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Manejo y Control de Riego

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.

Riego (La Base)

¿Cuando el riego es necesario ?

¿Cuanta agua debe ser aplicada en cada riego?

Cosas a saber…

Capacidad de bombeo.

Eficiencia de riego.

Características del suelo.

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%.

De: “Basic irrigation scheduling in Florida” por Smajstrla et al

Balance de agua en un campo

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

Determinando las necesidades de agua de la planta

Medición Gravimétrica

Tensiómetros

Sensores Resistivos

TDR - TDT

Modelos de balance del agua en cultivos (Kc)

Otros

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”

Curvas de coeficiente de cultivo

Tanque de evaporación “Clase A”

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.

• 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)

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.

La cebolla como ejemplo

Tipo de suelo

Calidad del agua

Tipo de clima

Densidad de

cultivo

Posición y cantidad de laterales en función de:

¿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.

Crecimiento de la raíz de cebolla bajo

un intervalo de riego cada 2 días

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

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)!

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

(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

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

Después de la lluvia hay lugar donde el agua puede drenar

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

Litros

07:00 12:00 18:00Hora

Por horas

Cuando hay que regar?

Litro

s

07:00 12:00 18:00

Por radiación acumulativa

Joule

s/cm

²

Cuando hay que regar?

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

.

Litro

s

07:00 12:00 15:00

Estrategia combinada

Joule

s/cm

²

I II III IV

08:00

Cuando hay que regar?

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.

Tensiómetros

Miden la tensión hídrica en el suelo.

Reservorio

Manómetro

Tubo plástico

Elemento

Cerámico

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.

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.

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.

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.

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

T E N S I O M E T R O S

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

T1 T2

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 ?

Superficial

Profundo

Caso I

Superficial

Profundo

Caso II

Superficial

Profundo

Caso III

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.

Sensores Resistivos (bloque de yeso, “Watermark”)

Miden la tensión hídrica del suelo

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)

Time Domain Reflectometer(TDR)

Medida volumétrica del contenido de agua

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.

Riego enterrado – instalación/extracción del sensor

Patrón del bulbo húmedo en Riego por Goteo Enterrado

Localización poco

profunda del futuro sensor

Sensor

SSDI

Antigua Instalación de Sensores -Feb 2008

Transmisor

Netasense

30

60

90

Sensores

Netasense

Netasense “Trencher Channel” old Installation – Allocation & Pushing in Jojoba Orchard

Barrena “Nacida en USA” en acción- 2010

Fácil y Rápido

Sensor Netasense

Sensor Netasense instalado primero a 60 cm de profundidad

Sensor Netasense instalado segundo a 40 cm de profundidad

50%- Water Level 1

Experimento de riego en Jatropha con sensores de humedad Netasense

Sensores de humedad Netasense

100% - Water Level 2

150% - Water Level 3

Sensores de humedad Netasense

Recuperando y trasladando sensores – vieja modalidad

Special Drill

Special Worker

ECH2O Trans.

Recuperando, moviendo e instalando sensores - 2010

Sensores tipo ECH2O

Fácil y cómodo

Sensores ECH20–5 en Jojoba Plantación 09

Riego semanal

Riego bi- semanal

Netasense en Jojoba Plantación 2007

Riego Diario

Riego semanal

Temperatura

Caudalímetro Irriwise

Instalación – paso a paso

Instalación del CaudalímetroFase final

ECH20 – 5 Sensors in Jojoba 02 Plantation

Estación Meteorológica Irriwise™

Temperatura del suelo y el aire

Electro-Tensiómetro en Jojoba plantación 2009

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.

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.