USO DE AGUA, PRODUCCIÓN DE FORRAJE Y RELACIONES HÍDRICAS EN ALFALFA CON RIEGO POR GOTEO SUBSUPERFICIAL

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R

ESUMEN

Durante los años 2000 y 2001 se realizó un estudio en el cultivo de la alfalfa (Medicago sativa L.) cuyo objetivo fue determinar si el sistema de riego por goteo subsuperficial (RGS), comparado con el riego superficial consume menos agua, además de analizar si la producción se mantiene o se incrementa. Se probaron cuatro tra-tamientos de riego: uno por inundación, y tres con riego por goteo subsuperficial donde se aplicó en cada riego 100, 80 y 60% de la evapotranspiración de referencia (ETo). Se utilizó un diseño

expe-rimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Se midió el potencial hídrico (ΨΨΨΨΨh) en cinco hojas cada 72 horas. La

producción de materia seca se evaluó en cada uno de los cinco cortes realizados. Durante el tercer corte se evaluó la dinámica de acumulación de materia seca. El volumen de agua aplicado en los tratamientos con riego por goteo subsuperficial fue 32 a 51% me-nor con respecto al aplicado a través del riego por inundación, mientras que la producción de materia seca fue 16 a 23% mayor en el RGS que en el de inundación.

Palabras clave: Medicago sativa, evapotranspiración, potencial

hídrico, sistema de riego.

I

NTRODUCCIÓN

E

n la Comarca Lagunera, en el norte de México, se utilizaron 1900 millones de m3 de agua en los

últimos cinco años, de los cuales más de 90% se destinó al riego de cultivos. De este volumen 62% co-rresponde a agua extraída del acuífero, y el resto se ob-tuvo de la presa. Del agua utilizada para riego, aproxi-madamente 800 millones de m3 se requieren para

satis-facer los requerimientos de agua por los cultivos y el resto se pierde debido a ineficiencias del riego (Godoy, 2000). Con el agua que se extrae del acuífero se riegan 75 000 hectáreas, de las cuales 85% corresponden a cul-tivos forrajeros, y de éstos, la alfalfa ocupa 56.5% de la superficie (36 000 ha). En un estudio realizado en esta

EN ALFALFA CON RIEGO POR GOTEO SUBSUPERFICIAL

WATER USE, FORAGE PRODUCTION AND WATER RELATIONS IN ALFALFA WITH SUBSURFACE DRIP IRRIGATION

Claudio Godoy-Avila1,2, Alfonzo Pérez-Gutiérrez2, Ciria A. Torres-E.1, Luis J. Hermosillo3 e Isidro Reyes-J.1 1Campo Experimental La Laguna. Apartado Postal 247. Torreón, Coahuila. Tel.: (871) 7 62 02 (ferti@halcon.laguna.ual.mx). 2Instituto Tecnológico Agropecuario Núm. 10. Apartado Postal 101. Torreón, Coahuila. 3Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Carretera Santa Fe y Periférico. Torreón, Coahuila. Tel.: (871) 7 33 12 70.

Recibido: Febrero, 2002. Aprobado: Diciembre, 2002.

Publicado como ARTÍCULO en Agrociencia 37: 107-115. 2003

A

BSTRACT

This study was conducted during 2000-2001 in alfalfa (Medicago

sativa L.) in order to determine if the subsurface drip irrigation

system (SDI), compared with the surface irrigation, uses less water and also to analyze if the yield is maintained or increases. Four irrigation treatments were evaluated: one by flooding and three with subsurface drip irrigation; where 100, 80, and 60% of reference evapotranspiration (ET0) was applied at each irrigation.

A randomized complete block design with four replications was used. Leaf water potential (ΨΨΨΨΨh) was measured in five leaves every

72 hours. Dry matter production was evaluated in each of the five cuts. During the third cut the dynamics of dry matter accumulation were evaluated. The water volume applied in the subsurface drip irrigation treatments was 32 to 51% lower than the one applied through flood irrigation, while dry matter production was 16 to 23% higher in SDI than in flood irrigation.

Key words: Medicago sativa, evapotranspiration, water potential,

irrigation system.

I

NTRODUCTION

I

n the Comarca Lagunera, in northern México, in the last five years 1900 million m3 of water were utilized,

more than 90% of which went on irrigating crops. Sixty-two percent of this volume is water extracted from the aquifer and the rest is taken from the dam. Approximately 800 million m3 of the water utilized for

irrigation is needed to satisfy crops’ water requirements, and the rest is lost because of the inefficiency of irrigation (Godoy, 2000). With the water extracted from the aquifer 75 000 hectares are irrigated, of which 85% are used for forage crops; 56.5% (36 000 ha) are occupied by alfalfa. In a study conducted in this region (Inzunza,19894), it

was found that the water requirements for alfalfa are 1.40 m per year, but 2.5 m are applied to irrigate this crop, which represents an additional extraction of 352 million m3,

considering the area destined for this crop. Consequently, the inefficient use of irrigation water in alfalfa is the main factor related to the exhaustion of the aquifers layer,

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región (Inzunza, 19894) se encontró que los

requerimien-tos de agua para la alfalfa son de 1.40 m por año, pero se aplica una lámina de agua de 2.5 m, lo que representa una extracción adicional de 352 millones de m3, si se

considera la superficie destinada a este cultivo. Por con-siguiente, el uso ineficiente del agua de riego en la alfal-fa es el principal alfal-factor relacionado con el abatimiento del manto acuífero, cuyo descenso anual es de 2.1 a 7.0 m año-1. Lo anterior ha ocasionado que el agua, no

sola-mente en esta región, sino en todo México, se esté con-virtiendo en un recurso muy escaso y caro, por lo que es prioritario utilizar métodos para su mejor aplicación y conservación.

