Resumen

Se propone un modelo que permita establecer fácilmente los requerimientos hídricos de las especies forestales y los requerimientos de riesgo en caso de las especies productivas, que requiera pocos parámetros climáticos y de las especies en cuestión sin perder en eficacia. Como ejemplo se utilizan datos reportados en artículos del cultivo de cacao. Este modelo puede guiar la gestión de los recursos forestales en general y de las explotaciones forestales en particular.

Introducción

El objetivo de este proyecto es plantear un modelo que permita calcular los requerimiento hídricos de especies forestales aprovechables en Suramérica según los volúmenes de precipitación y conociendo por ejemplo. Puesto que la demanda hídrica depende de la edad y el estado de los individuos, vamos a aplicarlo a individuos maduros y aún productivos (lejos de la senescencia).

Establecer los requerimientos hídricos de las especies forestales es fundamental para el buen desarrollo de especies productivas pues de éste dependen los requerimientos de riego. Además el requerimiento hídrico es indicador de las capacidades de supervivencia y desarrollo de las especies a condiciones ambientales puntuales. Por lo tanto, conocer los requerimientos hídricos de especies forestales permite definir las prácticas de riego a los productores forestales, como las prácticas de gestión a los profesionales en relación con la conservación y restauración de los recursos naturales y la previsión de riesgos.

Las relaciones entre los parámetros bióticos y abióticos que impactan los requerimientos hídricos de los árboles y las ecuaciones asociadas han sido ampliamente estudiadas y están establecidas. Al incluirlas en un modelo, la compresión de estas relaciones se harás más evidente y fácil de comprender además de permitir visualizar la evolución de los diferentes parámetros en función de la modificación de alguno de estos últimos.

En vista de la imposibilidad de tomar datos reales se trabajará principalmente en el modelo teórico y se harán ensayos con datos teóricos promedios publicados de especies forestales productivas como el cacao.

Desarrollo

Las necesidades hídricas de un cultivo dependen de los aportes hídricos (precipitación efectiva y/o riego) y las pérdidas por evapotranspiración. La evapotranspiración de un cultivo corresponde a la suma de la salida de agua del sistema (el cultivo) en forma de vapor desde el suelo por “evaporación” y desde las plantas por transpiración. La evapotranspiración, o más precisamente la demanda evaporativa, de un cultivo depende de parámetros meteorológicos puntuales del sitio del cultivo en un tiempo dado (Allen et al 1998). Así cuando la radiación, la temperatura y la velocidad del viento aumentan la evapotranspiración también, mientras que cuando la humedad relativa aumenta la evapotranspiración disminuye. El tipo de cultivo (la especie con sus rasgos ecofisiológicos, las características del dosel, edad , estado fitosanitario) y la humedad del suelo determinan el nivel en que esta demanda evaporativa será satisfecha y por lo tanto determinan también la evapotranspiración (López-López, R. et al. 2013). La humedad del suelo depende de cantidad de parámetros (magnitud y frecuencia del aporte hídrico, tipo de suelo, compactación, profundidad…) pero por facilidad del diagrama causal y la necesidad de datos reales puntuales sólo se presenta la influencia de la precipitación.

Puesto que la obtención de todos los datos ambientales para un cultivo y un sitio particular es complicado, en la práctica se utiliza con frecuencia el coeficiente único de cultivo (Kc)para el cálculo de los requerimientos hídricos y, entre otros, la planeación de riego (Allen et al 1998). El coeficiente de cultivo es el el cociente entre la evapotranspiración del cultivo de interés (ETc) y la evapotranspiración de referencia (ETo). En otras palabras, el coeficiente de cultivo integra las características de la especie y de la superficie del cultivo que hacen que, bajo las mismas condiciones ambientales, la evapotranspiración del cultivo sea diferente de aquella de referencia. La evapotranspiración de referencia (ETo) se define como la perdida máxima de agua de un cultivo hipotético de pasto verde de 0,12 m, una resistencia de superficie de 70s/m, un albedo de 0,23 y sin estrés hídrico (López-López, R. et al. 2013) que son los parámetros que diferencian la evapotranspiración de un cultivo en particular a aquel de referencia.

El valor de Kc para una especie en particular, varía poco en función de clima y depende principalmente de las características del cultivo, lo que permite el uso de valores estándares de Kc para una especie y edad, en diferentes lugares y climas (Allen et al 1998). La evapotranspiración del cultivo se puede calcular mediante la ecuación 1 bajo condiciones estándares: ausencia de estrés hídrico o salino, densidad apropiada, buen estado fitopatológico (Allen et al 1998). Para el modelo suponemos entonces que se trata de un cultivo de cacao que cumple dichas condiciones y de adultos en edad de producción. El Kc tabulado de la FAO para un cultivo de cacao con estas características es 1,05 (Allen et al 1998). Por otro lado, el requerimiento hídrico depende de la precipitación efectiva (Pef ) que es la parte de la precipitación anual o estacional total (P) que es útil para la producción del cultivo (Allen et al 1998). El balance hídrico será entonces la diferencia entre la precipitación efectiva y la evapotranspiración, si hay un déficit (signo negativo) este requiere ser compensado por el riego para evitar el estrés hídrico.

Para correr el modelo se toman los datos de precipitación y de Evapotranspiración de referencia para Lebrija, municipio del Nororiente colombiano en una región productora de cacao. Los datos se toman en los aplicativos y documentos publicados por el Instituto colombiano de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM (Gómez-Blanco & Cadena 2018; IDEAM 2017). Así se pretende evaluar si en este municipio la siembra de cacao sería posible, con mínimo riego.

Modelo

En el modelo se presenta el balance hídrico como un nivel y la precipitación efectiva como un flujo (de agua ) que entrante y la evapotranspiración del cultivo como un flujo de agua que sale. La precipitación mensual y la evapotranspiración de referencia (Eo) mensual son variables auxiliares que se estiman a partir de tablas de datos reales medidos para la zona de Lebrija. Para esto , y utilizando el software Vensim de uso libre apra estudianes y la academia , es necesario incluir la variables Time correspondiente a los 12 meses del año.

Al simular el modelo se observa que en Lebrija, pese a los dos picos de precipitación (Marzo a Mayo y Noviembre) y una evapotranspiración del cultivo de cacao estable salvo una disminución en julio, el balance hídrico de un cultivo de caco sería negativo a lo largo del año. Por lo tanto requeriría de riego durante todo el año para evitar el estrés hídrico.

Conclusiones

Por medio de un modelo sencillo es posible evaluar el balance hídrico y los requerimientos mensuales de riego siempre y cuando se cuenten con datos meteorológicos (precipitación) y agronómicos básicos (coeficiente de cultivo, evapotranspiración de referencia) para el sitio y la especie de estudio.

Al aplicar dicho modelo en un hipotético cultivo de cacao en la zona de Lebrija en el Nor Este colombiano se observó que se requeriría de riego a lo largo del año, por ende el cultivo de cacao no sería recomendable en dicho municipio.

(*) Puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor

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