Mª D. Fernández, F. Orgaz, E. Fereres, J. C. López A. Céspedes, J. Pérez, S. Bonachela, M. Gallardo.

Transcripción

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2 Mª D. Fernández, F. Orgaz, E. Fereres, J. C. López A. Céspedes, J. Pérez, S. Bonachela, M. Gallardo.

3 Autores: Mª D. Fernández, F. Orgaz, E. Fereres, J. C. López A. Céspedes, J. Pérez, S. Bonachela, M. Gallardo. Reservados todos los derechos Edita: CAJA MAR (Caja Rural de Almería y Málaga) Plaza de Barcelona, ALMERÍA I.S.B.N.: X Depósito legal: AL Imprime: Escobar Impresores, S.L. - El Ejido (Almería).

4 ÍNDICE ÍNDICE... 4 LISTA DE AUTORES... 6 CAPÍTULO I LAS NECESIDADES DE AGUA DE LOS CULTIVOS BAJO INVERNA- DERO FACTORES CLIMÁTICOS QUE INFLUYEN EN EL CONSUMO DE AGUA BAJO INVERNADERO... 8 CAPÍTULO II MÉTODOS DE PROGRAMACIÓN DEL RIEGO MÉTODOS BASADOS EN LA MEDIDA DEL CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO MÉTODOS BASADOS EN LA MEDIDA DEL ESTADO HÍDRICO DEL CULTIVO MÉTODOS BASADOS EN PARÁMETROS CLIMÁTICOS MODELOS PARA DETERMINAR LA ETo. CASO DE UN INVER- NADERO EL MODELO DEL TANQUE EVAPORIMÉTRICO CLASE A EL MODELO DE RADIACIÓN COEFICIENTES DE CULTIVO VALORES DE Kc EN INVERNADERO VARIACIÓN EN LA FECHA DE PLANTACIÓN Y SU EFEC- TO EN Kc MÉTODO DE CÁLCULO DEL Kc A PARTIR DEL TIEMPO TÉRMICO Modelo Kc-IAF Modelo Kc-Tiempo térmico... 35

5 CAPITULO III PROGRAMAS DE RIEGO DE CULTIVOS HORTÍCOLAS EN INVER- NADERO Y RIEGO LOCALIZADO PROGRAMACIÓN DE LOS RIEGOS EN INVERNADERO BAJO RIEGO LOCALIZADO. EL BALANCE DE AGUA PROGRAMACIÓN EN TIEMPO REAL USO DE UN PROGRAMA MEDIO O FIJO Variabilidad interanual de la ETo dentro de invernadero Programación en tiempo medio o fijo Encalado Consideraciones a tener en cuenta en el uso del programa en tiempo medio NECESIDADES DE RIEGO BRUTAS Eficiencia del sistema de riego Necesidades de lavado de sales EJEMPLO DE CALCULO REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO 1 EXPRESIONES DE CALCULO DE LA ETo Expresión combinada: Penman-FAO Expresión de radiación: Radiación-FAO Expresión de temperatura: Hargreaves Expresión de evaporación en tanque: FAO-Tanque ANEXO 2 EXPRESIONES PARA EL CALCULO DEL TTA Y MODELOS DE Kc Expresiones para el cálculo del TTA Modelos de Kc Modelo Kc-IAF Modelo Kc-TTA ANEXO 3 CONSUMOS MEDIOS... 62

6 LISTA DE AUTORES Mª D. FERNÁNDEZ Estación Experimental Las Palmerillas de Cajamar. Autovía del Mediterráneo, Km El Ejido (Almería) F. ORGAZ Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC) y Universidad de Córdoba. Alameda del Obispo s/n Córdoba E. FERERES Instituto de Agricultura Sostenible (CSIC) y Universidad de Córdoba. Alameda del Obispo s/n Córdoba J.C. LÓPEZ Estación Experimental Las Palmerillas de Cajamar. Autovía del Mediterráneo, Km El Ejido (Almería) A. CÉSPEDES Estación Experimental Las Palmerillas de Cajamar. Autovía del Mediterráneo, Km El Ejido (Almería) J. PÉREZ Estación Experimental Las Palmerillas de Cajamar. Autovía del Mediterráneo, Km El Ejido (Almería) S. BONACHELA Dpto. Producción Vegetal. Universidad de Almería Almería M. GALLARDO Dpto. Producción Vegetal. Universidad de Almería Almería

7 Las necesidades de agua de los cultivos bajo invernadero CAPÍTULO I LAS NECESIDADES DE AGUA DE LOS CULTIVOS BAJO INVERNADERO El cultivo utiliza la radiación solar, el CO 2 de la atmósfera, agua y nutrientes para producir biomasa (frutos, hojas, tallos y raíces) mediante el proceso de la fotosíntesis. Cuando los estomas de las hojas están abiertos, para permitir la entrada de CO 2, se produce la emisión de agua en forma de vapor desde la planta a la atmósfera mediante el proceso de la transpiración. Esta pérdida de agua es un coste que debe pagar el cultivo para producir, y debe ser repuesta por la planta mediante la extracción de agua del suelo por las raíces. Esta cantidad de agua, unida a la que se pierde por evaporación desde la superficie del suelo, constituye lo que se conoce como evapotranspiración del cultivo (ETc); y debe ser satisfecha mediante riego. Con el riego se debe aplicar la cantidad justa para cubrir el consumo de agua del cultivo ó ETc. Un exceso de agua de riego supone el lavado de fertilizantes, lo que puede acarrear problemas medioambientales por la contaminación de las aguas subterráneas. Además, en suelos pesados es corriente la aparición de problemas de encharcamiento y asfixia radicular. Ciertos cultivos, como el pimiento, son muy sensibles al exceso de agua y en algunos casos puede llegar a producir la muerte de la planta. Una aportación de agua inferior a la ETc puede llegar a provocar déficit hídrico y por tanto una reducción de la producción (Hsiao, 1973; Fernández, 2000). En la siguiente tabla se muestra como la aplicación de dosis de riego inferiores al consumo del cultivo o ETc redujo la producción de los cultivos de melón (Criado, 2000) y calabacín (Montes, 2000). Estos datos provienen de ensayos llevados a cabo en la Estación Experimental de Las Palmerillas de Cajamar entre los años 1998 a Los cultivos se sometieron a tres dosis de riego, un tratamiento control, en el cual se aplicó el 100 % de las necesidades de agua del cultivo, y otros dos tratamientos deficitarios. 7