El sistema de riego por goteo subsuperficial (RGS) conserva el agua e incrementa significativamente la pro-ducción y calidad de los cultivos (Camp, 1998). El uso del RGS evita la saturación del suelo después de la apli-cación de un riego por inundación, y el estrés de hume-dad en el cultivo antes de la aplicación del siguiente. Es-tas dos situaciones, que son comunes cuando los culti-vos se riegan con el método superficial, ocasionan el cie-rre de estomas, los cuales se encargan de regular el inter-cambio de vapor de agua (transpiración), CO2

(asimila-ción de CO2) y oxígeno (Clark y Smaistra, 1996).

Debi-do a que en el riego por goteo se Debi-dosifica el agua y nutrimentos de acuerdo con la demanda de la planta, la disponibilidad de éstos es adecuada, lo que permite que la fotosíntesis neta sea alta, lo cual se refleja en incre-mentos en el rendimiento y calidad del cultivo (Camp, 1998). De acuerdo con lo anterior, el incremento en la producción de alfalfa con la utilización del riego por go-teo subsuperficial, comparado con el sistema de riego superficial, puede ser de 20 a 50% (Mead et al., 1993). Además, con el riego por goteo subsuperficial la superfi-cie del suelo se conserva seca y la humedad en las capas inferiores se mantiene por debajo del estado de satura-ción, por lo que la evaporación del suelo y la percolación profunda, que representan las pérdidas de agua más im-portantes por el sistema de riego superficial, se minimi-zan; con lo que puede disminuir hasta 50% el volumen de agua utilizado en este cultivo (Phene, 1999; Hanson et al., 1997; Hartz, 1996). Por estas razones se llevó a cabo el presente estudio cuyos objetivos fueron: 1) Com-parar el sistema de riego por goteo subsuperficial con el método tradicional en cuanto a consumo de agua en el cultivo de la alfalfa y, 2) determinar si la producción de alfalfa se puede mantener o incrementar con el sistema de riego por goteo subsuperficial, aplicando una canti-dad de agua menor a la usada en el riego por inundación.

4 Inzunza I., M. A. 1989. Requerimientos hídricos de la alfalfa en la fase productiva. Informe de Investigación. Centro Nacional de Investigación Disciplinaria. INIFAP-SARH. p. -14 ❖ Inzunza I.,M.A. 1989. Water Requirements of Alfalfa in the Productive Phase. Research Report. National Center of Disciplinary Research. INIFAP-SARH p.-14

whose annual drop is 2.1 to 7.0 m year-1. The previous

has caused water to become a very scanty and expensive resource, not only in this region but also all over México; therefore it is priority to utilize methods for its better application and conservation.

The subsurface drip irrigation system (SDI) conserves water and significantly increases the production and quality of the crops (Camp,1998). The use of SDI avoids soil saturation after the application of flood irrigation, and also water stress in the crop before the next application. Both situations, common when the crops are irrigated using surface irrigation, provoke the closing of stomata, which regulate the interchange of water vapor (transpiration), CO2 (CO2 assimilation), and oxygen

(Clark and Smaistra, 1996). Since drip irrigation regulates water and nutrients according to the demand of the plant, their availability is adequate, which allows for a high net photosynthesis showing in the increment of crop yield and quality (Camp, 1998). According to the aforesaid, the increment of alfalfa production with the use of subsurface drip irrigation, compared to the surface irrigation system, can be 20 to 50% (Mead et al., 1993). Furthermore, with subsurface drip irrigation the soil surface remains dry and the moisture in the inferior layers stays below the state of saturation, so that soil evaporation and deep percolation, the most important causes of water loss through the surface irrigation system, are minimized; and the water volume utilized in this crop may diminish up to 30% (Phene,1999; Hanson et al., 1997; Hartz, 1996). The present study was carried out based on the aforementioned; and its objectives were: 1) To compare the subsurface drip irrigation system with the traditional method, with respect to water consumption in alfalfa crop and, 2) To determine if alfalfa production can be maintained or increased with the subsurface drip irrigation system applying a smaller quantity of water than the one used in flood irrigation.

M

ATERIALSAND

M

ETHODS

The study was carried out at the installations of the Campo Agrícola Experimental La Laguna in Matamoros, Coahuila, México, in a soil of clayey-sandy crumb texture. This region is located between 102o 00’ and 104o 47’ W, and 24o 22’ and 26o 23’ N; the annual average temperature is 24 oC, mean annual precipitation is 242 mm, and relative humidity varies between 31% in april and 60% from august to october (Cano,1994).

Sowing was done in dry soil during may 2 000 utilizing the Pionner 5929 variety with a density of 40 kg ha-1 . The P and K based fertilization was injected weekly into the irrigation system using a venturi injector of 12.7 mm diameter at 20 kg ha-1 ratio of each nutrient per cut (Mead et al., 1993).

