, transporta y utiliza el agua. La expresión de esta sensibilidad en una huerta plantada en donde hay suficiente agua de riego disponible y en donde un sistema de riego se diseña y opera para entregar cantidades adecuadas de agua “cuando” y “donde” pueden ser mejor utilizadas por los árboles (Godoy, 1994; Worthington et al., 1992). Con relación a lo anterior, cobra gran importancia el concepto de estrés.
En el nogal la primer función fisiológica afectada por la presencia de un estrés de agua es el tamaño de la célula. El tamaño de la nuez y de las hojas es función de la elongación o crecimiento celular (Cleland, 1976; Cosgrove, 1986; Hsiao, 1973a; Hsiao,
Necesidades De Agua por el Nogal
1973b; Zimmermann y Steudle, 1978). Por otro lado, el transporte de nutrientes, fotosíntesis y translocación de los fotosintatos dentro de la planta se inhibe por el estrés de agua. Tomado como un todo, el estrés de agua en cualquier año afecta adversamente el tamaño de la nuez y el potencial de producción para una buena cosecha en los siguientes años. Una vez que se decide aplicar riegos en el nogal existen dos cosas importantes que el programador del riego debe de considerar: Cuándo deberá aplicar los riegos en este cultivo y cuánta agua deberá aplicar cada vez que se riegue. A continuación se discutirá en detalle y se tratará de dar respuesta a estas preguntas.
Necesidades de Agua Durante el Establecimiento
Primer y segundo año
Durante el primer año, después del transplante el cual se realiza el mes de febrero, la mayoría de las raíces crecen en la parte que se corta de la raíz principal y se desarrollan raíces laterales largas, con pequeños brotes laterales. Los árboles pueden absorber agua y nutrientes por las raíces viejas, pero la mayor parte de la absorción de agua se hace a través de las raíces nuevas que crecen en el corte de la raíz principal o de las laterales que se forman cuando se trasplantan (Arreola y Lagarda, 1994b; Stein, 1994).
El crecimiento radical del nogal se extiende más allá de la línea de goteo del árbol en cada ciclo de crecimiento, habiendo encontrado que su tamaño es de alrededor de dos veces el diámetro de la copa (Avalos, 1994; Hancock, 1969; Stein, 1994). Por lo tanto, el piso de la huerta se cubrirá de raíces en 10 años en plantaciones realizadas a espaciamientos de 12 x 12 m.
Aún cuando son considerados como plantas de raíz profunda, los nogales extraen más del 90 % del agua que requieren del estrato de suelo de 0-90 cm (Figura 11). Los árboles pueden extraer agua de estratos de suelo más profundo; sin embargo, gastaran más energía para realizarlo (Godoy, 1994; Miyamoto, 1983).
En la Figura 12 se muestra el consumo de agua expresado en litros/día por los árboles de uno y dos años a través de todo el ciclo. Durante los primeros y últimos tres meses del año los requerimientos de agua son bajos con relación al resto de los meses en que la evaporación se incrementa de una manera significativa. Durante el segundo año, los consumos de agua durante los primeros tres meses son similares a los del primer año. Sin embargo, durante los meses de abril a noviembre el consumo de agua es de dos a cinco veces más alto que en el primer año, esto se debe principalmente a un incremento en el tamaño del árbol. El máximo valor de consumo de agua se alcanza durante los meses de junio, julio y agosto con valores de 9.5 a 10.7 litros/día/árbol durante el primer año; mientras que en el segundo año, durante los meses de junio y julio se alcanzan valores de 39 a 44 litros/día/árbol. Si el sistema de riego utilizado es de
microaspersión o aspersión, los volúmenes mostrados en esta figura, más otro volumen extra que depende de la eficiencia del sistema de riego, son los que se deberán aplicar a través del sistema en forma diaria o el acumulado en el período, hasta que se vuelva a aplicar otra vez el riego (tres días, una semana, etc.).
