La respuesta agroproductiva de la caña al agua difiere de acuerdo con el manejo, la región edafoclimática y la variedad, entre otros factores (Yang, 1997Yang, S. J. (1997). The water use efficiency of sugar cane crop-e review (pp. 15-19) [Irrigation Workshop]. ISSCT, Townsville, Australia.). De ahí la importancia del estudio de estos elementos, con el objetivo de establecer estrategias de regionalización de variedades en correspondencia con las tecnologías de riego empleadas.
Nye (1992) y Stewart et al. (1977), citados por Tarjuelo (2005)Tarjuelo, J. M. (2005). El riego por aspersión y su tecnología. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, España., usaron los resultados de múltiples trabajos experimentales para establecer un modelo empírico simple o función de producción generalizada. (Doorenbos & Kassam, 1986Doorenbos, J., & Kassam, A. H. (1986). Efectos del agua sobre el rendimiento de los cultivos (Segunda Edición. Estudio FAO Riego y Drenaje No 33, Vol. 33, Número 631.587 338.16). Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), Roma, Italia.) establecieron una función de tipo lineal entre el consumo de la caña de azúcar y los rendimientos, complementaron la misma con el uso del modelo de Stewart, cuando recomendaron coeficientes de respuesta al agua constantes para cada cultivo, con variables por fases de desarrollo.
Uno de los principios básicos para mejorar la productividad del agua, se identifica con la necesidad de aumentar los rendimientos agrícolas por unidad de agua consumida.
La productividad, es la relación entre las unidades de resultado e insumo. Este término depende de la cantidad de producto y el valor del agua consumida o desviada (Kijne, 2003Kijne, J. W. (2003). Descubrir el potencial del agua para la agricultura. Food & Agriculture Org.).
El problema a considerar radica, en la necesidad de determinar la respuesta al agua de variedades de caña de azúcar, con la premisa fundamental que cuando se tiene un área con variedades de alta sensibilidad de respuesta al agua y se pretende obtener la máxima producción por unidad de volumen aplicado, las mismas tendrán prioridad en el suministro de agua.
Los objetivos del trabajo fueron exponer los coeficientes de respuesta al agua en variedades de caña de azúcar y realizar una validación de los mismos por intermedio de la presentación de un estudio de caso en la UEB Jesús Rabí.
Para cuantificar el efecto de la limitación del agua, fue necesario deducir la relación entre la disminución del rendimiento relativo (1-Ya/Ym) y el déficit de evapotranspiración relativa (1-Eta/ETm) dado por el efecto sobre el rendimiento (Ky), para esto se utilizó la siguiente expresión propuesta por Doorenbos & Kassam (1986)Doorenbos, J., & Kassam, A. H. (1986). Efectos del agua sobre el rendimiento de los cultivos (Segunda Edición. Estudio FAO Riego y Drenaje No 33, Vol. 33, Número 631.587 338.16). Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), Roma, Italia.:
dónde:
Rendimiento real cosechado;
Rendimiento máximo cosechado;
Factor de efecto sobre el rendimiento;
Evapotranspiración real;
Evapotranspiración máxima.
La clasificación adoptada se realizó en correspondencia con los criterios de los propios autores, quienes categorizaron a la caña de azúcar de manera general con un coeficiente de respuesta al agua superior a 1.
Las investigaciones para determinar los coeficientes de respuesta al agua por variedades de caña de azúcar, fueron realizadas en dos momentos distintos y bajo diferentes tipos de suelo, clima y métodos de riego. En la Tabla 1 se brinda la caracterización general de los estudios realizados dentro de un primer proyecto, desarrollado en el período 2001-2004, en el cual se usó el método de riego localizado con el empleo de la técnica de riego por goteo subterráneo.
Las condiciones de riego oscilaron entre el 85-90 % del límite superior de humedad en el suelo, se investigaron seis variedades y obtuvieron 14 cosechas (INICA, 2004INICA. (2004). Fundamentos tecnológicos y económicos para la extensión del riego por goteo subterráneo en caña de azúcar (32pp.) [Informe Final de Proyecto de Innovación Tecnológica]. Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), La Habana, Cuba.).
Con posterioridad, en el período 2003-2006 se realizó un segundo proyecto INICA (2006)INICA. (2006). Planificación de la Operación de los sistemas de Riego y Drenaje y los Recursos Hídricos en Caña de Azúcar (36pp.) [Informe Final de Proyecto Científico-Técnico del MINAZ]. Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), La Habana, Cuba., que abarcó la evaluación de variedades con el empleo de diferentes métodos (aspersión, superficial y localizado), niveles de humedad en el suelo entre 80-85 % del límite de humedad, se estudiaron 14 variedades y se obtuvieron 290 cosechas. La caracterización de esos estudios se muestra en la Tabla 2.
Las clasificaciones de suelos empleadas fueron las divulgadas por FAO/Unesco según Planas (1983)Planas, G. (1983). Correlación tentativa de los suelos incluidos en los principales sistemas taxonómicos de todo el mundo con los que se han caracterizado en Cuba por las clasificaciones morfológicas, genéticas y de aptitud para el riego (70pp.) [Informe institucional]. Instituto de Hidroeconomía, La Habana, Cuba. y para el Nuevo Agrupamiento Agrícola de los Suelos Cañeros (Ascanio & Sulroca, 1986Ascanio, O., & Sulroca, F. (1986). Nuevo agrupamiento agrícola de los suelos cañeros de Cuba (27pp). MINAZ, Instituto Nacional de Investigaciones de la Caña de Azúcar, La Habana, Cuba.).
Un estudio de caso fue realizado en la Unidad Empresarial Básica Jesús Rabí el cual tuvo una primera parte, que incluyeron los controles de las normas netas aplicadas con pivotes centrales y los rendimientos agrícolas obtenidos de las variedades C87-51, C86-12 y C85-102 durante los años de 2009-2018, de la información se estudió la relación entre ambas variables. Una segunda parte se identificó con el desarrollo de áreas de referencias con igual técnica de riego y las variedades C85-102 y C87-51. El momento de riego fue determinado por el método bioclimático, por intermedio del balance de los elementos de ingresos (lluvias y riegos) y egreso (evapotranspiración del cultivo).
Las productividades del agua aplicada (Pa) y consumida (Pc) fueron calculadas por las expresiones informadas por Díaz-Pérez & Villalobos-Pérez (2018)Díaz-Pérez, Y., & Villalobos-Pérez, M. A. (2018). Validación del modelo AquaCrop en maíz (Zea mays L.) y sorgo (Sorgum vulgare L. Monech). Revista Ingeniería Agrícola, 8(2), 3-10.; González-Robaina et al. (2011)González-Robaina, F., Herrera-Puebla, J., & López-Seijas, T. (2011). Productividad agronómica del agua. Revista Ingeniería Agrícola, 1(1), 40-43.:
Rendimiento real
Norma total neta de riego
Rendimiento real
Evapotranspiración de la caña
En la Tabla 3 se muestran los resultados derivados de estudio realizado para las variedades evaluadas, referentes a rendimientos máximos, coeficientes de respuesta (Ky) y sensibilidad al agua.
El empleo del método de riego localizado, permitió identificar cinco variedades con alto coeficiente de respuesta (superior a 1.30), por tanto clasificadas como de alta sensibilidad al agua, cuatro de ellas son variedades principales estabilizadas en la actualidad (C87-51, C86-12, C85-102 y C120-78) y la C266-70 de uso limitado. Por último, se incluye la variedad principal en crecimiento C1051-73, que fue catalogada como de sensibilidad de media-alta (INICA, 2019INICA. (2019). Variedades de caña de azúcar cultivadas en Cuba. Cronología, legislación, metodologías y conceptos relacionados (216pp.) [Cronología, legislación, metodologías y conceptos relacionados]. Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), La Habana, Cuba.; Jorge et al., 2010Jorge, H., Jorge, I., & García, H. (2010). Variedades de caña de azúcar cultivadas en Cuba. Contribución al conocimiento de las variedades de caña de azúcar". INICA-MINAZ, 23-34, La Habana, Cuba.).
Respuesta: Alta >1.30; Media-Alta 1.20-1.29; Media-Baja 1.00-1.19; Baja < 1.00
En un segundo grupo (Tabla 4), se usaron varios métodos de riego y se incluyeron un conjunto de variedades, entre las que se encuentran la CP52-43 (principal en crecimiento) y la limitada Ja64-19 con sensibilidades de media-alta. Por último, las limitadas B7274 y My5514 con respuestas al agua alta y media-baja respectivamente. Los cultivares restantes, carecen de interés comercial, no obstante, aunque algunas de ellas llegaron a ser o no variedades principales y estar en declinación, una parte de las mismas pueden servir de referencia, pues han sido progenitores de variedades principales en la actualidad (INICA, 2019INICA. (2019). Variedades de caña de azúcar cultivadas en Cuba. Cronología, legislación, metodologías y conceptos relacionados (216pp.) [Cronología, legislación, metodologías y conceptos relacionados]. Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA), La Habana, Cuba.)
