Manejo del agua

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(1)FRUTASTROPICALES. a. MANE'O DELAGUA Pot:AntonioMoríoCo¡cedoC.. 1. INTRODUCCIÓN. a. Antes del diseño y,/o instalaciónde un sistemade ri€go es necesario conocer no so)amentelas ventajas y desventajasde )os equipos en el mercado, sino y mucho mas importante, los requerimientos de los cu)tivos y la relación con el suelo y el clima donde se localiza. En la mayoría de las zonas productoras de frutas tropicales un factor limitante de la producción es el agua ya que el €xceso ó déficit de ia humedad en el suelo tiene un proceso aleatorio en cuanto a la cantidad y distribución de las lluvias, relegando a un segundo plano la práctica del riego.. a. Además, en aque)lasregiones donde se utiliza el agua como un recurso sin valor en el proceso de producción, conlleva a que las apJicacionesindiscriminadas de agua no se fundamentan en los requerimientos reales, trayendo como consecuencia el deterioro de los suelos y obteniéndose producciones por debajo de lo que potencjalmente se espera; es aqui donde el recurso agua adquiere su verdadera dimensión de insumo, convirtiéndolo en un eiemen to de gran valor y como tal aparece la necesidad de su manejo eficjente, asociado a un costo e integrado a los recursos humanos de capital y tecnologia. Para lograr este objetivo es necesario conocer algunos aspectos técnicos que permitan realizar un óptimo aprovechamiento del agua; entre ellos tenemos algunos parámetros hidrodinámicos del suelo, del clima y las plantas qu€ facilitan una adecuada planificación del riego. -. En el presente trabajo se analizan brevemente al gunos parámetros hidrodinámicos usados en riego e igualmente se discute en una forma muy general y somera algunos aspectosrelacionadoscon los requerimientos de agua. Finalmente y en razón a que los métodos de riego de mayor utilización aclualmente. en frutales son los de goteo y microaspersión, se presentan algunas consideraciones sobre la relación agua-suelo-plantapara estos métodos. 2. PARÁMETROS. HIDRoDINÁMICOS. Entre los más importantes parámetros fisicos del suelo que se pueden medir fácilmente y que son úti les para determinar la aptitud de las tierras para la produccióo bajo riego, se hará referencia a la retención de humedad,profundidadradical,humedaddel suelo, infiltración,lámina de riego, €tc. 2.I RETENCIÓN DE HUMEDAD La retención de humedad en elsuelo es la medida de Ia tenacidad con que el agua es r€tenida m el suelo e indic¿ la fuerza por unidad de área que debe ser aplicada para remover el agua d¿l mismo. La tensión.dehumedad generalmente se expresa en atmósferas o bares. Para indicar la cantidad de agua que un determinado suelo puede retener a diferentes tension€s, deben elaborarsecurvas de retención de humedad (Figura 1) El agua disponible para las plantas está enmarcada dentro de un rango definido por las llamadas constantesde humedad,a saber,capacidadde campo y punto de marchitezpermanente Generalmente la capacidad de retención de hu medades menor en los suelosarenososque en aquellos de texturasfinaso arcillosos. 2.1.1 Capacidad de campo. El estudiode las relaciones agua-sueJoha demostrado que al aplicar agua a un suelo, éste sólo puede retenerla hasta un cierto contenidode humedad,el cual se ha llamado capacidad de campo. Bta se define como el contenido de humedad de un suelo profundo y con buen. a ol.