0 20 40 60 Deflexión, % Estrato de suelo (cm): 0 - 30 60 - 90 90 - 120 30 - 60
Figura 12. Uso de agua por día en árboles de nogal de uno y dos años de edad (Villarreal, 1983). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 litr o s /á rb o l/ d ía 1º año 2º año
E F M A M J
J A S O N
Necesidades De Agua por el Nogal
Si el sistema de riego es superficial se deben de aplicar los riegos considerando un área equivalente de 4 m2 por árbol durante el primer año. Lo anterior se logra construyendo
un bordo a cada lado del árbol y dejado una distancia libre dentro de los bordos de dos metros (Figura 13). Los riegos se aplican cuando se haya extraído 50 % de la humedad disponible en el estrato de 0-90 cm del suelo. (Godoy,1994). En suelos arcillosos y francos se dan los riegos cada 30 días durante los meses de abril, mayo y junio; cada 25 días en julio y agosto y luego cada 35 días en septiembre, octubre y noviembre. Si el suelo es de baja capacidad de retención de agua (arenoso), aplicar los riegos cada 20 días en los meses de abril a agosto y cada 25 días en los meses de septiembre a noviembre.
Durante el segundo año se deben aplicar los mismos intervalos de riego que durante el primer año. Sin embargo, el área equivalente se debe ampliar a 12 m2, lo cual se logra
construyendo los bordos y dejando un espacio libre entre ellos de cuatro metros (Figura 14).
Tercer año en adelante
Del tercer año en adelante el calendario de riego se basará en el tamaño del árbol (diámetro del tronco o de la copa del árbol), número de árboles/ ha, etapa fenológica y tipo de suelo (Godoy, 1994; Godoy, 1996; Miyamoto, 1983; Worthington et al., 1992).
Con el propósito de entender e interpretar como los requerimientos de agua del árbol cambian, de acuerdo a lo mencionado en el párrafo anterior, es necesario entender como el agua se mueve en el árbol hacia las hojas y de éstas hacia la atmósfera. Todo el proceso es bastante simple, a medida que el aire sopla sobre las hojas, el vapor de agua en la superficie de las hojas se evapora, proceso a través del cual la hoja se enfría. A medida que se presenta este fenómeno, se conduce más agua del interior de la hoja a través de pequeños poros llamados estomas. Lo anterior causa un estrés de agua en las hojas las cuales “jalan” o demandan más agua al tronco mismo que a su vez le demanda más agua al sistema radical (Hsiao et al., 1976). Posteriormente, las raíces absorben el agua del suelo que está en el rango disponible. Durante la noche o durante el tiempo en que las hojas se someten a un estrés hídrico muy fuerte, los estomas se cierran de tal forma que ninguna cantidad de vapor de agua pasa a través de éstos hacia la atmósfera. Por lo tanto, la válvula, con la cual las plantas abren o cierran la “llave del uso del agua ” en el nogal, está en las hojas y no en la raíz.
Necesidades De Agua por el Nogal
Si un viento seco y caliente se mueve a través de la superficie de las hojas, más vapor de agua se perderá hacia la atmósfera, que si este viento es más frío y húmedo o cuando éste no se encuentre presente. Lo anterior indica que, las mismas fuerzas que afectan la transpiración de las hojas del nogal, operan en la evaporación de un cuerpo de agua abierto a la atmósfera. Una de las formas más aceptadas en el ámbito mundial para medir la evaporación de un cuerpo de agua es por medio de un tanque evaporímetro clase “A” (Doorenbos y Pruitt, 1977; Godoy, 1986; Van Zyl, 1984; Worthington et al., 1992).
La única forma de medir con exactitud el uso del agua en el nogal es por medio de un lisímetro. Estos son aparatos que pesan a las plantas cuando están creciendo en un suelo contenido en el lisímetro. Al restar un valor dado, de otro previamente tomado, se puede medir el agua utilizada en un período de tiempo (Stein, 1994 Villarreal, 1983).
