PUNTOS DE VISTA

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Dr.C. Felicita González Robaina, Dr.C. Teresa López Seijas, Dr.C. Julián Herrera Puebla

Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola. Boyeros, La Habana, Cuba.

RESUMEN ]]> El término “productividad del agua” ha sido muy utilizado desde de la última década del pasado siglo, y la definición como producción x agua utilizada es un concepto útil cuando se compara la productividad del agua en diferentes partes del mismo sistema de riego o cuenca y también cuando se compara la productividad del agua en la agricultura con otros usos posibles de la misma. El valor de la productividad del agua para un mismo cultivo es muy variable y es una función del factor que limite este rendimiento, el que puede variar en función de la adaptación del cultivo al medio donde se desarrolla, de la productividad del suelo, de los niveles de aplicación de fertilizantes. En Cuba se han calculado valores de productividad del agua a partir de resultados experimentales, sin embargo hay poca información de valores reales de esta obtenidos en condiciones reales de cultivos regados. Durante los años 2013-2014 el Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola y para dar respuestas a las demandas del Programa Hidráulico del Ministerio de la agricultura y la Política Nacional del Agua, realizó un diagnóstico en las 15 provincias del país y el municipio especial de la Isla de la Juventud: Este diagnóstico se realizó basado en una metodología diseñada para ello y utilizando la información disponible y el criterio de expertos, se obtuvieron valores de la productividad del agua en condiciones de la producción agrícola bajo riego. En este trabajo se exponen los resultados obtenidos como meta alcanzar en la productividad del agua en las áreas de riego del MINAG y se discuten los factores que la afectan.

Palabras clave: producción bajo riego, eficiencia del agua.

ABSTRACT

The term “water productivity” has been intensively used since the finals decades of the last century, and defined like quantity of production by quantity of water used, is a very useful concept once it is compared the water productivity in different parts of the same irrigation system or basin; and also when it is compares the water productivity in the agricultural production with others possible nonagricultural uses. The water productivity for a crop is very variable and it is a function of the factor that can limits this yield, water productivity can also varied as a function of crop adaptability to the environment, soil fertility, and fertilizers application between others. In Cuba, there has been calculated water productivity´s values taking from data obtained in experimental plots, but there is a very little information about its performance in irrigated agricultural crops in the field. During 2013-2014 years, the Research Institute on Agricultural Engineering, in order to respond the demand formulated by the Hydraulics Program in the Ministry of Agriculture and the National Water Policy; developed a field diagnostic along the country. Following a properly designed methodology and also using data available and expert criteria, it were obtained water productivity´s data from irrigated field. The results obtained from this diagnosis are exposed in this work and are discussing some factors that affect water productivity.

Key words: irrigated fields, water efficiencies.

INTRODUCCIÓN

La productividad es la relación entre la unidad de resultado y la unidad de insumo. En este caso el término productividad del agua es usado exclusivamente para denotar la cantidad o el valor del producto sobre el volumen o valor del agua consumida o desviada, que en términos generales se expresa por la razón siguiente: ]]>

En la razón anterior, el termino producción se puede expresar en términos de peso de producto final, biomasa, dinero etc., y la cantidad de agua utilizada en valores de evapotranspiración, agua total entregada para la producción, agua recibida como riego más lluvia, etc., (Molden et al., 2003; Pereira, 2012).

La literatura sobre el tema es amplia a partir de la última década del pasado siglo, y coincidente al plantear que la productividad del agua definida como producción x agua utilizada es un concepto útil cuando se compara la productividad del agua en diferentes partes del mismo sistema de riego o cuenca (Molden et al., 2003) y también cuando se compara la productividad del agua en la agricultura con otros usos posibles de la misma (Seckler et al., 2003; Zoebl, 2006).

El valor de la productividad del agua para un mismo cultivo es muy variable, así, con una misma cantidad de agua aplicada a un cultivo cualquiera y no limitante para obtener una producción máxima, la mayor producción obtenida será una función del factor que limite este rendimiento (ley del mínimo), y que puede variar en función de la adaptación del cultivo al medio donde se desarrolla, de la productividad del suelo, de los niveles de aplicación de fertilizantes, y también con la técnica de riego que se emplee (Bouman et al., 2007; Dehghanisanij et al., 2009; Kandil et al., 2011; González, 2013¹).

