Control de la erosión en un sistema de riego en surcos y eficiencia en el uso del agua con aplicación de yeso y pam

Los sistemas de riego por gravedad son los más usados en nuestro país; sin embargo, debido a sus bajas eficiencias de aplicación y uso, requieren de un volumen de agua mayor al necesario para satisfacer la demanda hídrica de los cultivos. Adicionalmente, un problema asociado al que no se le ha dado la debida importancia es la erosión por el flujo concentrado en los surcos. Este fenómeno es responsable del abandono de superficies aptas para la agricultura, como consecuencia del arrastre de sedimentos y la reducción de la productividad del suelo. Ante esta problemática, la finalidad del trabajo ha sido evaluar la aplicación de yeso agrícola y poliacrilamida (PAM) como una alternativa viable y sostenible a los problemas planteados. La investigación se dividió en dos etapas: la primera consistió en estudiar el efecto de la aplicación de PAM en el control la erosión en surcos de riego y la segunda en evaluar el efecto combinado del yeso y PAM sobre el uso eficiente del agua. En la primera etapa se evaluaron tres formas de aplicación de PAM sobre un surco simulado de 6 m de longitud: granular sobre el terreno, líquida inyectada en el caudal de entrada y líquida asperjada sobre el terreno. La dosis evaluada en los tres casos fue de 20 kg ha-1. Se evaluaron caudales crecientes de entrada desde 75 litros por hora (lph) hasta 250 lph con incrementos de 50 litros El suelo utilizado fue un Vertisol representativo del Bajío. Las muestras de escurrimiento y sedimentos fueron colectadas al final del surco. Los resultados obtenidos muestran que la PAM reduce la erosión con relación al surco-control en alrededor de un 81% para la aplicación granular, mientras que la reducción respectiva fue del 88% para la aplicación líquida inyectada y de alrededor de un 95% cuando la PAM fue asperjada sobre el terreno. Para la segunda etapa se utilizó un sistema de riego por gravedad en surcos, en dos parcelas tipo USLE, usando la avena como cultivo de referencia (Avena sativa), sembrada a una dosis de 120 kg ha-1 y 15 cm de espaciamiento entre surcos. La primera parcela no recibió aplicación de yeso o PAM (control), mientras que a la segunda se aplicó poliacrilamida (PAM) a una dosis de 20 kg ha-1 y Sulfato de Calcio hidratado (yeso) a una dosis equivalente de 5 t ha-1. Para esta etapa, como variables de respuesta se midieron la tensión y el contenido de humedad del suelo con sensores ¿Water Mark¿, la altura de plantas y contenido de clorofila de las mismas. Las variables climáticas fueron registradas con una estación automática. Los resultados obtenidos muestran que la parcela tratada con yeso y PAM obtuvo un rendimiento de forraje verde de 21 t ha-1, lo que representa un incremento de 5.5 t ha-1 más que la parcela de control. La lámina aplicada de agua a la parcela tratada fue de 44 cm, reduciendo en 10 cm la lámina calculada y usada por la parcela-control. Lo anterior implica una mayor eficiencia en el uso del agua, ya que en la parcela con tratamiento se obtuvo un rendimiento de forraje de 6.5 kg m-3 de agua, comparada con 4.8 kg m-3 de agua en la parcela-control. La aplicación de PAM es una alternativa viable para el control de la erosión en un sistema de riego en surcos, y combinada con la aplicación de yeso puede incrementar el uso eficiente del agua y la producción de los cultivos.

Irrigation by gravity is the most widely used system in Mexico; however, due to the low application and use efficiencies, they demand a great amount of water to satisfy the basic water needs of crops. In addition, soil erosion due to the concentrated flow in furrows is an associated problem that has not received the right attention. This phenomenon is responsible for the abandoning of agricultural lands, as a consequence of sediment transport and a reduction in soil productivity. In accordance to this problem, the aim of this study was to evaluate the application of gypsum and polyacrylamide (PAM) as a viable and sustainable alternative to solve the problems. Research work was divided into two parts: the first one consisted in studying the effect of PAM application on soil erosion control in irrigating furrows while the second one consisted in evaluating the combined effect of gypsum and PAM on water use efficiency. Three application forms of PAM (granular on soil surface, liquid injected to the water flow, and liquid sprayed on the soil surface) were evaluated in the first part using a 6-m long simulated furrow. The application rate used for the three forms was the equivalent to 20 kg ha-1. Increasing water inflows, from 75 to 250 liters per hour (lph) with step increases of 50 lph were evaluated. The studied soil was a Vertisol, representative of El Bajio region. Runoff and sediment samples were collected at the end of the simulated furrow. The obtained results indicated that PAM application caused a reduction in soil erosion, as compare to the control furrow (no application of PAM), of about 81% for granular application, 88% for liquid injected application and about 95% when PAM was sprayed on the furrows soil surface. For the second part, a gravity irrigation system was used in two USLE-Type plots, using oats (Avena sativa) as reference crop. The crop was planted at a rate of 120 kg ha-1 with row crop spacing of 15 cm. The first plot did not receive any application of Gypsum or PAM (Control), while the second plot was treated with a PAM application of 20 kg ha-1 and a gypsum equivalent application of 5 t ha-1. Soil water content and tension were measured as response variables in this part of the research using Water Mark sensor. In addition, plant height and chlorophyll content were also measured. Climatic variables were registered using an automated weather station. The obtained results showed that gypsum and PAM application produced fresh forage yield of 21 t ha-1 in the treated plot, 5.5 t ha-1 more than the control plot. Water depth applied to the treated plot was 44 cm, reducing in 10 cm the calculated water depth and which was used in the control plot. This implies a greater water use efficiency, since the treated plot produced a forage yield of 6.5 kg per m3 of water used, as compared to 4.8 kg m-3 of water used in the control plot. PAM application is a viable alternative to control soil erosion in furrow irrigating systems and, combined with gypsum, increases water use efficiency and crop yields.