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España: Paradojas del riego deficitario en el cultivo del almendro

España: Paradojas del riego deficitario en el cultivo del almendro
Tradicionalmente, en España el cultivo ha estado dominado por plantaciones en secano relegadas a zonas marginales, con árboles de escaso desarrollo y producciones medias inferiores a los 300 kilos de pepita por hectárea. Por el contrario, la producción en California se basa en plantaciones intensivas en regadío con producciones medias superiores a los 2.000 kg/ha. Esto es lo que se está comenzando a implantar en la última década en la península.
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Finca Experimental de almendro del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC), en los terrenos del IFAPA Alameda del Obispo (Códoba).

La paradoja española

El almendro [Prunus dulcis (Mill) D.A. Web] es la especie de fruto seco más importante a nivel mundial con una producción que sobrepasa las 1,3 millones de toneladas (INC 2019). En España, la situación de este cultivo resulta paradójica. Siendo el país con mayor superficie de almendro -más de 700.000 hectáreas en 2020, según el Ministerio de Agricultura (MAPA 2020)-, sólo es responsable de un 6% de la producción mundial, muy por detrás de California, la cual produce el 77% con menos superficie cultivada que España.

Sin embargo, las buenas perspectivas económicas del mercado de la almendra a nivel mundial han inducido importantes cambios en el cultivo del almendro en España durante los últimos 10 años, en los que se ha producido una intensificación del cultivo con la aparición de nuevas plantaciones en regadío, las cuales han triplicado su superficie desde 2014, hasta ocupar cerca de 140.000 ha en 2020 (MAPA 2020). Estas nuevas plantaciones se caracterizan por seguir los cánones productivos californianos, donde el riego junto a un manejo intensivo de la fertilización y los fitosanitarios hacen que los objetivos productivos estén por encima de 2.000 kg/ha. Muchas de ellas se están realizando en zonas con gran potencial agronómico, donde el cultivo del almendro no era común, como el Valle del Guadalquivir.

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Plantación tradicional de almendro en secano, el modelo productivo más extendido en España.

Necesidades hídricas

Producciones superiores a los 2.000 kilos de pepita por hectárea sólo se pueden obtener a través de altos niveles de interceptación de radiación solar, lo que requiere de una elevada cobertura de suelo por las copas de los árboles. La cobertura de suelo es la relación entre el área de la proyección horizontal de la copa de los árboles y el espacio disponible para cada uno de ellos, este último resultante del producto entre las dimensiones de la calle y la distancia entre árboles.

La mayor interceptación de radiación por los árboles implica necesariamente altos niveles de necesidades hídricas que, en nuestro clima, sólo pueden satisfacerse mediante la aplicación de riego. Los requerimientos hídricos están principalmente determinados por la demanda evaporativa de la atmósfera y por características intrínsecas del cultivo. El cálculo de las necesidades hídricas se hace habitualmente a través del cálculo de la evapotranspiración del cultivo (suma de la evaporación desde el suelo y la transpiración del árbol, ETc) a través de la siguiente fórmula: ETc=Kc·ET0

Siendo Kc el coeficiente de cultivo y ET0 la evapotranspiración de referencia.

La ET0 se obtiene a partir de la radiación solar, la temperatura, la velocidad del viento y el déficit de presión de vapor; todos ellos parámetros que se suelen medir en estaciones meteorológicas. Habitualmente, los servicios climáticos de las diferentes instituciones relacionadas con la agricultura permiten consultar los valores de ET0 para diferentes localidades. Por ejemplo, en Andalucía existe la Red de Información Agroclimática de Andalucía (RIA), la cual proporciona datos meteorológicos de más de 100 estaciones automáticas repartidas por las zonas regables de todo el territorio andaluz.

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Plantación intensiva de almendro en regadío, con sistema de riego deficitario.

Por otra parte, los coeficientes de cultivo son propios de la especie y su estado de desarrollo; en el caso del almendro el Kc varía a lo largo del año, desde valores bajos tras la brotación hasta alcanzar un valor máximo en verano y posteriormente disminuir al comienzo de la caída de hoja. Los estudios llevados a cabo recientemente por el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC) han determinado que el coeficiente de cultivo (Kc) máximo de plantaciones intensivas de almendro de alta productividad puede alcanzar valores entre entre 1.0 y 1.15, en función de las condiciones ambientales y el nivel de carga productiva de los árboles (López-López 2018). Estos datos fueron obtenidos para plantaciones totalmente desarrolladas, tal y como se muestra en las fotografías, con porcentajes de cobertura de suelo en torno al 60% e interceptaciones de radiación superiores al 70%.

