"J'UTO.[)E INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS

El riego en el cultivo de la papa

Boletín Técnfoo llJO 32

Jorge García,Huidobro Pérez de Arce lng, Agrónomo, M. Ph.

CARlllANCA

INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS

Boletín Técnico Nº 32

EL RIEGO EN EL CULTIVO DE LA PAPA

Jorge García-Huldobro Pérez de Arce lng. Agrónomo, M. Ph.

ESTACION EXPERIMENTAL CARILLANCA JULIO 1980

EL RIEGO EN EL CULTIVO DE LA PAPA*

Jorge Garcfa-Huldobro**

1. 1NTRODUCC1 ON

La necesidad del riego está condicionada por las caracterfstlca• el lmátlcas de la regl6n sle~ do la oportunidad y cantidad de precipitaciones el factor que la determina. Por otra parte, el manejo del agua de riego, tanto en cantidad como oportuni­dad deberá estar relacionado a: factores el imáticos, de cultivo, de suelo y método de riego que se selec­cione.

11. CLIMA

•'r

Los factores el lmátlcos como precipltacio nes, radiac16n, humedad relativa, régimen térmico y­régimen de viento, definen la demanda atmosférica y el carácter del riego. En climas de caracterfstlcas frías y húmedas, con abundantes precipitaciones el riego es de carácter eventual, siendo necesario sólo en aquellas oportunidades en que las precipitaciones no sean suficientes. Por el contrario, en el imas á­ridos o semiáridos, se debe considerar el riego como una práct lea ¡:,ermanente para obtener rendimientos aceptables.

Tema presentado al Curso de Perfeccionamiento Profesional de Producción y Conservacl6n de la Papa (CIP-INIA), Temuco, Octubre 1977.

Ingeniero Agrónomo, M. Ph. Estación Experimental La Platina, Casi! la 5427, INIA- Santiago.

En la Figura 1 se presentan 3 condiciones de el ima presentes en Chile. Se han caracterizado por su condición de evaporatividad y precipitación. En 1~ titudes altas, las precipitaciones aumentan y disminu­ye la evaporación, por este motivo la necesidad de re­gar disminuye desde Vicuña, con un período cercano a los 10-11 meses sin lluvia hasta la zona de Temuco,con un período seco que varía entre 5 a 6 meses.

El balance entre las disponibilidades de a­gua y la demanda de los cultivos determina, a 'u vez, las necesidades de agua en una región. Este conocimien to permite planificar los sistemas de riego a nivel re­gional.

111. EVAPOTRANSPIRACION

Para obtener un buen rendimiento en el cul­tivo de la papa, se debe disponer de 3.000 a 6.000 m3/ ha en la temporada, dependiendo de la región (Bradley y Pratt 1954, Corey y Myers 1955, Nijenson et al., 1966). El proceso de evapotranspiración se puede considerar como el intercambio de vapor entre las su­perficies del suelo y cultivo, con la atmósfera. En la medida que el cultivo puede satisfacér la demanda impuesta por las condiciones ambientales se acercará a la producción máxima, ya que una adecuada provisión de agua permitirá temperaturas óptimas en los tejidos y un óptimo suministro de co2 .

Debido a las variaciones que experimenta la evapotranspiración, de una localidad a otra, y la necesidad de conocer este parámetro, se han definido dos términos:

1. Evapotranspiración potencial (Etp)

Se refiere al peso de agua a la atmósfera por un cultivo de pasto corto infinitamente extenso y bien provisto de humedad. Este parámetro define

- 2 -

1,0

30

20

10

lílO

80

60

1,0

20

200

150

100

50

FIGURA 1. Evaporación de bandeja y precinítaciones en tres localidades.

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- 3 -

VICUÑA

Ev (mm)

e e o Evaporación

••• Precipitación l1eríodo en que la evaporaci6n excede a las precipitaciot1es.

SANTIAGO

T11.WC:tl

la max1ma cantidad de agua que es necesaria para una producción y permite comparar diferentes si­tuaciones climáticas.

