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Manejo y Control de Riego
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La importancia estratégica de un manejo de riego apropiado
Optimización de los recursos (agua+nutrientes)
Minimización de los costos de producción.
Temas sociales que se desprenden de esto.
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Riego (La Base)
¿Cuando el riego es necesario ?
¿Cuanta agua debe ser aplicada en cada riego?
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Cosas a saber…
Capacidad de bombeo.
Eficiencia de riego.
Características del suelo.
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Capacidad de bombeo / Eficiencia de Riego
Cuanta agua puede ser aplicable con el equipo de riego disponible?
Cuanta agua se pierde en el sistema?
Típicamente 10-20% de pérdida en sistemas de riego por goteo con un promedio de 15%.
20-30% de pérdida con un sólido sistema de aspersión con un promedio de 25%.
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De: “Basic irrigation scheduling in Florida” por Smajstrla et al
Balance de agua en un campo
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Capacidades típicas de captación de agua en suelo
Suelo Textura mm de agua por cada 30 cm de suelo
Arena Muy gruesa 10 a 20
Arena Gruesa 20 a 42,5
Arena fina/ limo Moderadamentegruesa
30 a 45
Franco Limoso Limo
medio 42.5 a 57.5
Limo arcilloso arenoso
Moderadamente fino
50 a 62.5
Arcillo Franco. Arcilloso
Fino 50 a 75
Turba 50 a 75
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Determinando las necesidades de agua de la planta
Medición Gravimétrica
Tensiómetros
Sensores Resistivos
TDR - TDT
Modelos de balance del agua en cultivos (Kc)
Otros
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Balance de agua en la planta
Una tinaja de evaporación “Clase A” es usada para estimar la Evapo-transpiración del cultivo.
Una ecuación básica que toma en cuenta el estado fenológico o de crecimiento de la planta.
Ejemplo:
DWU = R + I – (CF X ETo) – (D + RO)
CF=0.15 + 0.018DAT + 0.0001DAT2
DWU: Daily water use (uso diario de agua)
CF: Coeficiente
Eto: Valor de tanque de evaporación “clase A”
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Curvas de coeficiente de cultivo
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Tanque de evaporación “Clase A”
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Evapo-transpiración
• Evaporación + Transpiración = Evapo-Transpiración
• Tinaja clase “A”, Ecuación Penman- Montieth*.
• Potencial de ET= ETo
• Unidades- mm/día.
1mm = 10 m3 /ha
*Se encontró que la ETo está en
buena correlación con la demanda
de agua de un césped cortado en
forma uniforme.
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• Este factor convierte el ETo en ETc
• Como se calcula el Kc?
• Midiendo la superficie de la sombra del árbol /fila sobre el suelo y el % del área total :
Ejemplo: Si el árbol deja una sombra con superficie de 2m X 5m= 10m2, y el área sombreada promedio es de 6,5m2, el Kc es= 0.65 o 65%.
• Conclusión en árboles en crecimiento o durante los cambios de temporada, el Kc va a cambiar!!!
Kc- Crop Factor (coeficiente de cultivo)
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ET de Cultivo
• La mayoría de las plantas van a usar menos de la ETo total.
• En plantaciones frutales maduras, el Kc va a ser menor de >1, o sea 0.5-0.7.
• Ejemplo: si el ETo = 4 mm/día, ETc será : 4 X 0.65 = 2.6 mm/día.
• En la práctica, otros factores serán incluidos:– Carga de producción de la planta– Factor de estrés – Etc.
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La cebolla como ejemplo
Tipo de suelo
Calidad del agua
Tipo de clima
Densidad de
cultivo
Posición y cantidad de laterales en función de:
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¿Como aplicamos estos conceptos?
Entendiendo las necesidades del cultivo.
Entendiendo las condiciones locales.
Adoptando los conocimientos anteriormente mencionados a una situación dada.
Usando una herramienta adaptable para hacerlo.
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Crecimiento de la raíz de cebolla bajo
un intervalo de riego cada 2 días
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134 días
105 días
60 días
Crecimiento progresivo de la raíz
30 cm
30 cm
60 cm
30 cm
60 cm
90 cm
Siembra directa de Cebolla
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Patrón de extracción de la humedad del suelo por la Cebolla
(Source: Sharma et.al., 1994)
% de extracción de la humedad del suelo
Profundidad del suelo (cm)
Increíble (pero cierto)!
