En el contexto actual, el aumento del cambio climático ha generado
una mayor urgencia en el uso responsable de los recursos hídrico (Consoli et
al., 2017). La sequía causa más pérdidas anuales en el sector agrícola que
todos los patógenos de cultivos combinados (Gupta et al., 2020). El uso
excesivo de agua a través de un sistema de riego por gravedad, lo cual resulta
en una pérdida significativa de volúmenes de agua. Además, hay pérdidas
adicionales debido a varios factores del suelo.
Una posible solución al estrés por sequía es la enmienda del
suelo, que mejora su capacidad de retención de agua y nutrientes y reduce la
percolación de agua, reduciendo así las dosis de riego y mejorando el
crecimiento de las plantas (Saha et al., 2020).
Los hidrogeles son polímeros hidrófilos que están químicamente
estabilizados en una estructura de red tridimensional (Fawzy & Gomaa, 2021;
Liu et al., 2023).
En vista de esta situación es necesario mejorar la eficiencia en
la gestión de este recurso mediante la implementación de alternativas de manejo
adecuadas (Iglesias, 2015). Una alternativa es el uso de hidrogel que por su
naturaleza de ser un polímero hidro-absorbente, tienen la capacidad de retener
de 100 a 400 veces más de su peso y esto depende de la calidad de agua
(Elizondo et al., 2021). Los hidrogeles desempeñan un papel vital en el sector
agrícola y se utilizan como materiales estructurales para crear un clima
propicio para el crecimiento de las plantas y aumentar la eficiencia del agua
de riego (Dehkordi, 2017). La aplicación de hidrogel al suelo ayuda retener más
hume-dad en el contenido del suelo, mejoró la capacidad de retención de agua,
disminuyó la tasa de infiltración del suelo y formó
una capa protectora en las plantas bajo condiciones de
estrés abiótico (Dehkordi, 2017). Los grupos
funcionales hidrofílicos adheridos al esque-leto polimérico permiten que los
hidrogeles absorban agua (Ahmet,2015; Torres et al., 2020). Las
ventajas en el uso del hidrogel es que absorbe agua y lo mantiene disponible
para las plantas en un tiempo promedio de 30 días y favorece significativamente
el creci-miento de los cultivos en regiones con escasas lluvias (Hernández,
2020), reduce la compactación de los suelos y reduce el número de riegos (Guo
et al., 2020).
En estos últimos años se está convirtiendo en un producto
indispensable en diferentes tipos de cultivos, el hidrogel podría ayudar a
mantener el agua durante más tiempo en el suelo para aumentar el crecimiento de
las plantas y mejorar la tolerancia a la sequía (Ammar et al., 2022). Ayuda al
mejoramiento del suelo y controla la cantidad de agua utilizada en cada riego
mejorando el desarrollo y crecimiento vegetativo de cada cultivo (Delgado, 2010;
Vicuña, 2018).
En Perú la demanda por agua de riego se incrementa debido a muchos
factores pero además del mal uso de dicho recurso y la escasa disponibilidad
sumándose a ello el sistema de riego por gravedad utilizado mayormente; se hace
necesario buscar y plantear alternativas para un adecuado manejo de dicho
recurso con el propósito de que se efectúe un mejor uso y aprovecha-miento del
agua y responda a las necesidades del productor incrementando sus rendi-mientos
por área y evidentemente sus ingresos (Fernández et al., 2012).
En la región de Huánuco el cultivo de maíz morado es de vital
importancia como un producto agronómico en las zonas donde se siembra debido a
los múltiples usos y beneficios que le otorga al productor, pero que la escasez
del recurso agua se está incrementando.
Ante este escenario es necesario buscar alternativas y plantear
estrategias para un adecuado manejo del recurso hídrico que sean amigables con
el medio ambiente y brinde beneficios al productor. Por lo que, el objetivo de este
estudio fue evaluar un hidrogel (plantagel con una composición de 96% de
poliacrilato de potasio no tóxico) en la reducción del estrés hídrico en el
cultivo de maíz morado PMV-581 y evaluar su desa-rrollo y rendimiento.
