EVAPOTRANSPIRACIÓN Y PROGRAMA DE RIEGO

René Martínez Elizondo

Departamento de IrrigaciónUniversidad Autónoma Chapingonoviembre de 2007

BIBLIOGRAFÍA

1. Aguilera C., M. y Martínez E.,R. 1996. Relaciones agua suelo planta atmósfera. 4ª edición. Depto. Irrigación. UACH. Chapingo, Méx.

2. FAO. 1977. Las necesidades de agua de los cultivos. Boletín No. 24 de Riego y Drenaje. Roma, Italia.

3. UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.

4. CNA Y COLEGIO DE POSTGRADUADOS. 1997.

Requerimientos de agua para riego. Traducción de capitulo 2, parte 623, Requerimientos de agua para riego. Manual de Ingeniería. Scs. Depto. de Agricultura de los Estados Unidos. Montecillos, Texcoco, México.

5. CNA-IMTA. 1997. Manual para diseño de zonas de riego pequeñas. Jiutepec, Morelos

EVAPOTRANSPIRACIÓN

EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL (Etp) O DE REFERENCIA (Eto)La pérdida de agua (Transferencia a la atmósfera) que ocurriría en un terreno que estuviera cubierto totalmente de vegetación verde de unos 8 a 15 cm de altura y que en ningún momento hubiera deficiencia de agua en el suelo para el uso de la vegetación y que se tengan buenas condiciones fitosanitarias .

EVAPOTRANSPIRACIÓN

EVAPOTRANSPIRACÓN REAL (Etr)

Es el consumo de agua que realizan los cultivos en las condiciones específicas de humedad, suelo y clima. El cálculo de la ETr, generalmente se hace en función de la ETp o ETo afectándolo por un coeficiente, que incluye los factores que influyen.

DIRECTOS

EVAPOTRANSPIRACIÓN

MÉTODOS PARA DETERMINAR O ESTIMAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN

Gravimétrico.Lisimétrico.Evapotranspirómetro de Thornthwaite.

INDIRECTOS

EVAPOTRANSPIRACIÓNMÉTODOS PARA DETERMINAR O ESTIMAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN

Método del Evaporímetro de tanque tipo AMétodo de Penman-MonteithMétodo de Penman modificado.Método de la Radiación.Método de Jensen y Haise.Método de thornthwaiteMétodo de Blaney-Criddle modificado por Phelan.Método de Blaney-Criddle propuesto por la FAO.

TANQUE TIPO “A”

TANQUE TIPO “A”

PENMAN - MONTEITH

a

ZZ

eee

BPKGRnETo

01622.0

**1

cm/díal= Calor latente de vaporización del agua (langleys/cm)Rn = Radiación neta (langleys/cm G = Flujo de calor del suelo (lang/d)D= Pendiente de la curva de presión de vapor (mb/ºC)g= Constante psicrométrica (mb/ºC)r= Densidad del aire (kg/m3)BP = Presión barométrica media (mb)e0

z = Presión media de vapor a saturación (mb)ez = Presión actual de vapor (mb)

a

c

rr1*

rc= Resistencia superficial al trasporte de vapor (d/km)

ra= Resistencia aereodinámica al calor sensible y transferencia de vapor (d/km)

PENMAN MODIFICADO

Eto = mm/día C = Factor de corrección/ viento día-noche W = Factor de ponderación de altitud y temp. Rn = Radiación neta en equivalente Ev (mm/d) f(u) = Función relacionada con el viento = 0.27+0.0027*U2

es = Presión de vapor a saturación promedio diaria en mb. ed = Presión de vapor real o actual promedio diaria en mb.

