rn –g = le + h -...
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ENSAYO 1
DETERMINACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DE UN PARRONAL DE UVA DE MESA UTILIZANDO EL MÉTODO DE BALANCE DE ENERGÍA
Introducción En Chile no se han realizado mediciones de evapotranspiración en las especies frutales, y uva
de mesa no es una excepción. Los requerimientos hídricos de las plantas se determinan
mediante un balance hídrico, que es el resultado de comparar las entradas y salidas de agua
desde un sistema:
R + PP = Etc + pp +es ±ΔӨ R = água de riego PP= Precipitaciones Etc = evapotranspiración del cultivo Pp = percolación profunda Es escurrimiento superficial ΔӨ = variación del contenido de agua del suelo
Uno de los aspectos relevantes de del balance hídrico es la cuantificación de la
evapotranspiración del cultivo, que determina entre el 70 a 90% de la magnitud del balance
hídrico total. En efecto, en el caso de riegos localizados de alta frecuencia la componente
percolación profunda (pp) y escurrimiento superficial (es) es mínimo.
La Etc del cultivo puede ser determinada utilizando lisímetros de alta precisión ( lisímetros de
pesada), como los que dispone la Universidad de California, que son de alto costo.
Otra forma de determinar la evapotranspiración en mediante el método de balance de energía:
Rn –G = LE + H
Donde :
Rn es la radiación neta incidente sobre la cubierta vegetal (Wm-2) G es la radiación emitida por el suelo (Wm-2) LE = Flujo de calor latente (Wm-2) H = Flujo de calor sensible (Wm-2)
El flujo de calor sensible se puede calcular de acuerdo a la siguiente expresión
H = ρCp(T2-T1)/rh
ρ = Densidad del aire (kg/m3) Cp = Calor específico del aire ( J/kg/ºK) T = temperatura del aire (ºK) rh = Resistencia al flujo de calor (s/m)
El flujo de calor latente se calcula de acuerdo a la siguiente expresión
LE = (ρCp/γ)*((e2-e1)/rv) γ= Constante sicrométrica ( kPa/ºK) e= presión de vapor (kPa) rv = resistencia al flujo de vapor (s/m)
Rn, G, LE y H pueden ser medidos, , estableciendo un balance de energía que permite estimar
la precisión y el grado de sensibilidad del sistema
La evapotranspiración del cultivo se puede obtener a partir de LE, corregido por el calor latente
de vaporización del agua (λ)
Etc = LE* λ
Donde λ es el calor latente de evaporación de agua ( 2,44 MJ/kg a 25ºC).
En este trabajo se utilizará el método de balance de energía.
Para ello, con fondos del proyecto se ha adquirido un sistema Eddy - Covarianza, de paso
abierto, que incluye un analizador de CO2/H2O, de paso abierto, un anemómetro Sónico
medidor de radiación neta y de flujo de calor del suelo ( Sistema OPEC SYSTEM 2, ADC
Scientific Ltda..) Esta sistema puede cuantificar la magnitud de H y de LE. Además cuenta con
un radiómetro global y un anemómetro de veleta y un sensor de temperatura y humedad relativa
y placas para medir la radiación del suelo.
El equipo fue adquirido, mediante licitación privada, a la firma IVENS . Durante la primera
temporada (2007/08) se trabajó en la instalación del sistema y su puesta a punto y en la
capacitación en su uso, manejo e interpretación de los resultados. Durante la segunda
temporada se han llevado mediciones para determinar la ETc del parronal.
Cabe señalar que en Chile no existe información cuantitativa local sobre la magnitud de la
evapotranspiración de los cultivos
Objetivo: Determinar la evapotranspiración de un cultivo de uva de mesa injertada y generación
de coeficientes de cultivo en uva de mesa, utilizando un el método de balance de energía.
MATERIALES Y MÉTODOS Lugar del ensayo: El ensayo se lleva a cabo en el predio El Guindal, perteneciente Agrícola
Brown, ubicado en la comuna de Calle Larga, Quinta Región. Sus coordenadas son: 0347503,
6361103, las cuales e obtuvieron mediante sistema GPS (ver figura1).
Figura 1.- Foto satelital de la ubicación de la estación Eddy-Correlation en el predio El Guindal
El ensayo se realiza en una plantación comercial de uva de mesa (Vitis vinífera L.) cultivar
Thompson Seedless sobre patrón Harmony, de cuatro años de edad, con sistema de conducción
de parrón español, distanciadas 3,5 x 2,5 m. Posee un sistema de riego por goteo, con goteros
de 4 l/h cada 1 m, y un rendimiento promedio de 3.800 cajas/ha. Se tuvo que elegir la variedad
Thompsom S, dada las condiciones de borde requeridas para el uso del sistema Eddy
covarianza ( 150 m), no permitía realizar las mediciones en el cuartel de Flame.
Clima general del área de estudio: Según Valenzuela y Lobato (2000), el clima de la zona es de
tipo Mediterráneo subtropical semiárido. Las temperaturas máximas del mes más cálido superan
los 32°C, con acumulación térmica primavera – verano de 1.400 a 1.500 días – grado (base
10°C). La precipitación media anual alcanza a 350 mm concentrándose en los meses de
invierno, más del 70% de estas precipitaciones anuales son entre Mayo y Agosto, además hay
un periodo seco de 8 meses que están libres de heladas. La evapotranspiración potencial es de
1.272 mm al año, siendo enero el mes de máxima demanda con 190 mm. La humedad relativa
es homogénea en 8verano, entre 55 – 65%, y en invierno oscila entre 60 – 85%. En verano la
nubosidad es relativamente escasa, permitiendo una luminosidad excepcionalmente alta. En
invierno posee un alto poder vernalizador asegurando el cumplimiento de los requerimientos de
frio.
Características del suelo: El suelo en el cual se ubicará el ensayo, pertenece a la Serie Pocuro.
Es de origen aluvial, profundo, de clase textural franco y franco arcillo arenosa, posee topografía
plana y pendiente suave. La descripción del suelo se llevó a cabo en el campo a través mediante
dos calicatas, los resultados de la evaluación se expone en los cuadros 1, 2, 3.
Prof Horizonte Descripción del suelo
0-17 cm
Textura: Franco. Estructura: bloques subangulares moderados. Raíces finas y medias comunes y las gruesas son escasas.
17-44 Franco arcilloso. Bloques subangulares medios y fuertes. Raíces medias, finas, gruesas y comunes.
44 y más Franco. Bloques subangulares medíos y moderados. Raíces finas y medias, comunes y gruesas escasas.
Cuadro 1.- Resultado evaluación Calicata O. Hilera 36 (de norte a sur). Prof. Horizonte Descripción del suelo
0-36 cm
Textura: Franco arcilloso. Estructura: bloque subangulares medio moderados. Raíces finas y medias abundantes, gruesas y escasas.
36-60 Franco, Bloques subangulares medios moderados. Raíces finas y medias abundantes, gruesas escasas.
60-80
Franco limoso, Bloques subangulares medios y moderados. Raíces finas y medias comunes y gruesas escasas.
80 y más Franco-Franco arcilloso, Bloques subangulares medios débiles. Raíces finas y medias comunes y gruesas escasas.
