Riego

El riego o irrigación es el proceso agrícola de aplicar cantidades controladas de agua a la tierra para ayudar en la producción de cultivos, así como para cultivar plantas de paisaje y césped, donde se le conoce como riego. La agricultura que no utiliza riego sino que depende únicamente de la lluvia directa se denomina de secano. El riego ha sido una característica central de la agricultura durante más de 5000 años y ha sido desarrollado de forma independiente por muchas culturas en todo el mundo.

El riego ayuda a cultivar cultivos agrícolas, mantener los paisajes y revegetar suelos alterados en áreas secas y durante períodos de precipitaciones inferiores a la media. El riego también tiene otros usos en la producción de cultivos, incluida la protección contra heladas, la supresión del crecimiento de malezas en los campos de cereales y la prevención de la consolidación del suelo. Los sistemas de riego también se utilizan para enfriar el ganado, suprimir el polvo, eliminar aguas residuales y en la minería. El riego a menudo se estudia junto con el drenaje, que es la extracción de agua superficial y subterránea de un lugar determinado.

Hay varios tipos de riego. El microrriego utiliza menos presión y flujo de agua que el riego por aspersión. El riego por goteo gotea en la zona de la raíz.

Historia

La investigación arqueológica ha encontrado evidencia de riego en áreas que carecen de suficiente lluvia natural para apoyar los cultivos para la agricultura de secano. El primer uso conocido de la tecnología data del sexto milenio a. C. en Juzistán, en el suroeste del actual Irán.

El riego se utilizó como medio de manipulación del agua en las llanuras aluviales de la civilización del valle del Indo, cuya aplicación se estima que comenzó alrededor del 4500 a. C. y aumentó drásticamente el tamaño y la prosperidad de sus asentamientos agrícolas. La civilización del valle del Indo desarrolló sofisticados sistemas de riego y almacenamiento de agua, incluidos depósitos artificiales en Girnar que datan del 3000 a. C., y un sistema de riego de canal temprano de c. 2600 a. Se practicaba la agricultura a gran escala, con una extensa red de canales utilizados con fines de riego.

Los agricultores de la llanura de Mesopotamia utilizaron el riego desde al menos el tercer milenio a. C. Desarrollaron el riego perenne, regando regularmente los cultivos a lo largo de la temporada de crecimiento mediante la persuasión del agua a través de una matriz de pequeños canales formados en el campo. Los antiguos egipcios practicaban el riego por cuenca utilizando las crecidas del Nilo para inundar terrenos que habían estado rodeados por diques. El agua de la inundación permaneció hasta que el sedimento fértil se asentó antes de que los ingenieros devolvieran el excedente al curso de agua.Existe evidencia del antiguo faraón egipcio Amenemhet III en la duodécima dinastía (alrededor de 1800 a. C.) utilizando el lago natural del Oasis de Faiyum como depósito para almacenar excedentes de agua para su uso durante las estaciones secas. El lago se hinchaba anualmente por la inundación del Nilo.

Los antiguos nubios desarrollaron una forma de riego mediante el uso de un dispositivo similar a una rueda hidráulica llamado sakia. El riego comenzó en Nubia en algún momento entre el tercer y segundo milenio a. Dependía en gran medida de las aguas de inundación que fluirían a través del río Nilo y otros ríos en lo que ahora es Sudán.

En el África subsahariana, el riego llegó a las culturas y civilizaciones de la región del río Níger en el primer o segundo milenio a. C. y se basaba en las inundaciones de la temporada de lluvias y la recolección de agua.

Hay evidencia de riego en terrazas en la América precolombina, Siria temprana, India y China. En el Valle de Zana de la Cordillera de los Andes en Perú, los arqueólogos han encontrado restos de tres canales de riego con fecha de radiocarbono del cuarto milenio a. C., el tercer milenio a. C. y el siglo IX d. Estos canales proporcionan el registro más antiguo de riego en el Nuevo Mundo. Se encontraron rastros de un canal que posiblemente data del quinto milenio a. C. debajo del canal del cuarto milenio.

