programacion del riego con tensiometros
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SCIENTIA TECH ASESORIA, S.C.
PROGRAMACION DEL RIEGO CON
TENSIOMETROS
ELABORADO POR:
ING. ALEJANDRO M. DE LA FUENTE
Culiacán, Sin. a 25 de Mayo del 2006
1.- RELACION SUELO-AGUA-PLANTA
El suelo está compuesto de partículas minerales y orgánicas con poros entre ellas. Las
partículas minerales se clasifican según su tamaño en arenas, limos y arcillas, y a la
cantidad relativa entre ellas se le conoce como textura del suelo.
Arenas: son las partículas que miden entre 0.05 y 2 mm. de diámetro.
Limos: partículas con diámetro entre 0.002 y 0.05 mm.
Arcillas: partículas con diámetro menor a los 0.002 mm.
Estas partículas minerales se unen entre ellas y con las partículas orgánicas formando
agregados, creando la estructura del suelo. De tal forma que la textura y estructura de un
suelo determinará el número y tamaño de los poros que le proporcionan al mismo la
capacidad de retención y movimiento del agua.
La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos por enlace
covalente a un extremo de un átomo de oxígeno, formando un ángulo de 105°. En
consecuencia la molécula de agua es polar, es decir, tiene un polo positivo (el extremo del
hidrógeno) y un polo negativo (el extremo del oxígeno). Esta configuración permite a dos
moléculas de agua unirse entre si por el llamado puente de hidrógeno: el polo positivo de
una molécula se une al negativo de otra. Este mecanismo de unión entre moléculas de agua
se le denomina cohesión. El número de moléculas de agua unidas entre si por estas fuerzas
de cohesión no tiene límite, por lo que un lago por ejemplo, se puede considerar como una
molécula gigantesca de agua, de estructura laxamente trabada.
La polaridad de la molécula de agua permite la adhesión, es decir, la unión entre moléculas
de distinta naturaleza. Un ejemplo de estas fuerzas, es la adhesión entre moléculas de agua
y las partículas del suelo, sobre todo las arcillas que al tener carga negativa, se unen con el
polo positivo de las moléculas de agua, estableciendo un puente de hidrógeno.
El agua retenida por el suelo se puede considerar dividida en dos capas: una primera cuyo
espesor es de tres o cuatro moléculas de agua es retenida enérgicamente (adhesión), y una
segunda capa donde dominan las fuerzas de cohesión y cuyo espesor puede ser de varios
cientos de moléculas que son retenidas más débilmente que la primera. Estas fuerzas de
cohesión y adhesión permiten el funcionamiento de los mecanismos de retención de agua,
que varían según los tipos de suelo.
1.1- ESTADOS DE HUMEDAD DEL SUELO
SATURACION
Se dice que un suelo está saturado cuando todos sus poros están llenos de agua, si se
permite que un suelo saturado drene libremente, el contenido de agua comienza a descender
vaciándose primero los poros más grandes, que son ocupados por aire. El agua así
eliminada se denomina agua libre o gravitacional; no es retenida por el suelo.
CAPACIDAD DE CAMPO
Una vez que el agua gravitacional es desalojada, llega un momento en que el suelo no
pierde más agua por drenaje. En este estado se dice que el suelo está en capacidad de
campo (CC): los poros pequeños (micro poros) retienen el agua contra la fuerza de
gravedad, pero con una energía que es fácilmente superada por la fuerza de succión de las
raíces; y los poros grandes (macro poros) se encuentran ocupados por aire proporcionando
las necesidades de oxígeno para la respiración de las raíces. Se puede decir que es la
proporción ideal aire/agua contenida en el suelo.
PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE
El contenido de agua del suelo puede descender por debajo de la capacidad de campo como
consecuencia de la evaporación y de la transpiración de las plantas. La película de agua que
rodea a las partículas del suelo, se hace cada vez más fina y a medida que el contenido de
humedad disminuye, se hace más difícil la absorción de agua por las raíces, hasta que se
alcanza un estado denominado punto de marchites permanente (PMP), que se caracteriza
porque las plantas se marchitan y durante la noche no se recuperan.
AGUA UTIL
A la cantidad de agua comprendida entre los valores de capacidad de campo y punto de
marchites permanente se le denomina agua útil y comprende la humedad del suelo que
puede ser utilizada por los cultivos.
En la tabla 1.1, se presenta el rango de humedad disponible para la planta y la media para
suelos con diferentes texturas en mm. de lámina de agua por metro de profundidad en el
perfil del suelo. Diversos autores coinciden aproximadamente en los rangos, por lo que
optamos por tomar los rangos dados por la FAO como sigue:
Tabla 1.1.1- Rango de humedad disponible expresada en mm/m de profundidad, para
suelos de diferentes clases de textura según la clasificación USDA.
TEXTURA RANGO mm/m MEDIA mm/m
Arenosa 50-110 80
Arenosa franca 60-120 90
Franco arenosa 110-150 130
Franca 130-180 155
Franco limosa 130-190 160
Limosa 160-200 180
Franco limo arcillosa 130-180 155
Arcillo limosa, arcillo
arenosa
130-190 160
Arcillosa 120-200 160
1.2- POTENCIAL HÍDRICO DEL SUELO
Desde el punto de vista de la extracción por las plantas del agua del suelo, más que el
contenido de humedad nos interesa conocer la energía con que el agua es retenida. De nada
sirve que un suelo contenga agua abundante si las raíces no tienen la fuerza de succión
necesaria para extraerla.
El potencial hídrico del suelo (Ph) se puede considerar como “la cantidad de trabajo que es
preciso aplicar para trasportar reversible e isotérmicamente la unidad de cantidad de agua
desde una situación estándar de referencia hasta el punto de suelo considerado” (definición
de la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo, 1963).
Tres observaciones son convenientes respecta a esta definición:
a) No hay que preocuparse de la situación estándar de referencia, lo que importa son
las diferencias de potencial y no los valores absolutos.
b) El agua se mueve de mayor a menor potencial.
c) El potencial se puede medir en términos de trabajo dividido por masa (ergio/gramo),
o en términos de trabajo dividido por volumen, es decir, presión; sistema que se
utiliza generalmente y las unidades empleadas son:
1 bar = 1,020 cm. de columna de agua (aprox. 10 m) = 75.1 cm. de columna de
mercurio = 0.987 atmósferas (atm.).
La equivalencia entre potencial y presión se da en que el agua del suelo está sometida a
una presión que tiene varios componentes; unos que tienden a expulsar al agua del suelo
(presión positiva) y otros que tienden a retenerla (presión negativa). La suma algebraica de
estos componentes es el potencial total, y el agua del suelo tenderá a desplazarse desde
puntos de alto potencial a puntos de bajo potencial.
COMPONENTES DEL POTENCIAL HIDRICO DEL SUELO
Potencial gravitacional (Pg): se debe a la altura geométrica del punto considerado respecto
al plano de referencia.
Potencial de presión (Pp): solo se presenta en suelo saturado y corresponde a la presión
ejercida sobre el punto considerado por el agua que satura el suelo. Este componente del
potencial es el fundamental en los problemas de drenaje subterráneo.
Potencial mátrico (Pm): es el generado por los mecanismos de retención de agua por el
suelo (adhesión y cohesión). Debe su nombre a que las fuerzas que crean este potencial, son
las asociadas a la matriz del suelo (textura). Su valor es siempre negativo, ya que la presión
que origina se opone a la expulsión del agua del suelo. Cuanto más seco está un suelo, más
bajo es el potencial mátrico y mayor es la presión (energía) que habría que aplicar para
extraer el agua del suelo.
A veces se utiliza el término de tensión del agua del suelo, que es igual al potencial mátrico
pero con signo positivo, dicho término está cada vez más en desuso.
