VALIDACIÓN DEL MODELO DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DE …

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TORREÓN

DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADOS E INVESTIGACIÓN

VALIDACIÓN DEL MODELO DE EVAPOTRANSPIRACIÓN

DE SEGURA Y ORTIZ EN PEPINO BAJO CONDICIONES

PROTEGIDAS

Tesis que presenta:

SERGIO ARTURO ORTIZ DÍAZ

Como requisito parcial para obtener el grado de:

MAESTRO EN CIENCIAS EN IRRIGACIÓN

Director de tesis:

DR. PABLO YESCAS CORONADO

Torreón, Coahuila, México

Junio 2019

Instituto Tecnológico de Torreón

Tesis elaborada bajo la supervisión del comité particular de tesis la cual ha sido

aprobada y aceptada como requisito parcial para obtener el grado de:

MAESTRO EN CIENCIAS EN IRRIGACIÓN

COMITÉ PARTICULAR

DIRECTOR DE TESIS: _________________________________

DR. PABLO YESCAS CORONADO

CODIRECTOR DE TESIS: ___________________________________

DR. MIGUEL ÁNGEL SEGURA CASTRUITA

ASESOR: __________________________________

Ph.D. VICENTE DE PAUL ALVAREZ REYNA

ASESOR: __________________________________

DR. JOSÉ ALFREDO MONTEMAYOR TREJO

Torreón, Coahuila, México Junio 2019

II

DEDICATORIAS

A Dios

Por permitirme dar un paso más en mi formación personal. Por protegerme

y darme fuerzas para superar obstáculos a lo largo de mi vida y llegar hasta este

momento tan importante al lado de mi familia.

A mis padres

Por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por

estar conmigo y dedicar tiempo y esfuerzo para ser un hombre de bien dándome

la oportunidad de tener una educación, pero más que nada, por su amor.

A mis hermanos

Por el apoyo incondicional, sus consejos, por todo lo que hacen por mí y

acompañarme en esos momentos que necesite de su apoyo y comprensión.

Al amor de mi vida

Por ser parte importante de mi vida, por su apoyo en el logro de mis metas

profesionales, su amor incondicional y motivación brindada día con día.

III

AGRADECIMIENTOS

Al Instituto Tecnológico de Torreón, por abrirme las puertas y darme la

oportunidad de fortalecer mi formación profesional.

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el apoyo

otorgado para realizar mis estudios de posgrado.

Al Dr. Miguel Ángel Segura Castruita, por su valiosa sugerencia y aportación

en la realización del presente trabajo de tesis.

Al Dr. Pablo Yescas Coronado, por su apoyo y participación en la revisión del

presente trabajo de investigación.

Al Ph.D. Vicente De Paul Alvarez Reyna, por su apoyo absoluto, colaboración

en este trabajo y paciencia en la revisión del mismo, agradezco su amistad y

confianza.

Al Dr. José Alfredo Montemayor Trejo, por su apoyo y participación en el

presente trabajo de investigación.

Al Dr. Pablo Preciado Rangel, por su apoyo incondicional para desarrollar este

trabajo experimental.

A mi compañero Oscar Sariñana Aldaco, por su amistad, por los momentos

que hemos compartido tanto profesional como personalmente.

IV

ÍNDICE DE CONTENIDO

DEDICATORIAS ............................................................................................................................... II

AGRADECIMIENTOS ..................................................................................................................... III

ÍNDICE DE CUADROS.................................................................................................................. VII

ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................... VIII

RESUMEN ........................................................................................................................................ IX

ABSTRACT ....................................................................................................................................... X

I INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 1

1.1 Objetivos ............................................................................................................................ 3

1.1.1 General ....................................................................................................................... 3

1.1.2 Específicos ................................................................................................................ 3

1.2 Hipótesis ............................................................................................................................ 4

II REVISIÓN DE LITERATURA ................................................................................................. 5

2.1 Evapotranspiración ........................................................................................................... 5

2.2 Conceptos de evapotranspiración ................................................................................. 6

2.2.1 Evapotranspiración real o de referencia (ETc) .................................................... 6

2.2.2 Evapotranspiración potencial (ETP) ...................................................................... 7

2.3 Métodos y modelos más comunes para estimar la ET ............................................... 7

2.3.1 Tanque evaporímetro ............................................................................................... 8

2.3.2 Los lisímetros ............................................................................................................ 9

2.3.3 Ecuación Fao-Penman-Monteith (PME) ............................................................. 10

2.3.4 Ecuación Hargreaves-Samani .............................................................................. 11

2.3.5 Modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz ............................................. 12

2.4 Coeficiente de cultivo (kc) ............................................................................................. 13

2.5 Agricultura protegida ...................................................................................................... 14

2.5.1 Invernaderos............................................................................................................ 15

2.5.2 Malla sombra ........................................................................................................... 15

2.5.3 Macro túnel .............................................................................................................. 16

2.5.4 Micro túnel ............................................................................................................... 17

2.6 Sustratos .......................................................................................................................... 18

2.7 Eficiencia de uso de agua en la agricultura ................................................................ 19

V

2.8 Cultivo de pepino ............................................................................................................ 20

2.8.1 Taxonomía y morfología ........................................................................................ 20

2.9 Requerimientos edafoclimáticos del cultivo ............................................................... 22

2.9.1 Temperatura ............................................................................................................ 22

2.9.2 Luz ............................................................................................................................ 23

2.9.3 Riego ........................................................................................................................ 23

2.9.4 Suelo ......................................................................................................................... 24

III MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................................ 25

3.1 Localización del experimento ...................................................................................... 25

3.2 Diseño experimental ...................................................................................................... 25

3.3 Calculo de la evapotranspiración diaria del cultivo ................................................... 26

3.4 Variables de evaluación para el modelo. .................................................................... 26

3.4.1 Temperatura máxima y mínima diaria. ................................................................ 26

3.5 Material vegetal ............................................................................................................... 27

3.6 Medio del cultivo ............................................................................................................. 27

3.6.1 Propiedades físicas del sustrato .......................................................................... 28

3.7 Riego ................................................................................................................................ 30

3.7.1 Solución nutritiva utilizada ..................................................................................... 30

3.8 Labores culturales .......................................................................................................... 32

3.9 Variables evaluadas en planta .................................................................................... 33

3.9.1 Altura de planta ....................................................................................................... 34

3.9.2 Diámetro de tallo ..................................................................................................... 34

3.9.3 Área foliar ................................................................................................................. 34

3.10 Rendimiento .................................................................................................................... 35

3.10.1 Numero de frutos por planta ................................................................................. 35

3.10.2 Peso de frutos por planta ...................................................................................... 35

3.10.3 Longitud y diámetro de fruto ................................................................................. 35

IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................................. 36

4.1 Aplicación del modelo y método del lisímetro para el cálculo de la ETP ............. 36

4.2 Tasa de evapotranspiración calculada ........................................................................ 37

4.3 Propiedades físicas del sustrato .................................................................................. 38