A través de los estudios efectuados en la Comarca Lagunera, las Cruces, Nuevo México y Texas, y los realizados con lisímetros (Godoy y Lagarda, 1986; Villarreal, 1983; Worthington et al., 1992), se puede concluir: una superficie de agua retiene o absorbe del 90 al 95 % de la radiación solar, ya que tiene una superficie más uniforme que la del árbol y además carece de control sobre el agua perdida, como lo tienen las plantas a través de los estomas; sorprendentemente los árboles de nogal usan el agua a una velocidad la cual es proporcional al agua evaporada de un tanque evaporímetro clase “A”.
En algunos estudios realizados (Avalos, 1994; Avila, 1991; Godoy, 1996; Godoy, 1994; Godoy, 1987; Reyes, 1989; Villalobos, 1990) se ha determinado que desde la brotación hasta el inicio del estado acuoso, los nogales usan alrededor del 50 % del agua evaporada en el tanque evaporímetro; del inicio del estado acuoso hasta el fin de este e inicio en el endurecimiento de la cáscara, los nogales usan el 70 % del agua evaporada y del inicio del endurecimiento de la cáscara, hasta el fin del llenado de la almendra los nogales usan el 80-90 % del agua evaporada.
Recordando que las válvulas que prenden y apagan el flujo de agua en los árboles están en las hojas, es lógico que árboles de mayor tamaño con una mayor cantidad de hojas requerirán de más agua. Por lo anterior, para determinar la cantidad de agua que requieren los nogales se debe considerar el tamaño del árbol (diámetro del tronco), el número de árboles por hectárea, tipo de suelo y etapa fenológica. Los valores de uso de agua en un año y entre años se deben ajustar con cualquiera de las metodologías para determinar el agua en el suelo descritas en el capitulo X. Esta combinación se ha utilizado con mucho éxito por nogaleros de la zona sur de los Estados Unidos, con el conocimiento de que un calendario de riegos está sujeto a ajustes por la presencia de lluvias, o por un clima más caliente que lo normal y a veces por riegos mal aplicados. En los Cuadros 6 y 7 se muestran los valores de uso de agua por el nogal con el propósito de calendarizar
U s o d e a g u a (cm/día)
O*x701 Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Octubre Nov.
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0.030 0.053 0.068 0.100 0.146 0.167 0.196 0.201 0.224 0.231 0.043 0.120 0.135 0.163 0.215 0.232 0.245 0.250 0.255 0.260 0.070 0.150 0.200 0.252 0.310 0.350 0.375 0.403 0.413 0.435 0.103 0.194 0.300 0.410 0.520 0.630 0.710 0.770 0.790 0.815 0.127 0.213 0.345 0.510 0.635 0.790 0.890 0.910 0.950 0.960 0.127 0.250 0.395 0.530 0.705 0.810 0.900 0.930 0.970 0.982 0.110 0.260 0.350 0.490 0.700 0.750 0.800 0.830 0.880 0.880 0.060 0.150 0.220 0.305 0.420 0.500 0.550 0.580 0.620 0.670 0.040 0.120 0.133 0.163 0.191 0.200 0.267 0.312 0.317 0.333 *
Diámetro del tronco. 1
Número de árboles por hectárea. Fuente: Godoy y López, 1997
los riegos en este cultivo.
Los valores presentados en estos cuadros muestran que dentro de una misma condición de huerta, el consumo de agua desde antes de la brotación hasta el inicio de la brotación origina requerimientos de agua muy bajos. Este consumo se empieza a incrementar, aunque no de una manera significativa, durante el tiempo en que se presenta la mayor velocidad del crecimiento de los brotes (30 días a partir de la brotación). Los consumos de agua más altos se presentan durante el inicio, máximo y fin del estado acuoso (junio-julio) y presentan valores máximos durante el llenado de la almendra (agosto y septiembre), coincidiendo esto con el tiempo en que las hojas están fabricando y translocando azúcares tanto para el fruto como a los órganos de almacenamiento (Sparks, 1979) (Figura 4). También durante este período se presenta la máxima demanda ambiental provocada principalmente por altas temperaturas y radiación solar.
