Ahorrar para crecer

Capítulo 5
Gestión del agua

La intensificación sostenible requiere tecnologías de irrigación más inteligentes, de precisión, y prácticas agrícolas que utilicen enfoques ecosistémicos para conservar el agua.

La producción de cultivos se realiza en diversos regímenes de gestión del agua que oscilan desde la simple labranza del suelo para incrementar la infiltración del agua de la lluvia hasta las técnicas y la gestión de riego sofisticadas. El 80% de los 1 400 millones de ha, aproximadamente, de tierras cultivadas existentes en todo el mundo son de secano y son responsables de cerca del 60% de la producción agrícola mundial1. En condiciones de secano la gestión del agua tiene como fin controlar la cantidad de agua disponible para un cultivo mediante el desvío oportuno del curso del agua de la lluvia hacia la zona de las raíces para incrementar el almacenamiento de humedad. No obstante, el calendario de la aplicación de agua sigue estando determinado por los regímenes de precipitaciones en lugar de por los agricultores.

Cerca del 20% de la superficie cultivada del mundo es de regadío y produce, aproximadamente, el 40% de la producción agrícola total1. Tal productividad se consigue gracias a la combinación de una mayor intensidad del cultivo y un mayor rendimiento medio. Mediante el control de la cantidad y del ciclo del agua suministrada a los cultivos, el riego facilita la concentración de insumos para impulsar la productividad de la tierra. Los agricultores riegan los cultivos para estabilizar e incrementar el rendimiento y para aumentar el número de cultivos producidos cada año. En general, la producción de regadío es de dos a tres veces mayor que la de secano. Por ello, un suministro fiable y flexible de agua es vital para los sistemas agrícolas de valor elevado y que exigen un gran volumen de insumos. Sin embargo, el riesgo económico también es mucho mayor que en la agricultura de secano, que requiere menos insumos. La irrigación también puede producir consecuencias negativas para el medio ambiente, como la salinización del suelo y la contaminación de los acuíferos con nitratos.

La creciente presión ejercida por la demanda de agua, junto con imperativos ambientales, implica que la agricultura debe obtener más cultivos con menos agua y con un menor impacto ambiental. Ello constituye un reto notable y supone que a la hora de gestionar el agua para la intensificación sostenible de la producción agrícola habrá que prever una agricultura más inteligente y precisa. También será necesario que la gestión del agua en la agricultura pase a ser mucho más eficaz a la hora de dar cuenta del agua empleada en términos económicos, sociales y ambientales.

Las perspectivas de la intensificación sostenible varían notablemente en función del sistema productivo, y la demanda se ve motivada por diferentes causas externas. No obstante, en líneas generales la sostenibilidad de la producción agrícola intensificada, ya de secano, ya de regadío, dependerá de la adopción de enfoques ecosistémicos como la agricultura de conservación, junto con otras prácticas importantes como el empleo de variedades de alto rendimiento y semillas de buena calidad o el manejo integrado de plagas.

Sistemas de cultivo de secano

Muchas variedades de cultivos producidos en sistemas de secano se adaptan para aprovechar al máximo la humedad almacenada en la zona de las raíces. Los sistemas de secano pueden ser objeto de mejora ulterior mediante, por ejemplo, el empleo de cultivos de enraizamiento profundo en rotación, la adaptación de los cultivos para fomentar el enraizamiento más profundo, el incremento de la capacidad de almacenamiento de agua del suelo, la mejora de la infiltración de agua y la reducción al mínimo de la evaporación mediante la cubierta orgánica del suelo. La captación de agua de escorrentía de las tierras sin cultivar adyacentes también puede prolongar la disponibilidad de humedad en el suelo. La mejora de la productividad en la agricultura de secano depende en gran medida de la mejora de la gestión en todos los aspectos del cultivo. Algunos factores como las plagas y la disponibilidad limitada de nutrientes en el suelo pueden limitar el rendimiento más que la propia disponibilidad de agua2, 3. Los principios de labranza reducida, cubierta orgánica del suelo y utilización de la biodiversidad natural y gestionada (descritos en el Capítulo 2, Sistemas de explotación agrícola) son fundamentales para la gestión mejorada.

El margen para la aplicación de la ISPA en condiciones de secano dependerá, por lo tanto, del empleo de enfoques ecosistémicos que amplíen al máximo el almacenamiento de humedad en la zona de las raíces. Si bien tales enfoques pueden facilitar la intensificación, el sistema todavía sigue estando sometido a los caprichos de las precipitaciones. El cambio climático incrementará los riesgos para la producción agrícola. De hecho, la agricultura de secano es el ámbito en el que el desafío de elaborar estrategias eficaces para la adaptación al cambio climático es más urgente4.