Cuadro 2.- Resultado evaluación Calicata NE. Hilera 46 Prof Horizonte Descripción del suelo
0-18 cm
Textura: Franco arcilloso. Estructura: Bloques subangulares, con ángulos ½ y finos débiles. Raíces finas ½ y finas comunes.
18-51 Franco arcilloso. Bloques finos ½ y gruesos moderados, raíces ½ finas y comunes.
51 y más
Franco. Bloques subangulares, con ángulos finos y medios moderados. Raíces finas y medias comunes
Cuadro 3.- Resultado evaluación Calicata SE. Hilera 46 Ubicación de la estación meteorológica y del sistema Eddy Covarianza
Para realizar las mediciones se escogió un parrón homogéneo del huerto (Figura 2), rodeado
de uva de mesa, en una extensión de aproximadamente 150 m, también cultivada en parrón,
para evitar los efectos advectivos.
Figura 2.- Fotografía del lugar donde se establecerá el ensayo..Foto superior, parrón a inicios
de brotación. Inferior, parrón en pinta (temporada 2007/08)
Evaluaciones
El régimen de riego del sitio de medición será el normal utilizado por el predio, que ha
permitido mantener altas producciones, sin embargo periódicamente se realizarán mediciones
de control del estado hídrico del suelo y de la planta para ajustar la frecuencia y tiempos de
riegho, de tal manera que las plantas no sufran déficit hídrico.
Determinación de la evapotranspiración del cultivo
Como ya se ha indicado, la evapotranspiración del cultivo se determinará mediante el método
del balance de energía, utilizando un Ssytema Eddy Covarianza, de paso abierto, adquirido
especialmente en el proyecto. El sistema permite medir flujo de calor latente, Radiación neta y
flujo de calor del suelo y velocidad del viento, mediante un anemómetro sónico. El sistema
viene con un software de procesamiento de información (EddySoft), que permite determinar:
flujo de calor latente, flujo de calor sensible, fricción y velocidad de viento y relación de Bowen.
Las mediciones se realizarán cada 30 minutos
El sistema se instaló en una torre, de 2 m de altura sobre el dosel del parrón, es decir tendrá
una altura de 4 m en total.
Los principales componentes del sistema se presentan en la figura 3 y 4
Figura 3.- Instrumentos para realizar estudios de balance de energía y determinación de
evapotranspiración. Superior, toore de 4 m de altura. Centro, izquierda, higrómetro OP2 para
medicón de flujo de vapor de agua y CO2. Centro, a la derecha, anemómetro sónico para
medir magnitud y dirección de viento en tres dimensiones. Abajo, de izquierda a derecha.
Radiómetro neto, placas para medir flujo de radiación del suelo y radiómetro para medir
radiación global
La evapotranspiración del cultivo se determinará a partir del flujo de calor latente (LE, Wm-2),
multiplicado por el calor latente de vaporización (λ, 2,44 MJkg-1). La evapotraspiración se
obtiene en kg agua/m2, o mm/30 minutos. Para determinar la Etc diaria se procederá a integrar
los valores entre 0 y 23:30 hrs.
ETc = LE*λ
Figura 4.- Equipos instalados en torre de 4 m de altura sobre el parronal (izquierda). Placa de
flujo de ración del suelo instalada en la entre hilera (derecha)
Evapotranspiración de referencia: La evapotranspiración de referencia se estimará usando el
método de Penman-Monteith (Dorenbos y Pruit, 1977), a partir de los valores de Radiación neta,
(Rn), el flujo de calor del suelo (G), y los componentes de velocidad de viento, deficit de presión
de vapor y temperatura del aire, medidos en la misma torre donde se instaló el sistema Eddy –
covarianza
La ecuación de Penman-Monteith, queda definida por la siguiente expresión:
( ) ( )( )2u34,01
aese2u273T
900GnR408,0ETo
+γ+∆
−+
γ+−∆=
Los valores que se obtengan de esta ecuación serán comparados con las lecturas de
evaporación de bandeja que se registran en la estación meteoreológica de Calle-Larga, ubicada
un Agrícola Brown.
Determinación de Kc
A partir de los valores de Etc, determinados por el sistema Eddy-covarianza, y la Eto dterminada
por la ecuación de Penman-Monteith, se determinarán los coeficientes de cultivo (Kc) para vid de
mesa, conducido en sistema de parronal español, según la siguiente expresión
Kc = ETc Eto
Control del estado hídrico del suelo: La variación del contenido de agua del suelo en cada
tratamiento se medirá utilizando una sonda de capacitancia DIVINER 2000. Se instalarán 3
tubos de acceso en el ensayo, distribuidos de manera uniforme, estos tubos de acceso serán
examinados semanalmente a lo largo de la temporada.
Potencial hídrico xilemático: Potencial hídrico utilizando el método de la cámara de presión
(Scholander et al, 1965) en hojas cubiertas (Meyer y Reickosky, 1985, Schakel el al 1997), con el
objeto de determinar el potencial xilemático (Ψx). Estas mediciones se realizaron en tres hojas
por repetición, a medio día (14 hrs) La cámara de presión fue adquirida por el proyecto .
Figura 4.- Cámara de presión, adquirida por el proyecto
Área foliar: El índice de área foliar se estimará a partir de la radiación solar fotosintéticamente
activa (PAR), interceptada por el follaje de la planta a medio día (Q), en relación a la radicón
recibidad sobre la cubierta vegetal (Qo). Las mediciones se realizarán en un cuadrante
constituido por seis plantas centrales de cada tratamiento. El índice de área foliar (IAF), se
estimara por la ecuación propuesta por Milthorpe y Moorby (1979), utilizando un valor de k de
0,6. Las mediciones se realizarán semanalmente con un radiómetro de barra (ACCPAR,
Decagón, USA). La ecuación utilizada es la siguiente:
Figura 5.- Radiómetro de barra para medir radiación fotosintéticamente activa (PAR).
Diámetro del tronco: Se medirá el patrón y el portainjerto, tanto a inicio como a final de
temporada, utilizando para ello un pie de metro. El crecimiento del tronco será calculado como la
diferencia de dos diámetros máximos consecutivos.
Rendimiento: La producción de fruta se evaluará en las plantas centrales de cada repetición. Se
pesarán los racimos y de una muestra al azar se determinará el peso y calibre de 100 bayas
repetición.
RESULTADOS DE LA TEMPORADA 2007-2008 Durante la temporada 2007/08 se trabajó en la inhalación del sistema y se lograron realizar
algunas mediciones a fines de marzo y abril. La puesta a punto del sistema fue dificultosa, por la
fecha de llegado de los equipos, el proceso de instalación y la posterior puesta en marcha.
A continuación se presentan los resultados obtenidos para 3 días : el 27 de marzo, 1 y 10 de
abril.
En la figura 6 se presenta la evolución de la temperatura (T) y de la humedad relativa (HR), para
los días señalados. Estas mediciones se realizaron a 2 m de altura sobre el dosel del parronal.
Figura 5.- Variación de la temperatura del aire y de la humedad relativa, a dos m sobre el dosell
del parronal, en los días 27-03 y 1 y 10 –04 de 2008.
En esos días la temperatura máxima del aire y la humedad relativa mínima se produjo entre las
16 y 17 hrs.