8 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Tabla 1: Agua de riego aplicada (mm), producción total (Kg m -2 ) y comercial (Kg m -2 ) de un cultivo de calabacín y melón bajo tres tratamientos de riego. Valores relativos (%) entre paréntesis. Cultivo Riego Producción total Producción comercial 135 (100) 5,9 4,8 Calabacín 90 (66) 5,6 4,5 54 (40) 4,9 3,4 168 (100) 6,5 6,3 Melón 115 (62) 5,8 5,4 78 (46) 4,5 4,2 1. FACTORES CLIMÁTICOS QUE INFLUYEN EN EL CONSUMO DE AGUA BAJO INVERNADERO La evapotranspiración ó ETc es un fenómeno que tiene como base el paso de agua del estado líquido a gaseoso, por lo que se requiere una fuente de energía que es proporcionada por la radiación. Además, es necesario que haya una diferencia de presión de vapor (déficit de presión de vapor, DPV) entre la superficie evaporante y el aire que la rodea. El viento actúa mezclando las capas con mayor contenido de agua con otras de menor contenido, evitando de esta forma que las capas próximas a la superficie evaporante se saturen, y por tanto se detenga el proceso de la ETc. Bajo invernadero, el viento no tiene un efecto directo sobre el consumo de agua, pero sí en la ventilación del invernadero. Sin embargo, en la mayoría de los invernaderos de Almería la superficie de ventana es baja, así como las tasas de ventilación (Baeza, 2000). Por tanto, el efecto del viento sobre el consumo de agua de los cultivos puede considerarse casi despreciable. La temperatura no afecta directamente a la ETc, pero sí es un indicador de la cantidad de radiación, de tal modo que en los meses en los cuales la radiación es mayor la temperatura también es más alta. La temperatura y humedad influyen en el DPV. Humedades altas, próximas a saturación, pueden disminuir la ETc e inhibir la absorción de nutrientes, particularmente el calcio, así como acarrear problemas de enfermedades (Garzoli, 1989). La Figura 1 muestra la evolución diaria de la radiación y la transpiración de un cultivo de melón entutorado bajo invernadero en Almería durante un día 8

9 Las necesidades de agua de los cultivos bajo invernadero soleado y un día nublado. Los sensores de flujo de savia se instalaron en la parte inferior del tallo principal para cuantificar la transpiración de toda la planta. Como se puede observar la transpiración dependió de la radiación, reduciéndose drásticamente en un día nublado respecto a un día soleado (Figura 1). También se puede observar la alta sensibilidad de la transpiración a las variaciones de radiación (Figura 1) RADIACIÓN SOLAR (w m -2 d -1 ) s Radiación solar Transpiración nublado soleado TRANSPIRACIÓN (g h -1 cm -2 ) 0 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 HORA DEL DIA Figura 1: Evolución a lo largo de un día nublado y un día soleado de la radiación solar y la transpiración de un cultivo de melón entutorado bajo invernadero (Datos cedidos por la Estación Experimental de Zonas Aridas, EEZA, CSIC). 9

10 Métodos de programación del riego CAPÍTULO II MÉTODOS DE PROGRAMACIÓN DEL RIEGO La programación del riego es un conjunto de procedimientos técnicos desarrollados para predecir cuánto y cuándo regar. Los métodos de programación del riego se basan en: Medida del contenido de agua en el suelo Medida del estado hídrico de la planta Medida de parámetros climáticos 1. MÉTODOS BASADOS EN LA MEDIDA DEL CONTENIDO DE AGUA EN EL SUELO El agua de riego se almacena en el suelo, que actúa como un depósito, para luego ser usada por las plantas. El agua almacenada en el suelo y que puede ser utilizada por el cultivo (agua total disponible), es la diferencia entre la cantidad de agua almacenada a capacidad de campo (CC; contenido de agua a una tensión de humedad del suelo de 1/3 atm) y punto de marchitez permanente (PMP; contenido de agua a una tensión de humedad en el suelo de 15 atm) (Allen et al., 1998). CC es el contenido de agua de un suelo cuando ha sido mojado abundantemente por riego y después se ha dejado drenar libremente hasta que éste sea despreciable, y PMP es el contenido de agua que hay en un suelo cuando la planta se marchita de forma permanente. Sí se parte de un suelo con un contenido de humedad próximo a su CC el cultivo va extrayendo agua sin que se reduzca la ETc, sin embargo, el valor de la ETc empieza a disminuir antes de alcanzar PMP. La reducción de la ETc por debajo de su valor máximo se suele traducir en una reducción de la producción. La fracción del agua total disponible que un cultivo puede extraer del suelo sin que sufra estrés es el agua realmente disponible (Allen et al., 1998). 10

11 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Los sensores que miden el contenido de agua en el suelo permiten conocer cómo el cultivo va extrayendo el agua del suelo, de forma que el riego puede programarse para mantener un contenido de agua en el suelo entre dos niveles de humedad. El límite superior es fijado para evitar drenajes, y por tanto lavado de fertilizantes, y el límite inferior representaría el punto a partir del cual el cultivo sufre estrés hídrico. Los sensores más utilizados para la medida del contenido de agua en el suelo son: Tensiómetros Un tensiómetro se compone de una cápsula de cerámica porosa llena de agua, que se entierra en el suelo a la profundidad de medición deseada, y que está conectada a un manómetro o indicador de vacío (vacuómetro) por un tubo lleno de agua. El suelo ejerce una tensión (tensión matricial) sobre el agua de la columna, que hace que la altura del agua en ella descienda, pasando al suelo y provocando por tanto una presión negativa. El tensiómetro mide directamente energía (indicada en el vacuómetro en centíbares, cb) es decir, el esfuerzo que las raíces deben realizar para extraer la humedad del suelo. Lecturas inferiores a 10 cb son indicativas de un suelo saturado, mientras que lecturas altas indican que el agua almacenada en el suelo ha disminuido y puede producirse estrés hídrico. Ventajas: 1.muy rápido para medida de potenciales mátricos del suelo in situ. 2.bajo coste. 3.son fáciles de instalar y de mantener. 4.miden directamente la succión de agua. 5.no están influidos por el contenido de sales del agua del suelo. Inconvenientes: 1.no miden directamente el contenido de agua del suelo. 2.la relación entre el contenido de agua y el potencial matricial difiere para cada tipo de suelo. 3.el tiempo de reacción es bajo. 4.requieren un mantenimiento periódico. 5.en su instalación se disturba el suelo y puede permitir la infiltración de agua. 11