Por ello se necesitan otras medidas para reducir la aversión de los agricultores al riesgo, tales como la mejora de la previsión estacional y anual de las precipitaciones y la disponibilidad de agua y de la gestión de las inundaciones, con vistas a mitigar el cambio climático y, en el futuro más inmediato, a aumentar la resistencia de los sistemas productivos. Es posible realizar intervenciones de gestión del agua más complejas para reducir el riesgo productivo, pero no necesariamente para intensificar ulteriormente la producción de secano. Por ejemplo, existe margen para convertir algunos sistemas de cultivo de secano en sistemas de riego complementario de insumos reducidos con el fin de evitar sequías breves durante fases críticas de crecimiento5,pero tales sistemas siguen dependiendo del calendario y la intensidad de las precipitaciones.

La gestión de la escorrentía en la explotación agrícola, incluido el empleo de lomos de retención de agua en zonas cultivadas, se ha aplicado con éxito en climas de transición como el Mediterráneo y zonas del Sahel para ampliar la disponibilidad de humedad en el terreno tras cada episodio de precipitaciones. La gestión de la escorrentía fuera de la explotación agrícola, incluida la concentración del flujo superficial en aguas subterráneas poco profundas o el almacenamiento gestionado por el agricultor, puede permitir el riego complementario limitado. No obstante, al trasladarlas a zonas extensas estas intervenciones perjudican a los usuarios río abajo y, en líneas generales, a los presupuestos hídricos de toda la cuenca fluvial.

En lo concerniente a las tecnologías, la ampliación de los beneficios ambientales y de conservación de la humedad del suelo de los enfoques ecosistémicos dependerá, a menudo, del grado de mecanización de la explotación agrícola, necesaria para aprovechar los episodios de precipitaciones. Las tecnologías más simples, como la agricultura dependiente de la escorrentía, seguirán siendo inherentemente arriesgadas, especialmente en regímenes de precipitaciones más erráticos. Además, seguirán requiriendo una gran mano de obra.

Los responsables de las políticas tendrán que evaluar exactamente las contribuciones relativas de la producción de secano y la producción de regadío en el plano nacional. Si la producción de secano se puede estabilizar mediante la mejora del almacenamiento de humedad en el suelo, las circunstancias físicas y socioeconómicas en las cuales ello puede tener lugar tendrán que ser objeto de identificación y definición inequívocas. Los méritos respectivos de las inversiones de baja intensidad en ISPA en los sistemas de secano extensivos y las inversiones de gran intensidad localizadas en sistemas de regadío al completo tendrán que ser sometidos a una evaluación socioeconómica en detalle y comparados con los objetivos de desarrollo.

En lo que respecta a las instituciones, es necesario reorganizar y reforzar los servicios de asesoramiento a los agricultores que dependen de la agricultura de secano y renovar los esfuerzos dirigidos a fomentar el aseguramiento de los cultivos por parte de agricultores en pequeña escala. Habrá que realizar, asimismo, un análisis en mayor detalle de los regímenes de precipitaciones y del déficit de humedad en el suelo para estabilizar la producción de los sistemas de secano existentes sometidos a los efectos del cambio climático.

Sistemas de cultivo de regadío

El área total equipada para el regadío en todo el mundo supera en la actualidad los 300 millones de ha6, y se calcula que el área total cultivada es mayor debido a la doble y triple cosecha. La mayor parte del desarrollo del riego ha tenido lugar en Asia, donde la producción de arroz se practica en unos 80 millones de ha y el rendimiento asciende, en promedio, a 5 t/ha (frente a las 2,3 t/ha resultantes de los 54 millones de ha de arroz cultivado en tierras bajas de secano). A diferencia de ello, la agricultura de regadío en África se practica en solamente el 4% de las tierras cultivadas debido, principalmente, a la carencia de inversiones económicas.

El riego es una plataforma muy empleada para la intensificación porque ofrece un punto en el que concentrar los insumos. No obstante, la sostenibilidad de tal intensificación dependerá del lugar de toma de agua y de la adopción de enfoques ecosistémicos, como la conservación del suelo, el empleo de variedades mejoradas y el manejo integrado de plagas, que constituyen la base de la ISPA. La uniformidad de la distribución y la eficiencia de aplicación del riego varían según la técnica empleada para suministrar agua, el tipo y la inclinación del suelo (y, lo que es más importante, su capacidad de infiltración) y la calidad de la gestión.