4.4 Características agronómicas del cultivo de pepino bajo los diferentes

tratamientos ................................................................................................................................. 39

VI

4.4.1 Altura de planta ....................................................................................................... 39

4.4.2 Área foliar ................................................................................................................. 40

4.4.3 Diámetro de tallo ..................................................................................................... 40

4.5 Rendimiento del cultivo de pepino ............................................................................... 41

4.5.1 Numero de frutos por planta ................................................................................. 41

4.5.2 Peso de fruto ........................................................................................................... 42

4.5.3 Longitud y diámetro de fruto ................................................................................. 42

4.6 Eficiencia de uso de agua ............................................................................................. 43

4.7 Validación del modelo .................................................................................................... 44

V CONCLUSIONES ................................................................................................................... 46

VI LITERATURA CITADA .......................................................................................................... 47

VII

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Análisis de agua de riego…………………………………………..………31

Cuadro 2. Fertilizantes utilizados en la preparación de la solución nutritiva….….32

Cuadro 3.- Ecuaciones mensuales de evapotranspiración del modelo de Segura y

Ortiz………………………………………………………………………………………..36

Cuadro 4. Propiedades físicas del sustrato……………………………………..….…39

Cuadro 5. Altura de planta, diámetro de tallo y área foliar en rendimiento bajo la

aplicación de agua por el método del lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz…...41

Cuadro 6. Número de frutos en planta por cosecha, peso, longitud, diámetro de

fruto y rendimiento bajo la aplicación de agua en base al lisímetro y el modelo de

Segura y

Ortiz……………………………………………………………………………….……….43

VIII

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Tasa de evapotranspiración en mm/día, por el método de lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz…………………………………………………………….…38

IX

RESUMEN

La evapotranspiración es de gran importancia, su conocimiento y

estimación es determinante para la planeación del recurso hídrico y en lo

particular, para el uso eficiente del agua de riego. El cálculo de la misma puede

llevarse a cabo mediante diferentes métodos y modelos matemáticos, los cuales

son de gran utilidad en el control y aplicación del riego. La comparación de

diferentes métodos permite analizar la confiabilidad de los resultados. En el

presente estudio se midió la evapotranspiración del cultivo de pepino (Cucumis

sativus L.) bajo condiciones protegidas, mediante el método del lisímetro y el

modelo de Segura y Ortiz. El experimento se estableció en invernadero en el

campo experimental del Instituto Tecnológico de Torreón. Los resultados

mostraron que la evapotranspiración promedio determinada por el método de

lisímetro fue de 1.754 mm/día durante el ciclo del cultivo, mientras que la

estimada por el modelo de Segura y Ortiz fue de 1.043 mm/día, lo que indica que

el modelo subestimó los valores de ETP en comparación al lisímetro. Sin

embargo, los valores obtenidos en cuanto a ETP diaria y variables evaluadas en la

planta (altura de la planta, diámetro de tallo, área foliar y rendimiento) demuestran

que no existe diferencia significativa al comparar los resultados, lo cual indica

que el modelo puede ser utilizado como una herramienta para calcular

directamente la ETP de cultivos en condiciones protegidas.

Palabras clave: modelo, evapotranspiración, lisímetro, condiciones protegidas,

Cucumis sativus L.

X

ABSTRACT

Evapotranspiration is an important element, understanding and estimating it is

crucial for planning the use of water resource, particularly, efficient use of irrigation

water. The determination can be carried out using different methods and

mathematical models, which are very useful in the application and control of

irrigation. The comparison of different methods allows to analyze the reliability of

the results. In the present study measured the evapotranspiration of cucumber

(Cucucmis sativus L.) under protected conditions, by the lysimeter method and of

Segura and Ortiz the model. The experiment was established a greenhouse in the

experimental field of the Technological Institute of Torreón. The results showed

that the average evapotranspiration measured by the lysimeter method was 1,754

mm/day during the crop cycle, while the estimate for the Segura y Ortiz model was

1,043 mm/day, which indicates that the model underestimated the ETP values

compared to the lysimeter. Nevertheless, the values obtained of daily ETP and

variables evaluated in the plant (height of the plant, stem diameter, leaf area and

crop yield) they show that it does not exist significant difference when comparing

the results, this indicates that the model can be used a tool for directly calculating

the ETP of crops under protected conditions.

Keywords: model, evapotranspiration, lysimeter, protected conditions, Cucucmis

sativus L.

1

I INTRODUCCIÓN

La evapotranspiración es un elemento importante del ciclo hidrológico y

balance de energía en la superficie terrestre, su conocimiento y estimación es

determinante para la planeación del recurso hídrico y en lo particular, para el uso

eficiente del agua de riego (Avendaño et al., 2015).

La evapotranspiración (ET) se define como el proceso combinado en el cual

el agua se pierde del suelo por evaporación de las plantas al realizar la

transpiración (Allen, 2006). La estimación de la evapotranspiración de un cultivo

específico se necesita considerar al propio cultivo y condiciones ambientales de

la zona. Existen diferentes métodos seguros y prácticos para estimar la

evapotranspiración potencial.

Los modelos de evapotranspiración potencial (ETP) generalmente se basan

en datos meteorológicos tales como temperatura, radiación neta, flujo de calor del

suelo, velocidad del viento, humedad relativa, entre otros (Douglas et al., 2009).

2

Entre los métodos usados para medir la evapotranspiración en una superficie

cultivada destaca el del lisímetro, que mide la evaporación del suelo desnudo o la

evapotranspiración del área sembrada con un cultivo (Murillas y Londoño, 2015).

Los lisímetros son depósitos llenos de suelo, que gracias a su principio de

funcionamiento permite medir la cantidad agua que se pierde por

evapotranspiración y drenaje para conocer el volumen de agua contenido en el

suelo.

Sin embargo, existen modelos sencillos que permiten estimar la ETP. El

modelo de Segura y Ortiz se caracteriza por manejar variables como temperatura

máxima y mínima, altitud y datos meteorológicos, generando dos modelos de

regresión lineal múltiple para calcular la ETP, que demuestra resultados con un

poder predictivo mayor a 75% (Segura-Castruita y Ortiz-Solorio, 2017). El objetivo

de la presente investigación fue validar el modelo de evapotranspiración de

Segura y Ortiz en el cultivo de pepino (Cucumis sativus L.) bajo condiciones

protegidas.

I Introducción

3

1.1 Objetivos

1.1.1 General

Validar el modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz en el cultivo de

pepino (Cucumis sativus L.) bajo condiciones protegidas.

1.1.2 Específicos

Determinar la evapotranspiración por el método de lisímetro y del modelo

de Segura y Ortiz.

Evaluar el desarrollo fenológico y producción del cultivo respecto al uso de

agua en relación a los métodos utilizados.

4

1.2 Hipótesis

El modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz permite hacer una buena

estimación de la evapotranspiración del cultivo de pepino bajo condiciones

protegidas.