Dada la utilidad del concepto Etp se han desarro­llado diversos métodos para determinarla, ya sea empíricas o bien a partir de un análisis aerodi­námico o de intercambio de energía. En general, 1 a ap l i caci ón de métodos empíricos está cond i c i o­nada por la región donde han sido desarrollados e incorporan diversos parámetros el imáticos en la estimación de la Etp.

2. Evapotranspiración actual (Eta)

Define la pérdida de agua a la atmósfera de un cultivo determinado ,en las condiciones de desa­rrollo y ambiente que se encuentre. Este con­cepto fue desarrollado para definir las necesi­dades de los cultivos en sus condiciones partí -culares de clima y desarrollo.

La evapotranspiración actual está relacionada con Etp por un coeficiente determinado empíricamente para cada cultivo (Kc).

El uso de la bandeja de evaporac1on Clase A per­mite tener un buen estimador de evapotranspira -ción potencial. En la Figura 2 se presenta la variación de este parámetro y Eta del cultivo de la papa, para las condiciones de Santiago. Se ob serva que la máxima evaporación actual de la pa -pa llega a 5.8 mm/día en el período Diciembre -Enero, teniendo una relación aproximada durante ese período, de 1 .O con Etp y 0.8 con Evaporación de bandeja (Figura 3). Durante el período de siem bra a emergencia existe una gran diferencia entre ambos parámetros, situación que se debe a que el cultivo no ha alcanzado su máximo desarrollo.

- l¡ -

Ev(mm) o o Ev (bandeja) SE = Período siembra-emergencia

10 CF = Crecimiento follaje

• • Eta IT = Inicio tuberización CT = Crecimiento del tubérculo M = Madurez

Vl 5

OCT NOV DIC ENE FEB MAR

FIGURA 2. Evaporación de bandeja (mm/día) y Eta del cultivo de la papa.

la máxima cantidad de agua que es necesaria para una producción y permite comparar diferentes si­tuaciones el imáticas.

Dada la utilidad del concepto Etp se han desarro­llado diversos métodos para determinarla, ya sea empíricas o bien a partir de un análisis aerodi­námico o de intercambio de energía. En general, 1 a ap 1 i cae i ón de métodos empíricos está cond i e i o­nada por la región donde han sido desarrollados e incorporan diversos parámetros el imáticos en la estimación de la Etp.

2. Evapotranspiración actual (Eta)

Define la pérdida de agua a la atmósfera de un cultivo determinado .en las condiciones de desa­rrollo y ambiente que se encuentre. Este con­cepto fue desarrollado para definir las necesi­dades de los cultivos en sus condiciones parti -culares de el ima y desarrollo.

La evapotranspiración actual está relacionada con Etp por un coeficiente determinado empíricamente para cada cultivo (Kc).

El uso de la bandeja de evaporación Clase A per­mite tener un buen estimador de evapotranspira -ción potencial. En la Figura 2 se presenta la variación de este parámetro y Eta del cultivo de la papa, para las condiciones de Santiago. Se ob serva que la máxima evaporación actual de la pa -pa llega a 5.8 mm/día en el período Diciembre -Enero, teniendo una relación aproximada durante ese período, de 1.0 con Etp y 0.8 con Evaporación de bandeja (Figura 3). Durante el período de siem bra a emergencia existe una gran diferencia entre ambos parámetros, situación que se debe a que el cultivo no ha alcanzado su máximo desarrollo.

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Ev (mm)

10

o o Ev (bandeja) SE Período siembra-emergencia CF Crecimiento follaje

• • Eta IT = Inicio tuberización CT = Crecimiento del tubérculo M = Madurez

V"I 5

•

OCT NOV DIC ENE FEB MAR

FIGURA 2. Evaporación de bandeja (mm/día) y Eta del cultivo de la papa.

El coeficiente Kc de la papa alcanza el máximo cuando se inicia el desarrollo del tubérculo Y ha terminado el período de crecimiento del fo-1 laje (Figura 3),

IV. SUELO

El suelo determina la capacidad de alma­cenamiento de agua para la planta. La cantidad que el suelo puede entregar está relacionada con las pro piedades físicas del mismo como profundidad, textu-­ra, porosidad, permeabilidad, etc. Por otra parte, las características topográficas e infiltración, de­finen el método de riego apropiado al cultivo.