La antigua Persia (actual Irán) utilizó el riego desde el sexto milenio a. C. para cultivar cebada en áreas con precipitaciones naturales insuficientes. Los Qanats, desarrollados en la antigua Persia alrededor del año 800 a. C., se encuentran entre los métodos de riego más antiguos que se conocen y que todavía se usan en la actualidad. Ahora se encuentran en Asia, Medio Oriente y África del Norte. El sistema comprende una red de pozos verticales y túneles de pendiente suave excavados en los lados de los acantilados y de las colinas empinadas para extraer agua subterránea. La noria, una rueda de agua con vasijas de barro alrededor del borde impulsada por el flujo de la corriente (o por animales donde la fuente de agua todavía estaba), comenzó a usarse por primera vez en esta época entre los colonos romanos en el norte de África. Hacia el año 150 a. C., las ollas estaban equipadas con válvulas para permitir un llenado más suave a medida que se las empujaba al agua.

Sri Lanka

Las obras de riego de la antigua Sri Lanka, las primeras que datan de alrededor del año 300 a. C. durante el reinado del rey Pandukabhaya, y en continuo desarrollo durante los siguientes mil años, fueron uno de los sistemas de riego más complejos del mundo antiguo. Además de los canales subterráneos, los cingaleses fueron los primeros en construir embalses completamente artificiales para almacenar agua. Estos embalses y sistemas de canales se utilizaron principalmente para regar los arrozales, que requieren mucha agua para cultivar. La mayoría de estos sistemas de riego todavía existen sin daños hasta ahora, en Anuradhapura y Polonnaruwa, debido a la ingeniería avanzada y precisa. El sistema se restauró ampliamente y se amplió aún más durante el reinado del rey Parakrama Bahu (1153-1186 d. C.).

Porcelana

Los ingenieros hidráulicos más antiguos conocidos de China fueron Sunshu Ao (siglo VI a. C.) del período de Primavera y Otoño y Ximen Bao (siglo V a. C.) del período de los Reinos Combatientes, quienes trabajaron en grandes proyectos de irrigación. En la región de Sichuan perteneciente al estado de Qin de la antigua China, el sistema de riego Dujiangyan ideado por el hidrólogo e ingeniero de riego chino de Qin, Li Bing, se construyó en el año 256 a. C. para regar una vasta área de tierras de cultivo que aún hoy suministra agua. En el siglo II d. C., durante la dinastía Han, los chinos también usaban bombas de cadena que elevaban el agua de una elevación más baja a una más alta. Estos fueron impulsados ​​​​por pedales manuales, ruedas hidráulicas o ruedas mecánicas giratorias tiradas por bueyes.El agua se utilizó para obras públicas, proporcionando agua para barrios residenciales urbanos y jardines de palacio, pero principalmente para el riego de canales de tierras de cultivo y canales en los campos.

Corea

Corea, Jang Yeong-sil, un ingeniero coreano de la dinastía Joseon, bajo la dirección activa del rey Sejong el Grande, inventó el primer pluviómetro del mundo, uryanggye (coreano: 우량계) en 1441. Se instaló en tanques de riego. como parte de un sistema nacional para medir y recolectar lluvia para aplicaciones agrícolas. Con este instrumento, los planificadores y agricultores podrían hacer un mejor uso de la información recopilada en la encuesta.

Norteamérica

El sistema de canales de riego agrícola más antiguo conocido en el área de los Estados Unidos actuales data de entre 1200 a. C. y 800 a. C. y fue descubierto por Desert Archaeology, Inc. en Marana, Arizona (adyacente a Tucson) en 2009.El sistema de canales de riego es anterior a la cultura Hohokam por dos mil años y pertenece a una cultura no identificada. En América del Norte, los hohokam eran la única cultura conocida que dependía de los canales de riego para regar sus cultivos, y sus sistemas de riego sustentaban a la población más grande del suroeste hacia el año 1300 d. C. Los hohokam construyeron una variedad de canales simples combinados con presas en sus diversos actividades agrícolas. Entre los siglos VII y XIV, construyeron y mantuvieron extensas redes de riego a lo largo de los ríos Salt inferior y medio Gila que rivalizaban en complejidad con las utilizadas en el antiguo Cercano Oriente, Egipto y China. Estos se construyeron utilizando herramientas de excavación relativamente simples, sin el beneficio de tecnologías de ingeniería avanzadas, y lograron caídas de unos pocos pies por milla, equilibrando la erosión y la sedimentación. Los Hohokam cultivaban variedades de algodón, tabaco, maíz, frijoles y calabazas, además de cosechar una variedad de plantas silvestres. Al final de la secuencia cronológica de Hohokam, también utilizaron sistemas extensivos de cultivo de secano, principalmente para cultivar agave como alimento y fibra. Su dependencia de las estrategias agrícolas basadas en el riego por canales, vital en su ambiente desértico poco hospitalario y clima árido, proporcionó la base para la agregación de poblaciones rurales en centros urbanos estables.