5

II REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 Evapotranspiración

La evapotranspiración (ET) se define como la transmisión de agua de la

tierra a la atmósfera por los procesos de evaporación de la superficie del suelo y

transpiración de las plantas (Wang and Dickinson, 2012). La ET es uno de los

principales componentes del ciclo hidrológico y del balance de energía,

constituye uno de los procesos críticos e indispensables en diversos campos de

la hidrología, ecología, agricultura y planeación de los recursos hídricos (López-

Avendaño et al., 2015).

Los factores que más influyen en la evapotranspiración, son las condiciones

atmosféricas locales, temperatura, radiación solar, humedad relativa del aire y

velocidad del viento (Allen, 2006). La evapotranspiración puede ser definida a

través de medidas directas o modelos que tengan en consideración la utilización

de elementos meteorológicos; en el primer grupo son utilizados diversos tipos de

lisímetros además del método del balance de agua en el suelo; en el segundo

grupo se usan modelos teóricos, empíricos y evaporímetros, como el Tanque

Clase “A”, procesos controlados por la suspensión de agua a las plantas y por la

6

disponibilidad de energía resultante de la interacción con las variables

meteorológicas que condicionan la demanda atmosférica (Pivetta et al., 2010).

Debido a que la evaporación y transpiración son componentes de la

evapotranspiración del cultivo, los factores que afectan la evaporación en el suelo

son: el tipo de cultivo, clima, evaporación del suelo y etapas de crecimiento

(González-Cervantes et al., 2012).

2.2 Conceptos de evapotranspiración

2.2.1 Evapotranspiración real o de referencia (ETc)

El término evapotranspiración de referencia, se refiere a la tasa

evapotranspiratoria de un cultivo de referencia, de altura uniforme y de activo

crecimiento que no tiene restricción de agua y cubre completamente el suelo,

permaneciendo en óptimas condiciones de humedad. La determinación de la ETc

puede ser realizada por varios métodos, donde se destacan los métodos de

balance de energía, balance de agua en el suelo y lisimetría. Además de estos,

están los métodos de estimación a partir de datos meteorológicos y el tanque de

evaporación (Allen, 2006).

II Revisión de Literatura

7

2.2.2 Evapotranspiración potencial (ETP)

La ETP en la cantidad de agua que requieren los cultivos para su

transpiración y cantidad que se evapora desde el suelo hacia la atmósfera (Allen,

2006). Se basa en que la superficie de referencia es un cultivo hipotético de

pasto, que presenta la altura de 0.12 m, la resistencia superficial fija de 70 s/m y

albedo de 0.23 m. La superficie de referencia es muy similar a una superficie

extensa de pasto verde, bien regada, de altura uniforme, creciendo activamente y

dando sombra totalmente al suelo.

2.3 Métodos y modelos más comunes para estimar la ET

Existen variados métodos para estimar directa o indirectamente la

evapotranspiración de referencia (Balbontín-Nesvara et al., 2011). Los métodos

directos se basan en la entrada y salida de agua en un cultivo específico, donde

se obtiene la evapotranspiración real o similar, entre ellos los lisímetros,

microlisímetros, balance de energía de Bowen y sistema de flujo turbulento, entre

otros.


8

Los métodos pueden dividirse en los que utilizan información recolectada en

la superficie y aquellos que emplean información obtenida desde el espacio por

percepción remota. Los primeros pueden, a su vez, clasificarse en directos,

teóricos y empíricos, siendo los primeros aquellos que calculan la ET a través del

control de entradas y salidas de agua en el suelo, mientras que los teóricos se

generan fundamentalmente considerando la evapotranspiración como un

elemento que forma parte del balance de energía y su papel en la transferencia

de masa de vapor de agua entre la tierra y la atmósfera. Los empíricos, son los

métodos más utilizados en los estudios geográficos y medioambientales

(Sánchez and Chuvieco, 2000).

2.3.1 Tanque evaporímetro

El tanque evaporímetro es una técnica simple y económica para estimar la

evapotranspiración de los cultivos. El método consiste en medir la cantidad de

agua evaporada desde un tanque evaporímetro y correlacionarla a la

evapotranspiración de los cultivos (González and Hernández, 2000).

En el tanque evaporímetro la evapotranspiración se relaciona con la evaporación

obtenida del tanque evaporímetro, a través de un coeficiente Kp.

ETo = Kp . E


9

Donde:

ETo: Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día).

Kp: Coeficiente empírico de tanque.

E: Evaporación libre de tanque clase A (mm/día).

El coeficiente del tanque evaporímetro depende de la cobertura del suelo

donde se ubica el tanque, sus alrededores, así como el viento y condiciones

generales de humedad presentes, además de la localización y el ambiente del

tanque evaporímetro también tienen influencia en los resultados (Allen, 2006).

2.3.2 Los lisímetros

Un lisímetro es un dispositivo que se emplea en técnicas de riego y cultivo

con el fin de estudiar la variación en peso, drenaje y consumo de agua

experimentada en un cultivo. Los lisímetros más extendidos en el mercado son

aquellos que se utilizan en suelo y requieren de obra civil para su instalación por

lo que poseen cierta complejidad y considerable inversión económica en su

instalación. Sin embargo, existen otros lisímetros de pesada para plantas en

maceta que si bien no están tan extendidos en su uso como los anteriores, son

versátiles para el estudio de consumo de agua en planta (Ruiz-Peñalver et al.,

2012)


10

Los lisímetros son tanques aislados rellenos con suelo disturbado o no

disturbado en los que el cultivo crece y se desarrolla en las mismas condiciones

del campo (Olmedo and Vallone, 2011). En lisímetros de pesaje de precisión, la

evapotranspiración se puede obtener con exactitud de décimos de milímetro,

donde la pérdida de agua es medida directamente por el cambio de masa y

períodos pequeños tales como una hora pueden ser considerados.

Mantener alta y constante la humedad del suelo es importante en el

manejo de los lisímetros de drenaje para evitar errores en el cálculo de la ETc y

permitir el drenaje, ya que si esta disminuye marcadamente el lisímetro deja de

drenar (Requena et al., 2012). La utilización de tensiómetros en la programación

del riego en cultivos en constante crecimiento es práctica al integrar factores

relacionados con el riego, clima, suelo y cultivo.

2.3.3 Ecuación Fao-Penman-Monteith (PME)

Existen diferentes modelos para la determinación de ETO, cada uno

cuenta con grado de precisión diferente y su uso depende principalmente del

objetivo final de los datos y la información meteorológica disponible. Actualmente,


11

el único modelo masa utilizado para estimar la evapotranspiración es el de

Penman-Monteith modificado por la FAO, utilizado en un sin número de trabajos

de investigación a nivel global (Chávez-Ramírez et al., 2013). Los parámetros

que se requieren para este modelo se describen a continuación:

Donde: Rn es la radiación neta en la superficie del cultivo de referencia (MJ

m-2 día-1); G es el flujo de calor del suelo (MJ m-2 día-1); T la temperatura media

del aire a dos metros de altura (°C); u2 la velocidad del viento a dos metros de

altura (m s-1); es- ea el déficit de presión del vapor (kPa); Δ pendiente de la curva

de presión del vapor (kPa °C-1); y γ la constante psicrométrica (kPa °C-1).