12 Métodos de programación del riego Tensiómetro Watermark Consiste en dos electrodos envueltos en una matriz de yeso. La matriz a su vez está rodeada por una membrana sintética para evitar que se deteriore, y de esta forma queda protegida contra la salinidad. Para obtener una buena medida, los sensores deben emplazarse en el bulbo húmedo y en la zona de las raíces. Ventajas: 1.permite realizar medidas continuas de la humedad del suelo. 2.son baratos. 3.son fáciles de instalar. Inconvenientes: 1. no miden directamente el contenido de agua del suelo, sino el potencial matricial. 2.se deterioran con el tiempo. 3.no está indicado su uso en suelos con alta porosidad. 4.la temperatura del suelo interfiere en la medida en un 2 % por cada grado. 12

13 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Watermark TDR (Time Domain Reflectometry) La técnica de reflectometría en el tiempo es un método que mide la constante dieléctrica del suelo por medio del tiempo de recorrido de un pulso electromagnético que se introduce en el suelo a través de dos varillas de acero inoxidable. El tiempo de recorrido es proporcional a la constante dieléctrica del suelo y únicamente varía con el contenido de agua del mismo. Ventajas: 1.es muy preciso. 2.no necesita calibración. 3.las medidas no están afectadas por la salinidad. 4.miden directamente el contenido de agua del suelo. Inconvenientes: 1.alto coste 2.requiere tiempo para realizar las medidas 3.presenta problemas en suelos con alto contenido en materia orgánica y suelos de textura fina (Hanson y Peters, 1999). 13

14 Métodos de programación del riego EnviroScan TDR (Time Domain Reflectometry) El EnviroScan utiliza la capacitancia para medir la humedad del suelo. Alrededor de cada sensor se crea un campo eléctrico de alta frecuencia, y la frecuencia medida es función del contenido de agua del suelo. Un equipo está compuesto por varias sondas conectadas por cable a un datalogger donde se almacenan las lecturas. Cada sonda está compuesta de varios sensores colocados a distintas profundidades dentro de un tubo de PVC. El EnviroScan proporciona un gráfico continuo del movimiento del agua en la zona radicular, así como el uso de agua por el cultivo. En este gráfico se registra la evolución del contenido de agua en el suelo entre dos límites, permitiendo tomar la decisión de cuando regar y cuanta agua aplicar (Figura 2). El límite superior se fija cuando en el sensor más profundo, colocado debajo de la zona radicular, se observa un aumento de humedad lo cual indica que existe drenaje. El límite inferior se fija cuando los sensores instalados en la zona radicular indican una disminución en la tasa de absorción de agua, momento a partir del cual el cultivo puede sufrir estrés. La cantidad de agua de riego a aplicar queda definida por la diferencia entre estos dos límites (Figura 2). Cuándo regar, se determina cuando el contenido de agua en el suelo es igual al límite inferior. Ventajas: 1.permite colocar sensores en distintas profundidades en el mismo tubo de acceso y realizar medidas en todas las profundidades. 14

15 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español 2.permite realizar medidas continuas del contenido de agua en el suelo. Inconvenientes: 1.la instalación no es fácil, ya que es crítico mantener un buen contacto entre el tubo de PVC y el suelo. 2.alto coste. 3. baja precisión en suelos de textura fina (Hanson y Peters, 1999). HUMEDAD DEL SUELO (mm) EnviroScan drenaje riego estrés 61 4/10 5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10 11/10 12/10 FECHA Figura 2: Evolución del contenido de agua del suelo tras varios ciclos de riego. 15

16 Métodos de programación del riego Sbib (Self Balanced Impedance Bridge) Desde el año 1992 se está desarrollando en la Estación Experimental de Zonas Aridas (EEZA) del CSIC un sensor de bajo costo de constante dieléctrica compleja del suelo para la determinación del contenido volumétrico de agua y conductividad eléctrica. Las pruebas de laboratorio de los prototipos del nuevo sensor han dado resultados muy satisfactorios con distintos tipos de suelo, funcionando correctamente incluso con conductividades eléctricas del orden de 8 ds/m, manteniéndose estable en un amplio rango de temperaturas. El sensor es enterrable a distintas profundidades, de pequeño tamaño, y dispone de salidas analógicas para la medida simultánea de humedad, conductividad eléctrica y temperatura del suelo, conectables a un sistema convencional de adquisición de datos, permitiendo una lectura continua de las tres medidas. Sbib (Self Balanced Impedance Bridge) 2. MÉTODOS BASADOS EN LA MEDIDA DEL ESTADO HÍDRICO DEL CULTIVO Estos métodos incluyen técnicas que miden directamente las pérdidas de agua de una parte de la planta, de la planta entera o de un grupo de plantas, o miden características relevantes de las plantas que facilitan la estimación de la transpiración. Los avances en electrónica han hecho que el uso de sensores que monitorizan en continuo el estado hídrico de la planta facilite la toma de decisiones en la programación del riego. El estado hídrico del cultivo puede determinarse mediante la utilización de sensores como: 16

17 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Sensores de medida del diámetro de los órganos de la planta Son sensores que miden microvariaciones del diámetro de tallos y frutos. La evolución del diámetro de un órgano presenta dos componentes, una asociada con el crecimiento del órgano y otra con la pérdida de agua. El diámetro de los órganos vegetales presenta una evolución típica a lo largo del día, con un valor máximo, que se alcanza al final de la noche (período en el que la hidratación de los órganos es máxima) y un valor mínimo, que se alcanza hacia medio día. La diferencia entre ambos valores representa la pérdida máxima de agua que experimenta la planta a través de la transpiración. Una contracción diurna anormal indica la presencia de estrés hídrico en la planta, y esto puede usarse para fijar el límite inferior del contenido de humedad en el suelo permitido (Goldhamer et al., 1999). Ventajas: 1.son medidas no destructivas de plantas. 2.da información continua y en tiempo real del estado hídrico de la planta. Inconvenientes 1. en la información que proporcionan estos sensores, para cada especie y estado de desarrollo, hay que identificar el componente asociado al crecimiento del órgano y el componente asociado a la pérdida de agua. 2. un déficit de oxígeno, niveles térmicos inadecuados en sustrato y salinidad muestran contracciones diurnas similares a las asociadas a una falta de agua. 3. su alto coste, además la instalación y mantenimiento de los componentes electrónicos requiere de personal especializado. 4.no proporcionan información sobre la dosis y frecuencia de riego. Sensor de diámetro de fruto Sensor de diámetro de tallo 17