El potencial mátrico y el de presión son excluyentes. El Pp solo se da en suelos saturados,
donde el Pm = 0. En cambio, en suelos no saturados Pp = 0 y Pm < 0.
Potencial osmótico (Po): el agua del suelo es una solución salina y por tanto puede dar
lugar al fenómeno de ósmosis: cuando dos soluciones de distinta concentración están
separadas por una membrana semipermeable, se permite un movimiento del agua desde la
solución más diluida a la más concentrada. Este movimiento es originado por la presión
osmótica, que equivale en magnitud al potencial osmótico.
La raíz actúa como una membrana semipermeable que separa la solución del suelo y la del
xilema. Cuando la solución de suelo tiene un alto contenido de sales, las plantas deben
realizar un esfuerzo suplementario para absorber agua. El potencial osmótico es
directamente proporcional al número de moléculas de soluto.
En la práctica, el potencial osmótico se puede calcular a partir de la estrecha relación que
existe entre esta magnitud y la conductividad eléctrica del extracto saturado del suelo
(CEe), mediante la siguiente relación encontrada empíricamente por Richards (1954):
Po = -0.36 CEe
Donde: Po = potencial osmótico en atmósferas (atm.).
CEe = conductividad eléctrica del extracto saturado en mmho/cm.
El signo de menos, es debido al valor siempre negativo de Po.
En resumen:
Ph = Pm + Po + Pg + Pp
RELACION ENTRE EL POTENCIAL MATRICO Y EL CONTENIDO DE AGUA
Para un mismo contenido de humedad los distintos suelos retienen el agua con distinta
energía. Es decir, la relación humedad-potencial mátrico varía para cada tipo de suelo
según su textura.
En términos generales, podemos decir que en la mayoría de los suelos, el valor del Pm en
capacidad de campo (CC) varía entre los -0.1 y -0.2 bares (para determinaciones de
laboratorio con muestras de suelo alterado, el contenido de humedad de suelo a -0.30 bares,
se le considera como el contenido de humedad en capacidad de campo (CC).
El punto de marchitez permanente (PMP) se encuentra en valores de Pm que varían entre
los -10 y -20 bares (para determinaciones de laboratorio se utiliza el promedio, es decir, -15
bares).
Fig. 1.2.1 Relación entre el potencial mátrico y el contenido de humedad en diferentes
tipos de suelo.
MEDICION DEL POTENCIAL HIDRICO DEL SUELO
En un sistema agrícola de regadío, se busca trabajar en condiciones de suelo no saturado
por lo que el Pp = 0. La medida de Pg no presenta dificultad, ya que está dado por la
diferencia de altura entre el punto de referencia y el punto en cuestión. El Po se puede
calcular a partir de la CEe, por lo que es de suma importancia medir el potencial mátrico.
Existen diversos aparatos que nos permiten medir el potencial mátrico, El tensiómetro es
uno de los más eficientes en relación al costo. Los Tensiómetros miden la suma del
potencial mátrico y gravitacional. Como nos interesa conocer el Ph del suelo a la
profundidad de las raíces (punto de referencia), el valor de Pg = 0, por lo que la medida del
tensiómetro es igual al potencial mátrico
Desde el punto de vista de irrigación, el potencial hídrico del suelo está determinado por la
suma del potencial mátrico y el potencial osmótico:
Ph = Pm + Po
En suelos no salinos con buen drenaje, el potencial mátrico es casi igual al potencial hídrico
del suelo.
1.3.- MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO
El agua se mueve en el suelo constantemente en dirección del potencial energético
decreciente. El agua gravitacional se mueve por los poros de mayor tamaño (macro poros,
diámetro>30 micras) permitiendo la aireación y el drenaje. La velocidad de infiltración
depende de la textura y la estructura del suelo, siendo relativamente rápida en suelo seco; y
conforme el suelo se humedece y las partículas y agregados del mismo se expanden, la
velocidad decrece eventualmente, hasta alcanzar una taza constante conocida como
conductividad hidráulica (Ks).
Tabla 1.3.1 Velocidad de infiltración estabilizada en diferentes texturas de suelo.
TEXTURA Ks (mm/h)
Arcillosos < 5
Franco-arcillosos 5-10
Franco 10-20
Franco-arenoso 20-30
Arenoso > 30
Suelos con velocidades de infiltración por debajo de 3 mm/h provocan problemas como:
a) Disponibilidad insuficiente de agua para la planta.
b) Formación de costra superficial.
c) Falta de aireación.
d) Exceso de malas hierbas.
e) Podredumbre radical.
Cuando el agua es aplicada durante el riego, el perfil superior debe alcanzar la capacidad de
campo antes que el agua se mueva al siguiente perfil en profundidad. Cuando el suelo
alcanza la capacidad de campo, toda cantidad adicional de agua añadida drena fuera de la
zona de las raíces en el transcurso de un día o dos, pudiendo ser utilizada por la planta antes
de ello.
Los poros pequeños (micro poros, diámetro< 30 micras) ejercen fuerzas capilares que
resisten y disminuyen el movimiento gravitacional del agua, permitiendo el movimiento
lateral del agua. En suelos con alto contenido de arcillas, las fuerzas capilares son tan
grandes que permiten el movimiento del agua en contra sentido de la gravedad, es decir,
hacia arriba, cuando el potencial del agua en la superficie del suelo es menor que en
profundidad (ej. Cuando existen capas freáticas). Dependiendo del tamaño de los poros será
la altura que puede alcanzar dicho movimiento.
Fig.1.3.1 Relación de la fuerza capilar y el diámetro del poro.
El Dr. Keith Saxton del Servicio de Investigación Agrícola (ARS, por sus siglas en inglés)
del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), desarrolló un programa
en base a modelos matemáticos que permiten calcular las propiedades hídricas de un suelo
a partir de su textura (Soil Water Characteristics Hydraulic Properties Calculator) dentro
del programa Soil-Water-Atmosphere-Water Field & Pond Hydrology Model (SPAW); el
cual se puede descargar desde el sitio del Hydrology and Remote Sensing Laboratory, en la
página web de dicho instituto:
www.ars.usda.gov
1.4.- REQUERIMIENTOS DE AGUA DE LAS PLANTAS
El agua es el principal componente de las plantas, representando alrededor del 90% en
peso. Actúa como disolvente y medio de trasporte de gases, minerales y otras sustancias
esenciales para la vida vegetal y es así mismo un reactivo de procesos fundamentales, como
la fotosíntesis. La planta obtiene los nutrimentos minerales de la solución de suelo, es decir,
de los minerales disueltos en el agua. El agua se mueve hacia las raíces, dentro de la planta
y hacia la atmósfera siguiendo los gradientes energéticos.
Ps > Pr > Px > Ph > Pa
Donde P es el potencial hídrico; y los subíndices s = suelo, r = raíz, x = xilema, h = hoja, y
a = aire.
Aproximadamente el 90% de los requerimientos de agua de la planta son obtenidos de las
¾ partes superiores de la zona radicular. Cerca del 70% es obtenida de la mitad superior.
La mayoría de los cultivos siguen un patrón de extracción que puede ser aproximado a la
regla 40-30-20-10; donde el agua extraída de la cuarta parte superior de la zona radicular,
representa el 40% del agua total usada.
Las raíces necesitan oxígeno para su funcionamiento, por lo que el contenido de humedad
del suelo en capacidad de campo, representa la proporción óptima de agua fácilmente
disponible para la planta y disposición de oxígeno para las raíces; siendo este el contenido
de humedad óptimo para el crecimiento vegetativo de las plantas.
A la cantidad de agua perdida por la planta, a través de las hojas, y la superficie del suelo
hacia la atmósfera se le conoce como Evapotranspiración (ET), la cual determina las
necesidades de agua de la planta.
Los factores que afectan la evapotranspiración son: 1) la radiación solar, 2) la humedad
ambiental, 3) el viento y 4) la temperatura. El tensiómetro evalúa todos estos factores.
