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Drip-cum-plastic mulch technology for high yield, cost-effectiveness, and water productivity in sustainable rice production

Un estudio de campo de dos años demuestra que la combinación de riego por goteo, siembra en camas elevadas y acolchado plástico mejora significativamente el crecimiento, el rendimiento, la productividad del agua y los retornos económicos del arroz Basmati de siembra directa, ofreciendo una solución sostenible alineada con los objetivos globales de seguridad alimentaria y conservación del agua.

Autores originales: Bipin Kumar, B. Bhavana, P. S. Brahmanand, Vijay Kumar Prajapati, Himani Bisht, Shaloo ., Dinesh Kumar, Vilas Tajane

Publicado 2026-09-02

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CC BY 4.0

Autores originales: Bipin Kumar, B. Bhavana, P. S. Brahmanand, Vijay Kumar Prajapati, Himani Bisht, Shaloo ., Dinesh Kumar, Vilas Tajane

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

El arroz es el alimento básico más importante del mundo, alimentando a miles de millones de personas cada día. En muchas partes de Asia, particularmente en la India, es la columna vertebral de la economía y la principal fuente de calorías para las familias rurales. Durante generaciones, los agricultores han cultivado arroz inundando sus campos con agua, un método conocido como arroz trasplantado en lodo. Si bien esta técnica funciona, es increíblemente sedienta, requiriendo a menudo miles de litros de agua para producir solo un kilogramo de grano. En regiones donde el nivel freático está descendiendo rápidamente, este enfoque tradicional se está volviendo insostenible. Científicos y agricultores buscan ahora formas de cultivar más arroz utilizando significativamente menos agua, un desafío que se sitúa en la intersección de la seguridad alimentaria y la supervivencia ambiental.

Para abordar esta crisis, investigadores del Instituto de Investigación Agrícola de la India en Nueva Delhi se propusieron probar una nueva combinación de técnicas de cultivo. Se centraron en un tipo específico de arroz llamado Basmati, que es muy valorado por su aroma y calidad de exportación. El equipo quería ver si podían mejorar el crecimiento de este arroz cambiando tres cosas a la vez: cómo se entrega el agua, cómo se plantan las semillas y si el suelo está cubierto. En lugar de inundar los campos, probaron el riego por goteo, que entrega el agua de forma lenta y directa a las raíces a través de tubos. También probaron plantar las semillas sobre montículos de tierra elevados, conocidos como camas elevadas, en lugar de en terreno llano. Finalmente, experimentaron cubriendo el suelo con una fina capa de película plástica para mantener la humedad y evitar el crecimiento de malezas. El objetivo era encontrar un sistema que no solo ahorrara agua, sino que también produjera una mejor cosecha y generara más dinero para los agricultores.

Los investigadores llevaron a cabo su experimento durante dos temporadas de cultivo en 2024 y 2025. Establecieron un campo grande dividido en muchas parcelas pequeñas, cada una de las cuales recibía una combinación diferente de las tres técnicas. Algunas parcelas recibieron agua a través del sistema de goteo, mientras que otras fueron inundadas como los campos tradicionales. Algunas fueron plantadas en terreno llano, mientras que otras fueron plantadas en camas elevadas. Algunas parcelas fueron cubiertas con acolchado plástico, y otras quedaron descubiertas. Al comparar los resultados en todas estas variaciones, el equipo pudo aislar exactamente qué métodos funcionaban mejor en conjunto.

Los resultados fueron claros y consistentes a lo largo de ambos años. Las parcelas que combinaron las tres técnicas modernas —riego por goteo, camas elevadas y acolchado plástico— superaron a todos los demás métodos. Estas plantas crecieron más altas y desarrollaron hojas más grandes, creando un dosel más denso que capturaba más luz solar. Sus sistemas radiculares también eran más fuertes, con más materia seca acumulándose bajo tierra, lo que les permitió beber y absorber nutrientes de manera más eficiente. Debido a que las plantas estaban más sanas y menos estresadas, produjeron más grano. El tratamiento que utilizó riego por goteo en camas elevadas con acolchado plástico produjo la mayor cantidad de arroz, con 5.4 toneladas por hectárea en 2024 y 4.9 toneladas en 2025. En contraste, el método tradicional de riego superficial en terreno llano sin acolchado produjo menos de la mitad de esa cantidad.

