Determinación del coeficiente de cultivo (kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (pennisetum sp) bajo condiciones climáticas de la irrigacion MAJES

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA FACULTAD DE AGRONOMÍA. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc) Y CRECIMIENTO VEGETATIVO DE MARALFALFA (Pennisetum sp.) BAJO CONDICIONES CLIMÁTICAS DE LA IRRIGACION MAJES. Tesis presentado por el Bachiller GIULIANO ROY CHAVEZ ALPACA. Para optar el Título Profesional de Ingeniero Agrónomo. AREQUIPA - PERU. 2016.

(2) JURADO EVALUADOR. ___________________________________ Ing. Eduardo Ramos Cárdenas PRESIDENTE. ___________________________________. _______________________________. Ing. Juan Tamo Zegarra. Ing. Héctor Medina Dávila. SECRETARIO. MIEMBRO. ________________________________ Ing. Alfredo Pérez Falla ASESOR. _________________________________ Giuliano Roy Chavez Alpaca TESISTA.

(3) AGRADECIMIENTOS. Al Ing. Alfredo Pérez Falla, Asesor; por sus acertados consejos y orientaciones durante todo el proceso de investigación.. A la Facultad de Agronomía por el soporte institucional dado para la realización de esta investigación.. A la Autoridad Autónoma de Majes, por las amplias facilidades brindadas, para la realización de éste trabajo de investigación..

(4) DEDICADO. Llegar a la meta es un paso más de la felicidad diaria pero jamás se hubiera dado sin la bendición de Dios por lo que sin duda alguna, mis esfuerzos y logros son gracias a él por darme la fuerza y constancia, a mis padres Javier y Manuela, hermano Joe, esposa e hijos, mis hijas Valenska, Mijary y mi novia Carmen por ser mis más grandes motivadores gracias, sin su apoyo no hubiese llegado hasta aquí..

(5) ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 1. II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 3 EL AGUA EN EL SUELO Y LA ATMOSFERA ................................................................3 2.1.1 MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO ..........................................................3 2.1.2 ESTADOS DEL AGUA EN EL SUELO EN REL ACIÓN AL DESARROLLO xxxxxDE LAS PLANTAS. ..................................................................................................4 2.1.3 RETENCIÓN DE AGUA DISPONIBLE PARA LAS PLANTAS ...........................6 COEFICIENTE DEL CULTIVO (Kc)..................................................................................6 2.2.1 FACTORES QUE DETERMINAN EL COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc). .........7 2.2.2 EVAPOTRANSPIRACIÓN. ................................................................................... 10 2.2.3 EVAPORACIÓN .................................................................................................... 12 2.2.4 TRANSPIRACIÓN ................................................................................................. 12 2.2.5 EVAPOTRANSPIRACIÓN REFERENCIAL (ETo) .............................................. 14 2.2.6 EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL (ETc) ............................................................... 15 2.2.7 CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc)........................................... 16 2.2.8 DETERMINACIÓN GRÁFICA DEL VALOR DE Kc PARA CULTIVOS FORRAJEROS ................................................................................................................... 16 LISÍMETROS ..................................................................................................................... 17 CULTIVO DE MARALFALFA ......................................................................................... 19 2.4.1 IMPORTANCIA ..................................................................................................... 19 2.4.2 ORIGEN .................................................................................................................. 19 2.4.3 TAXONOMÍA ........................................................................................................ 20 2.4.4 MORFOLOGÍA ...................................................................................................... 21 2.4.5 FISIOLOGÍA........................................................................................................... 23 2.4.6 VALOR NUTRICIONAL ....................................................................................... 25 2.4.7 REQUERIMIENTOS EDAFOCLIMÁTICOS ........................................................ 26 2.4.8 RENDIMIENTO ..................................................................................................... 26 MANEJO DEL CULTIVO DEL PASTO MARALFALFA ............................................... 26 2.5.1 PREPARACIÓN DEL TERRENO.......................................................................... 26 2.5.2 SIEMBRA ............................................................................................................... 27.

(6) 2.5.3 CONTROL DE MALEZAS .................................................................................... 27 2.5.4 ALTURA ................................................................................................................. 27 2.5.5 CORTE .................................................................................................................... 27 2.5.6 FERTILIZACIÓN ................................................................................................... 27 2.5.7 RIEGOS .................................................................................................................. 28 2.5.8 PLAGAS Y ENFERMEDADES ............................................................................. 28 2.5.9 USOS....................................................................................................................... 28 2.5.10 VENTAJAS COMO FORRAJE .............................................................................. 29 ANTECEDENTES ............................................................................................................. 29 III. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................................ 30 LOCALIZACIÓN ............................................................................................................... 30 3.1.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA ................................................................................ 30 3.1.2 UBICACIÓN POLÍTICA ........................................................................................ 30 ECOLOGÍA DEL LUGAR ................................................................................................. 31 MATERIAL VEGETAL .................................................................................................... 31 EQUIPO DE CAMPO ........................................................................................................ 31 3.4.1 LISÍMETROS DE DRENAJE LIBRE .................................................................... 31 3.4.2 TANQUE DE EVAPORACIÓN CLASE “A” ........................................................ 32 ANÁLISIS DE CARACTERIZACIÓN DEL SUELO ....................................................... 34 INSTALACIÓN DE LISÍMETROS ................................................................................... 35 SIEMBRA .......................................................................................................................... 35 EVALUACIONES.............................................................................................................. 36 3.8.1 CAPACIDAD DE CAMPO (CC) DEL SUELO DE LISÍMETRO ......................... 36 3.8.2 EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO (ETc) ............................................... 36 3.8.3 EVAPOTRANSPIRACIÓN REFERENCIAL (ETo) .............................................. 36 3.8.4 COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc) EN DESARROLLO VEGETATIVO ........... 37 3.8.5 EVALUACIONES FITOTÉCNICAS ..................................................................... 37 3.8.6 ACUMULACIÓN MENSUAL DE TEMPERATURAS ......................................... 38. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ......................................................................................... 39 CAPACIDAD DE CAMPO (CC) DEL SUELO DE LISÍMETRO..................................... 39 CAPACIDAD DE CAMPO (CC) ....................................................................................... 39.

(7) EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO (ETc) .......................................................... 41 EVAPOTRANSPIRACIÓN REFERENCIAL POR EL MÉTODO DE xxx TANQUE xxx xxxxxx EVAPORACIÓN CLASE "A" ........................................................................................... 44 COEFICIENTE DEL CULTIVO (Kc) E IDENTIFICACIÓN DE LAS. SEMANAS. DE DURACIÓN DEL PERIODO VEGETATIVO DEL CULTIVO DE MARALFALFA xx xxxxx (Pennisetum sp.) ................................................................................................................. 48 CONSUMO DE AGUA DEL CULTIVO DE MARALFALFA (Pennisetum sp.).............. 53 EVALUACIONES FITOTÉCNICAS DE LA PLANTA .................................................... 54 DETERMINACION DE LA TEMPERATURA MENSUAL EN EL CULTIVOxxxxx xxxxx DE MARALFALFA (Pennisetum sp.) BAJO LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS DExxx xxxxx LA IRRIGACIÓN MAJES 2013. ....................................................................................... 57 RENDIMIENTO Y EFICIENCIA DEL USO DE AGUA ................................................. 59 ANÁLISIS ECONÓMICO ................................................................................................ 61 V. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 62. VI. RECOMENDACIONES .................................................................................................... 63. VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 64. VIII. ANEXOS ........................................................................................................................... 69.