Por otro lado, bajo un mismo número de árboles, a medida que éstos aumentan de tamaño (mayor valor de diámetro de tronco) su uso de agua se va incrementando en forma proporcional. Por ejemplo: en una huerta que cuente con 70 árboles/ha, con un diámetro de tronco de 7 cm (7 x 70 = 490, ver Cuadro 7) su consumo de agua anual es de 21.20 cm aproximadamente; mientras que otra huerta con el mismo número de árboles, pero con diámetro de tronco de 50 cm (50 x 70 = 3500, ver Cuadro 7), su consumo de agua anual será de 142. 86 cm.
Necesidades De Agua por el Nogal
Consumo de agua mensual (cm)
O*x701 Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Octubre Nov. Total 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0.90 1.60 2.03 3.00 4.37 5.00 5.89 6.03 6.73 6.98 1.30 3.60 4.10 4.90 6.45 7.00 7.35 7.98 8.02 8.05 2.10 4.50 6.03 7.60 9.30 10.03 11.30 12.33 12.50 13.05 3.10 5.82 9.00 12.63 16.02 18.02 21.30 23.09 23.70 24.50 3.80 6.40 10.35 15.00 20.05 23.31 26.00 27.90 28.50 29.00 3.70 7.50 11.98 16.00 21.70 24.00 26.20 28.50 29.70 30.00 3.30 7.80 10.50 14.50 20.00 21.50 23.00 24.00 25.80 26.00 1.80 4.50 6.60 9.20 10.00 12.60 13.80 14.00 14.70 15.00 1.20 3.60 4.00 4.90 5.73 6.02 8.02 9.37 9.50 10.00 21.20 45.32 64.59 87.73 113.62 127.48 142.86 153.02 159.15 162.58 *
Diámetro del troco. 1
Número de árboles por hectárea. Fuente: Godoy y López, 1997.
Respuesta Del Nogal a la Disponibilidad del Agua
Es necesario mencionar, que no obstante, que durante este período (enero, febrero y marzo) el consumo de agua por la planta es muy bajo se considera importante mantener el contenido de humedad del suelo no más bajo del 50 % de la humedad aprovechable (Figura 15) (Godoy, 1987; Godoy, 1994; Godoy y Lagarda, 1986).
Inicio de Brotación a Receptividad del Estigma
Durante este período la extracción de la humedad del suelo es un poco más intensa que en el período anterior a la brotación (Figura 15). En los primeros días, después del inicio de la brotación, los carbohidratos almacenados en el ciclo anterior se translocan y utilizan durante la brotación, expansión de la hoja y brotes, además para iniciar el crecimiento del sistema radical (Patrón I, Figura 4). Tal vez esta sea la explicación de porque aún cuando en el árbol están sucediendo los eventos antes mencionados, el consumo durante estos días todavía no es muy alto.
En el período de mayor crecimiento del brote y expansión de las hojas, el consumo de agua se incrementa de manera significativa; ademas, se considera que el contenido de humedad del suelo no debe de descender más allá del 50 % de la humedad aprovechable para no afectar estos eventos (Godoy, 1994; Miyamoto, 1983; Miyamoto, 1985; Worthington et al., 1992).
Receptividad del Estigma a Inicio del Estado Acuoso
Durante los primeros 35 días del período, la humedad del suelo no debe descender más allá del 50 % de la humedad aprovechable (Figura 15) (Godoy, 1994; Miyamoto et
al., 1995). Valores más bajos de este límite provocan aborto de frutos. Esta caída difiere
entre variedades, encontrándose valores de 36, 28 y 6 veces más aborto en Caddo, Western y Cape Fear respectivamente, cuando se comparan con árboles irrigados a un nivel igual o superior al 50 % de la humedad aprovechable en el suelo (Madden, 1979; Sparks, 1989a). Esta diferencia entre variedades sugiere diferencias en tolerancias a sequía, provocada por una diferencia en la profundidad de suelo que pueden explorar las raíces.