El suelo puede ser considerado como un estanque en el que se distinguen tres fases: una sólida, compues ta por las partículas del suelo, otra líquida o solu-=­ción del suelo, que junto con la fase gaseosa ocupan el espacio poroso (Figura 4). La organización de las partículas del suelo determinan la matriz del suelo y en los espacios entre ellas es donde queda retenida el agua para ser utilizada por las plantas.

1. Humedad Aprovechable

Al iniciar un riego, comienza el humedecimiento del perfil. Parte del agua aplicada infiltra y queda retenida en los poros, parte escurre y otra se pierde por percolación profunda, o bien el cu_!_ tivo no la puede aprovechar debido a que queda fuera del alcance de las raíces. En el caso del

cu 1 ti vo de 1 a papa, e 1 en ra i zam i en to a 1 can za a 1 re­dedor de 60 cm, estando su mayor proporción en los primeros 30 cm.

Al final izar e 1 riego, e 1 agua del sue 1 o se red is tribuye quedando con un contenido de agua que se ha denominado capacidad de campo. Si bien este concepto no tiene un significado físico exacto,

- 6 -

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- 7 -

Fase gaseosa

2 Fase líquida

3 Fase sólida

FIGURA 4. Fases del suelo

- 8 -

es de gran utilidad en la planificación del riego. La tensión o fuerza con que el agua queda reteni­da, varía entre 0.1 y 0.3 bar, dependiendo de la textura y estructura del suelo.

Debido al proceso de evapotranspiración, se agota el agua contenida en el suelo. La demanda atmos­férica y la capacidad del suelo para reponer el agua en las cercanías de las raíces, determinarán la disponibilidad de agua para la planta. Sin embargo, si el suministro de agua al suelo se in­terrumpe, la planta sólo puede extraer agua hasta un límite que se ha denominado punto de marchitez permanente. Este límite corresponde a una tensión de humedad en el suelo de aproximadamente 15 bares.

El contenido de agua entre los límites de capaci­dad de campo y punto de marchitez permanente, se le conoce como humedad aprovechable. Sin embargo, debe dejarse establecido que si la demanda es muy alta, este límite inferior no debe ser considera­do. En general, se indica para el cultivo de la papa que el riego debe efectuarse cuando se ha agotado un 30% de la humedad aprovechable, o bien, cuando ha ocurrido una pérdida de humedad corres­pondiente a 3 cm.

En la Figura 5 se indica el efecto de la tensión del agua en el suelo sobre el coeficiente de cul­tivo Eta/Etp. En ella se observa que la planta es capaz de mantener su ritmo transpiratorio ade­cuado, hasta tensiones del orden de 12 a 13 bares, siempre y cuando la demanda atmosférica sea muy baja. Por otra parte, si la demanda es muy alta (7 mm/día) la relación Eta/Etp, baja a un 50% con tensiones entre o,8 a 1 ó 2 bares.

Esta situación indica que el criterio de disponibi­lidad que se determine debe estar definido, prin­cipalmente,por el estado de desarrollo del cultivo y las condiciones del ambiente en que se desarrolla.

- 9 -

% de humedad

50

40

30

20

10

a

---------- b

10 e

------:rsb a re s

FIGURA 5. Curvas características de humedad para tres tipos de suelo. a) arcilloso b) franco c) arenoso

- 10 -

2. Relación retención de humedad y algunas propieda­des físicas

Fundamentalmente, son dos los factores que deter­minan la retención de humedad de los suelos:

el espacio poroso la textura

El espacio poroso determina la cantidad de agua que el suelo puede retener y la distribución del espacio poroso, la cantidad de agua a diferentes tensiones.

Por otra parte, la textura determina la agrega -ción del suelo y el tamaño de los poros. Debe indicarse que en este factor interviene además la materia orgánica, Ca, Na, etc.