El riego de superficie mediante tablares, compartimentos o surcos suele ser menos eficiente y menos uniforme que el riego con presión (aspersores, goteo y cinta de goteo, por ejemplo). El microrriego se ha considerado una solución técnica al bajo rendimiento del riego de los campos, así como un medio para ahorrar agua. A pesar de los elevados gastos de capital que conlleva, es adoptado de manera creciente por los horticultores comerciales en países tanto desarrollados como en desarrollo.

El riego deficitario y variantes como el riego deficitario regulado (RDR) son cada vez más empleados en la producción comercial de árboles frutales y en algunos cultivos que responden positivamente al estrés hídrico controlado en fases críticas de crecimiento. El RDR suele practicarse junto con el microrriego y la fertirrigación, en la cual se aplican fertilizantes, en el microrriego, directamente a la región en la que crecen la mayor parte de las raíces de las plantas. Esta práctica se ha adaptado al riego por surcos, más simple, en China. Los beneficios en cuanto a la reducción del agua empleada son obvios, pero solamente se harán realidad si el suministro de agua es muy fiable.

El riego de precisión basado en los conocimientos que permite a los agricultores aplicar agua de manera fiable y flexible, constituirá una importante plataforma para la ISPA. Los sistemas automatizados se han puesto a prueba empleando tanto aspersores de cobertura permanente como el microrriego, los cuales suponen el empleo de la detección de la humedad del suelo y la temperatura de la cubierta de los cultivos para definir la profundidad a la que se debe aplicar el riego en diferentes zonas del campo. El riego de precisión y la aplicación de fertilizante de precisión a través del agua de riego constituyen posibilidades futuras para los cultivos y la horticultura, pero conllevan problemas potenciales. Las simulaciones realizadas por ordenador recientemente indican que, en la horticultura, la gestión de las sales es un factor crítico para la sostenibilidad.

La economía de la agricultura de regadío es importante. La utilización de técnicas de aspersión o microrriego, así como la automatización de la distribución del riego de superficie, supone un gasto de capital y presupuestos operativos a largo plazo. Las pistolas de aspersión son una de las opciones que requieren menos capital para la cobertura de una zona extensa con riego con presión, pero suelen suponer unos elevados gastos de funcionamiento. Otros sistemas de riego con presión suponen unos elevados costos de capital y, sin el apoyo de las subvenciones a la producción, son inadecuados para sistemas de cultivo en pequeña escala.

La prestación de servicios de muchos sistemas de riego públicos no es óptima debido a las deficiencias existentes en su diseño, mantenimiento y gestión. Existe un margen considerable para modernizar los sistemas y su gestión tanto mediante una reforma institucional como mediante la separación de la prestación de servicios de riego de la supervisión y reglamentación más amplias de los recursos hídricos.

El drenaje es un complemento fundamental del riego que, sin embargo, es ignorado a menudo, especialmente cuando la capa freática es poco profunda y la salinidad del suelo constituye un factor limitante. Será necesario realizar inversiones en drenaje para mejorar la productividad y la sostenibilidad de los sistemas de riego y garantizar la buena gestión de los insumos agrícolas. Sin embargo, cuanto mejor es el drenaje, mayor es el riesgo de exportación de agentes contaminantes, lo que ocasiona la degradación de los cauces fluviales y los ecosistemas acuáticos conexos.

El cultivo protegido, normalmente en instalaciones de sombra, es cada vez más popular en muchos países, como China y la India, principalmente en la producción de frutas, hortalizas y flores. A largo plazo, los sistemas productivos de ciclo cerrado muy intensivos que emplean el riego convencional o cultivos hidropónicos y aeropónicos serán cada vez más comunes, especialmente en las zonas periurbanas con fuertes mercados y una creciente escasez de agua.

El empleo de agua para el riego reduce el caudal fluvial, modifica su ciclo y fomenta la aparición de problemas como la proliferación de algas tóxicas. Además, tiene efectos secundarios como la salinización y la contaminación por nutrientes y plaguicidas de los cursos y las masas de agua. Existen otras contrapartidas ambientales de los sistemas de regadío: los arrozales captan una mayor cantidad de materia orgánica que el suelo seco y generan menos escorrentía de nitrato y menos emisiones de óxido nitroso (N2O).Por contraposición, generan emisiones relativamente elevadas de metano (3-10% de las emisiones mundiales) y amoníaco.