(8) ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1 Clasificación taxonómica del cultivo de maralfalfa……………………... 21 Cuadro 2 Valor nutricional del cultivo de maralfalfa; Fuente ABARCA (2011)…... 25 Cuadro 3 Análisis de Caracterización – AUTODEMA 2011………………………. 34 Cuadro 4 Datos del % de porcentaje de capacidad de campo (CC) a las 24, 48, 72 y 96 horas del suelo del lisímetro de la investigación determinación del coeficiente de cultivo (kc) y crecimiento vegetativo de Maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes 2013. ……………………………… 39 Cuadro 5 Promedio de los valores ETc, ETo y Kc por semanas a lo largo de la campaña, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013.……………………………………………………………. 49. Cuadro 6 Evaluación fitotecnia, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013……………………………………………. 55 Cuadro 7 Promedio de temperaturas registradas para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013………………………….. 57 Cuadro 8 Promedio de temperaturas registradas para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013………………………….. 61 Cuadro 9 Coeficiente kt, en el caso de un tanque de evaporación clase “a”, para diferentes cubiertas y niveles de humedad…………………………………………. 69 Cuadro 10 Duración aproximada de las fases del periodo vegetativo de algunos cultivos. (C. Brouwer y M. Heibloem) …………………………………………….. 70 Cuadro 11 Evaluación de la evapotranspiración del cultivo (Etc) en la Determinación del coeficiente de cultivo (kc) en el cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) Mediante el lisímetro de drenaje libre en la Irrigación Majes – Arequipa 2013 …………………………………………………………………….. 71 Cuadro 12 Evaluación de la evapotranspiración de referencia (ETo) mediante el método de evaporación del tanque clase "A" en la “Determinación del coeficiente de cultivo (kc) en el cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) en la Irrigación Majes – Arequipa 2013 …………………………………………………………………. 75.

(9) Cuadro 13 Evaluaciones fitotecnicas – brotamiento……………………………….. 83 Cuadro 14 Evaluaciones fitotecnicas – hojas………………………………………. 84 Cuadro 15 Evaluaciones fitotecnicas – número de plantas por metro lineal………... 85 Cuadro 16 Evaluaciones fitotecnicas – altura …………………………………….. 86. Cuadro 17 rendimientos (t ha-1) del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) en los diferentes cortes. …………………………………………………………………. 87. Cuadro 18 Consumo de agua m3 ha-1 del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) en 88 los diferentes cortes. Cuadro 19 Costos de producción ha-1 del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) en primer corte. ……………………………………………………………………. 89 Cuadro 20 Costos de producción ha-1 del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) en primer corte……………………………………………………………………... 90 Cuadro 21 Costos de producción ha-1 del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) en primer corte. ……………………………………………………………………. 91.

(10) ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Estados del agua en el suelo en relación al desarrollo de las plantas; fuente http://www.edafologia.net (2016)…………………………………………………….. 6. Figura 2 Circulación del agua a través de la planta por transpiración………………… 13 Figura 3 Factores de la atmosfera que condicionan la intensidad de la transpiración de las plantas………………………………………………………………………….. 14 Figura 4 Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) FAO (2006)…………… 15 Figura 5 Evapotranspiración real (ETc) FAO (2006)………………………………… 15 Figura 6 Morfología de las hojas del pasto maralfalfa (Pennisetum sp). ABARCA 23 (2011)………………………………………………………………………………… Figura 7 Inflorescencia del pasto maralfalfa (Pennisetum sp)....................................... 24 Figura 8 Esquema de las espiguillas del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) Fuente ABARCA (2011)…………………………………………………………….. 25. Figura 9 Lisímetros de drenaje libre………………………………………………….. 32 Figura 10 Tanque de evaporación clase “A”…………………………………………. 33 Figura 11 Vista frontal de tanque de evaporación clase “A”…………………………. 33 Figura 12 Vista panorámica de Lisímetros con sus tanques de abastecimiento de agua………………………………………………………………………………........ 35.

(11) ÍNDICE DE GRÁFICOS GRÁFICO 1 Curva típica de consumo de agua (Kc) en las 4 etapas de desarrollo para los cultivos (FAO, 1976)……………………………………………………………… 9 GRÁFICO 2 Curva de Kc para la totalidad de la temporada de crecimiento, construida para un cultivo de alfalfa destinada a la producción de heno (FAO, 2006)……………. 17 GRÁFICO 3 Promedio de la humedad disponible en el suelo de los lisímetros, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013.. 40 GRÁFICO 4 Evapotranspiración real o de cultivo al primer corte para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………... 42 GRÁFICO 5 Evapotranspiración real o de cultivo al segundo corte para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………... 43 GRÁFICO 6 Evapotranspiración real o de cultivo al tercer corte para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013………………………... 43 GRÁFICO 7 Evapotranspiración real o de cultivo al primer corte, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………... 45 GRÁFICO 8 Evapotranspiración real o de cultivo al segundo corte, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………... 45 GRÁFICO 9 Evapotranspiración real o de cultivo al tercer, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………………………….. 46 GRÁFICO 10 Comparativo de evapotranspiración real o de cultivo vs ETo tanque clase “A”, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013………………………………………………………………………….... 46. GRÁFICO 11 Coeficiente de maralfalfa (Kc) primer corte, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………………………….. 50.

(12) GRÁFICO 12 Coeficiente de maralfalfa (Kc) segundo corte, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013………………………... 50 GRÁFICO 13 Coeficiente de maralfalfa (Kc) tercer corte, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………………………….. 51 GRÁFICO 14 Coeficiente de maralfalfa (Kc) en los diferentes cortes, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………... 51 GRÁFICO 15 Coeficiente de maralfalfa (Kc) en los diferentes cortes, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………... 54 GRÁFICO 16 Evaluación fitotecnia por semanas, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…………………………….. 56 GRÁFICO 17 Promedios semanales de altura, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013………………………………….. 56 GRÁFICO 18 Acumulación térmica mensual expresada en °C, para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013…..……………………. 58 GRÁFICO 19 Promedio de rendimiento (ha -1) y consumo de agua por corte del cultivo de maralfalfa para la determinación del coeficiente de cultivo (Kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) bajo condiciones climáticas de la Irrigación Majes. 2013………………………………………………………..……. 60.

(13) RESUMEN El presente trabajo de investigación se realizó en el Centro de Reconversión Agroganadera (CRA) de la Autoridad Autónoma de Majes, sección B, zona especializada de la Irrigación Majes, a una Altitud de 1400 m.s.n.m. y ubicada en Latitud sur: 16° 30´, Longitud Oeste: 72° 10´, y políticamente ubicada en el departamento de Arequipa, Provincia de Caylloma, Distrito Majes. El cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp.) se ha estado introduciendo favorablemente a las condiciones áridas de la Irrigación Majes, con el fin de generar información y hacer un uso adecuado del agua de riego, se realizó el presente trabajo entre los meses de Enero a Julio, en el cual se estimaron los coeficientes de cultivo (Kc) para maralfalfa (Pennisetum sp.) en su desarrollo vegetativo. Se estimó la ETc utilizando un lisímetro de drenaje libre. La ETo se obtuvo del método de Evaporación (Eo) del Tanque Clase “A” ubicado en la misma zona de estudio de la Irrigación de Majes. El periodo de desarrollo vegetativo del cultivo fue de 192 días, equivalentes a 28 semanas (tres cortes), el primer corte se obtuvo a los 93 días después de la siembra, el segundo a 46 días después del primer corte y el tercero a los 52 días después del segundo corte. Se ha determinado una gráfica lineal donde los valores de ETc van creciendo en relación a la etapa de desarrollo del cultivo siendo los valores más altos en la etapa final o cosecha, los valores obtenidos en los diferentes cortes fueron de 0,40 a 5,28 mm día -1; 1,03 a 2,43 mm día. -1. y 0,22 a 2,88 mm. día -1 para el primer, segundo y tercer corte respectivamente. En cuanto a los valores de Kc se ha determinado por cada semana de crecimiento del cultivo para cada etapa o corte siendo los valores para el primer corte dividido en 14 semanas; 0,16; 0,22; 0,36; 0,51; 0,49; 0,83; 0,78; 0,85; 0,89; 0,93; 1,00; 1,06; 1,17 y 1,07; en el segundo corte con 7 semanas el cual empezó en la semana catorce y llego hasta la 20 cuyos valores fueron; 0,27; 0,38; 0,48; 0,57; 0,62; 0.73 y 0,87; y para el tercer corte con 9 semanas el cual en peso en la 20 hasta la 28 cuyos valores de Kc fueron 0,14; 0,29; 0,42; 0,53; 0,58; 0,64; 0;72; 0,79 y 0,84. Finalmente se registró un consumo de agua de 2216,11; 850,56 y 957,04 m3 ha-1 para el primer segundo y tercer corte respectivamente. En lo referente a la producción en el primer corte se obtuvo un rendimiento de 247 t ha-1; en el segundo con 76,5 t ha-1 y el tercer corte con 115 t ha-1 y con un índice de rentabilidades de 1,82; 0,88 y 1,82 respectivamente. Palabras clave: maralfalfa, coeficientes de cultivo (Kc), evapotranspiración real..