Solo cerca del 2% del agua transpirada por la mayoría de los cultivos, se mantiene en la
planta. El resto simplemente pasa por la planta.
En la mayoría de las situaciones de riego, la transpiración es el mayor componente o
beneficiaria del agua usada, pero no es el principal objetivo del agua aplicada.
La evaporación de la superficie del suelo durante la temporada de riego usualmente no
afecta el contenido de humedad del suelo por debajo de las primeras 3-4 pulgadas (8-10
cm.).
La superficie del suelo húmedo y de las plantas tiene más evaporación que la superficie de
suelos secos. Entre más seco sea un suelo (acercándose hacia PMP), más lenta es la tasa de
transpiración, ya que el agua es fuertemente retenida por el suelo (potencial mátrico y
osmótico más negativo) que en suelos menos secos o húmedos (acercándose hacia CC).
Aproximadamente el 70-80% del agua disponible en un suelo arenoso debe ser consumida
antes de que la planta comience a reducir su tasa de transpiración (estrés hídrico). La
reducción en la transpiración puede comenzar cuando solo el 30% del agua disponible sea
consumido en un suelo arcilloso. No obstante, 30% del agua de un suelo arcilloso
representa generalmente más milímetros de lámina de agua que el 70% de la arena.
Cuando una planta está estresada por agua, las células guarda de los estomas se cierran
como una medida de protección contra la pérdida de agua; declinando también el desarrollo
vegetativo debido a la reducción del flujo del CO2 por los estomas, y este gas es necesario
para la fotosíntesis.
Los períodos críticos en los cuales las plantas tienen mayores necesidades de agua y por lo
tanto son más susceptibles al estrés hídrico, suelen coincidir con periodos de: rápido
crecimiento, floración, y formación de frutos y semillas.
Para algunos cultivos es deseable estresar la planta y reducir la transpiración en
determinados estados de desarrollo, como en el tomare industrial antes de cosecha
buscando incrementar el contenido de sólidos solubles.
Altas tasas de transpiración no son malas si estas aumentan el desarrollo; el propósito
central del riego es incrementar la transpiración y los rendimientos. Riegos más frecuentes
resultan en altas tasas de evapotranspiración.
2.- SISTEMAS DE RIEGO
Básicamente existen dos tipos de riego:
1) Riegos de baja frecuencia y alto caudal, en los que generalmente se moja toda la
superficie del suelo teles como los de inundación, agua rodada y los de asperción.
2) Riegos de alta frecuencia y bajo caudal, en los que se incluyen todos los riegos
localizados, que en general no humedecen más que una parte de la superficie.
2.1.- RIEGO RODADO O DE PIE
En este tipo de riego se pretende que el suelo almacene el agua necesaria para el cultivo
durante el mayor tiempo posible. Normalmente se repite el riego una vez que es consumida
el 50% del agua disponible o agua útil (AU) en la zona radicular. Esto se puede determinar
mediante tensiómetros, los cuales serían más eficientes en suelos arenosos y francos,
perdiendo efectividad en suelos arcillosos o de textura fina ya que el valor de tensión
cuando se alcanza el consumo del 50% del AU son muy altos, fuera del rango del
tensiómetro que va de 0-80 centibares.
La uniformidad de riego es bastante baja, incluso por debajo del 50% dependiendo de la
nivelación del terreno, textura del suelo y otros factores.
2.2.- RIEGO POR GOTEO (RLAF)
Este sistema de riego se le conoce también como Riego Localizado de Alta Frecuencia
(RLAF) ya que permiten mantener una zona delimitada del suelo a disposición de las
raíces, además de un grado satisfactorio de humedad. Se trata realmente de un sistema de
precisión para suministrar a los cultivos el agua muy ajustada a las necesidades reales. La
uniformidad del riego, aunque varía según la textura del terreno, es muy alta alcanzando
niveles cercanos al 100%.
Tabla 2.1.- Valores de Eficiencia de la Aplicación (Ea) del riego en sistemas de riego
por goteo, relacionado con la textura (valores en climas áridos)
Profundidad
de las raíces
(m)
TEXTURA
Muy porosa
(grava)
Arenosa Media Fina
< 0.75 0.85 0.90 0.95 0.95
0.75-1.50 0.90 0.90 0.95 1.00
> 1.50 0.95 0.95 1.00 1.00
Tabla 2.2.- Valores de Eficiencia de la Aplicación (Ea) del riego en sistemas de riego
por goteo, relacionado con la textura (valores en climas húmedos)
Profundidad
de las raíces
(m)
TEXTURA
Muy porosa
(grava)
Arenosa Media Fina
< 0.75 0.65 0.75 0.85 0.90
0.75-1.50 0.75 0.80 0.90 0.95
> 1.50 0.80 0.90 0.95 1.00
En el riego por goteo se busca mantener la humedad del suelo en la zona radicular en
capacidad de campo, lo cual sería la tensión de humedad y la aireación de la raíz en estado
óptimo. Generalmente los riegos se programan cuando se consume no más de un 20-40%
del agua útil.
3.- CALCULO DE LOS REQUERIMIENTOS HIDRICOS DEL CULTIVO
Como se mencionó anteriormente, las necesidades de agua de los cultivos están
determinadas por la evapotranspiración (ET).
3.1.- CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACION
La evapotranspiración se puede medir por métodos directos pero de poca aplicación en
campo, o se puede medir por medio de datos climáticos, algunos fáciles de obtener y que
permiten estimar las necesidades de agua a nivel regional.
Uno de los más conocidos de estos métodos, y recomendado por la FAO, es el método de
Penman-Monteith:
Donde:
ETo = Evapotrenspiración de referencia [mm. día-1],
Rn radiación neta en la superficie de cultivo [MJ m-2 día-1], G densidad de flujo de calor del suelo [MJ m-2 día-1], T temperatura media diaria del aire a 2 m de altura [°C], u2 velocidad del aire a 2m de altura [m s-1], es presión de vapor en saturación [kPa], ea presión de vapor actual [kPa], es - ea déficit de presión de vapor [kPa],
tangente de la curva de presión de vapor [kPa °C-1],
constante psycrométrica [kPa °C-1].
La FAO expresa estas necesidades de los cultivos como la altura de agua necesaria para
compensar las pérdidas de agua que se producen por evapotranspiración en un cultivo sin
limitaciones de agua, fertilización o cualquier otro factor controlable. A esta necesidad de
agua se le denomina Evapotranspiración del cultivo (ETc).
ETc = Kc x ETo
Donde Kc es el coeficiente específico del cultivo, el cual depende del ciclo vegetativo del
cultivo y de su fenología, así como del clima específico local, y de las aportaciones de agua
por lluvia o riegos. Existen diferencias notables entre los coeficientes de diferentes cultivos,
e incluso entre variedades de una misma especie. Las condiciones específicas de la
explotación agrícola (densidad de población, orientación de los surcos, altura, etc.), pueden
influir también la evapotranspiración real y por tanto afectar el coeficiente Kc.
Otra alternativa es la utilización de un Evaporímetro Clase A, donde se mide la
evaporación de la lámina de agua, que de algún modo integra los efectos de los diferentes
parámetros climáticos de la zona de ubicación: radiación solar, viento, temperatura,
humedad relativa, etc. La ETo se obtiene aplicando a la evaporación medida en el tanque
Eo un coeficiente que depende de las características del tanque, su ubicación, etc. Kp.
ETo = Kp x Eo
ETc = Kc x Kp x Eo
Un método más simple aunque menos preciso, pero muy útil cuando no se tienen datos de
evaporímetro, es el método Blaney-Criddle, el cual es un método teórico para calcular ETo
el cual usa tan solo datos de temperatura. No es un método muy exacto, sobre todo en
condiciones climáticas extremas, y tiende a sobreestimar ETo en climas nublados, húmedos
y con viento calmo; y lo subestima en climas soleados,secos y ventosos.
