Un experimento de dos temporadas realizado en China encontró que el riego por goteo con agua enriquecida con oxígeno mejoró el rendimiento, la productividad del agua y la calidad del grano. La combinación más favorable utilizó una dosis intermedia de fertilizante nitrogenado.
Redacción: Redacción Mundo Agropecuario
Editor: Karem Díaz S.
Una investigación realizada en China ha demostrado que modificar la cantidad de oxígeno disuelto en el agua de riego puede mejorar considerablemente la producción de trigo de invierno. Durante dos temporadas agrícolas, científicos de la Universidad Tecnológica de Xi’an comprobaron que el riego por goteo con agua enriquecida con oxígeno aumentó el rendimiento del grano entre un 18,4 % y un 19,3 % respecto al riego convencional, bajo las condiciones experimentales estudiadas.
El hallazgo introduce una dimensión poco considerada en el manejo del agua agrícola: además de la cantidad de agua suministrada y de los nutrientes que recibe el cultivo, la disponibilidad de oxígeno en la zona de las raíces puede influir en el crecimiento y la productividad de las plantas.
El trabajo fue publicado el 29 de septiembre de 2026 en la revista científica Journal of Agronomy and Crop Science. Sus autores, Qi Xu, Wenda Du, Changkun Ma y Quanjiu Wang, evaluaron conjuntamente la oxigenación del agua, la fertilización nitrogenada, la actividad de las raíces y la calidad del trigo cosechado.
Los resultados muestran que una mayor disponibilidad de oxígeno alrededor de las raíces estuvo acompañada por cambios favorables en la actividad del suelo, la absorción de nutrientes y la fotosíntesis. Sin embargo, los investigadores también encontraron que aumentar indiscriminadamente la dosis de nitrógeno no produjo los mejores rendimientos.
El problema del oxígeno que desaparece del suelo después del riego
Las raíces de las plantas necesitan agua para absorber nutrientes, pero también requieren oxígeno para mantener sus procesos respiratorios y metabólicos.
Cuando se aplica agua mediante riego por goteo, una parte de los poros del suelo se llena de humedad y desplaza temporalmente el aire que contienen. Si la recuperación del oxígeno es lenta, las raíces pueden experimentar condiciones menos favorables para su funcionamiento.
Este fenómeno resulta especialmente importante en suelos de textura fina, compactados o con determinadas condiciones de salinidad, donde el movimiento del aire y del agua puede ser más limitado.
Los investigadores chinos partieron de una pregunta concreta: ¿es posible mejorar simultáneamente el rendimiento del trigo, el aprovechamiento del agua y la utilización del nitrógeno aumentando el oxígeno disponible en el agua de riego?
La cuestión complementa los estudios tradicionales sobre los beneficios productivos del riego por goteo en cultivos extensivos, que habitualmente se concentran en la eficiencia hídrica, los costos y la distribución del agua.
En este caso, el objetivo no era simplemente aplicar más agua, sino modificar una de sus características para estudiar la respuesta del cultivo.
Dos temporadas de ensayos con diferentes dosis de nitrógeno
El experimento se desarrolló durante los ciclos agrícolas 2023-2024 y 2024-2025 en la parte meridional de la meseta de Loess, una región agrícola de China donde el manejo del agua y de los fertilizantes representa un desafío importante.
Los investigadores trabajaron sobre un suelo franco arenoso ligeramente salino y establecieron un diseño experimental que combinó dos tipos de agua de riego con tres niveles de fertilización nitrogenada.
El primer tratamiento utilizó agua convencional, con una concentración de oxígeno disuelto de entre 6 y 8 miligramos por litro.
El segundo empleó agua enriquecida con oxígeno, cuya concentración se situó entre 12 y 15 miligramos por litro.
Para conseguir ese incremento, el equipo utilizó un generador de microburbujas y nanoburbujas, incorporado al sistema de riego.
Cada modalidad se combinó con tres dosis de nitrógeno: 90, 180 y 270 kilogramos por hectárea.
Los tratamientos se organizaron mediante un diseño de bloques completos aleatorizados, con tres repeticiones, y se mantuvieron en las mismas parcelas durante ambas temporadas.
Este procedimiento permitió examinar no solamente el efecto de oxigenar el agua, sino también la respuesta del trigo cuando cambiaba la cantidad de fertilizante disponible.
El rendimiento del trigo aumentó más de 1.300 kilos por hectárea
El resultado más destacado apareció al comparar la producción de grano entre los dos sistemas de riego.
Los tratamientos con agua enriquecida con oxígeno consiguieron aumentos de rendimiento de entre 1.305 y 1.314 kilogramos por hectárea, equivalentes a mejoras del 18,4 % al 19,3 % frente al agua convencional.
La magnitud de la diferencia resulta especialmente relevante porque se obtuvo en condiciones de ensayo de campo y durante dos ciclos agrícolas consecutivos.
Los científicos también encontraron mejoras en la productividad del agua, un indicador que relaciona la cantidad de grano producido con el agua utilizada por el cultivo.
