Requerimientos hídricos y productividad de los cultivos

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Estudio del Potencial de Ampliación de riego en Argentina
Requerimientos hídricos y productividad de los cultivos

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Requerimientos hídricos y productividad de los cultivos

  1. 1. 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 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.
  2. 2. 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) 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.
  3. 3. Distribución espacial de las estaciones meteorológicas consideradas ArcView 3.2 Elipsoide WGS84 Internacional
  4. 4. Evapotranspiración del cultivo de referencia de enero (ETo) (mm/mes)
  5. 5. Evapotranspiración del cultivo de referencia anual (ETo) (mm/año)
  6. 6. Lluvia media mensual para el mes de enero (mm/mes)
  7. 7. Lluvia media anual (mm/año)
  8. 8. Lluvia efectiva media mensual para el mes de enero (mm/mes)
  9. 9. Lluvia efectiva media anual (mm/año)
  10. 10. 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) 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.
  11. 11. 0 2.000.000 4.000.000 6.000.000 8.000.000 10.000.000 12.000.000 14.000.000 16.000.000 18.000.000 1969/70 1972/73 1975/76 1978/79 1981/82 1984/85 1987/88 1990/91 1993/94 1996/97 1999/00 2002/03 2005/06 2008/09 2011/12 Trigo Toneladas Hectáreas Superficie cultivada y producción de trigo a nivel nacional en el tiempo Fuente: SAGyP. Elaboración propia.
  12. 12. Regiones trigueras de la Argentina sobre provincias y departamentos
  13. 13. Distribución espacial de las estaciones meteorológicas seleccionadas
  14. 14. 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) 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.
  15. 15. Las Lomitas 0 250 500 750 1000 1250 1500 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 Precipitaciones anuales. Año Seco y Húmedo con T= 10 años. (1 vez cada 10 años) Las Lomitas 0 250 500 750 1000 1250 1500 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 Precipitaciones anuales. Año Seco y Húmedo con T= 5 años. (1 vez cada 5 años) ANÁLISIS DE LAS PRECIPITACIONES
  16. 16. Las Lomitas 0 250 500 750 1000 1250 1500 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 Precipitaciones anuales. Años Típicos. (1 vez cada 2 años)
  17. 17. 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) 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.
  18. 18. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Eto(mm) Meses Seco Medio Húmedo Variabilidad de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) vs tiempo. Estación Las Lomitas (Formosa).
  19. 19. Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo). Enero (año medio)
  20. 20. Evapotranspiración del cultivo de referencia de enero (ETo) (mm/mes)
  21. 21. Variabilidad de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) para el mes de enero (valores bajos, medios y altos)
  22. 22. Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo). Julio (año medio)
  23. 23. Variabilidad de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) para el mes de julio (valores bajos, medios y altos)
  24. 24. 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) 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.