Eñ método Blaney-Criddle calcula ETo mediante la siguiente fórmula:
ETo = p(0.46 Tmed + 8)
Donde:
ETo = Evapotranspiración de referencia (mm/día) como un promedio para un período que
suele variar de 10 días a un mes.
Tmed = Temperatura media diaria durante el mismo período.
p = media diaria del porcentaje anual de horas luz.
La temperatura media diaria se obtiene de los datos de temperatura máxima y mínima diaria
de la siguiente manera:
Tmax = sumatoria de los valores de Tmax durante el período / número de días del período.
Tmin = sumatoria de los valores de Tmin durante el período / número de días del período.
Tmed = (Tmax + Tmin) / 2.
Para determinar el valor de p, es necesario conocer la latitud aproximada del área, el estado
de Sinaloa se encuentra entre las latitudes 22° y 27° N, en los casos específicos de los
valles de Culiacán, Guasave y Mochis, se encuentran en la latitud 25°N.
El valor de p para estas latitudes lo encontramos en la siguiente tabla:
Tabla 3.1.1.- Valores de p para las latitudes que se aproximan al estado de Sinaloa
(fuente FAO). Lat
N
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
30 0.24 0.25 0.27 0.29 0.31 0.32 0.31 0.30 0.28 0.26 0.24 0.23
25 0.24 0.26 0.27 0.29 0.30 0.31 0.31 0.29 0.28 0.26 0.25 0.24
20 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.30 0.29 0.28 0.26 0.25 0.25
Para calcular la ETo la FAO dispone de un programa llamado CROPWAT, el cual se puede
obtener en la siguiente dirección web:
www.fao.org/ag/AGL/aglw/tools.stm
www.fao.org/ag/AGL/aglw/cropwat.stm
Tabla 3.1.2.- Coeficientes Kc para diferentes cultivos en sus diferentes estados de
desarrollo (fuente FAO).
Cultivo Inicial Desarrollo Mediados
de ciclo
Finales
de ciclo
Cosecha Total
ciclo de
cultivo
Tomate Días 35 45 70 30 180
Kc 0.4-0.5 0.7-0.8 1.05-1.25 0.8-0.95 0.6-0.65 0.75-0.9
Chile Días 30 40 110 30 210
Kc 0.3-0.4 0.6-0.75 0.95-1.1 0.85-1.0 0.8-0.9 0.7-0-8
Maíz
dulce
Días 25 40 40 35 135
Kc 0.3-0.5 0.7-0.9 1.05-1.2 1.0-1.15 0.95-1.1 0.8-0.95
Pepino Días 30 15 70 5 120
Kc 0.92 1.43 1.54 0.59 1.33
Berenjena Días 30 20 130 30 210
Kc 0.35 0.67 0.95 0.8 0.8
La cifra de la izquierda representa Kc en climas húmedos.
3.2.- COEFICIENTES DE EFICIENCIA O UNIFORMIDAD DEL RIEGO
Al margen de los cálculos anteriores, debe tenerse en cuenta la eficiencia del riego, que
naturalmente dependen del sistema de riego seleccionado (ver tablas 2.1 y 2.2).
3.3 NECESIDADES DE LAVADO
En los sistemas de riego localizado, donde se apliquen técnicas de fertirrigación, es
necesario aplicar una fracción de lavado (LR), para evitar acumulación de sales en la zona
de la raíz, y principalmente cuando se riega con aguas de alto contenido de sales. La
fracción de lavado se calcula mediante la siguiente ecuación:
LR = CEi / 2CEe
Donde: CEi = conductividad eléctrica del agua de riego o de la solución nutritiva, CEe = a
la conductividad eléctrica objetivo u óptima para el cultivo en el extracto saturado, y LR =
la fracción porcentual del volumen de riego.
En condiciones normales con aguas de buena calidad, se considera siempre una fracción de
lavado equivalente al 8-10% de las necesidades de riego.
3.4.- CALCULO DE LAS NECESIDADES DE RIEGO
Las necesidades de riego (NR) se obtienen mediante la siguiente ecuación:
NR = ETc (1+LR) / UA
4.- EL TENSIOMETRO
El tensiómetro es un aparato que nos permite medir el potencial mátrico del suelo por
medio de la tensión, es decir de la resistencia del suelo a que las raíces absorban agua y al
movimiento de esta en el perfil de suelo.
Un tensiómetro consiste básicamente de 1) una copa de cerámica porosa, que regula el paso
de agua de adentro hacia fuera, y de afuera hacia adentro del tensiómetro, permitiendo el
equilibrio con la tensión del suelo; 2) un tubo que sirve de reservorio de agua para el
funcionamiento del tensiómetro; 3) una tapa hermética que sella la unidad asegurando que
la tensión se mantenga dentro del tensiómetro; y 4) un vacuómetro que permite leer la
tensión.
4.1.- TEORIA DE LA OPERACIÓN
El agua es retenida en el suelo dentro de los espacios porosos entre las partículas de suelo
por las fuerzas de adhesión y cohesión anteriormente descritas, y se mueve por capilaridad
por los espacios porosos interconectados. Cuando la humedad del suelo es removida por las
raíces o por evaporación, se consume primero el agua del centro de los poros, que es la más
alejada de las partículas de suelo y por ende la retenida con menor fuerza por lo que pude
ser removida con menor gasto de energía. Conforme esta humedad es removida, el agua
remanente es retenida con mayor fuerza, y la tensión del suelo se incrementa.
4.2.- INSTALACION Y MANTENIMIENTO
Previo a su instalación en el suelo, el tensiómtro debe ser preparado:
1) Llenado del tensiómetro:
El tensiómetro debe ser llenado con agua, de preferencia hervida hasta que no haga
burbujas para asegurarse que el agua no tenga aire disuelto, y asegurarse que todo el
aire sea removido del tubo. Durante este proceso la copa de cerámica debrá permanecer
sumergida en un recipiente con agua. Llenar el tubo hasta el tope de tal manera que el
tapón hermético desplace su volumen de agua al ser colocado.
2) Prueba del vacuómetro:
Para asegurarse que el vacuómetro funciona, sacar la copa de cerámica del agua, en
cuanto el agua de la superficie de la copa comience a evaporarse provocará un
incremento de la tensión dentro del aparato y por lo tanto la aguja del vacuómetro se
moverá. Esto toma tan solo 5 minutos o menos por lo que si el vacuómetro no responde,
el tensiómetro deberá chocarse por entradas de aire, principalmente en el ponto de
unión del tubo y el vavuómetro, el tapón hermético y en algunos modelos en la unión
del tubo y la cerámica. La aguja del vacuómetro deberá regresar a su posición original
una vez que la copa de cerámica sea sumergida al recipiente de agua de nuevo.
4.2.1.- INSTALACION
LOCALIZACION DE LAS ESTACIONES
El número y localización de las estaciones de monitoreo dependerá de la profundidad del
sistema radicular del cultivo, la variabilidad del suelo, la naturaleza de la topografía y el
sistema de riego.
En términos generales, en suelos homogéneos y de topografía uniforme es necesario
instalar por lo menos una estación por cada unidad de riego, que sea representativa del resto
de la unidad; en el caso de unidades de riego extensas o grandes, puede ser conveniente
instalar al menos dos estaciones. En suelos de naturaleza variables se deberá instalar una
estación por cada zona donde se detecten cambios en la textura o estructura del suelo de
cada unidad de riego. En suelos de topografía poco uniforme, será necesario establecer por
lo menos dos estaciones, una en la zona alta y otra en la zona baja de cada unidad de riego.
En el caso de ocupar más de una estación por unidad de riego, el criterio para la toma de
decisión del riego será ya sea el promedio de todas las estaciones o la lectura en el área más
limitante.
