Detección de estrés temprano en cultivos con un enfoque basado en la planta

Situación actual

La papa es un cultivo indispensable para garantizar la seguridad alimentaria a nivel mundial siendo el tercer cultivo de consumo directo más producido. Sin embargo, su producción se está viendo afectada por el incremento de las temperaturas y sequías causadas por el calentamiento global. La costa peruana es la región del país con mayor rendimiento de este cultivo, pero también es la zona del país que viene siendo afectada por el incremento de temperaturas y por tanto mayor pérdida de agua por evaporación. Esta situación genera la urgencia de optimizar el uso del agua mediante un riego apropiado que permita su ahorro. Por ello, la ciencia sigue buscando métodos para medir, con mucha precisión, cuándo un cultivo necesita agua y cuándo no.

De esta manera, la medición de la temperatura de las hojas se perfila como una técnica indicada, ya que depende de un proceso fisiológico de apertura o cierre de las estomas (proceso difusivo de vapor de agua). Es decir, la temperatura de las hojas es una variable muy importante para definir el estado hídrico del cultivo. En ese sentido, el Centro Internacional de la Papa (CIP) ha ejecutado un proyecto que, a través de ensayos experimentales en campos de cultivo, ha logrado definir el momento oportuno para el riego y logrando inclusive mayores rendimientos de cultivo cuando los umbrales de riego son combinados con riego por goteo. Cabe resaltar que la variedad de papa a usada en este proyecto fue UNICA (código CIP N° 392797.22) material con resistencia al calor y virus.

¿Qué buscamos con este proyecto?

El proyecto tiene como finalidad crear las bases de un soporte de decisión para el riego. Para dicho fin se establecieron umbrales fisiológicos relacionados con el comportamiento de las estomas relacionadas a un índice de estrés hídrico de cultivo (CWSI) basado en la temperatura de las hojas obtenida a través de termografía infrarroja. Para ello se desarrollará un software de procesamiento de imágenes térmicas y visibles para la determinación de la temperatura de las hojas (follaje) y así determinar umbrales de CWSI adecuado a las condiciones de la costa peruana. Todo esto con el objetivo de monitorear campos de cultivo (escala de planta) con fines de riego. Finalmente, se implementó un modelo matemático de crecimiento del cultivo bajo restricciones hídricas, el cual fue parametrizado y calibrado a las condiciones de la costa peruana.

¿Cómo lo haremos?

Realizamos cuatro ensayos experimentales de campo. Tres primeros ensayos fueron llevados a cabo en la estación experimental La Molina del CIP y un último en el campo experimental de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM). La ubicación de los ensayos en dichas áreas permitirá una evaluación cercana al Laboratorio de Ecofisiológia de Cultivos y Modelación del CIP lo que facilitó el procesamiento de las muestras, la instalación del experimento, y el traslado del equipo sofisticado para las evaluaciones periódicas de las variables fisiológicas.

Logros principales

• El establecimiento de un valor umbral de índice de estrés hídrico del cultivo (CWSI) para el riego de papa, el cual ha sido determinado en 0.4 (valores de 0 y 1 de CWSI significan mínimo y máximo estrés hídrico respectivamente). Esto es, si regamos cuando el cultivo muestra valores promedios menores de 0.4 de CWSI garantizaremos un rendimiento de tubérculo mayor de 30 t/ha.
• El uso de dicho umbral de riego ha permitido el ahorro promedio de aproximadamente 450 y 600 m3 por hectárea de agua total utilizada bajo riego por goteo y gravedad respectivamente, si los comparamos con riegos convencionales en ambos sistemas de riego.
• La determinación de que el riego por goteo permite lograr inclusive un mayor rendimiento (alcanzando hasta 50 t/ha) que el riego por gravedad con un ahorro total de agua de aproximadamente 1.600 m3 por hectárea. Los resultados del proyecto enfatizan el uso de CWSI y su umbral de 0.4, así como el riego tecnificado en conjunto a futuro en el cultivo de papa en la costa peruana, lo cual permitirá una optimización del recurso hídrico.