(14) I. INTRODUCCIÓN. El monocultivo de la alfalfa ha sido un problema desde un punto de vista de la optimización del uso del agua en las irrigaciones; es conocido que este cultivo necesita de grandes dosis de agua, por lo que cultivarla en pleno desierto resulta una paradoja. El presente trabajo está orientado a ofrecer un manejo racional y eficiente del recurso hídrico, que en estos tiempos se hace cada vez más escaso. El conocimiento de los valores del uso consuntivo del cultivo, tiene especial importancia, porque permite establecer las necesidades de agua en la agricultura. Y una alternativa viable es la reciente introducción del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) en la irrigación de Majes para agricultores y ganaderos de todo tipo, que buscan satisfacer la necesidad de alimentación de animales que tienen como dieta básica los forrajes. El uso irracional como el sistema de riego por aspersión utilizado en la irrigación Majes ha traído ciertos impactos económicos, sociales y geológicos, el desconocimiento de las necesidades hídricas de los cultivos instalados han generado ciertos cambios como la saturación de los estratos inferiores y la consecuente inestabilidad de los taludes de la margen derecha del valle de Siguas y de filtraciones de agua por los diferentes estratos permeables. Determinar la cantidad de agua de riego al cultivo en forma oportuna y en la cantidad necesaria podría optimizar el uso del agua de riego, aumentando la concentración de los fertilizantes en la zona de raíces y así permitiendo altas producciones a bajo costo.. 1.

(15) JUSTIFICACIÓN La necesidad de realizar esta investigación es de establecer y determinar los coeficientes de cultivo (kc) a lo largo del crecimiento vegetativo del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp) con el método de los lisímetros de drenaje libre, lo cual permitan realizar un uso más eficiente del agua de riego en el cultivo, en beneficio de los agricultores y ganaderos, y así incentivar la siembra de este cultivo. OBJETIVOS: Objetivo general: . Determinar los coeficientes de cultivo (kc) y crecimiento vegetativo del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp) con el método de los lisímetros de drenaje libre.. Objetivos específicos: . Determinar la evapotranspiración real en el cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp).. . Determinar la relación evapotranspiración real sobre la evaporación del tanque A.. .. 2.

(16) II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA. EL AGUA EN EL SUELO Y LA ATMOSFERA. 2.1.1. MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO. Desde un punto de vista físico, el suelo puede ser considerado como una mezcla porosa de partículas minerales, orgánicas, aire y agua con sustancias disueltas en solución (OLALLA et al., 1993 citado por MARÍN 2010). El rendimiento de los cultivos es dependiente de la disponibilidad de agua en el suelo, cultivos que cuentan con una adecuada disponibilidad de agua en el suelo, van a evapotranspirar a su máxima capacidad alcanzando los mayores rendimientos en caso de no tener otro tipo de limitaciones (CASTRO et al., 2004 citado por MARÍN 2010). La capacidad del suelo para almacenar agua depende dentro de sus propiedades físicas básicamente de características como, textura, estructura, densidad aparente, densidad real entre otras (SIMPFENDÖRFER, 1996 citado por MARÍN 2010). El agua en el suelo se presenta en tres formas según sea retenida (MENESES, 2006 citado por MARÍN 2010): A. Agua higroscópica. Es aquella que se halla retenida en el suelo por fuerzas de absorción, cuyo valor está en equilibrio con la presión de vapor del aire circundante. Esta varía de acuerdo con la humedad relativa y la temperatura del ambiente. No es utilizable por las plantas; se aloja en los microporos.. 3.

(17) B. Agua capilar. Es la que se encuentra por encima del agua higroscópica (ocupa los mesoporos) y que el suelo retiene debido a las fuerzas de tensión superficial, contra la gravedad. Es el agua realmente aprovechada por las plantas. C. Agua gravitacional. Es aquella que por lo general está en exceso; ocupa los macroporos y es susceptible a moverse del suelo, razón por la cual está expuesta a la fuerza de gravedad que tiende a hacerla percolar. 2.1.2. ESTADOS DEL AGUA EN EL SUELO EN RELACIÓN AL DESARROLLO DE LAS PLANTAS.. Desde el punto de vista de su utilización agronómica cabe diferenciar los siguientes estados del agua en el suelo (SERRUTO 1987, citado por DIAZ 2011). A. Saturación. Un suelo está saturado cuando todos sus poros (grandes y pequeños) están ocupados por el agua. Cuando el estado del suelo saturado se prolonga (riegos pesados o excesivos diarios), las raíces de las plantas no acuáticas se mueren por falta de respiración, ya que las plantas toman agua de los poros pequeños (micro poros) y respiran de los grandes (macro poros) (ISRAELSON y WEST, 1972). B. Capacidad de campo (C.C.) Es la máxima capacidad de retención de agua de un suelo sin problemas de drenaje, y se alcanza según la textura del suelo entre 12 y 72 horas después de un riego pesado, es decir cuando la percolación ha cesado (VÁSQUEZ, 2000), Se define como cantidad de agua que el suelo bien drenado retiene en el campo después de la lluvia o del riego abundante, cuando se evite las perdidas por la evapotranspiración, en el momento en que el flujo descendente de agua cesa o se 4.

(18) hace despreciable se ha fijado arbitrariamente en 48 horas, oscilando entre 24 horas en suelos arenosos y 72 horas en suelos arcillosos. El contenido de humedad corresponde a un valor del potencial matricial que oscila entre 1/3 y 1/10 de atmosfera. La definición de CC exige que el drenaje sea relativamente rápido y se determina aplicando la fórmula de Peele, en donde teniendo el resultado del análisis de suelo correspondiente se basa en los porcentajes de arcilla (Ac), Limo (L), y arena (Ar), contenidos en el suelo (SEGURA, 1989). Según las siguiente expresión tomada de una adaptación de SAXTON et al., 1986.. CC = 0,48 * Ac + 0,162 * L + 0,023 * Ar + 2,62. Punto de marchites permanente (PMP). Es el punto en el cuál la vegetación manifiesta síntomas de marchitamiento, caída de hojas, escaso desarrollo o fructificación, debido a un flujo retardado de agua del suelo hacia la planta. El punto de marchitez permanente del suelo, se determina aplicando la fórmula de Briggs, que está basada en los porcentajes de arcilla (Ac), Limo (L), y arena (Ar), contenidos en el suelo (VÁSQUEZ, 2000). Según las siguiente expresión tomada de una adaptación de SAXTON et al., 1986.. PMP = 0,302 * Ac + 0,102 * L + 0,0147 * Ar. El punto de marchites permanente (PMP) indica la humedad del suelo en la zona radicular cuando una planta se marchita y no se recupera. Este valor de la humedad corresponde 65 a un potencial matricial de 15 atmosferas el término PMP de ser considerado al igual que la capacidad de campo como un intervalo de porcentajes de agua en el cual la velocidad de suministro de agua del suelo a la planta no es suficiente elevada como para impedir su marchites (TUÑON, MORELL y FERRIOLS, 1999).. 5.

