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Julio 2018 | Arroz

Contribuciones de la Universidad Nacional Agraria La Molina

Unalm frente al cambio climático en el cultivo de arroz (Oryza sativa l.)

Elizabeth  Heros Aguilar, Coordinadora General del Proyecto.

lizheros@lamolina.edu.pe

 

El cambio climático, afecta a la agricultura en varias formas:

• Disminuyendo la productividad en cantidad y calidad

• Cambiando prácticas agronómicas, como modificar el uso del agua de riego, el uso de fertilizantes, pesticidas y herbicidas

• Efecto ambiental en relación a  la erosión de los suelos, salinización, contaminación del acuífero y reducción de la diversidad agrícola.

Adaptación: Se desarrollarán organismos más competentes como cultivares más tolerantes a las sequías, inundaciones, y salinidad.

El cambio climático antropogénico, ocasionado por la deforestación, fábricas, medios de transporte, (producen CO2) y metano producido por las granjas ganaderas extensivas y campos de arroz se pueden controlar y bajar las emisiones.

El aumento del CO2, favorecería la producción de arroz, pero la elevación de la temperatura nocturna consumiría más energía reduciendo los rendimientos. Se estima que en el centro y sur de Japón, los rendimientos bajarían en 40% a fines del siglo XXI.

Por el calentamiento de la superficie de los océanos, se producirían lluvias fuertes, causando inundaciones en muchas regiones. Asimismo, las sequías se incrementarían por mayor temperatura y mayor evaporación, las precipitaciones cambiarían en frecuencia, intensidad y distribución afectando las épocas de siembra en las áreas de secano.

La mayor producción de arroz se obtiene de las áreas irrigadas, que aportan el 75 % de la producción mundial de arroz cáscara, equivalente a 530 millones de toneladas de un total de 703,840 millones de TM de arroz cáscara (FAO, 2017).

El consumo de agua en este sistema se estima hasta en 25,000 m3ha-1, es decir este sistema requiere grandes volúmenes de agua por ha-1.

25 MILLONES DE HECTÁREAS DAÑADAS POR LA SEQUÍA EN 2025

En el Asia se estima que más de 25 millones de hectáreas tendrían daños por sequía en diferentes grados en 2025. Varias tecnologías de ahorro de agua se han desarrollado en los últimos 35 años para mejorar la eficiencia de uso, con resultados variables en los diferentes sistemas de producción de arroz.

Experimento de manejo de riego en interacción con niveles de nitrógeno del año 2017 (arriba); año 2018 (abajo).

La variabilidad de los suelos en textura, características nutricionales y gradientes,  evaporación, profundidad de la napa freática, como tipo de pH han originado respuestas poco exitosas en las tecnologías de ahorro de agua. El desarrollo de los sistemas aeróbicos, con cultivares aeróbicos, desarrollados para estos sistemas, permiten el cultivo de arroz con manejo de riego similares a maíz o trigo. En varios lugares de China se practica este sistema de producción con éxito. Este sistema sería el más promisorio en las próximas décadas, para mejorar el uso del agua, en las regiones con escasez.

En las siembras por inundación del cultivo de arroz, se produce grandes emisiones de metano, que contribuyen al calentamiento global. Grandes esfuerzos a nivel internacional se están realizando para reducir estas emisiones, existiendo consorcios y plataformas de investigación, integradas por varios países.

En el Perú el sistema de siembra más generalizado es por trasplante, con riegos de inundación durante todo el cultivo. Los volúmenes asignados por ha-1 varían de 12,000 a 20,000 m3ha-1, en los valles arroceros de la costa y selva alta. En selva baja el manejo es con agua de lluvia, en siembra directa así como en los barriales (playa de los ríos amazónicos).

MEJORAS EN TECNOLOGÍA, COSECHA Y PROCESAMIENTO

El Perú es el segundo país productor de arroz con más de tres millones de t de arroz cáscara, después del Brasil, y el segundo país en rendimiento con 7,6 t ha-1, después de Uruguay en América Latina. Las posibilidades para aumentar la producción son altas, mejorando las tecnologías de producción, cosecha y procesamiento.