Los cultivos suelen emplear menos del 50% del agua de riego que reciben y los sistemas de riego que se encuentran en una cuenca fluvial asignada plena o excesivamente suelen tener una eficiencia reducida. En términos contables, es necesario determinar la cantidad de agua agotada tanto en beneficio de los cultivos como sin resultados productivos. El agotamiento beneficioso por los cultivos —evapotranspiración— es el objetivo del riego: idealmente, la transpiración sería la responsable del agotamiento y la evaporación en la superficie del suelo y del agua sería nula. Existe cierto margen para mejorar la productividad del agua mediante la reducción de las pérdidas por evaporación no productiva.

Las mejoras del nivel de la cuenca en la productividad hídrica se centran en la reducción al mínimo del agotamiento no beneficioso7. No obstante, los efectos río abajo del incremento del agotamiento hídrico para la agricultura no son neutrales: se ha constatado que la escorrentía anual de las zonas de captación río arriba “mejoradas” que han adoptado la captación extensiva de agua en zonas de la India peninsular se ha reducido considerablement8.

La gestión del agua es un factor clave para reducir al mínimo la pérdida y la exportación de nitrógeno de las explotaciones agrícolas. En suelos de drenaje libre la nitrificación se interrumpe parcialmente y ello resulta en la emisión de N2O, mientras que en condiciones (anóxicas) de saturación los compuestos de amonio y la urea se convierten parcialmente en amoníaco, normalmente en el cultivo de arroz. Por lo tanto, se puede emitir urea a la atmósfera porque tanto el amoníaco como el N2O se liberan durante los ciclos de humedecimiento y secado del riego. Para su absorción en las raíces el N debe estar en forma de nitrato, pero en disolución puede trasladarse a cualquier parte. Se están elaborando diversos compuestos de fertilizantes de liberación lenta y protegida para diferentes situaciones (véase el Capítulo 3, La salud del suelo).

La dinámica de la movilización y el movimiento de los fosfatos en drenajes y cursos de agua es compleja. La exportación de fosfato en la agricultura puede ocurrir en sistemas de regadío si se emplea un caudal erosivo en el riego por surcos o si los suelos sódicos se dispersan. El fosfato y, en menor medida, el nitrato pueden ser atrapados por franjas de protección ubicadas en los límites de los campos y a lo largo de los ríos, lo que impide que lleguen a los cursos de agua. Por ello, la combinación de una buena gestión del riego, el reciclaje del agua tras el riego y la incorporación de fosfato al suelo puede eliminar prácticamente la exportación del fosfato de las tierras irrigadas.

La sostenibilidad de la agricultura de regadío intensificada depende de la reducción al mínimo de las repercusiones externas fuera de la explotación agrícola, como la salinización y la exportación de agentes contaminantes, y del mantenimiento de la salud del suelo y las condiciones necesarias para el cultivo. Ello debería constituir el foco principal de las prácticas, las tecnologías y la toma de decisiones en el ámbito de la explotación agrícola, y refuerza la necesidad de dar cuenta del agotamiento de agua, de distribuir mejor el agua en los planos de la cuenca y la zona de captación y de comprender mejor las interacciones hidrológicas existentes entre los diferentes sistemas productivos.

Hoja de datos
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HOJA DE DATOS No4
Gestión del agua: tecnologías que permiten ahorrar y crecer
  • Captación del agua de lluvia en el Sahel
  • Riego deficitario para elevar la producción y obtener ganancias netas máximas
  • Riego complementario en las tierras áridas de secano
  • Múltiples usos de los sistemas hídricos

El camino por recorrer

La agricultura sostenible en tierras de regadío —y también en los diversos sistemas productivos de secano y secano mejorado— supone contrapartidas en el uso de la tierra, el reparto de agua en el sentido más amplio y el mantenimiento de los servicios ecosistémicos de apoyo. Estas contrapartidas son cada vez más complejas y revisten importancia social, económica y política.

La gobernanza general de las asignaciones de tierras y agua influirá considerablemente en la escala de las inversiones a largo plazo en la ISPA de regadío, especialmente dados los elevados costos de capital e insumos asociados con la producción de regadío. La demanda de agua de otros sectores económicos y otros servicios ambientales e instalaciones continuará aumentando. A la hora de gestionar el agua en la agricultura habrá que hacer frente a una menor cantidad de agua disponible por hectárea de tierra y, además, habrá que internalizar el costo de la contaminación generada por las tierras agrícolas.

