Programacion del riego con tensiometros

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Programacion del riego con tensiometros

  1. 1. SCIENTIA TECH ASESORIA, S.C.PROGRAMACION DEL RIEGO CON TENSIOMETROS ELABORADO POR: ING. ALEJANDRO M. DE LA FUENTE Culiacán, Sin. a 25 de Mayo del 2006
  2. 2. 1.- RELACION SUELO-AGUA-PLANTAEl suelo está compuesto de partículas minerales y orgánicas con poros entre ellas. Laspartículas minerales se clasifican según su tamaño en arenas, limos y arcillas, y a lacantidad relativa entre ellas se le conoce como textura del suelo.Arenas: son las partículas que miden entre 0.05 y 2 mm. de diámetro.Limos: partículas con diámetro entre 0.002 y 0.05 mm.Arcillas: partículas con diámetro menor a los 0.002 mm. Estas partículas minerales se unen entre ellas y con las partículas orgánicas formandoagregados, creando la estructura del suelo. De tal forma que la textura y estructura de unsuelo determinará el número y tamaño de los poros que le proporcionan al mismo lacapacidad de retención y movimiento del agua.La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos por enlacecovalente a un extremo de un átomo de oxígeno, formando un ángulo de 104.5°. Enconsecuencia la molécula de agua es polar, es decir, tiene un polo positivo (el extremo delhidrógeno) y un polo negativo (el extremo del oxígeno). Esta configuración permite a dosmoléculas de agua unirse entre si por el llamado puente de hidrógeno: el polo positivo deuna molécula se une al negativo de otra. Este mecanismo de unión entre moléculas de aguase le denomina cohesión. El número de moléculas de agua unidas entre si por estas fuerzasde cohesión no tiene límite, por lo que un lago por ejemplo, se puede considerar como unamolécula gigantesca de agua, de estructura laxamente trabada.La polaridad de la molécula de agua permite la adhesión, es decir, la unión entre moléculasde distinta naturaleza. Un ejemplo de estas fuerzas, es la adhesión entre moléculas de aguay las partículas del suelo, sobre todo las arcillas que al tener carga negativa, se unen con elpolo positivo de las moléculas de agua, estableciendo un puente de hidrógeno.El agua retenida por el suelo se puede considerar dividida en dos capas: una primera cuyoespesor es de tres o cuatro moléculas de agua es retenida enérgicamente (adhesión), y unasegunda capa donde dominan las fuerzas de cohesión y cuyo espesor puede ser de varioscientos de moléculas que son retenidas más débilmente que la primera. Estas fuerzas decohesión y adhesión permiten el funcionamiento de los mecanismos de retención de agua,que varían según los tipos de suelo.1.1- ESTADOS DE HUMEDAD DEL SUELOSATURACIONSe dice que un suelo está saturado cuando todos sus poros están llenos de agua, si sepermite que un suelo saturado drene libremente, el contenido de agua comienza a descendervaciándose primero los poros más grandes, que son ocupados por aire. El agua asíeliminada se denomina agua libre o gravitacional; no es retenida por el suelo.
  3. 3. CAPACIDAD DE CAMPOUna vez que el agua gravitacional es desalojada, llega un momento en que el suelo nopierde más agua por drenaje. En este estado se dice que el suelo está en capacidad decampo (CC): los poros pequeños (micro poros) retienen el agua contra la fuerza degravedad, pero con una energía que es fácilmente superada por la fuerza de succión de lasraíces; y los poros grandes (macro poros) se encuentran ocupados por aire proporcionandolas necesidades de oxígeno para la respiración de las raíces. Se puede decir que es laproporción ideal aire/agua contenida en el suelo.PUNTO DE MARCHITES PERMANENTEEl contenido de agua del suelo puede descender por debajo de la capacidad de campo comoconsecuencia de la evaporación y de la transpiración de las plantas. La película de agua querodea a las partículas del suelo, se hace cada vez más fina y a medida que el contenido dehumedad disminuye, se hace más difícil la absorción de agua por las raíces, hasta que sealcanza un estado denominado punto de marchites permanente (PMP), que se caracterizaporque las plantas se marchitan y durante la noche no se recuperan.AGUA UTILA la cantidad de agua comprendida entre los valores de capacidad de campo y punto demarchites permanente se le denomina agua útil y comprende la humedad del suelo quepuede ser utilizada por los cultivos.En la tabla 1.1, se presenta el rango de humedad disponible para la planta y la media parasuelos con diferentes texturas en mm. de lámina de agua por metro de profundidad en elperfil del suelo. Diversos autores coinciden aproximadamente en los rangos, por lo queoptamos por tomar los rangos dados por la FAO como sigue:Tabla 1.1.1- Rango de humedad disponible expresada en mm/m de profundidad, parasuelos de diferentes clases de textura según la clasificación USDA. TEXTURA RANGO mm/m MEDIA mm/mArenosa 50-110 80Arenosa franca 60-120 90Franco arenosa 110-150 130Franca 130-180 155Franco limosa 130-190 160Limosa 160-200 180Franco limo arcillosa 130-180 155Arcillo limosa, arcillo 130-190 160arenosaArcillosa 120-200 1601.2- POTENCIAL HÍDRICO DEL SUELODesde el punto de vista de la extracción por las plantas del agua del suelo, más que elcontenido de humedad nos interesa conocer la energía con que el agua es retenida. De nada
  4. 4. sirve que un suelo contenga agua abundante si las raíces no tienen la fuerza de succiónnecesaria para extraerla.El potencial hídrico del suelo (Ph) se puede considerar como “la cantidad de trabajo que espreciso aplicar para trasportar reversible e isotérmicamente la unidad de cantidad de aguadesde una situación estándar de referencia hasta el punto de suelo considerado” (definiciónde la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo, 1963).Tres observaciones son convenientes respecto a esta definición: a) No hay que preocuparse de la situación estándar de referencia, lo que importa son las diferencias de potencial y no los valores absolutos. b) El agua se mueve de mayor a menor potencial. c) El potencial se puede medir en términos de trabajo dividido por masa (ergio/gramo), o en términos de trabajo dividido por volumen, es decir, presión; sistema que se utiliza generalmente y las unidades empleadas son: 1 bar = 1,020 cm. de columna de agua (aprox. 10 m) = 75.1 cm. de columna de mercurio = 0.987 atmósferas (atm.).La equivalencia entre potencial y presión se da en que el agua del suelo está sometida auna presión que tiene varios componentes; unos que tienden a expulsar al agua del suelo(presión positiva) y otros que tienden a retenerla (presión negativa). La suma algebraica deestos componentes es el potencial total, y el agua del suelo tenderá a desplazarse desdepuntos de alto potencial a puntos de bajo potencial.COMPONENTES DEL POTENCIAL HIDRICO DEL SUELOPotencial gravitacional (Pg): se debe a la altura geométrica del punto considerado respectoal plano de referencia.Potencial de presión (Pp): solo se presenta en suelo saturado y corresponde a la presiónejercida sobre el punto considerado por el agua que satura el suelo. Este componente delpotencial es el fundamental en los problemas de drenaje subterráneo.Potencial mátrico (Pm): es el generado por los mecanismos de retención de agua por elsuelo (adhesión y cohesión). Debe su nombre a que las fuerzas que crean este potencial, sonlas asociadas a la matriz del suelo (textura). Su valor es siempre negativo, ya que la presiónque origina se opone a la expulsión del agua del suelo. Cuanto más seco está un suelo, másbajo es el potencial mátrico y mayor es la presión (energía) que habría que aplicar paraextraer el agua del suelo.A veces se utiliza el término de tensión del agua del suelo, que es igual al potencial mátricopero con signo positivo, dicho término está cada vez más en desuso.El potencial mátrico y el de presión son excluyentes. El Pp solo se da en suelos saturados,donde el Pm = 0. En cambio, en suelos no saturados Pp = 0 y Pm < 0.Potencial osmótico (Po): el agua del suelo es una solución salina y por tanto puede darlugar al fenómeno de ósmosis: cuando dos soluciones de distinta concentración estánseparadas por una membrana semipermeable, se permite un movimiento del agua desde lasolución más diluida a la más concentrada. Este movimiento es originado por la presiónosmótica, que equivale en magnitud al potencial osmótico.La raíz actúa como una membrana semipermeable que separa la solución del suelo y la delxilema. Cuando la solución de suelo tiene un alto contenido de sales, las plantas debenrealizar un esfuerzo suplementario para absorber agua. El potencial osmótico esdirectamente proporcional al número de moléculas de soluto.