  25. 25. Variables Etapas de crecimiento Inicial Desa. Med. Final Total Duración Días 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 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
  26. 26. Año seco 2006 Mes Década Etapa Kc ETc ETc Prec. efec Req.Riego (coef) mm/día mm/dec mm/dec mm/dec Jun 2 Inic 0,3 0,39 0,4 1,6 0,4 Jun 3 Inic 0,3 0,46 4,6 11,2 0 Jul 1 Inic 0,3 0,54 5,4 1,9 3,5 Jul 2 Inic 0,3 0,59 5,9 0 5,9 Jul 3 Des 0,36 0,76 8,3 0,7 7,7 Ago 1 Des 0,6 1,25 12,5 4,1 8,4 Ago 2 Des 0,85 1,79 17,9 5,7 12,2 Ago 3 Med 1,09 3,09 34 3,8 30,2 Sep 1 Med 1,15 4,26 42,6 0 42,6 Sep 2 Med 1,15 5,06 50,6 0 50,6 Sep 3 Med 1,15 5,3 53 0,1 52,9 Oct 1 Med 1,15 5,5 55 22 33 Oct 2 Fin 1,06 5,34 53,4 33 20,4 Oct 3 Fin 0,81 4,27 47 29 17,9 Nov 1 Fin 0,55 3,1 31 20,8 10,2 Nov 2 Fin 0,36 2,11 12,7 10,3 4,1 434,2 144,2 299,9 Año medio 1987 Mes Década Etapa Kc ETc ETc Prec. efec Req.Riego (coef.) mm/día mm/dec mm/dec mm/dec Jun 2 Inic 0,3 0,65 0,6 0 0,6 Jun 3 Inic 0,3 0,63 6,3 0,1 6,2 Jul 1 Inic 0,3 0,61 6,1 2,1 3,9 Jul 2 Inic 0,3 0,58 5,8 3,1 2,7 Jul 3 Des 0,36 0,75 8,3 3,6 4,7 Ago 1 Des 0,6 1,3 13 4,5 8,4 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)
  27. 27. Trigo Estación Evapotranspiración y necesidades de riego de los cultivos (CROPWAT) ETc mm/dec Prec. efec mm/dec Req.Riego mm/dec Reconquista Año seco 2006 475,2 223,2 305,3 Año medio 1987 355,9 231,0 204,8 Año húmedo 2003 449.2 268.2 204.5 Pilar Año seco 1974 398,3 109,1 317,4 Año medio 1989 406,5 72,7 339,7 Año húmedo 1984 323,4 169,1 184,1 Paraná Año seco 1995 377,5 234,3 189,0 Año medio 1983 342,0 297,3 92,1 Año húmedo 2003 392,7 283,8 150,7 Laboulaye Año seco 1974 387,9 185,4 225,9 Año medio 1987 332,4 184,7 171,4 Año húmedo 1984 350,4 174,6 209,3 Ceres Año seco 2006 434,2 144,2 299,9 Año medio 1987 411,0 146,0 300,1 Año húmedo 2003 507,7 162,5 349,2 Rafaela Año seco 1974 391.8 116.5 283.1 Año medio 1985 307.7 340.9 47.3 Evapotranspiración del cultivo, precipitación efectiva y requerimiento neto de riego del trigo para cada año representativo en las Estaciones analizadas
  28. 28. Jun Jun Jul Jul Jul Ago Ago Ago Sep Sep Sep Oct Oct Oct Nov Nov ETc 0,6 6,3 6,1 5,8 8,3 13 19 33,2 38,4 44 48,1 53 53,1 44,2 27,2 10,6 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 0 0 Etc diaria 0,65 0,63 0,61 0,58 0,75 1,3 1,9 3,02 3,84 4,4 4,81 5,3 5,31 4,02 2,72 1,77 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 ETc(mm/día) ETcyReq.Riego(mm/dec) 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. 29. Evapotranspiración del cultivo maíz (ETc) para el año medio y para todo el ciclo del cultivo en el área de estudio
  30. 30. Requerimiento de riego medio del cultivo maíz para todo el ciclo del cultivo, en el área de estudio
  31. 31. Requerimiento de riego medio del cultivo trigo para todo el ciclo, en el área de estudio
  32. 32. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo girasol en el área de estudio
  33. 33. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo soja de 1era en el área de estudio
  34. 34. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo soja de 2ª en el área de estudio
  35. 35. Requerimiento de riego medio para todo el ciclo del cultivo algodón en el área de estudio
  36. 36. 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) 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.