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M

ATERIALESY

M

ÉTODOS

El estudio se realizó en las instalaciones del Campo Agrícola Experimental La Laguna, ubicado en Matamoros, Coahuila, México, en un suelo de textura migajón arcillosa-arenosa. Esta región se loca-liza entre los 102o 00’ y 104o 47’ O y 24o 22’ y 26o 23’ N. La tempera-tura media anual es 24 oC, la precipitación media es de 242 mm por año y la humedad relativa varía desde 31% en abril hasta 60% de agosto a octubre (Cano, 1994).

La siembra se realizó en seco durante el mes de mayo de 2000 utilizándose la variedad Pionner 5929, con una densidad de siembra de 40 kg ha-1. La fertilización, a base de P y K, se inyectó semanal-mente en el sistema de riego utilizando un inyector venturi de 12.7 mm de diámetro a razón de 20 kg ha-1 de cada nutrimento por corte (Mead et al., 1993).

Se utilizó un diseño de bloques completos al azar con cuatro tra-tamientos y cuatro repeticiones; la parcela total fue de 300 m2, y la parcela útil de 40 m2. Los tratamientos fueron: riego por inundación, aplicado al perderse 40% de la humedad aprovechable del suelo, con-siderado como tratamiento testigo (T4), y tres tratamientos con riego por goteo subsuperficial (RGS) en los que se aplicó 100 (T1), 80 (T2) y 60% (T3) de la evapotranspiración (ET) cada tres días.

La ET diaria se calculó usando la metodología del tanque evaporímetro con la ecuación

ET = Eo Kt

donde ET = Evapotranspiración (mm); Eo = Evaporación registrada

en el tanque evaporímetro clase A (mm); Kt= Coeficiente del tanque,

el cual considera el medio ambiente que rodea al tanque evaporímetro (Doorenbos y Pruitt, 1977).

La evapotranspiración total del cultivo(ETtc) en cada uno de los

tratamientos de RGS se obtuvo multiplicando la ETpor los porcenta-jes de la ET a estudiar, con la ecuación

ETtc = ET × (1.0, 0.8 y 0.6)

En los tratamientos de RGS, el cultivo se estableció aplicando una lámina de 135 mm por medio de riego superficial. Para la instala-ción del riego por goteo subsuperficial se colocaron las cintas de rie-go laterales a una profundidad de 50 cm, con un espaciamiento entre ellas de 1.0 m. La cinta utilizada fue la T-Tape 15 mil (T-Systems International), con espesor de pared de 0.3810 mm y diámetro in-terior de 16 mm, con emisores a 20 cm y un caudal de 3.0 L h-1 por metro lineal. La presión de operación del sistema de riego fue de 1.0 kg cm-2.

Durante el período que abarcó cada corte, el potencial hídrico (Ψh) se determinó en cinco hojas, midiéndose entre las 12:00 y 14:00 horas cada 72 horas, para lo que se utilizó la bomba de presión pro-puesta por Scholander et al., (1964).

En cada uno de los cinco cortes realizados de octubre de 2000 a mayo de 2001, la producción de materia seca, en los cuatro trata-mientos y cuatro repeticiones, se evaluó tomando al azar una muestra

A randomized complete blocks design with four treatments and four replications was employed; the total plot was 300 m2 and the useful plot 40 m2. The treatments were: flood irrigation, applied at losing 40% of available soil water, considered as control treatment (T4), and three treatments with subsurface drip irrigation (SDI) applying 100 (T1), 80 (T2), and 60% (T3) of evapotranspiration (ET) every three days.

Daily ET was calculated using the evaporimeter pan methodology with the equation

ET= E0 Kt

where ET = Evapotranspiration (mm); E0 = Evaporation registered in the class A (mm) evaporimeter pan; Kt = Coefficient of the pan, which

considers the environment surrounding the evaporimeter pan (Doorenbos and Pruitt, 1977).

Total evapotranspiration of the crop (ETtc) in each of the treatments

of SDI was obtained multiplying ET by the percentages of the ET under study with the equation:

ETtc = ET × (1.0, 0.8, and 0.6)

In SDI treatments, the crop was established applying a 135 mm water requirement through surface irrigation. For the installation of subsurface drip irrigation, lateral drip tapes were placed at a depth of 50 cm at a distance of 1.0 m from each other. We used the 15 000 T-Tape (T-System International) with 0.3810 mm thick walls and 16 mm of inside diameter, with drippers at 20 cm, and a flow volume of 3.0 L h-1 per linear meter. The operational pressure of the irrigation system was 1.0 kg cm-2.

During the period covered by each cut, the leaf water potential (Ψh) was determined in five leaves, measuring between 12:00 and 2:00 p.m. every 72 hours, utilizing the pressure bomb recommended by Scholander et al. (1964).

In each of the five cuts made between October 2000 and May 2001, the dry matter production in the four treatments and the four replications was evaluated taking a random sample of one square meter, which was dried in an oven with forced air circulation during 24 hours at a temperature of 65 oC. During the third cut, dry matter accumulation dynamics was evaluated with a random sampling every seven days, and drying the sample with the methodology previously described.

Degree days (DD) in each cut were determined employing the sine wave methodology proposed by Allen (1976) taking as inferior and superior critical temperatures for alfalfa 5 and 30 oC (Quiroga et al., 1993).

At each cut, the data of dry forage production were processed by means of variance analysis and the means of the treatments were compared with the Tukey test (p≤0.05). A combined analysis was

made between irrigation treatments and cuts, utilizing a randomized block design with arrangement of split plots; irrigation treatments were placed in the main plot and the cuts in the small plots. Data of dry matter within a cut were adjusted to the logistic model, and a test of homogeneity of variances (Steel and Torrie,1980) was carried out in order to establish the differences in accumulation rates of dry matter among treatments.