  5. 5. En la práctica, el potencial osmótico se puede calcular a partir de la estrecha relación queexiste entre esta magnitud y la conductividad eléctrica del extracto saturado del suelo(CEe), mediante la siguiente relación encontrada empíricamente por Richards (1954): Po = -0.36 CEeDonde: Po = potencial osmótico en atmósferas (atm.). CEe = conductividad eléctrica del extracto saturado en mmho/cm.El signo de menos, es debido al valor siempre negativo de Po.En resumen: Ph = Pm + Po + Pg + PpRELACION ENTRE EL POTENCIAL MATRICO Y EL CONTENIDO DE AGUAPara un mismo contenido de humedad los distintos suelos retienen el agua con distintaenergía. Es decir, la relación humedad-potencial mátrico varía para cada tipo de suelosegún su textura.En términos generales, podemos decir que en la mayoría de los suelos, el valor del Pm encapacidad de campo (CC) varía entre los -0.1 y -0.2 bares (para determinaciones delaboratorio con muestras de suelo alterado, el contenido de humedad de suelo a -0.30 bares,se le considera como el contenido de humedad en capacidad de campo (CC).El punto de marchitez permanente (PMP) se encuentra en valores de Pm que varían entrelos -10 y -20 bares (para determinaciones de laboratorio se utiliza el promedio, es decir, -15bares).Fig. 1.2.1 Relación entre el potencial mátrico y el contenido de humedad en diferentestipos de suelo.
  6. 6. MEDICION DEL POTENCIAL HIDRICO DEL SUELOEn un sistema agrícola de regadío, se busca trabajar en condiciones de suelo no saturadopor lo que el Pp = 0. La medida de Pg no presenta dificultad, ya que está dado por ladiferencia de altura entre el punto de referencia y el punto en cuestión. El Po se puedecalcular a partir de la CEe, por lo que es de suma importancia medir el potencial mátrico.Existen diversos aparatos que nos permiten medir el potencial mátrico, El tensiómetro esuno de los más eficientes en relación al costo. Los Tensiómetros miden la suma delpotencial mátrico y gravitacional. Como nos interesa conocer el Ph del suelo a laprofundidad de las raíces (punto de referencia), el valor de Pg = 0, por lo que la medida deltensiómetro es igual al potencial mátricoDesde el punto de vista de irrigación, el potencial hídrico del suelo está determinado por lasuma del potencial mátrico y el potencial osmótico: Ph = Pm + PoEn suelos no salinos con buen drenaje, el potencial mátrico es casi igual al potencial hídricodel suelo.1.3.- MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELOEl agua se mueve en el suelo constantemente en dirección del potencial energéticodecreciente. El agua gravitacional se mueve por los poros de mayor tamaño (macro poros,diámetro>30 micras) permitiendo la aireación y el drenaje. La velocidad de infiltracióndepende de la textura y la estructura del suelo, siendo relativamente rápida en suelo seco; yconforme el suelo se humedece y las partículas y agregados del mismo se expanden, lavelocidad decrece eventualmente, hasta alcanzar una taza constante conocida comoconductividad hidráulica (Ks).Tabla 1.3.1 Velocidad de infiltración estabilizada en diferentes texturas de suelo. TEXTURA Ks (mm/h) Arcillosos <5 Franco-arcillosos 5-10 Franco 10-20 Franco-arenoso 20-30 Arenoso > 30Suelos con velocidades de infiltración por debajo de 3 mm/h provocan problemas como: a) Disponibilidad insuficiente de agua para la planta. b) Formación de costra superficial. c) Falta de aireación. d) Exceso de malas hierbas. e) Podredumbre radical.Cuando el agua es aplicada durante el riego, el perfil superior debe alcanzar la capacidad decampo antes que el agua se mueva al siguiente perfil en profundidad. Cuando el sueloalcanza la capacidad de campo, toda cantidad adicional de agua añadida drena fuera de lazona de las raíces en el transcurso de un día o dos, pudiendo ser utilizada por la planta antesde ello.
  7. 7. Los poros pequeños (micro poros, diámetro< 30 micras) ejercen fuerzas capilares queresisten y disminuyen el movimiento gravitacional del agua, permitiendo el movimientolateral del agua. En suelos con alto contenido de arcillas, las fuerzas capilares son tangrandes que permiten el movimiento del agua en contra sentido de la gravedad, es decir,hacia arriba, cuando el potencial del agua en la superficie del suelo es menor que enprofundidad (ej. Cuando existen capas freáticas). Dependiendo del tamaño de los poros serála altura que puede alcanzar dicho movimiento.Fig.1.3.1 Relación de la fuerza capilar y el diámetro del poro.El Dr. Keith Saxton del Servicio de Investigación Agrícola (ARS, por sus siglas en inglés)del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), desarrolló un programaen base a modelos matemáticos que permiten calcular las propiedades hídricas de un sueloa partir de su textura (Soil Water Characteristics Hydraulic Properties Calculator) dentrodel programa Soil-Water-Atmosphere-Water Field & Pond Hydrology Model (SPAW); elcual se puede descargar desde el sitio del Hydrology and Remote Sensing Laboratory, en lapágina web de dicho instituto: www.ars.usda.gov1.4.- REQUERIMIENTOS DE AGUA DE LAS PLANTASEl agua es el principal componente de las plantas, representando alrededor del 90% enpeso. Actúa como disolvente y medio de trasporte de gases, minerales y otras sustancias
  8. 8. esenciales para la vida vegetal y es así mismo un reactivo de procesos fundamentales, comola fotosíntesis. La planta obtiene los nutrimentos minerales de la solución de suelo, es decir,de los minerales disueltos en el agua. El agua se mueve hacia las raíces, dentro de la plantay hacia la atmósfera siguiendo los gradientes energéticos. Ps > Pr > Px > Ph > PaDonde P es el potencial hídrico; y los subíndices s = suelo, r = raíz, x = xilema, h = hoja, ya = aire.Aproximadamente el 90% de los requerimientos de agua de la planta son obtenidos de las¾ partes superiores de la zona radicular. Cerca del 70% es obtenida de la mitad superior.La mayoría de los cultivos siguen un patrón de extracción que puede ser aproximado a laregla 40-30-20-10; donde el agua extraída de la cuarta parte superior de la zona radicular,representa el 40% del agua total usada.Las raíces necesitan oxígeno para su funcionamiento, por lo que el contenido de humedaddel suelo en capacidad de campo, representa la proporción óptima de agua fácilmentedisponible para la planta y disposición de oxígeno para las raíces; siendo este el contenidode humedad óptimo para el crecimiento vegetativo de las plantas.A la cantidad de agua perdida por la planta, a través de las hojas, y la superficie del suelohacia la atmósfera se le conoce como Evapotranspiración (ET), la cual determina lasnecesidades de agua de la planta.Los factores que afectan la evapotranspiración son: 1) la radiación solar, 2) la humedadambiental, 3) el viento y 4) la temperatura. El tensiómetro evalúa todos estos factores.Solo cerca del 2% del agua transpirada por la mayoría de los cultivos, se mantiene en laplanta. El resto simplemente pasa por la planta.En la mayoría de las situaciones de riego, la transpiración es el mayor componente obeneficiaria del agua usada, pero no es el principal objetivo del agua aplicada.La evaporación de la superficie del suelo durante la temporada de riego usualmente noafecta el contenido de humedad del suelo por debajo de las primeras 3-4 pulgadas (8-10cm.).La superficie del suelo húmedo y de las plantas tiene más evaporación que la superficie desuelos secos. Entre más seco sea un suelo (acercándose hacia PMP), más lenta es la tasa detranspiración, ya que el agua es fuertemente retenida por el suelo (potencial mátrico yosmótico más negativo) que en suelos menos secos o húmedos (acercándose hacia CC).Aproximadamente el 70-80% del agua disponible en un suelo arenoso debe ser consumidaantes de que la planta comience a reducir su tasa de transpiración (estrés hídrico). Lareducción en la transpiración puede comenzar cuando solo el 30% del agua disponible seaconsumido en un suelo arcilloso. No obstante, 30% del agua de un suelo arcillosorepresenta generalmente más milímetros de lámina de agua que el 70% de la arena.Cuando una planta está estresada por agua, las células guarda de los estomas se cierrancomo una medida de protección contra la pérdida de agua; declinando también el desarrollovegetativo debido a la reducción del flujo del CO2 por los estomas, y este gas es necesariopara la fotosíntesis.Los períodos críticos en los cuales las plantas tienen mayores necesidades de agua y por lotanto son más susceptibles al estrés hídrico, suelen coincidir con periodos de: rápidocrecimiento, floración, y formación de frutos y semillas.