2.3.4 Ecuación Hargreaves-Samani

El método de Hargreaves-Samani utiliza una fórmula para estimar la

evapotranspiración de referencia (ETo) diaria en mm (Hargreaves and Allen,

2003).


12

Donde: ETo, es evapotranspiración de referencia; α, es el coeficiente

empírico; Rα, la radiación extraterrestre al tope de la atmosfera (mm/día) y TD, es

la diferencia entre temperatura máxima y mínima diaria (°C).

2.3.5 Modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz

Modelo de evapotranspiración potencial aplicable para México. Calcula la

evapotranspiración potencial a partir de temperatura máxima-mínima y altitud,

relacionando dichas variables con resultados de evapotranspiración potencial

obtenidos con el modelo de Hargreaves y Samani, mediante regresiones lineales

multivariadas. Se compone de dos modelos de regresión lineal múltiple, con el

fin de calcular la evapotranspiración potencial general (ETPg) y mensual (ETPm),

demostrando un poder predictivo mayor de 75%; asimismo, el modelo ETPm

tiene el menor error y estima valores de evapotranspiración potencial similares a

los que se obtienen con Hargreaves y Samani y Penman (Segura-Castruita y

Ortiz-Solorio, 2017).


13

Donde: ETPg y RTPm son la evapotranspiración potencial y mensual dada

en mm/día; TX, la temperatura máxima; TN, temperatura mínima; AL, altitud y

parámetros o coeficientes son β0 intercepto, β1, β2, β3, y β3 pendientes.

2.4 Coeficiente de cultivo (kc)

Los efectos combinados de la transpiración del cultivo y evaporación del

suelo se integran en el coeficiente único del cultivo. El coeficiente de cultivo o Kc

incorpora sus características en cuanto a transpiración del cultivo y efectos de la

evaporación desde el suelo de acuerdo con la edafología y la zona geográfica en

donde se encuentre. El Kc es utilizado para la planificación del riego y propósitos

de manejo, definición de calendarios de riego y estudios de balance hídrico, es

por lo que la mayoría de cultivos de importancia agrícola y económica cuentan

con dicho Kc en sus diferentes etapas fenológicas (Sánchez et al., 2017)

El coeficiente de cultivo como en un factor que refleja aspectos biológicos,

propios del cada cultivo (Requena et al., 2012). Dentro de estos factores se

encuentra, la altura de la planta, comportamiento estomático, área foliar y

sistema de conducción. El coeficiente de cultivo se puede determinar dividiendo

la evapotranspiración del cultivo con la evapotranspiración de referencia (ETo).


14

2.5 Agricultura protegida

Actualmente la agricultura, además de la producción a campo abierto, se

practica en una amplia variedad de ambientes modificados, entre los que

destacan los invernaderos con o sin control ambiental con cultivos en sistemas

hidropónicos, sustratos inertes o en suelo, mismos que representan un ejemplo

de ecosistemas artificiales para desarrollar la agricultura intensiva. Las

principales estructuras empleadas en la agricultura protegida son invernaderos,

malla sombra, macro y micro túneles (López et al., 2011).

La agricultura protegida (AP) es un sistema de producción bajo diversas

estructuras, para proteger cultivos, minimizando las restricciones y efectos que

imponen los fenómenos climáticos. La agricultura se encuentra asociada al

riesgo, de ahí que este sistema tenga como característica básica la protección

contra riesgos inherentes a esta actividad. Los riesgos pueden ser:

climatológicos, económicos o de limitaciones de recursos productivos.

Adicionalmente, se establece que la AP ha modificado las formas de producir

alimentos y genera múltiples ventajas para los productores (Moreno-Reséndez et

al., 2011).


15

2.5.1 Invernaderos

El invernadero es un sistema de producción que puede incrementar la

eficiencia en el uso del agua, creando un microclima para mejorar la fotosíntesis

de la planta, reduciendo la evapotranspiración excesiva e incrementando los

rendimientos (Salazar-Moreno et al., 2014).

Los invernaderos proporcionan las condiciones climáticas óptimas para el

desarrollo de los cultivos y los protege de plagas y enfermedades, al mismo

tiempo la producción en invernadero incrementa la eficiencia en uso de agua y

posibilita tener una producción integrada y protegida (Von-Zabeltitz, 2011).

2.5.2 Malla sombra

La malla sombra se emplea para disminuir la cantidad de energía radiante

que llega a los cultivos. Las mallas no sólo se utilizan como elemento de

sombreo, sino que se emplean en las ventanas de los invernaderos con el

objetivo de impedir la entrada de insectos. Las mallas empleadas para cubrir

completamente estructuras de invernaderos o estructuras tipo cobertizos,

conocidas comercialmente como casas sombra, consisten en una tela tejida de


16

plásticos con entramados de cuadros de diferentes tamaños que sirve como

cubierta protectora que regula la cantidad de luz que llega a las plantas y las

protege de los efectos del granizo, insectos, aves y roedores (Juárez et al., 2011).

2.5.3 Macro túnel

Estructuras que no tienen las características apropiadas en ancho y altura

al canal para ser consideradas invernaderos ya que permiten que las labores se

realicen en el interior. Este tipo de estructuras son ideales para semilleros o

almácigos de especies hortícolas y ornamentales, como abrigo en la propagación

vegetativa de especies de interés comercial y para la producción de hortalizas y

plantas ornamentales (Juárez et al., 2011).

Su ventaja es fácil construcción y principal desventaja, con respecto a los

invernaderos es que retienen menor calor en la noche, debido a su poco

volumen. Otra desventaja es su elevada temperatura durante el día por carecer

de ventilación natural (Juárez et al., 2011).


17

2.5.4 Micro túnel

Estructuras pequeñas construidas con arcos sobre los que se colocan

cubiertas de plástico (Juárez et al., 2011). Por sus reducidas dimensiones no es

posible que las personas trabajen en su interior por lo que las labores se realizan

desde el exterior de las mismas. La función de los túneles es minimizar el efecto

perjudicial de la baja temperatura, sin recurrir a estructuras costosas. Se les

emplea para proteger los cultivos y acortar el ciclo productivo al lograrse mayor

precocidad.

Los factores principales que determinan el mayor o menor rendimiento

térmico del túnel, y por lo tanto, sus resultados económicos, se relacionan con los

materiales de cobertura, la forma y dimensiones de la estructura, sistema de

ventilación, orientación, hermeticidad, naturaleza de la estructura de

sostenimiento, sombreado y conectividad térmica.


