AGENDA
1. Determinación de la Evapotranspiración del Cultivo
2. Principios de Programación del Riego
3. Ejemplos de Programación del Riego
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Es la pérdida de agua desde el suelo ocasionada por 2 factores
La evaporación del agua desde el suelo
La transpiración de las plantas
Evapotranspiración
Transpiración cultivo
Evaporación suelo0%
100%
50%
Siembra Cosecha
Div
isió
n d
e la
Eva
po
tran
spir
ació
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LA
I)
Ind
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cob
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olia
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Participación de la Evaporación y la Transpiración en la Evaporatranspiración a través del periodo de crecimiento para un cultivo anual.
][][ KcxEToETc
Cálculo de la Tasa de Evapotranspiración del Cultivo
CLIMA CULTIVO
H2O H2OH2O
H2O H2OH2O
¿ Cómo se calcula la evapotranspiración ?...
1. Calcular la evapotranspiración potencial (ETo)
2. Determinar el coeficiente de cultivo (Kc)
3. Calcular la evapotranspiración del cultivo (ETc)
Cálculo de la Tasa de Evapotranspiración del Cultivo
][][ KcxEToETc
Esta se puede calcular por instrumentos tales como
Las estaciones meteorológicas
Las bandejas de evaporación
Cálculo de Evapotranspiración Potencial (ETo)
FAO Penman – Monteith Ecuación de predicción de ETo
ETo Evapotranspiración de referencia (mm/día)
Rn Radiación neta en el cultivo (MJ m2/día)
G Densidad del flujo de calor en el suelo (MJ m2/día)
T Temperatura del aire a 2 mt de altura (ºC)
U2 Velocidad del viento a 2 mt de altura (m/s)
es Presión de la saturación de vapor (kPa)
ea Presión de vapor actual (kPa)
es – ea Déficit de la presión de saturación de vapor (kPa)
Declinación de la curva de presión de vapor (kPa/ºC)
Constante sicrométrico (kPa/ºC)
9000.408 (Rn – G) + u2 (es - ea)
T + 273ETo =
+ (1 + 0.34u2)
Incorpora un componente energético (radiación) y un componente
aereodinámico (viento y humedad del aire).
Cálculo de Evapotranspiración Potencial (ETo)
Cálculo de Evapotranspiración Potencial (ETo)
La evapotranspiración potencial es la de una superficie grande que:
Esta cubierta por pasto verde
Posee de 8 -15 cm de altura
Crece activamente
No le falta agua y
Cubre completamente la superficie del suelo
H2O H2O
H2O
Para esto se deben realizar los siguientes pasos:
1. Medir los milímetros evaporados desde la bandeja (Evap)
2. Deteminar el coeficiente de corrección (Kb)
3. Calcular la Evapotranspiración Potencial (ETo)
KbEvapETo
Cálculo de Evapotranspiración Potencial (ETo)
Dos casos de Posición de Tanque de Evaporación y su alrededor
Cálculo de Evapotranspiración Potencial (ETo)
Datos de evaporación de Tanque Clase “A” en una semana instalado en un área verde : 8.2, 7.5, 7.6, 6.8, 7.6, 8.9 y 8.5 mm/día. En ese
periodo, la velocidad del viento es 1.9 m/s y la humedad relativa ambiente es 73 %.
Determinación de la ETo de un Tanque Evaporímetro Clase “A” (Doorenbos y Pruitt, 1977)
Coeficientes de Tanque (Kpan) para Tanques Clase “A”
Determinación de la ETo de un Tanque Evaporímetro Clase “A”
Datos de evaporación de Tanque Clase “A” en una semana instalado en un área verde rodeado de un
cultivo irrigado de altura baja: 6.3 – 5.8 – 6.1 – 5.6 – 6.3 – 5.8 – 6.1 mm/día. En ese periodo, la velocidad
del viento es 1.9 m/s y la humedad relativa ambiente es 73 %. Determinar el promedio de la
evapotranspiración de referencia de los 7 días.