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de un metro cuadrado, la cual se secó en una estufa con circulación de aire forzado a una temperatura de 65 oC durante 24 horas. Durante el tercer corte se evaluó la dinámica de acumulación de materia seca con un muestreo al azar cada siete días, y secando la muestra con la metodología descrita anteriormente.

Las unidades calor (UC) en cada corte se determinaron con la metodología curva-seno propuesta por Allen (1976), tomando para la alfalfa temperaturas críticas inferior y superior de 5 y 30 oC (Quiroga et al., 1993).

Los datos de producción de forraje seco en cada uno de los cortes se procesaron mediante análisis de varianza, y las medias de los trata-mientos se compararon mediante la prueba de Tukey (p≤0.05). Se

realizó un análisis combinado entre los tratamientos de riego y cortes utilizando un diseño de bloques al azar con arreglo de parcelas dividi-das; en la parcela grande se colocaron los tratamientos de riego, y en la parcela chica los cortes. Los datos de materia seca dentro de un corte se ajustaron al modelo logístico, y para establecer las diferen-cias en las tasas de acumulación de peso seco entre tratamientos se realizó una prueba de homogeneidad de varianzas (Steel y Torrie, 1980).

R

ESULTADOSY

D

ISCUSIÓN

Las evapotranspiraciones (ET) estimadas para los cortes primero a quinto fueron 231.8, 204.4, 253.6, 165.3 y 213.3 mm. Los días entre cortes presentaron una varia-ción muy amplia de acuerdo con la estavaria-ción del año, sien-do de 42 a 54 d en invierno y de 26 a 29 en primavera (Cuadro 1). Sin embargo, esta variación fue menor cuando fue calculada con base en unidades calor (UC), requiriéndose en promedio para cada corte la acumula-ción de 497.2. Este valor de UC coincide con el obtenido por Quiroga et al. (1993).

En el Cuadro 2 se muestra la producción de materia seca obtenida en cada uno de los cinco cortes, en los cuatro tratamientos de riego. Durante el primer y quinto corte se encontró que T1 y T2 fueron estadísticamente

iguales entre sí y superiores a T3 y T4; T3, a su vez, fue

estadísticamente diferente y superior a T4. En T1 y T2 se

obtuvo la producción de materia seca más alta, de 3.20 a 3.4 Mg ha-1, la cual fue 14 y 24% superior a la obtenida

en T3 y T4. Los resultados coinciden con otros estudios

(Kisselbach et al., 1929; Lucey y Tesar, 1965; Brown y Tanner, 1983; Grimes et al., 1992), en los que se encon-tró que un estrés por agua en el suelo provoca una dismi-nución en el crecimiento y producción de materia seca de la alfalfa.

En relación con la producción de materia seca obte-nida en los cortes segundo, tercero y cuarto, T1, T2 y T3

fueron estadísticamente iguales entre sí y T1 fue superior

a T4; mientras que T2 y T3 fueron estadísticamente

igua-les a T4. La producción promedio de materia seca

obte-nida esos tres cortes para los tratamientos con riego por goteo fue de 3.3 Mg ha-1, 17% más alta que en el riego

Cuadro 1. Periodo, número de días y unidades calor acumuladas (UCA) entre cortes en la alfalfa bajo cuatro tratamien-tos de riego. 2000-2001.

Table 1. Period, number of degree days (DD) and days between cuts in alfalfa under four irrigation treatments. 2000- 2001.

Corte Período Núm. de díasal corte UCA 1 16 Octubre a 6 Diciembre 2000 51 497 2 7 Diciembre 29 a Enero 2001 54 496 3 30 Enero 12 a Marzo 2001 42 514 4 13 Marzo a 10 Abril 2001 29 487 5 11 Abril a 6 Mayo 2001 26 492

R

ESULTSAND

D

ISCUSION

Evapotranspirations (ET) estimated for the first to the fifth cut were 231.8, 204.4, 165.3, and 213.3 mm. The days between cuts showed a very broad variation according to the season of the year, being of 42 to 54 d in winter and 26 to 29 in spring (Table 1) This variation was less, however, when calculated based on DD. For each cut the accumulation of 497.2 on average being required, which agrees with the one obtained by Quiroga et al. (1993).

Table 2 shows the dry matter production obtained in each of the five cuts in the four irrigation treatments. During the first and the fifth cuts, T1 and T2 were found to be statistically equal to each other and superior to T3

and T4; T3, in turn, was statistically different and superior

to T4. In T1 and T2 the highest dry matter production was

obtained, 3.20 to 3.4 Mg ha-1, which was 14 and 24%

higher than that of T3 and T4. The results coincide with

other studies (Kisselbach et al., 1929; Lucey and Tesar, 1965; Brown and Tanner, 1983; Grimes et al., 1992) in which was found that water stress in the soil provokes a diminution in growth and dry matter production of alfalfa. In relation to the dry matter production obtained in the second, third, and fourth cuts, T1, T2, and T3 were statistically equal to each other, and T1 was superior to

T4, whereas T2 and T3 were statistically equal to T4. The average dry matter production obtained in these three cuts for the drip irrigation treatments was 3.3 Mg ha-1,

17% higher than with flood irrigation, where an average production of 2.73 Mg ha-1 was achieved.