En la figura 6 se presenta la variación de la radicación global y la velocidad de viento para los
mismos días
Temperatura del aire y Humedad relativa
0
5
10
15
20
25
30
35
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00
Hora
Tem
pera
tura
(ºC
)
010
2030
405060
7080
90100
Hum
edad
rel
ativ
a (%
)T_C_Avg RH_Avg
27-03 1-04 10-04
Figura 6.- Variación de la radiación global (W/m2) y de la velocidad de viento (m/s) los días
27/03, 1/04 y 10/04 de 2008.
La máxima radiación global se produce a las 14 hrs, (800 W/m2). La cantidad de radiación diaria
es del orden de 18 MJ/m2/día.
El viento en las horas nocturnas alcanza a valores de entre 0,6 a 0,3 m/s. La máxima velocidad
en el día es del orden de 2 m/s, alcanzando su máximo entre 17 y 19 hrs.
En la figura 7 se presenta una comparación entre la radiación global medida sobre el dosel del
parronal y la radiación global medida en la estación meteorológica automática (EMA) del Fundo
El Guindal, ubicada a unos 600 m de la anterior
Radiación global y velocidad de viento
0100200300400500600700800900
0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00 0:0
04:0
08:0
012
:0016
:0020
:00 0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00
Horas
Rg (W
/m2)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Velo
cida
d de
vie
nto
(m/s
)
SolarWm2_Avg Vel_Vient_Avg
27-0310-041-04
Radiación Global medida en El Guindal y sobre el dosel del parronal (1-04-08)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00
horas
Rg
(Wm
2)
Guindal Rg CR1000
Figura 7. Comparación entre la radiación global medida en la estación metereológica del Fundo
El Guindal y la medida sobre el dosel del parronal.
La Energía total medida por la por la EMA del Fundo El Guindal para el 1 de abril fue de 20
MJ/m2/día, contra 21 MJ/m2/día medida sobre el parronal. La correlación entre las dos
estaciones se presenta en la figura 8. Similar fue la situación analizada en otros días del mes de
abril.
y = 1.0546xR2 = 0.98
0
200
400
600
800
1000
0 200 400 600 800 1000
Rg El Guindal (W/m2)
Rg
Par
rona
l (W
/m2)
Figura 8 Correlación entre la Radiación global medida en el fundo El Guindal (Rg El Guindal) y la
medida sobre el parronal (Rg Parronal).
En la figura 9 se presenta la radiación global y radiación neta y la temperatura del aire para los
mismos días ya indicados . La radiación neta corresponde a la cantidad total de energía que
queda en el cultivo, la cual debe ser disipada en forma de calor latente ( transpiración), y en
forma de calor sensible ( flujo de calor ). La radiación neta es inferior a la radicación global, ya
que, durante el día parte de la radicación global es reflejada por el cultivo ( albedo), y durante la
noche, parte de la energía es emitida por el cultivo hacia la atmósfera ( signo negativo).
Figura 9 Radiación Global, Radiación neta y temperatura del aire para los días 27 de marzo y 1 y
10 de abril de 2008.
La radiación global máxima diaria es del orden de 800 W/m2 a las 14 hrs, con un acumalado
total de 21 MJ/m2/día. La radiación neta es del orden de 540 a 480 W/m2 a las 14 hrs. El
acumulado diario es del orden de 9 a 11 MJ/m2/día.
La máxima temperatura del aire se produce dos horas más tarde que el máximo de radiación
solar.
En la figura 10 se presenta la Radiación neta y los flujos de calor sensible y calor latente para
los días ya indicados
Radición global, neta y temperatura del aire
-200
0
200
400
600
800
1000
0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00 0:0
04:0
08:0
012
:0016
:0020
:00 0:00
4:00
8:00
12:00
16:00
20:00
Horas
Rad
iaci
ón (W
/m2)
0
5
10
15
20
25
30
35
Tem
pera
tura
del
aire
(ºC
)
SolarWm2_Avg RnetWm2_Avg T_C_Avg
27-03 1-04 10-04
Figura 10. Radiación neta, Flujo de calor sensible y flujo de calor latente, en W/m2. Los valores
de la parte superior representan la transpiración del cultivo derivada a partir del calor latente.
Finalmente, en la figura 11 se presenta el flujo de vapor de agua y de CO2 sobre el dosel del
parronal.
Rn, H, LE
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00
Horas
Ener
gía
(W/m
2)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
DPV
(kPa
)
H LE Rn-G DPV
10-04-20081-04-200827-03-2008
4,5 mm/día 2,7 mm/d 1,9 mm/d
Figura 10. Flujo de vapor de agua (mmol/m2/s) y flujo de CO2 (micromol/m2/s) sobre la cubierta
del parronal.
Figura 11. Flujo de vapor de agua y C02 sobre el dosel del parronal, para los días 27-03, 1-04 y
10-04 de 2008..
La cantidad de CO2 absorbida por el parronal fue en promedio de 13,3 g/m2/día, equivalente a
3,3 g de carbono por m2 por día.
CONCLUSIONES DE LA TEMPORADA 2007/08
Durante la temporada 2007/08 se puso el marcha el equipamiento. Los trabajos de instalación
comenzaron tarde en la temporada, en el mes de noviembre. La puesta en marcha solo permitió
realizar mediciones a fin de marzo y durante el mes de abril.
Flujo de vapor de agua y CO2
0
2
4
6
8
10
12
0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00
Horas
Vapo
r de
agu
a (m
mol
/m2/
s)
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
Fluj
o de
CO
2 (m
icro
mol
/m2/
s)
E C
4,5 mm/día2,7 mm/día 1,9 mm/día
12,6 g/m2/día 16,0 g/m2/día 11,3 g/m2/día
RESULTADOS DE LA TEMPORADA 2008-2009
Durante la presente temporada el sistema OP2 comenzó a realizar mediciones a partir del mes
de septiembre. A continuación se presenta avance de los principales resultados obtenidos
durante el transcurso de la presente temporada.
Evolución del índice de área foliar (IAF)
A partir del 14 de octubre, se comenzaron a realizar mediciones de intercepción de radiación
solar , para determinar el IAF y el porcentaje de sombreamiento del parronal. La magnitud del
IAF y el porcentaje de sombreamiento están estrechamente ligados al consumo de agua del
cultivo, ya que refleja un aumento de la superficie evaporante. La evolución del IAF y el
porcentaje de sombreamiento a la fecha de entrega de este informe se presenta en la figura 12.
0
20
40
60
80
100
120
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
14-oct 22-oct 30-oct 06-nov 12-nov 19-nov 29-nov 23-d ic 07-ene 21-ene 04-feb 17-feb
IAF
Fecha
IAF %sombra
Figura 12 . Evolución del IAF y del porcentaje de sombremaiento en un parronal español, cv
Thompson Seedless ( temporada 2008/09).
IAF del orden de 2,5 a 3,5 se consideran adecuados para la producción de vides de mesa,
considerando que se requiere 1 m2 de superficie foliar por kg de fruta producida .(Gil, 2000). En
este caso el IAF llegó a valores cercanos a 7. El porcentaje de sombreamiento del parronal llegó
a 97% a fines de enero.
