Manejo y Control de Riego

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1 Manejo y Control de Riego

2 La importancia estratégica de un manejo de riego apropiado Optimización de los recursos (agua+nutrientes) Minimización de los costos de producción. Temas sociales que se desprenden de esto.

3 Riego (La Base) Cuando el riego es necesario? Cuanta agua debe ser aplicada en cada riego?

4 Cosas a saber Capacidad de bombeo. Eficiencia de riego. Características del suelo.

5 Capacidad de bombeo / Eficiencia de Riego Cuanta agua puede ser aplicable con el equipo de riego disponible? Cuanta agua se pierde en el sistema? Típicamente 10-20% de pérdida en sistemas de riego por goteo con un promedio de 15% % de pérdida con un sólido sistema de aspersión con un promedio de 25%.

6 Balance de agua en un campo De: Basic irrigation scheduling in Florida por Smajstrla et al

7 Capacidades típicas de captación de agua en suelo Suelo Textura mm de agua por cada 30 cm de suelo Arena Muy gruesa 10 a 20 Arena Gruesa 20 a 42,5 Arena fina/ limo Moderadamente gruesa 30 a 45 Franco Limoso Limo medio 42.5 a 57.5 Limo arcilloso arenoso Arcillo Franco. Arcilloso Moderadamente fino 50 a 62.5 Fino 50 a 75 Turba 50 a 75

8 Determinando las necesidades de agua de la planta Medición Gravimétrica Tensiómetros Sensores Resistivos TDR - TDT Modelos de balance del agua en cultivos (Kc) Otros

9 Balance de agua en la planta Una tinaja de evaporación Clase A es usada para estimar la Evapo-transpiración del cultivo. Una ecuación básica que toma en cuenta el estado fenológico o de crecimiento de la planta. Ejemplo: DWU = R + I (CF X ETo) (D + RO) CF= DAT DAT2 DWU: Daily water use (uso diario de agua) CF: Coeficiente Eto: Valor de tanque de evaporación clase A

10 Curvas de coeficiente de cultivo

11 Tanque de evaporación Clase A

12 Evapo-transpiración Evaporación + Transpiración = Evapo-Transpiración Tinaja clase A, Ecuación Penman- Montieth*. Potencial de ET= ETo Unidades- mm/día. 1mm = 10 m 3 /ha *Se encontró que la ETo está en buena correlación con la demanda de agua de un césped cortado en forma uniforme.

13

14 Kc- Crop Factor (coeficiente de cultivo) Este factor convierte el ETo en ETc Como se calcula el Kc? Midiendo la superficie de la sombra del árbol /fila sobre el suelo y el % del área total : Ejemplo: Si el árbol deja una sombra con superficie de 2m X 5m= 10m 2, y el área sombreada promedio es de 6,5m 2, el Kc es= 0.65 o 65%. Conclusión en árboles en crecimiento o durante los cambios de temporada, el Kc va a cambiar!!!

15 ET de Cultivo La mayoría de las plantas van a usar menos de la ETo total. En plantaciones frutales maduras, el Kc va a ser menor de >1, o sea Ejemplo: si el ETo = 4 mm/día, ETc será : 4 X 0.65 = 2.6 mm/día. En la práctica, otros factores serán incluidos: Carga de producción de la planta Factor de estrés Etc.

16 La cebolla como ejemplo Posición y cantidad de laterales en función de: Tipo de suelo Calidad del agua Tipo de clima Densidad de cultivo

17 Como aplicamos estos conceptos? Entendiendo las necesidades del cultivo. Entendiendo las condiciones locales. Adoptando los conocimientos anteriormente mencionados a una situación dada. Usando una herramienta adaptable para hacerlo.

18 Crecimiento de la raíz de cebolla bajo un intervalo de riego cada 2 días

19 Siembra directa de Cebolla 30 cm 30 cm 30 cm 60 días 60 cm 105 días 60 cm 90 cm Crecimiento progresivo de la raíz 134 días

20 Patrón de extracción de la humedad del suelo por la Cebolla Profundidad del suelo (cm) % de extracción de la humedad del suelo Increíble (pero cierto)! (Source: Sharma et.al., 1994)

21 ET o K c ET c Radiación Solar Velocidad del viento Temperatura Humedad Relativa x = Evapotranspiración de referencia del cultivo Un cultivo bien regado bajo condiciones agronómicas óptimas Requisitos de agua del cultivo Determinación del requisito de agua del cultivo de Cebolla

22 Kc Etapa Días Kc Asentamiento Desarrollo Bulbificación Maduración Fenología Brote 4 ó 5 hojas Comienzo de la Bulbificación Fin de la Bulbificación Secado de hojas - Cosecha Ciclo de cultivo de la Cebolla y Coeficiente de Cultivo (Kc) (Source: Allen et.al., 1998)

23 Implementación del gotero de ultra bajo caudal De presión Compensada Sin importar en absoluto la topografía Más uniformidad de distribución del agua De muy bajo caudal (0.6 l/h) que permite Laterales mucho más largos Grandes parcelas de riego Menos válvulas y filtros Mejor distribución del agua y los fertilizantes Mejor relación agua/ aire en el suelo Calles secas y disminución de enfermedades foliares Más producción por menos agua!. Dripnet PC

24 Después de la lluvia hay lugar donde el agua puede drenar

25 Control de riego Hay varias formas de determinar el tiempo exacto y la cantidad de riego a dar según: Por acumulación de radiación solar Por tiempo transcurrido La cantidad de agua por riego: Deriva de los requerimientos de la planta y de la capacidad hidráulica del medio donde crece la misma de captar el agua. Veremos el caso de un invernadero:

26 Cuando hay que regar? Por horas Litros 07:00 12:00 18:00 Hora

27 Joules/cm² Litros Cuando hay que regar? Por radiación acumulativa 07:00 12:00 18:00

28 Radiación acum. Cuando hay que regar? Estrategias comunes: Dividir el día en periodos Primer riego de acuerdo a la hora del amanecer El resto del dia de acuerdo a la radiación acumulativa I II III IV Nivel deseado Nivel deseado Nivel deseado 06:00 08:00 12:00 15:00

29 Joules/cm² Litros Cuando hay que regar? Estrategia combinada I II III IV 07:00 08:00 12:00 15:00

30 Técnicas Gravimétricas Secado de suelo en horno (105 C) Medida del contenido absoluto de agua. Usado como calibre para otras técnicas que determinan el valor de humedad del suelo. Muy exacto.

