Agronoma del riego

1

1. Agronoma del riego.

1.1 Dosis de riego

Una vez estimada la ET0 es preciso corregir y adaptar este valor a las condiciones reales del cultivo y en general se obtendr que la demanda atmosfrica solo es satisfecha en parte. Como ya se ha comentado el ajuste se realiza mediante el coeficiente de cultivo.

Si el vegetal llega a cerrar sus estomas, a consecuencia de un exceso de demanda atmosfrica, la produccin se ver afectada, por eso no se permite que la reserva del suelo se agote completamente. En general puede definirse para cada cultivo y fase de crecimiento una fraccin mxima de agotamiento, pa, para el agua disponible en el suelo y son razonables valores entre 1/3 y 2/3. Para caracterizar la menor ET del cultivo, en condiciones de baja humedad disponible en el suelo, se afecta el coeficiente de cultivo por un coeficiente de disponibilidad ks, que es funcin del grado de agotamiento del perfil.

En los das siguientes a un riego se evapora agua desde la superficie mojada a un ritmo similar al que ocurrira en una lmina libre de agua y esa tasa va decayendo en funcin del tiempo transcurrido.

La cantidad de agua que cabe en el perfil de un suelo puede evaluarse como ( )pmpccaM zH =

e 1-1 De acuerdo a lo expuesto en el apartado anterior el cultivo puede utilizar el agua sin sufrir dficit en una cuanta que puede ser descrita por p; fraccin de agua fcilmente disponible. Si no se desea que el cultivo sufra estrs hdrico la cantidad de agua de riego a aplicar ser como mximo

HMd=pa.HM e 1-2

Y la frecuencia de riego se determinar en funcin de la demanda evaporativa y el consumo acumulado del cultivo para evitar que se agote una cantidad mayor que pa.HM.

La decisin de cuando regar y con qu cantidad se ve condicionada por dos efectos contrapuestos: de una parte el mayor esfuerzo que debe realizar la planta para tomar agua en condiciones de dficit hdrico, que se produce cuando se reduce la frecuencia de riego. Por otra parte el incremento de evaporacin que cabe esperar desde la superficie mojada al aumentar la frecuencia de riego y disminuir la dosis

Ejemplo n 1-1 Sea un suelo de 0.75m de profundidad con humedades en capacidad de campo y marchitez del 35 % y 15 % en peso respectivamente y densidad aparente de 1.2 Tm/m3. Calcule la dosis mxima que cabe en el perfil y la dosis mxima que se puede agotar si se puede escoger entre los coeficientes de agotamiento pa=1/3, 2/3 y 5/6, en un cultivo de maz (profundidad de enraizamiento Z=0.6m) o en uno de alfalfa (Z=0.4 m),

Agronoma del riego

2

si la ETc para ambos casos es de 5 mm/da, as como definir la frecuencia de riegos precisa en cada caso, prescindiendo de otras consideraciones.

La dosis que cabe en el perfil puede obtenerse mediante (e 1-1) y la dosis mxima agotable mediante (e 1-2), de modo que los resultados, expresados como tabla seran:

Cultivo Z (m)

HM (m)

HMd(pa=1/3) (m)

HMd(pa=2/3) (m)

HMd(pa=5/6) (m)

Maz 0.6 .144 0.048 0.096 0.120 Alfalfa 0.4 .096 0.032 0.064 0.080

En cuanto al perodo entre riegos, se determinar mediante la expresin:

T= HMd/ETc

cultivo maz alfalfa D (mm) 48 96 120 32 64 80

T terico(das) 9.6 19.2 24 6.4 12.8 16 T(das) 9 19 24 6 12 16

1.2 Fraccin de lavado

Cuando se manejan aguas salinas es preciso tener en cuenta una fraccin de la lmina a aportar que se destinar a lavado de las sales que eventualmente pudieran acumularse. Es frecuente definir la fraccin de lavado como el porcentaje de la lmina que se destina a lavado frente al total a aportar. Resulta as un incremento de las necesidades del cultivo, si bien a la hora de programar el riego se deber tener en cuenta solamente el agua destinada a evapotranspiracin.

