Requerimientos hídricos y productividad de los cultivos
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  • 1. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. PROSAP – UTF/ ARG/017/ARG “Desarrollo Institucional para la Inversión” TALLER “ESTUDIO DEL POTENCIAL DE AMPLIACIÓN DE RIEGO EN ARGENTINA” REQUERIMIENTOS HÍDRICOS Y PRODUCTIVIDAD DE LOS CULTIVOS. ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO Equipo de Trabajo INA-CRA: José A. Morábito, Santa E. Salatino, Rocío Hernández, Carlos Mirábile. Carlos Schilardi, Leandro Mastrantonio, Alisa Álvarez y Paula Rodríguez Palmieri 29 de Agosto de 2013. Hotel Kenton Palace. Buenos Aires – Argentina
  • 2. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Evolución de la superficie cultivada y zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 3. Distribución espacial de las estaciones meteorológicas consideradas ArcView 3.2 Elipsoide WGS84 Internacional
  • 4. Evapotranspiración del cultivo de referencia de enero (ETo) (mm/mes)
  • 5. Evapotranspiración del cultivo de referencia anual (ETo) (mm/año)
  • 6. Lluvia media mensual para el mes de enero (mm/mes)
  • 7. Lluvia media anual (mm/año)
  • 8. Lluvia efectiva media mensual para el mes de enero (mm/mes)
  • 9. Lluvia efectiva media anual (mm/año)
  • 10. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Evolución de la superficie cultivada y zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 11. Trigo 18.000.000 16.000.000 14.000.000 12.000.000 10.000.000 8.000.000 6.000.000 4.000.000 2.000.000 Toneladas / 1 0 2 9 / 8 0 2 6 / 5 0 2 3 / 0 2 0 / 9 1 7 / 6 9 1 4 / 3 9 1 / 0 9 1 / 7 8 9 1 5 / 4 8 9 1 2 / 8 9 1 / 8 7 9 1 6 / 5 7 9 1 3 / 2 7 9 1 0 7 / 6 9 1 0 Hectáreas Superficie cultivada y producción de trigo a nivel nacional en el tiempo Fuente: SAGyP. Elaboración propia.
  • 12. Regiones trigueras de la Argentina sobre provincias y departamentos
  • 13. Distribución espacial de las estaciones meteorológicas seleccionadas
  • 14. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 15. ANÁLISIS DE LAS PRECIPITACIONES Las Lomitas 1500 1250 1000 Precipitaciones anuales. Año Seco y Húmedo con T= 10 años. (1 vez cada 10 años) 750 500 250 2009 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 1971 0 Las Lomitas 1500 1250 1000 500 250 2009 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 0 1971 Precipitaciones anuales. Año Seco y Húmedo con T= 5 años. (1 vez cada 5 años) 750
  • 16. Las Lomitas 1500 1250 1000 750 500 250 Precipitaciones anuales. Años Típicos. (1 vez cada 2 años) 2009 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 1971 0
  • 17. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 18. 8 7 6 5 Seco 3 Medio 2 ) m ( o t E 4 Húmedo 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Meses Variabilidad de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) vs tiempo. Estación Las Lomitas (Formosa).