Más allá del peso del grano, la calidad de la cosecha también mejoró. Las plantas en el mejor tratamiento produjeron espigas de semillas más largas con más granos en cada una. También absorbieron más nutrientes del suelo, captando cantidades más altas de nitrógeno, fósforo y potasio, los cuales son esenciales para el crecimiento de las plantas. Este uso eficiente de los recursos significó que el agua utilizada para cultivar el arroz fue mucho más productiva. El equipo calculó que, por cada metro cúbico de agua aplicada, el mejor tratamiento produjo más de dos kilogramos de grano, mientras que el método tradicional produjo menos de un cuarto de kilogramo.

Los beneficios económicos fueron igual de significativos que los biológicos. Debido a que el tratamiento de alta tecnología produjo mucho más grano, los agricultores obtuvieron beneficios sustancialmente mayores. El retorno neto para el mejor tratamiento fue de casi 120,000 rupias por hectárea en 2024, en comparación con apenas 5,000 rupias para el método menos productivo. La relación entre el dinero ganado y el dinero gastado también fue mucho mayor, lo que indica que la inversión en la nueva tecnología valió la pena. El estudio concluyó que este enfoque integrado no es solo una forma de ahorrar agua, sino también una estrategia de negocio viable para los agricultores que enfrentan la escasez de agua.

Esta investigación ofrece un camino concreto hacia un cultivo de arroz sostenible en regiones con estrés hídrico. Al combinar la entrega precisa de agua, una mejor estructura del suelo y la conservación de la humedad, los agricultores pueden cultivar más alimentos con menos recursos. Los hallazgos sugieren que alejarse de la inundación tradicional hacia estos sistemas integrados puede ayudar a asegurar el suministro de alimentos al tiempo que se protege el agua subterránea de la que dependen las comunidades. Para el arroz Basmati, y potencialmente otros cultivos en climas similares, esta combinación de riego por goteo, camas elevadas y acolchado plástico representa una poderosa herramienta para el futuro de la agricultura.

Resumen Técnico: Tecnología de riego por goteo con acolchado plástico para un alto rendimiento, rentabilidad y productividad del agua en la producción sostenible de arroz

Planteamiento del Problema
El cultivo de arroz en el noroeste de la India, una región crítica para la seguridad alimentaria nacional, depende en gran medida del arroz trasplantado en charcos (PTR). Este método convencional requiere mucha mano de obra y es altamente ineficiente en el uso del agua, requiriendo entre 2,000 y 5,000 litros de agua por kilogramo de arroz producido, con pérdidas significativas por percolación, filtración y evaporación. La extracción excesiva resultante de las aguas subterráneas ha provocado descensos alarmantes en los niveles freáticos, particularmente en Punjab y Haryana. Si bien el Arroz de Siembra Directa (DSR) ofrece una solución potencial al reducir el uso de agua y las emisiones de gases de efecto invernadero, su rendimiento sigue siendo variable. Específicamente, existe la necesidad de optimizar los sistemas DSR para cultivares de arroz Basmati de alto valor para asegurar que sean tanto eficientes en el uso del agua como económicamente viables bajo condiciones subtropicales.

Metodología
Se llevó a cabo un experimento de campo durante las estaciones de Kharif de 2024 y 2025 en el ICAR-Instituto Indio de Investigación Agrícola (IARI), Nueva Delhi. El estudio utilizó un Diseño de Bloques Completamente al Azar (RBD) con tres réplicas para evaluar los efectos interactivos de tres factores:

Métodos de Irrigación: Riego por goteo ( $I_1$ ) frente a Riego superficial ( $I_2$ ).
Técnicas de Establecimiento del Cultivo: Siembra en camas elevadas ( $S_1$ ) frente a Siembra en lecho plano ( $S_2$ ).
Prácticas de Acolchado: Con acolchado plástico ( $M_1$ ) frente a Sin acolchado ( $M_0$ ).