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x =
Un cultivo bien regadobajo condiciones
agronómicas óptimas
ETc
Determinación del requisito de agua del cultivo de Cebolla
ETo Kc
Evapotranspiración de
referencia del cultivo
Requisitos de agua
del cultivo
Radiación Solar Velocidad del
viento
TemperaturaHumedad Relativa
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(Source: Allen et.al., 1998)
0.0
0.4
0.8
1.2
0.2
0.6
1.0
Brote 4 ó 5hojas
Comienzo de la Bulbificación
Fin de la Bulbificación
Secado de hojas -Cosecha
0.5 0.5 1.0 1.0 0.7
Asentamiento Desarrollo Bulbificación Maduración
Ciclo de cultivo de la Cebolla y Coeficiente de Cultivo (Kc)
Fenología
Kc
Días
Etapa
Kc
52 25 58 15
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Implementación del gotero de ultra bajo caudal
De presión Compensada
– Sin importar en absoluto la topografía
– Más uniformidad de distribución del
agua
De muy bajo caudal (0.6 l/h) que permite
– Laterales mucho más largos
– Grandes parcelas de riego
– Menos válvulas y filtros
– Mejor distribución del agua y los
fertilizantes
– Mejor relación agua/ aire en el suelo
– Calles secas y disminución de
enfermedades foliares
– Más producción por menos agua!. Dripnet PC
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Después de la lluvia hay lugar donde el agua puede drenar
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La cantidad de agua por riego:
Deriva de los requerimientos de la planta y de la capacidad hidráulica del medio donde crece la misma de captar el agua.Veremos el caso de un invernadero:
Control de riego
Hay varias formas de determinar el tiempoexacto y la cantidad de riego a dar según:Por acumulación de radiación solarPor tiempo transcurrido
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Litros
07:00 12:00 18:00Hora
Por horas
Cuando hay que regar?
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Litro
s
07:00 12:00 18:00
Por radiación acumulativa
Joule
s/cm
²
Cuando hay que regar?
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I
Nivel deseado
II III
15:0012:0008:0006:00
IV
Cuando hay que regar?
Estrategias comunes:
• Dividir el día en periodos
• Primer riego de acuerdo a la hora del amanecer
• El resto del dia de acuerdo a la radiación acumulativa
Nivel deseado Nivel deseado
Radia
ción a
cum
.
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Litro
s
07:00 12:00 15:00
Estrategia combinada
Joule
s/cm
²
I II III IV
08:00
Cuando hay que regar?
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Técnicas Gravimétricas
Secado de suelo en horno (105C)
Medida del contenido absoluto de agua.
Usado como calibre para otras técnicas que determinan el valor de humedad del suelo.
Muy exacto.
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Tensiómetros
Miden la tensión hídrica en el suelo.
Reservorio
Manómetro
Tubo plástico
Elemento
Cerámico
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Tensiómetros
Ventajas
Barato Trabaja bien en rango
saturado. Fácil instalación y
mantenimiento Se puede operar en
largos períodos. Se puede usar en un
sistema automático.
Desventajas Difícil de traducir los
datos a contenido volumétrico de agua.
Requiere un mantenimiento regular.
Sujeto a roturas. Costoso sistema de
automatización. Rango de uso limitado.
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Medida de la tensión de agua
Recomendaciones generales de cuando regar:
Tensión (centibar)
Tipo de Suelo
20-30
30-50
50-60
Arena
Limo
Arcilla
60 centibar es el limite de lectura del instrumento.
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Medida de la tensión hídrica
Necesita ser calibrado.
Se debe saber la Capacidad de Campo del suelo y la cantidad de agua que hay que devolver al mismo para llegar al valor de deseado desde una tensión dada.
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El movimiento del agua en el suelo
• El flujo de agua en el suelo es dirigido por el gradiente de humedad y baja por influencia del vector dominante: la fuerza de gravedad.
• Por otra parte, como resultado de las fuerzas capilares parte del agua puede ascender y también dispersarse hacia los costados .
• Como resultado de estas dos fuerzas opuestas recibimos la Conductibilidad Hidráulica.
• La reducción en la Conductibilidad Hidráulica conlleva a menos agua disponible cerca de la raíz y de aquí al estrés hídrico.
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Tensión Hídrica
Tensión Hídrica = la fuerza necesaria que hay que ejecutar para liberar el agua atrapada en el suelo.