Teniendo en cuenta los valores de Kc y una localización con alta demanda evapotranspirativa, como es el caso del Valle del Guadalquivir, el resultado son unas necesidades hídricas anuales (desde brotación a caída de hoja) en torno a 1.200 mm* de ETc, que equivale a 12.000 m3 por ha y año. Esta cantidad es similar a las necesidades obtenidas en las plantaciones intensivas de California donde los requerimientos pueden superar los 1.300 mm (Goldhamer and Fereres 2017). Esta cifra de 1.200 mm correspondería a la cantidad de riego necesaria para satisfacer completamente la demanda del cultivo bajo unas condiciones de cultivo sin lluvias y suelos con muy baja o nula capacidad de retención de agua. Afortunadamente, muchas de las zonas de la Península Ibérica reciben moderadas lluvias invernales y primaverales que son almacenadas en los suelos profundos y retentivos, haciendo de almacén para el cultivo. Esto permite que en un año climatológico medio en el Valle del Guadalquivir y con un suelo franco arcilloso de más de un metro de profundidad las necesidades hídricas de 1.200 mm se puedan cubrir con 750-900 mm de riego, lo que equivale a dotaciones máximas en torno 7.500 y 9.000 m3 por ha y año. Por consiguiente, si el objetivo es alcanzar la producción máxima de almendro en plantaciones intensivas, entre 2.000 y 2.500 kg/ha, hay que disponer de una dotación de al menos 7.500 m3/ha en los regadíos del Valle del Guadalquivir en un año normal.

Riego deficitario

La escasez de agua es una situación generalizada en la mayoría de las zonas productoras de almendro en todo el mundo. Esta situación afecta especialmente a España, donde la gran mayoría del territorio sufre de escasez de agua y donde los organismos de cuenca suelen estar forzados a suministrar dotaciones de riego inferiores a las necesidades hídricas de las plantaciones totalmente desarrolladas de almendro. Por tanto, los agricultores suelen tener que adoptar el uso de estrategias de riego deficitario (RD). El riego deficitario consiste en la aplicación deliberada de una cantidad inferior de agua de la que sería necesaria para cubrir las necesidades de ETc de los árboles. Esta reducción en la aplicación de riego provoca estrés hídrico que afecta a procesos tan importantes para los árboles como la asimilación de CO2 y al crecimiento, entre otros. Dependiendo de la distribución temporal del agua de riego se pueden distinguir dos estrategias: riego deficitario sostenido (RDS) el cual reparte el déficit de agua de forma uniforme a lo largo de toda la temporada de riego; y el riego deficitario controlado (RDC), el cual concentra el déficit en las fases menos sensibles al estrés hídrico.

Aunque el estrés hídrico siempre afecta negativamente a la producción, los trabajos realizados en zonas productoras distintas a Andalucía parecen mostrar que el llenado de grano es la fase fenológica donde la producción del almendro es menos sensible al estrés hídrico. Esta fase ocurre cuando el fruto ya ha alcanzado su tamaño máximo y la semilla empieza a acumular peso seco. En las zonas cálidas del Valle del Guadalquivir esto suele ir desde mediados de junio a cosecha, lo cual coincide con los momentos de mayor demanda evaporativa. Por el contrario, las fases fenológicas anteriores al llenado de grano y posteriores a la cosecha han sido señaladas como críticas para la producción del almendro.

Función de producción

La respuesta productiva al consumo de agua (riego, transpiración, evapotranspiración) se denomina función de producción. Para analizar la respuesta al riego del almendro este grupo de investigación comenzó en 2014 un experimento, que se prolongó hasta 2019, para determinar las funciones de producción de una plantación intensiva y madura de almendro en el suroeste de España (Moldero et al. 2021). Este experimento se desarrolló en una plantación experimental localizada en el IFAPA de Alameda del Obispo (Córdoba) formada por almendros ‘Guara’ sobre GF-677 que se estableció en 2009 con un marco de 6x7 m. Desde el año 2014 se establecieron cuatro tratamientos de riego: uno control, donde se aplicó la totalidad del agua necesaria para no limitar la ETc de los árboles; dos tratamientos deficitarios moderados, en torno al 65% del riego control (uno de ellos sostenido y el otro controlado); más un tratamiento deficitario severo controlado, al 35% del control.

Las funciones de producción de 6 años resultantes de nuestro experimento han mostrado una respuesta productiva curvilínea tal y como se muestra en la Figura 1. Para el tratamiento control, en el cual se cubrieron las necesidades totales de ETc, se alcanzaron producciones medias por encima de los 2.500 kg/ha, necesitando para ello cantidades anuales de riego medias en torno a los 800 mm. Estos valores deberían ser representativos de zonas de vega en el Valle medio del Guadalquivir.

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Figura 1. Producción media anual de pepita expresada en peso seco (P) frente a riego anual (R) (A) y evapotranspiración (ETc) (B). Cada punto corresponde a la media de seis años (2014-2019) de cada bloque experimental. Las barras de error si no son visibles son menores a los símbolos empleados. Las líneas sólidas muestran la expresión matemática con mejor ajuste para el periodo 2014-2019.