ETo = C [ W*Rn + (1-W) * f(u) * (es – ed)]

Rn = (1- )*Rs - Rnl

albedo )

RaNnRs

5.025.0

n = Horas de sol reales

N = Horas de sol posibles

Ra = Radiación extraterrestre

Rnl = Radiación termal (de onda larga) de regreso a la atm

Rnl = f(t)*f(ed)*f(n/N)

100Hree sd

)lim(79.056.0)( húmedosasceef dd

4)( tKtf

)seclim(044.035.0)( osasceef dd

)/(9.01.0)/( NnNnf

Tablas

RADIACIÓN

JENSEN Y HAISE

Etp = (0.0252* T + 0.078)* Rs

Etp = Evapotranspiración potencial, mm/d

T = Temperatura, ºC

Rs = Radiación solar neta, mm/d

THORNTHWAITEa

ITETp

106.1

Etp = Evapotranspiración potencial no ajustada, cm (meses de 30 días y 12 horas luz)

T = Temperatura media mensual, ºC

I = Índice de eficiencia anual de temperatura

12

1

i

i

i

i = Eficiencia de temperatura = (T/5)5.14

a = 6.75x10-7 (I3) – 7.71x10-5 (I2) + 0.017925 (I) + 0.49239

BLANEY Y CRIDDLE (Modificado por Phelan)

BLANEY Y CRIDDLE

COEFICIENTE GLOBAL

BLANEY Y CRIDDLE(Modificado por FAO)

BLANEY Y CRIDDLE

(Modificado por FAO)

PRECIPITACIÓN EFECTIVA

PEt

PEt

Cp80531 ..

Pe=CpP

COEFICIENTES DE DESARROLLO

COEFICIENTES DE DESARROLLO

COEFICIENTES DE CULTIVO GRASSI-CHRISTIANSEN

Ciclo Ve-getativo

KG=0.35 KG=0.40 KG=0.45 KG=0.50 KG=0.55 KG=0.60 KG=0.65 KG=0.70 KG=0.75 KG=0.80 KG=0.85 KG=0.90 KG=0.95

(%) K K K K K K K K K K K K K 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0.158 0.255 0.333 0.391 0.430 0.450 0.450 0.431 0.393 0.336

0.181 0.292 0.380 0.447 0.492 0.514 0.515 0.493 0.450 0.384

0.204 0.328 0.428 0.503 0.553 0.578 0.579 0.555 0.506 0.432

0.226 0.365 0.475 0.559 0.615 0.643 0.643 0.616 0.562 0.480

0.249 0.401 0.523 0.615 0.676 0.707 0.708 0.678 0.618 0.528

0.272 0.438 0.571 0.671 0.738 0.771 0.772 0.740 0.674 0.576

0.294 0.474 0.618 0.727 0.799 0.836 0.837 0.801 0.731 0.624

0.317 0.511 0.666 0.783 0.861 0.900 0.901 0.863 0.787 0.672

0.340 0.547 0.713 0.839 0.922 0.964 0.965 0.925 0.843 0.720

0.362 0.584 0.761 0.895 0.984 1.028 1.030 0.986 0.899 0.768

0.385 0.620 0.809 0.951 1.045 1.093 1.094 1.048 0.956 0.816

0.407 0.657 0.856 1.006 1.107 1.157 1.158 1.109 1.012 0.864

0.430 0.693 0.904 1.063 1.168 1.221 1.222 1.171 1.068 0.912

Valores de K en función del % del ciclo vegetativo

COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc), SEGÚN FAO (1977)

Características del cultivo Fecha de plantación o siembra Ritmo de desarrollo del cultivo Duración del período vegetativo Condiciones climáticas Frecuencia de lluvias o riego (Especialmente

durante la primera fase de crecimiento) Tamaño del campo Niveles de humedad del suelo Prácticas agrícolas

FACTORES QUE REPERCUTEN EN EL VALOR DE Kc

Pasos para obtener Kc correspondiente a los distintas fases (figura 7):

1. Precisar la fecha de plantación o siembra a partir de la información local o de prácticas que se siguen en zonas climáticas similares;

2. Determinar el período vegetativo total y la duración de las fases de desarrollo del cultivo a partir de la información local (aproximaciones en cuadro 23);

3. Fase inicial: predecir la frecuencia de riego y/o las lluvias; para unos valores de ETo previamente determinados, se obtendrá Kc a partir de la figura 8 y se indicará gráficamente el valor correspondiente como se puede ver en la figura 7;