Variación de humedad del suelo
El contenido de agua del suelo medido diariamente , con una sonda de seguimiento continuo del
tipo FDR ( Agrilink, Aqua Spy) Las variaciones de contenido de humedad se se presenta en la
figura 13
Figura 13 . Evolución del contenido de agua del suelo (mm) a diferentes profundidades de suelo,
entre 10 y 100 cm de profundidad de suelo, cv Thompson Seedless ( temporada 2008/09).
Los riegos llegan hasta 100 cm de profundidad, sin embargo la principal extracción de agua se
produce hasta los 60 cm solamente. A 80 y 100 cm las variaciones de humedad son bajas, e
incluso presentan una tendencia a aumentar el contenido de agua a esta profundidad. En
general, el contenido de agua del suelo se mantuvo constante durante la temporada.
Variación de las principales parámetros climáticos que inciden en el consumo de agua del parrón
A continuación se presenta un análisis de las principales variables climáticas que inciden en la
evapotranspiración de un cultivo
a) Radicón Global (Rg)
En la figura 14 e presenta la evolución de la radiación global (Rg) entre los meses de septiembre
y noviembre de 2008. En el mes de noviembre los valores de Rg a medio día (13 hr) variaron
entre 400 y 900 Wm-2. En el mes de octubre estos valores variaron entre un mínimo de 450 a un
máximo de 1000 Wm-2. En el mes de noviembre disminuyó el número de días nublados y la Rg
varío entre 930 y 1100 Wm-2.
Figura 14 . Variación de la radiación global (Rg, Wm-2.), en los meses de septiembre a
noviembre
b) Temperatura del aire
En la figura 15 se presenta la variación de la temperatura del aire para el mismo período
Figura 15 . Variación de la temperatura del aire (ºC) , en los meses de septiembre a noviembre
Variación de Rg entre septiembre y fines de noviembre 2008
0
200
400
600
800
1000
1200
0:00
11:0
0
22:0
0
9:00
20:0
0
7:00
18:0
0
5:00
16:0
0
3:00
14:0
0
1:00
12:0
0
23:0
0
10:0
0
21:0
0
8:00
19:0
0
6:00
17:0
0
4:00
15:0
0
2:00
13:0
0
0:00
11:0
0
22:0
0
10:3
0
21:3
0
8:30
19:3
0
6:30
17:3
0
4:30
15:3
0
2:30
13:3
0
Horas del día
Rg
(Wm
2)
septiembre octubre noviembre
Variación de Temperatura del aire entre septiembre y fines de noviembre 2008
0
5
10
15
20
25
30
35
0:00
10:3
0
21:0
0
7:30
18:0
0
4:30
15:0
0
1:30
12:0
0
22:3
0
9:00
19:3
0
6:00
16:3
0
3:00
13:3
0
0:00
10:3
0
21:0
0
7:30
18:0
0
4:30
15:0
0
1:30
12:0
0
22:3
0
9:00
21:0
0
7:30
18:0
0
4:30
15:0
0
1:30
12:0
0
22:3
0
9:00
19:3
0
6:00
Horas del día
Tem
pera
tura
(ºC
)
septiembre octubre noviembre
La temperatura media del mes de septiembre fue de 15,67ºC, con una máxima de 31 y una
mínima de 1,3ºC. En octubre la temperatura media fue de 17,2 ºC, con una máxima de 29 y una
mínima de 1.7ºC. En el mes de noviembre la temperatura media aumentó a 18,7ºC, con una
máxima de 32,5ºC y una mínima de 6,7ªC.
c) Humedad relativa del aire (HR%)
La evolución presentada por la humedad relativa del aire se presenta en la figura 16 .
La HR media en septiembre fue de 60%, con un máximo de 90% y un mínimo de 10%. En
octubre la HRmedia fue de 57%, con un máximo de 98 y un mínimo de 12%. En noviembre la HR
media fue de 58%, con un máximo de 96 yun mínimo de 14%.
Figura 16 . Variación de la humedad relativa del aire (HR%) , en los meses de septiembre a
noviembre
d) Velocidad de viento
En la figura 17 se presenta la variación de la velocidad del viento en el período indicado.
La máxima velocidad de viento se produce en la tarde entre las 16 y 19 hrs. La velocidad media
del viento ( medido a 2 m de altura sobre el parrón) en el mes de septiembre fue de 1 m/s, con
ráfagas máximas de 3,7 m/s, y vientos suaves, en la noche, de 0,13 m/s. Valores similares se
observaron en los meses de octubre y noviembre
Figura 17 Variación de la velocidad del viento (m/s), en los meses de septiembre a noviembre
Variación de la HR (%) entre septiembre y fines de noviembre 2008
0
20
40
60
80
100
120
0:00
11:0
0
22:0
0
9:00
20:0
0
7:00
18:0
0
5:00
16:0
0
3:00
14:0
0
1:00
12:0
0
23:0
0
10:0
0
21:0
0
8:00
19:0
0
6:00
17:0
0
4:00
15:0
0
2:00
13:0
0
0:00
11:0
0
22:0
0
10:3
0
21:3
0
8:30
19:3
0
6:30
17:3
0
4:30
15:3
0
2:30
13:3
0
Horas del día
HR
(%)
septiembre octubre noviembre
Variación de la velocidad del viento (m/s)entre septiembre y fines de noviembre 2008
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0:00
10:3
0
21:0
0
7:30
18:0
0
4:30
15:0
0
1:30
12:0
0
22:3
0
9:00
19:3
0
6:00
16:3
0
3:00
13:3
0
0:00
10:3
0
21:0
0
7:30
18:0
0
4:30
15:0
0
1:30
12:0
0
22:3
0
9:00
21:0
0
7:30
18:0
0
4:30
15:0
0
1:30
12:0
0
22:3
0
9:00
19:3
0
6:00
Horas del día
V(m
/s)
septiembre octubre noviembre
Componentes del balance de energía
a) Energía entrante
Dentro del balance de energía, la energía entrante está compuesta por la radiación neta (Rn) y
la radiación del suelo (G), expresada según la siguiente expresión:
Ee = Rn-G Donde :
Ee= energía entrante (Wm-2)
Rn = Radiación neta (Wm-2)
G = radiación del suelo (Wm-2)
La radiación neta corresponde a la diferencia entre la Radiación Global que recibe una
superficie, menos la parte de esta energía que es reflejada por la superficie, la cual depende de
su albedo En este ensayo la radiación neta se mide directamente con un radiómetro neto.
La radiación del suelo (G) corresponde a la energía emitida o absorbida por la superficie del el
suelo, la cual depende de la diferencia de temperatura en el suelo y del coeficiente de
conductividad térmica. En este ensayo G se mide mediante placas de radiación que permiten
cuantificar el valor de G.
En la figura 18 se presenta un ejemplo de la variación de Rn y G del parronal , a escala diaria
para tres períodos: 1 al 5 de octubre 2008, con un IAF menor de 0,42 (<22% de sombra), entre el
5-8 de noviembre , con un IAF de 1,55 ( 59,7% de sombra) y entre el 27 de noviembre y el 2 de
diciembre, con un IAF cercano a 2,8 (80% de sombra).