Se conocen diferentes procedimientos para calcular la fraccin de lavado pero en general puede admitirse que

f CECEl

w

d=

e 1-3 Donde cada mtodo propone una forma de calcular la conductividad elctrica del agua de drenaje y as p.e. CEd= 2 CEmax, para riego localizado

En general se puede utilizar la expresin de Rhoades y Merril (1976),

CEd= 5 CEe-CEw ,

en funcin de la conductividad del extracto de saturacin. Existen tablas en donde cada autor expone los valores recomendados para cada parmetro.

Agronoma del riego

3

Ejemplo n 1-2 Sea un cultivo de Naranjo, cuya profundidad de enraizamiento es de z=0.75 m y la fraccin de agua fcilmente disponible pa=1/3, se riega con un agua de 1.2 dS/m de conductividad elctrica y el suelo presenta una humedad a capacidad de campo del 45%, humedad en punto de marchitez del 23% y densidad aparente a=1.2 Tm/m3.

Se pide determinar la fraccin de lavado, el nmero de riegos mensuales previsto y la lmina requerida, conocidos los valores de ET0 , el coeficiente de cultivo en cada mes y el valor de CEe=1.7 dS/m

Kc 0,75 0,75 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,8 0,8

En primer lugar se determina la dosis mxima a aplicar en funcin del tipo de suelo y la profundidad de las races segn las expresiones (e 1-1) y (e 1-2), que resuelta para los datos del problema da: HMd=66 mm

Por otro lado es preciso conocer la fraccin de lavado en cada supuesto a estudiar. La fraccin de lavado se determina mediante la expresin (e 1-3), con CEd=5CEe-CEw, para riego por superficie. Con estos datos fl=0.164

La lmina requerida, a aplicar en cada riego, se determina como

Hr=T.ETc/(1-fl)HMd/(1-fl)=78.19 mm

Para determina el nmero de riegos previsto cada mes se determina la evapotranspiracin del cultivo y el nmero de riegos se determina dividiendo la serie acumulada por la dosis para obtener la serie de nmero de riegos acumulada. Desacumulando la serie obtenida se despejan los riegos a aplicar cada mes.

mes n dias ET0 (mm)

kc ETc (mm/mes)

ETc ac (mm)

n riegos acumulados

n r/mes

1 31 2.5 0.75 58.125 58.13 1 1 2 28 3.2 0.75 67.200 125.33 2 1 3 31 4.5 0.8 111.600 236.93 4 2 4 30 5.6 0.8 134.400 371.33 6 2 5 31 6.3 0.8 156.240 527.57 8 2 6 30 7.1 0.85 181.050 708.62 11 3 7 31 8.5 0.85 223.975 932.59 15 4 8 31 8.2 0.85 216.070 1148.66 18 3 9 30 7.4 0.85 188.700 1337.36 21 3 10 31 6.5 0.85 171.275 1508.64 23 3 11 30 4.5 0.8 111.600 1620.24 25 2 12 31 3.2 0.8 79.360 1699.60 26 1

El uso de aguas salinas ocasiona una prdida de produccin que se puede caracterizar (Maas y Hoffman, 1977) como:

Agronoma del riego

4

( )100

1max

bCECEy

ye =

e 1-4 donde b es la sensibilidad porcentual del cultivo a la salinidad y CE es el valor a partir del cual se empiezan a producir prdidas perceptibles en la produccin. Si se utiliza un fraccin de lavado, que permita una conductividad elctrica en el drenaje, de valor inferior al valor umbral se podr producir la cantidad mxima prevista.

Ejemplo n 1-3 Sea un cultivo de limonero del que se conoce su respuesta a la conductividad elctrica del agua, como CE =1.7 dS/m y b=16 (%/dS/m). El agua de riego es de CEw=0.9 dS/m y la eficiencia de lavado es del 60%. Determinar la fraccin de lavado para el 75% de productividad. Si se ha medido la CEe en el extracto de saturacin y sta ha resultado ser de 2.5 dS/m Cual sera la produccin esperada?.