1. Fase de mediados del período: para un clima dado (humedad y viento), escoger el valor de Kc a partir del cuadro 22 y representarlo como una línea recta;

2. Fase de finales de período: con respecto al momento de la plena maduración o de la recolección , escoger el valor Kc en el cuadro 22 para un clima dado (humedad y viento) y representarlo gráficamente al finalizar el período vegetativo o la plena maduración. Se supondrá una línea recta entre los valores de Kc al final de la fase de mediados del período y al final del período vegetativo;

3. Fase de desarrollo: se supondrá una línea recta entre el valor de Kc al final de la fase inicial y el principio de la fase de mediados del período.

Pasos para obtener kc correspondiente a los distintas fases (figura 7):

CUATRO FASES DE DESARROLLO

Fase inicial: Germinación y crecimiento inicial, cuando la superficie del suelo está cubierta apenas o nada por el cultivo (cubrimiento del suelo < 10 %)

Fase de desarrollo del cultivo: Desde el final de la fase inicial hasta que se llega a una cubierta sombreada efectiva completa (70-80 % de cubiertos)

Fase de mediados del período: Desde que se obtiene la cubierta sombreada efectiva completa hasta el momento de iniciarse la maduración, cuando las hojas empiezan a cambiar de color o inició de la senescencia

Fase de finales de período: Desde el final de la anterior hasta que se llega a la plena maduración o a la recolección

Curva de coeficiente del cultivo (caso del maíz). El Cairo

Kc medio en fase inicial, en función del nivel medio de la ETo (fase inicial)

Cuadro 22. COEFICIENTE DE CULTIVO kc CORRESPONDIENTES A CULTIVOS EXTENSIVOS Y DE HORTALIZAS EN DIFERENTES FASES DE SU CRECIMIENTO Y SEGÚN LAS CONDICIONES CLIMÁTICAS PREDOMINANTES

CultivoHumedad RH min>70% RH min <20%

Viento (m/seg) 0-5 5-8 0-5 5-8

Fase de desarrollo

Maíz dulce 34

1.050.95

1.11.0

1.151.05

1.21.1

Maíz (grano)

34

1.050.55

1.10.55

1.150.6

1.20.6

Trigo 34

1.050.25

1.10.25

1.150.2

1.20.2

Cuadro 23. DURACIÓN DEL PERÍODO VEGETATIVO Y FASES DE DESARROLLO DE DETERMINADOS CULTIVOS EXTENSIVOS Y ALGUNAS INDICACIONES AL RESPECTO

Maíz dulce En Filipinas, plantación a principios de marzo (final de la estación seca) 20/20/30/10 y (70); plantación a finales de la primavera en el Mediterráneo 20/25/25/10 y (80); plantación al final de la estación fría en climas desérticos 20/30/30/10 y (90); plantación a principios de la estación fría en climas desérticos 20/30/50/10 y (110).

Maíz (grano) Plantación en primavera en las tierras altas de África Oriental 30/50/60/40 y (180); plantación a finales de la estación fría en los climas desérticos cálidos 25/40/45/30 y (140); plantación en junio en las tierras subhúmedas de Nigeria, a principios de octubre en la India 20/35/40/30 y (125); plantación a principios de abril en Sevilla (España) 30/40/50/30 y (150).

Cebada Y también el trigo y la avena; cambia mucho en función de la variedad; trigo en el centro de la India: plantación en noviembre 15/25/50/30 y (120); climas semiáridos, 35° - 45° de latitud: siembra a principios de primavera y plantación en noviembre en Corea del Sur 20/25/60/30 y (135); trigo en las tierras altas de África Oriental a 2,500 metros de altitud sembrado en julio y en Corea del Sur 15/30/75/40 y (150).