  9. 9. Para algunos cultivos es deseable estresar la planta y reducir la transpiración endeterminados estados de desarrollo, como en el tomate industrial antes de cosechabuscando incrementar el contenido de sólidos solubles.Altas tasas de transpiración no son malas si estas aumentan el desarrollo; el propósitocentral del riego es incrementar la transpiración y los rendimientos. Riegos más frecuentesresultan en altas tasas de evapotranspiración.2.- SISTEMAS DE RIEGOBásicamente existen dos tipos de riego: 1) Riegos de baja frecuencia y alto caudal, en los que generalmente se moja toda la superficie del suelo teles como los de inundación, agua rodada y los de asperción. 2) Riegos de alta frecuencia y bajo caudal, en los que se incluyen todos los riegos localizados, que en general no humedecen más que una parte de la superficie.2.1.- RIEGO RODADO O DE PIEEn este tipo de riego se pretende que el suelo almacene el agua necesaria para el cultivodurante el mayor tiempo posible. Normalmente se repite el riego una vez que es consumidael 50% del agua disponible o agua útil (AU) en la zona radicular. Esto se puede determinarmediante tensiómetros, los cuales serían más eficientes en suelos arenosos y francos,perdiendo efectividad en suelos arcillosos o de textura fina ya que el valor de tensióncuando se alcanza el consumo del 50% del AU son muy altos, fuera del rango deltensiómetro que va de 0-80 centibares.La uniformidad de riego es bastante baja, incluso por debajo del 50% dependiendo de lanivelación del terreno, textura del suelo y otros factores.2.2.- RIEGO POR GOTEO (RLAF)Este sistema de riego se le conoce también como Riego Localizado de Alta Frecuencia(RLAF) ya que permiten mantener una zona delimitada del suelo a disposición de lasraíces, además de un grado satisfactorio de humedad. Se trata realmente de un sistema deprecisión para suministrar a los cultivos el agua muy ajustada a las necesidades reales. Launiformidad del riego, aunque varía según la textura del terreno, es muy alta alcanzandoniveles cercanos al 100%.Tabla 2.1.- Valores de Eficiencia de la Aplicación (Ea) del riego en sistemas de riegopor goteo, relacionado con la textura (valores en climas áridos) Profundidad TEXTURA de las raíces Muy porosa Arenosa Media Fina (m) (grava) < 0.75 0.85 0.90 0.95 0.95 0.75-1.50 0.90 0.90 0.95 1.00 > 1.50 0.95 0.95 1.00 1.00
  10. 10. Tabla 2.2.- Valores de Eficiencia de la Aplicación (Ea) del riego en sistemas de riegopor goteo, relacionado con la textura (valores en climas húmedos) Profundidad TEXTURA de las raíces Muy porosa Arenosa Media Fina (m) (grava) < 0.75 0.65 0.75 0.85 0.90 0.75-1.50 0.75 0.80 0.90 0.95 > 1.50 0.80 0.90 0.95 1.00En el riego por goteo se busca mantener la humedad del suelo en la zona radicular encapacidad de campo, lo cual sería la tensión de humedad y la aireación de la raíz en estadoóptimo. Generalmente los riegos se programan cuando se consume no más de un 20-40%del agua útil.3.- CALCULO DE LOS REQUERIMIENTOS HIDRICOS DEL CULTIVOComo se mencionó anteriormente, las necesidades de agua de los cultivos estándeterminadas por la evapotranspiración (ET).3.1.- CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIONLa evapotranspiración se puede medir por métodos directos pero de poca aplicación encampo, o se puede medir por medio de datos climáticos, algunos fáciles de obtener y quepermiten estimar las necesidades de agua a nivel regional.Uno de los más conocidos de estos métodos, y recomendado por la FAO, es el método dePenman-Monteith:Donde:ETo = Evapotrenspiración de referencia [mm. día-1],Rn radiación neta en la superficie de cultivo [MJ m-2 día-1],G densidad de flujo de calor del suelo [MJ m-2 día-1],T temperatura media diaria del aire a 2 m de altura [°C],u2 velocidad del aire a 2m de altura [m s-1],es presión de vapor en saturación [kPa],ea presión de vapor actual [kPa],es - ea déficit de presión de vapor [kPa], tangente de la curva de presión de vapor [kPa °C-1], constante psycrométrica [kPa °C-1].
  11. 11. La FAO expresa estas necesidades de los cultivos como la altura de agua necesaria paracompensar las pérdidas de agua que se producen por evapotranspiración en un cultivo sinlimitaciones de agua, fertilización o cualquier otro factor controlable. A esta necesidad deagua se le denomina Evapotranspiración del cultivo (ETc). ETc = Kc x EToDonde Kc es el coeficiente específico del cultivo, el cual depende del ciclo vegetativo delcultivo y de su fenología, así como del clima específico local, y de las aportaciones de aguapor lluvia o riegos. Existen diferencias notables entre los coeficientes de diferentes cultivos,e incluso entre variedades de una misma especie. Las condiciones específicas de laexplotación agrícola (densidad de población, orientación de los surcos, altura, etc.), puedeninfluir también la evapotranspiración real y por tanto afectar el coeficiente Kc.Otra alternativa es la utilización de un Evaporímetro Clase A, donde se mide laevaporación de la lámina de agua, que de algún modo integra los efectos de los diferentesparámetros climáticos de la zona de ubicación: radiación solar, viento, temperatura,humedad relativa, etc. La ETo se obtiene aplicando a la evaporación medida en el tanqueEo un coeficiente que depende de las características del tanque, su ubicación, etc. Kp. ETo = Kp x Eo ETc = Kc x Kp x EoUn método más simple aunque menos preciso, pero muy útil cuando no se tienen datos deevaporímetro, es el método Blaney-Criddle, el cual es un método teórico para calcular EToel cual usa tan solo datos de temperatura. No es un método muy exacto, sobre todo encondiciones climáticas extremas, y tiende a sobreestimar ETo en climas nublados, húmedosy con viento calmo; y lo subestima en climas soleados,secos y ventosos.El método Blaney-Criddle calcula ETo mediante la siguiente fórmula: ETo = p(0.46 Tmed + 8)Donde:ETo = Evapotranspiración de referencia (mm/día) como un promedio para un período quesuele variar de 10 días a un mes.Tmed = Temperatura media diaria durante el mismo período.p = media diaria del porcentaje anual de horas luz.La temperatura media diaria se obtiene de los datos de temperatura máxima y mínima diariade la siguiente manera:Tmax = sumatoria de los valores de Tmax durante el período / número de días del período.Tmin = sumatoria de los valores de Tmin durante el período / número de días del período.Tmed = (Tmax + Tmin) / 2.Para determinar el valor de p, es necesario conocer la latitud aproximada del área, el estadode Sinaloa se encuentra entre las latitudes 22° y 27° N, en los casos específicos de losvalles de Culiacán, Guasave y Mochis, se encuentran en la latitud 25°N.
