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Tolerancia de los cultivos a la sal

El cultivo de trigo de regadío en Egipto tiene una tolerancia a la sal de ECe=7,6 dS/m, por encima de la cual el rendimiento disminuye. Los datos se recogieron en los campos de los agricultores. [1]

La tolerancia a la sal de los cultivos es el nivel máximo de sal que un cultivo tolera sin perder su productividad, mientras que niveles más altos lo afectan negativamente. El nivel de sal se suele considerar como la salinidad del suelo o la salinidad del agua de riego .

La tolerancia a la sal es importante en las tierras irrigadas de las regiones (semi)áridas, donde el problema de la salinidad del suelo puede ser muy amplio como resultado de la salinización que se produce en ellas. Afecta a cientos de millones de hectáreas. [2] Se muestra una distribución regional de los 3.230.000 km2 de tierras salinas en todo el mundo en la zona afectada por la sal según el Mapa Mundial de Suelos de la FAO/UNESCO.

Además, en las zonas donde se practica el riego por aspersión, el agua salada del riego puede causar daños considerables por quema de hojas, independientemente de que el suelo sea salino o no. [3]

Historia

Uno de los primeros estudios realizados sobre la salinidad del suelo y la respuesta de las plantas se publicó en el Manual de Agricultura del USDA N.° 60, de 1954. [4] Más de 20 años después, Maas y Hoffman publicaron los resultados de un amplio estudio sobre la tolerancia a la sal. [5] En 2001, un estudio canadiense proporcionó una cantidad sustancial de datos adicionales. [6] En 2002, la FAO realizó una encuesta exhaustiva sobre las tolerancias notificadas en todo el mundo. [7]

La mayoría de los estudios se realizaron con experimentos en macetas o tambores o en lisímetros en condiciones controladas. La recopilación de datos de campo en condiciones de los agricultores fue poco frecuente, probablemente debido a los mayores esfuerzos y costos involucrados, la falta de control de las condiciones de crecimiento de las plantas distintas de la salinidad del suelo y la mayor variación aleatoria en los rendimientos de los cultivos y la salinidad del suelo. Sin embargo, con métodos estadísticos, es posible detectar el nivel de tolerancia a partir de los datos de campo. [1] [8] [9] Salt Farm Texel, una empresa de investigación con sede en Holanda, ha identificado varios cultivos que tienen una cantidad considerable de tolerancia a la sal. [10]

Modelo de Maas-Hoffman para la producción de trigo y la salinidad del suelo en tierras agrícolas. La tolerancia a la sal (punto de corte, umbral) es de aproximadamente ECe = 3,3 dS/m

Clasificación

La salinidad del suelo y del agua se puede expresar de diversas maneras. El parámetro más común utilizado en la salinidad del suelo es la conductividad eléctrica del extracto (ECe) de una pasta de suelo saturada en unidades de deciSiemens por metro (dS/m) (anteriormente medida en milihmhos por centímetro (mmho/cm)). Bernstein presentó la siguiente clasificación del suelo basada en la ECe en dS/m: [11]

ECe 0–2 suelo no salino
ECe 2–4 ligeramente salino, rendimiento de cultivos sensibles reducido
ECe 4–8 moderadamente salino, reducción del rendimiento de muchos cultivos
ECe 8–16 salino, rendimiento normal solo para cultivos tolerantes a la sal
ECe > 16 rendimientos de cultivos razonables solo para cultivos muy tolerantes

Modelo de Van Genuchten–Gupta para la producción de zanahoria y la salinidad del suelo en el campo
Modelo logístico sigmoideo para la producción de zanahoria y la salinidad del suelo en el campo [12]

Modelado

Una forma común de presentar los datos de salinidad de los cultivos es según el modelo de Maas-Hoffman (ver la figura anterior): inicialmente una línea horizontal conectada a una línea con pendiente descendente. El punto de ruptura también se denomina umbral o tolerancia. Para los datos de campo con variación aleatoria, el nivel de tolerancia se puede encontrar con regresión segmentada . [13] Como el modelo de Maas-Hoffman se ajusta a los datos mediante el método de mínimos cuadrados , los datos en el extremo final influyen en la posición del punto de ruptura.

Van Genuchten y Gupta describieron otro método [14] . Este utiliza una curva en forma de S invertida, como se muestra en la figura de la izquierda. Este modelo reconoce que el extremo de la cola puede tener una pendiente más plana que la parte media. No proporciona un nivel de tolerancia preciso.

El uso del modelo de Maas-Hoffman en situaciones con una tendencia plana en el extremo final puede conducir a un punto de quiebre con un valor ECe bajo, debido al empleo de la condición para minimizar las desviaciones de los valores del modelo respecto de los valores observados en todo el dominio (es decir, incluido el extremo final).

Utilizando la función sigmoidea logística para los mismos datos aplicados en el modelo van Genuchten-Gupta, la curvatura se vuelve más pronunciada y se obtiene un mejor ajuste.

