EVALUACION DE LOS FLUJOS DE AGUA Y NITRATO, EN UN...
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1 XXXIII CURSO INTERNACIONAL DE EDAGOLOGIA y BIOLOGIA VEGETAL EVALUACION DE LOS FLUJOS DE AGUA Y NITRATO, EN UN CULTIVO DE MAÍZ, EN CONDICIONES DE RIEGO, A NIVEL EXPERIMENTAL. Ing. Agr. Susana Vilariño Rodríguez sevilla, julio de 1996
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XXXIII CURSO INTERNACIONAL DE EDAGOLOGIA y BIOLOGIA VEGETAL
EVALUACION DE LOS FLUJOS DE AGUA Y NITRATO, EN UN CULTIVO DE
MAÍZ, EN CONDICIONES DE RIEGO, A NIVEL EXPERIMENTAL.
Ing. Agr. Susana Vilariño Rodríguez
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Este trabajo fue realizado por Susana Vilariño Rodríguez, del
Centro de Investigaciones Agropecuarias de la Universidad Central
de Las Villas de Cuba . El mismo fue asesorado por el Dr . José
Enrique Fernández Luque, Colaborador Científico del Departamento
de sostenibilidad Suelo-Planta-Atmósfera del Instituto de
Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS),
perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC).
Las investigaciones se desarrollaron durante el XXXIII Curso
Internacional de Edafología y Biología Vegetal, Especialidad
Edafología, impartido en el IRNAS y patrocinado por el Instituto
de Cooperación Iberoamericana (ICI), La Organización de las
Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura
(UNESCO), el CSIC y la Universidad de Sevilla.
Ing . Agrón. Susana Vilariño Rodríguez.
/l()~' Dr. José Enrique Fernández Luque
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AGRADECIMIENTOS
Deseo agradecer a todos los miembros del Instituto de Recursos
Naturales y Agrobiología de Sevilla que colaboraron en la
realización de éstas memorias, en especial a:
- Los Drs. José Enriquez Fernádez Luque y Féliz Moreno Lucas, por
sus consejos y asesoramiento.
- A los compañeros del Departamento sostenibilidad del sistema
Suelo-Planta-Atmósfera: Ignacio Girón, Domingo Grau, Juan Pedro
Calero, Dolores Ron y José Rodríguez.
- A Juan Cara, J. Sabrina Perla, Josefina Perdomo, por el apoyo.
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RESUMEN
En el presente trabajo se realizó un estudio sobre balance hídrico
a nivel de parcelas experimentales (parcela A y parcela B), en un
cultivo de maíz y hasta la fase de floración. Se estudiaron dos
niveles de fertilización en condiciones de riego por surcos. Además
se analizaron los flujos de agua y de nitrato en el suelo, así como
algunos párametros de desarrollo del cultivo.
Los componentes de la ecuación de balance hídrico obtenidos son:
evapotranpiración del cultivo (ETc), variación del contenido de
agua hasta los 100 cm de profundidad, pérdida de agua por drenaje
y se registraron los valores de precipitación y la dosis de riego
aplicada. Además se calculó el coeficiente del cultivo (Kc). La
cantidad de agua aplicada al cultivo fue de 401 mm de la que el
72.4 % correspondió a la ETc (valores medios de ambas parcelas). En
cuanto a la fertilización, su disminución no afecto el desarrollo
del cultivo, y no se encontraron deferencias significativas en los
parámetros evaluados (altura e índice de área foliar). El contenido
de nitrato tanto en suelo como en solución, fue mayor en la parcela
más fertilizada que en la de menor fertilización.
INDICE
I.
II.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
III.
3.1.
3.2.
IV.
4.1.
4.2 ..
4.3.
4.4.
4.4.1.
4.4.2.
4.4.3.
4.5.
4.5.1.
4.5.2.
INTRODUCCION. • . . . • • • • . . • • . • . • • . • • • • • • . • . • • • . . • . . . . . •• 1
REVISION BIBLIOGRAFICA .••.•••.•••.•••••.•.•..•.••..•
El agua en el cultivo del maiz .•.•••••..•.•..•..••••
Balance Hidrico. .. ............................................ ..
Consumo de agua por el cultivo ..•••••..••.••.•.....•
Lavado de nitratos .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .......... ..
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3
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Prácticas agricolas que ayudan a minimizar las pérdidas
de nitratos .••..••.. ................................................................
OBJETIVOS ••••...•••. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
Objetivos Generales. ............................................................
Objetivos Especificas. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
MATERIALES Y METODOS.
Localización del área experimental. ..................................
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Caracterización del suelo •••.•..•••••.••.•••.•.....• 13
Clima de la zona ••.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
Manejo del cultivo .• ........................................................
Laboreo y fertilización. ........................................................
Siembra. ........................................................................................
Riego ••• .................................................. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
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componentes del balance hidrico ••••...••••••.•••.••• 21
Precipitación.
Riego ••••....•
............................................................................
.......................... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
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23
4.5.3. variación del contenido de agua del suelo .•...•...•. 23
4.5.4. Drenaje •.•..•.•.••......•
4.6. Determinación de nitrato y
.....................................................
de nitrógeno total.
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32
4.6.1. Análisis de nitrato y de nitrógeno total en muestras de
suelo .. .............................. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . . . 33
4.6.1.1. Determinación de nitrato por espectrofotometria
ultravioleta. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 33
4.6.1.2. Determinación de nitrógeno total ••••••.••••••••... 35
4.6.2. Análisis de muestras de agua ••••.•••••.••..•.•••.. 35
4.6.2.1. Determinación de nitrato por colorimetria visible. 35
4 • 7 • Respuesta del cul ti vo. . . . • • • • . • • • • . . • . • • . . . . • • . . .. 36
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4.7.1. Al tura de la planta.............................................................. 36
4.7.2. Indice de área foliar............................. 36
V. RESULTADOS Y DISCUSION.
5.1. Balance hidrico............. . • . . . . . • • • . • . . . . . • . . .• 38
5.2. Respuesta del cul ti vo. . . . • • • . • • • • • • • • • • . . . . • • . • • .• 44
5.2.1. Altura de la planta •..•.•••••.•••••.•.••...•••.••. 44
5.2.2. Indice de area foliar ...........•................. 46
5.3. Determinación de nitrato en el suelo y en solución.48
5.3.1. Análisis del contenido de nitrato en la solución del
suelo.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 48
5.3.2. Análisis de las muestras de suelo •.•••.•••..•.••••. 51
VI.. CONCLUSIONES.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .... 53
VII. BIBLIOGRAFIA •..•.•.•...•...•.•••..••.......••.....• 54
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I. INTRODUCCION
El maíz (Zea mays L.), por su importancia económica, es uno de
los cultivos más estudiados, siendo además el uso del agua por
parte de la planta, uno de los aspectos ampliamente considerados.
En la región de Andalucía específicamente, este cultivo
constituye uno de los de mayor peso económico. si tenemos en
cuenta las estadísticas, encontraremos altos índices de
producción agrícola que justifican lo antes expuesto. Por
ejemplo, la media de superficie cultivada y del rendimiento en
la producción de grano de los años 1990, 1991, 1992 Y 1993,
fueron 27280 ha, y 2862 Kg/ha (secano) más 8349 Kg/ha (regadío)
respectivamente.
De ahí que se le haya prestado gran atención al estudio del maíz
en lo referente a obtener altos rendimientos a partir de un uso
racional de recursos que amenazan con escasear cada día más, como
el agua, o que pueden causar problemas de contaminación en el
manto freático, que es el caso de los nitratos. Todo esto para
en un esfuerzo conjunto de agricultores y científicos poder
alcanzar lo que actualmente se conoce como agricultura
sostenible, es decir, lograr obtener altos rendimientos sin que
ésto vaya en detrimento del medio ambiente y de los recursos
naturales.