En la primera fecha (1-5 de octubre), las placas de radiación presentaron problemas de
programación de sus sensibilidad, por lo cual los registros están incompletos en el período. Esta
situación fue corregida en las medicines posteriores
Energía entrante1-5/10-2008
-200-100
0100200300400500600700
0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00
Horas
Ener
gía
(Wm
2)
Rn G2
Rn/G -5-8-11-2008
-200-100
0100200300400500600700800
0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6:00 12:00 18:00
Horas
Rn,
G (W
m2)
Rn G
Energía entrante27/11-2/12-2008
-200-100
0100200300400500600700800
0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
Horas
Ener
gía
(Wm
2)
Rn G2
Figura 18. Variación de la Radiación Neta (Rn) y la Radiación del suelo (G), ambas en unidades
de Wm-2, para tres periodos: 1-5/10-2008 (superior), entre el 5-8/11-2008 (centro) y entre el
27/11 y el 2/12-2008 (inferior).
En la primera fecha ( inicios de octubre) , la Rn a medio día (13 hrs) es del orden de 500 a 600
Wm-2, (10,8 MJ/d), en la segunda ( inicios de noviembre), la Rn a medio día es del orden de 700
Wm-2 (17,8 MJ/d) , en el tercer período Rn a medio día es del orden de 700-750 Wm-2 (17,6
MJ/d).
En cuanto a G, su máximo valor se obtiene dos horas más tarde que Rn ( 15 hrs) . El orden de
magnitud de G máximo es de 300 Wm-2 a principios de noviembre, y de 100 a 140 Wm-2 a fines
de noviembre, cuando el parrón presenta cerca del 80% de sombreamiento.
b) Energía saliente
La energía saliente del sistema corresponde al calor sensible (H) y al calor latente (LE) y a la
energía utilizada en los procesos de fotosíntesis, la cual es despreciable (5 a 7%), en relación a
la magnitud de los otros parámetros (H y LE)
La energía saliente del sistema se expresa como
Es = H + LE Donde Es esta medido en Wm-2
Los flujos de calor sensible y calor latente fueron cuantificados utilizando el sistema eddy-
covarianza.
En la figura 19 se presenta un ejemplo de la variación de H y LE del parronal , a escala diaria
para tres períodos: 1 al 5 de octubre 2008, con un IAF menor de 0,42 (<22% de sombra), entre el
5-8 de noviembre , con un IAF de 1,55 ( 59,7% de sombra) y entre el 27 de noviembre y el 2 de
diciembre, con un IAF cercano a 2,8 (80% de sombra).
Calor latente y calor sensible1-5/10 2008
-100-50
050
100150200250300350
0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00
Horas
Ener
gía
(Wm
2)
corr. H corr. LE
Calor Latente y sensible(5-8/11-2008)
-100
0
100
200
300
400
500
0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00
Horas
Ener
gía
(Wm
2)
LE H
Calor latente y calor sensible27-11-2/12-2008
-200-100
0100200300400500600700
0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
Horas
Ener
gía
(Wm
2)
corr. LE corr. H
Figura 19. Variación del calor sensible (H) y el calor latente (LE), ambos en unidades de Wm-2,
para tres periodos: 1-5/10-2008 (superior), entre el 5-8/11-2008 (centro) y entre el 27/11 y el
2/12-2008 (inferior).
A principios de octubre el flujo de calor sensible supera al flujo de calor latente. En esta fecha el
parrón tiene baja cobertura foliar (IAF < 0,44, menos de 22% de sombreamiento). En esta época
la transpiración del parrón es muy baja y la energía proviene en parte de evaporación de agua
desde el suelo pero sobre todo como flujo de calor sensible. H alcanza una magnitud del orden
de 200 a 300 Wm-2 a medio día (4,98 MJ/d ), en tanto que LE llega a 75 a 100 Wm-2 a la misma
hora (2 MJ/d ).. H es aproximadamente 2,5 veces superior a LE.
En la segunda fecha, a principios de noviembre (IAF 1,55 y 59,7% de sombra), a diferencia de la
situación anterior, el color latente, es decir la energía disipada en forma de vapor de agua,
supera a H. Los valores de LE a medio día alcanzan a valores entre 450 y 350 Wm-2. ( 10MJ/d).
El calor sensible alcanza valores a medio día que variaron entre 195 y 220 Wm-2 (5,04 MJ/d) ,. H
es aproximadamente 0,5 veces la magnitud de LE.
A fines de noviembre, principios de diciembre, con un IAF con un IAF cercano a 2,8 (80% de
sombra), LE alcanzó valores máximos a medio día cercano a 600 Wm-2, con una energía
promedio diaria de 10,8 MJ/d. H alcanza valores máximos de 110 a 130 Wm-2 (3 MJ/d) . H es
aproximadamente 0,3 veces el valor de LE. Estos valores muestran que el flujo de calor latente,
es la fuente más importante de disipación de energía por el sistema. Esta situación se mantiene
durante el resto del período de desarrollo del parronal
c) Balance de energía
De acuerdo a la ecuación de balance de energía Ee – Es= 0 (Rn-G - H-LE = 0) , sin embargo
dadas las condiciones de medición, la velocidad de las fluctuaciones diarias existen errores que
varían entre un 15 a 20% de acuerdo a la literatura. En la figura 20 se presenta la evolución
diaria de (Rn-G) y (LE+H). Esto se presenta para inicios de noviembre y fines de noviembre a
inicios de diciembre. En octubre el valor de G no se pudo medir en ciclos de 24 hrs, como ya se
explicó
Balance de energía(5-8/11-2008)
-200-100
0100200300400500600700800
0:00
3:30
7:00
10:3
0
14:0
0
17:3
0
21:0
0
0:30
4:00
7:30
11:0
0
14:3
0
18:0
0
21:3
0
1:00
4:30
8:00
11:3
0
15:0
0
18:3
0
22:0
0
1:30
5:00
8:30
12:0
0
15:3
0
19:0
0
22:3
0
Horas
Ener
gía
(Wm
2)
Rn-G L+H
22%6% 10,2% 16%
Balance de energía27/11-2/12-2008
-200-100
0100200300400500600700800900
0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
12:00
18:00 0:0
06:0
012
:0018
:00 0:00
6:00
Horas
Ener
gía
(Wm
2)
(Rn-G) L+H
27% 18% 15% 7% 10% 20%
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0:00
16:3
0
9:00
1:30
18:0
0
10:3
0
3:00
19:3
0
12:0
0
4:30
21:0
0
13:3
0
6:00
22:3
0
15:0
0
7:30
0:00
16:3
0
9:00
1:30
18:0
0
10:3
0
3:00
(W/m
2)
Hra
Balance de Energía16 al 31 Marzo 2009
Rn-G H+LE
Figura 20 Variación (Rn-G) y (LE+H), ambos en unidades de Wm-2, para dos periodos: entre el 5-
8/11-2008 (superior ), entre el 27/11 y el 2/12-2008 (centro) y el 16 y31 de marzo 2009 (inferior).
Los valores al interior de la curva representan la magnitud del error de cierre del balance en un
período de 24 hrs.
Las diferencias en el balance de energía están dentro de los rangos normales indicados para la
metodología utilizada en este trabajo
En la figura 21 se presenta el cierre de balance de energía horario, para el período diurno,
donde ocurre los mayores intercambios de energía, en ambos casos la pendiente de la línea de
regresión del orden de 0,85, lo que implica que para el período diurno el error del balance de
energía es del orden de 15%.