  12. 12. El valor de p para estas latitudes lo encontramos en la siguiente tabla:Tabla 3.1.1.- Valores de p para las latitudes que se aproximan al estado de Sinaloa(fuente FAO).Lat ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DICN30 0.24 0.25 0.27 0.29 0.31 0.32 0.31 0.30 0.28 0.26 0.24 0.2325 0.24 0.26 0.27 0.29 0.30 0.31 0.31 0.29 0.28 0.26 0.25 0.2420 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.30 0.29 0.28 0.26 0.25 0.25Para calcular la ETo la FAO dispone de un programa llamado CROPWAT, el cual se puedeobtener en la siguiente dirección web: www.fao.org/ag/AGL/aglw/tools.stm www.fao.org/ag/AGL/aglw/cropwat.stmTabla 3.1.2.- Coeficientes Kc para diferentes cultivos en sus diferentes estados dedesarrollo (fuente FAO).Cultivo Inicial Desarrollo Mediados Finales Cosecha Total de ciclo de ciclo ciclo de cultivoTomate Días 35 45 70 30 180 Kc 0.4-0.5 0.7-0.8 1.05-1.25 0.8-0.95 0.6-0.65 0.75-0.9Chile Días 30 40 110 30 210 Kc 0.3-0.4 0.6-0.75 0.95-1.1 0.85-1.0 0.8-0.9 0.7-0-8Maíz Días 25 40 40 35 135dulce Kc 0.3-0.5 0.7-0.9 1.05-1.2 1.0-1.15 0.95-1.1 0.8-0.95Pepino Días 30 15 70 5 120 Kc 0.92 1.43 1.54 0.59 1.33Berenjena Días 30 20 130 30 210 Kc 0.35 0.67 0.95 0.8 0.8La cifra de la izquierda representa Kc en climas húmedos.3.2.- COEFICIENTES DE EFICIENCIA O UNIFORMIDAD DEL RIEGOAl margen de los cálculos anteriores, debe tenerse en cuenta la eficiencia del riego, quenaturalmente dependen del sistema de riego seleccionado (ver tablas 2.1 y 2.2).3.3 NECESIDADES DE LAVADOEn los sistemas de riego localizado, donde se apliquen técnicas de fertirrigación, esnecesario aplicar una fracción de lavado (LR), para evitar acumulación de sales en la zonade la raíz, y principalmente cuando se riega con aguas de alto contenido de sales. Lafracción de lavado se calcula mediante la siguiente ecuación: LR = CEi / 2CEe
  13. 13. Donde: CEi = conductividad eléctrica del agua de riego o de la solución nutritiva, CEe = ala conductividad eléctrica objetivo u óptima para el cultivo en el extracto saturado, y LR =la fracción porcentual del volumen de riego.En condiciones normales con aguas de buena calidad, se considera siempre una fracción delavado equivalente al 8-10% de las necesidades de riego.3.4.- CALCULO DE LAS NECESIDADES DE RIEGOLas necesidades de riego (NR) se obtienen mediante la siguiente ecuación: NR = ETc (1+LR) / UA4.- EL TENSIOMETROEl tensiómetro es un aparato que nos permite medir el potencial mátrico del suelo pormedio de la tensión, es decir de la resistencia del suelo a que las raíces absorban agua y almovimiento de esta en el perfil de suelo.Un tensiómetro consiste básicamente de 1) una copa de cerámica porosa, que regula el pasode agua de adentro hacia fuera, y de afuera hacia adentro del tensiómetro, permitiendo elequilibrio con la tensión del suelo; 2) un tubo que sirve de reservorio de agua para elfuncionamiento del tensiómetro; 3) una tapa hermética que sella la unidad asegurando quela tensión se mantenga dentro del tensiómetro; y 4) un vacuómetro que permite leer latensión.4.1.- TEORIA DE LA OPERACIÓNEl agua es retenida en el suelo dentro de los espacios porosos entre las partículas de suelopor las fuerzas de adhesión y cohesión anteriormente descritas, y se mueve por capilaridadpor los espacios porosos interconectados. Cuando la humedad del suelo es removida por lasraíces o por evaporación, se consume primero el agua del centro de los poros, que es la másalejada de las partículas de suelo y por ende la retenida con menor fuerza por lo que pudeser removida con menor gasto de energía. Conforme esta humedad es removida, el aguaremanente es retenida con mayor fuerza, y la tensión del suelo se incrementa.4.2.- INSTALACION Y MANTENIMIENTOPrevio a su instalación en el suelo, el tensiómtro debe ser preparado: 1) Llenado del tensiómetro: El tensiómetro debe ser llenado con agua, de preferencia hervida hasta que no haga burbujas para asegurarse que el agua no tenga aire disuelto, y asegurarse que todo el aire sea removido del tubo. Durante este proceso la copa de cerámica debrá permanecer sumergida en un recipiente con agua. Llenar el tubo hasta el tope de tal manera que el tapón hermético desplace su volumen de agua al ser colocado. 2) Prueba del vacuómetro: Para asegurarse que el vacuómetro funciona, sacar la copa de cerámica del agua, en cuanto el agua de la superficie de la copa comience a evaporarse provocará un
  14. 14. incremento de la tensión dentro del aparato y por lo tanto la aguja del vacuómetro se moverá. Esto toma tan solo 5 minutos o menos por lo que si el vacuómetro no responde, el tensiómetro deberá chocarse por entradas de aire, principalmente en el ponto de unión del tubo y el vavuómetro, el tapón hermético y en algunos modelos en la unión del tubo y la cerámica. La aguja del vacuómetro deberá regresar a su posición original una vez que la copa de cerámica sea sumergida al recipiente de agua de nuevo.4.2.1.- INSTALACIONLOCALIZACION DE LAS ESTACIONESEl número y localización de las estaciones de monitoreo dependerá de la profundidad delsistema radicular del cultivo, la variabilidad del suelo, la naturaleza de la topografía y elsistema de riego.En términos generales, en suelos homogéneos y de topografía uniforme es necesarioinstalar por lo menos una estación por cada unidad de riego, que sea representativa del restode la unidad; en el caso de unidades de riego extensas o grandes, puede ser convenienteinstalar al menos dos estaciones. En suelos de naturaleza variables se deberá instalar unaestación por cada zona donde se detecten cambios en la textura o estructura del suelo decada unidad de riego. En suelos de topografía poco uniforme, será necesario establecer porlo menos dos estaciones, una en la zona alta y otra en la zona baja de cada unidad de riego.En el caso de ocupar más de una estación por unidad de riego, el criterio para la toma dedecisión del riego será ya sea el promedio de todas las estaciones o la lectura en el área máslimitante.El número de tensiómetros que se instalen en cada estación dependerá de la profundidadefectiva del sistema radicular del cultivo en cuestión. En cultivos de raíces poco profundas(ej. Crucíferas) un solo tensiómetro es suficiente, colocando la copa cerámica a unaprofundidad equivalente a tres cuartas partes de la profundidad efectiva de la raíz(profundidad donde se da la mayor absorción de agua y nutrientes). El tensiómetro deberáser movido en profundidad durante la temporada de cultivo conforme se desarrollan lasraíces del cultivo.En cultivos de raíces intermedias y profundas (Ej. Tomate, chile y maíz dulce) es necesarioel uso de dos tensiómetros por estación. El tensiómetro superficial será instalado a unaprofundidad equivalente a una cuarta parte de la profundidad efectiva de las raíces. Eltensiómetro profundo será instalado a una profundidad equivalente a tres cuartas partes dela profundidad efectiva de las raíces.Cuando el tensiómetro superficial indica una fuerte tensión del suelo, el riego debeiniciarse, y se continuará hasta que la lectura del tensiómetro profundo indique que el aguaaplicada en el riego, haya penetrado a la profundidad necesaria para rehumedecer toda lazona radicular activa.En cultivos bajo régimen de riego rodado, las estaciones deben de colocarse a dos terceraspartes del inicio del riego hacia el final del riego, sobre la hilera de plantas y a 10 cm. deuna planta sana y de desarrollo representativo de la unidad de riego.