Mes

(---)

Dura-ción

(mes)

Tempe-ratura (oC)

T+17.8 ─── 21.8

P

(%)

f

(cm)

Kt

(--)

f*Kt

(cm)

Kc

(--)

Et

(cm)

Et'

(cm)

Et'

acum. (cm)

P obs.

mensual (cm)

P efect.* mensual

(cm)

RR men-

sual (cm)

RR acum. Mensual

(cm)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6) (7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

Dic. Enero Febrero Marzo Abril

1 1 1 1

0.5

16.8 15.8 16.8 18.4 21.2

1.59 1.54 1.59 1.66 1.79

7.31 7.43 7.09 8.38 8.65

11.62 11.44 11.27 13.91

7.74

0.76 0.73 0.76 0.81 0.90

8.83 8.35 8.57

11.27 6.97

0.36 1.00 1.52 1.32 0.81

3.18 8.35

13.03 14.88

5.65

3.35 8.81

13.75 15.70

5.96

3.35

12.16 25.91 41.62 47.57

2.47 2.98 0.25 0.68 0.00

1.28 2.26 0.00 0.00 0.00

2.07 6.55

13.75 15.70

5.96

2.07 8.62

22.37 38.07 44.03

SUMA

55.98

45.09

CÁLCULO REQUERIMIENTO RIEGOCultivo : Trigo Lugar : Valle del Mayo, Sonora. Latitud norte : 27o 00' Fecha de siembra : 1 de diciembre Fin de ciclo vegetativo : 15 de abril Método de cálculo de Etr (Et') : Blaney-Criddle modificado por Phelan.

Para el cálculo de la precipitación efectiva: método de OGROSKY

KG = 0.85

Etr = KG * F = 0.85 (55.98) = 47.58

K’ = 45.09/55.98 = 0.8054

J = KG/K’ = 0.85/0.8054 = 1.055

Et’ =1.055 Et

PROGRAMA O CALENDARIO DE RIEGO

MÉTODOS

Método gráfico.Método analítico.Método del balance agroclimático.

PROGRAMACIÓN DE RIEGOS POR EL MÉTODO GRÁFICO

02468

101214161820222426283032343638404244

31 31 28 30 15DICIEMBRE ENERO FEBRERO MARZO ABRILTIEMPO (días)

2 3 4 5

REQ

UERI

MIE

NTO

DE

RIEG

O (m

m)

Lr =

7.9

7

Lr =

7.9

7

Lr =

7.9

7

Lr =

7.9

7

Lr =

12.

15

IR = 60 días

IR = 12 días

IR = 14 d

IR = 13 d

RIEGO No.

12.15

12.15

12.15

12.15

1

PROGRAMA DE RIEGOMÉTODO GRÁFICO

Riego Fecha del Intervalo Lámina de Eficiencia de no. riego Reposición aplicación

Lámina corregida por Ea

(días) (Ea) (decimal) (cm) 1 01/XII/ -- 12.15 0.75 16.20 2 29/I/ 60 7.97 0.75 10.63 3 20/II/ 22 7.97 0.75 10.63 4 08/III/ 14 7.97 0.75 10.63 5 21/III/ 13 7.97 0.75 10.63

PROGRAMA O CALENDARIO DE RIEGO MÉTODO ANALÍTICO

Requerimiento de riego del cultivo de trigo = 44.03 cm Fecha de siembra = 1o. de diciembre Fin del ciclo vegetativo = 15 de abril Ciclo vegetativo = 136 días

Datos del suelo

Profundidad (cm)

CC (%)

PMP (%)

Da (g/cm3)

Lámina (cm)

00 - 30 30 - 60

33.9 34.3

17.4 17.2

1.21 1.20

5.99 6.16

Total = 12.15 Profundidad del suelo considerada: 60 cm

Mes Lámina almac.

(cm)

Req. diario

de riego

(cm)

Período men-sual

(días)

Ciclo vegetati-

vo

(días)

Consumido en el período

(cm)

Consumo acum./riego

(cm)

signo compa-rativo

Consumo permisible

(cm)

Consumo Acum. total

(cm)

Riego no.

