VIII. LA IRRIGACI�N Y EL FEN�MENO OSM�TICO

EL ESTADO actual del arte de la irrigaci�n hace de la agricultura una actividad comercialmente buena, s�lo donde el agua es abundante y barata. Esta caracter�stica de la agricultura ha permanecido inalterada a lo largo de los siglos, considerando a los pueblos sedentarios del neol�tico, hasta el siglo XIX.

Se recuerda, en particular, como una de las siete maravillas del mundo antiguo , a los jardines de Babilonia. Entre las murallas defensivas internas y externas que rodeaban a la ciudad, hab�a desde los tiempos de Hammurabi una tierra irrigada con una red de canales. La tradici�n griega se refer�a a esa tierra cubierta de vegetaci�n como los Jardines Colgantes de Babilonia. Se les ha considerado a estos jardines ornamentales y decorativos. Sin embargo, pudieron ser parte de una maniobra militar; en realidad se trataba de las reservas estrat�gicas de la ciudad, donde los famosos jardines eran b�sicamente trigales y plantas para la fabricaci�n de vino, lo que podr�a haberse utilizado en situaciones de emergencia o de sitio. En tal caso, no se trataba de jardines sino de campos agr�colas cuya importancia no radicaba en su belleza, sino en una inusitada agricultura controlada por la mano del hombre; era pues un alarde tecnol�gico de la �poca. En efecto, un campo agr�cola separado de la avenida de un r�o y en ausencia de lluvia representaba un avance revolucionario en la agricultura, ya que generalmente los campos agr�colas estaban situados en las m�rgenes de los r�os, cuyas inundaciones hac�an posible la agricultura. En Babilonia, en cambio, ten�an canales y diques de riego que llevaban el agua hacia las zonas de cultivo e inundaban artificialmente las parcelas dentro de la ciudad. Curiosamente, estos avances revolucionarios de la antig�edad son vigentes en la actualidad y trascienden hasta nuestros d�as con los nombres de sistema de riego por inundaci�n y por surco.

Las novedosas t�cnicas del siglo XX para proporcionar avanzados sistemas de riego han sido b�sicamente los de aspersi�n y de goteo. El primero consiste en imitar la inundaci�n por lluvia usando aspersores. No obstante, sigue manteni�ndose el concepto de que se requieren grandes cantidades de agua para mantener la vida de los vegetales. El sistema de riego por goteo no modifica este principio, sino que lo implementa eficientemente, porque la inundaci�n del suelo corresponde a una peque�a secci�n cercana a la planta de donde se deriva la humedad por filtraci�n y difusi�n. Con esto �ltimo se ha conseguido un ahorro considerable de agua, pues se elimina en gran medida la cantidad de p�rdidas por filtraci�n y evaporaci�n. La novedad t�cnica de estos sistemas estriba en que puede regularse tanto el r�gimen de humedad en el suelo, particularmente con el goteo, as� como el contenido de humedad a nivel de la ra�z.

Hasta aqu� todo parece haber sido resuelto con respecto a los m�todos y teor�a de la irrigaci�n, pero hace falta abrir la caja de Pandora. A principios de este siglo, B. E. Livingston y otros estudiaron a nivel de laboratorio la aplicaci�n subterr�nea de m�dulos de cer�mica porosa, para proporcionar agua y nutrientes a la ra�z de algunos vegetales. En 1975, experiencias de campo similares fueron realidades en Chapingo, M�xico, por P.C. Olgu�n. En relaci�n a lo anterior, las observaciones del ingeniero J. M. Guerrero de M�xico, en la d�cada de los setenta, le llevaron a considerar que en las experiencias anteriores se hab�a pasado por alto el hecho b�sico de que un irrigador subterr�neo de porcelana poroso se convierte con el tiempo en una ra�z virtual; esto ocurre cuando las ra�ces de la planta envuelven a la c�psula porosa, de tal manera que se impide toda derivaci�n de la humedad del irrigador hacia el suelo. En esta forma, el agua suministrada por este tipo de sistema pasa directa y totalmente al interior del vegetal, semejante a una inyecci�n de agua a trav�s del tronco de un �rbol, tal como ocurre en una transfusi�n de l�quidos aplicados directamente a las venas de un individuo. Si por considerarlo m�s obvio llevamos a la pr�ctica la idea de la inyecci�n, se encontrar�a que el agua no puede suministrarse indiscriminadamente a una planta. En efecto, en el caso de los vegetales debe utilizarse en cambio la c�psula de cer�mica porosa.