En este trabajo se le presta especial atención al análisis de los
flujos de agua y de nitrato en el suelo con el objetivo de
optimizar el manejo del recurso agua y de los fertilizantes para
lograr un uso eficiente de estos elementos por el cultivo del
maíz, pues como se conoce, las grandes cantidades de
fertilizantes nitrogenados usados en el maíz pueden provocar
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efectos adversos en la calidad de las aguas
subterráneas. (Magdoff, 1991,1992; Roth y Fox, 1990 y Meisinger
y Sipley, 1989).
Este trabajo, por razones de tiempo, no abarcará totalmente el
ciclo biológico del cultivo, pero realizará un estudio
metodológico, no por eso menos detallado.
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II. REVISION BIBLIOGRAFICA
2.1. EL AGUA EN EL CULTIVO DEL MAIZ
Son numerosas las referencias que existen en la literatura en las
que se facilitan los consumos de agua por el maíz. No obstante
la utilidad de esta información nos resulta limitada, por la
falta de concordancia entre las condiciones experimentales
presentes en la mayoría de los trabajos publicados y las
existentes en nuestro caso.
En buena parte de los trabajos consultados se suministra un nuevo
riego cuando se alcanza un cierto déficit de agua en el suelo,
manifestado por un valor de contenido de agua o de potencial
hídrico por debajo del medido a capacidad de campo, (Rosenthal
y col., 1977; Bennet y col., 1986). Esta visión actualmente se
considera limitada. Es por ello que se buscan criterios más
precisos, basados no solo en el estado del agua en el suelo, sino
también en el comportamiento del sistema radicular, en la
influencia de la demanda atmosférica y en otros factores, que
ejercen un papel importante en la absorción de agua y nutrientes
por parte de la planta.
Además se observa en la mayoría de los artículos revisados que
las pérdidas de agua por drenaje se desprecian, ya sea por la
dificultad que supone esta medida, o porque se considera que el
drenaje constituye un porcentaje de agua reducido en comparación
con el total consumido por el cultivo. No obstante, la tendencia
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hoy día es tener muy en cuenta estas pérdidas, puesto que
constituye el vehículo para los lixiviados de fertilizantes y
pesticidas, con el consiguiente impacto en la contaminación de
las aguas subterráneas, utilizadas con frecuencia para el consumo
humano o animal, (Fegurson y col., 1990; Miller y col., 1993;
Clothier y col., 1994).
2.2. BALANCE HIDRICO
De modo general el interés agronómico de expresar una determinada
cantidad de agua como la dosis óptima a aportar a un cultivo de
maíz, es dudoso. Por una parte, aportes de agua óptimos en su
cantidad pero defectuosos en su frecuenia, pueden provocar que
las cosechas estén muy por debajo de las potenciales. Se conoce
además el efecto negativo para la producción de grano que
constituye un déficit de agua durante la floración (Robins y
Domingo, 1953; Shipley y Regier, 1976; Rosenthal y col., 1977).
Existen también evidencias de un efecto agua-fertilizante, de
forma que un aporte óptimo de agua no producirá el efecto deseado
si se descuida la fertilización, (Bauder y col., 1975; Fapohunda
y Hossain, 1990). Por último, hay evidencias de que una misma
cantidad de agua aplicada por métodos de riego diferentes, puede
provocar respuestas diversas por parte del cultivo, (Martín de
Santa Olalla y col., 1990).
Según Yanusa y col. (1993), los datos cuantitativos sobre las
características del lugar, durante la estación en que se
desarrolla un sistema de cultivo en condiciones de riego, son
fundamentales para un balance de agua en el suelo.
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La ecuación de balance hidrico es de mucha utilidad en la
programación de riego, determinándose las necesidades de agua
netas, lo cual se expresa como las pérdidas menos las ganancias,
(Doorenbos y Pruitt, 1977). En esta ecuación algunos autores
suprimen uno o más componentes dependiendo de la técnica de
riego, clima u otros factores, tal es ~l caso de los estudios
presentados por Cosculluela y Faci (1972); Hillel y Guron (1973);
Tarjuelo y De Juan (1987); Villalobos y Fereres (1990); Yunusa
y col. (1993) y Villagra y col. (1994).
Una incógnita a buscar en la resolución de la ecuación de balance
de agua, es la evapotranspiración del cul ti vo (ETc), la cual
comprende la evaporación del agua directamente de la superficie
del suelo (E) y la transpiración por la planta (T).
La ETc es una variable esencial para conocer las necesidades
hidricas del cultivo, yen consecuencia para la programación del
riego. Esta se puede obtener a nivel de parcela experimental o
bien requiere de la estimación previa de la evapotranspiración
de referencia (ETr) ("demanda climática"), y el uso de un
coeficiente de cultivo (Kc). Este coeficiente determinado
experimentalmente como la relación entre la ETc y la ETr
incorpora tanto los efectos del suelo y la planta como de las
técnicas culturales y del clima a lo largo del ciclo biológico.
El Kc se incrementa a medida que se incrementa el indice de área
foliar y el porcentaje de cobertura del suelo por parte del
cultivo, alcanzando un valor máximo (1- 1.25 para la mayoria de
los cUltivos) cuando la cobertura es de aproximadamente el
75 %, Y luego decrece con el avance del ciclo y la senescencia
foliar. También aumenta con la lluvia y el riego (Martin de Santa
Olalla y col., 1993).
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Varios autores (Doorenbos y Pruitt, 1977; villagra y col., 1994),
consideran que la mejor forma de obtener la ETC, es relacionar
los efectos de las caracteristicas de un cultivo (Kc) con la
evapotranspiración de referencia (ETr) que predice los efectos
del clima sobre la ETc. Estos autores aseguran que las
observaciones atmosféricas para la estimación de la ETc, es la
mejor selección, por los errores que pueden ser acumulados
durante la investigación, ya sea por muestreo, suelos con gran
variabilidad espacial en sus caracteristicas fisicas y
propiedades hidráulicas, asi como, por el tamaño de la parcela
experimental.
Algunos investigadores no tienen en cuenta en sus estudios el
agua drenada más allá de la profundidad de raices del cultivo o
componente de drenaje profundo, quizás debido a la dificultad que
presenta determinarlo, o bien, porque no lo consideran
significativo respecto al entorno de su estudio. No obstante,
autores como Rose y stern (1965), Hillel y col. (1972), Hillel
y Guron (1973) y Villagra y col. (1994), insisten que este
componente en balance de agua a nivel de parcela experimental es
indispensable, puesto que relaciona el régimen de riego con las
caracteristicas fisicas y las propiedades hidraúlicas del perfil
del suelo. Además, su conocimiento es importante en el
entendimiento del lavado de nutrientes, como nitratos y
electrolitos dañinos, y en el lavado o acumulación de sales en
aquellos suelos con problemas de salinidad.
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2.3. CONSUMO DE AGUA POR EL CULTIVO
Aquella agua que se aporta al cultivo y no se almacena en el
suelo, o se pierde por escorrentía o drenaje, es lo que se
considera agua consumida por el mismo. A su vez, parte de esta
agua es transpirada por la planta, o se evapora directamente
desde la superficie del suelo. Referente a esto se han llevado
a cabo múltiples investigaciones. Carlson y col. (1959),
presentan un interesante artículo en condiciones climáticas muy
diferentes a las nuestras. El resultado, evapotranspiraciones muy
bajas (inferiores a 300 mm), dista mucho de lo que se puede
alcanzar en nuestras condiciones climáticas. Rosenthal y col.
(1977), presentan una experiencia bajo condiones más parecidas
a las nuestras, y obtienen evapotranspiraciones de 600 mm.
De los trabajos realizados en países mediterráneos, no resulta
fácil deducir cuales son los consumos hídricos del maíz, debido
a las diferencias en las condiciones experimentales, variedad
utilizada, método de riego, etc. De hecho, la mayoría se han l
1 j efectuado con un sistema de riego que no es el riego por surco,
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lo cual supone una dificultad más para la extrapolación de los
resultados.