  15. 15. Fig. 4.1.- Instalación de los tensiómetros a diferentes profundidades.En cultivos bajo riego por goteo, los tensiómetros deberán colocarse a 10cm del emisor(gotero) y a 10cm de una planta sana con desarrollo representativo de la unidad de riego.INSTALACIONEl tensiómetro pueden ser un instrumento muy útil para la programación del riego solo si espropiamente instalado, en general, una instalación adecuada requiere que la copa decerámica mantenga un excelente contacto hidráulico con el suelo que la rodea de tal maneraque el agua pueda salir y entrar a el tan eficientemente como sea posible.El método más común de instalación, es hacer un hoyo en el suelo con un barreno de 22mm de diámetro (0.87 pulg.) a la profundidad requerida, posteriormente se humedece elhoyo y se empuja el tensiómetro hasta que la copa cerámica haga un contacto íntimo con elsuelo. Hay que asegurarse que no queden cavidades de aire que afecten el funcionamientodel tensiómetro.Otro método es hacer un hoyo superior a las dimensiones del tensiómetro con una pala, auna profundidad tres centímetros menor que la requerida, retirar del fondo del hoyo laspartículas de grava que puedan afectar el contacto de la cerámica con el suelo, aflojar elsuelo de la parte inferior del hoyo a unos tres centímetros de profundidad y adicionar aguapara formar una pasta, introducir la cerámica en la pasta y adicionar el suelo extraídoeliminando previamente las gravas, compactando poco a poco para asegurarse que serecupere la densidad previa al disturbio del suelo. De esta manera se asegura un buencontacto de la cerámica con el suelo.
  16. 16. El vacuómetro deberá quedar a ras de suelo, de lo contrario deberá aplicarse una correccióna la lectura equivalente a la presión ejercida por la columna de agua por encima de lasuperficie del suelo.Una columna de agua de 10cm ejerce una presión de aproximadamente 1cbar, por lo quepor cada centímetro de altura es ejercida una presión de 0.1cbar, de tal manera que el ajustese hace multiplicando la altura en cm. por 0.1 cbar., restando el resultado a la lectura delvacuómetro.OPERACIÓNEl tensiómetro debe leerse periódicamente para determinar las condiciones de humedad enel suelo y examinar el desempeño del uso del agua por el cultivo. Las frecuencias de laslecturas dependen de las características de retención de agua del suelo, las características deuso del agua del cultivo y la demanda evapotranspirativa. Deben ser lo suficientementefrecuentes para detectar los patrones del uso del agua, estableciendo el punto donde el aguacomienza a ser limitante y el riego necesario, y predecir el uso del agua y anticiparse almomento en que el próximo riego sea requerido.Se recomienda que las lecturas sean temprano por la mañana, incluso al amanecer, antes deque la planta entre completamente en actividad, y que las lecturas sean tomadas siempre ala misma hora para que sean comparables.Las lecturas de tensiómetro deberán registrarse en una bitácora, junto con el registro de losriegos y lluvias para tener una mejor idea del patrón de uso del agua del cultivo.INTERPRETACION DE LA LECTURAEn términos generales, lecturas de 0-4 cbares. indican suelo saturado, lecturas continuas pordebajo de 10 cbares. indican que el cultivo se encuentra sobre regado, con peligro deperdida de raíces por asfixia.Cuando el tensiómetro lee 10-20 cbares., indica que hay amplia disponibilidad de aguafácilmente disponible para la planta y el contenido de aire en el suelo es adecuado parapermitir una buena aireación. Este rango generalmente se refiera a la capacidad de campodel suelo. Cuando el tensiómetro indica 10-20 cbares., se debe descontinuar el riego paraprevenir pérdidas por percolación y lavado de nutrientes.Lecturas de tensiómetro entre 30-80 cbares., son el rango usual para iniciar el riego,excepto en riego por goteo donde el suelo es generalmente mantenido en capacidad decampo.El rango de efectividad del tensiómetro va desde 0-80 cbares., lecturas por encima de 80cbares., pueden provocar la entrada de aire al instrumento, con las posteriores fallas en laslecturas.Cuando se utilizan estaciones con dos tensiómetros a diferentes profundidades para unapropiado manejo del agua, es necesario saber cual tensiómetro leer. Cuando el cultivo esjoven solamente el tensiómetro superficial mostrará un incremento importante en la tensiónconforme se seca el suelo. El tensiómetro a profundidad no muestra incrementos en latensión porque las raíces no han penetrado lo suficiente para absorber agua en esaprofundidad. En estos casos el tensiómetro superficial indica el momento del riego.Conforme el cultivo se desarrolla y las raíces crecen a profundidad, el tensiómetro profundocomenzará a mostrar consumo de agua. Cuando esto sucede se toma una lectura promediode los dos tensiómetros y se compara con el nivel determinado para inicio del riego.
  17. 17. Tabla 4.1.- Interpretación de las lecturas de tensiómetroLECTURA ESTADO EXPLICACION / ACCIONCentibares0 Saturado Estado de saturación para cualquier tipo de suelo, si la lectura persiste indica problemas de drenaje fuertes y aireación pobre; o al posible rompimiento de la columna de agua en el tubo con perdida de la lectura.5-10 Exceso Exceso de humedad para el desarrollo de la planta, es indicador de que el drenaje continúa; si la lectura es persistente indica drenaje pobre.10-20 Capacidad de Indica capacidad de campo para la mayoría de los suelos, aportaciones Campo extra de agua se perderán por percolación con el consiguiente lavado de nutrientes. Suelos arenosos con baja capacidad de retención de agua, se inicia el riego entre los 15-20 cbars. cuando los ocupan cultivos sensibles al estrés hídrico.20-30 Rango de inicio Buen nivel de agua disponible y aireación en suelos de textura fina y del riego media, no se requiere riego. En suelos arenosos indica el rango de inicio del riego.30-40 Indica el riego para suelos de arena fina, y para la mayoría de los suelos bajo régimen de riego por goteo.40-60 Indica el inicio del riego para la mayoría de los suelos. Suelos francos inician entre 40-50 cbars.; mientras que suelos arcillosos generalmente inician entre 50-60 cbars. La decisión sin embargo será influenciada por el estado de desarrollo del cultivo.70 Seco Inicia el rango de estrés, pero es probable que aún no sufra daño el cultivo. Suelos arcillosos aún contienen agua disponible pero no en niveles para un desarrollo máximo.80 Rango máximo para la efectividad del tensiómetro. Lecturas mayores son posibles pero la columna de agua del aparato puede romper entre los 80-85 cbars, dependiendo de la altura del instrumento con repecto al nivel del mar. A mayor altitud, menor la lectura en que se rompe la columna de agua.Ejemplo 1.- Cultivo de maíz en un estado intermedio de desarrollo y la estación detensiómetros cuenta con dos instrumentos. El nivel deseado para iniciar el riego es de 60cbares. Se encontraron las siguientes lecturas de tensiómetro: Día 1 Día 2Tensiómetro 12” 35 cbar. 80 cbar.Tensiómetro 24” 12 cbar. 25 cbar.La lectura del tensiómetro superficial es claramente mayor de 60 cbars., pero el tensiómetroprofundo muestra consumo de agua en esas profundidades. Como regla, si la lectura deltensiómetro profundo se incrementa más de 10 cbars., se obtiene el promedio de las lecturasde ambos tensiómetros para determinar la necesidad del riego. En este caso el incrementodel tensiómetro profundo fue de 13 cbars. El promedio de lecturas es (80+25)/2 = 53 cbars.El riego no es necesario porque la lectura compuesta continúa por debajo de 60 cbars.Ejemplo 2.- Cultivo de cacahuate en estado de desarrollo temprano o joven y la estación detensiómetros cuenta con dos instrumentos. El nivel deseado para inicio de riego es de 70cbars. Se obtuvieron las siguientes lecturas:
  18. 18. Día 1 Día 2Tensiómetro 12” 35 cbars. 80 cbars.Tensiómetro 24” 10 cbars. 12 cbars.En este caso el tensiómetro profundo no registra un incremento fuerte en la lectura,indicando que no hay consumo de agua en ese nivel. La lectura de 80 cbars. debe tomarsesolamente y el riego deberá recomendarse.Tabla 4.2.- Contenido mínimo de humedad preferido para los cultivos de interés,expresado en tensión y por ciento de abatimiento del agua útil, profundidad de la raízy profundidad radicular efectiva en sistemas de riego por goteo.CULTIVVO HUMEDAD DEL SUELO RANGO DE PROF. MINIMA PREFERIDA PROFUNDIDAD EFECTIVA TENSION %AAU DE LA RAIZ EN RLAF cbar. (cm.) (cm.)CHILES 45 50 30-60 45TOMATE 45 50 30-60 45PEPINO 45 50 30-60 45BERENJENA 45 50 30-60 45MAIZ DULCE 45 50 60-100 60Tabla 4.3.- Tabla de problemas y soluciones.PROBLEMA CAUSA PROBABLE SOLUCIONEl tensiómetro siempre Si no se tiene una situación 1) Rellene elmarca cero. de suelo saturado por riego tensiómetro con pesado , lluvia fuerte o agua. drenaje muy pobre; 2) Remplace el 1) Et tensiómetro no vacuómetro. tiene agua o perdió la 3) Cheque el ensalmado succión por un nivel en general incluyendo bajo de agua. la copa de cerámica y 2) El vacuómetro no los empaques. sirve. 3) Entra aire en alguna conexión.El tensiómetro 1) Contacto pobre entre 1) Reinstalaraparentemente no mide la cerámica u la correctamente.correctamente la humedad solución de suelo que 2) Checar y/odel suelo. la rodea. reemplazar el 2) El vacuómetro no vacuómetro. sirve.