(19) Figura 1 Estados del agua en el suelo en relación al desarrollo de las plantas; Fuente Dorronsoro (2016). 2.1.3. RETENCIÓN DE AGUA DISPONIBLE PARA LAS PLANTAS. El suelo es un sistema heterogéneo, compuesto por elementos sólidos (minerales y orgánicos) y espacios vacíos, ambos se encuentran en proporciones diferentes que le dan características, la cual es función de su textura y estructura (BENITEZ, 1999). Respecto al agua en el suelo FUENTES, (2003) dice que desde el punto de vista de su utilización por las plantas, el agua del suelo se clasifica así: Agua sobrante, agua disponible y agua no disponible. El agua disponible y/o asimilable cualitativamente se define como la parte del agua del suelo que puede ser absorbida a un ritmo adecuado para permitir el aireamiento normal de las plantas que viven en el suelo. Cuantitativamente se define como la cantidad de agua retenida en un suelo entre las humedades correspondientes a los puntos de la CC y el PMP (TUÑON, MORELL y FERRIOLS, 1999).. COEFICIENTE DEL CULTIVO (Kc). Define el coeficiente de cultivo Kc es un criterio del uso del agua por el cultivo, el cual a su vez es función, entre otros factores, del tipo de cultivo, de las condiciones agroecológicas prevalecientes y de las prácticas culturales específicas. El mismo es obtenido de la relación entre la evapotranspiración del cultivo y la evapotranspiración referencial, cuando ambas se dan en grandes campos y en condiciones de crecimiento óptimos (DOOREMBOS Y PRUIT, 1979). 6.

(20) En términos generales, el agua requerida por los cultivos, es equivalente a la tasa de evapotranspiración necesaria para sostener un óptimo crecimiento de la planta. Más aún, el agua requerida es definida como la tasa de evapotranspiración de un cultivo libre de enfermedades, en una superficie no menor que una hectárea bajo óptimas condiciones de suelo, se asume fertilidad adecuada, agua para alcanzar la máxima producción potencial bajo las condiciones predominantes del medio ambiente. El coeficiente de cultivo depende de las características anatómicas, morfológicas y fisiológicas de cada especie y expresa la capacidad de la planta para extraer el agua del suelo en las distintas etapas del período vegetativo (FAO, 1976). El coeficiente único (Kc) promediado en el tiempo se utiliza para estudios a nivel de planificación y para el diseño de sistemas de riego donde sea razonable y pertinente considerar los efectos promedios del humedecimiento del suelo. Este es el caso de los sistemas de riego por superficie y aspersión donde el intervalo entre riegos sucesivos es de varios días. Por lo tanto, para un manejo típico del riego, es válido aplicar el procedimiento del coeficiente de cultivo (FAO, 1976). Debido a que el coeficiente único (Kc) representa un promedio de la evaporación en el suelo y la transpiración, este procedimiento se utiliza para estimar la evapotranspiración (ETc) para periodos de tiempo semanales o mayores, a pesar de que los cálculos puedan realizarse a nivel diario (FAO, 1976). 2.2.1. FACTORES QUE DETERMINAN EL COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc).. El coeficiente del cultivo (Kc) integra los efectos de las características que distinguen a un cultivo típico de campo del pasto de referencia, el cual posee una apariencia uniforme y cubre completamente la superficie del suelo. En consecuencia, distintos cultivos poseerán distintos valores de coeficiente del cultivo. Por otra parte, las características del cultivo que varían durante el crecimiento del mismo también afectaran al valor del coeficiente (Kc). Por último, debido a que la evaporación es un componente de la evapotranspiración del cultivo, los factores que afectan la evaporación en el suelo también afectaran al valor de (Kc) (DOORENBOS, 1975).. 7.

(21) El Coeficiente de cultivo se determina de acuerdo a las características del cultivo, el momento de siembra, el ritmo de crecimiento del cultivo y del periodo vegetativo. Significa la preparación de una curva de coeficientes para cada cultivo”. EL Kc es un factor que indica el grado de desarrollo de un cultivo y está desarrollado con la cobertura del suelo del mismo, que es la que va a influenciar en la evapotranspiración de determinada zona (SERRUTO, 1987). Los factores que determinan el coeficiente de cultivo (Kc) en 4 aspectos ampliamente importantes (SERRUTO1987, citado por DIAZ 2011). A. Tipo de cultivo. Debido a las diferencias como altura del cultivo, propiedades aerodinámicas, así como características de las estomas y hojas de las plantas, se presentaran diferencias entre la evapotranspiración de un cultivo bien desarrollado y regado y la evapotranspiración de referencia (ETo). B. Clima. Las variaciones en la velocidad del viento afectan el valor de la resistencia aerodinámica de los cultivos y por lo tanto los valores del coeficiente del cultivo, especialmente en aquellos cultivos que posean una altura significativamente mayor a la del cultivo hipotético del pasto. C. Evaporación del suelo El valor del coeficiente (Kc) para cultivos que cubren completamente el suelo refleja principalmente las diferencias en transpiración, debido a que la evaporación que ocurre en el suelo es relativamente pequeña. D. Etapas del crecimiento del cultivo. A medida que el cultivo se desarrolla, tanto el área del suelo cubierta por la vegetación como la altura del cultivo y el área foliar variaran progresivamente. Debido a las diferencias en evapotranspiración que se presentan durante las distintas 8.

(22) etapas de desarrollo del cultivo, el valor de (Kc) correspondiente a un cultivo determinado, también variará a lo largo del periodo de crecimiento del mismo. La duración de las etapas dependerá fundamentalmente de la variedad y las condiciones en que se desarrolla el cultivo, especialmente el tipo de clima y riego. Según la FAO (1977) para la determinación del Kc el periodo de crecimiento puede ser dividido en cuatro etapas: . Fase inicial: desde la siembra hasta un 10% de cobertura del suelo.. . Fase de desarrollo: desde el 10% de cobertura y durante el crecimiento activo de la planta.. . Fase media: entre floración y fructificación (corresponde normalmente entre el 70-80% de la cobertura máxima de cada cultivo). . Fase de maduración: desde madurez hasta recolección.. En el gráfico siguiente se puede observar en forma esquematizada la variación típica de los valores de Kc en función a las fases del periodo vegetativo del cultivo.. GRÁFICO 1 Curva típica de consumo de agua (Kc) en las 4 etapas de desarrollo para los cultivos (FAO, 1976).. El Kc presenta valores pequeños al inicio del desarrollo del cultivo y aumenta a medida que se incrementa la cobertura del suelo. El valor máximo se estima durante la floración, se mantienen durante la fase media y finalmente decrecen durante la maduración a cosecha. (FAO, 1976).. 9.