18

2.6 Sustratos

El término sustrato, que se aplica en la producción agrícola, se refiere a

todo material sólido diferente del suelo que puede ser natural o sintético, mineral

u orgánico y que colocado en contenedor, de forma pura o mezclado, permite el

anclaje de las plantas a través de su sistema radicular (Sáez y Narciso, 1999).

Los sustratos o medios de crecimiento tienen como objetivo proveer soporte

físico a las plantas así como proporcionar aireación, agua y nutrientes para un

apropiado funcionamiento de las raíces, para la producción de cultivos deben de

cumplir con ciertos requerimientos en propiedades físicas y químicas (Cruz-

Crespo et al., 2010).

Las propiedades físicas que usualmente se determinan en los sustratos son

espacio poroso total, capacidad de retención de agua y aire. La densidad

aparente y densidad de las partículas (Sáez and Narciso, 1999). Entre las más

utilizados son la arena, grava, perlita, arcilla expandida, lana de roca, etc.

(Canovas-Martínez, 1993).


19

2.7 Eficiencia de uso de agua en la agricultura

La disponibilidad de agua es el principal factor limitante de la producción

agrícola y ganadera en ambientes de clima mediterráneo. La producción de

nueva biomasa en cualquier cultivo está fuertemente determinada por la cantidad

de agua disponible en el suelo (Medrano et al., 2007).

La eficiencia en uso de agua es la relación existente entre la biomasa

presente en un cultivo por unidad de agua utilizada por éste en un determinado

momento (Salazar-Moreno et al., 2014). Cuando se pretende enfocar el empleo

del agua por un componente meramente productivo y económico, se recurre a

sustituir la biomasa por el rendimiento en kg de producto por m3 de agua

utilizada.

La necesidad mundial para el uso eficiente del agua de riego, obliga a

conocer las necesidades hídricas de los cultivos, las cuales dependen de las

condiciones ambientales, el tipo y estado de desarrollo de la planta, así como de

humedad del suelo (López-López et al., 2009). En la práctica las mediciones

diarias del potencial mátrico del suelo, es el procedimiento más accesible para

determinar la pérdida de humedad; así como la evapotranspiración del cultivo e

interacción del medio edáfico con el ambiente.


20

2.8 Cultivo de pepino

El cultivo de pepino es importante por su elevado índice de consumo y alto

impacto económico, el cual se debe en gran medida a que es un producto de

exportación que se cultiva y se consume en muchas regiones del mundo. El

pepino, es una hortaliza que pertenece a la familia de las cucurbitáceas, se cree

que es originario de las regiones tropicales del sur de Asia, cultivándose desde

hace 3000 años; Desde éstos centros de origen se dispersó a Europa, y

posteriormente Cristóbal Colón en el siglo XV, logra su introducción a América en

la época de la conquista (Bolaños, 2001).

2.8.1 Taxonomía y morfología

El pepino tiene una clasificación que pertenece a la familia Cucurbitaceae,

al género Cucumis y a la especie Sativus (Casaca, 2005).

Sistema radicular: Potente, dada la gran productividad de esta planta y

consta de raíz principal, que se ramifica rápidamente para dar raíces secundarias

superficiales muy finas, alargadas y de color blanco. El pepino posee la facultad

de emitir raíces adventicias por encima del cuello.


21

Tallo principal: Anguloso y espinoso, de porte rastrero y trepador.

Hoja: De largo pecíolo, gran limbo acorazonado, con tres lóbulos más o

menos pronunciados (el central más acentuado y generalmente acabado en

punta), de color verde oscuro.

Flor: De corto pedúnculo y pétalos amarillos. Las flores aparecen en las

axilas de las hojas y pueden ser hermafroditas o unisexuales, aunque los

primeros cultivares conocidos eran monoicos y solamente presentaban flores

masculinas y femeninas, en la actualidad todas las variedades comerciales que

se cultivan son plantas ginoicas, sólo poseen flores femeninas que se distinguen

claramente de las masculinas porque son portadoras de un ovario ínfero.

Fruto: Pepónide áspero o liso, dependiendo de la variedad, que cambia

desde un color verde claro, pasando por un verde oscuro hasta alcanzar un color

amarillento cuando está totalmente maduro, aunque su recolección se realiza

antes de su madurez fisiológica. La pulpa es acuosa, de color blanquecino, con

semilla en su interior repartida a lo largo del fruto. Dicha semilla se presenta en

cantidad variable y son ovales, algo aplastadas y color blanco-amarillento.


22

2.9 Requerimientos edafoclimáticos del cultivo

El control racional de los factores climáticos de forma conjunta es

fundamental para el funcionamiento adecuado del cultivo, ya que todos se

encuentran relacionados y la actuación de uno de estos incide en el cultivo.

2.9.1 Temperatura

La temperatura requerida por el cultivo de pepino para su buen desarrollo

y producción, durante el día oscile entre 20ºC y 30ºC. A mayor temperatura

durante el día, aumenta la producción precoz. Por encima de 30ºC se observan

desequilibrios en las plantas que afectan directamente los procesos de

fotosíntesis y respiración La temperatura nocturna igual o inferior a 17ºC

ocasionan malformaciones en hojas y frutos. Temperatura por encima de los

40ºC provocan el detenimiento del crecimiento de planta y frutos (FAO, 2006).


23

2.9.2 Luz

El pepino es una planta que crece, florece y fructifica con normalidad

incluso en días cortos (con menos de 12 horas de luz), aunque también soporta

elevadas intensidades luminosas y a mayor cantidad de radiación solar, mayor es

la producción (FAO, 2006). Esta planta es afectada por las cantidades de horas

luz, cuando los días son cortos se induce a la formación de mayor numero de

flores femeninas y días largos favorece la formación de flores masculinas, por lo

que es un cultivo influenciado por el fotoperiodo (López, 2003).

2.9.3 Riego

Es una planta con elevado requerimiento de humedad, debido a su gran

superficie foliar, siendo la humedad relativa óptima durante el día de 60-70% y

durante la noche de 70-90%. Sin embargo, el exceso de humedad durante el día

puede reducir la producción, al disminuir la transpiración y en consecuencia la

fotosíntesis. Humedad superior al 90% y con atmósfera saturada de vapor de

agua, las condensaciones sobre el cultivo pueden originar enfermedades

fúngicas (FAO, 2006).


24

2.9.4 Suelo

Puede cultivarse en cualquier tipo de suelo de estructura suelta, buen drenaje

y suficiente materia orgánica. Es una planta medianamente tolerante a salinidad,

de forma que si la concentración de sales en el suelo es demasiado elevada las

plantas absorben con dificultad el agua de riego, por lo tanto el crecimiento es

lento. Si la concentración de sales es demasiado baja el resultado se invertirá,

dando plantas más frondosas, que presentan mayor susceptibilidad a diversas

enfermedades. El pH óptimo oscila entre 5,5 y 7 (FAO, 2006).