El incremento registrado fue de entre 2,23 y 2,37 kilogramos por hectárea por milímetro de agua.
Sin embargo, existe una precisión importante: la evapotranspiración promedio fue de aproximadamente 578 milímetros y, salvo algunas diferencias puntuales durante la segunda temporada, no cambió significativamente entre los tratamientos.
Por tanto, la mejora en productividad hídrica no se debió principalmente a que las plantas consumieran menos agua, sino a que produjeron más grano con una utilización de agua esencialmente comparable.
Este resultado distingue la investigación de otras estrategias destinadas exclusivamente a reducir el volumen aplicado mediante el riego.
El experimento indica que mejorar las condiciones fisiológicas de las raíces puede aumentar la producción obtenida a partir del agua disponible.
Las raíces recibieron más oxígeno durante varios días
Para comprender por qué aumentó el rendimiento, los investigadores realizaron mediciones de oxígeno, humedad y nutrientes en el suelo después de las aplicaciones de riego.
El primer día posterior al riego, el agua enriquecida elevó la concentración de oxígeno disuelto en la capa superficial del suelo entre 2,5 y 2,6 miligramos por litro respecto al tratamiento convencional.
La diferencia no desapareció inmediatamente. Los científicos todavía podían detectar una mayor disponibilidad de oxígeno siete días después de la aplicación.
Esto sugiere que el tratamiento proporcionó una ventana de mayor oxigenación en la zona explorada por las raíces.
Los análisis también encontraron aumentos significativos en la densidad longitudinal de las raíces y en su actividad fisiológica.
Una mayor actividad radicular puede favorecer los procesos relacionados con la absorción de agua y nutrientes, aunque su contribución concreta al rendimiento depende de múltiples interacciones con el suelo y el estado del cultivo.
El equipo observó, además, incrementos en la actividad de determinadas enzimas del suelo y en la biomasa microbiana.
Estas respuestas muestran que el tratamiento no afectó únicamente a las plantas. También modificó indicadores biológicos del ambiente que rodea a las raíces.
El nitrógeno cambió de forma dentro del suelo
Uno de los hallazgos más interesantes estuvo relacionado con la transformación del nitrógeno.
Este nutriente puede encontrarse en el suelo bajo diferentes formas químicas, entre ellas el amonio y el nitrato. Su disponibilidad y transformación dependen de procesos biológicos y ambientales.
Los investigadores encontraron que el riego con agua enriquecida con oxígeno modificó la distribución de estas formas de nitrógeno.
Durante la fase de espigado, la concentración de nitrógeno amoniacal en los primeros 20 centímetros del suelo fue entre un 8 % y un 10 % inferior en los tratamientos oxigenados.
En cambio, la concentración de nitrógeno nítrico aumentó entre un 21 % y un 24 %.
En términos absolutos, el amonio disminuyó entre 0,92 y 1,06 miligramos por kilogramo de suelo, mientras que el nitrato aumentó entre 5,8 y 6,9 miligramos por kilogramo.
Los científicos interpretaron estos resultados como parte de una respuesta integrada entre oxígeno, transformaciones del nitrógeno, actividad microbiana y funcionamiento de las raíces.
El hallazgo resulta importante para el manejo de la fertilización nitrogenada del trigo y el momento adecuado para aplicar nutrientes, ya que el rendimiento depende tanto de la cantidad suministrada como de las condiciones que permiten a las plantas aprovecharla.
No obstante, el estudio no demuestra que la oxigenación pueda sustituir completamente la fertilización. Los dos factores interactuaron y fue necesario evaluar diferentes combinaciones para identificar el tratamiento más favorable.
La fotosíntesis y el crecimiento también mejoraron
El efecto del riego oxigenado no se limitó a los procesos subterráneos.
Los investigadores observaron una mayor tasa de fotosíntesis neta en las plantas que recibieron agua enriquecida con oxígeno.
También registraron cambios favorables en diferentes indicadores relacionados con la acumulación de materia seca y el funcionamiento fisiológico del trigo.
Estas respuestas son coherentes con la posibilidad de que una mejor actividad radicular favorezca el suministro de recursos necesarios para sostener el crecimiento de la parte aérea.
El equipo utilizó modelos estadísticos para analizar las relaciones entre oxígeno del suelo, disponibilidad de nitrógeno, actividad de las raíces, fotosíntesis y producción final.
Los resultados fueron compatibles con una secuencia de respuestas conectadas, pero los autores distinguieron estas asociaciones estadísticas de una demostración causal completa de cada mecanismo.
La investigación tampoco caracterizó directamente todas las propiedades de las microburbujas y nanoburbujas utilizadas. Su análisis se concentró en la concentración de oxígeno disuelto que el sistema conseguía suministrar.
La dosis intermedia de fertilizante produjo el mejor equilibrio
Uno de los resultados más útiles desde el punto de vista agronómico fue la identificación de una combinación favorable entre oxígeno y nitrógeno.