(23) 2.2.2. EVAPOTRANSPIRACIÓN.. La cantidad de agua usada por cada cultivo o vegetación natural en la formación de tejidos, en la transpiración a través de las hojas y la evaporación directa de la superficie del suelo, mas aquella cantidad de agua que se reintegra a la atmósfera debido a la evaporación del agua (lluvia o riego) que intercepta la superficie foliar de la planta (PÉREZ, 2005; GUROVICH, 2001 y ISRAELSEN, 1985). Desde el punto de vista de la programación del Riego, la Evapotranspiración Real es primordial tanto en lo que se refiere a la frecuencia de aplicación como la cantidad de agua a aplicar (JESEN, 1990). Por otro lado las estimaciones adecuadas de la evapotranspiración real y referencial de un cultivo permiten cuantificar el recurso Hídrico y determinar la dimensión de las Obras Hidráulicas (GUROVICH, 2001). La evapotranspiración representa del 80% al 90% del agua evapotranspirada y básicamente es un proceso de evaporación regulado por la estructura de la planta y el comportamiento de los estomas (SERRUTO1987, citado por DIAZ 2011) Una muestra de gran cantidad de agua se pierde por transpiración y es el hecho de que se emplee entre 90 y 500 kg de agua por kilogramo de materia seca producida por las plantas cultivadas de toda el agua que absorben las plantas, más o menos el 95% lo pierden por transpiración y el 5% o menos, se utiliza dentro de la planta. De no ser por la pérdida de agua por transpiración, un poco de lluvia o de riego bastaría para suministrar el agua suficiente para el crecimiento de las plantas. A. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA EVAPOTRANSPIRACIÓN. Sostienen que la (ET) no es simple de medir, para determinarla experimentalmente, se requieren de aparatos específicos y mediciones precisas de varios parámetros físicos o el balance de agua del suelo en lisímetros; los métodos experimentales de campo, son en general caros, exigiendo precisión en las mediciones y pueden ser completamente realizados y analizados apropiadamente sólo por personal de investigación suficientemente preparado (DOORENBOS, 1975). 10.

(24) La evaporación de agua de la superficie del suelo es un fenómeno natural que está gobernado en general, por los mismos factores físicos que afectan la transpiración.. Según DOORENBOS, (1975) los factores que inciden sobre la Evapotranspiración podemos clasificarlos de la siguiente manera: . . . . Factores Climáticos: -. Radiación Solar. -. Temperatura del aire. -. Viento. -. Humedad Relativa. -. Otros. Factores Edáficos: -. Humedad del Suelo. -. Fertilidad del Suelo. -. Color del Suelo. -. Textura y composición. -. Otros.. Factores de la planta: -. Número de Estomas. -. Superficie Foliar. -. Sistema Radicular. -. Color de las Hojas. -. Otros. Factores que influyen en la transpiración de la planta: -. Luz. -. Humedad Relativa. -. Temperatura. -. Viento. -. Presión Atmosférica. 11.

(25) 2.2.3. EVAPORACIÓN. Es el agua evaporada por el terreno adyacente a la planta, por la superficie de agua o por el agua interceptada por las hojas de la planta. La evaporación es un factor primordial en la evaluación del potencial de los recursos hídricos, como en los desarrollos hidroeléctricos, en proyectos de suministro de agua potable e irrigación, etc. Mucho mayor será su importancia, cuando se hace el análisis en zonas áridas y/o de alta evaporación. Para tener una idea de la gran importancia de la evaporación en zonas áridas o semi-áridas, se podría decir que con frecuencia la tasa media de evaporación sobre la superficie de un lago excede la precipitación real para dicha área. La evaporación desde los suelos saturados de agua continuará hasta que la humedad del suelo exista. Al comenzar a secarse la evaporación disminuirá. Por ello, la tasa de evaporación desde la superficie del suelo está limitada tanto por la disponibilidad de agua, como por la oportunidad de evaporación desde aquél. La evaporación desde los suelos tenderá a ser más significativa mientras más frecuentes sean las aplicaciones del agua, ya sea por medio de la irrigación o de la precipitación (BENITES, 1987). 2.2.4. TRANSPIRACIÓN. Es el paso del agua en estado de vapor desde la planta hacia la atmosfera a través de las estomas (orificios situados en la epidermis de las hojas) dependiente de las acciones físicas y fisiológicas de los vegetales. Cuando las estomas se cierran la transpiración cuticular es la única que se produce (MONSALVE, 1999 y PEREZ, 2005).. 12.

(26) Figura 2 Circulación del agua a través de la planta por transpiración; Fuente UCAR (2016). La intensidad de la transpiración, viene condicionada por una serie de factores, unos dependientes de la atmosfera y otros de las plantas. La transpiración es un fenómeno esencialmente al igual que la evaporación con la diferencia con la que la superficie de la cual se escapan las moléculas de agua no es la del agua sino principalmente la de las hojas de las plantas (REYES, 1992) Las plantas por la raíz toma la sustancias orgánicas elaborada y transformándose en savia elaborada, el agua sobrante de la savia bruta sale al exterior en forma de vapor de agua, este proceso de climatológico de agua sobrante en forma de vapor recibe el nombre de transpiración y se produce a través de unos orificios, llamados estomas situados en las hojas (FUENTES, 1998). Es el agua que penetrando a través de las raíces de las plantas una parte es utilizada en la formación de los tejidos y otra, emitida por las hojas para ser reintegrada a la atmósfera (SERRUTO 1987, citado por DIAZ 2011). 13.

(27) Figura 3 Factores de la atmosfera que condicionan la intensidad de la transpiración de las plantas. Fuente AUTODEMA (2009).. 2.2.5. EVAPOTRANSPIRACIÓN REFERENCIAL (ETo). La evapotranspiración de un cultivo de referencia (ETo) es “la tasa de evaporación en mm/día de una extensa superficie de pasto (grama) verde de 8 a 15 cm de altura, en crecimiento activo, que sombrea completamente la superficie del suelo y que no sufre de escasez de agua”. Por lo tanto (ETo) es también un elemento climático que puede ser calculado a partir de datos meteorológicos. (ETo) expresa el poder evaporante de la atmósfera de una localidad y época del año específicos, y no considera ni las características del cultivo ni los factores del suelo (DOORENBOS, 1975). La cantidad de agua evaporada y transpirada por un cultivo de tamaño corto (generalmente pastos), que cubre toda la superficie en estado activo de crecimiento y con un suministro adecuado y continúo de agua (VÁSQUEZ, 2000). La (ETo), es una cantidad que depende exclusivamente de las condiciones del medio ambiente; temperaturas máximas y mínimas, radiación solar, humedad relativa, velocidad del viento, etc (FUENTES, 1997).. 14.

(28) Figura 4 Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) Fuente FAO (2006).. 2.2.6. EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL (ETc). Llamada también uso consuntivo, está referida a la cantidad de vapor transferida a la atmósfera, que depende no solo de las condiciones meteorológicas existentes, sino del ciclo vegetativo del cultivo (capacidad para extraer humedad) y de las disponibilidades de agua reales por efecto de la periodicidad con que se aplica el agua. En otras palabras el consumo en condiciones reales de explotación de un cultivo (PÉREZ, 2005). Figura 5 Evapotranspiración real (ETc) Fuente FAO (2006). 15.

(29) 2.2.7. CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc). El coeficiente de cultivo (Kc) describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. Muchos cultivos que son utilizados para forraje o heno son cosechados en varias ocasiones durante la temporada de crecimiento. En esencia cada cosecha finaliza una «sub» temporada de crecimiento y por ende una curva de Kc asociada a la misma. La curva de Kc resultante para la temporada será compuesta por una serie de curvas de Kc asociadas con cada subciclo (FAO, 2006) El coeficiente de cultivo (Kc) es un numero adimensional que se obtiene dividiendo ETc por ETo y que se puede utilizar para estimar el consumo diario en los campos de producción con el mismo cultivar y prácticas culturales y creciendo bajo las mismas condiciones ambientales (YISHAI, 2010) GOYAL, (1990) sostiene que utilizando el coeficiente de cultivo (Kc) y la (ETo) calculada es posible estimar el uso consuntivo (ETc) mediante la siguiente relación:. ETc = Kc * ETo Despejando Kc: Kc = ETc / ETo. Dónde:. 2.2.8. ETc:. Evapotranspiración de cultivo, en mm/día. Kc:. Coeficiente de cultivo (adimensional). ETo:. Evapotranspiración referencial, en mm/día. DETERMINACIÓN GRÁFICA DEL VALOR DE Kc PARA CULTIVOS FORRAJEROS. Muchos cultivos que son utilizados para forraje o heno son cosechados en varias ocasiones durante la temporada de crecimiento. En esencia cada cosecha finaliza una sub temporada 16.

