Riego y productividad del aguacate en la costa subtropical andaluza

Autores:

E. Martínez–Ferri1, G. Moreno–Ortega1, D. Sarmiento2, C. Pliego1

(1) IFAPA, Centro de Málaga, Churriana, Málaga, España.

(2) SAT–TROPS. Vélez–Málaga, Málaga, España.

RESUMEN

La costa mediterránea subtropical de Andalucía es el mayor productor y exportador europeo de aguacates. En esta región, la disponibilidad de agua para riego es limitada, y el uso eficiente del agua es obligatorio para asegurar la sostenibilidad ambiental y aumentar la productividad del agua (PA) de los cultivos de aguacate. Con este objetivo, evaluamos las necesidades de agua (NRFAO) y la PA de aguacates maduros (cv. Hass) durante seis campañas. En las dos últimas, la respuesta fisiológica y agronómica de los árboles a cinco dotaciones de agua (T1–T5) también se evaluó. Para las seis campañas, NRFAO fueron 7916±395 m3 ha–1 campaña–1 en promedio, mientras que el agua aplicada fue ~18% inferior a NRFAO con rendimientos de 11±2 t ha–1, que equivale a una PA de 1,7 kg m–3. Dotaciones del 40% (T4) y 60% (T5) por debajo de NRFAO causaron estrés hídrico y redujeron el rendimiento y la calidad de los frutos, pero aumentaron la PA. Los resultados se discuten en el contexto de la viabilidad del cultivo de aguacate bajo escenarios de bajos recursos hídricos.

Palabras clave: Escasez de agua, Recorte hídrico, Productividad del agua, Persea americana, Estrés hídrico.

ABSTRACT

Avocado irrigation and productivity in the Andalusian subtropical coast. The subtropical Mediterranean coast of Andalusia is the largest European producer and exporter of avocados. In this region, water availability for irrigation is limited, and efficient water use is mandatory for assuring crop environmental sustainability and increasing water productivity (WP) of avocado orchards. With this aim, we evaluated water requirements (NRFAO) and WP in a mature avocado (cv. Hass) orchard along six consecutive seasons. The physiological and agronomical responses of trees to five water endowments (T1–T5) were also evaluated during two seasons. For the six seasons, averaged NRFAO were 7916±395 m3 ha–1 season–1 but averaged water supplied was ~18% below NRFAO with yields of 11±2 t ha–1, meaning a WP of 1.7 kg m–3. Water supplies 40% (T4) and 60% (T5) below NRFAO caused water stress and decreased yield and fruit quality but increased WP of avocado trees. Results are discussed in the context of viability of avocado cropping under low water resource scenarios.

Key words: Water availability, Water shortage, Water productivity, Persea americana, Water stress.

España es el principal país europeo productor de aguacate, con un área de cultivo de aproximadamente 12.000 hectáreas, que lo posicionan en el decimoséptimo lugar a nivel mundial y el primero a nivel europeo en cuanto a producción se refiere (Figura 1).

Figura 1. Principales productores mundiales de aguacate (A) y países con mayor área cosechada (B) en 2017.

Fuente: FAOSTAT.

Gran parte del área productora nacional se concentra en la costa subtropical de Andalucía, con la provincia de Málaga a la cabeza, siendo el sector subtropical andaluz el principal exportador de aguacate (82% de la exportación nacional) y el más competitivo a nivel europeo. El aguacate procedente de la costa de Málaga y Granada presenta la ventaja de tener un acceso casi inmediato al mercado europeo, siendo un producto de alta calidad muy demandado por los principales consumidores (Francia, Reino Unido y Alemania). Sin embargo, el rendimiento de las explotaciones andaluzas es menor al alcanzado por otros países productores de aguacate (Figura 2), lo que se ha asociado de forma tácita a la baja disponibilidad de agua en la región ligada a las sequías recurrentes que conllevan restricciones legales en cuanto a las dotaciones de riego permitidas para el cultivo del aguacate. No obstante, se desconoce hasta qué punto dichas dotaciones (~5.300 m3 ha–1 año–1) son suficientes para hacer frente a las necesidades hídricas del cultivo en nuestra región ni en qué medida el manejo convencional del riego que se realiza actualmente puede suponer un estrés hídrico para los árboles y, en su caso, qué repercusión tiene sobre la producción y calidad de los frutos. En este trabajo se pretende aportar luz sobre la relación entre distintas dotaciones hídricas y el rendimiento de las explotaciones, con el fin de incrementar la productividad del agua (PA; kg m–3) en el cultivo del aguacate y, con ello, su sostenibilidad a largo plazo.

