Efecto del riego deficitario controlado optimizado por etapas, para volúmenes limitados de agua, en el rendimiento y la calidad de la cebada cervecera

A nivel mundial, la cebada (Hordeum vulgare L.) es el duodécimo cultivo en producción y el quinto en superficie cultivada. En España se cultivan 2.800.000 ha de esta especie, produciéndose cerca de 7.000.000 de toneladas de grano. Castilla-La Mancha (CLM) es el segundo productor con el 29% del total nacional, cultivándose 847.793 ha de las que 95.320 ha son en regadío. En condiciones semiáridas como las de CLM, la cebada es un cultivo con unas necesidades relativamente bajas de agua de riego (lámina neta, In = 2.500 m3 ha-1 para un año medio), pudiendo triplicar el rendimiento en regadío frente al secano. No obstante, en la agricultura de regadío actual, el aumento de los costes de producción, especialmente los de la energía eléctrica asociada a los sistemas de riego presurizados, así como la limitación de la disponibilidad de agua en general y de las dotaciones para el riego, están impulsando la necesidad de aplicar técnicas que mejoren la eficiencia del uso del agua de riego, tales como el riego deficitario controlado (RDC), con el fin de asegurar la viabilidad de las explotaciones. Además, la sociedad exige un uso más eficiente y sostenible de los recursos hídricos con el fin de reducir el impacto sobre el medio ambiente. El modelo MOPECO permite establecer estrategias de riego en los cultivos que optimicen el uso del agua. Fue concebido para maximizar el margen bruto de las explotaciones de regadío, al tener en cuenta tanto el volumen de agua como la superficie regable disponible. Para un determinado objetivo de déficit global, o un volumen de agua de riego limitado, calcula la estrategia de riego deficitario controlado optimizado por etapas (ORDI) que maximiza el rendimiento. El objetivo de esta Tesis Doctoral es determinar las estrategias ORDI que maximizan el rendimiento de cebada bajo las condiciones de CLM, para cinco volúmenes de agua de riego (uno sin déficit “SD” y los otros cuatro con distintos volúmenes limitados de agua de riego disponible, que corresponden al 100% “T100”, 90% “T90”, 80% “T80” y 70% “T70” de In), y analizar sus efectos sobre la calidad de las cosechas, la respuesta fisiológica del cultivo, la eficiencia en el uso del agua y la rentabilidad de las explotaciones. El ensayo experimental se llevó a cabo durante las campañas 2015, 2016 y 2017 en Albacete (España). La variedad de cebada cultivada fue “Shakira” con una dosis de siembra de 210 kg ha-1. Se realizaron cuatro repeticiones de cada tratamiento en parcelas de 2,5 x 18,0 m, distribuidas al azar, salvo en los tratamientos sin déficit y el T100 donde fueron tres. El agua se aplicó mediante un sistema de riego localizado por goteo de marco cuadrado (0,5 m x 0,5 m de separación entre ramales y emisores) dotado de emisores autocompensantes con un caudal nominal de 3,8 L h-1. En cada sector de riego, que corresponde con un tratamiento, se instaló un caudalímetro de pulsos de alta precisión para controlar los volúmenes de agua aplicados. La duración de las etapas de desarrollo del cultivo en grados día acumulados (GDD) se definió a partir de 28 seguimientos fisiológicos de esta especie llevados a cabo por el Servicio Integral de Asesoramiento al Regante de CLM (SIAR) y el Instituto Técnico Agronómico Provincial de Albacete (ITAP) durante los años 2002 a 2013 a lo largo de toda la comunidad autónoma. La calibración del modelo MOPECO se realizó mediante los datos obtenidos en un experimento previo de tres años de duración, y quedó validado en los ensayos llevados a cabo en esta Tesis con un 100% de aciertos con respecto al rendimiento esperado en todos los tratamientos simulados. Los valores del coeficiente de cultivo (Kc) para la zona se dieron por