Comparing the means of dry forage production in the irrigation treatments, 100 and 80% of ET with SDI resulted similar among them and superior to the rest of the treatments, while the treatment of 60% with SDI was statistically superior to that of flood irrigation; the same behavior was observed in the first and fifth cuts. The means of forage production per cut showed that cuts three and four were similar and superior to the rest of the treatments, and cut 5, with the third best production, was statistically superior to cuts 1 and 2, where there was no difference between their production means (Table 2).

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Cuadro 2. Producción de materia seca en alfalfa durante cinco cortes bajo cuatro tratamientos de riego. 2000-2001. Table 2. Alfalfa dry matter production during five cuts under four irrigation treatments. 2000 -2001.

Materia seca (Mg ha-1) Tratamientos

1er corte 2º corte 3er corte 4º corte 5º corte Σ X T1 RGS, 100% ET 3.17 a† 2.92 a 3.74 a 3.50 a 3.43 a 16.76 3.35 a T2 RGS, 80% ET 3.20 a 2.81 ab 3.56 ab 3.28 ab 3.39 a 16.24 3.25 a T3 RGS, 60% ET 2.71 b 2.77 ab 3.54 ab 3.33 ab 2.99 b 15.34 3.07 b

T4 Inundación 2.25 c 2.26 b 2.98 b 2.96 b 2.47 c 12.92 2.58 c

X 2.83 c 2.69 c 3.44 a 3.26 a 3.07 b

Literales diferentes en cada columna, y en las medias de cortes, indican diferencias significativas (Tukey, p≤0.05).

por inundación, en el cual se obtuvo una producción pro-medio de 2.73 Mg ha-1.

Al comparar las medias de producción de forraje seco en los tratamientos de riego se encontró que 100 y 80% de la ET con RGS fueron semejantes entre sí y superio-res al superio-resto de los tratamientos; mientras que el trata-miento de 60% con RGS fue estadísticamente superior al riego por inundación; este mismo comportamiento se observó en los cortes primero y quinto. Las medias de producción de forraje por corte mostraron que los cortes tres y cuatro fueron semejantes entre sí y superiores al resto de los tratamientos, y el corte cinco, con la tercera mejor producción, fue estadísticamente superior a los cor-tes uno y dos, en los cuales no hubo diferencia entre sus medias de producción (Cuadro 2).

La producción acumulada de forraje seco más alta durante los cinco cortes se alcanzó en T1, con un valor de 16.8 Mg ha-1, siguiendo en orden decreciente, y con

va-lores muy similares T2 y T3, con 16.2 y 15.3 Mg ha-1 de

forraje seco, (Cuadro 2). En el tratamiento con riego por inundación sólo se alcanzaron 12.92 Mg ha-1. Lo

ante-rior significa que T1 superó por 3.2 a 9.2% al resto de los tratamientos de riego por goteo, y en 29.7% al tratamiento con riego por inundación.

En el tratamiento 4 la cantidad de agua aplicada por corte fue la más alta, con un volumen de 2 500 m3 ha-1

(Cuadro 3). Los kg ha-1 de materia seca producida por

cada milímetro de lámina de agua aplicada entre cortes para este mismo tratamiento fluctuaron de 9 a 12, con un valor promedio de 10.7 kg mm-1. En T

3 se obtuvieron las

mayores eficiencias del agua de riego, fluctuando de 17.6 a 30.8 kg mm-1,con un valor promedio en los cinco

cor-tes de 24.7 kg mm-1. En T

1 y T2 los valores de eficiencia

del agua entre cortes, así como el promedio de éstos fue-ron muy similares, de 20.1 y 21.8 kg mm-1 para T

1 y T2.

Los resultados coinciden con los obtenidos en investiga-ciones realizadas en alfalfa bajo diferentes ambientes, en los que se encontró que se requiere una lámina de agua entre 5.6 y 7.3 cm para producir una tonelada de materia seca, lo que corresponde a valores de eficiencia

The highest accumulated dry forage production during the five cuts was reached in T1, with a value of 16.8 Mg ha-1, T

2 and T3 following in descending order

and very similar values with 16.2 and 15.3 Mg ha-1 of

dry forage (Table 2). In the treatment with flood irrigation only 12.92 Mg ha-1 were reached. The aforesaid means

that T1 surpassed the other subsurface drip irrigation treatments by 3.2 to 9.2%, and the flood irrigation treatment by 29.7%.

In treatment 4, the greatest quantity of water per cut was applied, with a volume of 2 500 m3 ha-1 (Table 3). In

this same treatment, dry matter produced per every millimeter of water requirement, applied between cuts, fluctuated between 9 and 12 kg ha-1 with a mean value of

10.7 kg mm-1. In T

3, the greatest efficiency of irrigation

water was obtained, fluctuating between 17.6 and 30.8 kg mm-1 with a mean value of 24.7 kg mm-1 in the five cuts.

In T1 and T2 the values of water efficiency between cuts, as well as their average were very similar, 20.1 and 21.8kg mm-1 for T

1 and T2. The results agree with those obtained

in researches carried out in alfalfa in different environments, where it was found out that a water requirement between 5.6 and 7.3 cm is necessary to produce one ton of dry matter, which corresponds to efficiency values of 13.7 and 17.9 kg mm-1 (Donovan and

Meek, 1983). Likewise, the values of water efficiency obtained in the present study are similar to those found in other papers (Kisselbach et al.,1929; Stanhill, 1986; Bogler and Matches, 1990; Grimes et al., 1992), which report values between 11 and 23 kg of dry matter per each millimeter of water applied.

