El uso de agua en los cultivos de arroz podría reducirse hasta un 54 % sin comprometer el rendimiento

Un estudio para optimizar el uso de agua en los cultivos de arroz, uno de los sectores con mayor huella hídrica en el mundo y que en Colombia emplea entre 2.500 y 3.400 litros de agua por kilo del grano, demostró que existen métodos de riesgo capaces de reducir de un 43 % a un 53 % la cantidad de este recurso necesario para su producción.

Jenniffer Carolina Triana Martínez, estudiante del Doctorado en Ingeniería - Automática en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, utilizando modelos de aprendizaje automático (Machine Learning) y junto a otros datos, delimitó estrategias de riego según las características de los lotes productivos. El profesor Andrés Marino Álvarez Meza ha jugado un papel crucial, brindando apoyo académico y orientando el desarrollo de estas técnicas que podrían adaptar el cultivo de arroz ante los crecientes desafíos del cambio climático y el ahorro de agua en la agricultura.

El proyecto RiceClimaRemote reveló que la implementación del sistema de Riego por Múltiples Entradas (MIRI) en el cultivo de arroz puede reducir significativamente el consumo de agua. Este sistema permite una distribución más eficiente al irrigar por zonas específicas, lo que significa que el agua se aplica solo donde es necesaria. En comparación, el riego en cascada (CD), usado tradicionalmente, distribuye el agua de manera continua y uniforme a lo largo del campo, lo que puede llevar a un consumo excesivo y no siempre eficiente.

Para el estudio se realizaron dos ciclos de pruebas: un primer ciclo en el segundo semestre de 2021, que consistió en una prueba inicial para ver cómo las plantas respondían a diferentes técnicas de riego, utilizando drones y sensores para monitorear su salud. El segundo ciclo, durante 2022, ajustó y mejoró estas técnicas basándose en los resultados del primer ciclo, continuando con el monitoreo de los cultivos. Estos ciclos permitieron identificar la mejor forma de usar el agua de manera más eficiente y aumentar la productividad del arroz.

Los estudios demostraron que MIRI disminuye el uso de agua en un 54 % durante el primer ciclo de cultivo y en un 35% durante el segundo, en comparación con el riego tradicional en cascada. Además, al combinar MIRI con el método de riego alternado seco-húmedo, que consiste en alternar periodos de riego y secado en los campos, se lograron ahorros adicionales del 48 % y 43 % en los ciclos uno y dos, respectivamente, sin afectar el rendimiento de las cosechas.

Innovaciones en sistemas de riego

Uno de los logros más destacados del proyecto fue la implementación de nuevos sistemas de riego, especialmente el MIRI, que no solo reduce el uso de agua, sino que también mantiene altos niveles de productividad en los cultivos. La productividad del agua en el estudio osciló entre 0,67 kg/m³ con métodos tradicionales y 1,07 kg/m³ y 1,24 kg/m³ con el uso de MIRI, lo que demuestra su eficiencia en la optimización del uso de agua. En comparación, los métodos tradicionales de riego en cascada mostraron la productividad más baja y fueron menos eficientes en términos de distribución del agua.

El estudio reveló que no hubo diferencias significativas en el rendimiento de los granos entre las diferentes técnicas de riego, lo que refuerza la viabilidad de implementar estos sistemas de ahorro de agua. Aunque la biomasa seca mostró variaciones, con MIRI obteniendo los valores más bajos en el ciclo 1 y el riego en cascada en el ciclo 2, el impacto en la producción final no fue relevante.

Los índices de clorofila y vegetación no presentaron diferencias significativas en el ciclo 1; sin embargo, en el ciclo 2, los índices se alinearon con las tendencias de la biomasa. Es destacable que MIRI mostró la menor variabilidad en estos índices, mientras que el riego en cascada presentó la mayor, atribuida a la distribución desigual del agua.

Estos resultados son particularmente relevantes para los pequeños agricultores, quienes podrán optimizar el uso del agua en sus cultivos sin afectar el rendimiento de sus cosechas. Los métodos de programación de riego, basados en el monitoreo visual de la humedad del suelo, se perfilan como una estrategia efectiva para promover prácticas agrícolas más sostenibles.

Capacitación y conciencia en el campo

Los talleres interactivos y las jornadas de campo fueron componentes esenciales del proyecto, brindando tanto a agricultores como a investigadores la oportunidad de comprender la importancia de adoptar estos nuevos métodos de riego. En un total de cinco talleres entre 2021 y 2023, junto con varias visitas al sitio, más de 350 participantes se involucraron con expertos del centro de investigación Nataima de AGROSAVIA. Estos talleres no solo ofrecieron capacitación práctica, sino que también fomentaron una mayor conciencia sobre cómo el cambio climático está reformulando las prácticas agrícolas, especialmente en el cultivo de arroz.

Un evento clave fue una jornada de campo sobre sistemas de riego innovadores, realizada en abril de 2023. Durante esta actividad, los participantes pudieron observar de primera mano los beneficios del riego por múltiples entradas y el riego alternado seco-húmedo, así como la implementación de sistemas de monitoreo del suelo para optimizar el uso de agua. Estas innovaciones son esenciales para enfrentar los desafíos agrícolas que trae la variabilidad climática.

Tolima: un modelo de agricultura resiliente

Los hallazgos del proyecto RiceClimaRemote demuestran que el cultivo de arroz no necesita depender de métodos obsoletos y altamente consumidores de agua. La exitosa aplicación de la técnica MIRI destaca cómo las prácticas agrícolas innovadoras pueden conservar recursos hídricos esenciales mientras aseguran altos rendimientos. Esto proporciona un modelo que no solo puede replicarse en otras regiones de Colombia, sino también en otros países afectados por la crisis climática.

Con estos descubrimientos, la región del Tolima se está posicionando como un referente en la investigación y aplicación de prácticas agrícolas adaptativas, lo que podría contribuir significativamente a la resiliencia del sector agrícola frente a las amenazas del cambio climático.

Este proyecto es desarrollado en el centro de investigación Nataima de AGROSAVIA en convenio con la Universidad de Ibagué y financiado por el Gobierno Flamenco a través de ILVO, el Instituto de Investigación de Agricultura, Pesca y Alimentación de Flandes, Bélgica, culminó el 13 de septiembre de 2023.