En la Figura 6 se presentan 3 situaciones de sue­lo en relación a su curva característica de hume­dad : suelos arenosos se caracterizan por retener poca cantidad de agua, además, la tensión a que la retiene es muy baja; por otra parte, los suelos ar cillosos retienen cantidades altas y mejor distri::­buídas en relación a la tensión. Esta situación se debe a que el suelo arenoso tiene un espacio poroso de mayor tamaño que el arcilloso. El sue­lo franco por su parte está en una situación in­termedia.

Ruz et al., determinaron para varios suelos de Chi ~e la relación entre porcentaje de arcilla y capaci­dad de campo y porcentaje de arcilla y punto de marchitez permanente. ~i bien los resultados que se obtienen son estimados, estas relaciones son de utilidad para definir los riegos, cuando no se cuenta con los antecedentes necesarios.

- 11 -

Ke 1. o

representa una demanda de 7 mm (Ev)

representa una demanda de l.t,5 mm (Ev) representa una demanda de 2 mm (Ev)

5 10 15

FIGURA 6. Variación de Eta/Etp en relación a la demanda atmosférica y tensión de hume dad de 1 sue 1 o. Shaw ( 1)

- 12 -

3. Humedecimiento del suelo

Cuando el agua entra en contacto con el suelo ésta procede a i nf i 1 t ra r, dependiendo fundamen­ta 1 mente de la textura el desplazamiento lateral que tenga. En la Figura 7 se indican tres situ~ ciones para un tiempo de riego de 1 hora en 3 sue los diferentes : se observa que el mayor desplaza-=­miento lateral ocurre en el suelo arcilloso y el menor en el suelo arenoso. Este conocimiento del suelo permite definir las características del sistema de riego; en suelos arenosos, por ejem -plo, el espaciamiento de los surcos debe ser tal, que permita un traslape de aproximadamente un 75%. En el caso del cultivo de la papa, este factor de be ser considerado, ya que el tubérculo se desarro lla en el camellón del surco y variaciones en la -humedad pueden afectar la calidad del producto.

El proceso de infiltración es el que ocurre en la interfase suelo-agua, durante el riego. Se han definido diversas ecuaciones que rigen este pro -ceso, una de ellas es la ley de Kostiakov, que está definida por la siguiente relación:

D = c tb ( 1 )

D = infiltración acumulada

t tiempo (mi n)

c y b = parámetro que depende del suelo

Esta ley es de fácil determinación (método del cil idro o surcos de infiltración) y permite cono­cer el tiempo de riego para reponer el déficit de humedad.

Si se conoce el contenido de humedad al momento de riego, se puede conocer la lámina de déficit, por la siguiente relación:

- 13 -

1

J !/ --- . .

:

J 50 cm

1 cm.

FIGURA 7, Perfiles de humedad de tres suelos de textura diferente después de 1 hora de riego

- 14 -

h = Pe - Pr

100

h·= lámina de agua (cm)

(2)

Pe= porcentaje de humedad a capacidad de campo Pr= porcentaje de humedad en el momento del

riego D = densidad aparente ~b= profundidad del suelo o más bien de enrai­

zamiento.

Debido a que la papa es un cultivo de escaso en­raizamiento, este valor no debe sobrepasar los 60 cm.

Combinando la ecuación (1) y (2) se obtiene el tiempo de infiltración a partir de la siguiente relación:

t = (h) c

(-1-) b

(3)

h = lámina de agua a aplicar (cm) c y b = son los mismos parámetros definidos ante­

riormente. t = tiempo de infiltración (min)

En la figura 8, se presentan la infiltración acu­mulada y velocidad de infiltración que correspon­de a la derivada de la relación 1. Se presentan en una relación doble logarítmica que permite l i­nearizarlos, se observa que si se quiere suplir una lámina de 6 cm, el agua debe permanecer sobre el suelo como mínimo 200 min y que la velocidad de infiltración, cuando termina el proceso,es más de 1.5 cm/hora.