Ubicación
La investigación se realizó en
el Centro de Investigación Frutícola y Olerícola de la UNHEVAL Huánuco; a una
Altitud de 1947 m.s.n.m, presenta la siguiente posición geográfica Latitud: 09°
57´ 07” Longitud: 76° 14´ 54” y corresponde a una zona de vida monte espinoso
Pre Montano Tropical (me-PTM). Durante los meses de mayo a octubre del 2022. Se
trabajó con el cultivo de maíz morado y se evaluaron las diferentes etapas como
la preparación del suelo, instalación del cultivo, labores agronómicas, labores
culturales, evaluaciones de campo, cosecha, recopilación de datos y trabajo de
gabinete. Se establecieron cuatro tratamientos y tres repeticiones que
estuvieron bajo un diseño de bloques completamente al azar (DBCA), los
tratamientos fueron: dosis baja a 50 kg ha-1 (T1), dosis
media 70 kg ha-1 (T2) y dosis alta 90 kg ha-1 (T3) y un
testigo (T0).
El hidrogel empleado fue
comercial de la marca plantagel cuyas características en la ficha técnica es en
cristales de 5 -10 mesh en tamaño y de color blanco, 96% de porcentaje de
poliacrilato de potasio, pH de 6,8 – 6,9, capacidad de retención de retención
de agua de 372 ml/g, contenido de potasio de 11,5%, cantidad de monómeros de
420 ppm, cuando se mezcla con el agua forma una sustancia gelatinosa, no
tóxicos al agua ni a la estructura del suelo.
Los parámetros evaluados fueron
altura de planta, número de mazorca por planta, kilo-gramos por área neta
experimental, rendi-miento estimado por hectárea, número de riegos, agua
aplicada. Los riegos estuvieron en función a la humedad del suelo y la cantidad
de hidrogel aplicado. La cantidad de agua necesaria para el riego del maíz
morado en distintas etapas de crecimiento (Tabla 1) se calculó utilizando la
evapotranspiración del cultivo (ETc) y el requerimiento de riego o lámina bruta
de riego (RR) mediante la ecuación (Basso et al., 2016).
ETc = ETo x kc …….. (1)
Donde ETc: Evapotranspiración del cultivo; Eto:
Evapotranspiración de referencia (ETo), depende solo del clima de la zona
(Allen et al., 2006). Para el presente estudio se calculó con datos promediados
reportados por la estación experimental de Cayhuayna ubicado en la universidad
del año 2022. Para el caso actual se usó una evapotranspiración de 5,70 mm/día.
Kc: Coeficiente único del cultivo.
Los
coeficientes utilizados fueron descritos por Garay (2011) para el cultivo de
trigo.
RR =
ETc / Eficiencia de riego x 100 ……. (2)
Donde RR:
Requerimiento de riego; ETc: evapotranspiración del cultivo.
La eficiencia de riego considerada fue de
50%.
Se monitoreó la humedad
del suelo después de los eventos de riego por tratamiento a los 10 días de cada
evento a través de la extracción de agua de una muestra de suelo a 30 cm de
profundidad.
La Tabla 1 muestra datos
climatológicos llevados a cabo durante los meses de estudio de la
investigación.
El contenido gravimétrico
de agua CGA (%) se usó la siguiente fórmula (Castellanos, 2000):
Donde CGA: Contenido
gravimétrico de agua; PSH: Peso suelo húmedo; PSS: Peso suelo seco.
Tabla 1
Precipitación, temperatura media diaria, ET0 media diaria estimada y agua de riego suministrada al cultivo de maíz morado
|
MESES
|
T° min
|
T° max
|
T°
media
|
Precipitación
(mm)
|
|
JUN
|
11,8
|
27,3
|
19,6
|
15,6
|
|
JUL
|
12,4
|
27,8
|
20,1
|
6,0
|
|
AGO
|
13,0
|
27,0
|
20,0
|
11,0
|
|
SET
|
14,4
|
28,3
|
21,4
|
9,9
|
|
OCT
|
16,0
|
28,4
|
22,2
|
8,4
|
El contenido volumétrico
de agua se calculó con la siguiente fórmula:
Donde CVA: Contenido
Volumétrico Agua (%); Dap: Densidad aparente; Da: Densidad de agua. Bajo estas
consideraciones se eviden-ciaron que el tratamiento control T0 requería más
frecuencias de riego en comparación con los tratamientos que contenían
hidrogel, mantenían la humedad del suelo por más tiempo. Para el proceso de
instalación del cultivo de maíz morado se procedió según se observa en la Figura
1. Realizando las medidas correspondientes 1,6, 2,2 y 3,0 g por planta según
los tratamientos establecidos.
Figura 1. Procedimiento de
aplicación del hidrogel comercial al campo. a) plantagel, hidrogel comercial,
b) medidas según tratamiento gramos por planta, c) hidrogel aplicado al campo,
d) cultivo de maíz morado instalado.