válidos a partir de los datos de evolución del contenido de humedad del suelo registrados por los sensores colocados en las parcelas de seguimiento y los registros de un lisímetro de pesada continua experimental instalado en la campaña de 2017. El lisímetro de pesada de tamaño reducido, utilizado en este trabajo, ha mostrado su eficacia y versatilidad en esta tarea. Como media de los tres años de ensayos, ORDI ha logrado elevados rendimientos para el agua recibida (entre 9.049 kg ha-1 del tratamiento SD y 6.339 kg ha-1 del T70), mejorando la productividad del agua de riego (de 2,75 kg m-3 del SD hasta 3,64 kg m-3 del T80). En consecuencia, se ha reducido la huella hídrica de la cebada, pasando de 581 m3 Mkg-1 del SD a 531 m3 Mkg-1 del T80. El análisis de los resultados ha puesto de manifiesto que, generando la misma producción total en la provincia de Albacete (155.000 toneladas de cebada procedente de regadío) aplicando la estrategia de riego T80 en lugar de la SD, se lograría reducir un 24% las necesidades de agua azul (agua de riego) y, del mismo modo, la componente gris de la huella hídrica, que también se vería beneficiada disminuyendo un 9%. Así, la reducción de la huella hídrica total en la zona rondaría el 9%, aunque sería necesario cultivar 30.500 ha, un 24% más que en la actualidad. Sin embargo, dado que un elevado porcentaje de la superficie regable tiene que dejarse en barbecho o cultivarse con especies de secano como la cebada por no haber agua suficiente, este inconveniente es perfectamente asumible. Por lo tanto, ORDI es beneficiosa para el medio ambiente y mejora la competitividad de este producto. Cuando la calidad del grano alcanza la categoría de “maltera”, es decir, apto para la elaboración de malta para cerveza, el precio del grano se incrementa una media de un 15%. Déficits hídricos limitados, aplicando ORDI, junto con un abonado nitrogenado orientado a las producciones esperadas, pueden favorecer el tamaño de los granos y su concentración de proteína, mejorando por tanto la aptitud maltera. Durante las tres campañas, todos los tratamientos cumplieron con los requisitos de calidad exigidos por las malterías, tanto a nivel de grano, como de malta y mosto. La metodología no generó diferencias significativas en los parámetros de calidad, aunque en muchos casos, los parámetros medios obtenidos por los tratamientos deficitarios mejoraron a los del tratamiento SD. Los parámetros fisiológicos de los que se realizó un seguimiento fueron la fotosíntesis y la conductancia estomática, poniéndose de manifiesto que el déficit hídrico afecta más rápidamente a este último factor. Además, se recogieron muestras de material vegetal con las que se obtuvieron la evolución de la biomasa y del índice de área foliar, que llegó hasta a 11 m2 m-2 en 2015 para el SD. El análisis de los resultados pone de manifiesto que la metodología ORDI puede ayudar a incrementar la rentabilidad de las explotaciones (hasta 30 € ha-1 año-1 de media con un T80, para los últimos 10 años, en una explotación tipo de 20 ha y 35.000 m3 disponibles, lo que supone un 7% más con respecto a la rentabilidad media de este cultivo en la zona) situadas en zonas con baja disponibilidad hídrica, aunque lo verdaderamente interesante es el impacto económico que puede ocasionar el ahorro de agua en este cultivo al manejarlo mediante ORDI. Sólo en el ámbito de la Unidad Hidrogeológica Mancha Oriental, situada entre las provincias de Cuenca y Albacete, donde se han cultivado unas 15.000 ha año-1 de media de cebada en regadío durante las tres campañas de ensayo de esta Tesis, la repercusión económica del volumen de agua de riego ahorrado y puesto a disposición de otros cultivos más rentables, si se hubiese gestionado toda esa superficie mediante un T80 en lugar de un SD, habría supuesto más de 30 millones de euros.