  • 19. Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo). Enero (año medio)
  • 20. Evapotranspiración del cultivo de referencia de enero (ETo) (mm/mes)
  • 21. Variabilidad de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) para el mes de enero (valores bajos, medios y altos)
  • 22. Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo). Julio (año medio)
  • 23. Variabilidad de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) para el mes de julio (valores bajos, medios y altos)
  • 24. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 25. Modelo CROPWAT: Duración del ciclo total y por fases (días), coeficientes Kc y Ky, profundidad de raíces y nivel de agotamiento del agua útil para trigo de primavera Variables Etapas de crecimiento Duración Días Inicial Desa. Med. Final Total 35 35 45 35 150 Coeficiente cultivo (Kc) - 0.30 -> 1.15 0.30 - Prof. Raíces m 0.30 -> 1.20 1.20 - Niv. de agotamiento Fracc. 0.55 -> 0.55 0.80 - Factor de respuesta a la producción (Ky) 0.40 0.60 0.80 0.40 1.15 -
  • 26. Evapotranspiración del cultivo, precipitación efectiva y requerimiento de riego neto para el cultivo trigo para los años representativos seco (2006), medio (1987) y húmedo (2003),en el área de influencia de la estación Ceres (Prov. de Santa Fe) Año seco Mes Jun Jun Jul Jul Jul Ago Ago Ago Sep Sep Sep Oct Oct Oct Nov Nov Año medio Mes Jun Jun Jul Jul Jul Ago 2006 Década Etapa 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 Inic Inic Inic Inic Des Des Des Med Med Med Med Med Fin Fin Fin Fin 1987 Década Etapa 2 3 1 2 3 1 Inic Inic Inic Inic Des Des Kc (coef) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,36 0,6 0,85 1,09 1,15 1,15 1,15 1,15 1,06 0,81 0,55 0,36 ETc mm/día 0,39 0,46 0,54 0,59 0,76 1,25 1,79 3,09 4,26 5,06 5,3 5,5 5,34 4,27 3,1 2,11 ETc mm/dec 0,4 4,6 5,4 5,9 8,3 12,5 17,9 34 42,6 50,6 53 55 53,4 47 31 12,7 434,2 Prec. efec mm/dec 1,6 11,2 1,9 0 0,7 4,1 5,7 3,8 0 0 0,1 22 33 29 20,8 10,3 144,2 Req.Riego mm/dec 0,4 0 3,5 5,9 7,7 8,4 12,2 30,2 42,6 50,6 52,9 33 20,4 17,9 10,2 4,1 299,9 Kc (coef.) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,36 0,6 ETc mm/día 0,65 0,63 0,61 0,58 0,75 1,3 ETc mm/dec 0,6 6,3 6,1 5,8 8,3 13 Prec. efec mm/dec 0 0,1 2,1 3,1 3,6 4,5 Req.Riego mm/dec 0,6 6,2 3,9 2,7 4,7 8,4
  • 27. Evapotranspiración del cultivo, precipitación efectiva y requerimiento neto de riego del trigo para cada año representativo en las Estaciones analizadas Evapotranspiración y necesidades de riego de los cultivos (CROPWAT) Trigo Año seco Año medio Año húmedo Estación 2006 1987 2003 ETc mm/dec Prec. efec mm/dec Req.Riego mm/dec Reconquista 475,2 355,9 223,2 231,0 305,3 204,8 449.2 268.2 204.5 398,3 406,5 323,4 109,1 72,7 169,1 317,4 339,7 184,1 377,5 342,0 392,7 Laboulaye 387,9 332,4 350,4 Ceres 434,2 411,0 507,7 Rafaela 391.8 307.7 234,3 297,3 283,8 189,0 92,1 150,7 185,4 184,7 174,6 225,9 171,4 209,3 144,2 146,0 162,5 299,9 300,1 349,2 116.5 340.9 283.1 47.3 Pilar Año seco Año medio Año húmedo 1974 1989 1984 Paraná Año seco Año medio Año húmedo 1995 1983 2003 Año seco Año medio Año húmedo 1974 1987 1984 Año seco Año medio Año húmedo 2006 1987 2003 Año seco Año medio 1974 1985
  • 28. 50 5 40 4 30 3 20 2 10 1 ) a í d / m ( c T E 6 ) c d / m ( o g e i R . q y T E 60 0 Jun Jun Jul Jul Jul Ago Ago Ago Sep Sep Sep Oct Oct 0,6 6,3 6,1 5,8 8,3 13 19 33,2 38,4 44 48,1 53 Req.Riego 0,6 6,2 3,9 2,7 4,7 8,4 13,7 29,3 37,6 44 45,6 43,7 39,7 19,8 1,3 1,9 4,4 4,81 Etc diaria 0,65 0,63 0,61 0,58 0,75 3,02 3,84 5,3 Nov 0 Nov 0 53,1 44,2 27,2 10,6 ETc Oct 0 5,31 4,02 2,72 1,77 Evapotranspiración del trigo para el año medio (ETc; mm/década y mm/día). Requerimiento de riego (Req.Riego; mm/década) vs tiempo: año medio. (Est. Ceres)