- 15 -

10 D

(cm)

6 1 {cm/h r)

( 1 ) ""' ( 2)

" 100

FIGuRA 8 fafiltración acunulada (c;n) (1) v vc~locidad de

infiltraci611 cm/hrs(2)

TiemDo de riego:200 min para aplicar 6 cms

200 minutos

V. CULTIVO

Desde el punto de vista del riego, el cul­tivo debe ser considerado desde los siguientes aspe.<:_ tos:

Período en que el cultivo no puede estar sometido a déficit de humedad.

La relación consumo de agua y rendimiento.

El consumo de agua que define la frecuencia de riego.

La selección del método de riego.

l. Períodos críticos

Se conoce como períodos críticos aquellas etapas del desarrollo del cultivo, en que éste no puede estar sometido a déficit hídricos prolongados. Estos períodos dependen fundamentalmente del órgano que se quiere cosechar.

En el caso del cultivo de papa, éste corresponde a órganos de acumulación o reservas. A priori, se puede establecer entonces, que una vez inicia­do el proceso de tuberización, cualquier déficit se traducirá en deformaciones o falta de crecimiento del tubérculo.

En la Figura 9, se observan las curvas de crec1m1en to del follaje y el tubérculo, según Nelson y Hwang (1975), se pueden distinguir cuatro etapas bien cla ras:

1 etapa: desde siembra hasta cuando se ha alcanza­do aproximadamente el 50% del crecimiento

del follaje. En términos prácticos el 50% de la altura que puede alcanzar el cultivo;

- 17 -

260 qq/ha

¡ 30

• • • • • •

desarrollo del tubérculo desarrollo del follaje

•

más sencible al déficit hídricn

D íc. r:ner. Febr. 11arzo (meses)

2 TGCR,\ "' Ct:rva de desarrollo del cultivo de la papa después de ~-:clso:1 ,,. l\vanr>; (1975)

11 etapa: hasta el inicio de la tuberización;

111 etapa: de tuberización a acumulación de car­bohidratos en el tubérculo, y

IV etapa: de maduración del follaje.

Desde el punto de vista del riego, el cultivo debe tener una provisión abundante de agua en las etapas 11 y 111 que corresponden a aquellas épocas de ini­ciación y crecimiento del tubérculo. Cualquier dé­ficit superior a 3 ó 4 cm, puede provocar pérdidas en el rendimiento.

2. Efectos del agua en rendimiento

Una forma de evaluar el efecto de la cantidad de de agua sobre el rendimiento es en base a como el cultivo ha sido capaz de satisfacer la demanda at­mosférica.• En este sentido se muestra en la Figu­ra 10 la disminución del rendimiento, al no poder satisfacer la demanda atmosférica. De antecedentes obtenidos de la 1 iteratura, se calculó la siguiente relación:

Y = 0.26 + 0.69x, donde Y es el rendimiento y x, la relación Eta/EtMax• obs·ervándose que el rendimiento disminuye considerablemente al no permitir que la planta mantenga el nivel de transpiración impuesto por la demanda atmosférica, durante todo su período vegetativo.

Es conveniente remitirse a la Figura 6, en que se Indica el efecto del contenido de humedad del sue­lo sobre la Relación Eta/Etp. Asociándolos al efec to de la relación Eta/Etp coh rendimiento lo que in dicaría que el rendimiento de la papa estaría afec:­tado por cambios en la humedad del suelo.

- 19 -

o Bradley y Pratt (1954) o Nijenson ~ ~· (1966)

Rdto Hax.

10

y • 0.26 + 0.69 X

R O. 80 n = 15

0.5 1.0 Eta/Etp

FIGURA 10. Relación entre el rendimiento relativo y la evanotranspiración relativa después de Bradley y Pratt (1954) y Nijenson ~E ~l· (1966)

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Si se analiza esta situación, desde el punto de vista el imático general, es posible indicar que en Vicuña se requerirá de riegos muy frecuentes, situación similar ocurre en Santiago, pero en Te muco, al ser menor la demanda, sería posible dls minulr la frecuencia de los riegos.