• Esta fuerza se incrementa Exponencialmente a medida que el suelo se va secando.
• Unidades: -Bar, -Kpa, -Mpa, (valores negativos).
Medidor
Tubo con agua
Cápsula cerámicaAgua en equilibrio
Vacío
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T E N S I O M E T R O S
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ψ hídrico del suelo = ψ m + ψ o + ψ p + ψ g
Potencial hídrico del suelo.
ψ g = Potencial gravitacional
ψ p = Potencial de presión
ψ o = Potencial osmótico
ψ m = Potencial matriz
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T1 T2
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1. Indicarnos como completar el déficit en toda la zona humedecida (bulbo húmedo).
2. Que nos ayude a evitar que se desplace todo el aire del volumen del suelo.
3. Lograr un riego eficiente y por ende lograr la economía de agua.
4. Evitar la acumulación de sales y exceso de fertilizantes dentro del sistema radicular.
5. Evitar el estado de falta de movimiento del agua en el suelo.
Qué función debe completar un tensiómetro ?
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Superficial
Profundo
Caso I
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Superficial
Profundo
Caso II
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Superficial
Profundo
Caso III
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Tensión Hídrica
• La falta de aeración (O2) es el MAYOR factor limitante para el desarrollo de la planta.
• El contenido de aire debe ser por lo menos un 10% del volumen total del suelo.
• El oxígeno es esencial para que las raíces se sientan bien, ya que como los restantes órganos, también este respira.
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Sensores Resistivos (bloque de yeso, “Watermark”)
Miden la tensión hídrica del suelo
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Sensores Resistivos
Ventajas: Baratos Alto grado de precisión
cuando la concentración iónica en el suelo es constante.
Funciona sobre todo el espectro de tipos de suelo.
Desventajas: Necesita calibrado. Vida útil limitada del
sensor. El calibrado se pierde
con el tiempo (Bloque de Yeso)
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Time Domain Reflectometer(TDR)
Medida volumétrica del contenido de agua
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Time Domain Reflectometer (TDR)
Ventajas:
Independiente de la textura, la temperatura y el contenido iónico del suelo.
Útil para medidas a largo plazo.
Puede ser automatizado.
Responde rápido a los cambios.
Desventaja:
Costoso.
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Riego enterrado – instalación/extracción del sensor
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Patrón del bulbo húmedo en Riego por Goteo Enterrado
Localización poco
profunda del futuro sensor
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Sensor
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SSDI
Antigua Instalación de Sensores -Feb 2008
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Transmisor
Netasense
30
60
90
Sensores
Netasense
Netasense “Trencher Channel” old Installation – Allocation & Pushing in Jojoba Orchard
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Barrena “Nacida en USA” en acción- 2010
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Fácil y Rápido
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Sensor Netasense
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Sensor Netasense instalado primero a 60 cm de profundidad
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Sensor Netasense instalado segundo a 40 cm de profundidad
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50%- Water Level 1
Experimento de riego en Jatropha con sensores de humedad Netasense
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Sensores de humedad Netasense
100% - Water Level 2
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150% - Water Level 3
Sensores de humedad Netasense
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Recuperando y trasladando sensores – vieja modalidad
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Special Drill
Special Worker
ECH2O Trans.
Recuperando, moviendo e instalando sensores - 2010
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Sensores tipo ECH2O
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Fácil y cómodo
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Sensores ECH20–5 en Jojoba Plantación 09
Riego semanal
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Riego bi- semanal
Netasense en Jojoba Plantación 2007
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Riego Diario
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Riego semanal
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Temperatura
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Caudalímetro Irriwise
Instalación – paso a paso
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Instalación del CaudalímetroFase final
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ECH20 – 5 Sensors in Jojoba 02 Plantation
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Estación Meteorológica Irriwise™
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Temperatura del suelo y el aire
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Electro-Tensiómetro en Jojoba plantación 2009
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Otros Sensores
Sensores Capacitores
Miden el contenido de agua en suelo, a cualquier profundidad, con alta precisión.
Costosos, estabilidad cuestionable (sonda de neutrones).
Medida de suelo “no destructiva”, puede brindar datos en tiempo real.
Dependientes de las características del suelo.
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Modelos balance de agua en cultivo(método del libro)
Ventajas:
No se basa en las lecturas de datos del suelo.
Barato.
Toma en cuenta las condiciones climáticas.
Desventaja:
Consume tiempo.