El número de tensiómetros que se instalen en cada estación dependerá de la profundidad
efectiva del sistema radicular del cultivo en cuestión. En cultivos de raíces poco profundas
(ej. Crucíferas) un solo tensiómetro es suficiente, colocando la copa cerámica a una
profundidad equivalente a tres cuartas partes de la profundidad efectiva de la raíz
(profundidad donde se da la mayor absorción de agua y nutrientes). El tensiómetro deberá
ser movido en profundidad durante la temporada de cultivo conforme se desarrollan las
raíces del cultivo.
En cultivos de raíces intermedias y profundas (Ej. Tomate, chile y maíz dulce) es necesario
el uso de dos tensiómetros por estación. El tensiómetro superficial será instalado a una
profundidad equivalente a una cuarta parte de la profundidad efectiva de las raíces. El
tensiómetro profundo será instalado a una profundidad equivalente a tres cuartas partes de
la profundidad efectiva de las raíces.
Cuando el tensiómetro superficial indica una fuerte tensión del suelo, el riego debe
iniciarse, y se continuará hasta que la lectura del tensiómetro profundo indique que el agua
aplicada en el riego, haya penetrado a la profundidad necesaria para rehumedecer toda la
zona radicular activa.
En cultivos bajo régimen de riego rodado, las estaciones deben de colocarse a dos terceras
partes del inicio del riego hacia el final del riego, sobre la hilera de plantas y a 10 cm. de
una planta sana y de desarrollo representativo de la unidad de riego.
Fig. 4.1.- Instalación de los tensiómetros a diferentes profundidades.
En cultivos bajo riego por goteo, los tensiómetros deberán colocarse a 10cm del emisor
(gotero) y a 10cm de una planta sana con desarrollo representativo de la unidad de riego.
INSTALACION
El tensiómetro pueden ser un instrumento muy útil para la programación del riego solo si es
propiamente instalado, en general, una instalación adecuada requiere que la copa de
cerámica mantenga un excelente contacto hidráulico con el suelo que la rodea de tal manera
que el agua pueda salir y entrar a el tan eficientemente como sea posible.
El método más común de instalación, es hacer un hoyo en el suelo con un barreno de 22
mm de diámetro (0.87 pulg.) a la profundidad requerida, posteriormente se humedece el
hoyo y se empuja el tensiómetro hasta que la copa cerámica haga un contacto íntimo con el
suelo. Hay que asegurarse que no queden cavidades de aire que afecten el funcionamiento
del tensiómetro.
Otro método es hacer un hoyo superior a las dimensiones del tensiómetro con una pala, a
una profundidad tres centímetros menor que la requerida, retirar del fondo del hoyo las
partículas de grava que puedan afectar el contacto de la cerámica con el suelo, aflojar el
suelo de la parte inferior del hoyo a unos tres centímetros de profundidad y adicionar agua
para formar una pasta, introducir la cerámica en la pasta y adicionar el suelo extraído
eliminando previamente las gravas, compactando poco a poco para asegurarse que se
recupere la densidad previa al disturbio del suelo. De esta manera se asegura un buen
contacto de la cerámica con el suelo.
El vacuómetro deberá quedar a ras de suelo, de lo contrario deberá aplicarse una corrección
a la lectura equivalente a la presión ejercida por la columna de agua por encima de la
superficie del suelo.
Una columna de agua de 10cm ejerce una presión de aproximadamente 1cbar, por lo que
por cada centímetro de altura es ejercida una presión de 0.1cbar, de tal manera que el ajuste
se hace multiplicando la altura en cm. por 0.1 cbar., restando el resultado a la lectura del
vacuómetro.
OPERACIÓN
El tensiómetro debe leerse periódicamente para determinar las condiciones de humedad en
el suelo y examinar el desempeño del uso del agua por el cultivo. Las frecuencias de las
lecturas dependen de las características de retención de agua del suelo, las características de
uso del agua del cultivo y la demanda evapotranspirativa. Deben ser lo suficientemente
frecuentes para detectar los patrones del uso del agua, estableciendo el punto donde el agua
comienza a ser limitante y el riego necesario, y predecir el uso del agua y anticiparse al
momento en que el próximo riego sea requerido.
Se recomienda que las lecturas sean temprano por la mañana, incluso al amanecer, antes de
que la planta entre completamente en actividad, y que las lecturas sean tomadas siempre a
la misma hora para que sean comparables.
Las lecturas de tensiómetro deberán registrarse en una bitácora, junto con el registro de los
riegos y lluvias para tener una mejor idea del patrón de uso del agua del cultivo.
INTERPRETACION DE LA LECTURA
En términos generales, lecturas de 0-4 cbares. indican suelo saturado, lecturas continuas por
debajo de 10 cbares. indican que el cultivo se encuentra sobre regado, con peligro de
perdida de raíces por asfixia.
Cuando el tensiómetro lee 10-20 cbares., indica que hay amplia disponibilidad de agua
fácilmente disponible para la planta y el contenido de aire en el suelo es adecuado para
permitir una buena aireación. Este rango generalmente se refiera a la capacidad de campo
del suelo. Cuando el tensiómetro indica 10-20 cbares., se debe descontinuar el riego para
prevenir pérdidas por percolación y lavado de nutrientes.
Lecturas de tensiómetro entre 30-80 cbares., son el rango usual para iniciar el riego,
excepto en riego por goteo donde el suelo es generalmente mantenido en capacidad de
campo.
El rango de efectividad del tensiómetro va desde 0-80 cbares., lecturas por encima de 80
cbares., pueden provocar la entrada de aire al instrumento, con las posteriores fallas en las
lecturas.
Cuando se utilizan estaciones con dos tensiómetros a diferentes profundidades para un
apropiado manejo del agua, es necesario saber cual tensiómetro leer. Cuando el cultivo es
joven solamente el tensiómetro superficial mostrará un incremento importante en la tensión
conforme se seca el suelo. El tensiómetro a profundidad no muestra incrementos en la
tensión porque las raíces no han penetrado lo suficiente para absorber agua en esa
profundidad. En estos casos el tensiómetro superficial indica el momento del riego.
Conforme el cultivo se desarrolla y las raíces crecen a profundidad, el tensiómetro profundo
comenzará a mostrar consumo de agua. Cuando esto sucede se toma una lectura promedio
de los dos tensiómetros y se compara con el nivel determinado para inicio del riego.
Tabla 4.1.- Interpretación de las lecturas de tensiómetro
LECTURA
Centibares
ESTADO EXPLICACION / ACCION
0 Saturado Estado de saturación para cualquier tipo de suelo, si la lectura persiste
indica problemas de drenaje fuertes y aireación pobre; o al posible
rompimiento de la columna de agua en el tubo con perdida de la
lectura.
5-10 Exceso Exceso de humedad para el desarrollo de la planta, es indicador de que
el drenaje continúa; si la lectura es persistente indica drenaje pobre.
10-20 Capacidad de
Campo
Indica capacidad de campo para la mayoría de los suelos, aportaciones
extra de agua se perderán por percolación con el consiguiente lavado de
nutrientes. Suelos arenosos con baja capacidad de retención de agua, se
inicia el riego entre los 15-20 cbars. cuando los ocupan cultivos
sensibles al estrés hídrico.
20-30 Rango de inicio
del riego
Buen nivel de agua disponible y aireación en suelos de textura fina y
media, no se requiere riego. En suelos arenosos indica el rango de
inicio del riego.
30-40 Indica el riego para suelos de arena fina, y para la mayoría de los suelos
bajo régimen de riego por goteo.
40-60 Indica el inicio del riego para la mayoría de los suelos. Suelos francos
inician entre 40-50 cbars.; mientras que suelos arcillosos generalmente
inician entre 50-60 cbars. La decisión sin embargo será influenciada por
el estado de desarrollo del cultivo.