En primer lugar es preciso de terminar CEd, para el agua disponible y la produccin objetivo. Segn la expresin (e 1-4) CEd=15.4125 dS/m. Para el clculo de la fraccin de lavado podemos utilizar la expresin (e 1-3) y entonces fl=0.05839, pero como la eficiencia de lavado es del 60% la fraccin definitiva ser fl=0.09732

Para la CE encontrada en el extracto de saturacin se puede aplicar la expresin (e 1-4) y entonces y/ymax=0.872= 87.2%

Debe tenerse en cuenta que no toda el agua aplicada a un suelo queda almacenada en l, aunque la aplicacin se realice correctamente ya que hay una serie de prdidas inevitables por percolacin, que dependen lgicamente del tipo de suelo a regar; hay que aportar ms agua de la prevista en un principio para que quede la cantidad que necesita el cultivo. Por otra parte esta cantidad de agua cuya prdida es inevitable puede entrar a formar parte de la lmina destinada a lavado y as Jobling (1986) propone el uso de un coeficiente kd para mayorar la lmina a aplicar, que se define como el agua almacenada en la zona al alcance de las races con relacin al agua aplicada.

Por su parte Rodrigo y col.(1992) admiten el uso de este coeficiente solamente cuando el porcentaje de agua no utilizable que supone sea mayor que la fraccin de lavado; porcentaje que supone la lmina de lavado respecto del total aplicado. En caso contrario se utilizar el mencionado valor de fraccin de lavado; fl Por lo tanto se utilizar como fraccin de lavado el mximo entre la fraccin de lavado obtenida mediante la expresin (e 1-3) y el valor en funcin del tipo de suelo, fln.

Los diferentes materiales presentan adems diferencias en cuanto a la eficiencia con que se produce el lavado de las sales, cuestin sta que debe ser tenida en cuanta a la hora de decidir la fraccin de lavado.

Agronoma del riego

5

Tipo de suelo fln Ef. lavado Arena gruesa 0.13 0.60

Arenoso 0.09 0.50 Limoso 0.05 0.40

Arcilloso 0.00 0.2-0.3 Tabla 1-1 Fraccin de lavado natural y eficiencia de lavado en funcin del tipo de

suelo

Ejemplo n 1-4 Determinar la fraccin de lavado a aplicar en el caso de haber decidido una conductividad elctrica en el drenaje de CEd=7.5dS/m, si el suelo es arenoso y se dispone de un agua de CEw=1.2 dS/m.

En principio fl=0.16, que deber ser mayorada mediante la eficiencia de lavado como fL=fl/EfL=0.246. Como el resultado es mayor que la fraccin de lavado natural se conserva como respuesta.

Otro coeficiente utilizado para mayorar las necesidades de agua es el Coeficiente de Uniformidad, ya que tambin es inevitable una distribucin irregular del agua, por motivos puramente hidrulicos. Por lo tanto las necesidades brutas de agua podran calcularse como:

( )lc

r fCUTET

H

=

1 .

e 1-5 con T, periodo entre dos riegos consecutivos y CU es el coeficiente de uniformidad, que se aplicar estimando uno para disear la instalacin y durante el manejo diario se tendr en cuenta, si se quiere asegurar un aporte suficiente en todos los casos, o no se considerar si el regante desea aplicar riegos con un nivel variable de dficit

1.3 Efectos del aporte hdrico en la produccin de los cultivos

El agua es un elemento fundamental para la produccin y es preciso hacer un uso ptimo del recurso. Por una parte el cultivo trata de realizar la mayor cantidad de fotosntesis posible, para lo que intentar mantener abiertos los estomas, a fin de permitir la entrada de CO2, por el otro, esta situacin favorece la prdida de agua por transpiracin, por lo que la planta intentar cerrar los estomas en cuanto detecte un cierto dficit. Se establece un compromiso fisiolgico entre ambas reacciones, producto del cual se realiza la produccin de asimilados.

El crecimiento de los diferentes rganos de la planta se produce mediante la divisin y elongacin celular. Para que este proceso se lleve a cabo se necesita una cierta cantidad de presin en las clulas. Esta presin, caracterizada mediante el potencial de turgencia, depende del potencial del agua en la atmsfera, en el suelo y del potencial osmtico en

Agronoma del riego

6

el interior de la clula. En caso de que sea escasa el agua disponible, este potencial ser bajo, dando como resultado un crecimiento pequeo. Este efecto es de gran importancia para la cantidad y calidad final de las producciones.

Otro papel importante del agua es la regulacin trmica del cultivo. Si se restringe la evapotranspiracin puede aumentar peligrosamente la temperatura y provocar un aumento de la respiracin, en una primera fase, para llegar a la desnaturalizacin de las protenas en casos graves.