  37. 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 PROVINCIA PORC SUE1 GGRUP_SUE1 PORC SUE2 GGRUP_SUE2 PORC SUE3 GGRUP_SUE3 DRENAJE_S1 ALCALIN_S1 SALINIDAD PROFUND_S1 TEXT_SUPS1 TEXT_BS1 TUCUMAN 50 Haplustoles 30 Argiustoles 20 Ustifluventes Bien drenado No sodico No salino 105,00000 Franca Franco limosa TUCUMAN 40 Ustortentes 30 Haplustoles 20 Argiustoles Excesivo No sodico No salino 100,00000 Areno- gravillosa Areno- gravosa TUCUMAN 50 Rocas 20 Ustortentes 20 Haplustoles Sin datos Sin datos Sin datos 0,00000 No determinada No determinada
  38. 38. Clases texturales USDA
  39. 39. Profundidad del perfil (cm)
  40. 40. Capacidad de campo (cm3 %cm3 ) del horizonte superficial
  41. 41. Agua disponible (cmagua /cmsuelo ) del horizonte superficial Ejemplo: 0,12 cm/cm = 30 mm en 25 cm de suelo
  42. 42. Lámina de agua disponible (mm) del horizonte superficial
  43. 43. Clases de salinidad
  44. 44. Clases de sodicidad
  45. 45. Salinidad Sodicidad Clase % de la superficie Clase % de la superficie No salino 64 No sódico 67 No salino a débil 1 No sódico a débil 1 Débil 19 Débil 13 Débil a moderada 13 Débil a moderada 4 Moderada 1 Moderada 4 Moderada a fuerte 0 Moderada a fuerte 2 Fuerte 1 Fuerte 9 Distribución porcentual de superficie según clases de salinidad y sodicidad
  46. 46. Zonas de salinidad mayor a moderada y sodicidad mayor a moderada
  47. 47. 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) 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.
  48. 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. 49. Variación del contenido de humedad del suelo en tratamiento sin riego: puntos (valores medidos) y línea continua (simulado).
  50. 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. 51. Variación del contenido de humedad del suelo en tratamiento con riego: puntos (valores medidos) y línea continua (simulado).
  52. 52. Transpiración, cobertura de la canopia y humedad del suelo para maíz en secano
  53. 53. Evolución de la biomasa total de maíz en secano: línea continua (simulada) y puntos (medida)
  54. 54. Evolución de la biomasa total de maíz con riego: línea continua (simulada) y puntos (medida)
  55. 55. Evolución de la biomasa total de Girasol en secano: línea continua (simulado) y puntos (medido)
  56. 56. Evolución de la biomasa total de Algodón en secano: línea continua (simulado) y puntos (medido).
  57. 57. 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) 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.
  58. 58. Incremento de producción del trigo (biomasa y grano) para la localidad de Ceres simulada con AQUACROP Año Riego Biomasa Incremento producción Grano Incremento producción Nº de riego s Lamina total de riego Sin riego Con riego Ton/ha Sin riego Con riego Ton/ha 1 3 280 7,994 12,613 4,619 1,54 5,18 3,64 2 2 180 9,552 12,698 3,146 3,712 5,247 1,535 3 0 0 12,719 12,719 0 5,215 5,215 0 4 2 180 8,76 12,677 3,917 2,703 5,247 2,544 5 2 150 10,053 12,793 2,74 3,966 5,35 1,384 6 0 0 12,824 12,824 0 5,383 5,383 0 7 1 50 12,126 12,844 0,718 4,999 5,343 0,344 8 1 90 11,658 12,939 1,281 4,716 5,311 0,595 9 0 0 12,974 12,974 0 5,398 5,398 0 10 1 100 11,025 13,099 2,074 4,424 5,42 0,996 11 2 110 10,477 13,058 2,581 4,339 5,394 1,055 12 3 250 7,453 13,103 5,65 0,526 5,454 4,928 13 2 160 10,597 13,274 2,677 4,061 5,539 1,478 14 2 140 11,051 13,183 2,132 4,352 5,423 1,071 15 0 0 13,276 13,276 0 5,443 5,443 0 16 0 0 13,412 13,412 0 5,501 5,501 0 17 1 50 13,046 13,492 0,446 5,422 5,665 0,243 18 2 150 8,199 13,428 5,229 3,466 5,625 2,159 19 4 350 8,265 13,508 5,243 1,245 5,644 4,399 20 4 350 7,321 13,55 6,229 0,254 5,607 5,353
  59. 59. Incremento de producción del trigo (biomasa) simulada con AQUACROP en Ceres para 20 años
  60. 60. Incremento de producción del trigo (grano) simulada con AQUACROP en Ceres para 20 años
  61. 61. Frecuencia de riego según láminas a aplicar al trigo para lograr la máxima producción en la localidad de Ceres 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 0-100 101-200 201-300 301-350 Frecuencia(%) Láminas de riego (mm)
  62. 62. Frecuencia de riego según láminas a aplicar al trigo para lograr la máxima producción en la localidad de Montecaseros 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0-100 101-200 Frecuencia(%) Láminas de riego (mm)
  63. 63. 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) 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.
