Manejo Nutricional de Cultivos 2da Parte

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  • 1. SEGUNDA PARTE II SIMPOSIUM NACIONAL Ing. Mg. Sc. L. Hurtado Leo AGRUM CONSULTING SERVICES SAC 08 – 09 Marzo 2013 UNALM La Molina
  • 2. RELACIONES SUELO - AGUA
  • 3. Sistemas de riego Superficiales Sistemas Gravitacionales (sistemas tradicionales) * Pozas (pequeñas parcelas hidráulicas) * Melgas (grandes parcelas hídráulicas) * Surcos (avance en línea) Sistemas Presurizados * Aspersión * Pivot Central (avance frontal) * Cañones (autopropulsados) Localizados Sistemas Localizados R.LA.F. (sistemas modernos de irrigación) * Micro aspersión * Goteo * Sub superficiales (exudación) Sistemas de riego tecnificado (Sistemas superficiales o localizados) * Conducción y aplicación por tuberías 1. Dosificadores a los surcos (sifones, mangas) 2. De caudal variable 3. Por pulsos
  • 4. SISTEMA DE RIEGO POR POZAS Eficiencia de riego 5– 15 %
  • 5. Eficiencia de riego 15 – 30 % Sistema tradicional de riego por surcos
  • 6. APLICACIÓN DE AGUA AL SUELO POR GRAVEDAD POR EL MÉTODO TRADICIONAL POR SURCOS. Eficiencia de Riego: 15 - 40% Riego superficial por surcos de baja eficiencia < 20%
  • 7. Eficiencia de riego 40 - 60% Sistema Tecnificado de riego por surcos
  • 8. Sistema de riego por surcos, altamente tecnificado (Riego por caudal discontinuo) Eficiencia de riego 50 – 75%
  • 9. Eficiencia de riego 70 - 75 % Sistema de riego superficial por aspersión
  • 10. Eficiencia de riego 85 - 95 % Riego localizado de alta frecuencia: por goteo.
  • 11. Eficiencia de riego 95 - 98% Riego localizado por exudación. Sistema subsuperficial con cintas microporosas enterradas de 5 a 8 cm. de profundidad.
  • 12. EL RIEGO Medio artificial de aplicar agua al suelo, en la zona de raíces de las plantas cultivadas, de forma que la utilicen eficientemente.
  • 13. CONCEPTO AGRONÓMICO DEL RIEGO El riego es la aplicación oportuna y uniforme de agua al perfil del suelo para reponer el agua consumida entre dos aplicaciones sucesivas SE RIEGA EL SUELO NO LA PLANTA. NO SE RIEGA LA SUPERFICIE SE RIEGA EL PERFIL. DEBE SER OPORTUNO Y REALIZADO CON EFICIENCIA EL VOLUMEN APLICADO DEBE SER IGUAL AL CONSUMIDO Depende de las propiedades físicas del suelo Depende del volumen de suelo ocupado por las raíces Depende de la técnica de aplicación , evitando excesos y déficits Depende del requerimiento de las plantas y de las condiciones climáticas
  • 14. Uso Eficiente y Racional del Agua Se basa en el conocimiento de las relaciones hídricas del sistema integrado Suelo - Planta - Atmósfera y permite responder a las preguntas de porque?, cuando?, cuanto? y como? regar. COMO REGAR?CUANDO REGAR?PORQUE REGAR? CUANTO REGAR? como aplicar el agua al suelo Con que frecuencia se debe repetir los riegos Que beneficio se espera obtener Cuanto tiempo o con cuanta agua, se debe regar