  • 29. Evapotranspiración del cultivo maíz (ETc) para el año medio y para todo el ciclo del cultivo en el área de estudio
  • 30. Requerimiento de riego medio del cultivo maíz para todo el ciclo del cultivo, en el área de estudio
  • 31. Requerimiento de riego medio del cultivo trigo para todo el ciclo, en el área de estudio
  • 32. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo girasol en el área de estudio
  • 33. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo soja de 1era en el área de estudio
  • 34. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo soja de 2ª en el área de estudio
  • 35. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo algodón en el área de estudio
  • 36. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 37. Atributos de la clasificación de suelos: www.geointa.gob.ar atlas de suelos a escala 1:500.000 (Cruzate et al., 2007) en formato *.shp PORC PORC PORC GGRUP_SUE1 GGRUP_SUE2 GGRUP_SUE3 DRENAJE_S1 ALCALIN_S1 SUE1 SUE2 SUE3 TUCUMAN 50 Haplustoles 30 Argiustoles 20 Ustifluventes Bien drenado No sodico PROVINCIA SALINIDAD PROFUND_S1 TEXT_SUPS1 No salino 105,00000 TUCUMAN 40 Ustortentes 30 Haplustoles 20 Argiustoles Excesivo No sodico No salino 100,00000 TUCUMAN 50 Rocas 20 Ustortentes 20 Haplustoles Sin datos Sin datos Sin datos 0,00000 TEXT_BS1 Franca Franco limosa ArenoArenogravillosa gravosa No No determinada determinada
  • 38. Clases texturales USDA
  • 39. Profundidad del perfil (cm)
  • 40. Capacidad de campo (cm3 %cm3) del horizonte superficial
  • 41. Agua disponible (cmagua/cmsuelo) del horizonte superficial Ejemplo: 0,12 cm/cm = 30 mm en 25 cm de suelo
  • 42. Lámina de agua disponible (mm) del horizonte superficial
  • 43. Clases de salinidad
  • 44. Clases de sodicidad
  • 45. Distribución porcentual de superficie según clases de salinidad y sodicidad Salinidad Clase No salino No salino a débil Débil Débil a moderada Moderada Moderada a fuerte Fuerte % de la superficie 64 1 19 13 1 0 1 Sodicidad Clase % de la superficie No sódico 67 No sódico a 1 débil Débil 13 Débil a 4 moderada Moderada 4 Moderada a 2 fuerte Fuerte 9
  • 46. Zonas de salinidad mayor a moderada y sodicidad mayor a moderada
  • 47. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 48. Calibración de AQUACROP: Representación gráfica de la transpiración, de la cobertura de la canopia y de la humedad del suelo para trigo en secano.
  • 49. Variación del contenido de humedad del suelo en tratamiento sin riego: puntos (valores medidos) y línea continua (simulado).
  • 50. Representación gráfica de la transpiración, de la cobertura de la canopia y de la humedad del suelo para el cultivo de trigo bajo riego
  • 51. Variación del contenido de humedad del suelo en tratamiento con riego: puntos (valores medidos) y línea continua (simulado).
  • 52. Transpiración, cobertura de la canopia y humedad del suelo para maíz en secano
  • 53. Evolución de la biomasa total de maíz en secano: línea continua (simulada) y puntos (medida)
  • 54. Evolución de la biomasa total de maíz con riego: línea continua (simulada) y puntos (medida)
  • 55. Evolución de la biomasa total de Girasol en secano: línea continua (simulado) y puntos (medido)
  • 56. Evolución de la biomasa total de Algodón en secano: línea continua (simulado) y puntos (medido).