Sudamerica

Los canales de riego más antiguos que se conocen en las Américas se encuentran en el desierto del norte de Perú en el valle de Zaña, cerca de la aldea de Nanchoc. Los canales han sido fechados por radiocarbono al menos en 3400 a. C. y posiblemente tan antiguos como 4700 a. C. Los canales en ese momento irrigaban cultivos como maní, calabaza, mandioca, quenópodos, un pariente de la quinua y más tarde maíz.

Extensión actual

En el año 2000, la tierra fértil total era de 2.788.000 km (689 millones de acres) y estaba equipada con infraestructura de riego en todo el mundo. Aproximadamente el 68% de esta área se encuentra en Asia, el 17% en las Américas, el 9% en Europa, el 5% en África y el 1% en Oceanía. Las mayores áreas contiguas de alta densidad de riego se encuentran:

• En el norte y este de la India y Pakistán a lo largo de los ríos Ganges e Indo
• En las cuencas de Hai He, Huang He y Yangtze en China
• A lo largo del río Nilo en Egipto y Sudán
• En la cuenca del río Mississippi-Missouri, las Grandes Llanuras del Sur y en partes de California en los Estados Unidos

Las áreas de riego más pequeñas se distribuyen en casi todas las partes pobladas del mundo.

Para 2012, el área de tierra irrigada había aumentado a un total estimado de 3 242 917 km (801 millones de acres), que es casi el tamaño de la India. El riego del 20% de las tierras de cultivo representa la producción del 40% de la producción de alimentos.

Tipos de riego

Hay varios métodos de riego. Varían en cómo se suministra el agua a las plantas. El objetivo es aplicar el agua a las plantas de la manera más uniforme posible, para que cada planta tenga la cantidad de agua que necesita, ni mucha ni poca. El riego también se puede entender si es complementario a la lluvia como sucede en muchas partes del mundo, o si es un ' riego completo ' en el que los cultivos rara vez dependen de alguna contribución de la lluvia. El riego completo es menos común y solo ocurre en paisajes áridos que experimentan muy poca lluvia o cuando los cultivos se cultivan en áreas semiáridas fuera de las estaciones lluviosas.

Riego superficial

El riego por superficie, también conocido como riego por gravedad, es la forma más antigua de riego y ha estado en uso durante miles de años. En los sistemas de riego de superficie (surco, inundación o cuenca a nivel), el agua se mueve a través de la superficie de un terreno agrícola para humedecerlo e infiltrarse en el suelo. El agua se mueve siguiendo la gravedad o la pendiente del terreno. El riego superficial se puede subdividir en riego por surcos, franjas fronterizas o cuencas. A menudo se le llama riego por inundación cuando el riego resulta en una inundación o casi inundación de la tierra cultivada. Históricamente, el riego superficial ha sido el método más común para regar tierras agrícolas y todavía se usa en la mayor parte del mundo.

Cuando los niveles de agua de la fuente de riego lo permiten, los niveles están controlados por diques, generalmente tapados por tierra. Esto se ve a menudo en campos de arroz en terrazas (arrozales), donde el método se usa para inundar o controlar el nivel de agua en cada campo distinto. En algunos casos, el agua es bombeada o levantada por fuerza humana o animal hasta el nivel de la tierra. La eficiencia de la aplicación de agua del riego superficial suele ser inferior a la de otras formas de riego.

El riego superficial incluso se usa para regar paisajes en ciertas áreas, por ejemplo, en Phoenix, Arizona y sus alrededores. El área regada está rodeada por una berma y el agua se entrega de acuerdo con un programa establecido por un distrito de riego local.

Microirrigación

El microrriego, a veces llamado riego localizado, riego de bajo volumen o riego por goteo, es un sistema en el que el agua se distribuye a baja presión a través de una red de tuberías, en un patrón predeterminado, y se aplica como una pequeña descarga a cada planta o adyacente a eso. El riego por goteo tradicional utiliza emisores individuales, el riego por goteo subterráneo (SDI), los microaspersores o microaspersores y el riego con miniburbujas pertenecen a esta categoría de métodos de riego.

Riego por goteo

El riego por goteo (o micro), también conocido como riego por goteo, funciona como su nombre indica. En este sistema, el agua se entrega en o cerca de la zona de raíces de las plantas, una gota a la vez. Este método puede ser el método de riego más eficiente en agua, si se maneja adecuadamente; la evaporación y la escorrentía se minimizan. La eficiencia del agua de campo del riego por goteo está típicamente en el rango de 80 a 90 por ciento cuando se maneja correctamente.