(30) de crecimiento y por ende una curva de Kc asociada a la misma. La curva de Kc resultante para la temporada será compuesta por una serie de curvas de Kc asociadas con cada subciclo (FAO, 2006). Valores semanales, de diez días, o mensuales de Kc son necesarios cuando los cálculos de ETc son realizados para intervalos de tiempo semanales, de diez días, o mensuales. Un procedimiento general consiste en construir la curva de Kc, superponer a ella las duraciones de las semanas, períodos de diez días o meses, y determinar gráficamente a partir de la curva de Kc el valor de Kc correspondiente al período considerado (FAO, 2006).. GRÁFICO 2 Curva de Kc para la totalidad de la temporada de crecimiento, construida para un cultivo de alfalfa destinada a la producción de heno Fuente (FAO, 2006).. LISÍMETROS. Los lisímetros o evapotranspirómetros son tanques rellenados con suelo en los cuales un cultivo crece bajo condiciones encontradas en el campo y sirven para medir la cantidad de agua perdida por evaporación y transpiración. Éste método proporciona el medio directo de medir la evapotranspiración y es frecuentemente usado para estudiar los efectos climatológicos y para evaluar los diferentes métodos que hacen estimaciones de (ET) (GARCÍA, 1997).. 17.

(31) Según PÉREZ, (2005) existen varios métodos para determinar la evapotranspiración y se consideran dos categorías, Las más comúnmente aplicados son los siguientes: . . Métodos Directos: . Método de los Lisímetros. . Método del Tanque de Evaporación tipo “A”.. . Método gravimétrico.. . Método de entradas y salidas de agua.. Métodos Indirectos: Como los que tienen en cuenta los balances de energía o utilizan la información proporcionada por estaciones meteorológicas, estos son: -. Método de Blanney- Criddle.. -. Método de Penman - Monteith. -. Radiación. -. CROPWAT (Programa ordenador para planificar y manejar riego. Basado en Penman - Monteith).. Los lisímetros son dispositivos formados por un tanque con área de 4,00 m2 pudiendo de ser hasta 10m2, su profundidad depende del cultivo, más lo ideal es de 1.20m. Sobre todo para los cultivos anuales; Al llenarse el recipiente se inicia con una capa de cascajo, arena fina, luego es colocada al suelo obedeciendo las capas del perfil del mismo, en el tanque así constituido nos permite conocer la evapotranspiración real, la cual en el caso que no exista restricción de humedad constituye la evapotranspiración máxima (Etm) (GARCIA, 1992). Los lisímetros son unos tanques calibrados, dentro de los cuales se introduce la muestra de suelo sobre el cual se desarrolla la cubierta vegetal, el objetivo de este aparato es efectuar un balance de entradas y salidas de humedad, para determinar luego la fracción correspondiente a la evapotranspiración, estos instrumentos que generalmente se emplean en estaciones y centros de investigación y experimentación hídrica, edafológica y agrícola (SERRUTO 1993, citado por DIAZ 2011). Los lisímetros son instrumentos utilizados para medir el contenido real de agua en el suelo; están rodeadas de vegetación natural, para producir las condiciones existentes en el campo, por diferencia de peso medidas continuamente se determina la pérdida de agua del cultivo. 18.

(32) Cuando los lisímetros se constituyen adecuadamente y son instalados en lugares representativos pueden proveer medidas más exactas del uso del agua por los cultivos: sin embargo, esta instalación son de alto costo de operación y se utilizan solo con fines de investigación, en estaciones experimentales muy completas (GUROVICH, 2001). Las condiciones del suelo dentro del lisímetro deben ser esencialmente iguales a aquellos fuera del mismo. El lisímetro debe estar rodeado por el mismo tipo de cultivo que este plantado en él, localizado dentro del campo del cultivo. Los lisímetros pueden ser agrupados dentro de tres categorías (GOYAL y GONZALESF, 2007). . Lisímetros de nivel freático constante.. . Lisímetros de pesaje.. . Lisímetros de drenaje libre.. CULTIVO DE MARALFALFA. 2.4.1. IMPORTANCIA. El pasto maralfalfa (Pennisetum sp.) es un pasto perenne con alta productividad que ha sido introducido por los productores en numerosos países de Latinoamérica (Colombia, Brasil y Venezuela, entre otros) debido a su potencial como forraje para rumiantes. 2.4.2. ORIGEN. El Maralfalfa es un pasto mejorado de origen Colombiano creado por el Padre José Bernal Restrepo (Sacerdote Jesuita), Biólogo genetista, utilizando su sistema químico biológico S.Q.B, póstumamente llamado Heteroinjerto Bernal (H.I.B) De sus orígenes existen dos versiones: Una que es Colombiana y creada por el padre José Bernal Restrepo (biólogo genetista) con el método Sistema Químico Biólogo, es decir un heteroinjerto entre un pasto brasilero y la alfalfa. (CERVANTES, 2009) Esta gramínea crece bien desde el nivel del mar hasta los 2700 m de altitud, se comporta bien en suelos con fertilidad media o alta y de pH bajo, su mejor desarrollo se obtiene en 19.

(33) suelos con buen contenido de materia orgánica y buen drenaje. En alturas superiores a los 1200 m su desarrollo es más lento y la producción es inferior (BENÍTEZ, 1980). Es importante destacar lo siguiente, el pasto maralfalfa es un híbrido y posee varios componentes. Por ser un híbrido es susceptible de ser afectado por múltiples factores, entre ellos: ambiente, suelo, drenaje, vientos, evapotranspiración, precipitación, etc. (BENÍTEZ, 1980). Existe otro posible origen, que dicho pasto podría corresponder aun Pennisetum hybridum Comercializado en Brasil como elefante paraíso Matsuda. Este pasto fue el resultado de la hibridación del Pennisetum americanum (L.) Leeke con el Pennisetum purpureum Schum, este hibrido es un triploide que puede ser obtenido fácilmente y combina la calidad nutricional del forraje del Pennisetum americanum (L.) con el alto rendimiento de materia seca del Pennisetum purpureum Schum. Este hibrido, sin embargo, es estéril por lo que para obtener híbridos fértiles se ha utilizado Colchicina con lo que duplica el número de cromosomas y se obtiene un híbrido hexaploide fértil. (CORREA et al., 2004) 2.4.3. TAXONOMÍA. La identificación y clasificación taxonómica de las gramíneas no es fácil. Las gramíneas, como familia, son fácilmente reconocidas pero resulta difícil distinguir los diferentes géneros y especies. Incluso para los botánicos más versados y experimentados resulta complicado poder establecer con claridad la clasificación taxonómica de muchas gramíneas (MOLINA, 2005).. Tal es el caso de la maralfalfa (Pennisetum sp). Esto se debe. posiblemente a que la mayoría de las gramíneas no posee perianto y si lo tienen es muy reducido y, además, presentan un ovario muy simple. Así, estas dos características tan importantes para las dicotiledóneas, son casi completamente inexistentes en las gramíneas. Mientras que dicha ausencia está compensada por otras características, estas a su vez no son tan evidentes (HÄFLIGER, y SCHOLZ, 2002). Las gramíneas pertenecen a la familia Poaceae, la más grande de las familias del reino vegetal. Según Dawson y Hatch, (2002) dicha familia está compuesta por 5 sub-familias las cuales presentan un alto grado de variabilidad, de manera que la asignación de un ejemplar. 20.