En este último período mantener 50 % de la humedad aprovechable del suelo permite que el período de rápido crecimiento radical, el cual ocurre del inicio en la receptividad del estigma y se prolonga hasta una o dos semanas después de haberse iniciado el llenado de la almendra, no se vea afectado (Sparks 1979). Este mismo nivel de humedad aprovechable permite que la translocación bidireccional de las hojas ya maduras (Patrón II), que es hacia el desarrollo vegetativo y a otras partes incluyendo a las raíces, tampoco se vea afectada.
Respuesta Del Nogal a la Disponibilidad del Agua
fase, los fotosintatos elaborados por las hojas se translocan en solución con el agua hacia los frutos y a otras partes del árbol para su almacenamiento (Patrón II, Figura 4); si la humedad aprovechable del suelo desciende más abajo del 80 al 90%, se afecta el peso seco final de la almendra (Godoy, 1996; Herrera, 1990; Stein, 1994).
Debido a la alta frecuencia con la que se deben aplicar los riegos en este período se sugiere que las láminas o volúmenes de agua sean reducidos para evitar largos períodos de encharcamiento. Láminas o volúmenes de agua en exceso pueden ser tan dañinos para el árbol como un estrés de agua e incluso ser peor que éste (Miyamoto et al.,1995). El encharcamiento o saturación del suelo en la zona radical puede inducir daño al sistema radical, dificultad para la toma de agua, amarillamiento de las hojas, necrosis, defoliación, disminución en la fotosíntesis y puede eventualmente matar el árbol (Smith y Bourne, 1989; Mielke, 1981). Los árboles que están sujetos de una forma consistente a altos niveles de humedad aprovechable en el suelo, más arriba que los señalados para el período y para los anteriormente discutidos, pueden también llegar a tener un exceso en su crecimiento, especialmente cuando se combina con altas dosis de nitrógeno.
Condiciones Hídricas del Fruto y su Relación con la Disponibilidad de Agua
En el tiempo en que el fruto está creciendo longitudinal y transversalmente (amarre del fruto-fin del estado acuoso) y bajo un suministro adecuado de agua en el suelo, el agua en los frutos sale de estos a través del xilema y es translocada principalmente a las hojas durante parte de la mañana, mediodía y en la tarde cuando el gradiente de potencial hídrico es a favor del xilema de la planta (Figura 16) (During et al., 1987; Findlay et al., 1987 Huitrón y Godoy, 1996; Lang y During, 1991 Zhang y Luo, 1993); pero, los frutos capturan agua ya muy entrada la tarde (después de las 18:00 horas); durante toda la noche y parte de la mañana del día siguiente, debido a que durante este tiempo el gradiente de potenciales hídricos es a favor de los frutos y además la transpiración en la cubierta vegetal del nogal cesa rápidamente, mientras la absorción de agua, y con esta el flujo de savia, prosigue a una tasa baja y constante hasta muy temprano al día siguiente, por lo que el retraso entre la transpiración y absorción que se presenta durante la mañana, mediodía y parte de la tarde (de 8:00 a 18:00 horas) (Figura 17), representa agua inmediatamente disponible que tiene la planta almacenada dentro de sus órganos, como lo son los frutos, hojas, peciolos y ramas pero principalmente en la raíz (Hinckley y Ritchie, 1970; Lansberg et al., 1976; Schultze et al., 1985; Steinberg et al., 1990).
Con relación a lo anterior, algunos autores (Pate et al., 1985; Van Lersel y Osterhuis, 1993; Zhang y Luo, 1993) han encontrado evidencias en cultivos como algodonero, soya y vid, que indican que los frutos y semillas reciclan más del 70 % del agua que reciben, devolviéndola a la planta madre. Así mismo, estudios anatómicos y experimentos directos (Pate et al., 1985; Zhang y Luo, 1993) usando solutos móviles en xilema y floema y con
3H
2O soportan la hipótesis de que el flujo de agua del xilema hacia dentro y fuera del fruto
Respuesta Del Nogal a la Disponibilidad del Agua
Si el fruto en este período se somente a un nivel de humedad aprovechable del suelo por debajo de los que se han venido recomendando, las variaciones diarias en el intercambio de agua entre los frutos y el xilema de la planta son similares a los que se presentan cuando el suministro del agua es adecuado. Pero la tasa de salida y entrada del agua en los frutos si cambia. La tasa de salida de agua en los frutos estresados es más alta y la de entrada es más baja que en los no estresados (Figura 18). En frutos no estresados y debido al mayor flujo de agua hacia ellos provoca una condición hídrica más adecuada, lo que le confiere una mayor capacidad de crecimiento que se refleja en un mayor tamaño del fruto (Zhang y Luo, 1993).