1.3.1 Reaccin del cultivo ante el estrs hdrico

Ante la falta de agua en el suelo el cultivo reacciona cerrando los estomas y como consecuencia disminuye la cantidad de asimilados. Adems hay una disminucin del crecimiento celular, con la consiguiente prdida de calidad en las producciones. Por otro lado el exceso de respiracin puede mermar an ms la cantidad de asimilados disponible. El efecto conjunto de todos estos factores es una disminucin de las producciones.

Se puede caracterizar la disminucin de las producciones mediante diferentes modelos que ponen en relacin la evaporacin real o el potencial del agua en el suelo u hoja con la produccin final del cultivo. Uno de los modelos ms sencillos es el propuesto por la FAO. Este modelo prev una disminucin de la produccin respecto de la mxima como una relacin lineal de la disminucin de la evapotranspiracin respecto de la mxima.

=

c

cay

max ETETk

yy 11

e 1-6 Esta expresin es vlida para valores de ET menores de la mxima, ya que en caso contrario la produccin ser la mxima.

Ejemplo n 1-5 Determinar el coeficiente de prdida de produccin para un cultivo de tomate en invernadero del que se conocen una serie de datos de produccin y aporte hdrico. Con el resultado conseguido, determinar la produccin esperada para un aporte de 400 mm y 200 mm.

ETc(mm) y(kg/m2) ETc(mm) y(kg/m2) ETc(mm) y(kg/m2) 501.8 8.531 270.1 8.371 241.0 7.910 380.8 8.506 269.2 8.212 227.3 6.495 313.0 7.577 265.1 6.942 199.5 6.642

En primer lugar se representan los puntos medidos para estimar el valor del aporte mximo.

Agronoma del riego

7

tomate invernadero

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

0 100 200 300 400 500 600

aplicado(mm)

pro

d(kg/

m2)

Se puede trazar una recta de regresin con todos los puntos excepto los dos que producen los mayores valores. Se obtiene as la ecuacin de una recta (m=0.0115, B=4.50), que permite determinar el valor de ETmax que se busca al resolver la expresin ymax=m.ETmax+B, de donde ETmax=348.5 mm=ETc

Se procede, ahora, a calcular los valores de (1-ET/ETmax) y (1-y/ymax), que permiten determinar el coeficiente ky como pendiente de la recta de regresin que se establece como se expresa en (e 1-6). Los datos utilizados pueden verse en la tabla siguiente.

1-ET/ETc 1-y/ymax 1-ET/ETc 1-y/ymax 1-ET/ETc 1-y/ymax 0.0000 0.0000 0.2250 0.0188 0.3085 0.0728 0.0000 0.0029 0.2276 0.0374 0.3478 0.2387 0.1019 0.1118 0.2393 0.1863 0.4276 0.2214

Los coeficientes de la recta de regresin son m=0.469, B=0.001, luego ky=0.469. Obsrvese que la interseccin con el eje es cercana a cero, como cabra esperar.

tomate invernadero

0,0000

0,0500

0,1000

0,1500

0,2000

0,2500

0,3000

0,00000,10000,20000,30000,40000,5000

1-ET/ETo

1-Y/

Yma

x

Con los datos obtenidos se puede determinar que para ET=400 mm la produccin esperada ser de y= 8.531 kg/m2 , mientras que para ET= 200 mm, y= 6.825 kg/m2

Si se prev un riego lo bastante espaciado como para que el cultivo experimente algo de estrs en algunos momentos se debe considerar la existencia de un coeficiente de disponibilidad que se calcula como:

ks=1 si H>(1-pa)HM

Agronoma del riego

8

( ) Mas HpHk

=

1 si H

Agronoma del riego

9

fcilmente disponible; en este caso ks=1, y en caso contrario ks se determina como se especifica en (e 1-7), si el numerador se puede interpretar como el agua que queda en la reserva.