The data of Table 3 show that the total volume of water supplied in the five cuts in T1, T2, and T3 was 32,

40, and 49% less, respectively, in relation to the volume applied in T4. This saving of water, achieved with the

subsurface drip irrigation treatments, agree with that reported by some researchers (Lamm et al., 1995; Phene, 1999), who studied subsurface drip irrigation in the production of crops, such as alfalfa, maize, and walnut, compared with the surface irrigation system, achieving water savings of 35 to 55%.

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de 13.7 y 17.9 kg mm-1, (Donovan y Meek, 1983). Así

mismo, los valores de eficiencia del agua obtenidos en el presente estudio son semejantes a los encontrados en otros trabajos (Kisselbach et al., 1929; Stanhill, 1986; Bogler y Matches, 1990; Grimes et al., 1992), donde se repor-tan valores entre 11 y 23 kg de materia seca por cada milímetro de agua aplicada.

Los datos del Cuadro 3 muestran que el volumen to-tal de agua suministrado en los cinco cortes en T1, T2 y

T3 fue inferior 32, 40 y 49%, respectivamente, en

rela-ción con el aplicado en T4. Este ahorro de agua que se

logra en los tratamientos con riego por goteo subsuperficial coinciden con el reportado por algunos investigadores (Lamm et al., 1995; Phene, 1999), quie-nes estudiaron el riego por goteo subsuperficial en la pro-ducción de cultivos como alfalfa, maíz y nogal, logran-do ahorros de agua desde 35 hasta 55% en comparación con el sistema de riego superficial.

En la Figura 1 se muestra la dinámica de acumula-ción de materia seca entre los cortes segundo y tercero, que comprende el periodo del 30 de enero al 12 de mar-zo. Durante los primeros 13 d después del segundo cor-te, la tasa de acumulación de materia seca, en todos los tratamientos, fue muy baja y representó entre 3.5 y 4.0% con respecto a la producción final para los cuatro trata-mientos. De los 13 a 35 d después del corte (DDC) la tasa de acumulación de materia seca se incrementó sig-nificativamente; sin embargo, fue más baja en T4.

Du-rante este periodo, en los tratamientos con riego por go-teo, se acumuló en promedio 3.8 Mg ha-1,lo que

repre-senta 93.4% de la producción total, mientras que en T4

se acumuló 2.8 Mg ha-1 que representa 87.5% del total

obtenido. En este mismo tratamiento, la materia seca acu-mulada hasta esta fecha (35 DDC) fue 26% menor que la obtenida en los tratamientos con riego por goteo subsuperficial. Después de ese periodo, la acumulación de materia seca disminuyó significativamente, con valo-res de 2.6 y 9% para los tratamientos con riego subsuperficial y superficial. El comportamiento coinci-de con el observado por Saeed y EI-Nadi (1997), quie-nes reportan que bajo condicioquie-nes adecuadas de hume-dad en el suelo, la tasa de acumulación de materia seca de la alfalfa inicialmente es baja (0 a 10 d), y se incrementa significativamente en el periodo de crecimien-to intermedio (11 a 20 d), para después disminuir duran-te los últimos 10 d; sin embargo, en plantas severamenduran-te estresadas observaron una tasa de acumulación más baja y constante durante todo su periodo de crecimiento.

En este trabajo se detectaron diferencias en la tasa de acumulación de peso seco producidas por los tratamien-tos de riego estudiados, ya que T1, T2 y T3 fueron

estadís-ticamente iguales entre sí, y superiores a T4. En los

trata-mientos con riego por goteo subsuperficial se alcanza-ron valores de 0.12 Mg ha-1 día-1, mientras que en T

4

Cuadro 3. Volúmenes de agua aplicados a la alfalfa durante cinco cortes bajo cuatro tratamientos de riego. 2000-2001. Table 3. Alfalfa water volume applied during five cuts under four

irrigation treatments. 2000-2001.

Volumen de agua (m3 ha-1) Primer Segundo Tercer Cuarto Quinto Tratamiento corte corte corte corte corte Σ T1 RGS, 100% ET 1854 1635 2029 1322 1706 8546 T2 RGS, 80% ET 1694 1430 1782 1202 1365 7473 T3 RGS, 60% ET 1544 1228 1534 1081 1023 6410 T4 Inundación 2500 2500 2500 2500 2500 12500 X 1898 1698 1961 1526 1648

Figura 1. Dinámica de acumulación de materia seca de la alfalfa bajo cuatro tratamientos de riego entre el segundo y tercer corte (30 de enero a 12 de marzo de 2001). Figure 1. Dynamics of alfalfa dry matter accumulation under four

irrigation treatments between the second and third cut. (January 30th to March 12th, 2001).