Al sistema de riego derivado de esta aplicaci�n se le llama de implante, estequiom�trico, de autoirrigaci�n, riego xilema, etc�tera.

Los rendimientos reportados para cada sistema de riego son:

Aprovechamiento del 25% de agua de riego por surco,

del 50% de agua de riego por aspersi�n,

del 80% de agua de riego por goteo,

del 99% de agua de riego por implante.

La caja de Pandora se abre ahora con el riego por implante, pues los reportes de consumo de agua por d�a utilizando este sistema se dan en mililitros, que no est� de acuerdo con los conceptos tradicionales que conforman la teor�a de la irrigaci�n actual, y cuyos m�todos reportan consumos de agua much�simo mayores. Al parecer, esta discrepancia es fundamental y requiere de una revisi�n de los conceptos fisiol�gicos involucrados en la teor�a de la irrigaci�n.

Es curioso y cierto que el evento b�sico de la irrigaci�n, representado por la absorci�n del agua del suelo por la ra�ces de las plantas, no est� definitivamente aclarado, pues se debaten distintas causas de las tensiones de absorci�n de las ra�ces; asimismo, se discute el mecanismo del agua al moverse a trav�s de los tejidos del xilema. Se asegura que el fen�meno es osm�tico cuando el agua del suelo es removida por las ra�ces. Sin embargo, esto no resuelve el problema planteado, porque hay que establecer el mecanismo regulador de las c�lulas de las ra�ces, obligadas a disponer de agua y nutrientes del suelo circundante. Es bien sabido que esta funci�n no es indiscriminada, sino que obedece a periodos regulares.

Hay un hecho b�sico que destaca en el sistema de riego por implante. Consiste de un m�dulo de cer�mica poroso que funciona de igual forma en las ra�ces que incrustada en el tronco de un �rbol a cualquier nivel, siempre y cuando est� en contacto con la regi�n donde circula la savia. Esto trae a colaci�n el hecho de que la savia es, por lo general, un l�quido en estado metaestable sujeto a una tensi�n negativa.

Hay al menos una cuesti�n interesante que se ha discutido al respecto¹ . La savia puede ser el monitor de la absorci�n del agua a trav�s de las ra�ces o de un implante en el tronco. La savia puede representar un movimiento osm�tico a gran escala, generando en las hojas de los �rboles. En efecto, esto debe ser as� porque en las hojas es donde se requiere el agua, tanto para la transpiraci�n como para la elaboraci�n de az�cares y sustancias org�nicas por medio de la fotos�ntesis. En todo caso, la tensi�n negativa se produce ah� a trav�s de membranas semipermeables recu�rdese la explicaci�n del cap�tulo VI en que la presi�n osm�tica puede observarse como una presi�n de succi�n negativa). En la relaci�n a la tensi�n de absorci�n de la savia, el hecho no es trivial, pues se mencionan valores de presi�n negativa de hasta 80 atm�sferas en plantas del desierto (Science, vol. 248, p. 341, 1965). Esta tensi�n negativa de la savia es transmitida a todas las regiones del �rbol, y en particular a las ra�ces, con la que realizan su acci�n de absorci�n al exterior, basada en el principio de Pascal de los medios continuos. La capacidad de alcanzar altos valores de tensi�n negativa en las ra�ces explicar�a la absorci�n del agua pura a partir de aguas marismas, como ocurre con los manglares y las plantas hal�fitas; adem�s, explica el hecho de que algunas hortalizas generen tensiones de 15 atm�sferas para remover el agua adherida en las matrices de los suelos.

Las t�cnicas de irrigaci�n por implante, utilizando en forma natural la presi�n negativa de la savia, seguramente no desplazar� a las dem�s t�cnicas de irrigaci�n actualmente vigentes. As� como las novedades del riego por goteo no modific� los sistemas por surco donde era posible. El sistema por implante manifiesta una posibilidad mucho m�s adecuada de utilizaci�n del agua en lugares des�rticos o temporales de sequ�a. Representado este sistema, como cerrado, desde el punto de vista de la comparaci�n con las membranas semipermeables, se considera como un sistema osm�tico regulado.

NOTAS

1 M. R. Goyal, O. Colberg, A. Acosta, Winter Meeting of An. Soc. of Agricultural Engineerings. Paper No. 85-2620; Illinois Center, Chicago, Dic. 17-20 (1985).