70 Seco Inicia el rango de estrés, pero es probable que aún no sufra daño el
cultivo. Suelos arcillosos aún contienen agua disponible pero no en
niveles para un desarrollo máximo.
80 Rango máximo para la efectividad del tensiómetro. Lecturas mayores
son posibles pero la columna de agua del aparato puede romper entre
los 80-85 cbars, dependiendo de la altura del instrumento con repecto al
nivel del mar. A mayor altitud, menor la lectura en que se rompe la
columna de agua.
Ejemplo 1.- Cultivo de maíz en un estado intermedio de desarrollo y la estación de
tensiómetros cuenta con dos instrumentos. El nivel deseado para iniciar el riego es de 60
cbares. Se encontraron las siguientes lecturas de tensiómetro:
Día 1 Día 2
Tensiómetro 12” 35 cbar. 80 cbar.
Tensiómetro 24” 12 cbar. 25 cbar.
La lectura del tensiómetro superficial es claramente mayor de 60 cbars., pero el tensiómetro
profundo muestra consumo de agua en esas profundidades. Como regla, si la lectura del
tensiómetro profundo se incrementa más de 10 cbars., se obtiene el promedio de las lecturas
de ambos tensiómetros para determinar la necesidad del riego. En este caso el incremento
del tensiómetro profundo fue de 13 cbars. El promedio de lecturas es (80+25)/2 = 53 cbars.
El riego no es necesario porque la lectura compuesta continúa por debajo de 60 cbars.
Ejemplo 2.- Cultivo de cacahuate en estado de desarrollo temprano o joven y la estación de
tensiómetros cuenta con dos instrumentos. El nivel deseado para inicio de riego es de 70
cbars. Se obtuvieron las siguientes lecturas:
Día 1 Día 2
Tensiómetro 12” 35 cbars. 80 cbars.
Tensiómetro 24” 10 cbars. 12 cbars.
En este caso el tensiómetro profundo no registra un incremento fuerte en la lectura,
indicando que no hay consumo de agua en ese nivel. La lectura de 80 cbars. debe tomarse
solamente y el riego deberá recomendarse.
Tabla 4.2.- Contenido mínimo de humedad preferido para los cultivos de interés,
expresado en tensión y por ciento de abatimiento del agua útil, profundidad de la raíz
y profundidad radicular efectiva en sistemas de riego por goteo.
CULTIVVO HUMEDAD DEL SUELO
MINIMA PREFERIDA
RANGO DE
PROFUNDIDAD
DE LA RAIZ
(cm.)
PROF.
EFECTIVA
EN RLAF
(cm.) TENSION
cbar.
%AAU
CHILES 45 50 30-60 45
TOMATE 45 50 30-60 45
PEPINO 45 50 30-60 45
BERENJENA 45 50 30-60 45
MAIZ DULCE 45 50 60-100 60
Tabla 4.3.- Tabla de problemas y soluciones.
PROBLEMA CAUSA PROBABLE SOLUCION
El tensiómetro siempre
marca cero.
Si no se tiene una situación
de suelo saturado por riego
pesado , lluvia fuerte o
drenaje muy pobre;
1) Et tensiómetro no
tiene agua o perdió la
succión por un nivel
bajo de agua.
2) El vacuómetro no
sirve.
3) Entra aire en alguna
conexión.
1) Rellene el
tensiómetro con
agua.
2) Remplace el
vacuómetro.
3) Cheque el ensalmado
en general incluyendo
la copa de cerámica y
los empaques.
El tensiómetro
aparentemente no mide
correctamente la humedad
del suelo.
1) Contacto pobre entre
la cerámica u la
solución de suelo que
la rodea.
2) El vacuómetro no
sirve.
1) Reinstalar
correctamente.
2) Checar y/o
reemplazar el
vacuómetro.
PROBLEMA CAUSA PROBABLE SOLUCION
El tensiómetro necesita
frecuentemente ser llenado
con agua.
La cerámica o la tapa están
rotas.
Remplace la cerámica o la
tapa.
El tensiómetro responde
demasiado despacio al riego.
El agua se infiltra lentamente
entre la cerámica y el suelo.
1) La cerámica esta
obstruida por sales o
algas.
2) El vacuómetro está
pegado por daño
mnor.
1) Limpie o reemplace
la cerámica.
2) Pruebe el vacuómetro
y reemplacelo si falla.
5.- PROGRAMACION DEL RIEGO CON TENSIOMETROS
La programación del riego efectiva nos permite el uso más eficiente del agua y la energía,
aplicando la cantidad correcta de agua al cultivo y en el momento adecuado.
Es la estrategia del uso del manejo del agua para prevenir sobre-riego, minimizar pérdidas
de rendimiento por sub-dosificación del riego o estrés hídrico. Permite una mayor
eficiencia en la fertilización, previniendo el lavado de nutrientes. Una óptima programación
del riego maximiza utilidades.
La programación del riego requiere conocimiento de:
1) El suelo.
2) El estado suelo-agua.
3) El cultivo.
4) Los estados de estrés del cultivo.
5) El potencial de reducción de rendimiento si el cultivo entra en una condición de
estrés.
5.1 DETERMINACION DEL TAMAÑO DEL BULBO
El tamaño del bulbo depende básicamente de cuatro factores:
1) La capacidad de desarrollo radicular medido como la profundidad efectiva de las
raíces.
2) El porcentaje de superficie mojada, que en los riegos por goteo suele manejarse
entre el 30-40%.
3) Las características físicas e hídricas del suelo, principalmente textura y
conductividad hidráulica.
4) El caudal del emisor, distancia entre emisores y tiempo de riego.
Las dos primeras definen básicamente las necesidades de tamaño del bulbo, y las restantes
definirán realmente las dimensiones del bulbo en la práctica.
Si definimos el volumen de suelo mojado utilizando el porcentaje de superficie mojada, que
determinará el ancho de la banda húmeda, y la profundidad efectiva de las raíces del cultivo
dado, podemos calcular el ancho de la banda húmeda mediante la fórmula aproximada de
Schuartzman y Zur:
a = 1.7z0.8
(q/Ks)0.2
Donde:
a = Ancho de la franja húmeda (cm.).
z = Profundidad radicular (cm.).
q = Caudal de descarga de la cintilla o manguera (cm3/h/cm.).
Ks = Conductividad hidráulica a saturación (cm/h)
5.2.- DETERMINACION DE LA DOSIS DE RIEGO Y FRECUENCIA DE RIEGO
La dosis de riego dependerá del porcentaje de agua útil que se desea que se consuma (% de
Abatimiento de AU o PAAU) antes de reponer la humedad del bulbo a capacidad de
campo. Generalmente en riego por goteo se manejan porcentajes de abatimiento del agua
útil de entre 20-40%, mientras que en riegos de superficie se maneja un 30-50%,
dependiendo del cultivo, la tolerancia de este al estrés hídrico, y su estado de desarrollo.
Hay que recordar que en los diferentes estados fenológicos del cultivo tiene mayor o menor
sensibilidad al estrés hídrico, el cual si se presenta en ese período crítico puede ocasionar
pérdidas significativas en la producción.
Tabla 5.1.- Períodos críticos de humedad de los diferentes cultivos.
CULTIVO EDO. FENOLOGICO SUSEPTIBLE A ESTRÉS HIDRICO
CHILES Floración, cuajado y engorde fe frutos.
TOMATE PARA
PROCESO
Desde cuajado del primer set y llenado de frutos hasta 4-5
semanas antes de cosecha.
TOMATE Cuajado y engorde de frutos.
PEPINO Floración, cuajado y engorde de frutos.
BERENJENA Floración, cuajado y engorde de frutos.
MAIZ DULCE Inicio de espiga hasta llenado de grano.
Lo anterior permite manejar estrategias de riego utilizando diferentes porcentajes de
abatimiento del agua útil según el estado fenológico del cultivo. Por ejemplo, en las etapas
tempranas del cultivo, manejar PAAU mayores, puede servir de estímulo para que las
raíces exploren más volumen de suelo consiguiendo raíces más profundas y abundantes.