  19. 19. PROBLEMA CAUSA PROBABLE SOLUCIONEl tensiómetro necesita La cerámica o la tapa están Remplace la cerámica o lafrecuentemente ser llenado rotas. tapa.con agua.El tensiómetro responde El agua se infiltra lentamente 1) Limpie o reemplacedemasiado despacio al riego. entre la cerámica y el suelo. la cerámica. 1) La cerámica esta 2) Pruebe el vacuómetro obstruida por sales o y reemplacelo si falla. algas. 2) El vacuómetro está pegado por daño mnor.5.- PROGRAMACION DEL RIEGO CON TENSIOMETROSLa programación del riego efectiva nos permite el uso más eficiente del agua y la energía,aplicando la cantidad correcta de agua al cultivo y en el momento adecuado.Es la estrategia del uso del manejo del agua para prevenir sobre-riego, minimizar pérdidasde rendimiento por sub-dosificación del riego o estrés hídrico. Permite una mayoreficiencia en la fertilización, previniendo el lavado de nutrientes. Una óptima programacióndel riego maximiza utilidades.La programación del riego requiere conocimiento de: 1) El suelo. 2) El estado suelo-agua. 3) El cultivo. 4) Los estados de estrés del cultivo. 5) El potencial de reducción de rendimiento si el cultivo entra en una condición de estrés.5.1 DETERMINACION DEL TAMAÑO DEL BULBOEl tamaño del bulbo depende básicamente de cuatro factores: 1) La capacidad de desarrollo radicular medido como la profundidad efectiva de las raíces. 2) El porcentaje de superficie mojada, que en los riegos por goteo suele manejarse entre el 30-40%. 3) Las características físicas e hídricas del suelo, principalmente textura y conductividad hidráulica. 4) El caudal del emisor, distancia entre emisores y tiempo de riego.Las dos primeras definen básicamente las necesidades de tamaño del bulbo, y las restantesdefinirán realmente las dimensiones del bulbo en la práctica.Si definimos el volumen de suelo mojado utilizando el porcentaje de superficie mojada, quedeterminará el ancho de la banda húmeda, y la profundidad efectiva de las raíces del cultivodado, podemos calcular el ancho de la banda húmeda mediante la fórmula aproximada deSchuartzman y Zur:
  20. 20. a = 1.7z0.8(q/Ks)0.2Donde:a = Ancho de la franja húmeda (cm.).z = Profundidad radicular (cm.).q = Caudal de descarga de la cintilla o manguera (cm3/h/cm.).Ks = Conductividad hidráulica a saturación (cm/h)5.2.- DETERMINACION DE LA DOSIS DE RIEGO Y FRECUENCIA DE RIEGOLa dosis de riego dependerá del porcentaje de agua útil que se desea que se consuma (% deAbatimiento de AU o PAAU) antes de reponer la humedad del bulbo a capacidad decampo. Generalmente en riego por goteo se manejan porcentajes de abatimiento del aguaútil de entre 20-40%, mientras que en riegos de superficie se maneja un 30-50%,dependiendo del cultivo, la tolerancia de este al estrés hídrico, y su estado de desarrollo.Hay que recordar que en los diferentes estados fenológicos del cultivo tiene mayor o menorsensibilidad al estrés hídrico, el cual si se presenta en ese período crítico puede ocasionarpérdidas significativas en la producción.Tabla 5.1.- Períodos críticos de humedad de los diferentes cultivos.CULTIVO EDO. FENOLOGICO SUSEPTIBLE A ESTRÉS HIDRICOCHILES Floración, cuajado y engorde fe frutos.TOMATE PARA Desde cuajado del primer set y llenado de frutos hasta 4-5PROCESO semanas antes de cosecha.TOMATE Cuajado y engorde de frutos.PEPINO Floración, cuajado y engorde de frutos.BERENJENA Floración, cuajado y engorde de frutos.MAIZ DULCE Inicio de espiga hasta llenado de grano.Lo anterior permite manejar estrategias de riego utilizando diferentes porcentajes deabatimiento del agua útil según el estado fenológico del cultivo. Por ejemplo, en las etapastempranas del cultivo, manejar PAAU mayores, puede servir de estímulo para que lasraíces exploren más volumen de suelo consiguiendo raíces más profundas y abundantes.Esto suele ser útil para contingencias donde por diversas causas no se pueda dar el riego entiempo y forma, la reserva de humedad será más amplia comprendiendo casi la totalidad delbulbo húmedo. Hay que recordar que los sistemas de riego por goteo y con mayor razóndonde se manejan técnicas de fertirrigación, los nutrientes tienden a concentrarse en lasuperficie por lo que las plantas tienden a desarrollar raíces más superficiales que con otrossistemas de riego.La dosis de riego estará dada por el volumen que represente el porcentaje de agua útil quese desee consumir (PAAU), más las necesidades de lavado RL (8-10% si no hay problemasde sales), ajustados con el coeficiente de uniformidad del riego UA: DR = (AU x PAAU)(1 + RL) / UA
  21. 21. Continuando con el ejemplo del cultivo de tomate; el AU en un suelo arcilloso (Tabla1.2.1) a una profundidad efectiva de la raíz de 45 cm, es 160mm/m x 0.45m = 72mm. Siconsideramos que la tensión máxima recomendada para tomates en RLAF es de 45 cbares(Tabla 4.2), y que ello representa en un suelo arcilloso un abatimiento del agua útil del 12%(Fig.1.2.1 ). PAAU = 12% y una eficiencia de la aplicación del 90% (Tabla 2.2). La dosisde riego DR requerida será de: DR = (72mm x 0.12)(1+ 0.10) / 0.90 = 10.56mm = 0.01056mComo se contempló humedecer solo el 30% de la superficie, esto es 3000m2/ha, la dosis deriego es igual a 3000m2 x 0.01056m = 31.68 m3.Si tenemos cintilla o manguera con goteros de 1 lt/h cada 30 cm., en 100m de camatenemos 100/0.30 = 333.33 goteros/cama de 100m de largo. Tenemos 100m/1.8m = 55.55camas/ha, esto nos da un total de 333.33 x 55.55 = 18,516 goteros/ha x 1 lt/h = 18,516lt/ha/h = 18.516 m3/ha/hr. que representa el caudal de diseño del sistema (Qsis).Para determinar el tiempo de riego (T), se divide la dosis de riego por el caudal de diseñodel sistema: T = DR/QsisDonde: T = horas de riego, DR = dosis de riego (m3/ha), y Qsis = caudal de diseño delsistema (m3/ha/h).Continuando con el ejemplo: T = 31.68m3/18.516m3/ha/h = 1.71h = 1:43’.Esto quiere decir que con un abatimiento del 12% de agua útil, será necesario regar1 hora43 min. para regresar la humedad del suelo a capacidad de campo en el volumen de suelocomprendido por el 30% de la superficie a una profundidad efectiva de las raíces de 45 cm.Para determinar la frecuencia, se divide la dosis de riego (mm.) entre la ETc paradeterminar en cuanto tiempo se vuelve a regar o intervalo entre riegos (I): I = DR / ETcDonde I = intervalo entre riegos en días, DR = dosis de riego en mm., y ETc =evapotranspiración promedio diaria en mm.Como se había comentado, los tensiómetros toman en cuenta estos factores por lo que nohay realmente una necesidad de calcular ETc.De acuerdo a las características hídricas del suelo (ver Fig. 1.2.1 o tabla anexa en elapéndice), se puede relacionar el PAAU con el potencial mátrico dando una medida detensión, de tal manera que cada vez que el tensiómetro alcance esa medida se aplica la dosisde riego calculada para regresar el contenido de humedad del bulbo a CC.Si no se quiere depender de las gráficas, se puede consultar el sistema SPAW, o realizar ensu suelo la curva de calibración, donde se comparan diversas lecturas de tensiómetro con elcontenido de humedad determinado en laboratorio, y su respectivo análisis de regresiónpara obtener la gráfica.Regresando a nuestro ejemplo, un suelo arcillo arenoso la Fig. 1.1.1 nos muestra unalectura de tensión de 45 cbar para un consumo de agua del 12% de AU.