Tanque instalado en una superficie verde: Caso A
m1000Fetchmax =Tanque rodeado de cultivo
irrigado:
m/s2u <Velocidad del viento es ligera:
%70RH >Humedad relativa es alta:
--0.85Kp =De la tabla anterior (según las
condiciones de arriba):
mm/día6.0(6.3 + 5.8 + 6.1 + 5.6 + 6.3 + 5.8 + 6.1)Epan = ----------------------------------------------------- =
7Promedio de Epan
mm/día5.1ETo = 6.0 x 0.85 =Resultado
El promedio de Evapotranspiración de referencia de los 7 días es 6.7 mm/día 1
Esta se puede calcular en función a:
Cultivos anuales
Cultivos permanentes
Medidas directas de ETo y ETc con Lisímetros
Permiten:
Validar métodos de cálculo de ETo
Obtener de forma experimental los valores de Kc
Cálculo del Coeficiente de Cultivo (Kc)
Lisímetros en Duraznos y Uvas
Lisímetro en construcción ET medido con Lisímetro
(Source: Johnson et.al., 2005)
Etc horaria de uvas y duraznos medidos por
lisímetros en California
Modelo de valores de Kc para uvas y duraznos
calculados por lisímetros
(Source: Johnson et.al., 2005)
Lisímetros en Duraznos y Uvas
Kc para Cultivos Anuales
Paso 1
Identificar la duración del cultivo y de cada uno de sus 4 estados
Paso 2
Identificar el Kc para cada uno de los estados definidos
Determinar el Coeficiente de Cultivo (Kc)
¿ Y de que depende este coeficiente?
1. Especie y variedad
2. Estado de desarrollo
3. Epoca del año
Identificar la duración del cultivo y de cada uno de sus 4 estados
Estado 1: (Estado inicial) Desde la siembra hasta que el cultivo esta
plenamente establecido en el campo (10% de la SS).
Estado 2: (Rápido desarrollo) Desde el estado inicial hasta que el
cultivo cubre efectivamente la superficie del terreno (60 – 70% SS).
Estado 3: (Media temporada) Desde el término del desarrollo hasta el
inicio de la maduración del cultivo o senescencia de las hojas.
Estado 4: (Maduración y cosecha) Desde la etapa anterior hasta la
cosecha del cultivo
Paso 1
Identificar la duración del cultivo y de cada uno de sus 4 estadosPaso 1
Número de óvulos
por mazorca
Rendimiento: peso
de granos
Superficie Foliar
brotación macollamiento crecimiento maduración
Paso 2 Identificar el Kc para cada uno de los estados definidos
brotación macollamiento crecimiento maduración
Paso 2 Identificar el Kc para cada uno de los estados definidos
mm/día5.1ETo = 6.0 x 0.85 =Resultado 1
][][ KcEToETc
díammETc /8.69.0
2.11.5
Vaplicado
oValmacenadentoAlmacenamiEff 100.