18 Métodos de programación del riego Sensores de flujo de savia La base de estos sensores es aplicar una fuente de calor constante en la corriente de savia bruta o en su proximidad. La temperatura en las proximidades de esta fuente se ve perturbada más o menos, según la importancia del flujo de savia, y la pérdida de calor es directamente proporcional a este flujo. El flujo de savia es una medida directa de la transpiración y presenta una evolución típica a lo largo del día, alcanzando el valor máximo al medio día, cuando la radiación es máxima, y un mínimo durante la noche. Una evolución anormal durante el día, por ejemplo una caída en el flujo de savia cuando los valores de radiación son máximos, indica una situación de estrés hídrico. Ventajas: 1.medida directa de la transpiración. 2.medidas continuas y en tiempo real. Inconvenientes: 1.alto coste. 2.la radiación solar y DPV influyen directamente en la tasa de transpiración, por tanto para un buen uso de estos sensores es necesario contar con información de estos dos parámetros climáticos. 3.no proporcionan información sobre la dosis y frecuencia de riego. Sensor de flujo de savia 18

19 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español 3. MÉTODOS BASADOS EN PARÁMETROS CLIMÁTICOS Estos métodos se basan en la utilización de parámetros climáticos, que a partir de expresiones matemáticas permiten estimar el volumen de agua consumido por el cultivo. La información que proporcionan los sensores climáticos no puede utilizarse directamente en la gestión del riego y exige que previamente se establezcan relaciones entre el consumo de agua del cultivo, los parámetros climáticos y el estado de desarrollo del cultivo. El método más utilizado para estimar el consumo de agua de los cultivos o ETc es el recomendado por la FAO (Doorenbos y Pruitt, 1977), en el que la ETc se calcula como el producto de dos términos: ETc = ETo Kc (1) Kc es el coeficiente de cultivo y representa la disponibilidad del cultivo y suelo para atender la demanda evaporativa de la atmósfera, y depende del cultivo en cuestión, su estado de desarrollo y disponibilidad de agua en el suelo. Los valores de Kc deben determinarse experimentalmente. ETo es la evapotranspiración de referencia y cuantifica la demanda evaporativa de la atmósfera, y representa la evapotranspiración de una pradera de gramíneas con una altura entre 8 a 10 cm que crece sin limitaciones de agua y nutrientes en el suelo y sin incidencia de plagas y/o enfermedades. La estimación de la ETo en una determinada zona se realiza a partir de datos climáticos empleando fórmulas empíricas. Piranómetro (Radiación solar) Aspirosicrómetro (temperatura y humedad relativa) 19

20 Métodos de programación del riego En cultivos en suelo, dónde la frecuencia de riego es diaria y el suelo mantiene una reserva de agua, las estimaciones de la ETc que proporciona la Ecuación 1 son bastante precisas. Sin embargo, en cultivos sin suelo con frecuencias de riego horarias o inferiores se requieren estimaciones de la transpiración mucho más precisas. En invernaderos del norte de Europa, equipados con sistemas de control climático y cultivo sin suelo, se han desarrollado modelos para estimar la transpiración en cultivos de tomate (Stanghellini, 1987; Boulard y Jemaa, 1993) y ornamentales (Bailey et al., 1993; Baille et al., 1994), basados en parámetros climáticos (radiación solar, DPV) y propios del cultivo (índice de área foliar). La aplicación de estos modelos en otras zonas requiere que se contrasten las estimaciones, y en algunos casos será necesario realizar ajustes para adaptarlos a las nuevas condiciones climáticas. Medrano (1999) evaluó y adaptó el modelo desarrollado por Boulard y Jemaa (1993) a un cultivo de pepino en sustrato de perlita e invernadero de plástico en Almería. La gestión óptima del riego sería aquella en la que se pudiese medir con precisión el consumo de agua del cultivo. Sin embargo, a pesar de los avances en electrónica, tanto los sensores de medida del contenido de agua en el suelo, como los de medida del estado hídrico del cultivo presentan un alto coste y requieren de personal especializado para su mantenimiento. Por ello, su difusión a los agricultores puede verse limitada teniendo en cuenta que el agua de riego tiene un bajo coste en relación a otros insumos agrícolas (aproximadamente el 4 % de los costes de cultivo; Caja Rural de Almería, 1997). Sin embargo, los sensores de medida del estado hídrico del cultivo tienen una doble utilidad en la gestión del clima del invernadero (calefacción, aporte de CO 2, ventilación, etc.), por lo que su implantación en invernaderos con cierto grado de tecnificación podría llevarse a cabo en un futuro inmediato. Además, la utilización de estos sensores en la gestión del riego requiere que previamente se haya comprobado su adaptación al sistema de cultivo y elaborado un protocolo y recomendaciones de uso como, número de sensores que se deben instalar, cual es la localización más idónea dentro del invernadero, que sensores se deben utilizar, cuales son los umbrales para la gestión del riego, etc. Por ejemplo, el empleo de sistemas de riego por goteo puede limitar la programación del riego basada en la medida del contenido de agua en suelo. Ya que, la variabilidad espacial de las propiedades físicas del suelo y la distribución de las raíces dificulta la obtención de datos representativos del contenido hídrico del suelo (Hanson et al., 1997). Por ello, a corto plazo estos sensores no son fáciles de implantar como medida de rutina en la gestión del riego de una mayoría de invernaderos. Por 20