25

III MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 Localización del experimento

El presente trabajo de investigación se realizó en el invernadero del

Instituto Tecnológico de Torreón, México, situado geográficamente entre los

meridianos 25° 36´ 36.54´´ latitud norte y 103° 22´ 32.28´´ longitud oeste, con una

altura media de 1123 msnm. El invernadero tiene cubierta de polietileno con

malla antiáfidos con una orientación de Norte-Sur, con ventanas laterales.

3.2 Diseño experimental

El experimento se realizó bajo un diseño completamente al azar, Los

tratamientos evaluados fueron, el modelo de evapotranspiración de Segura y

Ortiz y el método de lisímetro. Cada tratamiento consto de 16 repeticiones, con

un total de 32 unidades experimentales.

26

3.3 Calculo de la evapotranspiración diaria del cultivo

El cálculo de la evapotranspiración diaria del cultivo de pepino bajo

condiciones protegidas, se determinó utilizando el método del lisímetro y el

modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz. La evapotranspiración obtenida

por el método del lisímetro sé calculo mediante la diferencia de peso de cada una

de las macetas, registrando el peso antes de cada riego y el peso calculado a

capacidad de campo de cada una de las macetas, mientras que para el modelo

de evapotranspiración, el cálculo se realizó por medio de la temperatura máxima

y mínima obtenida diariamente, integradas en la ecuación mensual propuesta por

el modelo, teniendo como resultado la perdida de agua total por

evapotranspiración diaria del cultivo en mm/día.

3.4 Variables de evaluación para el modelo.

3.4.1 Temperatura máxima y mínima diaria.

Durante el periodo del desarrollo del experimento se registraron la

temperatura máxima y mínima diaria con un dispositivo DT-171 Datalogger de

temperatura y humedad, con una programación de toma de datos con intervalos

III Materiales y Métodos

27

de 60 minutos. Los datos obtenidos se analizaron con el programa Microsoft

Office Excel.

3.5 Material vegetal

La variedad de pepino Poinsett 76. Variedad de ciclo intermedio,

polinización abierta, tipo de floración monoica (ambos sexos en la misma planta,

pero en distinta flor), de crecimiento indeterminado. El tamaño del fruto es de 16

a 19 cm. de longitud, de color verde oscuro y espina blanca.

3.6 Medio del cultivo

El sustrato utilizado como medio del cultivo, consistió en una mezcla

compuesta por 80% de arena y 20% de perlita, el cual se desinfecto con una

solución de agua con 2% de NaCIO. La arena es un sustrato económico cuando

se tiene disponible a una distancia cercana. Se consideran arenas, todos

aquellos materiales cuyas partículas van de 0.05 a 2 mm de diámetro y en

general el espacio poroso total es muy similar al del suelo. La perlita es un

material de origen volcánico que tiene un excelente drenaje, ligero, de muy baja

capacidad de intercambio catiónico y pH neutro.


28

3.6.1 Propiedades físicas del sustrato

El estudio de las propiedades físicas del sustrato se realizó en el

laboratorio de suelos del Instituto Tecnológico de Torreón, se utilizaron un total

de tres porometros, constituidos por cilindros de PVC de 7.3 cm de diámetro y

15.7 cm de longitud. En los extremos del cilindro se coloco tela porosa para evitar

la salida de sustrato y facilitar el drenado.

La composición del sustrato correspondió a 80 % de arena y 20 % de

perlita, el cual fue expuesto al ambiente, durante varios días para permitir su

secado al aire. El sustrato fue colocado dentro del porómetro hasta su máxima

capacidad para después dejarlo caer en dos ocasiones a una altura de 10 cm

sobre una mesa con la finalidad de compactarlo un poco, posteriormente se

rellenaba nuevamente.

Los cilindros fueron colocados en un recipiente con agua cuyo nivel

alcanzaba justo debajo del borde superior para tener un humedecimiento total de

la muestra, los cilindros permanecieron en el agua por 24 horas para lograr una

saturación de la muestra. Posteriormente, se colocaron verticalmente sobre un

recipiente, y se midió el volumen de agua que drenaba por un período de 10

minutos, de la muestra húmeda extraída de los tubos se tomó su peso, luego se


29

colocó en estufa a 105 °C por un periodo de 24 horas para obtener el peso seco,

por último se realizaron los cálculos para determinar las propiedades físicas del

sustrato.

Porosidad total (%)=

Capacidad de retención de agua (%)=

Densidad aparente (Mg/m3)=

Donde:

Va = Volumen drenado (cm3)

PH = Peso húmedo de la muestra (g)

PS = Peso seco de la muestra (g)

Pa = Peso específico del agua (g/cm3)

Vc = Volumen del tubo o cilindro (cm3)


30

3.7 Riego

La aplicación del riego durante los primeros 30 días después del trasplante,

fue cada 24 horas de acuerdo a requerimientos calculados para cada tratamiento.

Después de la floración del cultivo se aumentó el requerimiento hídrico a dos

riegos por día, de acuerdo a la perdida por evapotranspiración presente en el

cultivo.

3.7.1 Solución nutritiva utilizada

En la preparación de la solución nutritiva se analizó el agua previamente.

El análisis proporcionó información sobre los nutrimentos que aportaba (Cuadro

3) y en base a esta información se hicieron los cálculos necesarios para la

preparación de la solución nutritiva Steiner (Cuadro 2) la cual se utilizó en todo el

ciclo del cultivo.


31

Cuadro 1. Análisis de agua de riego.

Parámetros Valor

pH

C.E (mS cm-1)

Cationes Solubles

Ca (me L-1)

Mg (me L-1)

Na (me L-1)

K (me L-1)

Fe (ppm)

∑ Cationes

Aniones Solubles

CO3 (me L-1)

HCO3 (me L-1)

CI (me L-1)

SO4 (me L-1)

∑ Aniones

Sal Predominante

RAS

Fosfato (ppm)

Nitratos (ppm)

Clasificación

7.54

1.20

6.89

0.82

3.48

0.01

0.01

11.21

0.27

1.55

3.20

7.55

12.57

3.44

0

6.10

C3S1


32

Cuadro 2. Fertilizantes utilizados en la preparación de la solución nutritiva.

Nombre Formula % de nutrientes que aporta

Fosfato mono

potásico

Nitrato de calcio

Nitrato de magnesio

Nitrato de potasio

KH2PO4

Ca(NO3)2

Mg(NO3)2

KNO3

NO3- SO4

2- H2PO42- K+ Ca2+ Mg2+

NH4+

70.72 27.88

14.4 18.6

1.1

11 9.6

13 36 0.5

3.8 Labores culturales

Siembra: Se realizó en charolas de polietileno de 200 cavidades, utilizando

Peat moss como sustrato para la germinación.


33

Trasplante: El trasplante se llevo a cabo en bolsas de polietileno de color

negro calibre 500 con una capacidad de 15 kilogramos. Utilizando una

combinación de sustrato compuesta por 80% de arena y 20% de perlita.