Figura 2. Países con mayor rendimiento expresado en producción por superficie en el cultivo del aguacate durante 2017.

Fuente: FAOSTAT.

Descripción del ensayo

Con el fin de caracterizar el efecto sobre la producción de distintas dotaciones de agua, se planteó un ensayo de riego en una parcela de aguacate situada en la Axarquía malagueña (Vélez Málaga). Se trata de una parcela comercial, con una extensión de ~6.500 m2, y árboles de unos 30 años de la variedad ‘Hass’, injertados sobre ‘Topa Topa’ y dispuestos en un marco de plantación de 7 x 8 m. En dicha parcela se ha realizado el seguimiento y caracterización agronómica del cultivo desde hace más de seis años (Cuadro 1).

Cuadro 1. Dotaciones de riego aplicadas, precipitación acumulada y efectiva (Pp y Pe), evapotranspiración potencial y del cultivo (ET0 y ETc), necesidades de riego calculadas (NRFAO), rendimiento y productividad del agua (PA) en el cultivo convencional del aguacate (T1) durante las campañas de los últimos seis años. RIS se indica entre paréntesis.

(1) desde junio a mayo del año siguiente. (*) Rendimiento y productividad del agua obtenidas bajo riego convencional (T1).

Además, durante las campañas 2016/2017 y 2017/2018 se establecieron 5 tratamientos de riego en base a un diseño experimental de bloques al azar con 4 repeticiones de 3–4 árboles (77 árboles en total), utilizando los árboles centrales para realizar las medidas fisiológicas y la caracterización de la producción (Figura 3).

Figura 3. Vista aérea de la finca experimental y diseño en bloques del ensayo de riego.

Los distintos tratamientos de riego comenzaron en agosto de 2016 y se definieron en base al riego convencional e incluyeron dos dotaciones por encima del mismo y dos dotaciones por debajo. Al finalizar cada campaña, a mediados de abril, se cosechó la fruta de cada tratamiento y se realizaron medidas de producción y calidad. Además, se monitorizó la humedad del suelo de la finca, el estado nutricional de los árboles y su respuesta fisiológica.

Manejo de riego y dotaciones aplicadas

El manejo agronómico y del riego de la parcela se realizó de acuerdo con las prácticas convencionales de la zona, sin considerar las restricciones legales vigentes, dividiendo la gestión del riego en dos periodos:

  • Junio–septiembre: riegos diarios fraccionados de 3+2 h (5 h/día).
  • Octubre a mayo: riegos de 4–5 h/día según valores de los tensiómetros.

Este tipo de manejo convencional, se identificó como T1 y se utilizó como referencia para establecer el resto de los tratamientos:

  • T1: Riego convencional, aplicándose el riego conforme a las prácticas convencionales según medidas de humedad del suelo mediante tensiómetros. En cada árbol el aporte de agua se realizó mediante 10 goteros de 4 L/h. Para una duración de 4–5 h de riego diarias, este tratamiento supone el aporte de 160–200 L por día y árbol.
  • T2: Aplicación un 20% de riego por encima de T1 mediante la instalación de 2 goteros de 4 L/h adicionales por árbol en un lineal central adicional. El aporte de riego en 4–5 h en este tratamiento supone 192–240 L por día y árbol.
  • T3: Aplicación un 40% de riego por encima de T1 mediante la instalación de 4 goteros de 4 L/h adicionales por árbol en un lineal central adicional. Para una duración de 4–5 h de riego, este tratamiento supone el aporte de 224–280 L por día y árbol.
  • T4: Aplicación un 25% de riego por debajo de T1 mediante la sustitución de los goteros de 4 L/h por goteros de 3 L/h. El aporte de riego en 4–5 h representa un volumen de 160–200 L por día y árbol.
  • T5: Aplicación un 50% de riego por debajo de T1 mediante la sustitución de los goteros de 4 L/h por goteros de 2 L/h. En 4–5 h de riego diarias se aporta un volumen de 80–100 L por día y árbol.