Por otra parte, definida la cantidad total neta de agua necesaria para que un cultivo alcance su máxima producción en ausencia de algún factor limitante, la cantidad bruta a aplicar de agua es una función de la eficiencia de la técnica de riego con que se aplica, además de que no basta de disponer de la cantidad neta necesaria, sino que su mejor efecto se obtiene cuando se aplica en el momento oportuno y en la cantidad necesaria en ese momento.

Lo anterior se desprende que para tener estimaciones precisas de la productividad del agua se requiere del conocimiento del rendimiento de los cultivos que se riegan y de la cantidad, lo más exacta posible del agua aplicada. Salvo en condiciones experimentales (González, 2013), estos valores no se conocen en Cuba, lo que se complica además con la expresión de productividad en función de agua empleada/producción obtenida (m³ t^-1) en lugar del valor clásico empleado de kilogramo/agua aplicada (kg m^-3), que dificulta la comparación rápida con los valores reportados a nivel mundial.

Las investigaciones realizadas en Cuba sobre las necesidades de agua de los cultivos en experimentos de campo, donde el único factor variable era la disponibilidad de agua, han permitido calcular valores potenciales de la productividad del agua para el riego en el país (Tabla 1) (Gonzales et al., 2011).

Durante los años 2013-2014 el Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric) y para dar respuestas a las demandas del Programa Hidráulico del Ministerio de la Agricultura (MINAG) y la Política Nacional del Agua, realizó un diagnóstico en las 15 provincias del país y el municipio especial de la Isla de la Juventud: Este diagnóstico se realizó basado en una metodología diseñada para ello y utilizando la información disponible y el criterio de expertos, se obtuvieron valores de la productividad del agua en condiciones de la producción agrícola bajo riego. En este trabajo se exponen los resultados obtenidos como meta alcanzar en la productividad del agua en las áreas de riego del MINAG y se discuten los factores que la afectan.

DESARROLLO ]]> Indicadores potenciales de productividad del agua

La Tabla 1, según los resultados de investigaciones en parcelas realizados en Cuba (González et al., 2011) ofrece una relación de los valores potenciales de productividades del agua para los tratamientos de riego no limitantes de la producción y expresadas en producto/agua de riego empleados y agua de riego/producto. En todos los casos, excepto el arroz, estos resultados fueron obtenidos utilizando riego por aspersión. Estos indicadores deben ser tenidos en cuenta como la referencia del máximo alcanzable para las condiciones de Cuba.

Resultados del diagnóstico nacional sobre la productividad del agua

Al promediar los valores de agua demandada para la producción de una tonelada de producción por técnicas de riego para todas las provincias; el mayor valor se obtuvo, como era de esperar, con la técnica de riego superficial y el menor con el riego por goteo con valores promedios de 2183 y 629 m³ t^-1 respectivamente (Figura 1). De igual modo, la menor desviación del valor medio correspondió al riego por goteo y la mayor al riego superficial. Esto es un índice de la percepción de la eficiencia de cada técnica que se tiene en las provincias, de este modo, en los 11 cultivos reportados en que se usa riego por goteo, correspondientes a 13 provincias (Holguín y la Isla de la Juventud no reportan riego por goteo), solo en aquellos lugares donde lo utilizan en el ajo (Sancti Spiritus y Santiago de Cuba), Tabaco ( en Pinar del Río) o Plátano fruta (Sancti Spiritus) los valores de agua/producción superan los 1000 m³ t^-1, el resto de las provincias y cultivos están por debajo de los 600 m³ t^-1.

Los altos valores de demanda y también de la desviación del valor promedio que presenta el riego superficial son normales dado que en este análisis está incluido el arroz; a lo que se puede añadir, que estos sistemas son los más afectados por el desconocimiento de la eficiencia con que trabajan, y al no existir una medición de la cantidad de agua que realmente se aplica y no poderse realizar estimaciones con alguna precisión como ocurre con las otras técnicas, los valores reportados de agua demandada para la producción de una tonelada de producción quedan a la percepción individual del que reporta.