  • 15. Programación del riego Para lograr un rendimiento económicamente satisfactorio, la demanda de agua de las plantas debe ser balanceada con la oferta disponible. El problema es, que la demanda evaporativa de la atmósfera es continua, mientras que la oferta (riego) no ocurre oportunamente y casi siempre en forma irregular. Enfoques para responder las preguntas de: cuando regar ? y cuanto regar ? 1. Volúmenes aprovechables (criterio técnico) ó 2. Potencial Hídrico (criterio científico) Perdida de agua por transpiración en relación a cada uno de los estados fenológicos de los cultivos. I. El suelo como reservorio de agua (oferta disponible) ii. La planta como trasmisor de agua En relación a la intensidad del factor aerodinámico (humedad atmosférica y viento ) e intensidad del factor energético v (temperatura, radiación), iii. El clima como motor de la demanda evaporativa
  • 16. Cuando regar ? La frecuencia o intervalo de tiempo entre riegos consecutivos debe evitar que el déficit de humedad afecte el rendimiento económico de los cultivos. Para un suelo dado, depende del estado fenológico del cultivo (factor planta) y del poder evaporante de la atmósfera (factor clima) Cuanto regar ? Los volúmenes de agua que se entregan en cada riego dependen; de la disponibilidad de agua del suelo (factor suelo), del criterio de riego (CR), del estado fenológico del cultivo (factor planta) y de la eficiencia de riego del sistema (tecnología de riego) La condición ideal es que el riego se aplique, en la cantidad necesaria cuando el potencial hídrico del agua del suelo, sea lo suficientemente alto (criterio de riego) de manera que el suelo pueda suministrar agua con rapidez necesaria para compensar las necesidades hídricas de los cultivos, por las exigencias del poder evaporante de la atmósfera .
  • 17. Relaciones del bulbo húmedo en los sistemas de riego localizado
  • 18. El bulbo húmedo
  • 19. Suelos de textura fina (Arcilloso, Franco - arcilloso) Suelos de textura media (Franco, Franco arenoso) Suelos de textura gruesa (Arenoso, Arenas francas) Forma del bulbo húmedo según el tipo de suelo
  • 20. Movimiento del agua y de las sales con el riego Distribución del agua Distribución del sales
  • 21. •. Distribución de las sales en riego localizado Zona lixiviada y saturada Zona húmeda de baja salinidad gotero Zona de baja humedad y alta concentración salina Zona de baja humedad y alta concentración salina
  • 22. Los Suelos Cuerpos naturales, policomponentes, trifasicos, particulados y porosos presentan propiedades y características físicas muy variables, desde aquellos muy filtrantes hasta los que no drenan .
  • 23. Las características físicas del suelo son actores de primer orden en el planeamiento del riego…… y las características químicas en el planeamiento de la fertilización En la agronomía de los cultivos, se riega el suelo y se fertiliza el suelo…… no regamos las plantas, ni tampoco las fertilizamos ! Las variables hidrodínamicas, como su capacidad de retención (CC) y su limite de disponibilidad (PM), son imprescindibles en la determinación de la lámina de riego a aplicar.
  • 24. Modélo de tres fases del suelo Sojka, 1999 Fase Sólida Matriz del suelo (arena, limo, arcilla, M.O.) Fase Gaseosa Espacio aéreo (O2, CO2) Fase lìquida Solución Suelo (H2O + iones)
  • 25. LA TEXTURA DEL SUELO ES PROPIEDAD FUNDAMENTAL. Prácticamente no cambia en el transcurso de una generación. La infiltrabilidad, la permeabilidad, la porosidad , la capacidad de aireación y la capacidad de retención de humedad y de drenaje dependen de esta propiedad. La tecnología de riego depende del conocimiento de las propiedades físicas del suelo