Por lo tanto, el establecimiento de los tratamientos de riego conllevó no solo diferencias en las dotaciones según el número y caudal de los goteros, sino que además implicó diferente área de mojado en los tratamientos T2 y T3. En junio de 2017, tras analizar los resultados de la primera campaña y debido al estado de decaimiento en el que se encontraban algunos árboles del T5, este tratamiento fue convertido en T4.

Para estandarizar la cantidad de agua suministrada en cada tratamiento, se calcularon las necesidades teóricas de riego (NRFAO; m3 ha–1 campaña–1) según la metodología FAO–56 (Allen et al., 1998). Los datos de evapotranspiración potencial (ET0) se tomaron de la estación agroclimática de Vélez–Málaga mientras que el coeficiente de cultivo (Kc) para el aguacate se adaptó de los recomendados para árboles de aguacate ‘Hass’ maduros en el hemisferio norte (Allen et al., 1998), quedando Kc= 0,6 durante el crecimiento vegetativo; Kc= 0,8 durante la floración y cuajado, y Kc= 0,75 en la etapa del desarrollo del fruto. La evapotranspiración del cultivo (ETc) se calculó de acuerdo con:

ETc = Kc x ET0

Las necesidades teóricas de riego para cada campaña se calcularon como:

NRFAO=ETc – Pe,

siendo Pe la precipitación efectiva estimada usando las ecuaciones de Brouwer y Heibloem, 1986:

Pe=0,8P – 25 si P > 75 mm/mes

Pe=0,6P – 10 si P < 75 mm/mes

Estas necesidades teóricas de riego no se usaron para definir ningún tratamiento, sino que se utilizaron como referencia para poner en perspectiva las dotaciones usadas en el ensayo respecto a la FAO y para calcular qué porcentaje de las NRFAO supone cada tratamiento (índice de riego aplicado, RIS).

Como se observa en el Cuadro 2, las dotaciones aplicadas en el tratamiento convencional (T1) durante las dos campañas estuvieron por debajo de las NRFAO (RIS de 81 y 82%), mientras que el T2 fue el que más se ajustó a las NRFAO en ambas campañas, sugiriendo que las dotaciones de T2, en torno a 8.117 m3 ha–1 campaña–1 para 16/17 y 6.792 m3 ha–1 campaña–1 para 17/18, se ajustan a las necesidades hídricas del cultivo.

La diferencia entre ambas campañas se debió al nivel de precipitaciones ya que la campaña 2016/2017 presentó una precipitación efectiva de solo 163 mm, mientras que la segunda llegó a los 282 mm.

Control de la humedad y del agua disponible

El suelo de la parcela experimental estaba compuesto por 51% de arena, 28% de arcilla y 21% de limo (franco–arcillo–arenoso), con un contenido en materia orgánica del 8,78%. La conductividad eléctrica del suelo fue de 392 μS cm–2 y el pH de 6,63. La capa superior del suelo estaba enriquecida con humus, resultante de la cobertura con residuos de poda con los años, por lo que la evaporación fue prácticamente nula. Para comprobar el efecto de los tratamientos en la disponibilidad de agua para las raíces de los árboles se instalaron una serie de sensores 10HS (Decagon Devices, Pullman, WA, USA) que registraban la humedad volumétrica del suelo de forma continua en los primeros 15 cm. Asimismo, en el punto medio entre dos emisores (0,35 m desde el emisor, 1 m desde el tronco), se instalaron tubos de acceso para la sonda de capacitancia Diviner 2000 (Diviner–Sentek Pty Ltd) que permitieron la toma puntual de medidas de humedad en el perfil del suelo en profundidad hasta 0,7 m. A partir de estas mediciones, se puede estimar la forma del bulbo húmedo y la distribución del agua en cada tratamiento (Figura 4).