En la agricultura moderna, el riego por goteo a menudo se combina con mantillo plástico, lo que reduce aún más la evaporación y también es el medio de suministro de fertilizantes. El proceso se conoce como fertirrigación.

La percolación profunda, donde el agua se mueve por debajo de la zona de la raíz, puede ocurrir si un sistema de goteo funciona durante demasiado tiempo o si la tasa de distribución es demasiado alta. Los métodos de riego por goteo van desde los de muy alta tecnología y computarizados hasta los de baja tecnología y que requieren mucha mano de obra. Por lo general, se necesitan presiones de agua más bajas que para la mayoría de los otros tipos de sistemas, con la excepción de los sistemas de pivote central de baja energía y los sistemas de riego superficial, y el sistema puede diseñarse para uniformidad en todo el campo o para el suministro preciso de agua a plantas individuales en un jardín. que contiene una mezcla de especies de plantas. Aunque es difícil regular la presión en pendientes pronunciadas, se dispone de emisores compensadores de presión, por lo que el campo no tiene que estar nivelado. Las soluciones de alta tecnología involucran emisores calibrados con precisión ubicados a lo largo de líneas de tubería que se extienden desde un conjunto computarizado de válvulas.

Riego por aspersión

En el riego por aspersión o por aspersión, el agua se canaliza a una o más ubicaciones centrales dentro del campo y se distribuye mediante aspersores o pistolas de alta presión por aspersión. Un sistema que usa rociadores, rociadores o pistolas montadas sobre la cabeza en elevadores instalados permanentemente a menudo se denomina sistema de riego de conjunto sólido. Los aspersores de alta presión que giran se llaman rotores.y son impulsados ​​por una transmisión de bolas, transmisión por engranajes o mecanismo de impacto. Los rotores se pueden diseñar para girar en un círculo completo o parcial. Las pistolas son similares a los rotores, excepto que generalmente operan a presiones muy altas de 275 a 900 kPa (40 a 130 psi) y flujos de 3 a 76 L/s (50 a 1200 gal EE.UU./min), generalmente con diámetros de boquilla en el rango de 10 a 50 mm (0,5 a 1,9 in). Las pistolas se utilizan no solo para riego, sino también para aplicaciones industriales, como supresión de polvo y tala.

Los rociadores también se pueden montar en plataformas móviles conectadas a la fuente de agua mediante una manguera. Los sistemas de ruedas que se mueven automáticamente, conocidos como aspersores móviles, pueden regar áreas como pequeñas granjas, campos deportivos, parques, pastizales y cementerios sin supervisión. La mayoría de estos utilizan una longitud de tubería de polietileno enrollada en un tambor de acero. A medida que la tubería se enrolla en el tambor impulsado por el agua de riego o un pequeño motor de gasolina, el aspersor se desplaza por el campo. Cuando el rociador regresa al carrete, el sistema se apaga. Este tipo de sistema es conocido por la mayoría de la gente como un aspersor de riego móvil de "carrete de agua" y se usa ampliamente para la supresión de polvo, riego y aplicación de aguas residuales en la tierra.

Otros viajeros usan una manguera de goma plana que se arrastra detrás mientras que la plataforma del rociador es tirada por un cable.

Pivote central

Riego de pivote central

El riego de pivote central es una forma de riego por aspersión que utiliza varios segmentos de tubería (generalmente de acero galvanizado o aluminio) unidos y sostenidos por cerchas, montados en torres con ruedas con aspersores colocados a lo largo de su longitud. El sistema se mueve en un patrón circular y se alimenta con agua desde el punto de pivote en el centro del arco. Estos sistemas se encuentran y utilizan en todas partes del mundo y permiten el riego de todo tipo de terrenos. Los sistemas más nuevos tienen cabezales de rociadores de gota como se muestra en la siguiente imagen.

A partir de 2017, la mayoría de los sistemas de pivote central tienen gotas que cuelgan de un tubo en forma de U unido a la parte superior del tubo con aspersores que se colocan unos pocos pies (como máximo) por encima del cultivo, lo que limita las pérdidas por evaporación. Las gotas también se pueden usar con mangueras de arrastre o burbujeadores que depositan el agua directamente en el suelo entre cultivos. Los cultivos a menudo se plantan en un círculo para ajustarse al pivote central. Este tipo de sistema se conoce como LEPA (aplicación de precisión de baja energía). Originalmente, la mayoría de los pivotes centrales funcionaban con agua. Estos fueron reemplazados por sistemas hidráulicos (TL Irrigation) y sistemas accionados por motores eléctricos (Reinke, Valley, Zimmatic). Muchos pivotes modernos cuentan con dispositivos GPS.