21 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español tanto, la programación de riego basada en parámetros climáticos podría ser adoptada más fácilmente por un gran número de agricultores. Aunque, la situación ideal sería aquella en la que se combine esta programación con algún sensor que nos indique la tendencia en el contenido de agua en el suelo o del estado hídrico del cultivo. En los últimos años, con el desarrollo de los ordenadores personales se han elaborado varios software para calcular las necesidades de riego de los cultivos a partir de datos climáticos, como el del USDA (Jensen, 1969), CIMIS (Snyder, 1985), CROPWAT (Smith, 1992). Estos software no sólo permiten predecir las fechas y las dosis de riego a lo largo de la campaña, pueden ser muy útiles para evaluar el manejo del riego y para planificar las actividades de finca desde el inicio de la campaña (Fereres et al., 1981). En los invernaderos de Almería existe una tendencia a la sustitución de los antiguos sistemas de fertirrigación por programadores mucho más sofisticados que permiten un mayor control sobre la nutrición del cultivo. Sin embargo, aunque estos programadores u ordenadores permiten automatizar la operación del riego, no incorporan un software que permita conocer las necesidades de agua de los cultivos (ETc) o dosis riego (tiempo de riego o volumen de riego). Por tanto, es necesario generar un software que permita estimar la ETc bajo invernadero a partir de datos climáticos y su difusión a técnicos y agricultores, así como la posibilidad de incorporarlo a los ordenadores de riego. 4. MODELOS PARA DETERMINAR LA ETo. CASO DE UN INVERNADERO En los últimos años se han desarrollado numerosas expresiones matemáticas o modelos para estimar la ETo a partir de datos climáticos. Suele diferenciarse entre modelos de temperatura, radiación, combinadas, etc., en función de los datos climáticos necesarios. La elección de uno u otro modelo depende de la disponibilidad de datos climáticos y de la precisión de estos modelos en la zona donde se pretenda utilizarlos. Las expresiones combinadas son las más precisas pero requieren datos de temperatura, humedad relativa, radiación y velocidad del viento, los cuales no están disponibles en muchas zonas. A menudo, es preciso aplicar estos modelos en condiciones climáticas y agronómicas muy distintas de aquellas para las que fueron inicialmente desarrolladas. Por tanto, es muy importante evaluar estos modelos, y en algún caso puede ser necesaria la calibración. La evaluación necesita de datos medidos de ETo con los que comparar las estimaciones de los distintos modelos. 21

22 Métodos de programación del riego En la Estación Experimental Las Palmerillas de Cajamar se evaluaron bajo condiciones de invernadero distintos modelos para estimar la ETo. Para ello, se contó con un invernadero tipo parral con cubierta simétrica a dos aguas y cerramiento de polietileno, con ventilación pasiva por ventanas laterales, recubiertas de malla mosquitera. La superficie del invernadero estaba sembrada con una pradera de gramíneas perennes (Cynodon dactilon L. y Festuca rubra L.). En el interior del invernadero se instalaron dos lisímetros de drenaje para la medida de la ETo. Los lisímetros, de 4x2 m 2 de superficie y 0,6 m de profundidad, se construyeron con una lámina flexible de caucho butilo de 6 mm de espesor. En el fondo del lisímetro, de pendientes convergentes, se colocó un tubo de drenaje y posteriormente se rellenó la parte inferior con una capa de grava gruesa hasta enrasar horizontalmente su fondo. Sobre la grava se reprodujeron los horizontes del suelo circundante, capa de 0,4 m de suelo original con gran cantidad de elementos gruesos y una capa de 0,2 m de tierra de cañada, de textura franca. La ETo en el interior del invernadero se midió en los lisímetros de drenaje mediante balance de agua: ET = ( W - W ) + R - L to t1 (2) El riego (R) se aplicó con una frecuencia semanal, la cantidad de agua aplicada en cada riego fue la equivalente a la evaporación medida en tanque evaporimétrico acumulada desde el riego anterior. El lixiviado (L) se midió diariamente. (W t0 -W t1 ) es la variación en el contenido de agua en el lisímetro entre los tiempos t 0 y t 1, y se midió con un equipo TDR (Time Domain Reflectometry) Trase Model 6005x1 (SoilMoisture Equipment Corp., Santa Barbara, CA., U.S.A.). Este invernadero, también estaba equipado con una estación agrometeorológica automática (AWOS 7700, Adolf Thies GMBH & CO. KG, Göttingen, Germany) para la medida de las variables climáticas, necesarias para la estimación de la ETo. Se midieron las siguientes variables climáticas: Radiación solar (Rs) en plano horizontal a 1,5 m de altura con piranómetro; Velocidad del viento (U) a 0,5 m de altura mediante transmisor de viento combinado, Temperatura (T) y Humedad Relativa (HR) a 1,5 m de altura utilizando aspirosicrómetro. También se dispuso de un Tanque evaporimétrico Clase A en el que se midió diariamente la evaporación (Eo). Se estudió la precisión de los modelos Penman-FAO, Radiación-FAO, Hargreaves y FAO-Tanque. Más detalle sobre estos modelos se encuentra en el 22

23 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Anexo 1. En la Figura 3 se comparan los valores medidos de ETo, valores medios diarios de períodos semanales, con la media para los mismos períodos de los valores diarios estimados durante el año Se observa la existencia de una fuerte relación lineal entre los valores medidos y estimados (coeficiente de determinación, r 2 ). En todos los casos, la ordenada en el origen no fue significativamente distinta de cero, por lo que se presentan las rectas de regresión forzadas por el origen. En la Tabla 2 se presentan los resultados de los análisis de regresión entre los valores de ETo medida y la estimada por los modelos propuestos. Es de resaltar la importante sobrestimación que proporciona el modelo de Hargreaves, un 77 %, frente al resto de los modelos que estiman satisfactoriamente la ETo. Las escasas diferencias en las pendientes de la recta de regresión, exceptuando el modelo de Hargreaves, indican que cualquiera de ellos puede ser usado con la misma confianza para estimaciones a largo plazo. El modelo FAO-Tanque resultó la expresión más precisa para estimar la ETo a corto plazo bajo invernadero de plástico (EEE=0,34 mm día -1 ). De una precisión similar resultaron los modelos de Penman-FAO y Radiación-FAO. Debido a la escasa importancia de la velocidad del viento dentro de invernadero (Fernández et al., 1995) la expresión de Penman-FAO, que incorpora un término aerodinámico, no mejoró las estimaciones de la ETo respecto al modelo de radiación (Tabla 2, valores de EEE). Por tanto, se aconseja la utilización de éste preferentemente al modelo de Penman-FAO por requerir menos datos climáticos y su mayor facilidad operacional. El modelo de Hargreaves, basado exclusivamente en la temperatura, proporcionó las peores estimaciones (EEE=2,05 mm día -1 ), ya que el salto térmico que se produce en el interior de un invernadero es muy superior al que se produce al aire libre, condiciones para las que se ajustaron los coeficientes de ésta expresión. Tabla 2: Análisis de regresión entre los valores de ETo medidos y los estimados mediante diversos métodos evaluados. Estación Experimental Las Palmerillas de Cajamar. Período: ETo(estimada)=b*ETo(medida) MODELO B R 2 EEE FAO-TANQUE CLASE A 0,94 0,98 0,34 PENMAN-FAO 1,03 0,98 0,43 RADIACIÓN-FAO 0,96 0,97 0,47 HARGREAVES 1,77 0,98 2,05 EEE: Error estándar de las estimaciones respecto de la línea 1:1, en mm día