Intervalo de riego

(días)

Lámina de

reposi-ción (cm)

Almac. final

(cm) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)

Dic. Dic. Enero Enero Febrero Febrero Marzo Marzo Marzo Abril

0.00 12.15 10.08 12.15 10.88 12.15 12.15 12.15 12.15 11.64

0.000 0.067 0.211 0.211 0.491 0.491 0.506 0.506 0.506 0.397

0 31 25 6 13 15 15 15 1 15

0 31 56 62 75 90 105 120 121 136

0.00 2.07 5.28 1.27 6.38 7.37 7.60 7.60 0.51 5.96

0.00 2.07 7.35 1.27 7.60 7.37 7.60 7.60 0.51 6.47

< > < > > > > < <

0.00 7.30 7.30 7.30 7.30 7.30 7.30 7.30 12.15 12.15

0.00 2.07 7.35 8.62 15.00 22.37 29.97 37.57 38.08 44.04

1 -- 2 -- 3 4 5 6 -- --

-- 56 -- 19 15 15 15 -- --

12.15 --

7.35 --

7.65 7.37 7.60 7.60

-- --

12.15 10.08 12.15 10.88 12.15 12.15 12.15 12.15 11.64 5.68

49.72

Comprobación: 44.04 + 5.68 = 49.72 = 49.72

PROGRAMA O CALENDARIO DE RIEGO MÉTODO ANALÍTICO

Requerimiento de riego del cultivo de trigo = 44.03 cm Fecha de siembra = 1o. de diciembre Fin del ciclo vegetativo = 15 de abril Ciclo vegetativo = 136 días

Datos del suelo Profundidad

(cm) CC (%)

PMP (%)

Da (gr/cm3)

Lámina (cm)

00 - 30 30 - 60

33.9 34.3

17.4 17.2

1.21 1.20

5.99 6.16

Total = 12.15 Profundidad del suelo considerada: 60 cm Mes Lámina

almac.

(cm)

Req. diario

de riego

(cm)

Período men-sual

(días)

Ciclo vegetati-

vo

(días)

Consumido en el período

(cm)

Consumo acum./riego

(cm)

signo compa-rativo

Consumo permisible

(cm)

Consumo Acum. total

(cm)

Riego no.

Intervalo de riego

(días)

Lámina de

reposi-ción (cm)

Almac. final

(cm) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)

Dic. Dic. Enero Enero Febrero Febrero Marzo Marzo Marzo Abril

0.00 12.15 11.52 12.15 11.52 12.15 5.77 12.15 12.15 6.58

0.000 0.067 0.211 0.211 0.491 0.491 0.506 0.506 0.506 0.397

0 31 28 3

15 13 4

16 11 15

0 31 59 62 77 90 94 110 121 136

0.00 2.07 5.91 0.63 7.37 6.38 2.02 8.10 5.57 5.96

0.00 2.07 7.98 0.63 8.00 6.38 8.40 8.10 5.57 11.53

< > < > < > > < <

0.00 7.97 7.97 7.97 7.97 7.97 7.97 7.97 12.15 12.15

0.00 2.07 7.98 8.61 15.98 22.36 24.38 32.48 38.05 44.01

1 -- 2 -- 3 -- 4 5 -- --

-- 59 -- 18 -- 17 16 -- --

12.15 --

7.58 --

8.00 --

8.40 8.10

-- --

12.15 10.08 12.15 11.52 12.15 5.77 12.15 12.15 6.58 0.62

44.63

Comprobación: 44.01 + 0.62 = 44.63 = 44.63

PROGRAMA O CALENDARIO DE RIEGO

MÉTODO BALANCE AGROCLIMÁTICO

BALANCE AGROCLIMÁTICODonde:

HAi-1

= Humedad almacenada en penteta anterior, en mm Pi

= Precipitación ocurrida en la penteta i, en mm Eti

= Evapotranspiración en la penteta i, en mm Ri

= Riego de penteta i, en mm

Pm Da 100

PMP - CC = AMS

HAi = HAi-1 + Pi - Eti + Ri

HAi-1 + Pi - Eti < 0HAi-1 + Pi - Eti > AMS

y exceso cuando: