Introducción

La disponibilidad de agua para riego es ahora un factor que limita no solamente la fruticultura, sino también las actividades agropecuarias y hortícolas en el mundo; cuyo problema es más agudo en zonas áridas y semiáridas (Postel, 1998). A nivel mundial, el 85% del agua dulce es utilizada para el riego de los distintos cultivos, mientras que el agua restante es utilizada en el consumo urbano e industrial (van Schilfgaarde, 1994). Se considera que para el año 2025 la población mundial habrá crecido en 6.5 veces (Postel, 1998) y el 66 % de las reservas de agua dulce se habrán reducido. Por lo tanto, el ahorro y conservación del agua de riego, en los actuales esquemas de producción, es esencial o vital. El manzano es un frutal de clima templado cultivado en una amplia gama de climas y suelos. Este frutal es comercialmente cultivado en regiones semi-árida y áridas del norte de México, donde el riego es imperativo para obtener altos rendimientos y calidad de fruta. Como ocurre en otras partes del mundo, el recurso hídrico es limitado y costoso. Por ende, explorar nuevas técnicas de riego compatibles con el ahorro y conservación del recurso hídrico, ha sido necesario. Una alternativa con esas características es el riego parcial de la raíz (RPR) (partial rootzone drying, PRD). El RPR requiere que, aproximadamente la mitad del sistema radical sea sometido a un secado paulatino del suelo, mientras que la otra parte de la raíz es irrigada (Dry y Loveys, 1998). Así, este patrón de riego es alternado en cada turno de riego o hasta cierto nivel de abatimiento del agua del suelo (Zegbe et al., 2007).

Objetivos

El proyecto de investigación multianual exploró la influencia del RPR sobre el rendimiento, calidad del fruto e indicadores de eficiencia hídrica del manzano ‘Golden Delicious’ cultivado en una zona semiárida y otra árida de México.

Materiales y métodos

El proyecto fue desarrollado dentro del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). El primer experimento (región semiárida) se condujo de 2005 a 2007 en Campo Experimental Zacatecas (22° 54’ LN, 102° 39’ LO, elevación 2,197 m) en una huerta experimental con árboles de manzano ‘Golden Delicious’/‘Malling 7’ (M.7) con 32 años de edad, espaciados a 5 x 3.5 m entre hileras y árboles, respectivamente, y conducidos a líder central. Este experimento tuvo dos tratamientos: 1) riego completo (RC), que consistió en aplicar, en el área radical, el 100 % de la evapotranspiración del cultivo (ETc) y 2) RPR, que consistió en alternar, durante todo el ciclo, el riego del lado húmedo del suelo al lado del suelo en proceso secado, con el 50 % del agua dado en el RC (Fig. 1).

Figura 1. Aplicación del riego completo (A) y riego parcial de la raíz (B) en manzano cv. ‘Golden Delicious/M.7’. Campo Experimental Zacatecas.

La decisión de alternar el riego se basó el contenido actual de la humeada del suelo (Zegbe y Serna-Pérez, 2012). El segundo experimento (región árida) se condujo de 2008 a 2009 en el Sitio Experimental Sierra de Chihuahua (28° 48’ LN, 107° 15’ LO, elevación 2,055 m) del INIFAP. La huerta experimental de manzano ‘Golden Delicious’/‘Malling 26’ (M.26) tenía 24 años de edad, espaciados a 4.5 x 3.5 m entre hileras y árboles, respectivamente, y conducidos a líder central. Este experimento tuvo tres tratamientos: 1) sin riego (SR), como testigo, donde la lluvia fue el único aporte de agua, 2) el RPR y, 3) RC, ambos ya descritos (Fig. 2). (Villagrán-Deoses et al., 2015). En ambos experimentos se evaluó la eficiencia en el uso, productividad y ahorro del agua de riego, el rendimiento.

Figura 2. Aplicación del riego parcial de la raíz en manzano cv. ‘Golden Delicious/M.26’. Sitio Experimental Sierra de Chihuahua.

Resultados y Discusión

Experimento I. Después de tres ciclos consecutivos (2005-2007), en promedio, el RPR produjo rendimientos, tamaño y calidad de la fruta (firmeza y sólidos solubles totales, entre otras variables de respuesta) comparables con el RC (Zegbe y Serna-Pérez, 2011; Zegbe y Serna-Pérez, 2012). Además, el crecimiento vegetativo fue comparable entre el RPR y RC. La eficiencia en el en la aplicación del riego (kilogramos de fruta por hectárea por los milímetros de agua aplicados a través del riego) mejoró 51 % con RPR con un ahorro aproximado de 3,240 m³ de agua por hectárea en relación al RC (Tabla 1) (Zegbe y Serna-Pérez, 2012).

Experimento II. Después de dos ciclos consecutivos (2008-2009) Villagrán-Deoses et al. (2015) indicaron que, en promedio, el RC y RPR produjeron rendimientos comparables entre sí, pero significativamente mayores que los árboles SR. Esta respuesta fue consistente con el crecimiento y calidad de la fruta (tamaño, firmeza y sólidos solubles totales) y crecimiento vegetativo. La eficiencia en el uso del agua mejoró 59 % con RPR y produjo un ahorro aproximado de 1,156 m³ de agua por hectárea en relación al RC (Tabla 1) (Jovanovic y Stikic, 2018).

¿Por qué el RPR funciona como estrategia de riego? la respuesta está basada en la fisiológica de las plantas. Cuando una planta es sometida al RPR, la porción del sistema radical en proceso de secado, sintetizan ácido abscísico (ABA, principalmente), el cual es transportado a las hojas. El ABA induce un cierre estomático parcial y, por ende, reduce parcialmente el intercambio gaseoso (Dodd et al., 2015). Paralelamente, la porción de la raíz que ha sido irrigada, además de regenerar nuevos pelos radicales, incrementa la eficiencia en la absorción del agua contenida en el suelo y, en consecuencia, equilibra el potencial hídrico total en los árboles, el cual es comparable a árboles adecuadamente irrigadas (Zegbe et al., 2003; Jovanovic y Stikic, 2018).

Conclusiones

Los rendimientos, calidad de la fruta y crecimiento vegetativo fueron comparables entre el riego parcial de la raíz y el riego completo. Sin embargo, comparado con el RC, el riego parcial de la raíz ahorró enormes cantidades de agua en ambos experimentos. Por tanto, esta última estrategia de riego puede ser sugerida para el cultivo sustentable del manzano en el centro-norte de México y agro-sistemas similares del mundo.