  64. 64. Variaciones de la precipitación y de la temperatura asumidas en el presente trabajo para el área de estudio en el año 2080 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. Parámetro Verano DEF Otoño MAM Invierno JJA Primavera SON Precipitación (%) -10 + 15 - 10 - 15 Temperatura (ºC) + 3,5 + 3,3 + 3,8 + 4,5
  65. 65. Incremento de producción de biomasa de trigo para la estación Ceres generado por el riego para dos situaciones: 20 años y 2080 y = -2E-05x2 + 0,025x - 0,154 R² = 0,899 y = -6E-05x2 + 0,048x - 0,611 R² = 0,861 0 2 4 6 8 10 12 0 100 200 300 400 500 Incrementodelabiomasa(Ton/ha) Lámina de riego aplicada (mm) 20 años 2080
  66. 66. Incremento de producción de grano de trigo para la estación Ceres generado por el riego para dos situaciones: 20 años y 2080 y= 0,014x- 0,300 R² = 0,902 y= -2E-05x2 + 0,030x - 0,750 R² = 0,875 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Incrementodegrano(Ton/ha) Lámina de riego aplicada (mm) 20años 2080
  67. 67. Frecuencia de las diferentes láminas de riego aplicadas al trigo para la estación Ceres, para dos situaciones: 20 años y 2080 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 0-100 101-200 201-300 301-350 400-410 Frecuencia(%) Láminas de riego (mm) 20 años 2080
  68. 68. Frecuencia acumulada de las láminas de riego a aplicar al trigo para lograr la máxima producción en la localidad de Ceres 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0-50 51-100 101-160 Frecuencia(%) Láminas de riego (mm/mes)
  69. 69. 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) 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.
  70. 70. Eficiencias de los sistemas de riego: conducción y distribución 1) Evaporación de la superficie libre de agua 2) Percolación profunda 3) Filtraciones a través de las paredes de los canales 4) Desborde de canales 5) Perdidas por rotura de acequias 6) Escurrimiento hacia desagües o drenes 7) Agujeros construidos por animales
  71. 71. Eficiencias parcelarias: de aplicación 1. Pérdidas por escurrimiento superficial 2. Percolación profunda por debajo de la rizósfera 3. Perdidas por evaporación 3
  72. 72. Sistema de conducción y distribución ec (%) ed (%) Método ea (%) es (%) Red de tierra (en suelos de textura fina) con buena operación y mantenimiento 85 90 RES 65 50 RCD 85 65 AS 75 57 MA 80 61 G 90 69 Red de tierra (en suelos de textura intermedia) con buena operación y mantenimiento 80 80 RES 65 42 RCD 85 54 AS 75 48 MA 80 51 G 90 58 Red de tierra (en suelos de textura gruesa) con buena operación y mantenimiento 75 70 RES 65 34 RCD 85 45 AS 75 39 MA 80 42 G 90 47 Red de canales impermeabilizados con buena operación y mantenimiento 95 95 RES 65 59 RCD 85 77 AS 75 68 MA 80 72 G 90 81 Red de tuberías con buena operación y mantenimiento 98 98 RES 65 62 RCD 85 82 AS 75 72 MA 80 77 G 90 86 Eficiencias factibles de alcanzar según infraestructura de conducción y distribución y a distintos métodos de aplicación con buena operación y mantenimiento (50 y 80%).