In Figure 1, the dynamics of dry matter accumulation between the second and third cuts are shown, covering the period from January 30th to March 12th. During the

first 13 days after the second cut, the accumulation rate of dry matter in all the treatments was very low, representing between 3.5 and 4.0% with respect to the final production for the four treatments. From 13 to 35 d after the cut (DAC) the accumulation rate of dry matter increased significantly, however it was lower in T4. During

this period, in the drip irrigation treatments, an average of 3.8 Mg ha-1 was accumulated, which represent 93.4%

of the total production, whereas in T4 there were 2.8 Mg

ha-1, equal to 87.5% of the total obtained. In the same

treatment, the dry matter accumulated to date (35 DAC) was 26% less than that obtained in the SDI treatments. After this period the dry matter accumulation diminished significantly, with values of 2.6 and 9% for the treatments with subsurface and surface irrigation. This behavior

5 4 3 2 1 0 0 10 T1 100% ET RGS T2 80% ET RGS T3 60% ET RGS T4 Riego superficial 20

Días después del corte 4.0x β 3.15x β Y= Y= R =0.942 R =0.952 R =0.972 R =0.952 β+e-(0.12X) β+e-(0.09X) M a te ri a s e c a (M g h a ) -1 30 40 50

(7)

dicho valor fue de 0.09. Lo anterior indica que T1, T2 y

T3 superaron en 25% a la tasa de acumulación de T4. En

los tratamientos 1, 2 y 3 el valor final de peso seco fue de 4.0 Mg ha-1, mientras que en T

4 fue de 3.1.

En la Figura 2 se presenta la variación en los valores del potencial hídrico de la hoja (Ψh), para los cuatro

tra-tamientos de riego durante los cinco cortes. La condi-ción hídrica de la planta mostró una correspondencia adecuada con el tratamiento de riego aplicado: en plan-tas donde se aplicó 100% de la ET los valores del Ψh

fueron más altos que cuando se aplicó un volumen me-nor de agua, como fue el caso de los tratamientos que recibieron 80 y 60% de la ET, donde los valores del Ψh

fueron similares y ligeramente más bajos que en T1. En

T4 los valores del Ψh fueron siempre más bajos que en

los tratamientos con riego por goteo subsuperficial.Lo anterior coincide con los resultados de Stricevic y Caki, 1997, quienes reportaron que la producción del cultivo se correlaciona directamente con la disponibilidad de agua en el suelo. Similarmente, la mejor condición hídrica del cultivo está relacionada con una mejor condición de humedad del suelo. Los tratamientos con riego por go-teo subsuperficial alcanzaron la mejor condición hídrica, así como las más altas producciones de materia seca.

Durante los primeros tres cortes, los valores prome-dio del Ψh en T1, T2 y T3 fluctuaron de −0.60 a −0.70, de −0.70 a −0.76 y de −0.72 a −0.80 MPa, respectivamente, mientras que en T4 los valores fueron de −0.95 a −1.20

MPa. Las diferencias en los valores promedio del Ψh

en-tre T1 y T4 en el primero, segundo y tercer corte fueron

de −0.5, −0.5 y −0.35 MPa, respectivamente. Esta dife-rencia fue la responsable de disminuir 29, 23 y 20.3% la producción de materia seca con respecto a T1. Esta

res-puesta coincide con lo reportado por Carter y Sheaffer (1983) y Godoy et al. (1998), quienes encontraron rela-ciones muy estrechas entre los valores del Ψh de la

plan-ta con el índice de crecimiento relativo, concluyendo que para valores del Ψh menores a −1.0 MPa el crecimiento

fue relativamente bajo. En este mismo contexto, Brown y Tanner (1983) señalan que cuando el Ψh de la hoja es

menor a −1.0 MPa, se disminuye significativamente la acumulación de materia seca del tallo y de la hoja de la alfalfa.

Las diferencias en los valores del Ψh entre los

trata-mientos con riego por goteo subsuperficial fueron míni-mas, siendo éstas de −0.1 MPa entre T1 y T3, y de −0.02

a −0.08 MPa entre T2 y T3. Esta misma tendencia se

ob-servó en el rendimiento obtenido, ya que a excepción del primer y quinto cortes (en donde la disminución en la producción de materia seca en T3 con respecto a T1 fue

15%), durante el segundo, tercer y cuarto cortes no se en-contraron diferencias estadísticamente significativas en la producción de materia seca entre los tres tratamientos con riego por goteo subsuperficial (Cuadro 2).

agrees with the one observed by Saeed and El-Nadi (1997), who report that under adequate conditions of soil moisture the accumulation rate of alfalfa dry matter initially is low (0 to 10 days) and increases considerably in the period of intermediate growth (11 to 20 d), diminishing afterwards during the last 10 d; however, in severely stressed plants a lower accumulation rate, constant throughout its growth period, was observed.

In this work, differences in the accumulation rate of dry weight produced by the studied irrigation treatments were detected, since T1, T2, and T3 were statistically equal

to each other, and superior to T4. In the subsurface drip

irrigation treatments, values of 0.12 Mg ha-1 day -1 were

reached, whereas in T4 the value was 0.09. The previous

indicates that T1, T2, and T3 surpassed the accumulation

rate of T4 by 25%. In treatments 1, 2, and 3 the final

value of dry weight was 4.0 Mg ha-1, while in T 4 it was

3.1.

Figure 2. shows the variation in the values of leaf water potential (Ψh) of the four irrigation treatments

during the five cuts. The water condition of the plant is related adequately with the applied irrigation treatment: plants with an ET application of 100% had higher Ψh

values than those which received less water volume, as was the case of the treatments with 80 and 60% of ET application, where Ψh values were similar or slightly

lower than in T1. In T4 the values of Ψh were always lower

than in the treatments with subsurface drip irrigation. The aforementioned agrees with other works (Stricevic and Caki, 1997), where a direct correlation of the crop production with soil water availability was observed. Likewise, the better water condition of the crop is related with a better condition of soil moisture. The treatments of subsurface drip irrigation reached the best water condition as well as the highest dry matter production.