(2) FRUTASTROPICALES. -. o tl. .. l0. -. FIGURA l. Curvas c¿¡actef,iiticas. d€ retebci¡in de humedad-. drenaje,3 ó 4 díasdespuésde un riego pesadoo lluviaabundante. Existenmétodosde laboratorioy de campopara su determinación. 2.L.2 Punto de marchitez permanente. Se defíne como el limite de humedadwr deb4o del cual las plantasno puedenextrae¡el aguadel suelo para susfunciones.Comúnmentese usaun valo¡de 15 atmósleraso barespam determina¡estepunto. Igualmentese puedeobtenerestaconstantemediantemétodosde laboratorioy de campo{invernadero). 2.1.3 Nivel de agotamiento. Se refiereal nivel óptimo hastael cualse debepermitir elderenso de la humedaddisponibleentrela capacidadde cam-. po y el punto de marchitez permanente; aunque este nivel es variable para las diferentes especies, en la práctica se puede asumir un valor del 50%. Esto quiere decir que después de tener el suelo a capacidad de campo, se puede llegar a este nive), en suelos arenosos a los 4-8 dias y en suelos arcillosos a los 8 15 días. en ausenciade lluvias. a. El nivel agotamiento es un indicativo de que se debe ap)icar riego suplementario para llevar eJsuelo desde este punto o contenido de humedad hasta la capacidadde campo.. 2.1.4 Variación de las curvas de retención de humedad. I¿ forma de la curva de retención es una variable que depende princípaimente de la es' tructura y la textura del suelo.. a 62.

(3) FRUTASTROPICALES. a. En la Figura2, se presentanlascurvaspam tres tipos de suelo.De éstasse puedeconcluirque para una mismaterLsiónel contenidode humedades mayor en los suelospesadosque en los livianos.Por lo es mayoren tanto la cantidadde aguaaprovechable los suelosde texturasfinas. Además,en los sueioslivianosla mayoríadel agua aprovechable,consideradacomo útil para las plantasestáretenidaen un intervalode tensiónbajo ( 0 . 1- 1 , 0 b a r ) .. \. 2.2 HUMEDAD. DEL SUELO. Ef contenido de humedad del suelo se pude determinar por varios máodos, -. Gr¿vimétrico. -. Bloques absorbentes. -. Sonda de neutrones. -. Tensiómetro. del agricultor Sin embargo en nuestro -"¿lo, "t común, difícilmentese podrá lograr que se adopte uno de los métodos existentes,si no se logra crear la concrencia de Ja importancia de su significado para el uso, manejo y conservación eficiente del agua. El método mas sencillo aparentementey que junto con las curvas caracteísticas de retención de humedad, el factor de cultivo, Kc, y un barreno, pueden convertirse en el inicio de Ia práctica de riego en una forma más técnica, es el de h observación direcia en el campo. flabla 1). o. 2.3 INFILTRACIÓN rensón&. ñ6.ód. d3r.Éro. (armósre.a). FIGURA 2. Curvas de agua disponible para tres suelos-. Es la velocidad con que e) agua penetra en elsuelor se conoce comúnmentecomo la tasa de inf;ltración y estárofluidapor el tipo de sueloy tambiénpor el gradientede humedad del mismo. La infiltración es mayor en sueios de texturas gruesas que en las texturas finas, igualmente es mayor en suelos secos.. TABIA l Obscrvación y apariencia del suclo a la p¡es¡ón manual.. ü Texturas. Hum€dad aprouechable. (v.l A¡cilloso. 50. Se pr€sentaseco, no lorma bolasal presionarlo. Se desmenuzaalgo, s€ une al presionarlo. Un poco blandolorma bolasal presionar)o. t 63.