  • 57. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 58. Incremento de producción del trigo (biomasa y grano) para la localidad de Ceres simulada con AQUACROP Riego Año Nº de riego s 1 3 2 2 3 0 4 2 5 2 6 0 7 1 8 1 9 0 10 1 11 2 12 3 13 2 14 2 15 0 16 0 17 1 18 2 19 4 20 4 Lamina total de riego 280 180 0 180 150 0 50 90 0 100 110 250 160 140 0 0 50 150 350 350 Biomasa Sin riego Con riego 7,994 9,552 12,719 8,76 10,053 12,824 12,126 11,658 12,974 11,025 10,477 7,453 10,597 11,051 13,276 13,412 13,046 8,199 8,265 7,321 12,613 12,698 12,719 12,677 12,793 12,824 12,844 12,939 12,974 13,099 13,058 13,103 13,274 13,183 13,276 13,412 13,492 13,428 13,508 13,55 Incremento producción Grano Incremento producción Ton/ha Sin riego Con riego Ton/ha 4,619 3,146 0 3,917 2,74 0 0,718 1,281 0 2,074 2,581 5,65 2,677 2,132 0 0 0,446 5,229 5,243 6,229 1,54 3,712 5,215 2,703 3,966 5,383 4,999 4,716 5,398 4,424 4,339 0,526 4,061 4,352 5,443 5,501 5,422 3,466 1,245 0,254 5,18 5,247 5,215 5,247 5,35 5,383 5,343 5,311 5,398 5,42 5,394 5,454 5,539 5,423 5,443 5,501 5,665 5,625 5,644 5,607 3,64 1,535 0 2,544 1,384 0 0,344 0,595 0 0,996 1,055 4,928 1,478 1,071 0 0 0,243 2,159 4,399 5,353
  • 59. Incremento de producción del trigo (biomasa) simulada con AQUACROP en Ceres para 20 años
  • 60. Incremento de producción del trigo (grano) simulada con AQUACROP en Ceres para 20 años
  • 61. Frecuencia de riego según láminas a aplicar al trigo para lograr la máxima producción en la localidad de Ceres 50% 45% 40% 35% 30% 25% ) % ( a i n u c e r F 20% 15% 10% 5% 0% 0-100 101-200 201-300 Láminas de riego (mm) 301-350
  • 62. Frecuencia de riego según láminas a aplicar al trigo para lograr la máxima producción en la localidad de Montecaseros 100% 90% 80% 70% 60% 50% ) % ( a i n u c e r F 40% 30% 20% 10% 0% 0-100 101-200 Láminas de riego (mm)
  • 63. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 64. Impacto del cambio climático sobre el área de estudio Núñez et al., (2010) mencionan 2 escenarios definidos por el Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, 2000) denominados: A2 y B2. A2: supone un mundo heterogéneo, con preservación de las identidades locales, alta tasa de crecimiento poblacional y de desarrollo económico regional. B2: supone un mundo con énfasis en las soluciones locales, un aumento continuo de la población (menor que para A2) y niveles intermedios de desarrollo económico. Estos escenarios no representan condiciones extremas de emisión de CO2. Variaciones de la precipitación y de la temperatura asumidas en el presente trabajo para el área de estudio en el año 2080 Parámetro Precipitación (%) Temperatura (ºC) Verano DEF -10 + 3,5 Otoño MAM + 15 + 3,3 Invierno JJA - 10 + 3,8 Primavera SON - 15 + 4,5
  • 65. Incremento de producción de biomasa de trigo para la estación Ceres generado por el riego para dos situaciones: 20 años y 2080 12 20 años 2080 y = -6E-05x2 + 0,048x - 0,611 R² = 0,861 10 8 6 4 y = -2E-05x 2 + 0,025x - 0,154 R² = 0,899 ) h / T ( s i b a l d o t m e r c n I 2 0 0 100 200 300 Lámina de riego aplicada (mm) 400 500
  • 66. Incremento de producción de grano de trigo para la estación Ceres generado por el riego para dos situaciones: 20 años y 2080 9 20 años 8 2080 y = -2E-05x2 + 0,030x - 0,750 R² = 0,875 7 6 5 4 3 y = 0,014x - 0,300 R² = 0,902 ) h / T ( a g d o t m e r c n I 2 1 0 0 50 100 150 200 250 300 Lámina de riego aplicada (mm) 350 400 450
