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  1. 1. Organiza:Con el apoyode:
  2. 2. II Curso Internacional de Programación de  Riego Tecnificado y Fertirriego Relaciónsuelo-agua-planta-atmósfera ( Parte II ) Por Alejandro Acevedo P.     Ing. Agrónomo, MSc. 
  3. 3. Retención de agua en el sueloFuerza de retención del agua en el suelo Tensión del agua en el suelo Potencial Hídrico del Suelo
  4. 4. Observaciones a tomar en cuenta: El agua se mueve de mayor a menor potencial
  5. 5. Observaciones a tomar en cuenta: El agua se mueve de mayor a menor potencial Importante son las diferencias de potencial y NO losvalores absolutos El potencial se puede medir en presión (trabajo/masa otrabajo/volumen) Unidades más utilizadas: bares, atmósferas, metrocolumna de agua (mca)
  6. 6. Representación de la polaridad del agua y las partículas del suelo
  7. 7. Capacidad de retención de agua• Menor superficie expuesta • Mayor superficie expuesta• Pocas cargas negativas • Muchas cargas negativas
  8. 8. Relación contenido de agua y tensión (fuerza) en el suelo Suelo Suelo seco húmedo
  9. 9. Medición de la tensión de agua en el suelo TENSIÓMETRO
  10. 10. Niveles de humedad en el sueloSegún la fuerza con que es retenida el agua por elsuelo podemos definir diferentes niveles dehumedad (o contenido de agua). Entre ellostenemos: 1. Saturación 2. Capacidad de Campo 3. Punto de Marchitez Permanente
  11. 11. Saturación Poros completamente llenos de agua Potencial mátrico igual a 0 Adición de más agua, no es retenida(escurre, percola o se apoza)
  12. 12. Capacidad de Campo (CC) Se presenta 24 a 48 horas despuésde un buen riego Potencial mátrico igual a -0,3bares Existe un espacio poroso quecontiene aire y permite laoxigenación de las raíces
  13. 13. Punto de Marchitez Permanente (PMP) Las raíces de las plantas sonincapaces de absorber el aguanecesaria Potencial mátrico igual a –15 bares Más de la mitad del espacio porosocontiene aire
  14. 14. 1 bar → debe ser la presión en el extremo de un lateral de riego por goteo 1 bar = 1 atm = 100 cb = 100 KPa
  15. 15. Proporciones de sólidos, agua y aireen los tres niveles dehumedad del suelo, ycuando sólo queda el agua higroscópica
  16. 16. Niveles de humedad en el suelo: CAPACIDAD DE CAMPO (CC)
  17. 17. Niveles de humedad en el suelo:
  18. 18. Niveles de humedad en el suelo:PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE (PMP)
  19. 19. Niveles de humedad en el suelo
  20. 20. Relación contenido de agua y tensión (fuerza) en el suelo 15 bar 0,3 bar PMP CC
  21. 21. Medición de la tensión de agua en el suelo TENSIÓMETRO
  22. 22. La CC y PMP se pueden obtener por: a) Análisis de laboratorio b) Tablas generales de las propiedades físico – hídricas Resumen de algunas Propiedades Físicas del Suelo Textura Da CC PMP (g/cm3) (%) (%) Arenoso 1,5-1,8 6-12 2-6 Franco-arenoso 1,4-1,6 10-18 4-8 Franco 1,0-1,5 18-21 8-12 Franco-arcilloso 1,1-1,4 23-31 11-15 Arcillo-arenoso 1,2-1,4 27-35 13-17 Arcilloso 1,0-1,3 31-39 15-19
  23. 23. HA
  24. 24. Niveles de humedad en el suelo:Satu- Humedadración CC HA aprovechable Capacidad de Campo PMP Punto de Marchitez Permanente HA = CC - PMP
  25. 25. SUELO SATURADOCC CCPMP PMP Durante el riego e inmediatamente después del riego
  26. 26. SUELO EN CAPACIDAD DE CAMPO (CC) CC PMP 48 horas después de un riego
  27. 27. SUELO EN PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE (PMP) CC PMP Suelo seco
  28. 28. HUMEDAD APROVECHABLE (HA) CC PMP