Los mayores valores de rendimiento y productividad hídrica se concentraron en el tratamiento que utilizó agua enriquecida con oxígeno y 180 kilogramos de nitrógeno por hectárea.
La dosis superior, de 270 kilogramos por hectárea, no proporcionó el mejor resultado global.
Esto significa que, dentro de las condiciones experimentales, aumentar la fertilización más allá del nivel intermedio no garantizó una mayor cosecha.
Los autores evaluaron diferentes indicadores mediante un procedimiento de clasificación multicriterio y encontraron que la combinación de riego oxigenado con 180 kilogramos de nitrógeno por hectárea ocupó el primer lugar en ambas temporadas.
La elección también se mantuvo cuando modificaron las ponderaciones y los conjuntos de indicadores utilizados en el análisis.
Frente a la dosis más elevada del ensayo, el tratamiento intermedio permitió reducir aproximadamente un tercio el aporte de nitrógeno sin sacrificar rendimiento.
Sin embargo, los investigadores no proponen convertir esta cantidad en una recomendación universal.
La dosis apropiada depende de la fertilidad inicial del suelo, la variedad cultivada, las condiciones climáticas y los objetivos productivos.
La importancia de ajustar la nutrición a cada ambiente también aparece en los análisis sobre fertilización eficiente del trigo en la región pampeana argentina, donde la disponibilidad de agua y el potencial del lote condicionan la respuesta a los fertilizantes.
Más proteína no significó necesariamente más cosecha
La investigación también examinó la calidad del grano, especialmente su contenido de proteína y gluten húmedo.
El agua enriquecida con oxígeno produjo mejoras en ambos indicadores.
Los científicos observaron, además, que el incremento de la dosis de nitrógeno favorecía el contenido proteico del trigo.
Sin embargo, apareció una diferencia importante entre los objetivos de producción.
Mientras el rendimiento de grano y la productividad del agua alcanzaron sus mejores valores con la dosis intermedia de nitrógeno, el contenido de proteína continuó aumentando con mayores aportes del nutriente.
Este comportamiento refleja una compensación conocida en la producción de cereales: las condiciones que favorecen una mayor concentración de proteína no siempre coinciden con aquellas que permiten obtener la máxima cantidad de grano.
El riego oxigenado mejoró los resultados generales, pero no eliminó completamente esa relación.
Los autores señalan que una dosis elevada de nitrógeno podría justificarse cuando el mercado remunera suficientemente un mayor contenido proteico.
En cambio, cuando la prioridad es maximizar la producción y la eficiencia en el uso del agua y los fertilizantes, la combinación intermedia presentó mejores resultados en el ensayo.
El segundo año mostró diferencias en el suelo y las raíces
Al comparar ambas temporadas, los investigadores identificaron algunas diferencias más pronunciadas en las variables relacionadas con el oxígeno del suelo y el funcionamiento radicular durante el segundo año.
Esto podría indicar que la respuesta del sistema suelo-planta cambia cuando el tratamiento se mantiene durante ciclos agrícolas consecutivos.
Sin embargo, los autores fueron cautelosos al interpretar esta observación.
Dos temporadas no son suficientes para establecer si existe un efecto acumulativo permanente de la oxigenación o si las diferencias responden a variaciones ambientales entre años.
Además, el rendimiento del grano no mostró un fortalecimiento equivalente del efecto durante el segundo ciclo.
Por tanto, la investigación aporta evidencia de una respuesta productiva positiva durante dos temporadas, pero no demuestra que los beneficios aumenten progresivamente con los años.
Una alternativa experimental para mejorar el riego del trigo
Los resultados muestran que el oxígeno disuelto puede convertirse en una variable de interés para la investigación sobre riego agrícola, especialmente en suelos donde la aireación de la zona radicular constituye una limitación.
La técnica estudiada requiere incorporar un sistema capaz de enriquecer el agua antes de su distribución por goteo.
Sin embargo, el trabajo no establece que esta modificación resulte económicamente rentable en todas las explotaciones.
Para determinar su viabilidad comercial sería necesario considerar el costo de instalación, el consumo energético del equipo, el mantenimiento, la calidad del agua y la respuesta del cultivo en diferentes tipos de suelo.
Tampoco puede suponerse que el aumento de rendimiento registrado en la meseta de Loess se repetirá automáticamente en regiones con condiciones de humedad, textura o fertilidad diferentes.
El principal aporte del estudio consiste en demostrar, mediante un experimento de campo de dos temporadas, que la combinación de agua enriquecida con oxígeno y una fertilización nitrogenada ajustada puede mejorar significativamente el desempeño del trigo de invierno.
La investigación amplía el enfoque tradicional del manejo hídrico al mostrar que la productividad agrícola depende no solamente del volumen de agua aplicado, sino también de las condiciones químicas y biológicas que ese riego genera alrededor de las raíces.
El estudio fue publicado en Journal of Agronomy and Crop Science con el identificador DOI 10.1111/jac.70255.