Kc finalKc plenoKc iniCultivo
0.951.050.7Repollo
0.951.050.7Zanahoria
0.951.050.7Coliflor
0.701.000.7Ajo
0.951.000.7Lechuga
0.75
1.00
0.80
1.05
1.00
1.05
0.7
0.7
0.7
Cebolla
Seca
Verde
Semilla
0.951.000.7Espinaca
1.001.050.7Apio
0.850.900.7Rábano
Kc finalKc plenoKc iniCultivo
0.91.050.6Berengena
0.91.050.6Pimientos
0.81.150.6Tomate
0.751.000.6Pepino
0.751.000.5Calabaza
0.750.950.5Squash
0.751.000.4Sandía
0.751.050.5Melón
0.600.850.5Cantaloupe
0.951.050.7Brócoli
0.951.050.7Col Bruselas
Coeficientes Kc para varios cultivos - I
(Source: Allen et.al., 1998)
Kc finalKc plenoKc iniCultivo
0.951.050.5Remolacha
0.30
0.50
0.80
1.10
0.3
0.3
Yuca
1er año
2do year
0.751.150.5Papa
0.651.150.50Batata
0.951.100.50Nabo
0.701.200.35Remolacha
azucarera
Kc finalKc plenoKc iniCultivo
0.7 – 0.5 1.150.35Aldodón
0.351.000.35Girasol
0.601.200.30Maíz grano
1.051.150.30Maíz dulce
0.751.250.40Caña azúcar
1.00
1.10
1.10
1.20
0.5
1.00
Banana
1er año
2do año
0.950.950.90Dátil
1.001.000.95Palma
Africana
1.001.000.95Caucho
0.45
0.45
0.85
0.70
0.30
0.30
Uva
Mesa
Vino
Kc finalKc plenoKc iniCultivo
0.951.050.5Arvejas verdes
0.351.000.4Garbanzo
0.61.150.4Maní –
Cacahuate
0.501.150.4Soja (Source: Allen et.al., 1998)
Coeficientes Kc para varios cultivos - II
Kc para cultivos permanentes
Paso 1
Identificar los estados fenológícos
Paso 2
Identificar el Kc para cada uno de los estados definidos
Determinar el Coeficiente de Cultivo (Kc)
¿ Y de que depende este coeficiente?
1. Especie y variedad
2. Fenología
3. Epoca del año
Identificar la duración del cultivo y de cada uno de sus estados
fenológicos
Paso 1
][][][ KsKcEToETc
Vaplicado
oValmacenadentoAlmacenamiEff 100.
Ks (%) = 3.05 + 2.56 x S – 0.016S2
1. Superficie sombreada por árbol: 1.5 x 1.5 = 2.25 m2
2. Sombreamiento marco de plantación: 2.25 m2 / 18 m2 = 12.5 %
3. Ks : 3.05 + 2.56 x 12.5 – 0.016(12.5)2
4. Ks : 3.05 + 32 – 2.5 = 32.55 %
2
Determinación de la Superficie Sombreada (Ks)
Fuente: Claudio Hernández
díammETc /5.19.0
3255.09.01.5
][][][ KsKcEToETc
mm/día5.1ETo = 6.0 x 0.85 =Resultado 1
Vaplicado
oValmacenadentoAlmacenamiEff 100.
Cómo expresar los mm/día en L/planta/día
Requerimiento Agua Planta = Demanda Agregada*Marco de Plantación
Requerimiento Agua Planta = (1.5 mm/día) (6x3) = 27 L/árbol/día
díammETc /1.59.0
9.01.5
][][][ KsKcEToETc
mm/día5.1ETo = 6.0 x 0.85 =Resultado 1
Vaplicado
oValmacenadentoAlmacenamiEff 100.
Yema hinchada
PreflorFloración Cuajado 30 mm 50 mm 50 – 70 mm > 70 mm
Sensibilidad
Estrés Hídrico
El riego es uno de los manejos más importantes para definir calibre y producción
Cuajado y Retención de
frutos potenciales
Fija el rendimiento:
Ajuste de carga y
crecimiento de fruto.
Potencial de rendimiento
Cosecha tardía, requiere riego
en este periodo para alcanzar
un mayor calibre en la fruta.
Cosecha
¿0.8? ¿0.9?¿0.7?