  29. 29. Fuente: Sellés, 2008
  30. 30. Humedad realmentedisponible para la planta = Agua fácilmente disponible para la planta CC Momento para volver a regar PMP
  31. 31. Umbral de riego = Valor crítico de riegoCC El umbral de riego indica el nivel de humedad de suelo que se espera para volver a regar El umbral de riego se establece conociendo el porcentaje (%) de humedad de suelo que se dejaPMP agotar para volver a regar nuevamente
  32. 32. Evolución gráfica de los niveles de Humedad en el suelo 40 35 30 Humedad Agua fácilmente disponible para la plantaH° del Suelo (%) 25 aprovechable 20 15 10 5 = Riego 0 22-Nov 12-Dic 03-Ene 23-Ene 13-Feb 06-Mar Fecha de Muestreos CC P MP H ° medida V . C rítico
  33. 33. Evolución de la humedad de suelo (80 -120 cm) en un cuartel de Carmenere temporada 2002/03. Suelo Arcilloso. 60 Humedad de suelo (%) 50 Cuaja Pinta 40 30 20 10 135 m3/ha 832 m3/ha 1112 m3/ha 0 ) e) e) ) ) ) b) b) ) ) ar ic ic ic ov ov En En Fe Fe D D D M N N 3- 7- 1- 1- 8- 1- 5- 4- 4- 9- (0 (1 (3 (1 (2 (1 (2 (1 (0 (1 5 7 9 19 11 13 15 17 1 3 Fechas de muestreos CC PMP H° (80-120 cm) V. Crítico
  34. 34. Evolución de la humedad de suelo (60 cm) en dos cuarteles de Cabernet Sauvignon temporada 2002/03. Riego por goteo Suelo Franco - Arenoso Suelo Arcilloso 45 45 40 40H° de suelo (%) H° de suelo (%) 35 35 30 30 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 ) v) c) c) b) b) ) ) e) e) ov ) v) c) c) b) b) ) ) ar ar e) e) ov ar ar Di Di No En En Fe Fe Di Di No M M En En Fe Fe N M M N 1- 4- 4- 8- 4- 8- 4- 7- 7- 1- 1- 4- 4- 8- 4- 8- 1- 4- 7- 7- (1 (2 (0 (1 (0 (1 (2 (1 (2 (0 (1 (2 (0 (1 (0 (1 (2 (1 (2 (0 5 7 13 15 17 19 111 3 9 5 7 13 15 17 19 11 1 3 9 Fecha de muestreo Fecha de muestreo CC PMP Hº medida V. Crítico CC PMP Hº medida V. Crítico Ambos cuarteles en un mismo campo en la Sexta Región
  35. 35. Evolución de la humedad de suelo (60 cm) en un cuartel de Cabernet Sauvignon temporada 2002/03. Suelo franco - arcilloso. Riego por surco 35H° de suelo (%) 30 25 20 15 10 5 Riego Riego 0 ) ) e) ) ) ) b) ) v) e) ar ar ic ic eb ov n o n Fe D D M M E N N F E 1- 4- 1- 4- 8- 4- 8- 4- 7- 7- (1 (2 (2 (0 (1 (0 (1 (1 (2 (0 5 7 11 13 15 17 191 3 9 N° de m uestreos CC PM P Hº medida V. Crítico
  36. 36. Evolución de la humedad de suelo (60 cm) en cuarteles de uva temporada 2002/03. Riego por goteo Vid de mesa, Sultanina 2000/01 Vid vinífera, C. sauvignon 2002/03 45 45 40 40 H° de suelo (%)H° de suelo (%) 35 35 30 30 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 ) ) ) 1) ) ) ) 02 03 11 (0 ) (2 ) (0 ) (1 ) (0 ) (1 ) ) 11 12 01 1) (1 ) 6( 11) (2 ) 12 -12 14 8-02 16 -01 18 5-02 20 -02 22 5-03 03 10 10 -11 -0 -1 2- 1- 4- 0- 5- 5- 9- 4- 3- 9 6 2 9 (0 (0 (2 27 (1 (1 (0 1 (1 (2 (1 11 13 1 5 7 3 9 1 4 8 Fecha de muestreo Fecha de muestreo CC PMP Hº medida V. Crítico CC PMP Hº medida V. CríticoHumedad crítica distinta según suelo y según finalidad de producción
  37. 37. Evolución de la humedad de suelo (60 cm) en cuarteles de Cabernet sauvignon temporada 2000/01. Riego por goteo Cabernet Sauvignon, Sector alto Cabernet Sauvignon, Sector bajo 35 35 30 30 H° del Suelo (%)H° del Suelo (%) 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 31-Oct 30-Nov 30-Dic 29-Ene 28-Feb 31-Oct 30-Nov 30-Dic 29-Ene 28-Feb Fecha de muestreo Fecha de muestreo CC PMP H° Medida V. Crítico CC PMP H° Medida V. Crítico Problema: Ambos sectores corresponden a un mismo cuartel ¿Regar en base a cual de ambos sectores?