24 Métodos de programación del riego HARGREAVES PENMAN-FAO 8,0 5,0 ETo estimada (mm día -1 ) 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 ETo est = 1,77xETo med 1,0 r 2 =0,98 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 ETo estimada (mm día -1 ) 4,0 3,0 2,0 1,0 ETo est = 1,03xETo med r 2 =0,98 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 ETo medida (mm día -1 ) ETo medida (mm día -1 ) FAO-RADIACIÓN FAO-TANQUE CLASE A 5,0 5,0 ETo estimada (mm día -1 ) 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 ETo est = 0,96xETo med r 2 =0,97 ETo estimada (mm día -1 ) 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 ETo est = 0,94xETo med r 2 =0,98 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 ETo medida (mm día -1 ) ETo medida (mm día -1 ) Figura 3: Comparación entre los valores de ETo medidos en invernadero y los estimados mediante el modelo Hargreaves, Penman-FAO, FAO-Radiación, FAO-Tanque. La línea discontinua representa la línea 1:1 y la línea continua la recta de ajuste EL MODELO DEL TANQUE EVAPORIMÉTRICO CLASE A El modelo FAO-Tanque resultó la expresión más precisa para estimar la ETo a corto plazo (períodos semanales, Tabla 2 valores de EEE) bajo condiciones de invernadero, aún sin calibración. Sin embargo, su aplicación presenta dos inconvenientes: por un lado se requieren datos de humedad relativa, velocidad del viento y fetch (distancia a barlovento de la cubierta verde) en el interior del invernadero para poder calcular los valores correspondientes de Kp (coeficiente de Tanque). Por otro lado, el fetch, que está perfectamente definido para condiciones al aire libre (Doorenbos y Pruitt, 1977), es mucho más difícil de definir para condiciones de invernadero, donde las paredes del mismo suponen un aislamiento del exterior. 24

25 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Por ello, se calibró esta expresión para condiciones bajo invernadero en Almería. La Figura 4 muestra la relación entre los valores medidos de ETo, valores medios diarios de períodos semanales, con la media para los mismos períodos de los valores diarios medidos de Eo durante los años 1993 y El valor de Kp fue constante para toda la estación (Kp=0,79) debido a la escasa variabilidad estacional de la humedad relativa y velocidad del viento en el interior del invernadero. ETo = 0,79 Eo (3) 5,0 4,0 ETo (mm día -1 ) 3,0 2,0 1,0 ETo = 0,79xEo 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Eo (mm día -1 ) Figura 4: Relación entre la evapotranspiración de referencia (ETo) y la evaporación desde un tanque Clase A (Eo) medidas en invernadero durante los años 1993 y La Figura 5 muestra la comparación de la ETo estimada a partir de los datos de Eo (Ecuación 3) con los datos medidos de ETo en invernadero durante el año Puede observarse que la utilización de un único valor de Kp constante permite estimar con precisión la ETo en los invernaderos de Almería, eliminando los problemas asociados al modelo. 25

26 Métodos de programación del riego 6,0 ETo estimada (mm día -1 ) 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Figura 5: Comparación entre la ETo estimada por la Ecuación 3 y la ETo medida en los lisímetros de drenaje durante el año La línea discontinua representa la línea 1: EL MODELO DE RADIACIÓN ETo medida (mm día -1 ) Como se vio en el capítulo 1, la transpiración de un cultivo bajo invernadero en Almería está estrechamente asociada a la radiación solar. Por ello, el modelo de FAO-Radiación mostró una alta precisión en nuestras condiciones de cultivo. Sin embargo, este modelo requiere datos medidos dentro de invernadero de temperatura y radiación solar. Una simplificación consistiría en ajustar una relación lineal del tipo ETo=bxRs, sin embargo, el valor del coeficiente b varía a lo largo del año (Fernández, 1993). La Figura 6 muestra la evolución estacional de la ETo y radiación solar medidas bajo invernadero en Almería. Como se puede observar, la evolución de la ETo fue similar a la evolución de la radiación solar, pero la relación entre ambas varió a lo largo del año y estuvo relacionado con la evolución estacional de la temperatura. Por ello, se estableció una relación lineal entre la ETo y la radiación solar con el día del año, eliminando así el efecto de la temperatura y simplificando de esta forma el modelo FAO-Radiación (Orgaz, comunicación personal). El modelo propuesto es: 26

27 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Si DDA < 220 ETo = ( 0, , 0019 DDA ) Si DDA > 220 ETo = ( 1, 339 0, DDA ) Rs inv Rs inv (4) (5) donde, DDA es el día del año, siendo el 1 de enero el día 1 y el 31 de diciembre el día 365, Rs inv es la radiación solar dentro de invernadero expresada en mm día -1. En caso de no disponer de sensor de radiación, los valores de radiación dentro de invernadero pueden estimarse a partir de datos medidos en exterior y un valor de transmisividad, que es función del material de cubierta, tipo de cubierta, encalado, etc. Rs inv = Rsext τ (6) donde, Rs ext es la radiación solar medida en exterior y τ es la transmisividad de la cubierta. Este modelo presenta la ventaja sobre el modelo del Tanque, de su adaptación a cualquier tipo de invernaderos y condiciones de cultivo sí se conoce τ. Dado que la mayoría de los invernadero no dispone de sensores climáticos, con este modelo es posible utilizar datos de radiación exterior medidos en estaciones meteorológicas próximas, ya que para una misma latitud la radiación que recibe una región es similar (Allen et al., 1998). Radiación-ETo (mm) 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Radiación ETo SEMANA DEL AÑO Figura 6: Evolución estacional de los valores diarios medios semanales de la evapotranspiración (ET o ) y la radiación solar dentro de invernadero en Almería durante el año