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2.4. LAVADO DE NITRATO
El uso excesivo e incorrecto de fertilizantes puede ocasionar
j graves problemas en el medio ambiente (Bergstrom, 1987;
Addiscott, 1990). En el suelo las aplicaciones de fertilizantes
provocan modificaciones en el pH, en la estructura y, por tanto,
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en su ecosistema (Finck, 1985). El agua, factor importante del
medio ambiente, también es afectada por este motivo (Duynisveld
y col., 1988; Rossi y col., 1991).
La excesiva aplicación de fertilizantes nitrogenados, más que lo
que el cultivo es capaz de utilizar, en ocasiones da como
resultado un alto contenido de nitrato en el suelo, después de
la cosecha (Gordon y col., 1993; Guillard y col., 1995).
El nitrato residual puede ser disponible para los cultivos de la
próxima estación, pero es suceptible al lavado durante los
períodos de no cultivo, caracterizados por altas precipitaciones
y poca evapotranspiración.
Las precipitaciones tienen gran influencia en la cantidad de
ni trato residual en la solución del suelo, su distribución y
acumulación. Por ejemplo, Guillard y col. (1995) encontraron que
la mayor acumulación de nitrato en el suelo se observó cuando las
precipi taciones y el estimado de contenido de agua del suelo
fueron inferiores.
El lavado de nitrato de tierras agrícolas ha recibido una
creciente atención en los últimos años como resultado de la
preocupación acerca de la calidad de las aguas subterráneas.
Según Fuente (1994), el rango de lixiviación del nitrógeno en
suelos desnudos comprende de 30 a 150 Kg/ha mientras que en
suelos cultivados es de 30 a 80 Kg/ha.
De modo general las pérdidas de nitrato por lavado están
determinadas por la percolación de agua y por la interacción
suelo-nutrientes. Cuando la cantidad de agua que recibe un suelo
supera su capacidad de campo, se producen pérdidas de agua por
percolación. Esta se ve influenciada por varios factores:
cantidad y distribución del agua de lluvia, y en su caso, de
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riego, escorrentia, evaporación y caracteristicas del suelo y del
cultivo que en él se desarrolle. El nitrato es un ión muy soluble
y por tanto, potencialmente lavable cuando existe percolación.
Este fenómeno además, se relaciona con las condiciones
atmosféricas, teniendo lugar, fundamentalmente, durante el
invierno y al principio de la primavera, cuando la evaporación
es menor, y el aporte de aguas por lluvias, mayor. En contraste,
en verano se registra una percolación casi nula. (Aparicio,
1993) .
Por otro lado, los suelos arenosos generalmente soportan mayores
pérdidas que los arcillosos, debido a que permiten una mayor
percolación, y a que tienen un menor poder de absorción de
nutrientes.
Keeney, (1982) plantea que cuando se usan mejores prácticas de
manejo, la concentración de nitrato en la solución del suelo
puede reducirse a 20 mgjL. Esto significaria que contiene 2 Kgjha
en cada cm de agua que percola por debajo de la zona de la raiz.
Referente a esto la CEE ha establecido como nivel máximo
admisible, 50 mg de nitrato por litro de agua de consumo humano,
(Alvarez, 1989), debido a los efectos negativos que puede
producir su elevado consumo para la salud humana y animal
(metahemoglobinemia y cáncer).
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2.5. PRACTICAS AGRICOLAS QUE AYUDAN A MINIMIZAR LAS PERDIDAS DE
NITRATOS
Davies y Sylvester (1995), sugieren que para que una estrategia
de control de lavado de nitrato sea eficaz, debe constar de dos
componentes. El primero, la selección de una agricultura a corto
plazo, regulada, con el objetivo de minimizar las pérdidas; por
ejemplo: realizar una siembra de cubierta en otoño, control en
la aplicaciónde estiércol, etc. La segunda, trazar una politica
para al menos estabilizar o preferiblemente, reducir, el nivel
de nitrógeno en el suelo. Esto puede alcanzarse haciendo pequeñas
reducciones, por debajo del óptimo recomendado para todos los
cultivos.
Reyes (1993) sugiere un conjunto de medidas técnicas de cultivo
para minimizar el lavado de nitratos, entre las que se pueden
destacar:
- Evitar los periodos de no cultivo, conservando siempre los
campos cubiertos de hierbas, o con cu1 ti vos intermedios en
invierno cuando sea practicable. Estos cultivos reducen el lavado
siempre que se les de suficiente tiempo para desarrollar sus
raices, antes de la disminución del crecimiento que ocurre en
invierno.
- Los cultivos de legumbres no deben ararse antes del invierno
y deben preceder a otro cultivo capaz de asimilar el nitrógeno
que produzca la mineralización de sus residuos.
- Las pendientes deben cultivarse de manera que minimicen la
superficie de corrimiento, evitando de este modo, la pérdida de
nitratos por escorrentia.
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- No arar el suelo hasta que esté próxima la fecha del cultivo.
La fertilización tanto orgánica como inorgánica, no debe
aplicarse en otoño.
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III. OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO GENERAL
Estudio de la dinámica de los flujos de agua y nitrato en el
suelo de una parcela de maíz regado por surcos, hasta el final
de la fase de floración del cultivo.
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Realización del balance hídrico de la parcela.
- Caracterización hidrodinámica del suelo determinando K (6) Y
h (6).
- Evaluación de párametros de desarrollo del cultivo.
- Evaluación del flujo de nitrato del suelo.
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IV. MATERIALES y METOnoS
4.1. LOCALIZACION DEL ARRA EXPERIMENTAL
El presente trabajo se ha realizado en la estación experimental
"La Hampa", perteneciente al Instituto de Recursos Naturales y
Agrobiología (IRNAS) del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas. La misma se localiza en el municipio de Coria del
Río, 13 Km al suroeste de la ciudad de Sevilla, a una altura
sobre el nivel del mar de 30 m.
La experiencia se ha llevado a cabo en una parcela experimental
de 1000 m2 que se dividió en dos parcelas, A y B, de 450 m2 cada
una, más un pasillo divisorio entre ambas. El manejo del cultivo
fue idéntico en las dos parcelas, pero en cada una de ellas se
estableció un tratamiento de fertilización diferente, tal y como
se explica en el apartado 4.4.1.
4.2. CARACTERIZACION DEL SUELO
La parcela experimental presenta una orografía plana con una
pendiente entre un 2 % Y un 3 %. El suelo donde se realiza la
experiencia procede de areniscas calizas y es clasificado
taxonómicamente como Xerochrept (Mudarra, 1988). Es un suelo
profundo, de color pardo a pardo-amarillento, con buenas
características para el drenaje por su contenido en arena, con
textura franco arcillo arenosa. Además, presenta un régimen de
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humedad Xérico, y de temperatura Térmico, según la Soil Taxonomy
(Soil Survey Staff, 1975). La temperatura anual del suelo es de
unos 17. 5 oC.
En la Tabla 1 se pueden apreciar algunas de las caracteristicas
fisicas y quimicas del suelo .
4.3. CLIMA DE LA ZONA
El clima se describe como templado, tipicamente mediterráneo, con
inviernos húmedos y suaves; veranos, calurosos y secos. Según la
clasificación climática de Thornwhite (1948), se trata de un
clima mesotérmico-seco-subhúmedo. La media pluviométrica es de
550 mm anuales, y las precipitaciones ocurren principalmente,
en los meses de otoño e invierno.
Las temperaturas más elevadas se registran en los meses de julio
y agosto con un valor medio de 34 oC, mientras que las más bajas
corresponden a los meses de diciembre y enero con un valor medio
minimo de 5 oC.