Los clculos pueden examinarse en la tabla adjunta:

da ETc H(mm) Htanteo ks ETca 1 5 80.000 75.000 1.000 5.000 2 5 75.000 70.000 1.000 5.000 3 5 70.000 65.000 0.985 4.924 4 5 65.076 60.152 0.911 4.557 5 5 60.519 55.962 0.848 4.240 6 5 56.279 52.040 0.788 3.942 7 5 52.337 48.394 0.733 3.666 8 5 48.671 45.004 0.682 3.409 9 5 45.261 41.852 0.634 3.171 10 5 42.091 38.920 0.590 2.948

El planteamiento para considerar la influencia de las sales puede hacerse de la misma manera que el caso anterior. pero ser preciso considerar que el coeficiente de disponibilidad. ahora depende tambin de la concentracin salina y ser calculado mediante las expresiones (e 1-9) y (e 1-10). Rehaciendo los clculos queda como:

da ETc H(mm) Htanteo ks ks* ETca 1 5 80.000 75.000 1.000 0.912 4.559 2 5 75.441 70.881 1.000 0.912 4.559 3 5 70.881 66.322 1.000 0.912 4.559 4 5 66.322 61.762 0.936 0.853 4.267 5 5 62.055 57.788 0.876 0.798 3.992 6 5 58.063 54.071 0.819 0.747 3.735 7 5 54.328 50.592 0.767 0.699 3.495 8 5 50.833 47.338 0.717 0.654 3.270 9 5 47.562 44.292 0.671 0.612 3.060 10 5 44.503 41.443 0.628 0.573 2.863

La comparacin pedida se refleja en la grfica adjunta.

0123456

1 3 5 7 9

da

ETc

Agronoma del riego

10

1.4 Parmetros del riego

Ya se ha visto como determinar las necesidades hdricas de los cultivos. en sentido amplio. y se llegaba a la conclusin de qu lmina iba a utilizar el cultivo y en qu momentos convena aplicarla, prescindiendo del mtodo de aplicacin. Ahora vamos a evaluar qu cantidad de agua es preciso aportar para conseguir que en el suelo quede el valor requerido Hr.

Considerando un cantero rectangular al que se le aplica una lmina bruta Hb , definida por las variables de operacin Q0 y ta.

StQ

H ab0

=

e 1-11 Esta lmina se distribuye de forma mas o menos irregular y a cada punto de la parcela le corresponde un valor Hi en funcin del tiempo de contacto o tiempo de oportunidad to. que puede ser mayor, igual o menor que el valor requerido Hr.

Una vez aplicado el riego es preciso definir la bondad del mismo. Para realizar esta operacin es frecuente recurrir al coeficiente de uniformidad de Christiansen.

=

med

med

nHHH

CU 1

e 1-12 Sin embargo el uso exclusivo de este coeficiente deja algunos aspectos del aprovechamiento del agua sin definir y por eso se utiliza tambin la definicin de rendimiento de aplicacin. Suponiendo un caso general en donde una fraccin p del terreno queda con lminas Hi >Hr se puede considerar que parte del agua no va ser aprovechada por los cultivos por quedar fuera de su alcance. Se define la lmina de percolacin Hp como el valor medio de estos valores no aprovechados por causa de la infiltracin profunda. Entonces

pnmed HHH += e 1-13

siendo Hn la lmina til para el cultivo.

Por otra parte H H H Hb n p e= + + e 1-14

Como consecuencia de esta aplicacin parte del suelo quedar regado por debajo de las necesidades previstas y as se define la lmina de dficit como

H H Hd r n= e 1-15

Con estos datos podemos definir el rendimiento de aplicacin como

RHHa

n

b=

e 1-16 y el coeficiente de dficit como

Agronoma del riego

11

CHHd

d

r

=

e 1-17 y por extensin los coeficientes de percolacin y escorrenta Cp=Hp/Hb. Ce=He/Hb

Ejemplo n 1-7 Sea una operacin de riego en la que se han medido las lminas que figuran en la tabla adjunta. determinar el rendimiento de operacin. coeficiente de prdidas por percolacin. de escorrenta y de dficit si se pretenda aplicar una lmina de 30 mm. con un gasto q=5 l/s/m y el tiempo de riego fue de 700".

x(m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 H(mm) 41 40 39 38 36 35 34 32 31 30 28

Ser preciso determinar la lmina media como promedio. ponderado a la superficie que representa cada punto. de los datos de lmina conseguidos.

Hmed=34.95 mm; por su parte Hb=Q.ta/L=34.95 mm. con lo que no hay escorrenta y Ce=0.