  38. 38. Evolución de la humedad de suelo (hasta 60 cm) en un campo de maíz semillero. Suelo franco - arcilloso. Riego por surco Temporada 2000/01 Temporada 2001/02 35 35 30 30 H° de suelo (%)H° de suelo (%) 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 16-11-00 01-12-00 16-12-00 31-12-00 15-01-01 30-01-01 14-02-01 01-03-01 30-11-01 15-12-01 30-12-01 14-01-02 29-01-02 13-02-02 28-02-02 Fecha de muestreo Fecha de muestreo inicio medio final pto critico CC PMP inicio medio final pto critico CC PMP Tiempo de riego excesivo Problemas Surcos muy largos
  39. 39. Evolución de la humedad de suelo (hasta 60 cm) en dos campos de Maíz Semillero temporada 2001/02. Riego por surco Riego adecuado Riego inadecuado 40 40 35 35 H° de suelo (%) 30 30H° de suelo (%) 25 25 20 20 15 15 10 10 inicio medio final 5 inicio medio final 5 V. crítico CC PM P pto critico CC PM P 0 0 02-12-02 17-12-02 01-01-03 16-01-03 31-01-03 15-02-03 02-12-02 17-12-02 01-01-03 16-01-03 31-01-03 Fecha de muestreo Fecha de muestreo Anegamiento al final del paño de riego Problemas Poco tiempo de riego en cierto período del cultivo
  40. 40. Evolución de la humedad de suelo (hasta 60 cm) en un cultivo de Tomate temporada 1999/2000. Riego por surco Humedad en tomate industrial 99/2000 35 30 25 Humedad (%) 20 15 10 5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Nº de muestreos CC PMP Hº Medida Valor CríticoResultados:Rendimiento normal (80 t ha-1)Sólidos solubles aceptables (4,4 ° Brix)
  41. 41. Tomate industrial regado por goteo 2000/01 Evolución de humedad del 35,0 30,0 Humedad (%) 25,0 suelo en tomates regados por 20,0 15,0 goteo. 10,0 5,0 Panguilemo, 2000/01 0,0 2) 2) 2) 2) 3) ) ) ) ) ) /12 /12 /01 /01 /01 5/0 2/0 9/0 6/0 5/0 04 18 13 18 29 (0 (1 (1 (2 (0 1( 3( 5( 7( 9( 11 13 15 17 19 Fecha humedad CC PMP Valor críticoResultados:Alto rendimiento (115 t ha-1)Sólidos solubles bajos (4,1 ° Brix)
  42. 42. Tomate industrial regado por surco 2000/01 35 30 Evolución de humedad del Humedad (%) 25 20 15 suelo en tomates regados 10 5 por surco. 0 Panguilemo, 2000/01 /12) /12) /12) /01) /01) /01) /01) /02) /02) ) ) ) ) 3/02) 9/02 2/02 7/02 9/02 1 (11 2 (18 3 (27 4 (13 5 (18 6 (22 7 (29 8 (02 9 (05 10 (0 11 (1 12 (1 13 (1 14 (2 Fecha CC PMP % Hº Valor CríticoResultados:Rendimiento (90 t ha-1)Sólidos solubles normales (4,5 ° Brix)
  43. 43. Evolución de la humedad de suelo (hasta 45 cm) en un sector de festuca temporada 2000/01. Riego por tendido Festuca 2000/01 35 Humedad (%) 30 25 20 15 10 5 0 27-Nov 27-Dic 29-Ene 12-Feb 26-Feb 12-Mar Fecha de muestreo CC PMP Hº Medida Valor Crítico
  44. 44. Evolución de la humedad de suelo (hasta 60 cm) en dos cuarteles de Manzano temporada 2000/01. Riego por surco Manzanos cv. Red Chief Manzanos cv. Fuji 40 40 35 35 H umedad (% ) 30 30H umedad (% ) 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 04 - Nov. 04 - Dic. 08-en e 12-feb. 12-mar. 04 - Nov. 04 - Dic. 08-en e 12-feb. 12-mar. Fecha de muestreo Fecha de muestreo CC PMP Hº Medida V. Crítico CC PMP Hº Medida V. Crítico