(4) FRUTASTROPICALES. a. TABIA 2. Claslñcaclón de suelos scgún la infihración básica. Denominación. 1 2. Inf¡la¡ación hásicá (mm,/hr). Muy ráprd¿. Magorde 254 t27 - 254 63 -r27. Rápida Moderadamenterápila. 4 5. 20-63 5-20. Moderada Moderad¿mente lenta. t. Lenta 7. Menorde I. Muy Imta. En la Tabla2 se presentala clasificac¡ón d€ lossuelos de acuerdocon la infiltraciónbásica. Risten varios máodo6 para determinarla infilftación;€ntrelosmasutilizados estánel máodo de anillos infilbómehosy el de mtrada y salidaen surcos. En el casodel riego por aspersiónla tasabásic¿ de infiltraciónjuegaun papel importante,ya que si sequiereev¡tarproblemasde drenaje,Iosaspersores debenserdiseñadosde tal maneraquesu tasao rata de aplicacióndebeser como máximo iguala la tasa básicade infiltración.Para este caso se €mDleael parasu determinamétodode anillos¡nfiltrómetros ción.. 1. II. c. E¡ el método de riego por surcosla infiltración debeser determinadamedianteel métodode entradasy salidas,y la infi)traciónacumuladapermitedefinir el tiempo que se deb€ dejar escurrirel aguaal final del surco,o ti€mpo de riego. L-a Figura 3, muestrala representacióngráfica tipica de lascurvasde infiltraciónacumulada(i),y de inliltracióninstantáneao velocidadde infiltración 2.4. PROFUNDIDAD RADICAL Esteparámetrohace referenciaa )a profundidad del suelodondesedebemantene¡un niveladecuado de humedadpara obtenerla máximaproducciónde los cultivos.Si esto se logra, la planta no requiere hacermayoresfuerzo(consumode energia)paraextraer el agua,por lo que se esperaque desarroJle su máximacanacidadDroductiva. FIGURA 3, Curvas tipkas de i e I en pap€l aritmético.. Para programarun riego se considera)a profundidad máxima de exploración¡adical,P, que compr€ndeentreel70% y el90% de la raices. 2.5. LÁMINA DE RIEGO El conocimientodel aguaaprovechable €s importante para el cálcuiode la láminade riego a aplicar, valorque estamdefinidopor el nive)permisible de agotamiento de la humedaddel suelo. a 64.

(5) FRUTASTROPICALES. a. [¿ láminamáximaque se debeaplicarpara humedecer un suelo a la profundidadradical de las p)antas,sin desperdiciaragua,se calcüaasi, . (CC - PMk Do x Pr x NA. Lfr (cm) = 1¡0. a. En donde: CC = % de humedada capacidadde campo,con baseen peso seco PMP = %ode humedaden el punto de marchitez con basem peso seco Da = Densidadapar¿ntedel suelo,g,/cm3 Pr = Profundidadradical,cm N.A. = Nivelde agotamiento. Se han realizadogran cantidad de trabajos sobre la evapotranspiración potencial a nivel mundial, en donde se guarda una gran semejanzaentre la evaporación de una superficie libre y la evapotranspiración potencial. Existen diversos métodos que el cálculo o estimación de )a ETp, que van desde métodos de campo hasta el empleo de fórmulas empiricas o métodos de predicción; entre estos últimos tenemos: el método de Blaney Criddle, el método de la radiación, el método de Penman, elc. Un método sencillo, basado en la alta correlación a<istenteentre ETp '4", y Ia evaporación deJtanque clase es ¿l denominado método del tanque de evaporación, mediante el cual la evapotranspiÉción potencial puede ser obtenida como:. E T p =E u " K t oonoe: potencial(mm/día) ETp = Evapotranspiración. a. 3, REQUERIMIENTOS DE AGUA L-osrequerimientos de aguade los cultivosse de finen como la láminade aguan€cesariapara suplir la pérdidade aguaa travésde la evapotranspiración que creceen de un cultivo libre de enfermedades, camposba.iocondicionesno restringidasde suelo. Las necesidades hidricasde la mayoríade los cuf tivos varíancon estadode desarrollode )osmismos; en la mediriaque las raicescrecen,el área foliarse incrementa,aparecenestructurasdiferenciales,se de aguas.En marcancambiosen los requerimientos {rutalespermanentes,una vezalcanzadosu máximo hidricas desarrollo,estoscambiosen lasnecesidades dependenbásicamentede las variacionesde los di ferenteslactorescl¡máticosqu¿ ocurrana trav¿sdel año.. t. Ev = Evaporacióndel tanqueclase"4" (mm/dia) Kt = Coeficiente deltanque(variaentre0.6 y 0.8; sepuedeutilizar0.75). 3.2 EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL realde un cultivodepende La evapolranspiración de muchosfactores,entreellos los de climaque en cierlo modo están representadosen ETp, y los de suelo,plantay manejoagronómicoque se encuentran involucrados en coeficientesempíricosIlarnados "coeficientes de cultivo"Kc y que son caracteísticos de cadaespeciey de su estadode desarrollo.Conocimdo estoscoelicientesde cultivo es posibleestirealde un cultivopara un mar la evapotranspiracjón periodo determinado,asír. 3. I EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL. ETr : ETp * Kc. El efectodel clima sobre los requerimientosde aguade los cultivos,estádado por la evapotranspi' 'la raciónpotencial, definidapor Penmancomo evapotranspiraciónde un campo cubierto de c¿sped con disponibilidad ilimitadade humedad'.. qonoe: ETr = Evapotranspiración real (mm/dia) ETp = Evapotranspiración potencial (mrn/dia). a OJ.