During the first three cuts, the mean values of Ψh in

T1, T2, and T3 fluctuated from −0.60 to −0.70, from −0.70 to −0.76, and from −0.72 to −0.80 MPa, respectively, whereas in T4 the values were between −0.95 and −1.20 MPa. The differences in mean values of Ψh between T1 and T4 at the first, second,and third cut

were −0.5, −0.5, and −0.35 MPa, respectively. This difference caused the diminution of dry matter production by 29, 23, and 20.3% with respect to T1. This response

agrees with the results of Carter and Sheaffer (1983) and Godoy et al. (1998), who found very close relations between the Ψh values of the plant and the relative growth

index, concluding that for Ψh values less than −1.0 MPa,

growth was relatively low. In the same context, Brown and Tanner (1983) point out that the Ψh of the leaf being

below −1.0MPa, the accumulation of alfalfa stem and leaf dry matter diminishes significantly.

The differences in Ψh values among treatments with

(8)

Durante los cortes cuarto y quinto los valores del Ψh

en los cuatro tratamientos fueron más altos y más favo-rables que en los tres cortes anteriores. Los tratamientos con riego por goteo subsuperficial presentaron una con-dición hídrica mejor que el tratamiento con riego super-ficial y similar entre ellos, alcanzándose valores muy estables de Ψh, los cuales fueron en promedio de −0.35

y de −0.16 MPa para el cuarto y quinto corte, mientras que en el riego superficial dichos valores fueron de −0.6 y −0.30 MPa.

Las diferencias en los valores promedio del Ψh entre

los tratamientos con riego por goteo subsuperficial y

Días despues del corte

Figura 2. Variación en el potencial hídrico de la hoja de la alfal-fa en cuatro tratamientos de riego durante cinco cortes (C1-C5). 2000-2001.

Figure 2. Variation in leaf water potential of alfalfa in four irrigation treatments during five cuts (C1-C5). 2000-2001.

−0.1 MPa between T1 and T2, and from −0.02 to −0.08

MPa between T2 and T3. The same tendency showed in

the yield obtained, since except for the first and fifth cuts (where the diminution of dry matter production in T2 with

respect to T1 was 15%), during the second, third, and

fourth cuts, there were no statistically significant differences in dry matter production among the three subsurface drip irrigation treatments (Table 2).

During the fourth and fifth cuts, the Ψh values in the

four treatments were higher and more favorable than in the three previous cuts. The SDI treatments presented better water conditions than the treatments of surface irrigation and similar among them, reaching very stable

0 -0.2 -0.4 -0.6 P o te n ci a l h íd ri c o ( M p a ) -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 0 -0.2 -0.4 -0.6 P o te n c ia l h íd ri c o ( M p a ) -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 20 40 60 20 C2 C4 40 60 T1 100% ET RGS T2 80% ET RGS T3 60% ET RGS T4 Riego superficial 0 -0.2 -0.4 -0.6 P o te n c ia l h íd ri c o ( M p a ) -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 20 40 60 -1.8 0 -0.2 -0.4 -0.6 P o te n c ia l h íd ri c o ( M p a ) -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 20 40 60 C1 C3 C5 0 -0.2 -0.4 -0.6 P o te n c ia l h íd ri co ( M p a ) -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8 20 40 60

(9)

superficial para el cuarto y quinto corte fueron de −0.25 y −0.14 MPa. Esta diferencia fue la responsable de dis-minuir 12 y 14% la producción de materia seca con res-pecto a los tratamientos con riego subsuperficial.

C

ONCLUSIONES

El volumen de agua aplicado en los tratamientos con riego por goteo subsuperficial fue 32 a 51% menor, con respecto al aplicado a través del riego por inundación. A pesar de esta disminución, las plantas en aquellos trata-mientos alcanzaron la mejor condición hídrica, lo que se reflejó en un incremento de 26% en la tasa de acumula-ción de materia seca entre los cortes y 16 a 23% de in-cremento de materia seca producida entre cortes, con res-pecto al riego por inundación. Como consecuencia de lo anterior, la materia seca producida por cada milímetro de agua aplicada en los tratamientos de RGS fue 50% mayor que en el riego por inundación.

L

ITERATURA

C

ITADA

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Ψh values, whose means were −0.35 and −0.16 MPa for

the fourth and fifth cuts, while with surface irrigation said values were −0.6 and −0.30 MPa.

The differences in the mean Ψh values between

subsurface drip irrigation and surface irrigation treatments were −0.25 and −0.14 MPa for the fourth and fifth cut. This difference caused the decrease of 12 and 14% in dry matter production with respect to the subsurface irrigation treatments.

C

ONCLUSIONS

The volume of water applied in the SDI treatments was 32 to 51% less with respect to that applied through flood irrigation. Despite this diminution in supply, in those treatments the plants reached the best hydric condition, which resulted in an increase of 26 % in the accumulation rate of dry matter between cuts, and 16 to 23% of increment of dry matter production between cuts with respect to flood irrigation. Consequently, there was 50% more dry matter, produced per each millimeter of water applied in SDI treatments than in flood irrigation.

—End of the English version—



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