  • 67. Frecuencia de las diferentes láminas de riego aplicadas al trigo para la estación Ceres, para dos situaciones: 20 años y 2080 50% 20 años 45% 2080 40% 35% 30% 25% ) % ( a i n u c e r F 20% 15% 10% 5% 0% 0-100 101-200 201-300 301-350 Láminas de riego (mm) 400-410
  • 68. Frecuencia acumulada de las láminas de riego a aplicar al trigo para lograr la máxima producción en la localidad de Ceres 120% 100% 80% ) % ( a i n u c e r F 60% 40% 20% 0% 0-50 51-100 Láminas de riego (mm/mes) 101-160
  • 69. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 70. Eficiencias de los sistemas de riego: conducción y distribución 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Evaporación de la superficie libre de agua Percolación profunda Filtraciones a través de las paredes de los canales Desborde de canales Perdidas por rotura de acequias Escurrimiento hacia desagües o drenes Agujeros construidos por animales
  • 71. Eficiencias parcelarias: de aplicación 1. Pérdidas por escurrimiento superficial 2. Percolación profunda por debajo de la rizósfera 3. Perdidas por evaporación 3
  • 72. Eficiencias factibles de alcanzar según infraestructura de conducción y distribución y a distintos métodos de aplicación con buena operación y mantenimiento (50 y 80%). Sistema de conducción y distribución ec (%) ed (%) Red de tierra (en suelos de textura fina) con buena operación y mantenimiento 85 90 Red de tierra (en suelos de textura intermedia) con buena operación y mantenimiento 80 80 Red de tierra (en suelos de textura gruesa) con buena operación y mantenimiento 75 70 Red de canales impermeabilizados con buena operación y mantenimiento 95 95 Red de tuberías con buena operación y mantenimiento 98 98 Método ea (%) es (%) RES RCD AS MA G RES RCD AS MA G RES RCD AS MA G RES RCD AS MA G RES RCD AS MA G 65 85 75 80 90 65 85 75 80 90 65 85 75 80 90 65 85 75 80 90 65 85 75 80 90 50 65 57 61 69 42 54 48 51 58 34 45 39 42 47 59 77 68 72 81 62 82 72 77 86
  • 73. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 74. Cálculo del requerimiento de lixiviación y su vinculación con la eficiencia de riego ( Etc − Pp ) . CEagua − 2 .  Wc . D  . ( CEesf − CEesi )   dper =  100  f . ( CEesf + CEesi − CEagua ) van der Molen (1983) CE agua: conductividad eléctrica del agua de riego (dS m-1) Wc: capacidad de campo del suelo (g%g) D: profundidad de suelo explorado por las raíces (mm) CEesf: conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo final, luego de un ciclo de riego (dS m-1) CEesi: conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo inicial, al inicio del ciclo de riego (dS m-1) f: eficiencia de lavado de acuerdo a la composición textural del suelo Parámetros de salinidad, profundidad radical y eficiencia de lavado usado para obtener la lámina de requerimiento de lixiviación Eficiencia de lavado por tipo de suelo (f) Salinidad del suelo (CEe en dsm-1) Profundidad Cultivo para 90% de productividad Radical (m) potencial R-90 dS.m-1 Arenoso Franco Arcilloso Algodón Girasol Maíz Soja Trigo 9,6 2,5 3,2 5,5 7,5 1,4 1,3 1 1 1,2 0,85 0,55 0,30