  73. 73. 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) 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.
  74. 74. Cultivo Salinidad del suelo (CEe en dsm-1 ) para 90% de productividad potencial R-90 dS.m-1 Profundidad Radical (m) Eficiencia de lavado por tipo de suelo (f) Arenoso Franco Arcilloso Algodón 9,6 1,4 0,85 0,55 0,30 Girasol 2,5 1,3 Maíz 3,2 1 Soja 5,5 1 Trigo 7,5 1,2 Cálculo del requerimiento de lixiviación y su vinculación con la eficiencia de riego Parámetros de salinidad, profundidad radical y eficiencia de lavado usado para obtener la lámina de requerimiento de lixiviación ( ) ( ) ( )CEaguaCEesiCEesf.f CEesiCEesf. 100 D.Wc .2CEagua.PpEtc dper −+ −      −− = 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 van der Molen (1983)
  75. 75. Cálculo del requerimiento de lixiviación o lámina de lavado LRCEamm b **)(lavadodeLámina = 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 Valores máximos que pueden ser usados en la ecuación CE máxima del agua Lamina de riego máxima Trigo Arcilloso 0,24448137 1,15441415 4 dS/m 400Franco 0,13356975 1,15350109 Arenoso 0,08598993 1,15831184 Maíz Arcilloso 0,65255588 1,40207241 3,2 dS/m 450Franco 0,35665218 1,40035036 Arenoso 0,2318617 1,39651602 Girasol Arcilloso 0,87263379 1,34336178 2 dS/m 420Franco 0,4762915 1,34243326 Arenoso 0,30828013 1,34251101 Soja Arcilloso 0,34615708 1,22968041 4 dS/m 400Franco 0,18844404 1,23125230 Arenoso 0,12201054 1,23084811
  76. 76. 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 Cálculo del requerimiento de lixiviación. Su vinculación con la eficiencia de riego
  77. 77. 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) 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.
  78. 78. Láminas de riego mensuales para distintas frecuencias (percentiles) en el cultivo de trigo en Ceres. Cálculo de las Necesidades Brutas (dotación de riego). 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 20 40 60 80 100 Láminaderiego(mm/mes) Frecuencia Parámetromes Ciclo set oct nov Frecuencia 80% 140 140 142 92 Nec. Neta m3/ha 1400 1400 1420 920 Nec. Neta (L/s) 0,54 0,54 0,55 0,35 Nec. Bruta (50%) 1,08 1,08 1,10 0,71 Nec. Bruta (80%) 0,68 0,68 0,68 0,44
  79. 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 (50%) (L/s.ha) Nec. Bruta (80%) (L/s.ha) La Lomitas 150 1500 0,58 1,16 0,72 Stgo. Estero 140 1400 0,54 1,08 0,68 Saenz peña 130 1300 0,50 1,00 0,63 Villa Dolores 124 1238 0,48 0,95 0,60 Pilar 110 1100 0,42 0,85 0,53 Ceres 100 1000 0,39 0,77 0,48 Reconquista 100 1000 0,39 0,77 0,48 Rio Cuarto 96 963 0,37 0,74 0,46 Rafaela 90 900 0,35 0,69 0,43 Resistencia 90 900 0,35 0,69 0,43 Formosa 80 800 0,31 0,62 0,39 Parana 75 750 0,29 0,58 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. 