Observaciones Kc finalKc plenoKc iniCultivo
Cultivo limpio sin malezas0.50
0.60
0.65
0.40
0.55
0.60
0.45
0.60
0.65
Citrus
20% Canopia
50% Canopia
70% Canopia
Sin control de malezas0.85
0.75
0.75
0.80
0.75
0.70
0.80
0.75
0.75
Citrus
20% Canopia
50% Canopia
70% Canopia
1.001.000.20Kiwi
40 – 60% superficie cubierta por canopia0.650.650.55Olivos
Coeficiente Cultivo de Frutales - I
(Source: Allen et.al., 1998)
ObservacionesKcfinalKc plenoKc iniCultivo
Cultivo sin malezas0.401.050..20Pistacho
Cultivo sin malezas0.700.800.50Aguacate
Cultivo sin malezas0.600.850.20Almendra
1.001.000.90Cacao
0.90
1.05
0.90
1.05
0.80
1.00
Café
Sin malezas
Con malezas
Kc sombreado incluye el requerimiendo
de agua de los árboles que producen
sombra
0.90
1.05
0.95
1.10
0.90
1.00
Té
Sin sombra
Sombreado
(Source: Allen et.al., 1998)
Coeficiente Cultivo de Frutales - II
Etapa criticaCultivo
retoño y crecimiento fuerteCaña de azúcar
floración y formación de la capsulaAlgodón
Polinización y llenado de grano Maíz
Floración y desarrollo de los frutos ( llenado)Mango
Floración y fructificación Cítricos
Poco antes el inicio de floración y llenadoOlivos
Alargamiento del bulbo y madurezCebolla
Altura de rodilla a floraciónTabaco
Desarrollo rápido de los frutosDurazno
Desarrollo de los estolones y formación de
tubérculos (Tuber bulking)
Papa
Floración y alargamiento de los frutosTomate
Formación de la cabeza y alargamientocol
Etapas criticas – algunos ejemplos
II. Velocidad de Absorción de Agua
a. Factores de la planta, están relacionados con las características del sistema radicular del cultivo que van a determinar la superficie activa total de la raíz por unidad de área o sobre la planta que absorbe agua del suelo.
- Profundidad del sistema radicular.
- Densidad de las raíces y su distribución en el suelo.
- Tasa de crecimiento de las raíces y su actividad.
- Sensibilidad al estrés hídrico.
a. Temperatura del agua en el suelo y la concentración de oxígeno disuelto
El umbral de riego es un problema de velocidades (Intensidad)
Balance de Agua en la Zona Radical
100 m
0.5
m
2.0 m
Volumen hilera: 100*2*0,5 = 100 m3
Superficie @ 1 ha: 100*100 = 10 000 m2
Distancia hileras: 6 m
Nº hileras: 100/6 = 16,7
Volumen total: 16,7*100 = 1 700 m3/ha
1
Vaplicado
oValmacenadentoAlmacenamiEff 100.
Balance de Agua en la Zona Radical
Resultados y Discusión
Monitoreo del Riego con tensiómetros
Bulbo con Humedad Adecuada Bulbo con Humedad Inadecuada
Los tensiómetros indican valores de fuerza con la que el agua está siendo retenida en el suelo, a diferentes profundidades.
La ubicación de los mismos nos debe permitir controlar la disponibilidad de agua en el volumen de suelos explorado por las
raíces. Así en dimensiones de profundidad y ancho, como en la zona de mayor actividad radical (ver fotos).
Los productores no cuentan con curvas que relacionen la fuerza de tensión del suelo y el volumen de agua contenido, en
donde se diferencien los umbrales de disponibilidad de agua donde el palto mantenga un óptimo potencial hídrico.
O2
O2
O2
O2
O2O2
O2
O2O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2O2
O2
O2
O2O2
O2O2
O2
O2
O2O2
O2
O2
O2
O2O2
Balance de Agua en la Zona Radical
Velocidad del Agua en el Suelo
ψp = Potencial de presión
ψ m = Potencial matricial
ψ g = Potencial gravitacional
ψ o = Potencial osmótico
ψ m = Potencial matricial
Velocidad del Agua en el Suelo
ψ m = Potencial matricial
ψp = Potencial de presión
ψ g = Potencial gravitacional
ψ o = Potencial osmótico
ψ m = Potencial matricial
Velocidad del Agua en el Suelo
a. Fuerzas de retención de agua en el suelo y contenido de agua en el suelo a diferentes tensiones, lareducción de humedad produce una elevación de la tensión del agua en el suelo y una baja en laconductividad hidráulica no saturada Kc. Luego, a fin de que las raíces sean capaces de absorberagua a una tasa constante desde los poros del suelo circundante, deberá crecer el déficit de presiónde difusión (tensión) en las células de la raíz que absorben agua por sobre la tensión del agua en elsuelo a fin de aumentar la fuerza motriz (i) y compense la baja Kc. Esto permitirá que haya un flujopermanente de agua hacia la raíz (V = Kc.i).
b. Textura.
c. Transmisibilidad del suelo.
d. Preparación del suelo y comportamiento suelo – raíz.