Estos datos han sido obtenidos en la estación meteorológica de
la finca, adscrita a la red de estaciones del Instituto Nacional
de Meteorologia (INM). Consta de los instrumentos de medida que
tradicionalmente posee una estación meteorológica del INM y que
permi ten medir los siguientes parámetros cl imatológicos :
precipitaciones, temperatura, humedad relativa del aire,
radiación global, velocidad del viento e insolación. También se
mide evaporación en tanque clase A.
Además, posee una estación con lectura y almacenamiento
automáticos de datos en un "datalogger", registrándose las medias
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Tabla 1. Algunas características físico-químicas del suelo de la
parcela experimental para las profundidades: de O a 50 cm y de
50 a 100 cm.
(O-50 cm) (50-100 cm) PARAMETRO
MEDIA COEF. VAR. MEDIA COEF. VAR.
Arena gruesa (%) 60.71 8.57 57.28 8.31 Arena fina (%) 16.84 17.62 17.81 9.76 Limo (%) 8.98 20.95 8.28 100.04 Arcilla (%) 13.10 19.96 16.36 11.88 pH 7.16 4.86 7.14 6.88 Carbonatos (ppm) 5.24 29.30 3.07 66.89 M.O. (%) 0.88 17.04 0.55 15.75 N-Kjendhal (ppm) 598.60 17.9 454.16 15.76 P-Olsen (ppm) 11.97 26.68 9.39 56.09 k-Disp. (ppm) 206.94 22.00 173.19 20.72
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de intervalos de 0.5 horas.
A partir de estos datos se calculó la evaporación potencial de
la zona (ETo), utilizada como evapotranspiración de referencia
(ETr), mediante la fórmula de Penman corregida por la FAO
(Doorenbos y Pruitt, 1977), usando el programa REF-ET elaborado
en la Universidad de Utah, USA (Allen, 1990).
4.4. MANEJO DEL CULTIVO
El manejo del cultivo es similar al que normalmente realizan los
productores de maíz de la zona del Valle del Guadalquivir
En la Tabla 2, se detallan las operaciones de cultivo hechas
durante el periodo que comprende este trabajo, las cuales se
describen en los apartados siguientes.
4.4.1. LABOREO Y FERTILIZACION
Para la preparación del suelo, antes de la siembra se le realizó
un pase de vertedera, luego de cultivador y por último, otro pase
de vertedera.
La parcela A se fertilizó con un abonado de fondo de 1000 kg/ha
de abono complejo 15-15-15, y dos abonados de cobertera cada uno
de 400 Kg/ha de urea.La parcela B se fertilizó en las mismas
épocas pero con un tercio de las dosis empleadas en la parcela
A. Se establecieron así dos tratamientos de fertilización
diferentes, uno de ellos habitual en la zona (parcela A) y otro
reducido (parcela B), (Figura 1).
1 I j
-, j
j
1
]
I -3
l I
~J
Tabla 2. Labores de cultivo llevadas a cabo durante la
FECHA
12-3-96 15-3-96
25-3-96 4-4-96
10-4-96 30-4-96 6-5-96
14-5-96
20-5-96 21-5-96
27-5-96 31-5-96
4-6-96 11-6-96
14-6-96
18-6-96 19-6-96
experiencia.
OPERACION
Pase cruzado con cultivador Pase con trillo Abonado de fondo (15-15-15) Pase de trillo y siembra Inicio de la emergencia Riego de las semillas no nacidas Regabinado (pase de cUltivador) Escarda a mano Primer abonado de cobertera Regabinado Entresaque de planta Tratamiento contra taladradores, Lindano 2 % Regabinado Riego por aspersión (441m2
)
Aplicación de Temik (Aldicarb, 10 % Gr., 30 Kg ha-') Aporcado Riego por aspersión (291m2
)
Segundo abonado de cobertera Riego por aspersión (171m2
)
Aplicación de Lindano, 2 % Gr. Riego por surcos (671m2
, par. A y B) Aplicación de Thedin (Kelthane 0.2 %) Riego por surco (501m2
, par. A y B)
DIA
-13 -10
o 10 16 36 42 50
56 57
62 66
70 77
80
84 85
17
1 ;
j . ,
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1 _J
I J
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B 7
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61 B+ B+ o C\l
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o 2 C\l
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~ p.,
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18
Fig. 1. Esquema de la parcela experimental donde se muestra la malla de muestreo para la caracterización de suelo y la ubicación de las estaciones de medidas.
1 I
] 1
J I
1 I
1 j
¡ J
19
4.4.2. SIEMBRA
La siembra se hizo el 25 de marzo con separaciones de 80 cm entre
lineas y 33 cm entre posturas de 5 semillas. Se utilizó la
variedad Prisma que corresponde a un maiz de planta robusta,
altura media baja, hojas erectas, alto rendimiento y un ciclo 800
medio (2195 OC). Presenta muy buena resistencia al encamado y a
las plaga, buen rendimiento y muy buena capacidad de adaptación.
Los granos son de tipo dentado, con cierta consistencia vitre a
y buen peso especifico. Tras la nascencia se procedió al aclareo
del cultivo, dejándose dos plantas por postura.
4.4.3. RIEGQ
Para el riego se utilizó agua proveniente de un pozo de la
estación experimental. Esta agua, según análisis realizados en
el IRNAS, es de clase C3S1 (Richards, 1954). Esto indica que
podria representar cierto riesgo de salinización del suelo si la
permeabilidad del mismo es de media a baja, caso que no es el
nuestro.
Se aplicó riego por aspersión en los primeros 80 di as del
cultivo. En cada uno de estos riegos se aplicó un promedio de 30
mm, medida ésta realizada por medio de pluviómetros colocados en
la parcela durante cada riego.
A partir de los 80 dias los riegos se realizaron por surcos,
aplicándose, un promedio de 58 mm de agua en cada parcela y
riego.
1
1 ,
1
1
20
4.5. INSTRUMEN'l.'ACION DE LA PARCELA EXPERIMENTAL.
En cada parcela se establecieron tres estaciones de medida en
puntos representativos de las características del suelo. Los
mismos fueron obtenidos a través de la estadística clásica y la
geoestadística. Aplicando la técnica de "Kriging", se analizó la
homogeneidad físico-química de la parcela teniendo en cuenta
parámetros tales como: granulometría, fósforo, pH, nitrógeno y
potasio. Con los resultados del análisis se confeccionó la Tabla
1 y diagramas de isovalores, de cada uno de los parámetros
evaluados (Herrera, 1991). En cada estación de medida se
instalaron los instrumentos necesarios para determinar el
contenido y los flujos de agua y de los nitratos en el suelo. Así
en cada estación de medida se instaló un tubo de acceso hasta
2.40 m de profundidad, para medir el contenido volumétrico de
agua en el suelo con la sonda de neutrones (Troxler modelo 3333).
El mecanismo de medida se basa en la propiedad relativamente
única de los átomos de hidrógeno de reducir la velocidad de los
neutrones rápidos emitidos por una fuente que posee la sonda
(cápsula metálica que contiene americio 241, berilio y fluoruro
de litio). La sonda también posee un detector de neutrones
lentos. Cuando la sonda se introduce en el suelo a través del
tubo de acceso, los neutrones rápidos chocan con los átomos de
hidrógeno de las moléculas de agua y cambian la dirección de su
movimiento, perdiendo parte de su energía. Los neutrones lentos
son medidos por el detector y el aparato facilita una lectura que
está relacionada con la humedad del suelo.
También se instaló en cada estación de medida una batería de
tensiómetros de mercurio, a profundidades de 30, 50, 70, 90 Y 110
"]
1 !
l
1 , I
1 j
J
21
cm, con los que se determinó el potencial mátrico del suelo y el
gradiente hidráulico. Los tensiómetros poseen una cápsula de
cerámica porosa que posibilita el paso de la solución del suelo.