  • 26. Velocidad de infiltración La infiltración es un proceso que Implica entrada y movimiento del agua en el suelo, y se expresa en unidades de velocidad de paso: mm/h, cm/hora Textura Velocidad de Infiltración (mm/hora) Arenas > 50 Arenas Francas 50 - 25 Franco arenosos 25 - 20 Francos 10 - 15 Franco Arcilloso s 2.5 - 10 Arcillosos < 2.5
  • 27. ESTRUCTURA DEL SUELO Propiedad física de máxima importancia en el riego Modifica las características físicas derivadas de la textura y determina la velocidad de infiltración, variable física que determina el tiempo de riego. ¿cuánto regar? la infiltrabilidad del suelo debe ser tal que la velocidad de aporte de agua no exceda su capacidad de absorberla, evitando su perdida por escorrentía superficial
  • 28. Solución Interna o Micelar Doble Capa Eléctrica Difusa (Bajo potencial electrocinético) Ca ++ + Mg ++ + + K + + Na + + + Ca ++ + Mg ++ + + Na+ + Ca++ + + Físico Química de los Suelos Salinos de las áreas irrigadas de las zonas áridas Complejo coloidal Ca++, Mg++, K+, Na+ CL-, SO4— {ClNa, SO4Na} Solución Externa o Solución Suelo -Alta presión osmótica - Complejo coloidal floculado - Estado estructural de moderado a débil - Moderada infiltrabilidad, buena permeabilidad CEe > 2 dS/m, PSI < 7, pH 6.5 – 8.5 PO
  • 29. Clasificación de los Suelos Salinos Suelo CEe (dS/m) Respuesta en el Rendimiento de las plantas cultivadas • No salino < 2 Sin restricción de uso. Ligeramente 2 - 4 Los cultivos muy sensibles (palto, fresa, salino frijol etc), muestran rendimientos restringidos. Medianamente 4 - 8 Los cultivos sensibles (vid, pimiento, maíz) salino muestran rendimientos restringidos. Fuertemente 8 - 16 Solo los cultivos resistentes rinden salino. satisfactoriamente (esparrago, algodón) Extremadamente > 16 Los cultivos muy resistentes muestran salino rendimientos restringidos (cebada)
  • 30. Na+. Ca++, Na+ Mg++, Na+, K+, Na+ CO3--, HCO3-, OH- {HCO3Na, CO3Na2, NaOH} Solución interna o Micelar Doble Capa Electrica Difusa (Alto potencial electrocinético) Ca ++ + Na+ + + - K + + - Na + + + Na + + - Mg ++ + + Na+ + - Ca++ + + Na* Físico Química de los Suelos Alcalinos de las áreas irrigadas de las zonas áridas Complejo coloidal Solución Externa o Solución Suelo -Variable presión osmótica - Complejo coloidal dispersado - Estado estructural degradado - Disminuída infiltrabilidad, -Deficiente permeabilidad. CEe > <2 dS/m, PSI > 7, pH > 8.5 PSI
  • 31. Clasificación de los suelos alcalinos Suelos PSI ( Na*/CIC ) Efectos en los Suelos y en las Plantas pH > 8.5 cultivadas No alcalino < 2 Sin restricción de uso. Ligeramente 7 - 15 Suelos de textura gruesa dispersan. alcalino el agua no infiltra, cultivos sensibles acumulan sodio. Medianamente 16 - 25 Deterioro de las propiedades físicas alcalino en suelos de textura medía. Cultivos tolerantes acumulan sodio Fuertemente 25 -40 Deterioro de las propiedades alcalino físicas en todos los suelos. cultivos muy tolerantes acumulan sodio Extremadamente > 40 Restricción agrícola severa. alcalino producción nula. PSI = Porcentaje de Sodio Intercambiable (%)
  • 32. VARIABLES HIDRODINÁMICAS SUELO – AGUA Y CARACTERÍSTICA DE HUMEDAD DE LOS SUELOS