Existirá un umbral diferente para cada ciclo de cultivo?
Balance de Agua en la Zona Radical
Valores de Kc para dos suelos y distintas tensiones
en mm/hTensión (cbar) Suelo arenoso Suelo franco
0 65.9 14.8
10 13.0 5.1
20 6.5 -
40 3.7 4.3
60 0.24 3.0
80 - 1.7
120 - 0.21
200 0.0012 0.121
• 1 bar = 105 Pa = 0.1 MPa = 100 kPa = 100 cbar• 1 atm = 101,325 Pa = 101.325 kPa = 1.01325 bars
• 1 kgf/cm2 = 9.807 N/cm2 = 9.807 104 N/m2 = 9.807 104 Pa = 0.9807 bar = 0.9679 atm
• 1 atm = 14.696 psi.
• 1 kgf/cm2 = 14.223 psi.
Velocidad del Agua en el Suelo
m = 7 cbar
m = 14 cbar
Controlando la disponibilidad de agua en las raíces (que
indirectamente regulan la apertura de los estomas)
podemos incrementar fuertemente la eficiencia en el
uso del agua.1 bar = 100 kPa = 100 cbar
1 cbar = 1 kPa = 0.01 bar
Potencial del Agua en el Suelo
V CC = 15 %
b = 1.65 t/m3
V PM = 7 %
V CC = 44 %
b = 1.25 t/m3
V PM = 21 %
V D = 8 %
V D = 23 %
V D ha = 8% * 1 700 m3
V D ha = 136 m3
V D ha = 23% * 1 700 m3
V D ha = 391 m33
V CC = 15 %
b = 1.65 t/m3
V PM = 7 %
V CC = 44 %
b = 1.25 t/m3
V PM = 21 %
V D = 8 %
V D = 23 %
V D ha = 8% * 1 700 m3
V D ha = 136 m3
V D ha = 23% * 1 700 m3
V D ha = 391 m3
V FA ha = 136 m3 *20% = 27.2 m3
V FA ha = 391 m3 *40% = 156 m3
4
Demanda m3/ha/día = 51
Frecuencia = 156/50 = 1 riego / 3 días
Frecuencia = 51/27.2 = 2 riegos / día
Demanda m3/ha/día = 51
5
V D = 8 %
V D = 23 %
V D ha = 8% * 1 700 m3
V D ha = 140 m3
V D ha = 23% * 1 700 m3
V D ha = 391 m3
V FA ha = 136 m3 *20% = 27.2 m3
V FA ha = 391 m3 *40% = 156 m3
Configuración de un Proyecto de Riego: 60 ha
Capacidad de Riego:
2 m * 1.6 L/h @ 0,4 m = 20 m3/h/ha
Capacidad de Conducción:
20 m3/h/ha * 15 ha = 300 m3/h
4 módulos * 300 m3/h = 1200 m3/h
Tiempo de Operación del Sistema:
Tiempo Riego = 70/20 = 3.5 h/operación
Tiempo Total = 4 op. * 3.5 h =114 h/día
Demanda Agregada:70 m3/ha/día
Configuración de un Proyecto de Riego: 60 ha
Capacidad de Riego:
2 m * 0.7 L/h @ 0,4 m = 8.75 m3/h/ha
Capacidad de Conducción:
8.75 m3/h/ha * 30 ha = 265 m3/h
4 módulos * 265 m3/h = 1060 m3/h
Tiempo de Operación del Sistema:
Tiempo Riego = 70/8.75 = 8 h/operación
Tiempo Total = 2 op.*8 h =16 h/día
Demanda Agregada:70 m3/ha/día
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