Garcfa-Huidobro1, encontró para las condiciones de Santiago, que si define el riego de acuerdo a la bandeja de evaporación, considerándola sin modificaciones por coeficientes de cultivo, el rendimiento más alto se obtiene con 3 cm obtenién do una frecuencia aproximada cada 5 días, desde -el establecimiento del cultivo (1 mes después de la siembra, hasta 15 días antes de la cosecha).

VI METODOS DE RIEGO

En general el método de riego que se selec­cione para el cultivo de la papa, estará determinado por las características físicas del suelo.

El riego por surco es el que más se adecúa al cultivo. Sin embargo, modificaciones como e]· sur­co taqueado, son convenientes especialmente para mojar en forma adecuada el camellón del surco y en suelos en que la pendiente sea' un factor 1 imitante.

El sistema de riego debe proveer de agua abundante en el camellón del surco¡ especialmente des­pués de la aporca. García-Huidobro , determinó que se obtienen mejores rendimientos con surcos taqueados en un suelo arenoso que surcos rectos, as1m1smo, es po­sible indicar que con este método, se puede tener fre­cuencias superiores a 5 días sin una disminución gra­ve en el rendimiento.

Informe Técnico, Est.Exp. La Platina, 1977-78.

- 21 -

En la Figura 11 se indican esquemáticamente la disposición de los tacos y el riego por surcos re­taqueados.

VI 1 RECOMENDACIONES GENERALES

1. Riego del cultivo de la papa debe efectuarse cuan do ocurra cualquiera de las siguientes condiciones:

a) Se haya agotado entre un 30 y 40% de la hume -dad aprovechable.

b) Cuando el tensiómetro ubicado a 40cm marque entre 40-SOcb.

c) Cuando la bandeja de evaporac1on indique que se ha evaporado entre 30 y 40mm de agua.

d) Si se hacen riegos 1 igeros, regar cada 5 ó 6 días.

2. El riego taqueado puede ser favorable, y es indi­cado en suelos de pendientes mayores al 1;5 ó 2%.

3. Para definir las características del riego deben conocerse las propiedades del suelo.

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FIGURA 11. Esquema del método de riego retaqueado y dirección del escurrimiento.

- 2 3 -

BIBLIOGl\AFIA

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TITULOS QUE COMPONEN ESTA SERIE

Nº 23 IMPORTANCIA ALIMENTICIA Y COMERCIAL DE LA PAPA José Santos Rojas

Nº 24 DESARROLLO Y CRECIMIENTO DE LA PLANTA DE PAPA Jorge Banse H.

Nº 25 PRINCIPIO DE PRODUCCION rEL CULTIVO DE PAPA Alberto Cubillos P.

Nº 26 BACTERIAS PATOGENAS AL CULTIVO DE LA PAPA EN CHILE: EFECTO SOBRE LA PRODUCCION Y SU CO~'TROL

Luigi R. Ciampi.

Nº 27 TIZON TARDIO DE LA PAPA Carmen Fernández M.

Nº 28 RIZOCTONIOSIS DE LA PAPA Carmen Fernández M.

Nº 29 NATURALEZA Y PRINC IPt.LES CARACTERISTICAS DE LOS VIRUS DE LA PAPA Luis F. Salazar

Nº 30 NEMATODOS QUE AFECTAN EL CULTIVO DE LA PAFA Héctor González R.

Nº 31 MECANIZACION DEL CULTIVO DE LA PAPA Roberto Daroch O.

Nº 32 EL RIEGO EN EL CUl.TIVO DE l.A PAPA Jorge García H.

Nº 33 FERTILIZACION DE LA PAPA Miguel Fernández del P.

Nº 34 TECNICAS DE ALMACENAMIENTO DE LA PAPA Jorge Banse H.

Nº 35 CONSIDERACIONES SOBRE LA INDUSTRIALIZACION DE LA PAPA EN CH 1 LE Alberto Cubillos P.

Nº 36 UTILIZACION DE PAPAS POR RUMIANTES Ljubo Goié M.

Nº 37 PAPAS Y SUS SUBPRODUCTOS EN ALIMENTACION DE CERDOS Juan Gmo. Rosa W.