(6) FRUTASTROPICALES Kc = Coeficientede cultivo. a. 4.I RIEGO POR SUPERFICIE. Relacionandoesta fórmulacon Ia de Etp, se encuentrala relaciónentreETr y evaporación. ETr=Eu* Kt* Kc Bta dtima refación nos pemi¡e esütnaren una forma simplelos requerimientosrealespor parte de un cultivo, medianteh utilizaciónde los datcs de waporación y los valoresdel coeficientede cultivo, kc. En la Tabla3, se presentana manerade ejemplo los valoresde Kc pnra cítricosm general,bajodiferentesporcentaiesde coberturade losárbolesy condicionesde manejo(controlde malezas)-. Entre los métodos superficiales o por gravedad, el de riego por surcos es el que se adapta y más se util¡zá en lrutaies, con algunas modificaciones para el caso de árboles frutales permanentes, como el riego en anillos y riego en taz¿s o pozas. El método de riego por surcos, ya sea el tradicional ó con disposiciones especiales, presenta ciertos rangos de adaptación para su utilización efici€nte. Entre las principales condiciones a tener en cuenta están:. a. Ter<turas:Medias a finas Pendientet 0.2 - 3o/o. 4. MÉTODOSDE RIEGO. Infiltracióni Menor de 30 mm/h. El métodode riego másadecuadose debeseleccionarcon baseen variosaspectosquelundamentalmentetienenque ver con el tipo de suelo, topografía,disponibilidadde agua y mano de obra, infraestructuraexistentey costos. Entrelosdiferentesmétodosde riegoacfualmen te en uso ¿stánlos métodosde superficieo gravedad y métodosa presión.. Disponibilidad de agua, Buena Para un manejo elicientedel riego, es igualmente indispensable tener en cuenta la forma y dimensión de los surcos, la longitud y el caudal por surco, así como el uso de elementos para derivar el agua al surco tales como sifones. c. TABIA 3. Valorgs de Kc para cilricos 7ú/" d€ Cobertura. Ene.. Feb.. Már.. C¡rltivoJjmpiosin control de maleza. 0.75 0.90. 075 0 90. 070 085. 070 0 85. 070 0.85. 065 0 85. 0 65 0 90. 0 65 090. 0.60 0.85. 0 60 085. 0.60 085. 0 55 1 0O. 0.55 100. 050 095. 050 095. 0 50 095. May.. Ago.. Sep.. 0.65 0 85. 065 0 85. 065 0.85. 0 70 085. 0.70 085. 070 085. 0.55 085. 0 55 085. 0.55 085. 0 55 085. 0 55 085. 0.60 0.85. 0.60 0.85. 0.45 095. 0 45 095. 045 095. 045 095. 045 0 95. 050 0 95. 050 0.95. c. 5ovo de Cobertu¡a Cultivo limpio sin controlde maleza 20"/. de Cobertura Cultivo l¡mpio sin control de rnaleza. c 66.