  • 75. Cálculo del requerimiento de lixiviación o lámina de lavado Lámina de lavado (mm) = a * CE b * LR CE = conductividad eléctrica del agua de riego expresada en dS/m LR = lámina de riego (mm) “a y b” = coeficientes de la tabla que dependen del cultivo y del tipo de suelo. Cultivo Textura del suelo Coef. a Coef. b Arcilloso Girasol Soja 0,13356975 1,15350109 0,35665218 1,40035036 4 dS/m 400 3,2 dS/m 450 2 dS/m 420 4 dS/m 400 0,65255588 1,40207241 Franco Lamina de riego máxima 0,08598993 1,15831184 Arcilloso Maíz Franco CE máxima del agua 0,24448137 1,15441415 Arenoso Trigo Valores máximos que pueden ser usados en la ecuación Arenoso Arcilloso Franco Arenoso Arcilloso Franco Arenoso 0,2318617 1,39651602 0,87263379 0,4762915 0,30828013 0,34615708 0,18844404 0,12201054 1,34336178 1,34243326 1,34251101 1,22968041 1,23125230 1,23084811
  • 76. Cálculo del requerimiento de lixiviación. Su vinculación con la eficiencia de riego Lámina de lavado para el cultivo de trigo asumiendo una salinidad en el Extracto de saturación máxima del suelo de 7,5 dS.m-1 (R90) Y para una lámina de riego de 100 mm en la estación Las Lomitas
  • 77. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. INDICE -Determinación de la Eto, lluvia total y efectiva (CLIMWAT). -Zonas de producción de los cultivos -Identificación de años de baja, media y alta precipitación anual -Determinación de la ETo (CROPWAT) y su variabilidad -ETc y requerimiento de riego para cada cultivo -Particularidades de los suelos del área -Calibración del modelo AQUACROP -Aplicación del modelo AQUACROP (por sitio y cultivo) durante 20 años Relación lámina versus incremento de la producción Relación lámina versus frecuencia -Impacto del cambio climático -Eficiencias en un sistema de riego -Requerimiento de lixiviación -Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) y cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego, caudal ficticio continuo)
  • 78. Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) en el cultivo de trigo en Ceres. Cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego). 180 Parámetromes Frecuencia 80% Nec. Neta m3/ha Nec. Neta (L/s) Nec. Bruta (50%) Nec. Bruta (80%) 160 140 120 100 Ciclo 140 1400 0,54 1,08 0,68 set 140 1400 0,54 1,08 0,68 oct 142 1420 0,55 1,10 0,68 nov 92 920 0,35 0,71 0,44 80 60 ) s / ( o g r e d a n i m á L 40 20 0 0 20 40 60 Frecuencia 80 100
  • 79. Dotaciones de riego o caudales ficticios continuos para diseñar la red de riego para una frecuencia del 80% obtenidas del análisis de todos los meses de riego del trigo sin cambio climático Estación Lámina para una Frecuencia 80% Nec. Neta m3/ha Nec. Neta (L/s.ha) Nec. Bruta Nec. Bruta (50%) (L/s.ha) (80%) (L/s.ha) La Lomitas Stgo. Estero Saenz peña Villa Dolores Pilar Ceres Reconquista Rio Cuarto Rafaela Resistencia Formosa Parana 150 140 130 124 110 100 100 96 90 90 80 75 1500 1400 1300 1238 1100 1000 1000 963 900 900 800 750 0,58 0,54 0,50 0,48 0,42 0,39 0,39 0,37 0,35 0,35 0,31 0,29 1,16 1,08 1,00 0,95 0,85 0,77 0,77 0,74 0,69 0,69 0,62 0,58 0,72 0,68 0,63 0,60 0,53 0,48 0,48 0,46 0,43 0,43 0,39 0,36 Marco Juárez 62 620 0,24 0,48 0,30 Laboulaye 50 500 0,19 0,39 0,24 Montecaseros 10 100 0,04 0,08 0,05 Gualeguaychú 8 80 0,03 0,06 0,04 Posadas 0 0 0,00 0,00 0,00