En esta cápsula se introduce un tubo de plástico que permite un
continuumm de agua entre la cápsula y un recipiente con mercurio
situado a 15 C)lI sobre el nivel del suelo. Por último, se
instalaron en cada estación de medida tres extractores de
solución a 30, 60 Y 90 cm de profundidad, para el estudio de
lixiviación de nitratos. Los extractores consisten en un tubo de
PVC terminado en una cápsula de cerámica porosa el cual se
introduce en el suelo hasta la profundidad a la que se desea
tomar la muestra de solución. Mediante una bomba de succión se
aplica el vacío en el interior del tubo. Al aplicar vacío la
solución del suelo entra en el tubo del extractor si la presión
de vacío es mayor que el potencial mátrico adyacente del suelo.
Con el objetivo de medir la fluctuación del nivel freático, se
instaló en un extremo de la parcela un piezómetro, hasta la
profundidad de 12 m.
4.5. COMPONENTES DEL BALANCE HIDRICO.
El balance hídrico se usa en estudios agronómicos y en la
programación cuantitativa de riegos. La ecuación general a nivel
de parcela experimental refleja las entradas y salidas de agua
en la misma :
P + R + F = D + Es + I ±As + ETc (1)
1
]
1 l j
1 ¡ j
donde:
P: precipitación (mm)
R: riego aplicado (mm)
22
F: agua aportada por capilaridad ascendente o por elevación del
nivel de la capa freática (mm)
D: agua perdida por drenaje (mm)
Es: agua perdida por escorrentia superficial (mm)
1: agua interceptada por la masa foliar del cultivo (mm)
±As: variación del contenido de agua en el suelo hasta una
profundidad definida (variación de stock) (mm)
Etc: evapotranspiración del cultivo (mm)
En la parcela experimental, las mediciones realizadas con el
piezómetro indican que el nivel de la capa freática se mantuvo
entre 5 Y 7.5 m por lo que F se consideró cero. La escorrentia
se despreció pues la pendiente de la parcela no la favoreció y
en estudios anteriores ha quedado demostrado que este componente
alcanza menos de los 5 mm a lo largo del periodo de cultivo
(Blázquez, 1994). Por último, la componente 1 también se
despreció, pues se utilizó riego por surcos la mayor parte del
cultivo y, además, no coincidió el periodo de lluvia con la
cobertura total del suelo.
De este modo, y considerando como incógnita de la ecuación el
término ETc, la ecuación 1 puede escribirse:
ETc = P + R ± As - D (2)
¡ I 1
J
I 3
1
1 J
I .3
1 M j
]
1 3
]
1
J
23
4.5.1. PRECIPITACION
La frecuencia e intensidad de las lluvias se registraron en un
pluviómetro y un pluviógrafo, instalados en la estación
meteorológica de la estación experimental.
4.5.2. RIEGO
Referente a este parámetro se le prestó especial atención a los
factores uniformidad en la aplicación del agua y medida del
caudal de riego. De este modo para la aplicación del riego por
surcos se instaló una linea de tubos de PVC de 38 mm de diámetro,
dotados de válvulas de esfera distanciadas a 80 cm. La misma fue
instalada en la zona superior de la parcela. El control se
realizó regulando la posición de cada llave de forma que
descargaran el mismo caudal por surco.
4.5.3. VARIACION EN EL CONTENIDO DE AGUA DEL SUELO
Para la medida y seguimiento del contenido de agua en el suelo
se utilizó el método de la atenuación de neutrones descrito en
el apartado 4.3. Las medidas se hicieron desde los 20 cm de
profundidad y hasta los 230 cm a intervalos de 10 cm. Durante la
caracterización de la parcela, previo al estudio, se llevó a cabo
el calibrado de la sonda. El contenido de humedad del suelo en
los primeros 20 cm fue determinado por gravimetria.
Para el análisis de los datos obtenidos se utilizó un programa
1 24 1
~ I :l
1 1
] 1 ¡
J
1 ¡
i J
J
j
1 J
1 j
1 j
J
de manejo de datos (AIDHYS), desarrollado por Laty y Vachaud en
1987.
4.5.4. DRENAJE
Flujo de agua en un suelo no saturado.
El movimiento del agua entre dos puntos del suelo depende de la
diferencia de energía potencial entre ambos, llevándose a cabo
desde el punto de mayor potencial al de menor. La ener.gía
potencial por unidad de peso o carga hidráulica (H) se define de
la forma siguiente:
H = h - z (3)
Siendo:
z = distancia entre el elemento de volumen considerado y la
superficie del suelo. El origen del eje z está en la superficie
del suelo y es positivo hacia abajo.
h = potencial mátrico o presión efectiva del agua (succión).
La medida de h se realiza "in situ" mediante el uso de
tensiómetros. Durante las medidas experimentales se usaron
baterías de tensiómetros de mercurio •
Para que un sistema esté en equilibrio es suficiente que la
energía potencial (carga hidráulica) sea igual en todo él. De
1 'J
!
1
I
I , I !
j
J
25
esta forma una variación de energía entre dos puntos crea un
flujo desde el punto de mayor energía hasta el de menor. si
evaluamos el perfil de carga hidráulica, se puede establecer la
dirección del flujo.
El flujo de agua, producido por la diferencia de carga hidráulica
entre dos puntos, puede ser calculado mediante la aplicación de
la ley de Darcy generalizada. si admitimos que el flujo de agua
en una zona no saturada del suelo ocurre principalmente en la
dirección vertical, dicha ley puede expresarse de la forma
siguiente:
q = -K(6) AH Az
(4)
donde K(6) es la conductividad hidráulica que depende del
contenido de agua del suelo y AHjAz es el gradiente hidráulico
entre dos secciones del suelo separadas por la distancia Az; q
es el flujo de agua que pasa a través de una sección del suelo.
utilizando tensiómetros, instalados a varias profundidades, se
puede determinar el perfil de carga hidráulica, de forma que la
pendiente en un punto dado y en un determinado momento nos da la
dirección de transferencia del agua en el suelo.
Para un volúmen de suelo de espesor Az y sección unidad donde la
variación del contenido de agua es A6 para un intervalo de tiempo
At, la variación de la masa de agua en ese volumen viene dada por
la diferencia entre la masa de agua que entra por una de las
I 1
1 l
I ¡
26
secciones y la que sale por la otra en el intervalo de tiempo
considerado (ecuación de conservación de la masa). En el caso de
flujo hacia abajo se expresarfa asf:
Qw (%-qz) At = Qw AO Az (5)
siendo:
pw = densidad del aqua
q, = flujo que pasa por la sección superior
q2 = flujo que sale por la sección inferior
En el caso de existencia de rafees, en el segundo término de la
Ecuación 5 habrfa que añadir -pw r At, donde r es la tasa de
extracción radicular (mm d-') en Az.
La Ecuación 6 puede escribirse de la forma siguiente:
(%-ql) AO Az
At (6)
El producto AO Az se define como la variación del aqua almacenada
(AS) en el volumen de suelo.
De la ecuación anterior se deduce que para conocer la cantidad
de aqua que fluye por unidad de superficie de suelo, es preciso
obtener el flujo a través de dos secciones aplicando la ecuación
de Darcy a cada una de ellas, si se conoce el gradiente y la
J
1
1
1
I 1
J
]
1 j
1
27
conductividad hidráulica, o bien situando una de las secciones
a una profundidad donde el flujo es conocido.
De lo anteriormente expuesto podemos decir que, para caracterizar
la dinámica del agua en un suelo, disponemos de dos relaciones:
- La relación heS), la cual representa la energía de unión entre
el suelo y el agua, como una suma del efecto de la presión
capilar y de las fuerzas de adsorción.
- la relación K(S), que nos permite conocer cómo el agua puede
fluir después de un cambio en la humedad del suelo.
Ambas relaciones se determinaron para la parcela experimental
mediante la aplicación del método de drenaje interno, (Hillel y
col., 1972) tal y como se explica en los Apartados siguientes.