Esto resultó en ocho combinaciones de tratamientos, incluyendo el sistema integrado de riego por goteo, siembra en camas elevadas y acolchado ( $I_1S_1M_1$ ). El cultivo fue arroz Basmati de siembra directa utilizando el método de dibbling (siembra manual con plantador). El sistema de goteo estaba equipado con un tanque de fertirrigación para la entrega precisa de nutrientes, mientras que la programación del riego se basó en el agotamiento de la humedad del suelo (activado al 25% de agotamiento de la humedad disponible del suelo). Los parámetros clave medidos incluyeron atributos de crecimiento (altura de la planta, Índice de Área Foliar, producción de raíz y materia seca), componentes del rendimiento, rendimiento de grano y paja, absorción de nutrientes (N, P, K), productividad del agua y retornos económicos (retornos netos y relación Beneficio-Costo).

Resultos Clave
El estudio encontró que el tratamiento integrado de riego por goteo con siembra en camas elevadas y acolchado plástico ( $I_1S_1M_1$ ) superó consistentemente a todas las demás combinaciones durante ambos años experimentales:

Crecimiento y Fisiología: El tratamiento $I_1S_1M_1$ registró la mayor altura de planta (78.9 cm y 73.1 cm a los 90 días después de la siembra - DAS), el mayor Índice de Área Foliar (5.0 y 4.6), la mayor materia seca de la raíz (41.8 y 38.5 g m⁻²) y la mayor producción de materia seca total (1053.3 y 969.0 g m⁻²).
Atributos de Rendimiento: Este tratamiento mejoró significamente la longitud de la panícula, los tallos efectivos por metro cuadrado y los granos por panícula.
Rendimiento de Grano y Paja: $I_1S_1M_1$ produjo los mayores rendimientos de grano de 5.4 t ha⁻¹ (2024) y 4.9 t ha⁻¹ (2025), junto con rendimientos de paja superiores. En contraste, el riego superficial en lechos planos sin acolchado produjo resultados significativamente menores (aproximadamente 2.2–2.4 t ha⁻¹).
Absorción de Nutrientes: El sistema integrado maximizó la absorción de Nitrógeno (152.6 y 149.8 kg ha⁻¹), Fósforo (45.8 y 42.4 kg ha⁻¹) y Potasio (129.7 y 125.0 kg ha⁻¹).
Economía y Productividad del Agua: El tratamiento $I_1S_1M_1$ logró los mayores retornos netos (₹1,19,699 y ₹1,06,427 ha⁻¹) y la mayor relación Beneficio-Costo (2.6 y 2.3). Crucialmente, demostró la mayor productividad del agua con 2.04 y 1.88 kg m⁻³, superando significativamente a los tratamientos de riego superficial (aproximadamente 0.24–0.28 kg m⁻³).

Significancia y Reivindicaciones
El artículo concluye que la integración del riego por goteo, la siembra en camas elevadas y el acolchado plástico crea un entorno sinérgico suelo-agua-planta. Este entorno mejora la aireación del suelo, mantiene la humedad óptima en la zona radicular, suprime las malezas y mejora la solubilidad y absorción de nutrientes. Los autores afirman que esta combinación específica es el enfoque más productivo, eficiente en recursos y económicamente viable para el cultivo de arroz Basmati de siembra directa en regiones subtropicales.

La investigación posiciona esta tecnología como una respuesta estratégica a la crisis hídrica en el noroeste de la India, contribuyendo a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) 2 (Hambre Cero) y 6 (Agua Limpia y Saneamiento) al mejorar la productividad y rentabilidad del cultivo, mientras mejora drásticamente la eficiencia en el uso del agua. El estudio recomienda este sistema integrado como una estrategia de producción sostenible para reemplazar o modificar las prácticas convencionales de alto consumo de agua.

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