28 Métodos de programación del riego 5. COEFICIENTES DE CULTIVO El coeficiente de cultivo (Kc) integra los efectos de tres características primarias que diferencian un cultivo de una pradera de gramíneas: altura de cultivo, resistencia y albedo de la superficie suelo-cultivo (Jensen et al., 1990). Es decir, los valores de Kc dependen, sobre todo, del cultivo y su manejo. Los valores de Kc han sido determinados para numerosos cultivos herbáceos al aire libre (Doorenbos y Pruitt, 1977; Pruitt et al., 1987; Wright, 1982; Grattan et al., 1998). Sin embargo, en cultivos hortícolas bajo invernadero de plástico, el manejo (deshojado, destallado, entutorado, altura del cultivo, densidad de plantación, etc.) es muy distinto al realizado en los mismos cultivos al aire libre. Por tanto, para conocer con precisión las necesidades hídricas de los cultivos hortícolas bajo invernadero del litoral almeriense, es necesario conocer los valores de Kc en nuestras condiciones de cultivo VALORES DE Kc EN INVERNADERO En la E.E. Las Palmerillas de Cajamar se han determinado experimentalmente mediante lisímetro de drenaje los coeficientes de cultivo de judía de enrame, melón de porte rastrero, tomate, pimiento, calabacín, sandía, pepino, berenjena y melón entutorado. En la siguiente tabla se presenta la fecha de siembra o transplante, fecha de finalización y duración del ciclo de cultivo. La ETo y ETc se midieron mediante balance de agua (Ecuación 2) en lisímetros ubicados en dos invernaderos, uno sembrado de gramíneas perennes, donde se midió la ETo, y otro con suelo enarenado, donde se midió la ETc. El suelo del invernadero donde se establecieron los cultivos era un enarenado típico de la zona. El sistema de riego utilizado fue goteo, con ramales portagoteros a un metro y emisores a 0,5 m, con caudal unitario de descarga de 2 l h -1 a la presión nominal de 1 Kg cm -2. El agua utilizada fue de buena calidad (C 2 -S 1 ) siendo el contenido en nitrógeno inapreciable. Los valores de Kc a lo largo del ciclo de cultivo se determinaron como: ETc Kc = ETo (7) 28

29 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Tabla 3: Fecha de siembra o transplante, final y duración de cada uno de los ciclos de cultivo durante cada campaña agrícola. CAMPAÑA CULTIVO Siembra ó Final del Duración del Transplante cultivo ciclo 92/93 Melón rastrero 8-Mar 5-Jul /94 Judía 20-Ago 12-Dic 114 Melón rastrero 10-Ene 25-Jun /96 Tomate 14-Sep 19-Mar /97 Pimiento 9-Sep 25-May /98 Pimiento 15-Sep 19-May 247 Calabacín 25-Sep 8-Mar /99 Sandía 17-Mar 8-Jun 83 Melón entutorado 17-Mar 14-Jun 89 Pepino 11-Sep 15-Feb /00 Berenjena 20-Ago 10-Abr 234 Se obtuvieron valores y patrones de Kc distintos entre grupos de cultivo. Así, los cultivos de porte bajo mostraron valores de Kc máximo inferiores a los cultivos de porte alto (Tabla 4), y los cultivos cuyo ciclo abarca desde verano a primavera mostraron un patrón singular de Kc, con una caída en los valores de Kc en el período invernal. Cultivos de porte bajo En este grupo se incluyen los cultivos de melón rastrero, calabacín y sandía. La Figura 7 muestra la evolución de los valores medios de Kc de melón de porte rastrero (a) y calabacín (b). En general, la evolución del Kc en estos cultivos fue similar. Durante la fase de establecimiento del cultivo los valores de Kc se situaron entorno a 0,2, después aumentaron rápidamente con el crecimiento del cultivo, hasta alcanzar su valor máximo de 1,1 a los 90 días desde siembra (dds) y 60 días desde transplante (ddt) en melón y calabacín, respectivamente. Una vez que el cultivo alcanzó el % de la cubierta vegetal (cobertura completa), el valor de Kc se mantuvo en su valor medio máximo de 1,1 hasta el final del ciclo. Las temperaturas más favorables al inicio del ciclo en calabacín (siembra: 25-Septiembre) provocaron que el desarrollo del cultivo fuese más rápido que el de melón (trasplante: 10-Enero), y por tanto la evolución del Kc. 29

30 Métodos de programación del riego 1,2 ENE FEB MAR ABR MAY 1,2 OCT NOV DIC ENE FEB 1,0 (a) 1,0 (b) 0,8 0,8 Kc 0,6 floración Kc 0,6 0,4 fructificación recolección 0,2 MELÓN 93/94 0, Días desde trasplante 0,4 recolección 0,2 floración CALABACÍN 98/99 0, Días desde siembra Figura 7: Evolución del coeficiente de cultivo (Kc) en un cultivo de melón de porte rastrero (a) y calabacín (b). Las flechas indican el inicio de los distintos períodos fenológicos. Cultivos de porte alto Los cultivos de porte alto (judía, pimiento, pepino, tomate, berenjena y melón entutorado) mostraron valores de Kc mayores que los cultivos de porte bajo. La Figura 9 presenta la evolución del coeficiente de cultivo de judía (a) y melón entutorado (b). Los valores iniciales de Kc aumentaron rápidamente con el crecimiento del cultivo. Una vez alcanzada cobertura completa, el valor de Kc alcanzó su valor máximo promedio de 1,4 en judía y 1,3 en melón entutorado. En melón entutorado, podas de formación importantes realizadas a los 55 y 71 ddt hicieron descender los valores de Kc máximo (Figura 9 b). 1,8 SEP OCT NOV DIC 1,4 MAR ABR MAY JUN Kc 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 (a) floración recolección JUDÍA 93/ Días desde siembra Kc 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 (b) floración recolección fructificación MELÓN ENTUTORADO 98/ Días desde transplante Figura 8: Evolución del coeficiente de cultivo (Kc) en un cultivo de judía (a) y melón entutorado (b). Las flechas indican el inicio de los distintos períodos fenológicos. 30

31 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Cultivos de ciclo largo En este grupo estarían los cultivos que se transplantan en verano y su ciclo se prolonga hasta primavera, como son tomate, berenjena y pimiento tardío. La Figura 9 muestra la evolución del Kc de pimiento (a) y de la temperatura mínima dentro de invernadero (b). El Kc aumentó desde el valor inicial de 0,2 hasta un máximo de 1,4, aproximadamente 90 ddt, debido al rápido crecimiento del cultivo. Con el descenso de la temperatura en los meses de invierno (Figura 9 b), el Kc descendió a partir de mediados de enero hasta valores próximos a 0,9. Esta caída estuvo asociada a una parada del crecimiento y al envejecimiento fisiológico de las hojas existentes por bajas temperaturas. A partir de marzo, el aumento de las temperaturas dentro de invernadero (Figura 9 b) favoreció un nuevo crecimiento de hojas jóvenes (rebrote), que provocaron que los valores de Kc se mantuviesen en 0,9 hasta el final del ciclo. Kc 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 SEP (a) OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY recolección Tª mínima (ºC) SEP 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 (b) OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY Días desde transplante Días desde transplante Figura 9: Evolución del coeficiente de cultivo (Kc) de pimiento (a) y de la temperatura mínima diaria dentro de invernadero (b). Las flechas indican el inicio de los distintos períodos fenológicos. 31