Sin embargo, cuando el riego no satisface las necesidades máximas, la producción se reduce. Así, la producción correspondiente a los dos tratamientos deficitarios moderados (~550 mm) bajó hasta los 2.300 kg/ha y el impacto fue mayor en el tratamiento más deficitario, con una producción de 1.430 kg/ha obtenida con un riego medio anual de 243 mm. Por otro lado, resulta destacable que las dos estrategias de riego deficitario moderado (RDS y RDC) mostraron un comportamiento productivo similar. Algo que podría generalizarse a cualquier plantación en suelos retentivos con inviernos lluviosos en clima Mediterráneo.

Una forma de cuantificar las reducciones en producción resultantes de regar por debajo de las necesidades hídricas es a través de la productividad marginal del agua de riego (PMA). Esta se entiende como la ganancia o pérdida de producción resultante de aumentar o disminuir el riego aplicado en 1 m3/ha y resulta del cálculo de la pendiente de la función de producción a través de su derivada. En nuestro experimento, la productividad marginal del agua varió linealmente con la cantidad de riego (Figura 2), oscilando entre 0.3-0.35 kg/ha, para riegos muy deficitarios (2.500-3.000 m3/ha) y 0.1-0.15 kg/ha para valores de riego por encima de los 7.000 m3/ha. Esto significa que en una situación de elevada disponibilidad de agua se puede regar para satisfacer la totalidad de la demanda, si el coste del m3 de agua de riego es inferior al valor de 0.1-0.15 kg de pepita de almendra. A medida que la disponibilidad de agua es inferior, la aplicación de riego deficitario aumenta mucho la productividad del agua de riego.

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Figura 2. Productividad marginal del agua de riego (PMA) calculada como la derivada de la función de producción de riego (Figura 1A)

Sostenibilidad del riego deficitario

Como se ha comentado anteriormente, existe un importante conocimiento sobre cómo afecta el estrés hídrico al almendro a corto plazo. Sin embargo, existen incertidumbres en relación a cuales pueden ser sus efectos acumulados a lo largo del tiempo. A priori, parece plausible que el riego deficitario condujera a una disminución progresiva de las reservas de los árboles por una menor fotosíntesis. En el largo plazo, este fenómeno podría inducir un proceso de agotamiento en los árboles que disminuyera de forma progresiva su capacidad productiva. Por el contrario, el riego deficitario también podría promover adaptaciones positivas de los árboles al estrés hídrico a través de la alteración de procesos como el reparto de asimilados entre la parte aérea y la radical, que pudieran mejorar la respuesta productiva en condiciones limitantes de agua de riego.

Para poder analizar la presencia de fenómenos de adaptación o agotamiento, en nuestro experimento comparamos las funciones de producción de ETc obtenidas durante el trienio inicial (2014-2016) y el trienio final (2017-2019), encontrando que ambas eran prácticamente iguales y que no existían diferencias significativas entre ellas. Este resultado sugiere que bajo las condiciones y duración de nuestro ensayo, todos los tratamientos de riego impuestos permiten mantener la producción de almendra en el tiempo, sin que esta caiga gradualmente. Por tanto, los árboles regados deficitariamente no presentaron signos claros de agotamiento de reservas ni una reducción en la capacidad de renovación de los ramos mixtos y ramilletes de mayo que dan lugar a las flores y frutos. Además, aunque la diferencia de producciones entre el tratamiento control y el del riego deficitario más severo fue muy importante (2.660 frente a 1.430 kg/ha anuales de pepita), el trabajo sugiere que la capacidad productiva de los árboles se mantuvo estable a lo largo de los seis años del experimento, incluso para aquellos con el riego deficitario más severo.

Esta información adquiere una mayor relevancia dentro del contexto actual de expansión del cultivo intensivo del almendro en regadío en el que, la situación de escasez de agua hace que la gran mayoría de las plantaciones dispongan de dotaciones más cercanas a los tratamientos deficitarios impuestos en este experimento que al tratamiento control. Este estudio arroja luz sobre los efectos del uso de las estrategias de riego deficitario en almendro para un periodo más amplio de lo que se había analizado hasta ahora.

* Para pasar de mm a m3/ha se debe multiplicar por 10 (1 mm = 10 m3/ha)

David Moldero1 *, Álvaro López-Bernal2, Francisco Orgaz1

1 Departamento de Agronomía, IAS-CSIC, Córdoba, España

2 Departamento de Agronomía, Universidad de Córdoba, Córdoba, España

*Autor de correspondencia: dmoldero@ias.csic.es

Este estudio ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MCIU) a través del proyecto AGL2015-66141-R y cofinanciado por el MICIU (PCI2019-103621) y fondos de la Unión Europea (PRAVA.AVA2019.051).

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