  • 33. Valores promedio de la Capacidad de Campo (0.3 bar) en relación con la textura del suelo Capacidad de campo SUELOS Da (g/cm3) (% de humedad gravimétrica ) ARENOSO 1.74 3.0 - 9.0 FRANCO ARENOSO 1.62 12.0 - 16.0 FRANCO 1.50 17.0 - 24.0 FRANCO ARCILLOSO 1.44 24.0 - 28.0 ARCILLOSO 1.40 30.0 - 39.0
  • 34. Valores promedio del Punto de Marchitez (15 bar) en relación con la textura del suelo Punto de Marchitez Suelos Da (g/cm3) (% de humedad gravimétrica ) ARENOSO 1.74 1.5 - 5.0 FRANCO ARENOSO 1.62 6.0 - 9.0 FRANCO 1.50 9.5 - 12.5 FRANCO ARCILLOSO 1.44 16.5 - 21.0 ARCILLOSO 1.40 25-0 - 32.0
  • 35. de 2.5 a 4.0 Volú men es Apro de 6.0 a 10.0 Volú men es de 11.0 a 17.0 Volúm enes de 9.0 a 11 Volúm enes Arenoso Franco arenoso Franco Franco arcilloso Arcilloso Representación Porcentual y Volúmenes Aprovechables (HA = CC - PM) de cinco suelos minerales típicos HA = de 6.0 a 9.0 Volúm enes
  • 36. CURVAS CARACTERÍSTICAS DE HUMEDAD SUELOS DEL DESIERTO COSTERO
  • 37. Curva Característica de Humedad Suelo: 95% Arena – 3% Arcilla – 2% Limo Arena Variables Hidrodinámicas Da = 1.73 g/cm3 Ea = 26.2% HA = 5.8 vols. Criterio de Riego Riego por Superficie Rango: 0.3 – 2.0 bar 8.5%– 4.3% = 4.2 vols. Riego Localizado 1* Rango: 0.1 – 0.3 bar 22.4% - 8.5%=13.9 vols. Ea = 12.3% 2** Rango: 0.2 – 0.4 bar 13.9% – 6.6% = 7.3 vols. Ea = 20.8% 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 0 10 20 30 40 % Humedad en Volumen Succión Mátric a (bar) (bar) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 2.0 4.0 10.0 15.0 Humedad % Vol. 34.7 22.4 13.9 8.5 CC 6.6 5.1 4.3 3.6 3.0 2.7 PM Ψm
  • 38. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 35 40 % Humedad en volumen Succión Mátrica (bar) Curva Característica de Humedad Suelo : 80% Arena – 12% arcilla – 8% Limo Arena Franca (bar) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 2.0 4.0 10.0 15.0 Humedad % Vol. 37.6 26.3 20.1 15.4 CC 12.9 10.7 9.1 8.4 7.7 7.2 PM Variables Hidrodinámicas Da = 1.65 g/cm3 Ea = 22.2% HA = 8.2 vols. Criterio de Riego Riego por Superficie Rango: 0.3 – 2.0 bar 15.4%– 9.1% = 6.3 vols. Riego Localizado Rango: 0.2 – 0.4 bar 20.1 – 12.9 = 7.2 vols. Ea = 17.5% Ψm
  • 39. Curva Característica de Humedad Suelo: 60% Arena – 16% Arcilla – 14% Limo Franco Arenoso 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 % Humedad en Volumen Succión Mátrica (bar) (bar) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 2.0 4.0 10.0 15.0 Ψm Humedad % Vol. 42.4 32.2 27.2 22.7 CC 18.4 15.2 13.1 11.8 10.8 10.1 PM Variables Hidrodinámicas Da = 1.58 g/cm3 Ea = 19.7% HA = 12.6 vols. Criterio de Riego Riego por Superficie Rango: 0.3 – 2.0 bar 22.7%– 13.1%= 9.6 vols. Riego Localizado Rango: 0.2 – 0.4 bar 27.2 – 18.4 = 8.8 vols. Ea= 15.2%
  • 40. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Succión Mátrica (bar) % Humedad en Volumen Humedad % Vol. 45.2 37.8 32.9 28.4 CC 24.8 21.6 18.6 16.3 14.6 13.9 PM (bar) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 2.0 4.0 10.0 15.0 Ψm Variables Hidrodinámicas Da = 1.50 g/cm3 Ea = 16.8% HA = 14.5 vols. Criterio de Riego Riego por Superficie Rango: 0.3 – 2.0 bar 28.4%– 18.6% = 9.8 vols. Riego Localizado Rango: 0.2 – 0.4 bar 32.9%– 24.8% = 8.1 vols. Ea= 12.3% Curva Característica de Humedad Suelo: 40% Arena – 20% Arcilla – 40% Limo Franco