Figura 4. Diagrama esquemático de las mediciones tomadas por la sonda de capacitancia Diviner a diferentes profundidades del suelo (A), y rango de variación de la humedad del suelo a lo largo de las campañas experimentales 2016/2017 y 2017/2018 medidas en los 70 cm superiores para los cinco tratamientos de riego (B–F). En cada tratamiento, se representan los valores máximo y mínimo de cada perfil a lo largo de las dos campañas.

Las medidas de humedad en los 15 cm superiores mostraron patrones similares en todos los tratamientos que fueron consistentes con las precipitaciones y los eventos de riego, con descensos agudos en humedad del suelo en los tratamientos de menor dotación (T4 y T5; datos no mostrados).

En el tipo de suelo de la parcela, la distribución del agua en el perfil dibuja una forma de campana, con los valores más altos de humedad a 30 a 50 cm de profundidad (Figura 4). En la mayoría de los perfiles, el rango de variación de la humedad fue mayor en los 40 cm superiores, lo que sugiere que, tal y como se ha descrito en aguacate, el agua es absorbida principalmente por las raíces de las capas superiores. A lo largo del perfil, la humedad del suelo fue siempre más baja en T4 y T5 que en los otros tratamientos, con un menor tamaño de su bulbo húmedo (coherente con el menor caudal de los goteros, 3 L h–1 y 2 L h–1, respectivamente) y apuntando a una menor disponibilidad de agua para los árboles a lo largo de la campaña.

Efecto de los tratamientos en la producción y calidad del fruto

El aguacate es un cultivo vecero, es decir, se alternan campañas de elevada producción con otras menos productivas. Las dos campañas experimentales analizadas comprenden un año productivo (16/17) y uno menos productivo (17/18) siendo la producción de ambas acorde a los valores históricos de la finca (producción promedio de las seis últimas campañas de ~11 t ha–1, Cuadro 1). Durante estas dos campañas los frutos de cada tratamiento se recogieron por separado obteniendo la producción por árbol y la distribución en calibres de los frutos.

En las dos últimas campañas no hubo diferencias significativas en la producción de aguacate entre los tratamientos de riego (Cuadro 2), pero se observó una tendencia hacia producciones más altas en los tratamientos con mayor dotación que T1 (T2 y T3) y menor producción en los tratamientos con dotaciones por debajo del riego convencional, es decir, T4 y T5. Esta tendencia fue estadísticamente significativa (P<0,05) cuando se analizaron conjuntamente los tratamientos por encima y por debajo de T1. En la segunda campaña la producción disminuyó ~40% en T1, T2 y T4, más del 60% en T3 y solo un 20% en T5. Estas disminuciones se debieron a la vecería del cultivo si bien no afectaron por igual a todos los tratamientos. Para cuantificar la vecería de cada tratamiento se calculó el índice de alternancia de cultivo (Alternative bearing index, ABI), de acuerdo con Pearce y Dobersek–Urbanc, 1967:

ABI = (a2–a1) / (a2+a1),

donde a2 y a1 son la producción de fruta por tratamiento para cada temporada (siendo a2 el año productivo).

Cuadro 2. Agua suministrada por riego, producción promedio (± SE), productividad del agua (PA) e índice de alternancia del cultivo (ABI) para las campañas 2016/2017 y 2017/2018 en los cinco tratamientos de riego (T1–T5, n = 4).

Entre paréntesis se indica el índice de riego aplicado (RIS). Las letras indican diferencias significativas entre los tratamientos (P≤0,05). (1) Desde junio hasta mayo.