Las Figuras a, b y c reflejan la relación entre la norma neta total aplicada y el rendimiento agrícola obtenido para las variedades C87-51, C86-12 y C85-102 durante los años 2009-2018 en la Unidad Empresarial Básica Jesús Rabí en condiciones comerciales. Se obtuvieron valores entre 0.28 y 0.30 ton/mm (28 y 30 Kg/m3), fue la más destacada en efectividad la C86-12.
Las relaciones responden al modelo potencial, resultando las correlaciones altamente significativas. (P<0.01) para las tres variedades estudiadas.
La Tabla 5, expone el balance de ingresos-egresos de dos áreas de referencia regadas, cuyas variedades fueron C85-102 y C87-51, los ingresos (lluvia aprovechable y norma neta de riego), representaron entre 23-31 % y 69-72 % respectivamente de la evapotranspiración, así como cubrieron en total entre un 95-100 % del consumo de agua. (0-5 % de déficit hídrico), por lo que las necesidades hídricas de la caña de azúcar fueron satisfechas.
ET: Evapotranspiración, n: Norma neta total, LLa: Lluvia aprovechable, RQ: Retoño quedado, R: Retoño.
La relación entre la disminución del rendimiento relativo y el déficit de evapotranspiración relativa en las propias áreas de referencia, indicaron déficits de evapotranspiración hasta aproximadamente un 5 %, lo cual corrobora lo planteado en el balance de ingresos-egresos y permite ver la confiabilidad de los coeficientes de respuestas. (Tabla 6).
Rr: Rendimiento real, Rp: Rendimiento potencial, Etr: Evapotranspiración real, Etp: Evapotranspiración potencial.
La productividad del agua aplicada para las dos variedades en áreas de referencia estuvo entre 27 y 30 kg/m3, rango similar a los obtenidos en similares condiciones del propio lugar. La productividad del agua consumida para las áreas de investigaciones varió entre 6.8 y 8.5 kg/m3 (Tabla 7), coincidente esto último a lo planteado por Doorenbos & Kassam (1986)Doorenbos, J., & Kassam, A. H. (1986). Efectos del agua sobre el rendimiento de los cultivos (Segunda Edición. Estudio FAO Riego y Drenaje No 33, Vol. 33, Número 631.587 338.16). Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), Roma, Italia. y Herrera-Puebla et al., 2011Herrera-Puebla, J., López-Seijas, T., & González-Robaina, F. (2011). El uso del agua en la agricultura en Cuba. Revista Ingeniería Agrícola, 1(2), 1-7.).
En el caso de ser definidas las necesidades netas de agua requeridas para que se alcance una máxima producción en ausencia de algún factor limitante, la cantidad bruta a aplicar es función de la eficiencia de la técnica de riego (González-Robaina et al., 2015González-Robaina, F., López-Seijas, T., & Herrera-Puebla, J. (2015). Indicadores de productividad del agua por cultivos y técnicas de riego en Cuba. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 24(4), 57-63.).
Pa: Productividad del agua aplicada Pc: Productividad del agua consumida
Los coeficientes de respuesta al agua de las variedades de caña de azúcar pueden ser una herramienta que permita pronosticar la afectación de rendimiento a partir de una determinada reducción en el consumo de agua.
El estudio de caso realizado muestra una estrecha relación entre las normas netas aplicadas y los rendimientos agrícolas de las variedades C87-51, C86-12 y C85-102 en condiciones comerciales, en la Unidad Empresarial Básica Jesús Rabí,
Los balances de ingreso-egreso en áreas de referencia en la Unidad Empresarial Básica Jesús Rabí, dan un déficit de consumo inferior a un 5 % para las variedades C85-102 y C87-51 de alta sensibilidada al agua en cepas de retoño quedado y retoño respectivamente, coincidente a lo obtenido por intermedio de la prueba de los coeficientes de respuesta al agua en ambas variedades.
Los resultados de la productividad del agua brindan elementos preliminares que dan posibilidades de tener índices para la planificación y ejecución de la operación de los sistemas de riego cañeros.