Riego por movimiento lateral (side roll, wheel line, wheelmove)

Se acoplan una serie de tuberías, cada una con una rueda de aproximadamente 1,5 m de diámetro fijada permanentemente en su punto medio, y aspersores a lo largo de su longitud. El agua se suministra en un extremo mediante una manguera grande. Una vez que se ha aplicado suficiente riego a una franja del campo, se retira la manguera, se drena el agua del sistema y se enrolla el conjunto, ya sea a mano o con un mecanismo especialmente diseñado, de modo que los aspersores se muevan a una posición diferente. a través del campo. La manguera se vuelve a conectar. El proceso se repite en un patrón hasta que todo el campo haya sido regado.

Este sistema es menos costoso de instalar que un pivote central, pero su funcionamiento requiere mucha más mano de obra: no se desplaza automáticamente por el campo: aplica agua en una franja estacionaria, debe drenarse y luego enrollarse en una nueva franja. La mayoría de los sistemas usan tubería de aluminio de 100 o 130 mm (4 o 5 pulgadas) de diámetro. La tubería funciona como transporte de agua y como eje para hacer girar todas las ruedas. Un sistema de transmisión (que a menudo se encuentra cerca del centro de la línea de ruedas) gira las secciones de tubería unidas como un solo eje, haciendo rodar toda la línea de ruedas. El ajuste manual de las posiciones individuales de las ruedas puede ser necesario si el sistema se desalinea.

Los sistemas de líneas de ruedas están limitados en la cantidad de agua que pueden transportar y limitados en la altura de los cultivos que se pueden regar. Una característica útil de un sistema de movimiento lateral es que consta de secciones que se pueden desconectar fácilmente, adaptándose a la forma del campo a medida que se mueve la línea. Se utilizan con mayor frecuencia para campos pequeños, rectilíneos o de formas extrañas, regiones montañosas o montañosas, o en regiones donde la mano de obra es económica.

Sistemas de rociadores de césped

Un sistema de rociadores de césped está instalado de forma permanente, a diferencia de un rociador de extremo de manguera, que es portátil. Los sistemas de rociadores se instalan en jardines residenciales, en paisajes comerciales, para iglesias y escuelas, en parques y cementerios públicos, y en campos de golf. La mayoría de los componentes de estos sistemas de riego están ocultos bajo tierra, ya que la estética es importante en un paisaje. Un sistema típico de rociadores de césped constará de una o más zonas, cuyo tamaño está limitado por la capacidad de la fuente de agua. Cada zona cubrirá una porción designada del paisaje. Las secciones del paisaje generalmente se dividirán por microclima, tipo de material vegetal y tipo de equipo de riego. Un sistema de riego de jardines también puede incluir zonas que contengan riego por goteo, burbujeadores u otros tipos de equipos además de los rociadores.

Aunque los sistemas manuales todavía se usan, la mayoría de los sistemas de rociadores de césped pueden operarse automáticamente usando un controlador de riego, a veces llamado reloj o temporizador. La mayoría de los sistemas automáticos emplean válvulas de solenoide eléctricas. Cada zona tiene una o más de estas válvulas conectadas al controlador. Cuando el controlador envía energía a la válvula, la válvula se abre y permite que el agua fluya hacia los rociadores en esa zona.

Hay dos tipos principales de aspersores que se utilizan en el riego de césped, aspersores emergentes y rotores. Los cabezales rociadores tienen un patrón de rociado fijo, mientras que los rotores tienen una o más corrientes que giran. Los cabezales rociadores se usan para cubrir áreas más pequeñas, mientras que los rotores se usan para áreas más grandes. Los rotores de los campos de golf a veces son tan grandes que un solo aspersor se combina con una válvula y se denomina "válvula en la cabeza". Cuando se usan en un área de césped, los rociadores se instalan con la parte superior de la cabeza al ras de la superficie del suelo. Cuando el sistema esté presurizado, la cabeza se levantará del suelo y regará el área deseada hasta que la válvula se cierre y apague esa zona. Una vez que no haya más presión en la línea lateral, la cabeza del aspersor se retraerá hacia el suelo. En macizos de flores o zonas de arbustos,

Aspersores de extremo de manguera

Hay muchos tipos de rociadores de extremo de manguera. Muchos de ellos son versiones más pequeñas de aspersores agrícolas y paisajistas más grandes, dimensionados para funcionar con una manguera de jardín típica. Algunos tienen una base con púas que les permite clavarse temporalmente en el suelo, mientras que otros tienen una base tipo trineo diseñada para arrastrarse mientras están conectados a la manguera.