En el año 2016, se produjeron 3,147,200 tonelada de arroz, con un crecimiento de 0.6% con relación del 2015. En quince años (2001-2015), la producción de arroz creció en 3.1%, por incremento de área (2%) y por mayor rendimiento (1.1%).

Los mayores rendimientos por hectárea se obtienen en las áreas arroceras de la costa y selva alta (13-8 t ha-1) y los menores rendimientos en la selva baja (2 t ha-1), por influencia de suelos ácidos y presencia de insectos y enfermedades.

El arroz en el Perú es un cultivo de gran importancia socio económica, da ocupación a más de 120,000 familias y representó en el 2015, el 8,1% del valor bruto de la producción agropecuaria y el 13,1% del valor bruto de la producción agrícola.

Las regiones de mayor rendimiento en el 2015 fueron: Arequipa con 13 t ha-1 en la costa sur y Ancash y La Libertad en la costa norte con 11,8  y 10,6 t ha-1.

A nivel de campo, se observa un cambio gradual del sistema de siembra al trasplante por siembra directa en seco en la costa y en pozas al batido en selva alta.  Este cambio se origina por la gran cantidad de mano de obra que requiere el trasplante, que en los periodos de alta demanda, es escaza y de alto costo, porque el arroz compite con los productos de exportación que realizan cosecha manual, bajando la rentabilidad del cultivo.

El incremento de las presiones bióticas por el cambio climático, inducen a los agricultores a realizar aplicaciones frecuentes de pesticidas, aumentando los costos de producción y contaminando el ambiente.

El alto consumo de agua, emisiones de metano y el efecto ambiental por el uso excesivo de agroquímicos, indican que los sistemas de producción de arroz no son sustentables ni tienen adaptación al cambio climático.

EFICIENCIA EN EL USO DE AGUA Y NUTRIENTES

El proyecto de investigación del Programa de Investigación y Proyección Social en Cereales y Granos Nativos de la Universidad Nacional Agraria La Molina tiene como objetivo mejorar la sustentabilidad del cultivo de arroz, desarrollando innovaciones tecnológicas que eleven la eficiencia de uso del agua y de los fertilizantes nitrogenados, para producir arroz con menor impacto ambiental, fortaleciendo la seguridad alimentaria nacional.

Con esta finalidad se está investigando la interacción manejo de agua y diferentes niveles de nitrógeno para mejorar la eficiencia de uso. Se investiga también sistemas de producciónde siembra y se está desarrollando germoplasma precoz (130 días de maduración) con genes de tolerancia a sequía, para mejorar la productividad del agua.

Los trabajos de investigación se ejecutan en el valle de Jequetepeque (Fundo Luzbén) y en el valle de Chancay, Lambayeque, en la Estación Experimental Vista Florida del INIA.

Estas investigaciones se han realizado usando diseños estadísticos con repeticiones, en áreas de parcelas específicas por tratamiento y pruebas de significación de medias para identificar los resultados más significativos. Algunas de estas investigaciones han sido motivo de tesis, para optar el Título de Ingeniero Agrónomo.

 

El equipo de investigadores del Proyecto PNIA  Nº 015-2015 “Ahorro de agua y eficiencia de uso de nitrógeno en producción de arroz (Oryza sativa L.), para mitigar los efectos del cambio climático” que financia la última etapa que tuvo una duración de tres años está integrado por:

Elizabeth Heros Aguilar,

Coordinadora General e Investigadora Principal

Liliana Limas,

Coordinadora Administrativa

Luz Gómez Pando,

Experta en Mejoramiento genético

Lia Ramos Fernández,

Experta en Riegos

Enrique Aguilar Castellanos,

Experto en Planificación Agrícola

Braulio La Torre,

Experto en Fertilización

Sady García Bendezú,

Experto en Agricultura orgánica

Alfredo Beyer Arteaga,

Experto en Transferencia de Tecnología

Jorge Tejada Soraluz,

Experto en Manejo de Malezas

Luis Ramos Neyra,

Asistente de Investigación en el área experimental.