  45. 45. En una determinada localidad y tiempo la planta esta sometida a una demanda de agua de la atmósfera Consumo de agua de las plantas Evapotranspiración
  46. 46. AguaAgua Agua Agua
  47. 47. Evaporación Transpiración desde el de la Suelo Planta EVAPOTRANSPIRACIÓN
  48. 48. Transpiración Proceso en el que los estomas de las hojas estánabiertos, permitiendo la entrada de CO2, y la emisión (pérdida)de agua en forma de vapor desde la planta a la atmósfera. Este proceso es el costo que debe pagar el cultivo paraproducir hojas, tallos, frutos y raíces. La cantidad de agua perdida en este proceso debe serrepuesta por la planta mediante la extracción de agua desde elsuelo por la raíces.
  49. 49. Biomasa:- Radiación solar - Frutos- CO2 Fotosíntesis - Hojas- Agua - Tallos- Nutrientes - Raíces
  50. 50. HOJA TRANSPIRANDO Atmósfera Vapor de agua HOJA AguaCavidad estomática y subestomática
  51. 51. Los estomas ocupan el 1% de la superficie celular, peroson responsables del 90% de la pérdida de agua en latranspiración.
  52. 52. Funciones Específicas de la Transpiración Efecto refrigerante Algunos fisiólogos vegetales, han argumentado que elefecto de la transpiración sobre las plantas, evita que éstas sesobrecalienten, esto es por un efecto de balance de energíaque se produce dentro de la planta. Este efecto refrigerante se le atribuye a la transpiración,debido al alto calor de vaporización del agua (2,45 MJ/kg), alpasar el agua del estado líquido al gaseoso, se libera estacantidad de energía provocando el enfriamiento en las hojas.
  53. 53. Efecto sobre el crecimiento y desarrollo Al producirse un flujo de agua desde el suelo a laplanta, se movilizan una serie de nutrientes contenidos enel suelo hacia la planta. La transpiración es el factor esencial en el ascensodel agua en el xilema, ascenso que juega un papelfundamental en la distribución de los nutrientes en laplanta, teniendo un efecto concreto en el crecimiento ydesarrollo de éstas.
  54. 54. Evaporación Es el proceso de evaporación de la humedad desdeel suelo adyacente a las plantas (sin ser utilizada porellas), Este proceso incluye el agua depositada por elrocío y la lluvia, y ocurre conjuntamente con latranspiración.
  55. 55. La cantidad de agua perdida por Evapotranspiración (ET) debe serrepuesta por la planta mediante la extracción de agua desde el suelopor la raíces ET ET
  56. 56. Cultivo con falta de agua Cierre de estomas  Evapotranspiración  Fotosíntesis  Rendimiento
  57. 57. Factores que afectanla Evapotranspiración
  58. 58. 1. Clima
  59. 59. 1. Clima Radiación: energía que permite el paso de agua del estado líquido al gaseoso. También actúa sobre la apertura y cierre de los estomas, cuando la luz desaparece los estomas se cierra y la transpiración se hace mínima.