  • 41. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 % Humedad en Volumen Succión Mátrica (bar) (bar) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 1.0 2.0 4.0 10.0 15.0 Humedad % Vol. 46.9 42.4 38.2 34.5CC 31.0 28.1 25.7 23.8 22.1 20.8 20.2 PM Ψm Curva Característica de Humedad Suelo: 30%Arena – 30% Arcilla – 40%Limo Franco Arcilloso Variables Hidrodinámicas Da = 1.44 g/cm3 Ea = 13.3% HA = 13.4 vols. Criterio de Riego Riego por Superficie Rango: 0.3 – 2.0 bar 33.6 – 24.1= 9.8 vols. Riego Localizado Rango: 0.3 – 0.6 bar 33.6 – 28.1 = 5.5 vols. Ea = 13.3%
  • 42. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 % Humedad en volumen Succión Matrica (bar) S1 S2 S3 Curvas Características de Humedad de tres Suelos Típicos del Desierto Costero S1 Arena CC= 8.5% PM= 2.7% HA=5.8 vols. Ea = 26.2% S2 Franco Arenoso CC= 22.7% PM= 10.1% HA= 12.6 vols. Ea = 19.7% S3 Franco Arcilloso CC= 34.5% PM=20.2% HA= 14.3 vols. Ea = 12.4%
  • 43. ө poro 0.001 u 0.2 u PM 8.5 u CC 30 u > 800 u SUELO SECO SUELO SATURADOHumedad Aprovechable o disponible para las plantas (sin drenaje) drenaje lento (1 - 4 días) drenaje rápido (horas) 10 mIllones cm H20 15,000 cm H20 (15 Atm.) 330 cm H20 (0.3 Atm) 100 cm H20 0 cm H20 ψm = 50 cm H20 70 u * *zona de drenaje extremadamenterápido ,El agua se infiltra y percolade inmediato, incluye grietas en el suelo Relaciones entre el Diámetro de Poros y la Succión Hídrica Correspondiente
  • 44. Requerimiento de Riego Neto (Lámina neta) El requerimiento de riego neto (ETc) se refiere a la cantidad de agua que se debe reponer al suelo en cada riego y corresponde al volumen de agua que dicho suelo puede almacenar y que la planta pueda evapotranspirar. Depende: ■ De la capacidad de retención de agua del suelo, y ■ Del criterio de riego En riego por gravedad: surcos. el criterio técnico es que el cultivo consuma El 50% de la humedad aprovechable (Tensión de humedad máxima = 2.0 bars). -en riego localizado de alta frecuencia: goteo el criterio es , un contenido de humedad en el suelo por encima del 90% de la humedad aprovechable (tensión de humedad máxima = 0.6 bars)
  • 45. RIEGO POR SUPERFICIE: criterio de riego (CR) La tecnificación del riego por superficie, implica regar antes que se alcance el 50% de la humedad aprovechable (-ψt = (-)ψm + (-) ψo > - 2.0 bar) Ejem: Suelo franco con CC = 20.3% Hum. grav., PM = 9.8% Hum grav. , Da = 1.5 g/cm3 y 15.75 volúmenes aprovechables CC = 30.45% hum. vol. (100% disponible ) PM= 14.7% hum. vol. (0% disponible) 50% de H.A. 7.87 vol. LA = %CC - %PM/ 100 . Da . Prof . CR LA = 20.3 – 9.8 /100 x 1.5 x 1.0cm x 0.5 = 7.87 m3/ha/cm 22.58 % Hum. Vol.
  • 46. RIEGO LOCALIZADO: Criterio de Riego (CR) La tecnificación del riego en sistemas localizados, implica QUE PARA CALCULAR la LÁMINA NETA, se debe regar a valores de succión (-ψt = (-) ψm + (-) ψo = o < 0.6 bar) menores de 0.6 bar y se debe considerar, la profundidad de bulbo húmedo y del porcentaje del área humedecida (R.H), que depende de distanciamiento entre laterales y del tipo y número de emisores. CC = 30.45 % hum. vol. (0.33 bar) PM= 14.7% hum. vol. (15 bar) 0.4 bar de succiòn +- 95% de la HA 32.6 – 28.8 = 3.8 vols. LA = %Hum a 0.2 bar - %Hum a 0.4 bar / 100 x prof. bulbo x Relación de Humedecimiento LA = 3.8 vol x prof. bulbo x R.H. = mm x 10 = m3/ha 28.8 % hum vol 0.2 bar = 32.6 % hum. vol. Sat.