Determinación de KC81 y hC81 por el método del drenaje interno.
Este método consiste en aplicar una cantidad de agua en la
superficie del suelo y seguir la redistribución de ésta en el
perfil inmediatamente después de que ocurra su infiltración en
el suelo. En este instante se cubre la superficie mojada con un
plástico para evitar la evaporación. De esta forma podemos asumir
que en la superficie (z = O) el flujo es nulo (q = O) (Hillel y
col., 1972).
La evolución de los perfiles hidricos y de carga hidráulica se
1
I ]
1 ,
J
1
]
]
1 ~ j
28
sigue, durante el drenaje, mediante la sonda de neutrones y
tensiómetros, respectivamente.
si consideramos dos perfiles hidricos medidos a dos tiempos
diferentes t o Y t después del final de la infiltración (Figura 2)
y teniendo en cuenta la Ecuación 7 podremos calcular el flujo que
pasa a través de una sección a la profundidad z, a partir de la
variación en el contenido de agua dS, en el volúmen de suelo
comprendido entre la superficie del suelo y la sección
mencionada, mediante la expresión:
qz - qo = dSz dt
(7 )
Como qo (z = O) es nulo y dS, es negativo, entonces q, es posi ti vo
y puede obtenerse de:
dSZI qz = I dt (8)
Este valor representa el flujo en z a un tiempo medio comprendido
entre te y t.
Es posible calcular el flujo a partir del cambio instantáneo del
contenido de agua a una profundidad z y un tiempo too Este valor
se puede hallar integrando el perfil hidrico
s (z, t) = fa ze dz (9)
1 , j
(dH/dZ) t
Fig. 2.
29
H (cm) o e qo(Z=O
t=O)
---'
t /
t)?l
I /
I /
/
z
t
\ \
Sz
\
\ t I o
I
Variación de los perfiles hidricos y carga hidráulica durante la aplicación del método del drenaje interno.
s
Sz I ~~(Z,t) = dSZ/dt t
t o t t
Fig. 3. Variación del contenido de agua total en profundidad en función del tiempo.
1 I
1 j
J 1 1
30
ya continuación representando la curva S(t), como aparece en la
Figura 3. Este procedimiento se conoce como el método de cálculo
instantáneo (Watson, 1966). En el Apartado siguiente se expone
cómo se aplica este método en la práctica.
si en un instante t conocemos el valor del flujo (q) y al mismo
tiempo disponemos del gradiente medio (AHjAz) entre t o Y t Y del
contenido en agua medio (8) en z entre t o y t, es fácil obtener
el valor de la conductividad hidráulica:
K= q (10)
dH/dz
Cálculo del flujo.
La integración que aparece en la Ecuación 9 puede hacerse
fácilmente si asociamos el contenido de agua (8), medido a una
profundidad Zk, con la sección de suelo de 10 cm de espesor que
rodea a ese punto, excepto para la medida a z = 10 cm que debe
extenderse a la sección entre O y 15 cm (Vachaud y col., 1978);
también el contenido de agua medido en la última de las
profundidades está afectado por el factor 0,5:
SZj = 1,5 810 + 820 + ••• + 6k
+ ••• + 0,5 8j (11)
donde 8k (% vol) es el contenido de agua a una capa de suelo de 10
1 1
]
I I
1 1 j
1 j
31
cm a Zk' SZj está expresado en mm de agua.
Para calcular el flujo (q = dS/dt) hemos efectuado la
representación de la expresión:
s = a lnt + b con a<O (12)
que es la pendiente de la curva representada en la Figura 3. Esta
expresión nos da directamente (Vachaud y col., 1981)
dS dt
a = -
t (13)
Dispositivo experimental para la aplicación del método del
drenaje interno.
En un lugar de la parcela experimental con suelo representativo
de las caracteristicas de la misma, se instaló un infiltrómetro
de doble anillo para la aplicación del método del drenaje
interno. Los dos anillos se colocaron concéntricos con un tubo
para el acceso de la sonda de neutrones, instalado hasta 1.5 m
de profundidad. Los diámetros de los anillos eran de 0.4 m y 1.6
m, ocupando 0.125 m2 de superficie interior y 2.01 m2 de
superficie total, suficiente para asegurar la condición de
ausencia de flujo lateral en el centro de la experiencia. Fuera
1
I
, 1
1 ! j
j
I j
32
del anillo interior se instaló una bateria de ocho tensiómetros
a las profundidades de 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120 Y 140 cm, de
manera que circundaban el tubo de sonda.
La adición de agua para la infiltración se realizó mediante
regaderas, simulándose una lluvia de igual cuantia en el anillo
interior que en el exterior. Al final de la infiltración se
retiraron los anillos y se cubrió la superficie mojada con
plástico y tela de saco, con objeto de evitar la evaporación
durante el proceso de redistribución. Se realizaron continuas
medidas con la sonda de neutrones y tensiómetros desde el inicio
de la experiencia hasta 166 horas después. A partir de este
momento se retiró el plástico descubriéndose asi la superficie
para poder medir la redistribución con evaporación, continuándose
las medidas con sonda de neutrones y tensiómetros hasta 673 horas
después del inicio de la experiencia.
En la Figura 4 se muestran las curvas heS) obtenidas en las
estaciones de medida Al y A2 de la parcela experimental. En la
Figura 5 se muestra la relación K(S) obtenida con el
infiltrómetro de doble anillo. Además de los valores obtenidos
con este método para condiciones de drenaje (puntos macizos), se
han representado en la Figura 5 los valores para condiciones de
flujo nulo (puntos huecos), ajustándose ambos grupos de valores
a la misma recta. Se demuestra asi que la expresión de K(S)
obtenida es aplicable a la parcela experimental.
4.6. DETERMINACION DE NITRATO Y DE lUTROGENO TOTAL
1
1
1 ~
] 1 1
]
1
, J
]
4.6.1. ANALISIS DE N03 y DE NITROGENO TOTAL EN MUESTRAS DE
SUELOS
33
Se tomaron muestras de suelos en las dos parcelas a tres
profundidades (0-30 cm, 30-60 cm, 60-90 cm), antes del abonado
de fondo, y antes de los dos abonados de cobertera con urea.
Las muestras fueron secadas al aire, maceradas y luego tamizadas
utilizando un tamiz de 2 mm.
4.6.1.1.Determinación de NO, por espectrofotometria ultravioleta
Básicamente se siguió el método descrito en el Standard methods
(1985). La determinación está basada en la absorción que presenta
el ión nitrato a 220 nm, longitud de onda a la que también
absorbe la materia orgánica. Por esta razón se realiza una
segunda lectura a 275 nm en la cual sólo absorbe la materia
orgánica pero no el nitrato. La segunda lectura sirve para
corregir el valor de la absorbancia a 220 nm, aunque la
corrección sólo es fiable si el valor de la absorbancia a 275 nm
es menos del 10 % de la absorbancia a 220 nm.
Las muestras de suelo que presentaban un alto contenido de
materia orgánica, pasaron por cartuchos e18 Lida, previamente
activados con acetonitrilo, para eliminar su interferencia en el
análisis.
600 ~ •• 11 34
500 . ·Al •
• ·A2 •
. 400 • h (cm) v.¡;- Iv
w ..... ,. 300 •• y.
200
100
o L! ____ ~ __ _L ____ L_ __ _L ____ ~ __ ~
0.0 0.1 3
8 (cm
0.2 -3
cm )
0.3
Fig. 4. Relaciones h (e) para la capa de suelo de 70 a 90 cm de profundidad, determinados en situ en las estaciones de medida Al y A2.