Subirrigación

Subirrigación se ha utilizado durante muchos años en cultivos de campo en áreas con niveles freáticos altos. Es un método para elevar artificialmente el nivel freático para permitir que el suelo se humedezca desde debajo de la zona de raíces de las plantas. A menudo, esos sistemas están ubicados en pastizales permanentes en tierras bajas o valles fluviales y se combinan con infraestructura de drenaje. Un sistema de estaciones de bombeo, canales, presas y compuertas le permite aumentar o disminuir el nivel del agua en una red de zanjas y así controlar el nivel freático.

Subirrigación también se utiliza en la producción de invernaderos comerciales, por lo general para plantas en macetas. El agua se entrega desde abajo, se absorbe hacia arriba y el exceso se recolecta para reciclar. Por lo general, una solución de agua y nutrientes inunda un recipiente o fluye a través de un canal durante un breve período de tiempo, de 10 a 20 minutos, y luego se bombea nuevamente a un tanque de almacenamiento para su reutilización. El sub-irrigación en invernaderos requiere equipos y manejo bastante sofisticados y costosos. Las ventajas son la conservación de agua y nutrientes, y el ahorro de mano de obra a través de la reducción del mantenimiento y la automatización del sistema. Es similar en principio y acción al riego por cuenca subterránea.

Otro tipo de riego subterráneo es el contenedor de riego automático, también conocido como jardinera de riego subterráneo. Consiste en una maceta suspendida sobre un depósito con algún tipo de material absorbente, como una cuerda de poliéster. El agua sube por la mecha a través de la acción capilar. Una técnica similar es la cama absorbente; esto también utiliza la acción capilar.

Fuentes de agua

El agua de riego puede provenir de aguas subterráneas (extraídas de manantiales o mediante el uso de pozos), de aguas superficiales (extraídas de ríos, lagos o embalses) o de fuentes no convencionales como aguas residuales tratadas, agua desalinizada, agua de drenaje o recolección de niebla. Una forma especial de riego que usa agua superficial es el riego por inundación, también llamado recolección de agua de inundación. En caso de inundación (crecida), el agua se desvía hacia lechos de río normalmente secos (wadis) utilizando una red de presas, compuertas y canales y se distribuye en grandes áreas. La humedad almacenada en el suelo se utilizará posteriormente para cultivar. Las áreas de riego por avalancha están ubicadas en particular en regiones montañosas semiáridas o áridas. Si bien la recolección de agua de inundación pertenece a los métodos de riego aceptados, la recolección de agua de lluvia generalmente no se considera una forma de riego.

Alrededor del 90 % de las aguas residuales producidas a nivel mundial no se tratan, lo que provoca una contaminación generalizada del agua, especialmente en los países de bajos ingresos. Cada vez más, la agricultura utiliza aguas residuales no tratadas como fuente de agua de riego. Las ciudades ofrecen mercados lucrativos para productos frescos, por lo que son atractivas para los agricultores. Sin embargo, debido a que la agricultura tiene que competir por recursos hídricos cada vez más escasos con la industria y los usuarios municipales (ver Escasez de agua a continuación), a menudo no hay otra alternativa para los agricultores que usar agua contaminada con desechos urbanos, incluidas las aguas residuales, directamente para regar sus cultivos. Peligros significativos para la salud pueden resultar del uso de agua cargada de patógenos de esta manera, especialmente si las personas comen vegetales crudos que han sido regados con agua contaminada. El Instituto Internacional de Gestión del Agua ha trabajado en India, Pakistán, Vietnam, Ghana, Etiopía, México y otros países en varios proyectos destinados a evaluar y reducir los riesgos del riego con aguas residuales. Abogan por un enfoque de 'múltiples barreras' para el uso de aguas residuales, donde se alienta a los agricultores a adoptar diversos comportamientos de reducción de riesgos. Estos incluyen suspender el riego unos días antes de la cosecha para permitir que los patógenos mueran con la luz del sol, aplicar el agua con cuidado para que no contamine las hojas que probablemente se comerán crudas, limpiar las verduras con desinfectante o permitir que los lodos fecales utilizados en la agricultura se sequen antes de usarse. como abono humano.La Organización Mundial de la Salud ha desarrollado pautas para el uso seguro del agua.