(7) FRUTASTROPICALES. I. 4.2 RIEGO A PRESIÓN Entrelos métodosde riegoa presiónestánlosde aspersión,goteo y microaspersión. dos para calcularrequerimientos de riego,como lamina de riego, frecuencia,€tc, pam otros métodos de riegodebenser a.iustados en estecaso. 5.I HUMEDECIMIENTO DEL SUELO. Los métodosde riego por goteo y microaspersión son los más nuevosde todos los métodoscomercialesde aplicaciónde aguay últimamentehan adquiridouna gran importanciam el desarrollode la agriculturamodemaen el mundoentero.En nuestro medioy en el casode f¡utalessu utilizaciónseha incrementadonotorianenteen los últimosaños.. I. 4.2.1 Ventajas del riego por goieo y microaspersión. -. a. Mejor uso del potencial energéticopor la planta. -. Economíadd agua. -. Menor proJiferación de malezas. -. Facilidadde operacióny reducciónde costos de manejo. -. F€rtilización. -. Adaptaciónal mediosalino. -. Versatilidadde emp)eo. 4.2.2 Desventajas. a. -. Costoinicial. -. Obstrucción. -. Salinización. -. Riesgosde dañodel sistema. 5. ALGUNASCONSIDERACIONES SOBRE LA RELACIÓNAGUA-SUELO-PLANTA EN RIEGOPOR GOTEO Los sistemasde riego por goteo son normalmente diseñados y manejados para humedecer sólo una parte de) ítrez del suelo con bajos volúmenes y a)tas frecuencias de riego; asi los procedimientos utiliza-. El aguaaplicadanormalmentea la superficiedel terrenogota a gota se muevetanto horizontalcomo verticalmentey humedeceun volumm de sueloen ' forma de " bulbo'' ó "cebolla que dependedel caudal aplicado,del tiempo de aplicacióny de la texturadel suelo.En un suelode texturaarc¡llosael "bulbo" hú''achatada" medo es de forma mientrasque para un suelo arenososu configuraciónes de tipo "alargado". 5.2 PORCENTAJE DE ÁREA HUMEDECIDA El áreahumedecidapor cadaemisoro goteroes generalmenteuna parte muy pequeñade Ia superfF (Pw) cie del sueloy el porcentajede áreahumedecida promedio se determinacomo el de área mojadaa una profundidadentre 15 y 30 cm por debajode Ja superficie,divididopor el área total ocupadapor la pranta Un criterio razonablede diseño es ten€r como obietivomo.iarentre una terceraparte y la mitadde Ia seccióntransversaldel área potencialdel sistema radical.En el casode huertoscon árbo)esespaciados el Pw puedevariar entre 33oAy 50% y en cultivos con espaciamientos cortosentresurcosel Pw puedg llegara considerarse como 100%. 5.2.1 Cálculo de hv. Cuandosetienenlaterales en linea recta,emisoreso goterosen lineay un lateralpor cadahilera de plantas,Pw se calculaco mo: ^. e. Su,'.Se. Jp Jr.. oonoe: e = Número de goterospor planta Sw = Diámetro del circulo humedecido por un emisor o gotero.. o 67.

(8) FRUTASTROPICALES Se = Espaciamiento €ntregoterosen el lateral Sp = Di.stancia entreplantas Sr = Distanciaentrehilerasde plantas Para el c¿sode siste¡nascon lateraldoble (dos lateralespor hilerade árboles): e. S€ (Se + Su) ^ x luu r¡r= -----::-:zJP.5r. Dado que los principiosde riego por goteo son paraestossisaplicadosalriego por mjcroaspersión, temasPw se calculacomo, 'xI00 - - + (Se/z + Ps) p- t D = e.As. c. rd=Er"'u* r- S )) l*'^ - o.rsf |\ ,00 lruu. ij. QOnOe:. ETmax = Tasapromediomáximadiariade evapotranspiraciónpara el mes pico (mm,/dia).. o. Ps = Area sombreadapor el follajede la plantaal mediodia, tomadacomo un porcentajedel áreatotal. 