  60. 60. Efecto de la radiación solar sobre la transpiración de uncultivo de melón durante un día nublado y un día soleado
  61. 61. 1. Clima Temperatura: no afecta directamente a la ET, pero si es un indicador de la cantidad de radiación. ( radiación   T°)Humedad relativa (HR): altas HR pueden disminuir la ET einhibir la absorción de nutrientes. ( humedad relativa   Transpiración)
  62. 62. 1. ClimaViento: mezcla las capas con mayor contenido de aguacon otra de menor contenido, evitando de esta forma quelas capas próximas a la superficie evaporante se saturen, ypor lo tanto se detenga el proceso de evapotranspiración. ( viento   Transpiración)
  63. 63. Factores que afectan la Evapotranspiración: 2. Estado Fenológico del Cultivo Representado por la evolución del índice de área foliar enel tiempo o porcentaje de cubrimiento del suelo por el follajedel cultivo. Este depende de la especie, variedad, estado fenológico,la localidad y régimen de riego previo.
  64. 64. En general los cultivos consumen mayor cantidad de aguacuando su desarrollo foliar es máximo y los menores consumosse producen a comienzos y hacia finales del período vegetativocuando el área foliar es menor
  65. 65. Factores que afectan la Evapotranspiración:3. Profundidad RadicalLa profundidad radical determina lacantidad de agua que puedeextraer una planta desde todo elperfil. Extracción de Agua (%) Profundidad radicalExperimentalmente se ha probado 1/4 40que los cultivos extraen el 40% delagua consumida desde el primer 30 1/4cuarto de raíces, el 30% delsegundo cuarto, el 20% del tercer 20 1/4cuarto y el 10% del último cuarto. 10 1/4
  66. 66. Mín. 80 cm
  67. 67. ET ETCuando el suelo es poco profundo, disminuye el volumen desuelo que puede ser explorado por las raíces y en consecuenciatambién disminuye este patrón de extracción de agua.
  68. 68. Factores que afectan la Evapotranspiración: 4. Manejo AgronómicoUn adecuado manejoagronómico (riego, fertilización,control de la salinidad, manejofitosanitario, etc.) va a serfundamental para el buendesarrollo del cultivo.En general,un cultivo creciendo en óptimascondiciones de manejoagronómico presenta una ETmáxima, lo cual se traduce enóptima producción agrícola.
  69. 69. EN LA PRÁCTICA DEL RIEGO SE CONOCE: Evapotranspiración real o del cultivo: ETc = ETreal  Evapotranspiración de referencia: ETr = ETo
  70. 70. Evapotranspiración real del cultivo (ETc) Es el agua que necesita un cultivo parasu crecimiento óptimo. Es la pérdida de agua realde un cultivo en un momento determinado. Estacantidad variará según el clima, suelo, cultivo ymanejo agronómico. La ETc se expresa en mm de altura deagua evapotranspirada en cada día (mm/día) óen cada mes (mm/mes). La ETc sirve para determinar lasnecesidades de riego de los cultivos, programarlos riegos para alcanzar una eficiencia óptima,diseñar sistemas de riego y embalses, evaluar loscostos de energía, mano de obra, etc.
  71. 71. Lisímetro: Método quepermite determinar demanera exacta la ETreal. Estaformado por un conjunto debloques de suelo ubicados 88 cmsobre una balanza deprecisión en donde se registrapor diferencia de peso, las 70cmentradas y salidas del sistemasuelo – planta Suelo Método estático, fijo, Gravade instrumentación costosa y Asfalto Drenesofisticada. ( )
  72. 72. LISÍMETRO
  73. 73. Evapotranspiración de referencia (ETr)•Corresponde a la cantidad de agua transpirada por unidad de área ypor unidad de tiempo de una cubierta vegetal de gramíneas verdes(festuca), de altura uniforme (8 a 15 cm) y crecimiento activo quecubre completamente el suelo y que presenta buenas condiciones dehumedad del suelo, estado sanitario y fertilidad•En otras palabras, el cultivo se encuentra en óptimas condiciones decrecimiento y la ETr va a depender solamente de las condicionesatmosféricas predominantes•La mayoría de los modelos de evapotranspiración utilizados enagricultura han sido desarrollados en condiciones de referencia.
  74. 74. ETr =CLIMA
  75. 75. ¿Cómo se puede medir y estimar laEvapotranspiración real o del cultivo?
  76. 76. Cultivo referencia (pasto) KcFuente: Documento FAO 56
  77. 77. ETreal  ETr * Kc Maíz MaízETreal  ETr * KcUva uvaETreal  ETr * Kc Manzano Manzano

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