Si se pretenda aplicar Hr=30 mm. se observa que parte de la parcela se ha regado con dficit y la lmina til se calcular como media ponderada entre la lmina requerida y la lmina media en la zona deficitaria como:

Hn=p(Hr)+(1-p)Hzd=29.9 mm

El rendimiento ser Ra= 0.855; y Cp=1-Ra-Ce=0.145

El coeficiente de dficit. por su parte cumplir (e 1-17) y vale Cd=0.016

Agronoma del riego

12

1.5 problemas complementarios

1) Sea un cultivo, cuya profundidad de enraizamiento es de z=0.25 m y coeficiente de disponibilidad pa=0.2, se riega con un agua de CEw=1.7 dS/m de conductividad elctrica y el suelo presenta una humedad a capacidad de campo del 25%, humedad en punto de marchitez del 5% y densidad aparente a=1.2. El coeficiente de cultivo sigue la expresin

( )( ) mincmaxcc ktbkk .. .exp1 +=

donde kc max=0.85, kc min=0.15, b=-0.035 y el tiempo se expresa en das desde siembra. La CE mxima para riego por superficie es de CEmax=2.9 dS/m , la eficiencia de lavado del suelo es de EfL= 0.65, la fraccin de drenaje natural del suelo es fln=0.12 y el coeficiente de tanque es kt=0.65

Se pide determinar el nmero de riegos mnimos estimados y el da en que correspondera regar, conocidos los valores de la evapotranspiracin diaria para los das previstos.

d.d.s 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 ETT 1.9 1.9 1.95 2.05 2.25 2.45 2.5 2.67 2.91 3.15 3.25 3.65

En primer lugar se determina la lmina mxima a aplicar en funcin del tipo de suelo y la profundidad de las races ( )

aapmccMd pzH .. = , que resuelta para los datos del problema da: HMd=12 mm.

Por otro lado es preciso conocer la fraccin de lavado, que se determina mediante la expresin:

fl CECE CE

w

max w

=

5

en donde CEw es la conductividad elctrica del agua de riego. De donde fl=0.1328, que se debe compara con la fraccin de drenaje natural y elegir la mayor; en este caso fl=0.1328. Como la eficiencia de lavado EfL= 0.65 , se mayora la fraccin de lavado al dividir por este factor, y as fl=0.2043. Se debe calcular ahora la lmina a aplicar incluyendo las necesidades de lavado como.

( )lMd

r fH

H

=

1= 15.08 mm.

Con estos datos se calcula el ETc y de ah se prepara el valor acumulado, que permite obtener el nmero de riegos acumulado hasta el final del cultivo y esto ltimo ayuda a identificar las fechas probables de riego.

Agronoma del riego

13

d.d. s. ETT kc ETc ETc T ETc ac n r.ac. fecha(da) 0 1.90 0.150 0.185 0.000 0.000 1 0 4 1.90 0.261 0.322 1.290 1.290 1 sin riego 8 1.95 0.358 0.453 1.813 3.103 1 sin riego

12 2.05 0.442 0.588 2.353 5.456 1 sin riego 16 2.25 0.514 0.752 3.010 8.465 1 sin riego 20 2.45 0.578 0.920 3.681 12.147 2 20 24 2.50 0.633 1.029 4.115 16.261 2 sin riego 28 2.67 0.681 1.182 4.727 20.989 2 sin riego 32 2.91 0.723 1.367 5.468 26.457 3 32 36 3.15 0.759 1.554 6.215 32.672 3 sin riego 40 3.25 0.790 1.670 6.679 39.351 4 42 44 3.65 0.818 1.940 7.761 47.111 4 sin riego

2) Dado un cultivo que se estima que puede soportar una CEd=2.5 dS/m, en el estracto de saturacin, se riega con un agua de CEw=0.1 dS/m, determinar la fracin de lavado segn el mtodo de Berstein, as como la lmina a utilizar y la lmina drenada si ETc=0.3 m.

Utilizando la expresin ya vista

fl=CEr/CEd = 0.1/2.5 = 0.04 = 4%

Entonces 0.04=(agua drenada)/(agua aplicada)= Hd/(ETc+Hd), de donde Hd=0.0125m Y por lo tanto Hr = 0.3125 m

3) Calcule la superficie adecuada para obtener el mximo margen bruto en un cultivo de produccin mxima ymax= 100861 kg/Ha, ETc= 437.5 mm y ky= 1.05, si la cantidad de agua est limitada a 10000 m3 , el rendimiento de aplicacin se estima en el 90% y el precio del producto es de 65 pts/kg.