En la Figura 2 se hace un análisis por cultivo para la técnica de riego superficial, por ser esta la de mayor variabilidad en el valor de agua utilizada/ton producida. El cultivo de arroz es el de mayor demanda, pero no es el que alcanza la mayor variabilidad, lo que indica una estimación más uniforme de la productividad entre todas las provincias.

Por otra parte, el maíz alcanza una demanda de agua/tonelada de producción casi similar al arroz, con una gran variabilidad entre provincias (+/- 2000 m³t^-1) para un cultivo con una norma de riego neta 70% menor que la del arroz, debido a los bajos rendimientos que se obtienen de este cultivo.

En la Figura 3 se comparan las variaciones de productividad para el frijol y maíz en las diferentes técnicas de riego que se emplean en estos cultivos, los cuales fueron escogidos por estar representados en todas las provincias y en todas las técnicas salvo las de riego localizado (micro aspersión y goteo).

Al observar esta figura se nota lo ya señalado anteriormente de la variación de la productividad del agua en función de la técnica de riego empleada debido a la variación en la norma bruta del cultivo que introduce la diferencia en eficiencia de cada técnica. ]]> De acuerdo a lo anterior, mientras que para la producción de una tonelada de frijol y maíz utilizando el riego superficial se demandan 4000 y 5000 m³ de agua respectivamente, al regar con pivote central solo se requieren 2200 m³ para el frijol y 2800 m³ para el maíz. En la figura también puede observarse que la demanda (superficial> aspersión> pivotes) sigue una tendencia inversa a la eficiencia (superficial< aspersión< pivotes) del riego.

La Tabla 2, muestra la variación entre provincias, también para el frijol y maíz, según la percepción de cada una del valor de productividad a alcanzar para el 2016, para las diferentes técnicas de riego. Salvo en la gravedad, donde ya se ha reiterado la dificultad en el control del agua aplicada y por tanto el definir una eficiencia común, en el resto de las técnicas no se justifica esa variación, toda vez que las eficiencias del riego mediante pivote, aspersión portátil o semi estacionaria no sufren cambios entre una y otra provincia y el coeficiente de variación de la norma neta entre provincias para estos cultivos (Duarte et al., 2014)² es de 5.4 y 2.4% para el frijol y maíz respectivamente.

Dada la determinante influencia de la técnica de riego empleada en la distribución del agua en la productividad, se han agrupado los cultivos por técnicas y provincias y se presentan en las Tablas 3, 4, 5, 6, 7. En estas tablas varían la aparición de un cultivo, técnica o provincia debido a que la técnica no se emplea en la provincia o el cultivo no se riega en esa provincia por esa técnica.

Para el cultivo del arroz, que se riega todo por técnica superficial, propone utilizar los valores de eficiencia reportados por cada provincia ya que ellos recogen el estado promedio de los sistemas en cada lugar, así como las condiciones, diferentes al agua en las que se realiza la producción. Para el resto de la técnico de gravedad se han homogenizado los valores de productividad atendiendo a los valores de eficiencia del riego propuestos para la misma, que son muy similares a los propuestos en la actual Resolución 21/99 (INRH, 1999)³.

Para el resto de los cultivos, teniendo en cuenta que la variación de las normas de riego entre provincias no es superior al 4,8% y que las eficiencias de estas técnicas están claramente definidas en el país y a nivel mundial y que en las mismas las perdidas por conducción se deben fundamentalmente a problemas de operación del sistema, casi siempre evitables, se propone inicialmente el valor promedio obtenido de todas las provincias.

CONCLUSIONES

• La falta de estadística diferenciada para la producción en las áreas bajo riego y el escaso control del agua realmente aplicada no permite tener indicadores exactos de la productividad del agua. Sin embargo, el trabajo realizado a través de las 14 provincias del país arroja, además de la comprensión de la necesidad de incluir este elemento como medio de control de cómo se utiliza el agua, valores índices para cada provincia.

• Si bien estos indicadores no son exactos, si constituyen una primera aproximación consensada de valores a introducir como indicadores de eficiencia del uso del agua utilizada por los cultivos. ]]> • Los mismos no constituyen un trabajo terminado, por lo cual, y mediante un esfuerzo conjunto de los usuarios del agua para el riego agrícola se deberán ir perfeccionando.