En países donde el aire húmedo barre durante la noche, el agua puede obtenerse por condensación sobre superficies frías. Esto se practica en los viñedos de Lanzarote utilizando piedras para condensar el agua. Los colectores de niebla también están hechos de lona o láminas de aluminio. El uso del condensado de las unidades de aire acondicionado como fuente de agua también se está volviendo más popular en las grandes áreas urbanas.

En noviembre de 2019, una empresa emergente con sede en Glasgow ayudó a un agricultor de Escocia a establecer cultivos comestibles en marismas saladas regados con agua de mar. Se ha puesto en cultivo un acre de tierra que antes era marginal para cultivar samphire, sea blite y sea aster; estas plantas producen una mayor ganancia que las papas. La tierra se riega por inundación dos veces al día para simular inundaciones por mareas; el agua se bombea desde el mar usando energía eólica. Los beneficios adicionales son la remediación del suelo y el secuestro de carbono.

Eficiencia

Los métodos de riego modernos son lo suficientemente eficientes como para suministrar agua a todo el campo de manera uniforme, de modo que cada planta tenga la cantidad de agua que necesita, ni demasiada ni demasiado poca. La eficiencia del uso del agua en el campo se puede determinar de la siguiente manera:

• Eficiencia de agua en el campo (%) = (Agua transpirada por cultivo ÷ Agua aplicada al campo) x 100

Hasta la década de 1960, el agua no se reconocía como un recurso escaso. En ese momento, había menos de la mitad del número actual de personas en el planeta. La gente no era tan rica como hoy, consumía menos calorías y comía menos carne, por lo que se necesitaba menos agua para producir sus alimentos. Requerían un tercio del volumen de agua que tomamos actualmente de los ríos. Hoy, la competencia por los recursos hídricos es mucho más intensa. Esto se debe a que ahora hay más de siete mil millones de personas en el planeta, lo que aumenta la posibilidad de un consumo excesivo de alimentos producidos por la agricultura animal sedienta de agua y las prácticas agrícolas intensivas, y existe una competencia cada vez mayor por el agua de la industria, la urbanización y los cultivos de biocombustibles. Para evitar una crisis mundial del agua, los agricultores deberán esforzarse por aumentar la productividad para satisfacer la creciente demanda de alimentos,

El aumento de la eficiencia del riego tiene una serie de resultados positivos para el agricultor, la comunidad y el medio ambiente en general. La baja eficiencia de la aplicación implica que la cantidad de agua aplicada al campo supera los requisitos del cultivo o del campo. Aumentar la eficiencia de la aplicación significa que aumenta la cantidad de cultivo producido por unidad de agua. La eficiencia mejorada se puede lograr aplicando menos agua a un campo existente o usando el agua de manera más inteligente, logrando así mayores rendimientos en la misma área de tierra. En algunas partes del mundo, a los agricultores se les cobra por el agua de riego, por lo que la aplicación excesiva tiene un costo financiero directo para el agricultor. El riego a menudo requiere energía de bombeo (ya sea electricidad o combustible fósil) para llevar agua al campo o suministrar la presión de operación correcta. Por lo tanto, una mayor eficiencia reducirá tanto el costo del agua como el costo de la energía por unidad de producción agrícola. Una reducción del uso de agua en un campo puede significar que el agricultor puede regar un área más grande de tierra, aumentando la producción agrícola total. La baja eficiencia generalmente significa que el exceso de agua se pierde por filtración o escorrentía, lo que puede provocar la pérdida de nutrientes o pesticidas para los cultivos con posibles impactos adversos en el medio ambiente circundante.

La mejora de la eficiencia del riego suele lograrse de dos maneras, ya sea mejorando el diseño del sistema u optimizando la gestión del riego. La mejora del diseño del sistema incluye la conversión de una forma de riego a otra (p. ej., de riego por surcos a riego por goteo) y también a través de pequeños cambios en el sistema actual (p. ej., cambio de caudales y presiones operativas). La gestión del riego se refiere a la programación de los eventos de riego y las decisiones sobre la cantidad de agua que se aplica.