Ingenieras:

Mirta Cortegana Vargas

María Victoria Pinazos Caldas

Tesistas:

Brian Caballero Ibarra

Andrea Torres Cordova

Mac Chirinos Hinostroza

También han participado expertos de nivel internacional como:

El biólogo molecular Efraín Salazar Yamarte del Instituto Nacional de de Investigaciones Agrarias de Venezuela

El Experto en cambio climático, NgoniChirinda del Centro Internacional de Agricultura Tropical- CIAT

La química analista, Sara Hube Alfaro, experta en mediciones de gases de efecto invernadero del Instituto Nacional de Innovaciones Agrarias de Chile

Quienes han fortalecido las capacidades de los integrantes del Proyecto y de los diferentes actores de la cadena del arroz.

Además, el proyecto ha realizado Talleres de Capacitación, de intercambio de experiencias y giras agronómicas, con la participación de los miembros del equipo técnico y de los expertos extranjeros en el ámbito del proyecto y  exposición de conferencias en la Universidad.

RESULTADOS

Un resumen de los resultados obtenidos se exponen a continuación:

Los resultados preliminares indican que es posible bajar el consumo de agua de 11,509 m3 ha-1 a 7,552 m3 ha-1, aumentando la productividad del agua de 851 g m-3 a 1,297 Kg de arroz cáscara por m3 de agua aplicada, con 240 Kg N ha-1 y manejo de suelo saturado (suelo con una fina lámina de agua) durante la estación de crecimiento del cultivo.

En manejo de fertilizantes nitrogenados, los resultados indicaron que los inhibidores de la ureasa y de la desnitrificación no son superiores a la urea común de uso convencional. En niveles de nitrógeno, los rendimientos en grano obtenidos con 240 Kg N ha-1 han sido  similares a los 360 Kg N ha-1, (9,975 vs10,005 Kg ha-1) aplicados en forma fraccionada, 50% de N a los 25 días después de la siembra directa  y el 50% al inicio de la fase reproductiva.

La eficiencia agronómica del N varió de 14 a 20 Kg para 240 Kg N ha-1. La eficiencia fisiológica se determinó en 42 Kg de arroz por cada Kg de N absorbido.

Los métodos de siembra en los estudios realizados indican que la siembra directa alcanza rendimientos tan altos como la siembra al trasplante (6.23 vs 4.82 t ha-1)con la ventaja de consumir menos agua y usar suelos no batidos que destruye la estructura del suelo.

Para mejorar la productividad del agua, se está desarrollando genotipos precoces adaptados a bajos consumos de agua y alta productividad. Estos genotipos permitirían adecuar sistemas de producción al cambio climático. Para este objetivo se importó germoplasma con tolerancia a sequía en el año 2010 y actualmente tenemos 02 viveros importados del International Rice Research Institute en etapa de cuarentena SENASA, pos entrada. Con ayuda de la biología molecular se identificarán los genotipos que han incorporado los Qtl´s tolerantes al estrés hídrico a -15 kPa.

En este año se han iniciado las mediciones de las emisiones de metano en el experimento de suelo saturado por niveles de nitrógeno. En el Perú no se tiene información de la cantidad de metano que emite el cultivo de arroz. Estas determinaciones son muy importantes, porque permitiría identificar las variaciones de las emisiones en las diferentes etapas del cultivo y las emisiones totales, información importante para el cumplimiento del Perú como país de los compromisos mundiales sobre el cambio climático.

La producción de “más arroz con menos agua”, uno de los objetivos del siglo XXI, implica varios cambios de los sistema de producción de arroz en el Perú y requerirá más investigación pública y privada para atenuar los efectos del cambio climático y el establecimiento de los servicios de transferencia de tecnología, para capacitar a los productores en la adopción de innovaciones y, sobre todo, en el soporte político e institucional para enfrentar el cambio climático.

Colaboradores:

Empresa Hacienda El Potrero SAC

Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. CONCYTEC

Ing. Agrónomo:  Armando Noriega Manguini

Ing. Agrónomo: José Lau Cobián

Instituto Nacional de Innovación Agraria – INIA:

Ing. Orlando Palacios Agurto, Investigador

Ing. Edson Torres Chávez, Investigador

Programa Nacional de Innovación Agraria – PNIA