5.4 REQUERIMIENTOS DE RIEGO 5.4.1 Lámina neta (Ln). Se estima mediante la siguienteecuación. Jpx Jr. Ln=Td,Fi oonoe: As = Area regada directamente por el microas pefsor. donde, Ln = Láminanetade riego,en mm.. Ps = Perímetro del área regada directamente por el microaspersor.. Td = Tasapromediomáximadiarjade transpjración para el mes pico, en mm/día. e = Número de micr@spersor€s por planta. Fi = Frecuenciade riego,m dÍas. Se, Sp, Sr = Distancia entr¿ microaspersores, plantas e hileras-. DE AGUA 5.3 REQUEBIMIENTOS En el sistema de riego por goteo solo una parte del suelo es regada y ademas esta zona húmeda con frecuencia se mcumtra dentro de ia cobertura vegetal que da sombra al suelo, así las pérdidas por evaporación se reducen al máximo, con Io que prácticamente todo el consumo de agua por la planta en términos de evapotranspiración coincide con la transpiración 5.3.1 Tasa promedio máxima diaria de transpiración (td). En riego por goteo Td es una función del valor diario máximo de evapotranspiración y de un parámetrorelacionadocon Ia cobertura del follle de la planta. Una ectnción que relaciona estos parám€tros es:. c. Paraefectosde diseño,Td setoma parael cultivo en su máximo estadode desarrollo(Ps máximo)y puedeser tenidoen cuentapara sdeccionarel tamaño de Ia red de tube¡ia. 5.4.2 Lámina bruta (Lb) Cuandolaspérdidas de aguaque ocurrenen el sistemason mayor€sque los requerimientos de lavado,Lb se calculacomo: ,,. 5. Ln.Tr.. LO=. _. oonoe: Lb : Lámina bruta, en mm Ln = Lámina neta, en mm Tr = Relacjón de transp¡ración {Tdltranspi¡ación real), de tab)as. C 68.

(9) FRUTASTROPICALES. ?. EU = Uniformidadde emisión,% En caso contrario,es decir cuando las pérdidas no satisfacenlos requerimientos de lavado.. EU(7_LN. Lb = Lámina bruta de riego,pulgadasó mm. donde,. Fi = Frecuenciade riego,días. LR = Relacíónde requerimientode lavado 5.4.3 Relación de requerimiento de lavado (LR). Representala cantidadmínima de agua, en términosde lmcciónde láminaaplicada,que debe pasarpor la zonade raicespara prevenirincrementos en salinidad. CEw CLdú. a. CEw Z\Ctemox). donde: CEw = Conductivitlad¿léctricadel aguade riego (dslm) CEdw = Conductividadeléctricadel aguade drenaje (dslm) CEemax= Conductividadeléctricadel #tracto de saturacióndel suelo,que puedereducirel rendimientototdmente(ds,/m). o. Sp = Distanciaentrep)antas,pies o metros. Sr = Distanciaentrehileras,pies o metros.. 'Ln. o. Vb = Cantidadrequeridapor planta,/día,galones o litros. 5.5 VOLUMEN BRUTO DE AGUA REQUERTDA POR PLANTA POR DÍA (Vb) 0.623 Sp.Sr.Lb. vo=__i¡. o Sp. Sr.Lb rl. BIBLIOGRAFiA 1. A.S.A.E. 1980.Designof lrrigationsystems. USA,75OP 2. Avidan, A 1980 Riegopor goteo.Minist€rio de Agricu)tura.Departamentode Capacitación para el Exterior.Tel-Aviv,Israel.54 p. 3. Blair, E. 1979. Riegopor goteo.III Seminario Latinoamericanode riego por. goteo. Campinas,Sao Paulo.Brasil23 p. 4. Doorenbos,S. and Pruit, W.O. 1984. Crops WaterRequiremmts.F.A.O. lrrigation and Drainage,paper 24. Rome,ltaly. 135 p. 5 FAO. 1974 Riego por goteo. Organización de las NacionesUnidaspara la Agriculturay la AlimentaciónRoma,Italia. 6. Instituto Colombiano Agropecuario, lCA. 1986. Manualde Riegoy Drenaje.Bogotá,Colombia825 p. 7. Kay, M. 1986. Surfacelrrigation,Sytems and P¡actice.Cranfield Instituteof Technology.Cranfield, U.K. 138 p 8. Keller, J. 1980. Tricklelrrigation.S.C.S. NationalEngineering Handbook,Section15, Irrigation,Chapter7. 281 p. 9. Rojas, H. 1988.Riegopor goteo.En: Curso Tallerde Riegopo¡ Goteo.lCA. Bogotá,Co, lombia.108 p.. donde:. a 69.

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