Tutorado: Se realizó con hilo de rafia sujeto de un extremo del tallo, las

cuales se ataron lo suficientemente flojos con el fin de que no afectar el

desarrollo de la planta. Esta labor se realizó desde el momento del trasplante,

implementándose conforme se iban desarrollando las plantas, aproximadamente

cada 5 días.

Poda de brotes y zarcillos: Consistió en eliminar los brotes del tallo

principal, que dan lugar a nuevos tallos, con la finalidad de no tener demasiada

biomasa afectando el desarrollo de los frutos. La poda se realizo con tijeras

especiales para dicha práctica.

3.9 Variables evaluadas en planta

Para la toma de datos previamente se marcaron bolsas de polietileno con los

datos de los tratamientos y repeticiones correspondientes. Se tomaron plantas al

azar, para determinar, altura de planta (cm), área foliar (cm2) y rendimiento.


34

3.9.1 Altura de planta

Los datos de altura de planta se recabaron semanalmente utilizando una

cinta métrica graduada en cm, cada valor se tomo de la base del tallo hasta el

punto de crecimiento de la planta.

3.9.2 Diámetro de tallo

El diámetro de tallo se tomo en la base de las plantas de cada tratamiento,

utilizando un vernier electrónico con unidad de medición en mm.

3.9.3 Área foliar

Se eligieron un total de 4 plantas por tratamiento, las hojas fueron

separadas de la planta para realizar la medición por medio del aparato medidor

de área foliar LI-3100C, el cual determina el área total de las hojas analizadas en

cm2.


35

3.10 Rendimiento

3.10.1 Numero de frutos por planta

El conteo de frutos por planta se realizó antes de cada cosecha, cuando

los frutos presentaban un estado duro, color verde intenso y forma definida.

3.10.2 Peso de frutos por planta

Para el peso de frutos en gramos se utilizó una balanza digital de

precisión, registrando los pesos correspondientes a cada repetición en gramos

por fruto.

3.10.3 Longitud y diámetro de fruto

La longitud del fruto se determinó usando una cinta metálica de precisión

graduada en cm. El diámetro del fruto se midió con un vernier digital con unidad

de medición en mm.


36

IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1 Aplicación del modelo y método del lisímetro para el cálculo de la ETP

El método del lisímetro fue implementado a través de realizar el balance

hídrico en las macetas, donde se calculó la diferencia de peso de cada una de

ellas a capacidad de campo y el peso registrado antes de cada riego, reponiendo

la diferencia para mantener a capacidad de campo, mientras que para el modelo

de evapotranspiración de Segura y Ortiz, el cálculo se realizo mediante el registro

de la temperatura máxima y mínima diaria, integradas en la ecuación mensual

propuesta por el modelo observada en el Cuadro 3, dando como resultado la

perdida de agua por evapotranspiración.

Cuadro 3.- Ecuaciones mensuales de evapotranspiración del modelo de Segura y Ortiz.

Mes Ecuación

Mayo ETP = 8.65317*TX – 3.98152*TN – 20.158

Junio ETP = 9.0764*TX – 4.6789*TN – 25.0644

*ETP= Evapotranspiración potencial.

37

4.2 Tasa de evapotranspiración calculada

En la Figura 1 se muestra la evapotranspiracion durante el ciclo de cultivo

con base en cada uno de los tratamientos, representa la evapotranspiración

diaria calculada, donde se observa mayor tasa de evapotranspiración para el

tratamiento del lisímetro con un valor promedio de 1.754 mm/día durante el ciclo

del cultivo, mientras que el modelo de Segura y Ortiz subestima el valor de

evapotranspiración a comparación del método de lisímetro con un promedio de

1.043 mm/día. Resultados que coinciden con los reportados por Villaman et al.,

(2001), dado que los métodos analizados subestiman y sobrestiman la

evapotranspiración con respecto al método de lisímetro de pesada.

Al relacionar los datos obtenidos de dichos tratamientos, el análisis de

varianza no mostro diferencia estadística, lo cual confirma que el comportamiento

de evapotranspiración es muy similar en ambos tratamientos. Los resultados

obtenidos demuestran que los modelos tienen un poder predictivo mayor al 75%;

Por lo tanto, el modelo ETP mensual es un modelo sencillo que es aplicable para

calcular la evapotranspiración potencial del cultivo de pepino en condiciones

protegidas (Segura-Castruita y Ortiz-Solorio, 2017).

IV Resultados y Discusión

38

Figura 1.- Tasa de evapotranspiración en mm/día, por el método de lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz.

4.3 Propiedades físicas del sustrato

La mezcla de sustratos de arena y perlita se está utilizando con mayor

frecuencia en los sistemas de producción de cultivos en invernadero debido a su

bajo costo y buenos resultados que presenta. Para tener las propiedades

idóneas, los sustratos deben de cumplir con ciertos requerimientos en sus

propiedades físicas y químicas (Cruz et al., 2010).

Los valores promedio de las propiedades físicas se aprecian dentro de los

rangos considerados adecuados por la literatura. En la porosidad total se obtuvo

un valor de 47%. La capacidad de retención de humedad fue de un 33.12% y la

densidad aparente de 1.24 (Mg/m3). Resultados similares en propiedades físicas

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

16

/05

/20

18

18

/05

/20

18

20

/05

/20

18

22

/05

/20

18

24

/05

/20

18

26

/05

/20

18

28

/05

/20

18

30

/05

/20

18

01

/06

/20

18

03

/06

/20

18

05

/06

/20

18

07

/06

/20

18

09

/06

/20

18

11

/06

/20

18

13

/06

/20

18

15

/06

/20

18

17

/06

/20

18

19

/06

/20

18

21

/06

/20

18

23

/06

/20

18

Evap

otr

ansp

irac

ión

(m

m/d

ía)

Modelo

Lisímetro


39

de componentes de sustratos de uso común en la horticultura (Pire and Pereira,

2003).

Cuadro 4. Propiedades físicas del sustrato.

Sustrato PT

(%)

RH

(%)

DA

(Mg/m3)

Arena 80% -

Perlita 20% 47 33.12 1.24

*PT= Porosidad total; RH= Retención de humedad; DA= Densidad aparente.

4.4 Características agronómicas del cultivo de pepino bajo los diferentes

tratamientos

4.4.1 Altura de planta

En altura final de planta, no se encontró diferencia significativa. En el

Cuadro 5 se observa tendencia a mayor altura de planta en el tratamiento del

lisímetro con valor promedio de 157.769 cm, mayor que 146.846 cm de altura en

planta correspondiente al modelo. Resultados similares donde en reducción de

altura de planta de chile habanero cuando se aplicó menor cantidad de agua

(Pérez-Gutiérrez et al., 2008).