(34) a una determinada sub-familia se basa más en el número de caracteres compartidos con otros miembros de un grupo determinado, que en uno o en algunos caracteres claves. En cualquier caso la Panicoideae es una de las sub-familias dentro de la cual se encuentra la tribu Paniceae. Dentro de esta tribu, a su vez, se encuentra el género Pennisetum el cual agrupa a cerca de 80 especies (DAWSON, S. y HATCH, T. 2002). Muestras del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) obtenidas de la finca Guamurú, en San Pedro de los Milagros (Antioquia), fueron analizadas por Sánchez y Pérez (comunicación en foro) en el Herbario MEDEL de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín, identificándolo tentativamente como Pennisetum violaceum (Lam.) Rich. ex Pers. Sánchez, J. y Pérez, A. (2007), (comunicación en foro) advierten, sin embargo, que no existe total certeza sobre su identidad y que, ya sea que se trate de una especie silvestre o del híbrido mencionado anteriormente (P. americanum L. x P. purpureum Schum), su identificación correcta requerirá de estudios morfológicos y citogenéticos adicionales. La variabilidad del denominado pasto maralfalfa (Pennisetum sp.) deja un nivel de incertidumbre que sólo se podría aclarar mediante un muestreo general en diferentes sitios que indique la variación geno- y fenotípica de la especie (SÁNCHEZ y PÉREZ, 2007 citado por CORREA et al., 2004). Cuadro 1 Clasificación taxonómica del cultivo de maralfalfa.. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA Reino: Plantae Clase: Angiosperma Subclase: Monocotiledonea Orden: Glumifloras Familia: Graminea Género: Pennisetum Especies: Híbrido Nombre Científico: Pennisetum sp. Nombre Común: Maralfalfa 2.4.4. MORFOLOGÍA A. Planta: Herbácea con tallos rollizos, fistulados y articulados, con diafragmas transversales en los nudos, tallos que suelen designarse con el nombre de cañas. 21.

(35) Especie perenne alta, crece en manojos, los tallos pueden alcanzar de 2 a 3 centímetros de diámetro y alturas de dos, tres y hasta 4 metros si se le deja envejecer (BENÍTEZ, 1980).. B. El sistema radical: Su sistema radicular lo conforman raíces fibrosas y forman raíces adventicias que surgen de los nudos inferiores de las cañas (BENÍTEZ, 1980).. C. Tallo: Es cilíndrico, recto está claramente dividido en nudos y entrenudos. El entrenudo puede ser hueco, con médula sólida, cuando joven de color verde; su diámetro es de 2,5 cm no posee vellosidades (FARRÀS, 1981).. D. Las hojas: Las hojas nacen sobre el tallo, alternativamente en dos filas, una en cada nudo. La hoja consta de la vaina, el limbo y la lígula. La vaina rodea al tallo por encima del nudo. Los bordes de la vaina. suele. recubrirse. (abiertos), aunque algunas veces están soldados (cerrados) en un cilindro, en parte o la totalidad de la distancia al limbo. Los limbos tienen nervaduras paralelas y son típicamente planos, estrechos y sentados. (BENÍTEZ, 1980).. E. Las flores: Suelen tener flores pequeñas, completas, dispuestas en las espiguillas. Debajo de cada flor hay dos brácteas, la más grande o externas es la lemna, la más pequeña o interna, es la palea, que usualmente está envuelta por la lemna. El número de estambres varía de uno o varios, pero la cantidad común es de tres. El pistilo es único y tiene un ovario unicelular, con un óvulo. Generalmente hay dos estilos, cada uno con un estigma plumoso. (BENÍTEZ, 1980). F. El fruto: Suele ser grano o cariópside. La semilla única, se desarrolla rápidamente sobre la pared del ovario, formando un grano que parece una semilla. (FARRÀS, 1981). 22.

(36) 2.4.5. FISIOLOGÍA G. Órganos vegetativos: Las raíces del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) son fibrosas y forman raíces adventicias que surgen de los nudos inferiores de las cañas. Estas cañas conforman el tallo superficial el cual está compuesto por entrenudos, delimitados entre sí, por nudos. Los entrenudos en la base del tallo son muy cortos, mientras que los de la parte superior del tallo son más largos. Los tallos no poseen vellosidades. Las ramificaciones se producen a partir de los nudos y surgen siempre a partir de una yema situada entre la vaina y la caña (CORREA et al., 2004). La vaina de la hoja surge de un nudo de la caña cubriéndola de manera ceñida. Los bordes de la vaina están generalmente libres y se traslapan. Es muy común encontrar bordes pilosos, siendo esta una característica importante en su clasificación. La lígula, que corresponde al punto de encuentro de la vaina con el limbo, se presenta en corona de pelos. Mientras que la longitud y el ancho de las hojas pueden variar ampliamente dentro de una misma planta. La relación entre estas dos medidas parece ser un parámetro menos variable y muy útil al momento de clasificar las gramíneas (HÄFLIGER & SCHOLZ 1980). En el caso particular del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) el comportamiento de esta característica fue diferente. La presencia de pelos en el borde de las hojas, es otro elemento fundamental en la descripción de esta especie (CORREA et al., 2004).. Figura 6 Morfología de las hojas del pasto maralfalfa (Pennisetum sp). Fuente ABARCA (2011). 23.

(37) A. Órganos Reproductivos: En general, lo que se considera como la flor de las gramíneas no es más que una inflorescencia parcial llamada espiga. De acuerdo con la ramificación del eje principal y la formación o no de pedicelos en las espigas, se pueden distinguir diversos tipos de inflorescencias siendo las más generales la espiga, la panícula y el racimo. En el caso particular del pasto maralfalfa (Pennisetum sp), las inflorescencias se presentan en forma de panícula (figura 7) las cuales son muy características del género Pennisetum (HÄFLIGER & SCHOLZ 1980). En este tipo de inflorescencia, del eje principal surgen ramificaciones verticiladas o individuales que se siguen ramificando. Las panículas son contraídas y presentan ramas primarias reducidas a fascículos espinosos,. con una o. más. espigas terminadas en espinas. Se da una. desarticulación en la base de los fascículos, y estos forman espinas con bases transversales espinosas, y barbas punzantes hacia afuera y hacia arriba (HÄFLIGER y SCHOLZ, 1980).. Figura 7 Inflorescencia del pasto maralfalfa (pennisetum sp). Fuente ABARCA (2011). 24.

(38) .. 2.4.6. Figura 8 Esquema de las espiguillas del pasto maralfalfa (Pennisetum sp). Fuente ABARCA (2011). VALOR NUTRICIONAL. De acuerdo con los análisis realizados por el laboratorio Clonar Ltda., los resultados son los siguientes: Cuadro 2 Valor nutricional del cultivo de maralfalfa (Pennisetum sp).. VALOR NUTRICIONAL PARÁMETRO. %. Humedad. 79.33. Cenizas. 13.5. Fibra. 53.33. Grasa. 2.1. Carbohidratos solubles. 12.2. Proteínas crudas. 16,25. Nitrógeno. 2.6. Calcio. 0.8. Magnesio. 0.29. Fósforo. 0.33. Potasio. 3.38. Fuente ABARCA (2011). 25.