Un tercer modelo se basa en el método de regresión parcial [15] , por el cual se encuentra el tramo horizontal más largo (el rango sin efecto ) de la relación rendimiento-ECe, mientras que más allá de ese tramo se establece la disminución del rendimiento (figura siguiente). Con este método, la tendencia en el extremo final no juega ningún papel. Como resultado, el nivel de tolerancia (punto de ruptura, umbral) es mayor (4,9 dS/m) que según el modelo de Maas-Hoffman (3,3 dS/m, consulte la segunda figura anterior con los mismos datos). También se logra un mejor ajuste. [16] [17]

Se utiliza la regresión parcial para detectar el rango máximo de ausencia de influencia en los campos de trigo. La tolerancia es de aproximadamente ECe=5 dS/m

Aumentando la tolerancia

En la actualidad se lleva a cabo una cantidad considerable de investigaciones para desarrollar cultivos agrícolas con una mayor tolerancia a la sal para mejorar el cultivo en regiones afectadas por la salinidad. [18]

Daños en las hojas

En Australia se desarrolló la siguiente clasificación de la salinidad del agua de riego por aspersión: [3]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab HJ Nijland y S. El Guindy, Rendimiento de los cultivos, profundidad del nivel freático y salinidad del suelo en el delta del Nilo, Egipto. En: Informe anual 1983, Instituto Internacional de Recuperación y Mejora de Tierras (ILRI), Wageningen, Países Bajos. [1]
  2. ^ R. Brinkman, 1980. Suelos salinos y sódicos. En: Recuperación de tierras y gestión del agua, págs. 62-68. Instituto Internacional de Recuperación y Mejora de Tierras (ILRI), Wageningen, Países Bajos.
  3. ^ ab Gobierno de Australia Occidental, Departamento de Agricultura y Alimentación. Salinidad del agua y riego de plantas . [2]
  4. ^ LA Richards, Editor, 1954, Diagnóstico y mejora de suelos salinos y alcalinos , Manual de agricultura n.º 60, USDA [3]
  5. ^ Maas EV, Hoffman GJ, 1977. Evaluación de la tolerancia a la sal de los cultivos . Revista de la División de Irrigación y Drenaje, Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles 103: 115–134.
  6. ^ Ministerio de Agricultura y Silvicultura de Alberta, 2001, Tolerancia de las plantas a la sal [4]
  7. ^ Tanji KK, Kielen NC. 2002. Gestión del agua de drenaje agrícola en zonas áridas y semiáridas . Documento de la FAO sobre riego y drenaje n.º 61. FAO, Roma. [5]
  8. ^ DP Sharma, KN Singh y KVGK Rao (1990), Producción de cultivos y salinidad del suelo: evaluación de datos de campo de la India . Artículo publicado en las Actas del Simposio sobre Drenaje de Tierras para el Control de la Salinidad en Regiones Áridas y Semiáridas, 25 de febrero al 2 de marzo de 1990, El Cairo, Egipto, vol. 3, Sesión V, págs. 373 – 383. En línea: [6]
  9. ^ RJ Oosterbaan, Rendimiento de los cultivos, salinidad del suelo y profundidad del nivel freático en Pakistán . En: Informe anual 1981, págs. 50-54. ILRI, Wageningen, Países Bajos. Reimpreso en Indus 24 (1983) 2, págs. 29-33. En línea: [7]
  10. ^ De Vos A, Bruning B, van Straten G, Oosterbaan R, Rozema J, van Bodegom P (2016). «Tolerancia a la sal de los cultivos» (PDF) .
  11. ^ Bernstein, L., 1964. Tolerancia de las plantas a la sal . En: Agric. Inf. Bulletin. n.º 283, USDA
  12. ^ Método de regresión sigmoidea (curva S)
  13. ^ Un método para la regresión segmentada
  14. ^ Van Genuchten M.Th y SKGupta. 1993. Una reevaluación de la función de respuesta de tolerancia del cultivo . Revista de la Sociedad India de Ciencias del Suelo, vol. 41, n.º 4, págs. 730-737
  15. ^ "Método de regresión parcialmente segmentada".
  16. ^ Varios autores, Rendimiento de los cultivos y salinidad del suelo en los campos de los agricultores; datos de Egipto, India y Pakistán utilizados para determinar la tolerancia a la sal de los cultivos medidos en los campos de los agricultores [8]
  17. ^ Oosterbaan, RJ (octubre de 2018). "Tolerancia de los cultivos a la salinidad del suelo: análisis estadístico de datos medidos en tierras agrícolas" (PDF) . Revista internacional de ciencias agrícolas . 3 : 57–66.
  18. ^ Flowers, TJ (2004). "Mejora de la tolerancia a la sal en los cultivos". Revista de botánica experimental . 55 (396): 307–319. doi : 10.1093/jxb/erh003 . ISSN  1460-2431. PMID  14718494.