Esto suele ser útil para contingencias donde por diversas causas no se pueda dar el riego en
tiempo y forma, la reserva de humedad será más amplia comprendiendo casi la totalidad del
bulbo húmedo. Hay que recordar que los sistemas de riego por goteo y con mayor razón
donde se manejan técnicas de fertirrigación, los nutrientes tienden a concentrarse en la
superficie por lo que las plantas tienden a desarrollar raíces más superficiales que con otros
sistemas de riego.
La dosis de riego estará dada por el volumen que represente el porcentaje de agua útil que
se desee consumir (PAAU), más las necesidades de lavado RL (8-10% si no hay problemas
de sales), ajustados con el coeficiente de uniformidad del riego UA:
DR = (AU x PAAU)(1 + RL) / UA
Continuando con el ejemplo del cultivo de tomate; el AU en un suelo arcilloso (Tabla
1.2.1) a una profundidad efectiva de la raíz de 45 cm, es 160mm/m x 0.45m = 72mm. Si
consideramos que la tensión máxima recomendada para tomates en RLAF es de 45 cbares
(Tabla 4.2), y que ello representa en un suelo arcilloso un abatimiento del agua útil del 12%
(Fig.1.2.1 ). PAAU = 12% y una eficiencia de la aplicación del 90% (Tabla 2.2). La dosis
de riego DR requerida será de:
DR = (72mm x 0.12)(1+ 0.10) / 0.90 = 10.56mm = 0.01056m
Como se contempló humedecer solo el 30% de la superficie, esto es 3000m2/ha, la dosis de
riego es igual a 3000m2 x 0.01056m = 31.68 m3.
Si tenemos cintilla o manguera con goteros de 1 lt/h cada 30 cm., en 100m de cama
tenemos 100/0.30 = 333.33 goteros/cama de 100m de largo. Tenemos 100m/1.8m = 55.55
camas/ha, esto nos da un total de 333.33 x 55.55 = 18,516 goteros/ha x 1 lt/h = 18,516
lt/ha/h = 18.516 m3/ha/hr. que representa el caudal de diseño del sistema (Qsis).
Para determinar el tiempo de riego (T), se divide la dosis de riego por el caudal de diseño
del sistema:
T = DR/Qsis
Donde: T = horas de riego, DR = dosis de riego (m3/ha), y Qsis = caudal de diseño del
sistema (m3/ha/h).
Continuando con el ejemplo: T = 31.68m3/18.516m3/ha/h = 1.71h = 1:43’.
Esto quiere decir que con un abatimiento del 12% de agua útil, será necesario regar1 hora
43 min. para regresar la humedad del suelo a capacidad de campo en el volumen de suelo
comprendido por el 30% de la superficie a una profundidad efectiva de las raíces de 45 cm.
Para determinar la frecuencia, se divide la dosis de riego (mm.) entre la ETc para
determinar en cuanto tiempo se vuelve a regar o intervalo entre riegos (I):
I = DR / ETc
Donde I = intervalo entre riegos en días, DR = dosis de riego en mm., y ETc =
evapotranspiración promedio diaria en mm.
Como se había comentado, los tensiómetros toman en cuenta estos factores por lo que no
hay realmente una necesidad de calcular ETc.
De acuerdo a las características hídricas del suelo (ver Fig. 1.2.1 o tabla anexa en el
apéndice), se puede relacionar el PAAU con el potencial mátrico dando una medida de
tensión, de tal manera que cada vez que el tensiómetro alcance esa medida se aplica la dosis
de riego calculada para regresar el contenido de humedad del bulbo a CC.
Si no se quiere depender de las gráficas, se puede consultar el sistema SPAW, o realizar en
su suelo la curva de calibración, donde se comparan diversas lecturas de tensiómetro con el
contenido de humedad determinado en laboratorio, y su respectivo análisis de regresión
para obtener la gráfica.
Regresando a nuestro ejemplo, un suelo arcillo arenoso la Fig. 1.1.1 nos muestra una
lectura de tensión de 45 cbar para un consumo de agua del 12% de AU.
Esto quiere decir que una lectura de 45 cbares en el tensiómetro indicara el momento de
iniciar el riego (frecuencia de riego)
Ya que CC representa la proporción ideal entre agua fácilmente disponible para la planta y
aireación para las raíces, con riego por goteo, no reviste ningún riesgo trabajar con PAAU
bastante bajo y por ende tensiones bajas.
En términos generales, en sistemas de riego por goteo se recomienda trabajar con tensiones
entre 20-40 cbares. para iniciar los riegos. Por eso es de suma importancia dimensionar y
dosificar correctamente los mismos para no sobre regar el cultivo.
5.3.- RIEGO A PULSOS
Como vimos anteriormente, las necesidades de caudal del emisor es de 372cc/h y contamos
con emisores de 1000cc/h, por lo que se plantean problemas de escurrimiento.
Para evitar pérdidas de agua por escurrimiento se recomienda regar a pulsos, esto es
fraccionar el riego total en riegos más cortos calculando los tiempos de tal manera que el
agua aplicada no supere la capacidad de infiltración del suelo.
Esto se consigue mediante la fórmula:
P = P’[Ta/(Ta+T)]
Donde:
P = Pluviometría deseada (dada por la capacidad de infiltración del suelo o por el caudal
del emisor requerido en cc/h o L/h).
P’ = Caudal del emisor (cc/h o L/h).
Ta = Tiempo de riego o pulso (min).
T = Tiempo ente riegos o pulsos (min).
Si disponemos de un emisor de P’=1L/h y deseamos obtener una pluviometría P=
0.372cc/h, necesitamos calcular Ta y T. Aplicando la ecuación anterior:
Ta = P/p’ x (Ta+T)
Si se impone la condición de que Ta+T = 60 min. Se obtiene:
Ta = (0.372/1)(60)= 22.32 min.
Esto es que se regarán 22.32 min de cada hora, es decir una proporción 22.32/60 = 1/2.668,
que se puede redondear 1/3; es decir el riego total (103 min) se parte en tres pulsos de
35min.
5.4.- DETERMINACION DEL PORCIENTO DE ABATIMIENTO DEL AGUA
UTIL
Aunque teóricamente el agua está disponible hasta el punto de marchites permanente
(PMP), la absorción del agua se reduce antes de que se alcance el PMP. Cuando el suelo
está suficientemente húmedo, suple las necesidades de agua de la planta con la suficiente
rapidez que demanda la evpotranspiración del cultivo (ETc).
Conforme la humedad del suelo decrece, el agua es retenida con mayor fuerza por la matriz
del suelo y es más difícil de extraer. Cuando el contenido de humedad del suelo llega por
debajo de cierto umbral, el agua de suelo no puede ser transportada con suficiente rapidez a
través de la raíz para cumplir la demanda por evapotranspiración y el cultivo comienza a
sufrir estrés. La fracción del agua útil (AU) que el cultivo puede extraer de la zona de las
raíces sin padecer estrés hídrico, es el agua fácilmente disponible (AFD) que en términos de
riego es equivalente al porcentaje de abatimiento de agua útil máximo.
El agua fácilmente disponible se determina mediante la siguiente fórmula:
AFD = p x AU
Donde:
AFD = a la cantidad de agua fácilmente disponible.
p = la fracción promedio de AU que puede ser consumida de la zona de las raíces, antes de
que se presente estrés hídrico.
AU = a la cantidad total de agua útil en la zona de las raíces.
Los valores de “p” varían de un cultivo a otro y a la tasa de evapotranspiración, El factor
“p” normalmente varía de 0.3 para cultivos de raíces poco profundas en altas tasas de ET
(>8mm/día) a 0.7 para cultivos de raíces profundas en bajas tasas de ET (<3mm/día). La
tabla 5.4.1 nos muestra los diferentes valores de “p” para los cultivos de interés en
diferentes tasas de ET.