Un valor de ABI igual a 0 implica que no existe vecería, mientras que un valor de 1 implica vecería completa. Se observaron diferencias significativas entre T3, que mostró el mayor grado de vecería, y T5, que prácticamente no se vio afectado.

Para valorar relación entre la producción y la dotación hídrica, se utiliza el parámetro productividad del agua (PA), calculada como la producción de fruta dividida por el agua suministrada (kg m–3). El tratamiento con mayor dotación (T3) mostró la PA más baja en ambas campañas, mientras que hubo un aumento significativo de la PA en T5 en la campaña productiva (Cuadro 2). Es decir, aumentar la dotación no supuso en todos los casos un aumento de PA y en términos de productividad fueron más favorables los tratamientos con menor dotación.

Además de la producción en peso de cada tratamiento, para determinar si las diferentes dotaciones tenían algún efecto en el tamaño de los aguacates, los frutos se clasificaron por tamaño (calibres). Se observaron diferencias significativas en la distribución por tamaños de la producción de los distintos tratamientos (Figura 5). Estas diferencias fueron más patentes en la campaña 16/17 y se centraron en los frutos de mayor tamaño (calibres 12, 14 y 16) que fueron más abundantes en los tratamientos con mayor dotación hídrica. Además, en la campaña 17/18, los árboles de T5 (cambiados a T4 en junio de 2017) mostraron una proporción significativamente mayor de frutas de tamaño mediano (calibres 22 y 24).

Figura 5. Distribución de la fruta por tamaño (GAP) en las campañas experimentales 2016/2017 y 2017/2018 en los cinco tratamientos de riego (T1–T5) (n = 4, media ± SE). Los asteriscos indican diferencias significativas entre tratamientos (P≤0,05). La tabla incluida muestra las equivalencias entre GAP y peso del fruto.

Como indicador de la calidad interna del fruto, en la campaña 17/18 se midió el porcentaje de materia seca en dos frutos seleccionados al azar por bloque con un analizador de infrarrojo cercano (NIR) (SpectraStar XL, Unity Scientific, Brookfield, EE. UU.) previamente calibrado para frutos de aguacate. Los resultados no mostraron diferencias en el porcentaje de materia seca entre tratamientos, presentando un valor promedio de 32,22 ± 0,49%, por lo que parece que los tratamientos no tuvieron efecto en la calidad interna de los aguacates.

Caracterización fisiológica del efecto de los tratamientos de riego

Una dotación hídrica por debajo de las necesidades del cultivo puede provocar episodios puntuales o prolongados de estrés hídrico en los árboles, sobre todo en verano cuando las precipitaciones son nulas y las temperaturas pueden llegar a ser muy elevadas. Con el fin de determinar el estado fisiológico de los árboles de cada tratamiento y conocer hasta qué punto los tratamientos representan un estrés para las plantas, se realizaron medidas de potencial hídrico de hoja, como indicador del estado de hidratación de las plantas, de intercambio gaseoso, para evaluar la capacidad fotosintética de las plantas, y el índice SPAD, como estimador de la aparición de clorosis foliar. Las medidas se realizaron de manera periódica durante las dos campañas abarcando todos los periodos fenológicos del cultivo.

Los tratamientos de riego por debajo del convencional (T4 y T5) afectaron al potencial hídrico de la hoja, de forma que se separaron significativamente de los demás tratamientos en casi todas las fechas de medida (Figura 6).

Figura 6. Variación en el potencial hídrico de la hoja a mediodía a lo largo de las campañas experimentales 2016/2017 y 2017/2018 en los cinco tratamientos de riego (T1–T5). Cada punto de datos representa la media ± SE (n = 4). En cada fecha, los asteriscos indican diferencias significativas entre los tratamientos (P≤0,05).