Cierre balance(5-8/11-2008)
y = 0.8678xR2 = 0.6024
-200-100
0100200300400500600700800
-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Rn-G
L+H
Cierre balance(27/11-2/12 2008)
y = 0.8493xR2 = 0.89
-200-100
0100200300400500600700800900
-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800
Rn-G
L+H
y = 0.86xR² = 0.855
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 100 200 300 400 500 600 700
H+L
E (W
/m2)
Rn-G (W/m2)
Cierre del balance 16 al 31 Marzo de 2009
Figura 21 Cierre el balance de energía, para el período diurno, entre los días 5 al 8 de noviembre
de 2008 (superior) y entre los días 27 de noviembre y 2 de diciembre de 2008 (centro) y 16 al 31
de marzo de 2009 (inferior)
Flujos de vapor de agua y CO2
Durante la temporada 2008-2009 fue posible estimar el consumo total de CO2 y la ETc para
distintos estados fenológicos del parrón, a partir de la estimación de los flujos de vapor de agua
(E) y CO2 (C), respectivamente, llevada a cabo por el analizador CO2/H2O de paso abierto (OP-2,
ADC BioScientific Ltd. Hertfordshire, Inglaterra) en conjunto al anemómetro sónico (Windmaster
Pro, Gill Instruments. Hampshire, Inglaterra). E corresponde a la evaporación directa del suelo
más la transpiración de las plantas. C corresponde al flujo de CO2 proveniente del suelo, por
respiración de organismos y degradación de materia orgánica y a la respiración del cultivo
(“pérdidas”) y al CO2 fijado por las plantas en el proceso de fotosíntesis. Los valores con signo
negativo entregados por los equipos corresponden al flujo de agua desde el parrón hacia la
atmósfera (en el caso de E) y al ingreso de CO2 desde la atmósfera hacia el parrón (en el caso
de C). Las salidas o pérdidas de carbono hacia la atmósfera son representadas por signo
positivo.
La figura 22 y 23 muestra la evolución de E y C y el consumo diario de CO2 y agua en cuatro
estados fenológicos distintos. El período comprendido entre los días 10 y 20 de Noviembre de
2008 corresponde a floración cuando el consumo total de CO2, fue de -47,1 g m-2 y el de agua de
31,8 mm. El envero se produjo entre los días 15 y 25 de Enero de 2009, en esta etapa el
consumo total de CO2 fue de -221,6 g m-2 y el de agua de 52,7 mm. Entre los días 10 y 20 de
Febrero de 2009, cercano a la cosecha de fruta, el consumo de CO2 fue de 5,5 g m-2 y el de agua
de 85,9 mm. Para los días posteriores a la cosecha de la fruta, 14 y 24 de Marzo, se estimó un
consumo de 14,6 g m-2 y 47,9 mm, de CO2 y agua, respectivamente.
El consumo mes a mes de agua y carbono se presenta en las figuras 24 y 25, respectivamente.
El mes de máxima demanda de agua es el de Febrero, período en el cual el parrón consumió
2015 m3 ha-1. El consumo total de agua durante la temporada de crecimiento fue 8300 m3 ha-1.
Durante los meses de Septiembre, Octubre y Marzo, el balance de CO2 es positivo, lo que indica
que la respiración de las plantas y de los organismos presentes en el suelo fue mayor que la
fotosíntesis realizada, esto se explica por la baja cobertura que posee el parrón durante estos
meses, ya sea porque la brotación está en su etapa inicial (Septiembre y Octubre) o porque
comenzó la caída de hojas (Marzo).
0
10/20 Noviembre 2008 (Flor)
-5
0
5
10
15
20
25
0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00
Hora
E (m
mol
m-2
s-1)
-20
-15
-10
-5
0
5
10
C ( µ
mol
m-2
s -1
)
E C
5,2 mm 2,4 mm 3,8 mm 5 mm 5,7 mm 5,7 mm
-7,6 g/m2 -6,6 g/m2 -6,3g/m2 -5,2 g/m2 -7,2 g/m2 -10 g/m2
15/25 Enero 2009 (Envero)
-5
0
5
10
15
20
25
0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00
Hora
E (m
mol
m-2
s-1)
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
C ( µ
mol
m-2
s-1)
E C
-25,5 g/m2 -20,7 g/m2 -23,8 g/m2 -21 g/m2 -21,2 g/m2 -18 g/m2
4,6 mm 3,6 mm 4,5 mm 4,6 mm 5,1 mm 8,6 mm 7,3 mm5,1 mm5 mm4,4 mm
-21,5 g/m2 -27,3 g/m2 -25 g/m2-14,2 g/m2
Figura 22. Evolución de E y C durante la floración y envero del parrón en la temporada de crecimiento 2008/2009.
10/20 Febrero 2009 (Cosecha)
-5
0
5
10
15
20
25
0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00
Hora
E (m
mol
m-2
s-1)
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
C ( µ
mol
m-2
s-1)
E C
8 mm 7,4 mm8,1 mm 8,1 mm 7,8 mm 6,5 mm 8,3 mm 8,1 mm 9 mm 7,2 mm 7,7 mm
-0,2 g/m2 5,1 g/m2 -1,3g/m2 -2,4 g/m2 2,5 g/m2 1,7 g/m2-2 g/m2 2,8 g/m2 1,5 g/m20,2 g/m2-2,5 g/m2
14/24 Marzo 2009 (Postcosecha)
-5
0
5
10
15
20
25
0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00
Hora
E (m
mol
m-2
s-1)
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
C ( µ
mol
m-2
s-1)
E C
6,2 mm 4,9 mm 4,3 mm 3,2 mm 4,8 mm 4,7 mm 4.3 mm 3,4 mm 3,6 mm3,9 mm 5 mm
-5,1 g/m2 2,9 g/m2 -2,4 g/m2 -0,1 g/m2 5,1 g/m2 -3,4 g/m29,5g/m2 -0,3 g/m2 0,3 g/m22,3 g/m24,6 g/m2
Figura 23. Evolución de E y C durante y después de la cosecha de fruta del parrón en la temporada de crecimiento 2008/2009.
0
La fotosíntesis máxima es realizada en el mes de Enero, cuando se fijaron 5630 kg ha-1 de CO2.
El balance de carbono total de la temporada resultó negativo, indicando que la fijación de CO2
predominó frente a las “pérdidas” de carbono por el sistema. El valor obtenido fue de -9032 kg
ha-1.
Consumo de H2O (Temporada 2009-2010)
0250500750
100012501500175020002250
Sept
iem
bre
Oct
ubre
Nov
iem
bre
Dic
iem
bre
Ener
o
Febr
ero
Mar
zo
Mes
Con
sum
o H
2O(m
3 ha-1
)
Figura 24. Consumo de agua mensual del parrón a través de la temporada de crecimiento.
Consumo de CO2 (Temporada 2009-2010)
-6000
-4500
-3000
-1500
0
1500
3000
4500
Sept
iem
bre
Oct
ubre
Nov
iem
bre
Dic
iem
bre
Ener
o
Febr
ero
Mar
zo
Mes
Con
sum
o C
O2 (
kgha
-1)
Figura 25. Consumo de carbono a través de la temporada de crecimiento del parrón.