La fracción “p” está en función del poder de evaporación de la atmósfera. Con tasas bajas
de ETc los valores de “p” son altos, en condiciones de clima caliente y seco, donde las tasas
de ETc son altas, los valores de “p” decrecen a niveles tan bajos que el suelo continua
relativamente húmedo cuando comienza a ocurrir el estrés hídrico. Se considera que la
planta sufre estrés hídrico cuando bajo las mismas condiciones climáticas su tasa de ETc
real comienza a decrecer por insuficiencia en el suministro de agua.
Tabla 5.4.1.- Fracción de abatimiento del agua útil del suelo en la zona de las raíces
para diferentes cultivos con dversas tasas de ETc (mm/día).
ETc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 TOMATE 0.56 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.28 0.24 0.18 0.16 CHILE 0.46 0.42 0.38 0.34 0.30 0.26 0.22 0-18 0.14 0.10 0.06 PEPINO 0.66 0.62 0.58 0.54 0.50 0.46 0.42 0.38 0.34 0.30 0.26 BERENJENA 0.61 0.57 0.53 0.49 0.45 0.41 0.37 0.33 0.29 0.25 0.21 MAIZ
DULCE 0.66 0.62 0.58 0.54 0.50 0.46 0.42 0.38 0.34 0.30 0.26
6.- PARAMETROS PARA LA PROGRAMACION DEL RIEGO CON
TENSIOMETROS EN DIFERENTES CULTIVOS
6.1.- CHILES
El cultivo del chile es considerado como un cultivo sensible al estrés hídrico, por lo que se
recomienda manejar tensiones de máximo 20 cbars.
En sistemas de goteo no suele profundizar mucho su sistema radicular, encontrándose el
75% de sus raíces activas en los primeros 30 cm. del perfil de suelo, por lo que se puede
contemplar dicha profundidad para los cálculos de riego.
Se considera una profundidad de raíces efectiva de 45 cm. (18 pulg.), por lo que se
recomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. de profundidad (6
pulg.) y el profundo a 30 cm. de profundidad (12 pulg.).
6.2.- TOMATE
Al tomate se le considera poco sensible al estrés hídrico, en sistemas de riego por goteo se
considera una profundidad efectiva de las raíces de 45cm.
Responde bien al castigo en ciertas etapas del cultivo.
Se considera una profundidad de raíces efectiva de 45 cm. (18 pulg.), por lo que se
recomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. de profundidad (6
pulg.) y el profundo a 30 cm. de profundidad (12 pulg.).
ETAPA FENOLOGICA TENSION
PARA
RIEGO
(cbar)
COMENTARIOS
De planteo a 1er. Set. 30-40 El tomate termina prácticamente su
desarrollo radicular a la aparición del primer
set, por lo que conviene estimularlo para que
las raíces exploren completamente el bulbo.
1er. Set a cosecha 20-30 Es la etapa crítica de máximo desarrollo y
demanda de agua y nutrientes, es
conveniente darle facilidades y quitarle
gasto de energía en al toma de agua y
nutrientes, además en sistemas de
fertirrigación es cuando la presión osmótica
es importante.
6.3.- TOMATE PARA PROCESO
Al tomate se le considera poco sensible al estrés hídrico, y el tomate para proceso requiere
de un manejo especial en las etapas finales del cultivo para permitir la concentración de
sólidos en el fruto.
En sistemas de riego por goteo se considera una profundidad efectiva de las raíces de 45cm.
Responde bien al castigo en ciertas etapas del cultivo.
Se considera una profundidad de raíces efectiva de 45 cm. (18 pulg.), por lo que se
recomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. de profundidad (6
pulg.) y el profundo a 30 cm. de profundidad (12 pulg.).
ETAPA FENOLOGICA TENSION
PARA
RIEGO
(cbar)
COMENTARIOS
De planteo a 1er. Set. 30-40 El tomate termina prácticamente su
desarrollo radicular a la aparición del primer
set, por lo que conviene estimularlo para que
las raíces exploren completamente el bulbo.
1er. Set a 4 semanas antes
de cosecha
20-30 Es la etapa crítica de máximo desarrollo y
demanda de agua y nutrientes, es
conveniente darle facilidades y quitarle
gasto de energía en al toma de agua y
nutrientes, además en sistemas de
fertirrigación es cuando la presión osmótica
es importante.
4 semanas antes de cosecha 40-50 Se reduce el suministro de agua para
fomentar la concentración de sólidos en
fruto (grados brix).
2 semanas antes de cosecha 1500 Se suspende por completo el suministro de
agua.
6.4.- PEPINO
El pepino tiene un desarrollo rápido y produce gran cantidad de tejido suculento por lo que
requiere un abasto de agua constante. En RLAF no produce raíces muy profundas por lo
que se puede considerar una profundidad de raíz de 30 cm. Para cálculo de la dosis de
riego, se puede manejar la programación del riego con tensiómetros colocados a 15 cm. (6
pulg) de profundidad. Pero se recomiendan las estaciones con dos tensiómetros para mejor
manejo, el superficial colocado a 15 cm. (6 pulg.) y el profundo a 30 cm. (12 pulg.).
El período crítico es en floración, amarre y engorde de fruto, padecer de estrés hídrico en
esta etapa suele ocasionar abortos.
Se recomienda manejar tensiones de entre 20-30 cbares.
6.5.- BERENJENA
Es el cultivo que consume más agua con respecto a los otros, aunque en plantas jóvenes los
requerimientos de agua son muy bajos esto cambia a partir de floración. El período crítico
se presenta en floración , cuajado y engorde de fruto. El estrés en este período puede causar
la presencia de blossom-end root, deformación de los frutos, así como detrimientos en el
tamaño y producción de frutos.
ETAPA FENOLOGICA TENSION
PARA
RIEGO
(cbar)
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De planteo a 5 sem. después
de planteo
30-40 Los requerimientos de agua en esta etapa
son bastante bajos, por lo que conviene
estimularla para que las raíces exploren
completamente el bulbo.
A partir de las 5 semanas 20-30 Es la etapa crítica de máximo desarrollo y
demanda de agua y nutrientes, es
conveniente darle facilidades y quitarle
gasto de energía en al toma de agua y
nutrientes, además en sistemas de
fertirrigación es cuando la presión osmótica
es importante.
5.6.- MAIZ DULCE
De las tres hortalizas es el que produce raíces más profundas, se le considera bastante
tolerante al estrés hídrico sin embargo no es conveniente que lo sufra en su período crítico
que va desde inicio de formación de espiga (hoja bandera) a grano completamente lleno.
En sistemas de riego por goteo se le considera una profundidad efectiva de raíces de 60cm.
Por lo que se recomienda colocar dos tensiómetros por estación, el superficial a 15 cm. de
profundidad (6 pulg.) y el profundo a 45 cm. de profundidad (18 pulg.).
ETAPA FENOLOGICA TENSION DE RIEGO (cbares.)
De siembra a altura de rodilla (12 hojas) 45
12 hojas a cosecha 20-30
REFERENCIAS
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Institute and State University, Virginia Cooperative Extension, Pub. 442-024, 1994.
APENDICE
APENDICE I.- Traducción de términos para la interpretación de grafico que
relaciona el porcentaje de abatimiento del agua útil (PAAU) con la fuerza de tensión
de suelo para diferentes texturas:
Aviable water depletion, percent = PAAU
Soil Suction = Succión del suelo
Loamy Sand = Arenoso franco
Fine Sandy Loam = Franco arenoso fino
Sandy Loam = Franco arenoso
Loam = Franco
Clay = Arcilloso
APENDICE II.- Gráfica que relaciona el porcentaje de abatimiento del agua útil y la
succión del suelo para diferentes texturas. (Adjunto).