102
101
. -'" .-<
1-0 100
8 8 -1 ----10 ~
10-2
-6 K 27.49 10 exp(63.58) (r =0.84)
o
• •
1 0-3 L' __ '--_....L. __ '--_....L._---'
0.0
<
0.1
e (cm
0.2 3 -3 cm )
• drenaje interno o plano flujo nulo
Fig. 5. Variación de la conductividad hidráulica (K) con el contenido de agua en el suelo (e), a 90 cm de profundidad.
, 1 1
1 !
]
J
35
4.6.1.2. Determinación del nitrógeno total
Se utilizó el método Kjeldahl, donde el nitrógeno orgánico es
convertido en N-NH/ por digestión de la muestra con ácido
sulfúrico concentrado en presencia de un catalizador a base de
selenio que acelera la oxidación de la materia orgánica. El
N-NH/ se determina por valoración del NH. que se libera en la
destilación de la solución resultante de la digestión. Para ello
se toma una alicuota de la muestra procedente de la digestión,
y se le añade NaOH al 50 % Y el NH. desplazado por el vapor de
agua se recoge en una solución de ácido bórico al 4 %, que fija
el NH. en forma de borato amónico. El borato amónico se valora
con Hel 0.02 N en presencia de unas gotas de indicador Thiro
Thashiro.
4.6.2. ANALISIS DE MUESTRAS DE AGUA
Las muestras de agua de los extractores de solución fueron
recogidas al día siguiente de ocurrir lluvias significativas que
lo hicieron posible.
4.6.2.1. Determinación de nitratos por colorimetría visible
Los nitratos se determinaron por el método colorímetro descrito
por Scheiner (1974). La determinación está basada en la reacción
que ocurre entre los iones nitrato y el salicilato sódico en
medio sulfúrico para dar ácido nitrosalicílico, que en
] , 1
1
I
1 1 l ,
I I
]
36
condiciones alcalinas presenta color amarillo. La absorbancia del
ácido nitrosalicilico se leyó a 420 nm en un espectrofotómetro
Pye Unicam SP6-350, frente a curvas patrones preparadas al
efecto.
4.7. RESPUESTA DEL CULTIVO
Con el objetivo de evaluar la respuesta del cultivo al régimen
hidrico y al abonado, estudiaremos dos parámetros de desarrollo:
la altura de la planta y el indice de área foliar (IAF).
En las parcelas A y B se hicieron cinco muestreos con tres planta
en cada medida, correspondiendo a los nudos de las mallas
geoestadisticamente determinados. Una vez realizados los surcos,
se procedió a marcar las plantas a muestrear, con el objetivo de
disminuir la variabilidad de las medidas. De este modo, se señaló
cada planta con una cinta amarilla y se tomaron 25 plantas en
cada subparcela, evaluando sólo cinco para el IAF.
4.7.1. ALTURA DE LA PLANTA
Para hacer la medida de la altura se tomó la distancia desde el
suelo hasta la hoja más alta. Esta medida se hizo cada siete dias
desde la nascencia hasta la floración.
4.7.2. INDICE DE ARRA FOLIAR
El IAF relaciona la longitud de la hoja con la anchura en su
I 1 J
]
1
I
37
punto medio según la ecuación de tipo lineal:
IAF= 0.8114*L*a-995.96
con un ajuste de r= 0.99 (B1ázquez, 1994).
Para tomar los datos de este parámetro , se hicieron medidas cada
siete días. Se utilizó un método no destructivo con la finalidad
de no eliminar plantas en cada evaluación.
NOISIDSIG A SOO'lJ;'l!1S:;;:~ -" [
1
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38
V. RESULTADOS Y DISCQSION
5.1. BALANCE HIDRICO
En la figura 6 se representan los valores acumulados de los
diferentes componentes de la ecuación del balance hidrico
(Ecuación 2) , determinados hasta la etapa de floración del
cultivo. Los datos reflejados en dicho gráfico son los
comprendidos entre dos medidas consecutivas del contenido de agua
en el suelo, realizadas con la sonda de neutrones (Apartado 4.3).
La cantidad de agua total aportada al cultivo (lluvia y riego),
fue de 401 mm para ambas parcelas. Referente al consumo (ETc),
en la parcela A fue de 334 mm, un 83.2 % del total aportado, y
en la parcela B fue de 240 mm lo que representa el 59.8 %.
En cuanto al comportamiento del agua drenada se ha podido
constatar que ha sido superior a la de otros años, en condiciones
similares de cultivo. Furcal (1995), en su estudio reporta un
drenaje de un 5.5 % de ETc en A y 7.95 % de ETc en B, lo que
difiere en gran medida de los valores obtenidos en este trabajo
(17.6 % Y 52.5 % en A y B respectivamente). Esto puede deberse
a que del total de agua aplicada en 1995 (347 mm), 40.55 mm
(11.67 %), correspondian al agua por lluvias y 306 mm (88.36 %)
al riego, lo que permitia una mejor regulación pues el agua se
aplicaba cuando el cultivo lo demandaba. Sin embargo, en nuestra
experiencia, del total de agua aportada, 193 mm se debió a las
precipitaciones (48.1 %) Y 208 mm al riego (51.8 %), siendo la
J
39
distribución del agua peor, lo que provocó un mayor drenaje.
Además debemos considerar que las principales lluvias ocurrieron
antes de los 50 dias del cultivo cuando el consumo por el mismo
era aún bajo. Estos resultados coinciden en cierto modo con los
obtenidos por Fernández y col. (1996) que también observaron en
1992 un mayor drenaje en la parcela B (42 % de ETc) que en la
parcela A (23 % de ETc) con valores de precipitaciones de 90 mm
en el periodo inicial del cultivo, inferiores a los 193 mm del
periodo actual.
De modo general, son escasas las experiencias publicadas que se
hayan realizado en condiciones similares a la nuestra en lo
referente a época de siembra, variedad, condiciones climáticas
etc. Eck (1982) estudió la respuesta del maiz a la dosis de riego
(desde 300 mm hasta 717 mm) y obtuvo una ETc de 631 mm a 1000
mm , mayor que lo que se aplicó, lo que indica un déficit de
agua. Hillel y Guron (1973), reportaron una evapotranspiración
que osciló entre los 480 mm y los 612 mm en un cultivo de maiz
regado por surcos bajo condiciones de clima mediterráneo. Furcal
(1995) reporta una evapotranspiración de 311 mm hasta la etapa
de floración y Fernández y col. (1996), obtienen una ETc de 260
mm hasta esta etapa.
En la Figura 7 se representan los principales factores
climáticos que inciden en el desarrollo del cultivo, para el
periodo de tiempo que comprende el estudio.
Para éste misma etapa se representa en la Figura 8 el
coeficiente del cultico (Kc) obtenido por medio de la relación
entre la evapotranspiración del cultivo (ETc), calculada por
medio del balance hidrico, y la evapotranspiración potencial
(ETo), obtenida por el método Penman-FAO. Para ello se utilizaron
1 I
1
J
1
40
los datos registrados en la estación meteorológica existente en
la finca experimental (Apartado 4.1.3 ) Y el programa REF-ET
(Allen 1989). Se determinó para la parcela A, y se encontró un
valor máximo de Kc de 1.66, superior al determinado por Martín
de Santa Olalla y col. en 1993.
1
1 ,
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I Parcela B .... ·.T ..........•
-20 O 20 40 60 80 100
Número de días desde la siembra
Fig. 6. Valores acumulados de los diferentes componentes de la ecuación del ba -
lance hídrico hasta la floración del cultivo, para las parcelas A y B.
41
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-25 O 25 50 75 100
Días desde la siembra
Figura 7 .. Evolución de parámetros climáticos durante el período experimental.
42
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Días desde la siembra
Fig 8. Evolución de la ET . ET Y K en la parcela A durante e o e
el período experimental.