Notas al pie

¹ Gonzales, R. F.: Funciones agua-rendimiento para cultivos de importancia agrícola en Cuba. 146pp., Tesis (en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Técnicas Agropecuarias), Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola, La Habana, Cuba, 2013.

² DUARTE, C., HERRERA, J., LÓPEZ, T.; ZAMORA, E.; GONZÁLEZ, F.: Propuesta de reorganización de la información sobre las normas netas de los cultivos agrícolas (MINAG), 7pp.,. Actualización de la resolución 21-99 del INRH. IAgric, septiembre, La Habana, 2014.

³ INRH. Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos. RESOLUCION No.21/99. Normas Totales Netas y Coeficiente de Eficiencia para la Determinación de las Normas Brutas de los Principales Cultivos Agrícolas. Abril de 1999.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ]]>

1. BOUMAN, B.A.M.; LAMPAYAN, R.M.; TUONG, T.P.: Water management in irrigated rice: coping with water scarcity. Los Baños (Philippines): International Rice Research Institute, ISBN 978-971-22-0219-3, 54 pp., 2007.

2. DEHGHANISANIJ, H.; NAKHJAVANI, M.; TAHIRI, A. Z.; ANYOJI, H.: “Assessment of wheat and maize water productivities and production function for cropping system decisions in arid and semiarid regions”, Irrigation and Drainage, ISNN 1531-0353, (58): 105-115, 2009.

3. GONZÁLEZ, F.; HERRERA, J.; LÓPEZ, T.; CID, G.: “Productividad agronómica del agua”. Revista Ingeniería Agrícola, ISSN: 2306-1545, E-ISSN: 2227-8761, 1 (1): 40-44, 2011.

4. KANDIL, A.A.; ATTIA, A.N.; BADAWI, M.A.; SHARIEF, A.E.; ABIDO, W.A.H.: “Effect of Water Stress and Fertilization with Inorganic Nitrogen and Organic Chicken Manure on Yield and Yield Components of Potato”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, ISSN 1991-8178, 5 (9): 997-1005, 2011.

5. MOLDEN, D.; MURRAY-RUST, H.; SAKTHIVADIVEL, R.; MAKIN; I.: "A water productivity framework for understanding and action", pp. 1–18, En: J.W. Kijne, R. Barker, and D. Molden (eds.) Water Productivity in Agriculture: Limits and Opportunities for Improvement. IWMI and CABI Publishing, ISBN 0-85199-669-8, Wallingford, UK, 2003.

6. PEREIRA, L.S.; CORDERY, I.; IACOVIDES, I.: “Improved indicators of water use performance and productivity for sustainable water conservation and saving”, Agricultural Water Management, ISSN 0378-3774, (108): 39– 51, 2012. ]]> 7. SECKLER, D.; MOLDEN, D.; SAKTHIVADIVEL, R.: "The concept of efficiency in water resources management and policy", pp. 37–51, En: Kijne, J.W.; Barker, R.; Molden, D. (Eds.), Water Productivity in Agriculture: Limits and Opportunities for Improvement. IWMI and CABI Publishing, ISBN 0-85199-669-8, Wallingford, UK, 2003.

8. ZOEBL, D.: “Is water productivity a useful concept in Agricultural water management?”, Agricultural Water Management, ISSN 0378-3774, (84): 265-273, 2006.

Recibido: 29 de septiembre de 2014. ]]> Aprobado: 23 de julio de 2015.

Felicita González Robaina. Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric), Boyeros, La Habana, Cuba. Correo electrónico: dptoambiente4@iagric.cu

Teresa López Seijas. Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric), Boyeros, La Habana, Cuba. Correo electrónico: directoradjunta@iagric.cu

Julián Herrera Puebla. Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric), Boyeros, La Habana, Cuba. Correo electrónico: direccioninvest1@iagric.cu ]]> 1 2007 54 2 2009 58 58 105-115 3 2011 1 1 1 40-44 4 2011 5 9 9 997-1005 5 2003 1-18 6 2012 108 108 39- 51 7 2003 37-51 8 2006 84 84 265-273