Para cada superficie escogida se tiene una cantidad de agua disponible por Ha, que repercute en una prdida de produccin si es menos que la ETc. Una produccin menor significa menos ingresos/Ha, pero ms superficie provoca un mayor ingreso bruto. Entre ambas tendencias se alcanza un equilibrio, que es el objetivo buscado.

Los resultados pueden representarse y en este caso la mejor solucin sera repartir el agua sobre 2.5 Has.

Agronoma del riego

14

0,002,004,006,008,00

10,0012,0014,0016,00

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

6,50

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

superficie(Ha)

mill

pt

s

Superficie(Ha) H disp.(mm) y(kg/Ha) Margen(mill.pts) 1.00 900.00 100861.79 6.56 1.50 600.00 100861.79 9.83 2.00 450.00 100861.79 13.11 2.50 360.00 82086.32 13.34 3.00 300.00 67564.75 13.18 3.50 257.14 57192.21 13.01 4.00 225.00 49412.79 12.85 5.00 180.00 38521.62 12.52 6.00 150.00 31260.83 12.19 7.00 128.57 26074.56 11.86 8.00 112.50 22184.85 11.54 9.00 100.00 19159.53 11.21

10.00 90.00 16739.26 10.88

4) Partiendo del diagrama de operacin para riego por aspersin propuesto por Losada y col (1992) determine la lmina de riego ptima para un sistema de riego con CU=0.8, coste del agua de 35 pts/m3 y cultivo de ETc=330 mm, ky= 0.45 y produccin mxima ymax=25 kg/m2, a un precio esperado de 12 pts/kg.

Del diagrama se puede extraer la relacin entre el coeficiente de dficit y la relacin entre lmina til y lmina bruta, de modo que se conoce:

Hmedia/Hr 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Cd 0.21 0.15 0.1 0.07 0.045 0.035 0.025 0.018

Como se ve siempre existe un cierto dficit aunque se aplique ms agua de la necesaria.

Por otro lado asumiendo que la lmina til es asimilable a la evapotranspiracin del cultivo, la expresin de la prdida de produccin queda como:

CdkHHk

ETETk

yy

yr

ny

c

y =

=

=

111

max

que permite despejar la produccin esperada en funcin del coeficiente de dficit. ( )

maxy yCdky = 1

Agronoma del riego

15

entonces se puede hallar la produccin y por tanto el ingreso esperado. Por otro lado se puede calcular el coste del agua en funcin de la cantidad utilizada realmente (Hb) y comparar ambas cantidades. La lmina bruta puede ser hallada considerando que Hr=ETc .

Hmedia/Hr 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 Cd 0.21 0.15 0.10 0.07 0.05 0.04 0.03 0.02

Hb(m3/m2) 0.26 0.30 0.33 0.36 0.40 0.43 0.46 0.50 coste agua(pts/m2) 9.24 10.40 11.55 12.71 13.86 15.02 16.17 17.33

y(kg/m2) 22.64 23.31 23.88 24.21 24.49 24.61 24.72 24.80 P bruto(pts/m2) 271.6 279.7 286.5 290.5 293.9 295.2 296.6 297.5 margen (pts/m2) 262.4 269.3 274.9 277.8 280.0 280.2 280.4 280.2

Que permite escoger la aplicacin de 400 mm, ya que el margen apenas sube despus de este punto (el mximo terico estara en Hb=460 mm), lo que genera un margen de 280 pts/m2.

margen

250,00

255,00

260,00

265,00

270,00

275,00

280,00

285,00

0,26 0,30 0,33 0,36 0,40 0,43 0,46 0,50

Hb(m)

pts

5) Planificar el riego para un cultivo, que crece de octubre a mayo, con un suelo de profundidad z=0.65, a=1.2, cc= 0.35, pmp=0.05, que se riega con una fraccin de lavado fl=0.1 y con los siguientes datos climticos y del cultivo. Calclense los riegos mnimos para un aporte de agua que satisfaga la ETc y para una dosis de 10 mm sin considerar el lavado.