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 Estación Lámina para una Frecuencia 80% Nec. Neta m3/ha Nec. Neta (L/s.ha) Nec. Bruta (50%) (L/s.ha) Nec. Bruta (80%) (L/s.ha) Stgo. Estero 199 1988 0,77 1,53 0,96 La Lomitas 180 1800 0,69 1,39 0,87 Saenz Peña 156 1560 0,60 1,20 0,75 Ceres 142 1420 0,55 1,10 0,68 Rafaela 130 1300 0,50 1,00 0,63 Villa Dolores 124 1238 0,48 0,95 0,60 Reconquista 120 1200 0,46 0,93 0,58 Pilar 110 1100 0,42 0,85 0,53 Marco Juárez 110 1100 0,42 0,85 0,53 Laboulaye 110 1100 0,42 0,85 0,53 Parana 108 1083 0,42 0,84 0,52 Resistencia 108 1080 0,42 0,83 0,52 Rio Cuarto 96 963 0,37 0,74 0,46 Formosa 96 960 0,37 0,74 0,46 Gualeguaychú 60 600 0,23 0,46 0,29 Montecaseros 38 380 0,15 0,29 0,18 Posadas 0 0 0 0 0
  81. 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 Estación Lámina para una Frecuencia 80% Nec. Neta m3/ha Nec. Neta (L/s.ha) Nec. Bruta (50%) (L/s.ha) Nec. Bruta (80%) (L/s.ha) Stgo. Estero 100 996 0,38 0,77 0,48 Villa Dolores 94 936 0,36 0,72 0,45 Rio Cuarto 94 936 0,36 0,72 0,45 Marco Juárez 92 919 0,35 0,71 0,44 Ceres 90 900 0,35 0,69 0,43 Rafaela 90 900 0,35 0,69 0,43 Pilar 90 900 0,35 0,69 0,43 Reconquista 70 700 0,27 0,54 0,34 Saenz peña 62 620 0,24 0,48 0,30 Laboulaye 60 600 0,23 0,46 0,29 Resistencia 57 566 0,22 0,44 0,27 Posadas 32 320 0,12 0,25 0,15 La Lomitas 0 0 0,00 0,00 0,00 Parana 0 0 0,00 0,00 0,00 Formosa 0 0 0,00 0,00 0,00 Montecaseros 0 0 0,00 0,00 0,00 Gualeguaychú 0 0 0,00 0,00 0,00
  82. 82. Necesidades netas máximas para el ciclo del cultivo del trigo (sin cambio climático) L/s.ha
  83. 83. Necesidades brutas (ef. 50%) máximas para el ciclo del cultivo del trigo (sin cambio climático) L/s.ha
  84. 84. Necesidades netas máximas para el ciclo del cultivo del trigo (con cambio climático) L/s.ha
  85. 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. 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. 87. Necesidades netas máximas para el ciclo del cultivo del maíz (sin cambio climático) L/s.ha
  88. 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. 89. “ESTUDIO DEL POTENCIAL DE AMPLIACIÓN DE RIEGO EN ARGENTINA” MUCHAS GRACIAS 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.
  90. 90. Estación Fuente Año seco Año Húmedo Año medio Las Lomitas SMN 1974 1982 1989 Formosa Aero SMN 1977 1994 2001 Presidente Roque Sáenz Peña INTA 2006 1994 1989 Posadas Aero SMN 1974 1994 1975 Resistencia Aero SMN 2006 1994 1987 Santiago del Estero SMN 1975 1980 1971 Reconquista Aero SMN 2006 2003 1987 Ceres Aero SMN 2006 2003 1987 Monte Caseros Aero SMN 1994 2001 1972 Rafaela INTA 1974 1991 1985 Pilar Observatorio SMN 1974 1984 1989 Paraná Aero SMN 1995 2003 1983 Villa Dolores SMN 2005 1999 1996 Marcos Juárez SMN 2005 1973 1987 Gualeguaychú Aero SMN 1992 2003 1980 Río Cuarto SMN 1974 1978 1985 Laboulaye Aero SMN 1974 1984 1987 ESTACIONES METEOROLÓGICAS SELECCIONADAS DEL ÁREA DE ESTUDIO Años representativos para la estimación de ETo

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