  22. 22. Esto quiere decir que una lectura de 45 cbares en el tensiómetro indicara el momento deiniciar el riego (frecuencia de riego)Ya que CC representa la proporción ideal entre agua fácilmente disponible para la planta yaireación para las raíces, con riego por goteo, no reviste ningún riesgo trabajar con PAAUbastante bajo y por ende tensiones bajas.En términos generales, en sistemas de riego por goteo se recomienda trabajar con tensionesentre 20-40 cbares. para iniciar los riegos. Por eso es de suma importancia dimensionar ydosificar correctamente los mismos para no sobre regar el cultivo.5.3.- RIEGO A PULSOSComo vimos anteriormente, las necesidades de caudal del emisor es de 372cc/h y contamoscon emisores de 1000cc/h, por lo que se plantean problemas de escurrimiento.Para evitar pérdidas de agua por escurrimiento se recomienda regar a pulsos, esto esfraccionar el riego total en riegos más cortos calculando los tiempos de tal manera que elagua aplicada no supere la capacidad de infiltración del suelo.Esto se consigue mediante la fórmula: P = P’[Ta/(Ta+T)]Donde:P = Pluviometría deseada (dada por la capacidad de infiltración del suelo o por el caudaldel emisor requerido en cc/h o L/h).P’ = Caudal del emisor (cc/h o L/h).Ta = Tiempo de riego o pulso (min).T = Tiempo ente riegos o pulsos (min).Si disponemos de un emisor de P’=1L/h y deseamos obtener una pluviometría P=0.372cc/h, necesitamos calcular Ta y T. Aplicando la ecuación anterior: Ta = P/p’ x (Ta+T)Si se impone la condición de que Ta+T = 60 min. Se obtiene:Ta = (0.372/1)(60)= 22.32 min.Esto es que se regarán 22.32 min de cada hora, es decir una proporción 22.32/60 = 1/2.668,que se puede redondear 1/3; es decir el riego total (103 min) se parte en tres pulsos de35min.5.4.- DETERMINACION DEL PORCIENTO DE ABATIMIENTO DEL AGUAUTILAunque teóricamente el agua está disponible hasta el punto de marchites permanente(PMP), la absorción del agua se reduce antes de que se alcance el PMP. Cuando el sueloestá suficientemente húmedo, suple las necesidades de agua de la planta con la suficienterapidez que demanda la evpotranspiración del cultivo (ETc).Conforme la humedad del suelo decrece, el agua es retenida con mayor fuerza por la matrizdel suelo y es más difícil de extraer. Cuando el contenido de humedad del suelo llega por
  23. 23. debajo de cierto umbral, el agua de suelo no puede ser transportada con suficiente rapidez através de la raíz para cumplir la demanda por evapotranspiración y el cultivo comienza asufrir estrés. La fracción del agua útil (AU) que el cultivo puede extraer de la zona de lasraíces sin padecer estrés hídrico, es el agua fácilmente disponible (AFD) que en términos deriego es equivalente al porcentaje de abatimiento de agua útil máximo.El agua fácilmente disponible se determina mediante la siguiente fórmula:AFD = p x AUDonde:AFD = a la cantidad de agua fácilmente disponible.p = la fracción promedio de AU que puede ser consumida de la zona de las raíces, antes deque se presente estrés hídrico.AU = a la cantidad total de agua útil en la zona de las raíces.Los valores de “p” varían de un cultivo a otro y a la tasa de evapotranspiración, El factor“p” normalmente varía de 0.3 para cultivos de raíces poco profundas en altas tasas de ET(>8mm/día) a 0.7 para cultivos de raíces profundas en bajas tasas de ET (<3mm/día). Latabla 5.4.1 nos muestra los diferentes valores de “p” para los cultivos de interés endiferentes tasas de ET.La fracción “p” está en función del poder de evaporación de la atmósfera. Con tasas bajasde ETc los valores de “p” son altos, en condiciones de clima caliente y seco, donde las tasasde ETc son altas, los valores de “p” decrecen a niveles tan bajos que el suelo continuarelativamente húmedo cuando comienza a ocurrir el estrés hídrico. Se considera que laplanta sufre estrés hídrico cuando bajo las mismas condiciones climáticas su tasa de ETcreal comienza a decrecer por insuficiencia en el suministro de agua.Tabla 5.4.1.- Fracción de abatimiento del agua útil del suelo en la zona de las raícespara diferentes cultivos con dversas tasas de ETc (mm/día).ETc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11TOMATE 0.56 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.28 0.24 0.18 0.16CHILE 0.46 0.42 0.38 0.34 0.30 0.26 0.22 0-18 0.14 0.10 0.06PEPINO 0.66 0.62 0.58 0.54 0.50 0.46 0.42 0.38 0.34 0.30 0.26BERENJENA 0.61 0.57 0.53 0.49 0.45 0.41 0.37 0.33 0.29 0.25 0.21MAIZ 0.66 0.62 0.58 0.54 0.50 0.46 0.42 0.38 0.34 0.30 0.26DULCE6.- PARAMETROS PARA LA PROGRAMACION DEL RIEGO CONTENSIOMETROS EN DIFERENTES CULTIVOS6.1.- CHILES
  24. 24. El cultivo del chile es considerado como un cultivo sensible al estrés hídrico, por lo que serecomienda manejar tensiones de máximo 20 cbars.En sistemas de goteo no suele profundizar mucho su sistema radicular, encontrándose el75% de sus raíces activas en los primeros 30 cm. del perfil de suelo, por lo que se puedecontemplar dicha profundidad para los cálculos de riego.Se considera una profundidad de raíces efectiva de 45 cm. (18 pulg.), por lo que serecomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. de profundidad (6pulg.) y el profundo a 30 cm. de profundidad (12 pulg.).6.2.- TOMATEAl tomate se le considera poco sensible al estrés hídrico, en sistemas de riego por goteo seconsidera una profundidad efectiva de las raíces de 45cm.Responde bien al castigo en ciertas etapas del cultivo.Se considera una profundidad de raíces efectiva de 45 cm. (18 pulg.), por lo que serecomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. de profundidad (6pulg.) y el profundo a 30 cm. de profundidad (12 pulg.).ETAPA FENOLOGICA TENSION COMENTARIOS PARA RIEGO (cbar)De planteo a 1er. Set. 30-40 El tomate termina prácticamente su desarrollo radicular a la aparición del primer set, por lo que conviene estimularlo para que las raíces exploren completamente el bulbo.1er. Set a cosecha 20-30 Es la etapa crítica de máximo desarrollo y demanda de agua y nutrientes, es conveniente darle facilidades y quitarle gasto de energía en al toma de agua y nutrientes, además en sistemas de fertirrigación es cuando la presión osmótica es importante.6.3.- TOMATE PARA PROCESOAl tomate se le considera poco sensible al estrés hídrico, y el tomate para proceso requierede un manejo especial en las etapas finales del cultivo para permitir la concentración desólidos en el fruto.En sistemas de riego por goteo se considera una profundidad efectiva de las raíces de 45cm.Responde bien al castigo en ciertas etapas del cultivo.