En cuanto a las políticas, la naturaleza de la agricultura está cambiando en muchos países a medida que se acelera el ritmo de la emigración rural y la urbanización. Los incentivos en materia de políticas que se centran en las repercusiones externas ambientales más urgentes, al tiempo que aprovechan la motivación de los agricultores por conseguir beneficios, tienen mayores posibilidades de tener éxito.

En los casos en que la contaminación por productos agroquímicos de los ríos y ecosistemas acuáticos ha alcanzado un punto crítico, por ejemplo, la prohibición del uso de productos químicos peligrosos podría ir acompañada de medidas para incrementar los precios de los fertilizantes, proporcionar a los agricultores asesoramiento objetivo sobre las dosis requeridas y eliminar los incentivos perjudiciales que animan a aplicar fertilizante en cantidad excesiva. Las medidas de seguimiento podrían promover la gestión a un nivel “necesario o recomendado” y buscar enfoques alternativos para incrementar la productividad con un empleo más modesto de insumos externos. En ese caso se necesitarían mayores inversiones públicas para mejorar el seguimiento de las condiciones ecosistémicas.

En el futuro, la tecnología de fertirrigación (incluido el uso de fertilizantes líquidos), el riego deficitario y la reutilización de las aguas residuales estarán mejor integrados en los sistemas de riego. Si bien la introducción de una nueva técnica en los sistemas de cultivo de regadío conlleva unos elevados costos iniciales y requiere disposiciones institucionales para su funcionamiento y mantenimiento, en la actualidad el riego de precisión se emplea en todo el mundo. Los agricultores de países en desarrollo ya están adoptando los sistemas de riego por goteo de baja presión donde existen mercados especializados, como la horticultura. Además, es probable que aumente la disponibilidad de productos moldeados y de revestimiento de plástico para la plasticultura. Sin embargo, la adopción a gran escala de alternativas como las tecnologías solares o la eliminación de técnicas contaminantes necesitarán el respaldo de medidas reglamentarias y la garantía de su cumplimiento efectivo.

Las deficiencias en la gobernanza de algunas inversiones en regadío han dado lugar a irregularidades financieras en los fondos de capital, a la búsqueda de beneficios en la gestión y el funcionamiento y a la mala coordinación entre los organismos responsables de prestar servicios de riego a los agricultores. Se necesitan enfoques innovadores para mejorar los marcos institucionales que promueven el desarrollo agrícola e hídrico y que, al mismo tiempo, protegen el medio ambiente. Sigue existiendo un margen considerable para aprovechar y aprender de las iniciativas locales en el desarrollo institucional, para gestionar las repercusiones externas de la intensificación y para reducir o evitar los costos de transacción. Las soluciones requerirán, probablemente, más conocimientos que tecnologías.

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Fuentes

1. IIASA/FAO. 2010. Global agro-ecological zones (GAEZ v3.0). Laxenburg, Austria, IIASA y Roma, FAO.

2. French, R.J. y Schultz, J.E. 1984. Water use efficiency of wheat in a Mediterranean type environment. I: The relation between yield, water use and climate. Australian Journal of Agricultural Research, 35(6): 743–764.

3. Sadras, V.O. y Angus, J.F. 2006. Benchmarking water use efficiency of rainfed wheat in dry environments. Australian Journal of Agricultural Research, 57: 847–856.

4. PNUD. 2006. Informe de desarrollo humano 2006. Nueva York, EE.UU.

5. Wani, S.P., Rockstrom, J. y Oweis, T., eds. 2009. Rainfed agriculture: Unlocking the potential. Comprehensive Assessment of Water Management in Agriculture 7. Wallingford, Reino Unido, CABI Publishing.

6. FAO. 2011. Base de datos estadísticos AQUASTAT (www.fao. org/nr/water/aquastat/main/ index.stm).

7. Perry, C., Steduto, P., Allen, R. y Burt, C. 2009. Increasing productivity in irrigated agriculture: Agronomic constraints and hydrological realities. Agricultural Water Management, 96(2009): 1517– 1524.

8. Batchelor, C., Singh, A., Rama Rao, M.S. y Butterworth, J. 2005. Mitigating the potential unintended impacts of water harvesting. Reino Unido, Department for International Development.

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o por medio del catálogo en línea de la FAO: www.fao.org/icatalog/inter-s.htm

5. Gestión del agua

La intensificación sostenible requiere tecnologías de irrigación más inteligentes, de precisión, y prácticas agrícolas que utilicen enfoques ecosistémicos para conservar el agua.

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