(39) Tiene un 12% de carbohidratos (azúcares, etc.) por lo tanto es muy apetecible por los animales herbívoros. 2.4.7. REQUERIMIENTOS EDAFOCLIMÁTICOS A. Temperatura: De 25°C a 30°C. B. Altitud: De 1500-2000 m.s.n.m C. Humedad relativa: Es resistente en las épocas de sequias y tolerante al exceso de humedad. D. Suelos: Se adapta bien a suelos con fertilidad media a alta. Su mejor desarrollo se obtiene en suelos con buen contenido de materia orgánica y buen drenaje para no producir encharques que originen asfixia radicular. Con pH entre 6 a 7 y ricos en materia orgánica.. 2.4.8. RENDIMIENTO. Produce entre 200 y 400 toneladas por hectárea, es un forraje de alto contenido proteico (hasta 20%) y azucares (12%) con una excelente palatabilidad y resistencia a sequía y exceso de agua (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011).. MANEJO DEL CULTIVO DEL PASTO MARALFALFA. 2.5.1. PREPARACIÓN DEL TERRENO. Es el paso previo a la siembra, se recomienda efectuar una labor de arado al terreno con grada para que el terreno quede suelto y sea capaz de tener ciertas capacidades de captación de agua sin encharcamientos. Se pretende que el terreno quede esponjoso sobre todo la capa superficial donde se va a producir la siembra. También se efectúan labores con arado de vertedera con una profundidad de labor de 30 a 40 cm (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011).. 26.

(40) 2.5.2. SIEMBRA. Antes de efectuar la siembra se seleccionan aquellas semillas resistentes a enfermedades, virosis y plagas. Se efectúa la siembra cuando la temperatura del suelo alcance un valor de 12°C. Se siembra a una profundidad de 3cm. Por golpes, en llano o surcos. La separación de las líneas de 0.8 a 1 m y la separación entre los golpes de 20 a 25 cm. La distancia recomendada para sembrar la semilla vegetativa. Es de 50 cm. Entre surcos, y dos (2) cañas paralelas. Con una cantidad de 3,000 kilos de tallos por Hectárea (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011). 2.5.3. CONTROL DE MALEZAS. Esta labor se realiza durante todo el cultivo hasta la cosecha se puede hacer control manual y mecánica. Manualmente, consiste en eliminar todas las malezas alrededor de las plantas esta labor se procede con una asadilla o con un machete evitando de no lastimar las plantas (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011). 2.5.4. ALTURA. A los 90 días alcanza alturas hasta de 4 metros de acuerdo con la fertilización y cantidad de materia orgánica aplicada (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011). 2.5.5. CORTE. Para el primer corte se debe dejar espigar todo el cultivo, los siguientes cortes cuando la planta tenga un 10% de espigamiento, aproximadamente a los 40 días posteriores a cada corte (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011). 2.5.6. FERTILIZACIÓN. Responde muy bien a la aplicación de materia orgánica y a la humedad sin encharcamiento. Después de cada corte se recomienda aplicar por hectárea lo siguiente: Urea = 1 saco y cloruro de potasio = 1 bulto (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011).. 27.

(41) 2.5.7. RIEGOS. Los riegos pueden realizarse y a manta, incluso utilizando aguas de lavado del establo. Las necesidades hídricas van variando a lo largo del cultivo y cuando las plantas comienzan a nacer se requieren menos cantidad de agua para mantener una humedad constante. En la fase del crecimiento vegetativo es cuando más cantidad de agua se requiere y se recomienda dar un riego unos 10 a 15 días antes de la floración, por lo tanto el pasto de corte exige alto porcentaje de agua con láminas de 7 a 12/m2 a lo largo del cultivo (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011). 2.5.8. PLAGAS Y ENFERMEDADES. A. Plagas. Por ser un pasto hibrido en pocas investigaciones que existen no se ha identificado las plagas que causen daños severos (CUNUHAY, 2011). B. Enfermedades. El exceso de humedad y la deficiencia de macro y micro elementos pueden presentar hongos patógenos que causan daños. Por lo tanto los autores nos recomiendan aplicar aumentando 4 quintales de cloruro de potasio por hectárea (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011). 2.5.9. USOS. Para el ganado de leche se puede dar fresco, pero es preferible dejarlo secar por dos o tres días antes de picarlo, para el ganado de ceba se recomienda darlo seco, fresco o ensilado. Lo consumen bien los bovinos, equinos, caprinos y ovinos. Se ha ensayado con muy buenos resultados el suministro en aves y cerdos. Para el ganado de leche se puede dar fresco, para el ganado de ceba y equinos se recomienda siempre suministrarlo marchito. Normalmente un bovino debe consumir diariamente el 10% de su peso, es decir a una novilla de 350 kilos debe suministrar 35 kilos diarios de pasto (Maralfalfa.blogspot.com, citado por CUNUHAY, 2011). 28.

(42) 2.5.10 VENTAJAS COMO FORRAJE . Posee un alto nivel de proteínas, en nuestros cultivos en base seca nos ha dado hasta el 17.2 % de proteínas.. . Posee un alto contenido de carbohidratos (azúcares) que lo hacen muy apetecible por los animales.. . En la zona ha superado un 25% de crecimiento a pastos como el King Grass, Taiwán Morado, Elefante, etc.. . Produce entre 200 y 400 TM por Hectárea, es un forraje de alto contenido proteico (hasta el 20%) y azúcares (12%) con una excelente palatabilidad y resistencia a sequía y a excesos de agua.. ANTECEDENTES. Los coeficientes de cultivo (Kc) por el método de lisímetros de drenaje libre para el cultivo de Alcachofa var. Star. De acuerdo a los resultados obtenidos de Evapotranspiración del cultivo (ETc) originada por los lisímetros de Drenaje y la Evapotranspiración potencial (ETo) originada por un cultivo de referencia. Tanque de Evaporación clase A y estación automática. En las condiciones climáticas y meteorológicas de la irrigación de Majes. Siendo los kc obtenidos en cuatro etapas de desarrollo de cultivo, etapa inicial con un kc = 0,4 (70 días), etapa de desarrollo con un kc = 1,0 (21 días), etapa de media temporada con un kc = 1,6 (56 días), y la etapa final con un kc = 1,4 (21 días) (OLIVERA, 2009). El cultivo de alfalfa var. California, bajo las condiciones de la irrigación Majes, sembrado el 14 de abril del 2009, y monitoreado su desarrollo por el termino de 16 semanas, (habiéndosele aplicado el primer corte de follaje); el primer corte se realizó hasta los 109 días donde se registró el inicio de la floración, debiendo realizarse el segundo corte cuando el cultivo presenta el 10 % de floración. Se desprende que el cultivo de Alfalfa California presenta un coeficiente de cultivo kc atípico respecto a otros cultivos, debido a que en este cultivo luego sembrado hasta la semana 3 el kc es casi constante con un valor de 0,35 y de la semana 4 al primer corte a la semana 8, presente un ascenso que llega hasta un kc de 1 (AUTODEMA, 2009).. 29.

(43) III MATERIALES Y MÉTODOS LOCALIZACIÓN. El presente estudio titulado “Coeficiente de cultivo (kc) y crecimiento vegetativo de maralfalfa (Pennisetum sp.) Bajo condiciones climáticas de la irrigación Majes” se desarrolló en el Centro de Reconversión Agroganadera (CRA) de la Autoridad Autónoma de Majes “AUTODEMA”, sección B, zona especializada de la Irrigación Majes; cuya ubicación geográfica y política es la siguiente: 3.1.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA. Latitud Sur: 16º30´ Longitud Oeste: 72º10´ Altitud: 1400 m.s.n.m.. 3.1.2. UBICACIÓN POLÍTICA. Departamento: Arequipa Provincia. : Caylloma. Distrito. : Majes. 30.