Con los datos obtenidos fue posible estimar la eficiencia en el uso del carbono (EUC) y la
eficiencia en el uso del agua (EUA). La EUC corresponde al rendimiento del parrón, expresado
en kg de fruta, respecto a los kg de CO2 utilizados para esto, mientras que la EUA indica cuántos
kg de fruta es posible obtener por cada m-3 de agua consumido. El rendimiento del parrón, así
como los valores de EUC y EUA obtenidos para la temporada se presentan en el cuadro 1.
Cuadro 1. Rendimiento obtenido en el parrón y valores de EUC y EUA, para al temporada
2008/2009.
Producción de fruta Consumo
EUC EUA CO2 H2O Cajasha-1 kgha-1 (kgha-1) (m3ha-1) (kgkgCO2utilizado-1) (kgm-3H2Oconsumido)
3453 28314,6 -9031,88 8307,40 -3,13 3,41
Determinación de la evapotranspiración de referencia, de cultivo y cálculo de kc
a) Evapotranspiración de referencia
La evapotranspiración (ETo) de referencia se calculó utilizando la ecuación de Penmann-
Montheith . La información de base para la aplicación de esta ecuación se obtuvo de la estación
meteorológica ubicada en el mismo lugar que el sistema Eddy- correlation. Adicionalmente para
analizar el comportamiento de la ETo se consideraron la mediciones de evaporación de bandeja
que se realizan en el fundo El Guindal . (Eb A.Brown). La evolución de Eto y de la evaporación
de bandeja entre el 1 de septiembre de 2008 y el 31 de marzo de 2009 se presentan en la figura
26. Existió una alta correlación entre los valores de evaporación medidos en la bandeja y la Eto
calculada por Penmann-Montheith
El comportamiento de ETo y de Eb es similar en el curso de la temporada analizada. En
septiembre los valores varían entre un mínimo de 1 mm/día hasta llegar a principios de diciembre
con una ETo del orden d 6 mm/día, en tanto la Eb. llega de 7,8 mm/día.
b) Evapotranspiración del cultivo (Etc)
A partir de flujo de calor latente (W/m2), se calculó el flujo de vapor de agua ( micromoles/m2/s),
el cual fue integrado para el período de tiempo en que este flujo fue positivo. Este valor
corresponde a la evapotranspiración diaria (Etc) , es decir la cantidad de vapor de agua que se
evapora directamente del suelo más la transpirada por el cultivo. La evapotranspiración medida,
utilizando el sistema Eddy –correlation se presenta, conjuntamente con la ETo, en la figura 27.
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
1-9
15-9
29-9
13-1
0
27-1
0
10-1
1
24-1
1
8-12
22-1
2
5-1
19-1 2-2
16-2 2-3
16-3
30-3
mm
/día
Fecha)
Penman-Monteith (Etb)Bandeja Brown
y = 0.622x + 1.658R² = 0.85
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
ETo
(mm
/día
)
Ebandeja (mm/día)
Figura 26. Evolución de la Eto calculada a partir de la ecuación de Penmann-Monteith y de la
evaporación de agua registrada en una bandeja de la estación meteorológica del Fundo el
Guindal (Arriba)- La correlación entre ambos parámetros se presenta en la parte inferior de la
figura
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
1-9
15-9
29-9
13-1
0
27-1
0
10-1
1
24-1
1
8-12
22-1
2
5-1
19-1 2-2
16-2 2-3
16-3
30-3
E
Fecha
Penman-Monteith Etc
Figura 27. Evolución de la Eto calculada a partir de la ecución de Penmann-Monteith y de la
evapotranspiración del cultivo (ETc), calculada a partir del flujo de claor ltente (LE) medido en la
estación Eddy Correlation para la temporada 2008/09.
A principios de temporada la ETc del cultivo es baja no superando 1 mm/día hasta el 11 de
octubre, posteriormente la Etc aumenta, en la medida que aumenta el IAF , para presentar
valores muy próximos a la Eto a partir de los primeros días de noviembre ( 5 a 6 mm/d).,
Posteriormente, cerca de la madurez de la fruta, la Etc del parronal supera la Eto, llegando a
valores de 8 a 9 mm/día. Finalmente a inicios de otoño (fines de marzo) la Etc disminuye
nuevamente.
c) Determinación de kc
El coeficiente de cultivo es un parámetro adimensional que permite estimar la demanda hídrica
de un cultivo a partir de la Eto, en cualquier lugar geográfico.
El coeficiente de cultivo se obtiene de la siguiente relación:
Kc = ETc Eto
La evolución del coeficiente de cultivo (kc) obtenido a partir de la Etc ,medida por el sistema
Eddy- correlation, y la Eto calculada por la ecuación de Penmann-Montheith se presenta en la
figura 28, para la temporada 2008/09.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
21-
9
12-9
23-9
4-10
15-1
0
26-1
0
6-11
17-1
1
28-1
1
9-12
20-1
2
31-1
2
11-1
22-1 2-2
13-2
24-2 7-3
18-3
29-3
Kc
Día
Kc diarioTemporada 2008/2009
Floración Pinta
Figura 28 Evolución de kc en el transcurso de la temporada 2008/09 para la variedad Thompson
Seedless.
Hasta aproximadamente floración (26 de octubre) el valor de kc varió entre 0, 2 y 0,4 ( 22 a 36%
de sombra) posterior a floración, hasta mediados de noviembre el valor de kc aumenta 0,8 a 1
(cuajado de bayas,79% de sombra ), manteniéndose más o menos estable hasta pinta (20 de
enero), donde el kc comienza a aumentar, hasta llegar a un máximo de 1,3. Después de cosecha
el kc disminuye nuevamente para llegar a un valor de 0,8,8 a mediados de marzo.
A partir del porcentaje de sombra y de los coeficientes de cultivo, determinados para una misma
fecha, se pudo establecer que existe una relación lineal entre ambos parámetros (figura 29). Esta
ecuación podría ser utilizada por los productores para obtener los coeficientes de cultivo a partir
del grado de desarrollo del parronal, expresado como el porcentaje de sombra que se genera a
medio día. El valor de la pendiente de la recta es de 0,013 y el coeficiente de determinación (R2)
de 0,87.
Figura 29 Variación del kc en un parronal español cv Thompson Seddless en función el IAF
(superior) y del porcentaje de sombreamiento (inferior)
CONCLUSIONES DE LA TEMPORADA 2008/09 Durante lo transcurrido de la a temporada 2008/09 se puso obtuvieron mediciones confiables a
partir de los equipos, tanto meteorológicos, como el sistema Eddy correlation, lo que permitió
estimar la ETo y la Etc para llegara a determinar coeficientes de cultivo para el cultivar
Thompson Seedless, en sistema de parronal español. Los valore s de coeficiente de cultivo
obtenidos, variaron entre 0,2 y valores próximos a 1, llegando a su máximo con un IAF de 2, 5 y
un porcentaje de sombreamiento de 70%.