El rendimiento del cultivo se
obtuvo por el peso de mazorcas por planta y estimado a hectárea. Los resultados
fueron sometidas a análisis de varianza (ANOVA) y aquellas que mostraron
diferencias significativas mediante prueba de medias, según Duncan, usando el
programa estadístico InfoStat versión 2013.
Rendimiento del cultivo
Entre los
tratamientos, según el orden de mérito superior e inferior para altura de
planta (m), número de mazorcas por planta y kilogramo de mazorca por área neta
experimental, el tratamiento T3 (90 kg ha-1) superó en promedio y
estadísticamente a los demás tratamientos con 2,63 m de altura, 2, 30 unidades
y 6 kg de mazorca respectiva-mente, con menor número de riego (8) y menor
cantidad de agua (1500,84 m3) tal como se muestra en la Tabla 4; y
el
máximo rendimiento
estimado 6,50 t ha-1.
Se reporta en
promedio de 1,25 mazorcas por planta en la variedad PMV-581; aunque no se
obtuvo diferencias estadísticas entre los tres tratamientos. Estos rendimientos
estimados superan a los obtenidos por Rodríguez & Flores (2013) en ensayos
sobre el “Efecto de diferentes láminas de riego por goteo y aplicación
fraccionada del nitrógeno, sobre el cultivo del maíz” en su rendimiento de
chilote con tres láminas de riego por goteo: 4,5 l de agua/m/día, 3,6 l de
agua/m/día y 2,5 l de agua/m/día; la primera lámina indujo al mayor rendimiento
con una producción de 1 641,33 kg ha-1.
Por otro lado, Cabrera (2016) al estudiar
el efecto de tres láminas de riego, L1: ETc = 420 mm, L2: ETc = 340 mm y L3:
ETc = 260 mm por campaña, en el rendimiento de cuatro variedades de maíz
morado; var. PMV-581, var. Cajamarca-INIA 601, var. INIA 615 –Negro CANAAN y var.
Morado Canteño, sus resultados superan al obtenido en la presente investigación
puesto que el mayor rendi-miento comercial se dio por efecto de la lámina de
riego aplicada L1: ETc = 420 mm/campaña, con 9182,5 kg ha-1, con un
requerimiento de riego de 4667 m3/ha. Asimismo, el número de
mazorcas por planta fue 1,05 menor que los resultados obtenidos en la
investigación. INIA-615 NEGRO CANAAN presentó el mayor rendimiento comercial
con 8241 kg ha-1 de mazorcas, siendo superior a la variedad PMV-581
en estudio realizado en condiciones de Huánuco. Zayas et al. (2020) al evaluar
el efecto de los polímeros para economizar el recurso hídrico en el cultivo de
maíz con presencia de hidrogel en el suelo con una dosis de 10 g por metro
lineal, equivalente a 30 kg para el área de prueba (0,23 ha) registraron que la
utilización del hidrogel incremento significativamente la altura de la planta,
el número de hoja y los componentes del rendimiento hasta un 14% superior al
tratamiento testigo y a la vez indicaron que el tratamiento sin polímeros, para
mantener el nivel de humedad en el suelo se tuvo que aplicar hasta cuatro
riegos más y el volumen de agua consumido fue superior en 984,0 m3 ha–1,
resultando ventajoso desde el punto de vista económico.
Número de riegos en relación
con el rendimiento
En cuanto a la
relación número de riegos y el rendimiento, la Figura 5 se reporta en fun-ción
al tratamiento control T0, el cual tuvo el mayor número de riegos (15) y sin
aplicación del hidrogel, con el tratamiento T3, con el menor número de riegos
(8) y mayor dosis de hidrogel obtuvo el rendimiento más alto (6,50 t ha-1).
Esto evidencia que el hidrogel incrementa la retención de la humedad del suelo
y la optimización del recurso agua, sin disminuir el rendimiento si se compara
con el tratamiento control T0, al cual se aplicó una mayor lámina de riego
indispensable para no bajar el rendimiento de maíz morado. Asi como lo menciona
Mazloom et al. (2020). El hidrogel de lignina aumentó la disponibilidad de
agua, reduciendo el estrés hídrico en las hojas de maíz y aumentando la
absorción de P en los brotes de maíz y según El-Asmar et al. (2017).
Demostraron que la aplicación de hidrogel mejoraba el crecimiento del maíz en
suelos arcillosos y franco arcillosos arenosos.
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https://orcid.org/0000-0001-6961-9870 A.
Valverde-Rodríguez: 
https://orcid.org/0000-0003-1522-4827 