Durante el llenado de la almendra, y debido a que ésta constituye una fuerte demanda de los azúcares transportados por el floema, el transporte de agua a través de este conducto juega un papel muy importante en el suministro de agua a los frutos.
En este período el patrón de intercambio de agua entre el fruto y el resto del árbol cambia drásticamente ya que la contribución del agua del xilema hacia el fruto se reduce notablemente por un bloqueo en los elementos de este (Gleen et al., 1993). Lo anterior implica que durante esta fase la mayoría del agua que se acumula en el fruto procede de la savia del floema, y cualquier nivel de humedad aprovechable en el suelo por debajo del 80 % al 90 %, afectará no solo la translocación de agua, sino también de fotosintatos, afectando negativamente el tamaño y la calidad de la almendra (Godoy, 1996; Godoy y Lagarda, 1986). 2.0 1.0 0.0 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0 9 - 11 11 - 13 13 - 15 15 - 17 17 - 19
Fruto con deficiencia de agua
Fruto sin deficiencia de agua T asa r e la ti va de: S a li d a ( c m /h) E n tr ad a ( c m /h) Hora
VI. PROBLEMAS ASOCIADOS CON LA DISPONIBILIDAD DEL AGUA
Claudio Godoy Avila
Declinación del Ruezno o Ruezno Pegado
El desarrollo del fruto en el nogal es un proceso exhaustivo que impone estrés en el árbol cuya presencia, durante el desarrollo del fruto, se manifiesta en una pobre calidad de la nuez, la cual está asociada con el deterioro del ruezno que en casos muy severos puede resultar en una apertura prematura (Sparks et al ., 1995).
El deterioro del ruezno asociado con estrés del fruto no debe ser confundido con otro desorden del ruezno conocido como tizón del extremo del pedúnculo (stem-end blight) (Schaller y Ken Knight, 1972). Éste se caracteriza por una mancha negra o café-gris que primero aparece cerca de la base del ruezno inmaduro. La mancha se hace más grande y puede extenderse a todo el ruezno. El ruezno ya muerto se puede pegar a la nuez y produce un pegado muy firme. Este desorden se presenta más temprano en el ciclo de crecimiento del fruto que el deterioro en el ruezno por estrés de frutos (finales de agosto). Cuando se aplican fungicidas se reduce la incidencia del tizón, pero no la incidencia del deterioro del ruezno provocado por un estrés de frutos.
El termino declinación del ruezno o ruezno pegado se utiliza para designar el deterioro del ruezno asociado a un estrés en el árbol (Sparks et al., 1995). La declinación del ruezno se inicia con una línea delgada obscura y necrótica en la superficie interna de la unión entre el ruezno y la cáscara de la nuez, luego se extiende rápidamente hacia la superficie exterior del ruezno (Figura 19). El interior del ruezno cambia a un verde-obscuro y de apariencia pegajosa y su superficie da la impresión de estar remojada en agua, exhibiendo un lustre verde; más tarde el ruezno se torna negro. Si la declinación del ruezno se inicia durante el desarrollo temprano del fruto, el fruto ya ennegrecido se cae del árbol o se abre prematuramente y permanece en el racimo, Figura 20 (Sparks, 1992). Años de declinación severa del ruezno son frecuentemente acompañados por altas cantidades de frutos en el árbol; mientras que años con poca presencia están asociados con una carga ligera o moderada de frutos (Sparks, 1992; Sparks, 1993b). Lo anterior indica que la declinación del ruezno ocurre en proporción directa al grado de fructificación. Los árboles maduros tienen buena calidad de la nuez y una baja incidencia de declinación del ruezno durante los años de baja producción del árbol, ocurriendo lo contrario en los años de alta producción.