  • 47. Copa porosa Tamaño del tensiometro Lectura en cbar 100 cbar = 1 bar = 1000 cm H2O Rango de lectura: 0 – 85 cbar Rango practico: 10 – 60 cbar Ejemplo: Lectura= 48 cbar / tamaño = 30 cm Lectura corregida = Lectura x 10 – tamaño del tensiómetro Lectura corregida = -48 x 10 + 30 = -450 cm H2O 450 cm H2O = 45 cbar = 0.45 bar Ψm = - 0.45 bar TENSIOMETRO
  • 48. Eficiencia de Riego Eficiencia de Conducción (Ef. Cd.) x Eficiencia Agronómica (Ef. U) Eficiencia de conducción relación entre el caudal de entrada al predio y el caudal a la toma de la fuente de agua. Eficiencia agronómica Ef. de Aplicación x Ef. de Almacenamiento x Ef. de distribución EU = (Ef. Ap.) (Ef. Al.) (Ef. Di.) Eficiencia de Aplicación: relación entre el volumen de entrada de agua a la unidad de riego y el volumen de agua retenida en la zona radicular (la diferencia son pérdidas de agua por percolación profunda, escorrentíasuperficial y evaporación directa) Eficiencia de Almacenamiento: relación entre el agua almacenada en el perfil del suelo y el agua necesaria para llevar la zona radicular a su máxima capacidad de retención. Eficiencia de Distribución: relación entre el promedio de profundidad alcanzada por el agua en el perfil con el riego y la desviación de este promedio para un determinado numero de puntos
  • 49. I. SISTEMA A GRAVEDAD POR SURCOS Ο Ο Ο Ο Ο Ο ΟΟ Ο Ο ο Ο ο Ο Ο Ο Eap = 100 % Eal = 65 % Ed = 70 % EU = 45 % ER = 22.5 % Ο Ο ο Ο ο Ο Ο Ο ο Ο Ο ο Ο Ο Ο Eap = 60 % Eal = 100 % Ed = 75 % EU = 45 % ER = 22.5 % II. SISTEMA A PRESION POR ASPERSION Ο Οο Ο Ο Ο ο ο Ο Ο ο S Ο ο ο ο Ο A. Eap = 95 % Eal = 90% Ed = 85 % EU = 72.5 % ER = 72 .5 % III . SISTEMA A PRESION POR GOTEO Ο Ο ο Ο ο Ο Ο Ο ο Ο ΟΟο SUPERFICIE Ο ZONA DE RAICES EU = 85 % ER = 85 % Eap = 95 % Eal = 95 % Ed = 95 % Perfiles Esquemáticos en Base a Diferentes Practicas de Riego en Relación con la Eficiencia
  • 50. Requerimiento de Riego Total (Lámina total = Lámina neta/Eficiencia del riego) El requerimiento total de riego (RR total) es la cantidad total de agua que debe disponerse en cada riego, de manera de asegurar una cantidad determinada en la zona de raíces (RR neto), que permita satisfacer las necesidades del cultivo (ETc). Depende: ■ de la eficiencia del riego (Eficiencia de conducción x Eficiencia agronómica) Y ■ de la fracción de lavado (que está en relación a la calidad del agua de riego y a la Resistencia y sensibilidad de las plantas a la salinidad)
  • 51. Eficiencia de Riego para Diferentes Sistemas y Métodos de Riego Sistemas de Riego E. Conducción % Eficiencia de Agronómica (%) Eficiencia Total % Gravedad Melgas Surcos Aspersión Goteo Exudación (Sub superficial) 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0 0.40 0.65 0.90 0.95 1.00 0.85 0.85 1.00 1.00 1.00 0.60 0.75 0.80 0.90 0.98 10.2 20.7 72.0 85.5 98.0 Eficiencia de Riego = Eficiencia de Conducción x Eficiencia Agronómica Efc. Apl. E.fc. Cond . Efc. Dist.