] j , 3
44
5.2. RESPUESTA DEL CULTIVO
5 • 2 • 1. ALTURA DE LA PLANTA
La evolución de la altura del cultivo se representa en la Figura
9. En la misma se pueden distinguir dos periodos bien
diferenciados. El primero, desde la siembra hasta los 57 dias,
donde el crecimiento es lento, y el segundo a partir de esta
fecha y hasta los 90 dias, en el que el cultivo manifiesta un
crecimiento más rápido.
Esto ocurre tanto en la parcela A como en la B, presentando
valores medios similares y entre los que no existe diferencia
estadistica significativa según la prueba t-Sudent (p < 0.05).
No obstante, el valor medio máximo se determinó en la parcela A
(1.91 m) a los 90 di as del cultivo.
De modo general, los valores medios son superiores a los
reportados por Furca1 (1995), debido probablemente a las mejores
condiciones climáticas.
1
I j
I 1 .1
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260
240
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O
o 20 40 60 80 100
Número de días desde la siembra
Fig 9. Evolución de la altura del cultivo durante el
período experimentaL Las barras verticales corresponden al error estándar de la media
de una muestra de 25 plantas.
45
I
, i J
]
I ,
]
I l 1 J
]
46
5.2.2. INDICE DE AREA FOLIAR
En la Figura 10 se muestra el comportamiento del indice de área
foliar durante el periodo de cultivo en estudio. Se puede
observar que el máximo valor de IAF es para la parcela A, 3.42
y para B, 2.88 Y se alcanza a los 90 dias del cultivo. Los
valores medios de ambas parcelas no difieren significativamente
cuando se analizan por medio de la prueba t-Student (p<0.05).
En trabajos realizados por otros autores, (Bennett y col., 1986;
Bennett y col., 1989) se reporta que un déficit en la
fertilización nitrogenada puede ocasionar retraso en el
desarrollo del cultivo, reflejado en párametros como la altura
y el IAF. Fernández y col. (1996), señalan que durante el
desarrollo del cultivo se observó una ligera disminución de estos
indices en la parcela B, incluso en el periodo de crecimiento más
rápido (40 a 80 dias desde la siembra). No obstante, no hubo
diferencias estadisticas entre los valores medios de ambas
parcelas.
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, 1
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Número de días desde la siembra
Fig 10 Evolución del índice de áera foliar del cultivo durante el período experimental. LAs barras
verticales en cada punto, corresponden al error
estándar de la media de 5 plantas.
47
1 1
I I
J
1 ,
J
J
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J
48
5.3. DETERMINACION DE NITRATO EN EL SUELO Y EN SOLUCION
5.3.1. ANALISIS DEL CONTENIDO DE NITRATO EN LA SOLUCION DEL
SUELO.
En la Tabla 3 se representan las concentraciones de N-N03
extraída a diferentes profundidades, para las parcelas A y B.
Se puede observar que la parcela más fertilizada (A), siempre
presentó mayor contenido de N-N03 en solución que la menos
fertilizada (B). Esto coincide con los resultados obtenidos por
Furcal (1995) Y Moreno y col. (1996), aunque en ese año la
concentración fue siempre superior (concentración máxima de 408
mg l~ ) a los determinados en este trabajo (concentración máxima
de 333.5 mg r ' ).
Los datos obtenidos indican que en muchas ocasiones se superó la
concentración máxima admisible según la E.C. (1980) para el agua
potable (11.3 mg de N-N03 1-1 ).
Además se observó que el incremento en profundidad está asociado
a una disminución de la concentración de N-N03 , de manera que,
por ejemplo, a los 40 días desde la siembra, en la parcela A, a
30 cm de profundidad, la concentración de N-N03 era de 123.9 mg
1-1 , mientras a 110 cm era de 29.38 mg 1-1
•
Owens (1987), utilizando una dosis de fertilizante nitrogenados
de 336 Kg ha-1 , en siembra continuada de maíz, determinó una
concentración de N-N03 de 28.6 mg 1-1•
Logan y cOl.(1994), señalan que factores como, suelos pobremente
drenados y años de sequía, pueden crear condiciones de exceso de
nitrógeno residual.
J
49
Referente a esto, Owens y col. (1995), plantean que las altas
concentraciones de N-NO. pueden deberse a las altas dosis anuales
de fertilización, así como, a la aplicación que se realiza cada
año, durante la producción continuada de maíz.
1 j
]
1 J
50
Tabla 3. Concentración de nitrato en la solución del suelo.
N-NO. mg 1-1
Días Parcela desde
siembra Prof: 30 60 90 110 (cm) .
•
A 40 123.9 89.5 73.04 29.4 44 - - - 27.6 65 333.5 - - 115.1
B 40 30.5 30.5 30.1 11.1 44 - - 13.7 10.62 65 - - - -
1 !
1 1 3
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1 j
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1 1
I
51
5.3.2. ANALISIS DE LAS MUESTRAS DE SUELO
De modo general, el análisis del contenido de nitrato en suelo
nos da una medida del nitrato que potencialmente podria
lixiviarse. En la Tabla 4 se encuentran los resultados del
contenido de nitrato en muestras de suelos para la parcela A y
la B. Se puede apreciar que el contenido de N-NO, es mayor en la
parcela más fertilizada (parcela A con valores máximos de 96.2
Kg ha-1) que en la menos fertilizada (parcela B con valores
máximos de 51.8 Kg ha-1).
Se observa además que en ambas parcelas la cantidad de N-NO,
disminuye a medida que aumenta la profundidad, lo cual puede ser
un indicador de que el lavado de nitrato ha sido poco •
Otro aspecto a señalar es que con la fertilización de fondo ( 10
di~s
di as
antes de la siembra), y las posteriores coberteras (50 y 70
desde la siembra); se produce una elevación del contenido
de N-NO" sobre todo en la capa más superficial. Esto pudiera
estar asociado a que con el aumento de la temperatura a lo largo
del periodo de cultivo, se favorece el proceso de nitrificación
(Cayuela, 1996).
Por otra parte, los bajos niveles encontrados en el primer
muestreo (7 di as antes del abonado de fondo); evidencian la
lixiviación u otras posibles pérdidas ocurridas durante el
periodo de suelo desnudo.
En la Tabla 4 también se representan los valores de nitrógeno
total (% N) para tener una medida del comportamiento de ese
parámetro durante el periodo de estudio.
1 1
I
1 1
]
1 j
1 j
1 ! j
52
Tabla 4_ Contenido de nitrato y de N-total en muestras de suelo_
K-R03 (Kq ha-1) K total (%) Días
Parcela desde prof: siellbra prof: 0-30 30-60 60-90 0-30 30-60 60-90
(el) (cm)
A -17 34.4 30.1 10.6 0.056 0.043 0.039 49 51.6 31.5 22.5 0.054 0.044 0.037 78 96.2 41.1 26.1 0.038 0.034 0.036
.
B -17 18.1 20.2 14.3 0.048 0.044 0.034 49 23.4 26.3 24.1 0.049 0.046 0.033 78 51.8 24.1 22.3 0.046 0.035 0.027
S:;mOISfi'h>NO;J • lA
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1
I J
1 I
53
VI. CONCLUSIONES
Tras el desarrollo del presente trabajo se arribaron a las
siguientes conclusiones:
- La metodología y los instrumentos utilizados permitieron una
adecuada caracterización hidrodinámica de la parcela.
- A los 91 días desde la siembra el total de agua aportada al
cultivo fue de 401 mm de los cuales para ambas parcelas. El
consumo en A (ETc), fue de un 83.2 % del total aportado y en B
un 59.8 % de éste total. El drenaje fue de un 17.6 % Y 52.5 % de
ETc en A y B respectivamente.
- No fueron observadas diferencias significativas entre las
parcelas en cuanto a los parámetros de desarrollo evaluados
(altura e índice de área foliar).
- El contenido de nitratos, tanto en solución como en suelo, fue
superior en la parcela más fertilizada que en la parcela menos
fertilizada. De modo general, éste contenido disminuía con el
aumento de la profundidad.
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