Problemas Asociados con la Disponibilidad del Agua
La germinación prematura o viviparidad (Figura 21) puede ocurrir junto con la declinación del ruezno y está asociada con un retraso en la apertura del ruezno y la presencia de temperaturas del aire altas (Finch, 1937; Finch y Van Horn, 1936). En años donde el árbol presente una carga excesiva, la germinación prematura ocurre antes de que el fruto madure dando como resultado una pérdida sustancial de nuez que no se puede comercializar. et al C . A. T o rre s
Los dos problemas antes mencionados, la declinación del ruezno y la germinación prematura, están aparentemente asociados con una carga excesiva en el árbol.
Aunque el estrés por frutos frecuentemente es una condición para la declinación del ruezno, una carga excesiva de frutos no necesariamente resulta en la declinación del ruezno. Muchas observaciones indican que este problema comúnmente ocurre cuando el estrés por frutos se acentua por otros factores. La luz solar inadecuada y el estrés de humedad en el suelo son aparentemente dos de los principales factores que la acentúan (Schaller et al., 1968; Sparks et al.,1995). Un excesivo sombreo parece ser un factor importante en la inducción de la declinación del ruezno aún en variedades que no son muy productivas. Mantener niveles de humedad en el suelo por debajo de los límites ya mencionados (Capitulo IV), fueron asociados con una aguda presencia de declinación del ruezno en la Comarca Lagunera durante el año de 1980 (Medina, 1980) y en el Suroeste de los Estados Unidos en 1991 (Sparks et al., 1995) que fue un año de carga excesiva en los árboles y en donde una sequía se presentó desde mediados de agosto a mediados del mes de septiembre. Durante esta sequía ocurrió una defoliación prematura presentándose en forma excesiva en huertas que no fueron irrigadas. La defoliación prematura bajo condiciones de carga excesiva en el árbol es muy estresante. Adicionalmente se puede esperar una calidad pobre de la nuez bajo un estrés de humedad en el suelo ya que el desarrollo de la nuez depende críticamente de una adecuada humedad en el suelo.
La declinación del ruezno y la germinación prematura de la nuez pueden ser disminuidas y la calidad de la nuez incrementada, con una disminución en la carga de los árboles a través de la remoción de frutos que se realiza durante el estado acuoso o a través del aclareo de ramas que se hace durante la poda.
Se ha demostrado (Sparks et al., 1995) que el aclareo de frutos tiene un efecto dramático en la incidencia de la declinación del ruezno ya que el aclareo disminuye el porcentaje de frutos exhibiendo síntomas de declinación del ruezno (Figura 22). Además la calidad de la almendra medida como el por ciento de almendra se incrementa y el por ciento de nueces germinadas disminuye cuando se incrementa el porcentaje de frutos removidos (Figura 23). Los datos mostrados en las Figuras 22 y 23 muestran que la declinación del ruezno es ocasionada por un estrés por exceso de frutos. Asimismo, el pobre desarrollo de la almendra asociado con la declinación del ruezno es debido a un estrés por exceso de frutos.
Se ha encontrado (Kerrigan, 1993; Sparks et al., 1995) que un hongo está presente en los rueznos afectados con declinación y que el crecimiento microbial ocurre después del inicio de ésta; por lo tanto, el inicio del desarrollo fisiológico del ruezno deberá tratarse como un problema fisiológico y no con el enfoque patológico, ya que el crecimiento del hongo no se detecta microscópicamente sino hasta que el rompimiento celular es evidente.
Problemas Asociados con la Disponibilidad del Agua 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 Po rc en ta je
Frutos removidos -% de frutos originales
Germinación Almendra et al 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 Rue z no pegado %
Frutos removidos - % de frutos originales