Los valores en torno a –1,5 MPa alcanzados en los tratamientos T4 y T5 fueron indicativos de episodios de estrés hídrico puntuales, mientras que T1 no mostró signos de estrés. En relación a las medidas de intercambio gaseoso, los tratamientos no afectaron a la capacidad fotosintética de los árboles, apoyando, al igual que otros estudios, la robustez del mecanismo fotosintético frente a escasez de agua en árboles de ese tamaño. Los valores promedio para todos los tratamientos estuvieron entre 3,77 µmol m–2 s–1 y 10,02 µmol m–2 s–1 para AN y entre 0,05 mol m–2 s–1 y 0,18 mol m–2 s–1 para gs. De forma consistente, los tratamientos de menor riego no indujeron ningún síntoma de clorosis, ya que no se encontraron diferencias atribuibles a los tratamientos en el índice SPAD cuyo valor promedio fue de 58,38 ± 0,42.

Conclusiones

Los resultados del presente estudio muestran que el riego por encima o por debajo de las dotaciones de riego que se usan de forma convencional (en situaciones de no limitación hídrica, T1) afecta de manera diferente al rendimiento del cultivo de aguacate, a la calidad de la fruta y a la productividad del agua en las explotaciones de la costa subtropical andaluza. Un riego en torno al 20% mayor que la dotación convencional (T1), que coincide con las estimaciones de necesidades de agua teóricos (NRFAO) para la zona, supone un aumento de la producción y una mejora de los calibres de la fruta.

Sin embargo, esta dotación, teóricamente óptima desde el punto de vista de rendimiento, estaría muy por encima de los límites legales establecidos en una zona constantemente sujeta a episodios de sequía y escasez hídrica. Por otro lado, dotaciones ~25% por debajo del riego convencional (~5.000 m3/ha año), cercanas a la dotación actualmente permitida para el cultivo en la zona, pueden ocasionar episodios puntuales de estrés hídrico para el árbol y una disminución significativa de la producción (~30% respecto a la FAO) y del tamaño de la fruta, si bien los rendimientos (~95 kg/árbol) pueden seguir siendo económicamente rentables y se aumenta la productividad del agua.

Así, ante la falta de disponibilidad de agua, el uso eficiente de estas menores dotaciones es crucial para garantizar la viabilidad económica del cultivo del aguacate, así como su sostenibilidad medioambiental en la costa subtropical andaluza de uno de los sectores más importantes de la economía andaluza. En este sentido, hay que señalar que la cercanía de nuestro país con el resto de Europa refuerza el cultivo del aguacate en España y aporta un valor añadido al sector subtropical andaluz por la preservación de una alta calidad de la fruta y de sus propiedades nutricionales y, desde el punto de vista ecológico, por su menor huella de carbono frente al aguacate procedente de otras partes del mundo. Este valor añadido pretende verse plasmado en un distintivo de indicación geográfica protegida (IGP) que actualmente está en trámite.

Para sumar valor añadido al cultivo del aguacate andaluz, es necesario lograr un acercamiento entre la productividad del cultivo y un uso responsable del agua, así como avanzar en el desarrollo de estrategias de manejo de dotaciones reducidas de agua para incrementar la eficiencia del riego. Estas estrategias deben ir acompañadas de actuaciones encaminadas a mejorar la gestión del agua, como la mejora de las redes colectoras, de canalización y distribución de aguas en la cuenca hidrográfica, y el fomento de la modernización de las explotaciones para instaurar sistemas de riego más eficientes con un mejor aprovechamiento del agua.

Agradecimientos

El presente trabajo se enmarca dentro de los proyectos AVA2016.01.14 y AV2019.008, financiados con Fondos FEDER dentro del Programa Operativo 2014–2020 bajo el lema de “Andalucía se mueve con Europa”. La contratación de G. Moreno–Ortega se ha financiado con las ayudas para la Promoción de Empleo Joven e Implantación de la Garantía Juvenil en I+D+i del MINECO, convocatoria 2014. C. Pliego disfruta actualmente de un contrato INIA−CCAA, cofinanciado por INIA (20%) y FEDER (80%).

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