40

4.4.2 Área foliar

En el análisis de varianza área foliar, no detectó diferencia significativa. El

método del lisímetro tendió a presentar mayor área foliar respecto al modelo de

Segura y Ortiz (Cuadro 5), resultado que demuestra que a mayor suministro de

agua, mayor cantidad de biomasa producida. Con una tendencia a mayor área

foliar y peso seco en el tratamiento con mayor suministro de agua, aunque sin

diferencia estadística (Quesada, 2015).

4.4.3 Diámetro de tallo

La prueba de significancia para diámetro de tallo en las plantas de pepino

no mostró diferencia estadística entre tratamientos, sin embargo hay una

tendencia en el tratamiento del lisímetro a ser mayor 11.308 mm, al diámetro

promedio del tratamiento evaluado con el modelo 10.208.


41

Cuadro 5. Altura de planta, diámetro de tallo y área foliar en rendimiento bajo la aplicación de agua por el método del lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz.

Tratamiento DT (mm)

AP (cm)

AF (cm2)

Modelo 10.208a 146.846a 4002.407a

Lisímetro 11.308a 157.769a 5684.552a

*Medias seguidas por la misma letra son similares estadísticamente (Tukey, P≤ 0.05). DT= Diámetro de tallo; AP= Altura de planta; AF= Área foliar

4.5 Rendimiento del cultivo de pepino

4.5.1 Numero de frutos por planta

El Cuadro 6 se presenta el numero de frutos por planta del cultivo de

pepino obtenido en los tratamientos evaluados en cuanto a número de frutos por

planta, donde el tratamiento de Segura y Ortiz presentó un valor promedio de

2.110 frutos por cosecha en planta, mientras el tratamiento del lisímetro registró

un promedio de 1.604 frutos por planta. Resultados que coinciden con Quesada

(2015) donde plantas de chile habanero presenta mayor cantidad de frutos en el

tratamiento con menor suministro de agua.


42

4.5.2 Peso de fruto

El peso de fruto no mostro diferencia significativa, sin embargo en el

Cuadro 6 se observa una tendencia en el tratamiento del modelo, en producción

de frutos con mayor peso promedio 255.611 g, mientras que el método del

lisímetro obtuvo frutos con un peso promedio de 248.611 g. Proyectado a

toneladas por hectárea se obtiene un rendimiento de 30.8 Ton/ha por el modelo

de Segura y Ortiz y 30.2 Ton/ha por el lisímetro, durante las primeras tres

cosechas. Quesada (2015) estimó resultados semejantes en cuanto a peso en

fruto manejando distintos niveles de humedad.

4.5.3 Longitud y diámetro de fruto

Las variables longitud y diámetro de fruto, no mostraron diferencia

significativa entre los tratamientos estudiados, donde se observo que el

tratamiento del lisímetro mostro una tendencia a mayor longitud promedio de

frutos 17.277 cm. Por otra parte el modelo presento frutos con longitud promedio

de 17.138 cm, teniendo una longitud muy similar en ambos tratamientos (Cuadro

6). Para el diámetro de fruto, el modelo presento un diámetro promedio de frutos

4.897 cm, siendo este un valor mayor al presentado por el lisímetro con 3.928

cm.


43

Cuadro 6. Número de frutos en planta por cosecha, peso, longitud, diámetro de fruto y rendimiento bajo la aplicación de agua en base al lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz.

Tratamiento FP PF

(g)

LF

(cm)

DF

(cm)

RC

(ton/ha)

EUA

Kg/m3

Modelo 2.110a 248.611a 17.138a 4.897a 30.8a 9.11

Lisímetro 1.604a 255.611a 17.277a 3.928a 30.2a 5.31

* Medias seguidas por la misma letra son similares estadísticamente (Tukey, P≤ 0.05). FP= Frutos por planta; PF= Peso de frutos; LF= Longitud de fruto; DF= Diámetro de fruto; RC= Rendimiento del cultivo; EUA= Eficiencia de uso de agua.

4.6 Eficiencia de uso de agua

La eficiencia en uso de agua calculada en base al rendimiento total del cultivo

en toneladas por hectárea (Cuadro 6). La cantidad de agua en el periodo

vegetativo del cultivo hasta el tercer corte (54 días después de la siembra) fue de

3,379.32 m3/ha para el modelo de Segura y Ortiz y 5,682.96 m3/ha en el lisímetro.

La relación consumo de agua y rendimiento es de 9.11 kg/m3 y 5.31 kg/m3

correspondientes a los métodos, presentando mayor tendencia el modelo

utilizando menor cantidad de agua con producción de 30.8 Ton/ha, en relación al

lisímetro 30.2 Ton/ha. Las diferencia estadística de uso de agua fueron similares,

observándose que a mayor cantidad de agua, la planta desarrollo más altura y

follaje, caso contrario, plantas con menor cantidad de agua iniciaban más


44

rápidamente producción. Quesada, (2015) Las plantas sujetas a mayor estrés

hídrico adelantaron fases de floración y fructificación.

El rendimiento de las plantas tiene un comportamiento lineal a mayor

humedad del suelo, pero llegan a un nivel en donde un mayor contenido de

humedad no se traduce en un mayor rendimiento (Fabeiro et al., 2002). Regar

con el método del lisímetro se encuentra dentro del comportamiento lineal, por lo

tanto máxima producción de biomasa (Fabeiro et al., 2002). Sin embargo; al

aplicar el riego con el modelo de Segura y Ortiz se tiene mejor eficiencia en uso

de agua y producción similar y/o mayor que en el tratamiento del lisímetro.

Resultados que coinciden con los presentados por González y Hernández, (2000)

quienes encontraron rendimiento más elevado de tomate y mejor eficiencia en

uso del agua.

4.7 Validación del modelo

Un modelo puede ser empleado cuando ha sido evaluado anteriormente con

la finalidad de demostrar la eficiencia de su funcionamiento y la predicción que

este pueda proporcionar. En este trabajo se realizó la validación del modelo de

evapotranspiración de Segura y Ortiz, a partir de temperatura máxima-mínima y

altitud. Utilizado en el cálculo de evapotranspiración en el cultivo de pepino bajo


45

condiciones protegidas. Comparando los resultados obtenidos en la validación

contra el método de lisímetro, donde sus resultados comparados en cuanto a

producción del cultivo, fueron muy similares, por lo tanto es un modelo que

muestra ser aceptable ya que permite predecir de forma aceptable la tasa de

transpiración del cultivo de pepino bajo condiciones protegidas. Los resultados

encontrados en esta investigación son similares a los reportados por Martínez et

al., (2012).


46

V CONCLUSIONES

En base a los resultados obtenidos en el presente estudio, se concluye;

El modelo de Segura y Ortiz puede ser utilizado para estimar la

evapotranspiración en cultivo de pepino bajo condiciones protegidas con la

misma confiabilidad que el método del lisímetro.

La mejor eficiencia en uso de agua tendió a ser aplicando el agua en base al

modelo de Segura y Ortiz.

47

VI LITERATURA CITADA

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