  • 80. Dotaciones de riego o caudales ficticios continuos para diseñar la red de riego para una frecuencia del 80% obtenidas del análisis de todos los meses de riego del trigo con cambio climático Stgo. Estero La Lomitas Saenz Peña Ceres Rafaela Villa Dolores Reconquista Pilar Marco Juárez Laboulaye Parana Lámina para una Frecuencia 80% 199 180 156 142 130 124 120 110 110 110 108 Resistencia Rio Cuarto Formosa 108 96 96 1080 963 960 0,42 0,37 0,37 0,83 0,74 0,74 0,52 0,46 0,46 Gualeguaychú 60 600 0,23 0,46 0,29 Montecaseros Posadas 38 0 380 0 0,15 0 0,29 0 0,18 0 Estación Nec. Neta m3/ha Nec. Neta (L/s.ha) Nec. Bruta Nec. Bruta (50%) (L/s.ha) (80%) (L/s.ha) 1988 1800 1560 1420 1300 1238 1200 1100 1100 1100 1083 0,77 0,69 0,60 0,55 0,50 0,48 0,46 0,42 0,42 0,42 0,42 1,53 1,39 1,20 1,10 1,00 0,95 0,93 0,85 0,85 0,85 0,84 0,96 0,87 0,75 0,68 0,63 0,60 0,58 0,53 0,53 0,53 0,52
  • 81. Dotaciones de riego o caudales ficticios continuos para diseñar la red de riego para una frecuencia del 80% obtenidas del análisis de todos los meses de riego del maíz Stgo. Estero Villa Dolores Rio Cuarto Marco Juárez Ceres Rafaela Pilar Reconquista Saenz peña Laboulaye Resistencia Lámina para una Frecuencia 80% 100 94 94 92 90 90 90 70 62 60 57 Posadas La Lomitas Parana 32 0 0 320 0 0 0,12 0,00 0,00 0,25 0,00 0,00 0,15 0,00 0,00 Formosa 0 0 0,00 0,00 0,00 Montecaseros Gualeguaychú 0 0 0 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Estación Nec. Neta m3/ha Nec. Neta (L/s.ha) Nec. Bruta Nec. Bruta (50%) (L/s.ha) (80%) (L/s.ha) 996 936 936 919 900 900 900 700 620 600 566 0,38 0,36 0,36 0,35 0,35 0,35 0,35 0,27 0,24 0,23 0,22 0,77 0,72 0,72 0,71 0,69 0,69 0,69 0,54 0,48 0,46 0,44 0,48 0,45 0,45 0,44 0,43 0,43 0,43 0,34 0,30 0,29 0,27
  • 82. Necesidades netas máximas para el ciclo del cultivo del trigo (sin cambio climático) L/s.ha
  • 83. Necesidades brutas (ef. 50%) máximas para el ciclo del cultivo del trigo (sin cambio climático) L/s.ha
  • 84. Necesidades netas máximas para el ciclo del cultivo del trigo (con cambio climático) L/s.ha
  • 85. Necesidades brutas máximas para el ciclo del cultivo del trigo (L/s.ha) con cambio climático, para el diseño de la red de riego (ef. Sistema 50%)
  • 86. Necesidades netas y butas máximas para el ciclo del cultivo del trigo L/s.ha sin y con cambio climático, para el diseño de la red de riego (ef. Sistema 50%)
  • 87. Necesidades netas máximas para el ciclo del cultivo del maíz (sin cambio climático) L/s.ha
  • 88. Necesidades brutas máximas para el ciclo del cultivo del maíz L/s.ha sin cambio climático, para el diseño de la red de riego (ef. Sistema 50%)
  • 89. IDENTIFICACIÓN DE POTENCIALES NUEVAS ÁREAS DE REGADÍO Y ÁREAS DE RIEGO COMPLEMENTARIO EN LAS CUENCAS DE LA ZONA NORDESTE DE ARGENTINA Componente B: DETERMINACIÓN DE DEMANDAS HÍDRICAS DE MODELOS PRODUCTIVOS. “ESTUDIO DEL POTENCIAL DE AMPLIACIÓN DE RIEGO EN ARGENTINA” MUCHAS GRACIAS
  • 90. ESTACIONES METEOROLÓGICAS SELECCIONADAS DEL ÁREA DE ESTUDIO Años representativos para la estimación de ETo Estación Las Lomitas Formosa Aero Presidente Roque Sáenz Peña Posadas Aero Resistencia Aero Santiago del Estero Reconquista Aero Ceres Aero Monte Caseros Aero Rafaela Pilar Observatorio Paraná Aero Villa Dolores Marcos Juárez Gualeguaychú Aero Río Cuarto Laboulaye Aero Fuente SMN SMN INTA SMN SMN SMN SMN SMN SMN INTA SMN SMN SMN SMN SMN SMN SMN Año seco 1974 1977 2006 1974 2006 1975 2006 2006 1994 1974 1974 1995 2005 2005 1992 1974 1974 Año Húmedo Año medio 1982 1989 1994 2001 1994 1989 1994 1975 1994 1987 1980 1971 2003 1987 2003 1987 2001 1972 1991 1985 1984 1989 2003 1983 1999 1996 1973 1987 2003 1980 1978 1985 1984 1987