El éxito de la agricultura depende de que los agricultores tengan suficiente acceso al agua. Sin embargo, la escasez de agua ya es una limitación crítica para la agricultura en muchas partes del mundo. Con respecto a la agricultura, el Banco Mundial apunta a la producción de alimentos y la gestión del agua como un tema cada vez más global que está fomentando un debate cada vez mayor.La escasez física de agua es cuando no hay suficiente agua para satisfacer todas las demandas, incluida la necesaria para que los ecosistemas funcionen de manera efectiva. Las regiones áridas sufren frecuentemente de escasez física de agua. También ocurre donde el agua parece abundante pero donde los recursos están comprometidos en exceso. Esto puede suceder donde hay un desarrollo excesivo de infraestructura hidráulica, generalmente para riego. Los síntomas de la escasez física de agua incluyen la degradación ambiental y la disminución de las aguas subterráneas. La escasez económica, por su parte, es provocada por la falta de inversión en agua o por la insuficiente capacidad humana para satisfacer la demanda de agua. Los síntomas de la escasez económica de agua incluyen la falta de infraestructura, ya que la gente a menudo tiene que ir a buscar agua a los ríos para usos domésticos y agrícolas. Unos 2.800 millones de personas viven actualmente en zonas con escasez de agua.

Desafíos técnicos

Los esquemas de riego involucran la solución de numerosos problemas económicos y de ingeniería al mismo tiempo que se minimizan las consecuencias ambientales negativas. Tales problemas incluyen:

• Competencia por los derechos de aguas superficiales.
• Sobreexplotación (agotamiento) de acuíferos subterráneos. A mediados del siglo XX, la llegada de los motores diésel y eléctricos condujo a sistemas que podían bombear agua subterránea de los principales acuíferos más rápido de lo que las cuencas de drenaje podían rellenar. Esto puede conducir a la pérdida permanente de la capacidad del acuífero, disminución de la calidad del agua, hundimiento del suelo y otros problemas. El futuro de la producción de alimentos en áreas como la llanura del norte de China, la región de Punjab en India y Pakistán y las Grandes Llanuras de los EE. UU. está amenazado por este fenómeno.
• Hundimiento del suelo (p. ej., Nueva Orleans, Luisiana)
• El riego insuficiente o el riego que proporciona solo el agua suficiente para la planta (por ejemplo, en el riego por goteo) proporciona un control deficiente de la salinidad del suelo, lo que conduce a un aumento de la salinidad del suelo con la consiguiente acumulación de sales tóxicas en la superficie del suelo en áreas con alta evaporación. Esto requiere lixiviación para eliminar estas sales y un método de drenaje para llevarse las sales. Cuando se utilizan líneas de goteo, la lixiviación se realiza mejor con regularidad a ciertos intervalos (con solo un ligero exceso de agua), de modo que la sal regrese por debajo de las raíces de la planta.
• Inestabilidad del frente de drenaje, también conocida como digitación viscosa, donde un frente de drenaje inestable da como resultado un patrón de dedos y zonas saturadas atrapadas viscosas.
• El exceso de riego debido a una distribución o gestión deficientes desperdicia agua, productos químicos y puede provocar la contaminación del agua.
• El drenaje profundo (debido al exceso de riego) puede provocar el aumento de los niveles freáticos, lo que en algunos casos conducirá a problemas de salinidad en el riego que requerirán el control del nivel freático mediante alguna forma de drenaje subterráneo de la tierra.
• El riego con agua salina o con alto contenido de sodio puede dañar la estructura del suelo debido a la formación de suelo alcalino.
• Obstrucción de filtros: las algas pueden obstruir filtros, instalaciones de goteo y boquillas. Los métodos de cloración, algicida, UV y ultrasónicos se pueden utilizar para el control de algas en los sistemas de riego.
• Ayudar a los pequeños agricultores a gestionar de manera sostenible y colectiva la tecnología de riego y los cambios en la tecnología.
• Complicaciones para medir con precisión el rendimiento del riego que cambia con el tiempo y el espacio utilizando medidas como la productividad, la eficiencia, la equidad y la adecuación.

Galería

• El eje de un sistema de riego de pivote central
• Fugas en líneas de goteo de microirrigación
• Riego por aspersión de arándanos en Plainville, Nueva York, Estados Unidos
• Irrigación en Tamil Nadu, India
• Zanja de riego en el condado de Montour, Pensilvania, EE. UU.
• Jardines acuáticos en Sigiriya, Sri Lanka
• Micro-aspersor