32 Métodos de programación del riego Tabla 4: Valores de Kc mínimo (Kc min ) y máximo (Kc max ) obtenidos experimentalmente para los cultivos hortícolas bajo invernadero. CULTIVO Kc min Kc max Melón rastrero 0,2 1,1 Calabacín 0,2 1,1 Sandía 0,2 1,1 Judía 0,2 1,4 Tomate 0,2 1,6 Pimiento 0,2 1,4 Melón entutorado 0,2 1,3 Pepino 0,2 1,2 Berenjena 0,2 1, VARIACIÓN EN LA FECHA DE PLANTACIÓN Y SU EFECTO EN Kc Con el crecimiento del cultivo se produce un aumento de la superficie foliar, provocando que el Kc incremente durante este período desde valores bajos, entorno a 0,2, hasta su valor máximo cuando el cultivo alcanza cobertura completa. La tasa de desarrollo de un cultivo y el tiempo transcurrido entre plantación y cobertura completa depende de las condiciones climáticas, y en particular de la temperatura, y de la fecha de plantación (Allen et al., 1998). Así, cuando se cambia de fecha de siembra o plantación las condiciones climáticas también cambian, afectando al patrón de crecimiento y desarrollo del cultivo, lo que a su vez, tendrá repercusión sobre el patrón de Kc. La Figura 10 muestra el patrón de evolución de los valores de Kc y de desarrollo de un cultivo de melón rastrero en dos fechas de trasplante diferentes (8-Marzo-93 y 10-Enero-94). Cuando el trasplante se realizó el 8 de marzo, la temperatura mínima diaria registrada dentro de invernadero desde el inicio del ciclo fue superior a los 10 ºC (Figura 10 c), mientras que para el trasplante realizado el 10 de enero, durante los dos primeros meses la temperatura fue inferior a los 10 ºC (Figura 10 d). Por ello, la velocidad de desarrollo (valores de IAF, índice de área foliar) fue mayor cuando el trasplante se realizó el 8 de marzo (Figura 10 c,d) y por tanto la evolución del Kc difirió entre campañas (Figura 10 a,b), aunque los valores máximos fueron iguales. 32

33 Programación del riego de cultivos hortícolas bajo invernadero en el sudeste español Resumiendo, el patrón de Kc de los cultivos hortícolas bajo invernadero depende de la temperatura, por lo que es necesario relacionar los valores de Kc con el desarrollo y crecimiento del cultivo. 1,2 1,0 MAR (a) ABR MAY JUN 1,2 1,0 ENE (b) FEB MAR ABR MAY 0,8 0,8 floración Kc 0,6 floración recolección Kc 0,6 recolección 0,4 0,4 fructificación fructificación 0,2 0, (c) MELÓN 92/93 Tª IAF 5 4 0,2 0, (d) MELÓN 93/94 Tª IAF 5 4 Tª mínima (ºC) IAF (m 2 m -2 ) Tª mínima (ºC) IAF (m 2 m -2 ) MELÓN 92/ Días desde transplante MELÓN 93/ Días desde transplante Figura 10: Evolución estacional del coeficiente de cultivo (a,b), de la temperatura mínima diaria dentro de invernadero y del índice de área foliar (IAF) (c,d) en un cultivo de melón de porte rastrero en dos fechas de trasplante distintas, 8/3/93 (Melón 92/93) y 10/1/94 (Melón 93/94) MÉTODO DE CÁLCULO DEL Kc A PARTIR DEL TIEMPO TÉRMICO Para abordar el problema del efecto de la fecha de plantación sobre el patrón de Kc se han desarrollado dos modelos que relacionan el Kc con el desarrollo del cultivo a través de la temperatura Modelo Kc-IAF Para los cultivos que se manejan sin podas de formación o deshojados, como judía, melón rastrero, sandía, melón entutorado y calabacín, se desarrolló 33

34 Métodos de programación del riego un modelo para estimar el Kc t a partir del desarrollo del cultivo. Se consideró que los valores de Kc incrementan linealmente con el desarrollo del cultivo hasta que éste alcanza cobertura completa (índice de área foliar, IAF=3) (Ecuación 8). Una vez alcanzada cobertura completa el valor de Kc se mantiene en su valor máximo hasta el final del ciclo. La fecha de plantación, los efectos de la temperatura en el desarrollo del cultivo y densidad de plantación se incorporan en el cálculo del Kc a través del IAF. Kc Kc t t = Kc = Kc min max + ( Kc - Kc ) 3 ( IAF 3,0) t max * IAF ( IAF < 3,0) donde, Kc min Kc max son los valores de Kc mínimos y máximos, respectivamente, obtenidos experimentalmente en la E.E. Las Palmerillas de Cajamar (Tabla 4), e IAF t es el índice de área foliar estimado. Los valores diarios de IAF en cobertura parcial (IAF<3,0) se estiman en función de datos diarios de temperatura máxima y mínima según el modelo propuesto por Ritchie y Johnson (1990) (Ecuación 9). Este modelo se basa en la constancia de la relación entre la tasa de aparición de hojas y el tiempo térmico, y la dependencia del área foliar del número de hojas emergidas. El área foliar por planta (A t ) se calcula en función del tiempo térmico acumulado (TTA) desde emergencia o transplante utilizando una función Gompertz (Ritchie y Johnson, 1990). min t t (8) A t = A oe -be -ktta (9) donde, A t representa el área foliar (cm 2 planta -1 ) el día t, A o (cm 2 planta -1 ) es el área foliar máxima por planta, TTA es el tiempo térmico acumulado, que se obtiene a partir de valores de temperatura máxima y mínima, b y k son parámetros empíricos que deben ajustarse para cada especie linealizando la Ecuación 9. No es necesario fijar los parámetros b y k para cada cultivar de una especie, ya que los errores que se puedan cometer son siempre relativamente pequeños en valores de IAF bajos. Los valores de Ao deben elegirse suficientemente elevados para mejorar las estimaciones para valores de IAF inferiores a 3, que son los que interesan, ya que la ETc depende del IAF para ese rango de valores. Los valores diarios de IAF t se obtienen: At * DP IAFt = (10)