Manejo y Control de Riego

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Manejo y Control de

Riego

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La importancia estratégica de

un manejo de riego apropiado

 Optimización de los recursos (agua+nutrientes)

 Minimización de los costos de producción.

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Riego (La Base)

 ¿Cuando el riego es necesario ?

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Cosas a saber…

 Capacidad de bombeo.

 Eficiencia de riego.

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Capacidad de bombeo / Eficiencia

de Riego

 Cuanta agua puede ser aplicable con el equipo de

riego disponible?

 Cuanta agua se pierde en el sistema?

 Típicamente 10-20% de pérdida en sistemas de

riego por goteo con un promedio de 15%.

 20-30% de pérdida con un sólido sistema de

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De: “Basic irrigation scheduling in Florida” por Smajstrla et al

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Capacidades típicas de

captación de agua en suelo

Suelo Textura mm de agua por cada

30 cm de suelo

Arena Muy gruesa 10 a 20

Arena Gruesa 20 a 42,5

Arena fina/ limo Moderadamente

gruesa 30 a 45 Franco Limoso

Limo medio 42.5 a 57.5

Limo arcilloso

arenoso Moderadamente fino 50 a 62.5 Arcillo Franco.

Arcilloso Fino 50 a 75

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Determinando las necesidades de

agua de la planta

 Medición Gravimétrica  Tensiómetros  Sensores Resistivos  TDR - TDT

 Modelos de balance del agua en cultivos (Kc)  Otros

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Balance de agua en la planta

 Una tinaja de evaporación “Clase A” es usada para

estimar la Evapo-transpiración del cultivo.

 Una ecuación básica que toma en cuenta el estado

fenológico o de crecimiento de la planta. Ejemplo:

DWU = R + I – (CF X ETo) – (D + RO) CF=0.15 + 0.018DAT + 0.0001DAT2

DWU: Daily water use (uso diario de agua) CF: Coeficiente

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Evapo-transpiración

• Evaporación + Transpiración = Evapo-Transpiración • Tinaja clase “A”, Ecuación Penman- Montieth*.

• Potencial de ET= ETo

• Unidades- mm/día.

1mm = 10 m3 /ha

*Se encontró que la ETo está en buena correlación con la demanda de agua de un césped cortado en forma uniforme.

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• Este factor convierte el ETo en ETc • Como se calcula el Kc?

• Midiendo la superficie de la sombra del árbol /fila sobre el suelo y el % del área total :

Ejemplo: Si el árbol deja una sombra con superficie de 2m X 5m= 10m2, y el área sombreada promedio

es de 6,5m2, el Kc es= 0.65 o 65%.

• Conclusión en árboles en crecimiento o durante los cambios de temporada, el Kc va a cambiar!!!

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ET de Cultivo

• La mayoría de las plantas van a usar menos de la ETo total.

• En plantaciones frutales maduras, el Kc va a ser menor de >1, o sea 0.5-0.7.

• Ejemplo: si el ETo = 4 mm/día, ETc será : 4 X 0.65 = 2.6 mm/día.

• En la práctica, otros factores serán incluidos: – Carga de producción de la planta

– Factor de estrés – Etc.

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La cebolla como ejemplo

Tipo de suelo

Calidad del agua

Tipo de clima

Densidad de

cultivo

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¿Como aplicamos estos conceptos?

Entendiendo las necesidades del cultivo.

Entendiendo las condiciones locales.

Adoptando los conocimientos anteriormente

mencionados a una situación dada.

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Crecimiento de la raíz de cebolla bajo

un intervalo de riego cada 2 días

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134 días 105 días

60 días

Crecimiento progresivo de la raíz

30 cm 30 cm 60 cm 30 cm 60 cm 90 cm

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Patrón de extracción de la

humedad del suelo por la Cebolla

(Source: Sharma et.al., 1994)

% de extracción de la humedad del suelo Profundidad del

suelo (cm)

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x

=

Un cultivo bien regado bajo condiciones agronómicas óptimas

ET

c

Determinación del requisito de agua del cultivo de Cebolla

ET

o

K

c

Evapotranspiración de referencia del cultivo

Requisitos de agua del cultivo

Radiación

Solar Velocidad del viento

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(Source: Allen et.al., 1998) 0.0 0.4 0.8 1.2 0.2 0.6 1.0 Brote 4 ó 5 hojas Comienzo de la

Bulbificación BulbificaciónFin de la

Secado de hojas -Cosecha

0.5 0.5 1.0 1.0 0.7

Asentamiento Desarrollo Bulbificación Maduración

Ciclo de cultivo de la Cebolla y Coeficiente de Cultivo (Kc)

Fenología Kc Días Etapa Kc 52 25 58 15

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Implementación del gotero de ultra bajo caudal

De presión Compensada

Sin importar en absoluto la topografía

Más uniformidad de distribución del agua

De muy bajo caudal (0.6 l/h) que permite – Laterales mucho más largos

Grandes parcelas de riego

Menos válvulas y filtros

Mejor distribución del agua y los fertilizantes

Mejor relación agua/ aire en el suelo

Calles secas y disminución de enfermedades foliares

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Después de la lluvia hay lugar donde

el agua puede drenar

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La cantidad de agua por riego:

Deriva de los requerimientos de la planta y de la capacidad hidráulica del medio donde crece la misma de captar el agua. Veremos el caso de un invernadero:

Control de riego

Hay varias formas de determinar el tiempo exacto y la cantidad de riego a dar según:

Por acumulación de radiación solar Por tiempo transcurrido

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Litros

07:00 12:00 18:00 Hora

Por horas

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Litr

os

07:00 12:00 18:00

Por radiación acumulativa

Jo

ules

/c

m

²

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I Nivel deseado II III 15:00 12:00 08:00 06:00 IV

Cuando hay que regar?