  25. 25. Se considera una profundidad de raíces efectiva de 45 cm. (18 pulg.), por lo que serecomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. de profundidad (6pulg.) y el profundo a 30 cm. de profundidad (12 pulg.).ETAPA FENOLOGICA TENSION COMENTARIOS PARA RIEGO (cbar)De planteo a 1er. Set. 30-40 El tomate termina prácticamente su desarrollo radicular a la aparición del primer set, por lo que conviene estimularlo para que las raíces exploren completamente el bulbo.1er. Set a 4 semanas antes 20-30 Es la etapa crítica de máximo desarrollo yde cosecha demanda de agua y nutrientes, es conveniente darle facilidades y quitarle gasto de energía en al toma de agua y nutrientes, además en sistemas de fertirrigación es cuando la presión osmótica es importante.4 semanas antes de cosecha 40-50 Se reduce el suministro de agua para fomentar la concentración de sólidos en fruto (grados brix).2 semanas antes de cosecha 1500 Se suspende por completo el suministro de agua.6.4.- PEPINOEl pepino tiene un desarrollo rápido y produce gran cantidad de tejido suculento por lo querequiere un abasto de agua constante. En RLAF no produce raíces muy profundas por loque se puede considerar una profundidad de raíz de 30 cm. Para cálculo de la dosis deriego, se puede manejar la programación del riego con tensiómetros colocados a 15 cm. (6pulg) de profundidad. Pero se recomiendan las estaciones con dos tensiómetros para mejormanejo, el superficial colocado a 15 cm. (6 pulg.) y el profundo a 30 cm. (12 pulg.).El período crítico es en floración, amarre y engorde de fruto, padecer de estrés hídrico enesta etapa suele ocasionar abortos.Se recomienda manejar tensiones de entre 20-30 cbares.6.5.- BERENJENAEs el cultivo que consume más agua con respecto a los otros, aunque en plantas jóvenes losrequerimientos de agua son muy bajos esto cambia a partir de floración. El período crítico
  26. 26. se presenta en floración , cuajado y engorde de fruto. El estrés en este período puede causarla presencia de blossom-end root, deformación de los frutos, así como detrimientos en eltamaño y producción de frutos.ETAPA FENOLOGICA TENSION COMENTARIOS PARA RIEGO (cbar)De planteo a 5 sem. después 30-40 Los requerimientos de agua en esta etapade planteo son bastante bajos, por lo que conviene estimularla para que las raíces exploren completamente el bulbo.A partir de las 5 semanas 20-30 Es la etapa crítica de máximo desarrollo y demanda de agua y nutrientes, es conveniente darle facilidades y quitarle gasto de energía en al toma de agua y nutrientes, además en sistemas de fertirrigación es cuando la presión osmótica es importante.5.6.- MAIZ DULCEDe las tres hortalizas es el que produce raíces más profundas, se le considera bastantetolerante al estrés hídrico sin embargo no es conveniente que lo sufra en su período críticoque va desde inicio de formación de espiga (hoja bandera) a grano completamente lleno.En sistemas de riego por goteo se le considera una profundidad efectiva de raíces de 60cm.Por lo que se recomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. deprofundidad (6 pulg.) y el profundo a 45 cm. de profundidad (18 pulg.).ETAPA FENOLOGICA TENSION DE RIEGO (cbares.)De siembra a altura de rodilla (12 hojas) 4512 hojas a cosecha 20-30 REFERENCIASAl-Kaisi, M.M. y Broker, I. CROPWATER USE AND GROWTH STAGES. ColoradoState University, Cooperative Extension Pub. No. 4.715.British Columbia Ministery of Agriculture and Food. IRRIGATION SCHEDULINGWITH TENSIOMETERS. Water Conservation Factsheet No. 577.100-2, July 1998.Dominguez, A. FERTIRRIGACION. Ed. Mundiprensa, 2a. Edición, 1996.
  27. 27. Evans, R. y Sneed, R.E. IRRIGATION SCHEDULING TO IMPROVE WATER – ANDENERGY- USE EFFICIENCIES. North Carolina Cooperative Extension Servise, Pub.No.AG 452-4, 1996.Hartz, T:K: WATER MANAGEMENT IN DRIP IRRIGATED VEGETABLEPRODUCTION. UC Dacis, Vegetable Research and Information Center, May 1999.Olczyk, T., Li, Y. y Muñoz, R. USING TENSIOMETERS FOR VEGETABLEIRRIGATION SCHEDULING IN MIAMI-DADE COUNTY. University of Florida, IFASExtension, Pub. No. ABE 326.Pizarro, F. RIEGOS LOCAIZADOS DE ALTA FRECUENCIA. Ed. Mundiprensa, 3ª.Edición, 1996.Sammis,T. TENSIOMETER USE TO SCHEDULE CROP IRRIGATION. New MexicoState University, Department of agronomy and Horticulture, 1996.Sanders, D.C. VEGETABLE CROP IRRIGATION. North Carolina State University,Department of Horticultural Science, Pub. No. HIL-33E, 1997.Simonne, E.H. WATER MANAGEMENT FOR TOMATO. University of Florida,Horticultural Science Department, 2000.Smajstrla, A.G. y Harrison, D.S. TENSIOMETERS FOR SOIL MOISTUREMEASURMENT AND IRRIGATION SCHEDULING. University of Florida, IFASExtension, Pub. No. CIR487 202.Storlie, C.A. IRRIGATION SCHEDULING WITH TENSIOMETERS. The University ofNew Jersey Rutgers, Rutgers Cooperative Extension, New Jersey Agricultural ExperimentStation, Pub. No. FS657.Thomson, S.J. y Blake Ross, B. USING SOIL MOISTURE SENSOR FOR MAKINGIRRIGATION MANAGEMENT DECISIONS IN VIRGINIA. Virginia PolitechnicalInstitute and State University, Virginia Cooperative Extension, Pub. 442-024, 1994.
  28. 28. APENDICEAPENDICE I.- Traducción de términos para la interpretación de grafico querelaciona el porcentaje de abatimiento del agua útil (PAAU) con la fuerza de tensiónde suelo para diferentes texturas:Aviable water depletion, percent = PAAUSoil Suction = Succión del sueloLoamy Sand = Arenoso francoFine Sandy Loam = Franco arenoso finoSandy Loam = Franco arenosoLoam = FrancoClay = ArcillosoAPENDICE II.- Gráfica que relaciona el porcentaje de abatimiento del agua útil y lasucción del suelo para diferentes texturas. (Adjunto).

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