RESULTADOS DE LA TEMPORADA 2009/20010 Los resultados que se presentan a continuación corresponden a un avance de la información
recopilada entre septiembre y fines de diciembre de 2009. Cabe señalar que durante esta
temporada existieron problemas en el funcionamiento del equipo OP-2, por lo que no se
disponen de datos medidos de CO2 y de vapor de agua. Esta situación está siendo discutida con
la firma proveedora del equipos (IVENS S:A)
No obstante lo anterior, se generaron valores de ETc, a partir de la ecuación básica del balance
de energía
LE = Rn –G –H
Donde LE, es el calor latente (Wm-2)
Rn, = radiación neta (Wm-2)
G = radición del suelo (Wm-2)
H = flujo de calor sensible (W m-2)
La evapotranspiración del cultivo se puede obtener a partir de LE, corregido por el calor latente
de vaporización del agua (λ)
Etc = LE/ λ
Donde λ es el calor latente de evaporación de agua ( 2,44 MJ/kg a 25ºC).
Variación de humedad del suelo
El contenido de agua del suelo medido diariamente , con una sonda de seguimiento continuo del
tipo FDR ( Agrilink, Aqua Spy) Las variaciones de contenido de humedad se presenta en la
figura 30.
Figura 30. Evolución del contenido de agua del suelo (mm) a diferentes profundidades de suelo,
entre 10 y 100 cm de profundidad de suelo, cv Thompson Seedless ( diciembre 2009).
Los riegos llegan hasta 100 cm de profundidad, sin embargo la principal extracción de agua se
produce hasta los 60 cm solamente. A 80 y 100 cm las variaciones de humedad son bajas, e
incluso presentan una tendencia a aumentar el contenido de agua a esta profundidad. En
general, el contenido de agua del suelo se mantuvo constante durante la temporada.
Determinación de la evapotranspiración de referencia, de cultivo y cálculo de kc
a) Evapotranspiración de referencia
La evapotranspiración (ETo) de referencia se calculó utilizando la ecuación de Penmann-
Montheith. La información de base para la aplicación de esta ecuación se obtuvo de la estación
meteorológica ubicada en el mismo lugar que el sistema Eddy- correlation. Adicionalmente para
analizar el comportamiento de la ETo se consideraron las mediciones de evaporación de bandeja
que se realizan en el fundo El Guindal. (Eb A.Brown). La evolución de Eto y de la evaporación de
bandeja, entre el 1 de Octubre de 2009 y el 15 de Diciembre de 2009, se presentan en la figura
31. Existió una alta correlación entre los valores de evaporación medidos en la bandeja y la Eto
calculada por Penmann-Montheith.
El comportamiento de ETo y de Eb es similar en el curso de la temporada analizada. En Octubre
los valores varían entre un mínimo de 1 mm/día hasta llegar a principios de Diciembre con una
ETo máximo de 5,5 mm/día, en tanto la Eb. llega a 6 mm/día.
b) Evapotranspiración del cultivo (ETc)
A partir de flujo de calor latente (W/m2), se calculó el flujo de vapor de agua (µmol m-2 s-1). Este
valor corresponde a la evapotranspiración diaria (ETc), es decir la cantidad de vapor de agua
que se evapora directamente del suelo más la transpirada por el cultivo. La evapotranspiración
medida, utilizando el sistema Eddy –correlation se presenta, conjuntamente con la ETo, en la
figura 32.
ETo diario 2009/2010
0
1
2
3
4
5
6
7
01-O
ct
04-O
ct
07-O
ct
10-O
ct
13-O
ct
16-O
ct
19-O
ct
22-O
ct
25-O
ct
28-O
ct
31-O
ct
03-N
ov
06-N
ov
09-N
ov
12-N
ov
15-N
ov
18-N
ov
21-N
ov
24-N
ov
27-N
ov
30-N
ov
03-D
ic
06-D
ic
09-D
ic
12-D
ic
15-D
ic
Día
Eto
[mm
/d]
Eb ETo
Figura 31. Evolución de la ETo calculada a partir de la ecuación de Penmann-Monteith y de la
evaporación de agua registrada en una bandeja de la estación meteorológica del Fundo el
Guindal
ETc 02/10-08/12 2009
0
2
46
8
10
12
02.1
0.20
09
09.1
0.20
09
16.1
0.20
09
23.1
0.20
09
30.1
0.20
09
06.1
1.20
09
13.1
1.20
09
20.1
1.20
09
27.1
1.20
09
04.1
2.20
09
Día
ETc
[mm
d-1]
Etc semanal
0
1,5
3
4,5
6
7,5
9
02.1
0.20
09
09.1
0.20
9
16.1
0.20
09
23.1
0.20
09
30.1
0.20
09
06.1
1.20
09
13.1
1.20
09
20.1
1.20
09
27.1
1.20
09
04.1
2.20
09Semana
ETc
[mm
d-1]
Figura 32. Evolución de la ETo calculada a partir de la ecución de Penmann-Monteith y de la
evapotranspiración del cultivo (ETc), calculada a partir del flujo de claor ltente (LE) medido en la
estación Eddy Correlation para la temporada 2008/09.
A principios de temporada la ETc del cultivo es baja, no superando 1 mm/día hasta el 11 de
octubre, posteriormente la ETc aumenta, en la medida que aumenta el IAF, para presentar
valores muy próximos a la ETo a partir de mediados de Noviembre ( 5 a 7 mm/d).
Determinación de Kc
En la figura 33 se muestra el valor de Kc promedio para las semanas de Octubre y Noviembre y
la primera de Diciembre. Siguiendo la misma tendencia que ETc se ve que al comienzo los
valores son bajos y del orden de 0,5, a partir del 13 de Noviembre los valores comienzan a
aumentar tornándose cercanos a 1.
Kc semanal
00,20,40,60,8
11,21,41,6
02.1
0.20
09
09.1
0.20
9
16.1
0.20
09
23.1
0.20
09
30.1
0.20
09
06.1
1.20
09
13.1
1.20
09
20.1
1.20
09
27.1
1.20
09
04.1
2.20
09
Semana
Kc
Figura 33. Valor de coeficiente de cultivo (Kc) para las semanas de Octubre, Noviembre y la
primera de Diciembre.
A partir del porcentaje de sombra y de los coeficientes de cultivo, determinados para una misma
fecha, se pudo establecer que existe una relación lineal entre ambos parámetros (figura 34), al
igual que en la temporada anterior. Durante el curso de la temporada el valor de la pendiente de
la recta es de 0,013, al igual que en la temporada 2008/2009, y el coeficiente de determinación
de 0,89, muy cercano al R2 de 0,87 obtenido la temporada pasada.
En la figura 35, se presenta la misma relación, con la información disponible para las temporadas
2008/09 (círculos azules) y 2009/10, en curso (círculos rojos). En este caso el valor de la
pendiente es de 0,011 y el del R2 de 0,64.
y = 0,0139x + 0,2425R2 = 0,8987
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 20 40 60 80
% Sombreamiento
Kc
Figura 34. Variación del Kc en el parrón en función del porcentaje de sombreamiento (Octubre a
diciembre 2009).
Relación entre Kc y el cubrimiento del parrón
y = 0,0106x + 0,136R2 = 0,6377
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 20 40 60 80 100
% área sombreada
Kc
Figura 35. Variación del Kc en el parrón en función del porcentaje de sombreamiento. Los
círculos azules corresponden a la temporada 2008/2009 y los rojos, a la temporada 2009/2010
(en curso).