Estrategias comunes:

• Dividir el día en periodos

• Primer riego de acuerdo a la hora del amanecer

• El resto del dia de acuerdo a la radiación acumulativa

Nivel deseado Nivel deseado

R

adiación

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Litr os 07:00 12:00 15:00 Estrategia combinada Joules/ cm ² I II III IV 08:00

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Técnicas Gravimétricas

 Secado de suelo en horno (105C)

 Medida del contenido absoluto de agua.

 Usado como calibre para otras técnicas que

determinan el valor de humedad del suelo.

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Tensiómetros

 Miden la tensión hídrica

en el suelo. Reservorio Manómetro Tubo plástico Elemento Cerámico

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Tensiómetros

Ventajas

 Barato

 Trabaja bien en rango

saturado.  Fácil instalación y mantenimiento  Se puede operar en largos períodos.  Se puede usar en un sistema automático. Desventajas

 Difícil de traducir los

datos a contenido volumétrico de agua.  Requiere un mantenimiento regular.  Sujeto a roturas.  Costoso sistema de automatización.

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Medida de la tensión de agua

 Recomendaciones generales de cuando regar:

Tensión (centibar) Tipo de Suelo 20-30 30-50 50-60 Arena Limo Arcilla

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Medida de la tensión hídrica

 Necesita ser calibrado.

 Se debe saber la Capacidad de Campo del suelo y

la cantidad de agua que hay que devolver al

mismo para llegar al valor de deseado desde una tensión dada.

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El movimiento del agua en el suelo

• El flujo de agua en el suelo es dirigido por el gradiente de humedad y baja por influencia del vector dominante: la fuerza de gravedad.

• Por otra parte, como resultado de las fuerzas capilares parte del agua puede ascender y también dispersarse hacia los costados .

• Como resultado de estas dos fuerzas opuestas recibimos la Conductibilidad Hidráulica.

• La reducción en la Conductibilidad Hidráulica

conlleva a menos agua disponible cerca de la raíz y de aquí al estrés hídrico.

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Tensión Hídrica

Tensión Hídrica = la fuerza necesaria que hay que ejecutar para liberar el agua atrapada en el suelo. • Esta fuerza se incrementa Exponencialmente a

medida que el suelo se va secando.

• Unidades: -Bar, -Kpa, -Mpa, (valores negativos).

Medidor

Tubo con agua

Cápsula cerámica Agua en equilibrio

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ψ hídrico del suelo = ψ m + ψ o + ψ p + ψ g

Potencial hídrico del suelo.

ψ

g

= Potencial gravitacional

ψ

p

= Potencial de presión

ψ

o

= Potencial osmótico

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1. Indicarnos como completar el déficit en toda la zona humedecida (bulbo húmedo).

2. Que nos ayude a evitar que se desplace todo el aire del volumen del suelo.

3. Lograr un riego eficiente y por ende lograr la economía de agua.

4. Evitar la acumulación de sales y exceso de fertilizantes dentro del sistema radicular.

5. Evitar el estado de falta de movimiento del agua en el suelo.

Qué función debe completar

un tensiómetro ?

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Superficial

Profundo Caso I

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Superficial

Profundo

Caso II

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Superficial

Profundo

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Tensión Hídrica

• La falta de aeración (O2) es el MAYOR factor limitante para el desarrollo de la planta.

• El contenido de aire debe ser por lo menos un 10% del volumen total del suelo.

• El oxígeno es esencial para que las raíces se

sientan bien, ya que como los restantes órganos, también este respira.

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Sensores Resistivos

(bloque de yeso, “Watermark”)

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Sensores Resistivos

Ventajas:

 Baratos

 Alto grado de precisión

cuando la concentración iónica en el suelo es

constante.

 Funciona sobre todo el

espectro de tipos de suelo.

Desventajas:

 Necesita calibrado.  Vida útil limitada del

sensor.

 El calibrado se pierde

con el tiempo (Bloque de Yeso)

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Time Domain Reflectometer

(TDR)

 Medida volumétrica del contenido de

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Time Domain Reflectometer (TDR)

Ventajas:

 Independiente de la textura,

la temperatura y el contenido iónico del suelo.

 Útil para medidas a largo

plazo.

 Puede ser automatizado.  Responde rápido a los

cambios.

Desventaja:

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Patrón del bulbo húmedo en Riego por Goteo Enterrado Localización poco profunda del futuro sensor

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SSDI

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Transmisor Netasense 30 60 90 Sensores Netasense

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50%- Water Level 1

Experimento de riego en Jatropha

con sensores de humedad Netasense

(69)

Sensores de humedad Netasense

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150% - Water Level 3

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Special Drill Special Worker

ECH2O Trans.

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Sensores ECH20–5 en Jojoba Plantación 09

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Riego bi- semanal

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(80)

Caudalímetro Irriwise

Instalación – paso a paso

(81)

Instalación del Caudalímetro

Fase final

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Otros Sensores

Sensores Capacitores

Miden el contenido de agua en suelo, a

cualquier profundidad, con alta precisión.

Costosos, estabilidad cuestionable (sonda

de neutrones).

Medida de suelo “no destructiva”, puede

brindar datos en tiempo real.

Dependientes de las características del

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Modelos balance de agua en cultivo

(método del libro)

Ventajas:

No se basa en las

lecturas de datos del

suelo.

Barato.

Toma en cuenta las

condiciones climáticas.

Desventaja:

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References