mes ET0 (mm/da)

pa zr (m)

kc

Oct. 2,17 0,66 0,20 0,10 Nov. 1,04 0,675 0,35 0,30 Dic. 0,79 0,675 0,50 0,56 Ene. 1,00 0,675 0,65 0,86 Feb. 1,02 0,675 0,65 1,10 Mar. 2,38 0,603 0,65 1,16 Abr. 3,51 0,525 0,65 1,30 May. 3,60 0,520 0,65 1,14

Para todos los casos se puede determinar la ETc del cultivo, en cada mes y la dosis mxima a aplicar como

( ) apmpccMd pzH . = ,

Agronoma del riego

16

en donde z es el mnimo entre la profundidad del suelo y la profundidad potencial de las races.

En el primer caso la dosis puede ser variable y entonces se ajusta a un valor entero inferior al que marca la dosis mxima. Por otra parte es necesario hacer un seguimiento del estado de la reserva del suelo para decidir si se aplica otro riego o no, antes de que se agote durante el mes actual. Cada vez que se riega se aumenta la reserva en la cantidad decidida (dosis) y se deduce el consumo durante el mes siguiente.

Lgicamente se comienza dando un riego de siembra y la evolucin de la reserva no se ve afectada por la fraccin de lavado. Cada operacin de riego se efectuar con la cantidad prevista, mayorada por la fraccin de lavado como Hr=HMd/(1-fl), para los riegos previstos 44.4 mm, 166.6mm y 133.3 mm respectivamente.

mes HMd (m)

ETc (mm/da)

HMd (mm)

ETc (mm/mes) n riegos mes H (mm)

Oct. 0.04752 0.217 40 6.727 1 33.273 Nov. 0.08505 0.312 80 9.360 0 23.913 Dic. 0.1215 0.4424 120 13.714 0 10.199 Ene. 0.15795 0.86 150 26.660 1 133.539 Feb. 0.15795 1.122 150 31.416 0 102.123 Mar. 0.14742 2.7608 140 85.585 0 16.538 Abr. 0.12285 4.563 120 136.890 2 119.648 May. 0.12168 4.104 120 127.224 1 112.424 Tot. 437.576 5

Para el segundo caso se prescinde del lavado y se dar una dosis fija de 10 mm a la frecuencia necesaria. Se procede del mismo modo que en el caso anterior pero ahora la lmina a aplicar ser igual a la dosis escogida.

mes ET (mm/mes) n riegos mes H(mm) octubre 6.727 1 3.273 noviembre 9.360 1 3.913 diciembre 13.714 1 0.199 enero 26.660 3 3.539 febrero 31.416 3 2.123 marzo 85.585 9 6.538 abril 136.890 14 9.648 mayo 127.224 12 2.424 totales 437.5762 44

Se observa un aumento de las operaciones de riego.

Agronoma del riego

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1.6 Problemas propuestos 1) Sea un suelo de 0.35m de profundidad con humedades relativas en capacidad de campo y marchitez del 45 % y 25 % en peso respectivamente y densidad aparente de 1.2 Tm/m3. Calcule la dosis mxima que cabe en el perfil y la dosis mxima que se puede agotar si se trata de cultivo hortcola y pa=1/3. Sol: D=84 mm, Dmax=28 mm 2) Sea un cultivo de Naranjo, cuya profundidad de enraizamiento es de z=0.45 m y coeficiente de disponibilidad pa=1/3, se riega con un agua de 1.2 dS/m de conductividad elctrica y el suelo presenta una humedad a capacidad de campo del 45%, humedad en punto de marchitez del 23% y densidad aparente a=1.2 Tm/m3. Se pide determinar la fraccin de lavado, lmina requerida para 5 das de cultivo y lmina mxima a aplicar sin que aparezca dficit. Se conoce que ET0 =6.3 mm/da, kc=0.85 y CEmax=1.7 dS/m, regado por goteo. Sol: fL=0.353, Hr5=41.38 mm, Hrmax=61.19 mm 3) Determinar la velocidad de evapotranspiracin para un cultivo al cabo de 8 das de consumo sin aportes adicionales, si la reserva se encuentra con 134.4 mm al inicio del estudio, en el perfil del suelo cabe una lmina de HM=192mm, de la cual es fcilmente disponible HMd=76.8 mm, siendo la ETc=6 mm/da. Sol: 4.69 mm/da

Agronoma del riego

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