31 Miden la tensión hídrica en el suelo. Tensiómetros Reservorio Manómetro Tubo plástico Elemento Cerámico

32 Tensiómetros Ventajas Barato Trabaja bien en rango saturado. Fácil instalación y mantenimiento Se puede operar en largos períodos. Se puede usar en un sistema automático. Desventajas Difícil de traducir los datos a contenido volumétrico de agua. Requiere un mantenimiento regular. Sujeto a roturas. Costoso sistema de automatización. Rango de uso limitado.

33 Medida de la tensión de agua Recomendaciones generales de cuando regar: Tipo de Suelo Arena Limo Arcilla Tensión (centibar) centibar es el limite de lectura del instrumento.

34 Medida de la tensión hídrica Necesita ser calibrado. Se debe saber la Capacidad de Campo del suelo y la cantidad de agua que hay que devolver al mismo para llegar al valor de deseado desde una tensión dada.

35 El movimiento del agua en el suelo El flujo de agua en el suelo es dirigido por el gradiente de humedad y baja por influencia del vector dominante: la fuerza de gravedad. Por otra parte, como resultado de las fuerzas capilares parte del agua puede ascender y también dispersarse hacia los costados. Como resultado de estas dos fuerzas opuestas recibimos la Conductibilidad Hidráulica. La reducción en la Conductibilidad Hidráulica conlleva a menos agua disponible cerca de la raíz y de aquí al estrés hídrico.

36 Tensión Hídrica Tensión Hídrica = la fuerza necesaria que hay que ejecutar para liberar el agua atrapada en el suelo. Esta fuerza se incrementa Exponencialmente a medida que el suelo se va secando. Unidades: -Bar, -Kpa, -Mpa, (valores negativos). Vacío Medidor Tubo con agua Agua en equilibrio Cápsula cerámica

37 T E N S I O M E T R O S

38 Potencial hídrico del suelo. ψ g = Potencial gravitacional ψ p = Potencial de presión ψ o = Potencial osmótico ψ m = Potencial matriz ψ hídrico del suelo = ψ m + ψ o + ψ p + ψ g

39 T1 T2

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44 Qué función debe completar un tensiómetro? 1. Indicarnos como completar el déficit en toda la zona humedecida (bulbo húmedo). 2. Que nos ayude a evitar que se desplace todo el aire del volumen del suelo. 3. Lograr un riego eficiente y por ende lograr la economía de agua. 4. Evitar la acumulación de sales y exceso de fertilizantes dentro del sistema radicular. 5. Evitar el estado de falta de movimiento del agua en el suelo.

45 Caso I Superficial Profundo

46 Caso II Profundo Superficial

47 Caso III Profundo Superficial

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51 Tensión Hídrica La falta de aeración (O 2 ) es el MAYOR factor limitante para el desarrollo de la planta. El contenido de aire debe ser por lo menos un 10% del volumen total del suelo. El oxígeno es esencial para que las raíces se sientan bien, ya que como los restantes órganos, también este respira.

52 Sensores Resistivos (bloque de yeso, Watermark ) Miden la tensión hídrica del suelo

53 Sensores Resistivos Ventajas: Baratos Alto grado de precisión cuando la concentración iónica en el suelo es constante. Funciona sobre todo el espectro de tipos de suelo. Desventajas: Necesita calibrado. Vida útil limitada del sensor. El calibrado se pierde con el tiempo (Bloque de Yeso)

54 Time Domain Reflectometer (TDR) Medida volumétrica del contenido de agua

55 Time Domain Reflectometer (TDR) Ventajas: Independiente de la textura, la temperatura y el contenido iónico del suelo. Útil para medidas a largo plazo. Puede ser automatizado. Responde rápido a los cambios. Desventaja: Costoso.

56 Riego enterrado instalación/extracción del sensor

57 Patrón del bulbo húmedo en Riego por Goteo Enterrado Localización poco profunda del futuro sensor

58 Sensor

59 Antigua Instalación de Sensores -Feb 2008 SSDI

60

61 Netasense Trencher Channel old Installation Allocation & Pushing in Jojoba Orchard Sensores Netasense Transmisor Netasense

62 Barrena Nacida en USA en acción- 2010

63 Fácil y Rápido

64

65 Sensor Netasense

66 Sensor Netasense instalado primero a 60 cm de profundidad

67 Sensor Netasense instalado segundo a 40 cm de profundidad

68 Experimento de riego en Jatropha con sensores de humedad Netasense 50%- Water Level 1

69 Sensores de humedad Netasense 100% - Water Level 2

70 Sensores de humedad Netasense 150% - Water Level 3

71 Recuperando y trasladando sensores vieja modalidad

72 Recuperando, moviendo e instalando sensores Special Worker Special Drill ECH 2 O Trans.

73 Sensores tipo ECH 2 O

74 Fácil y cómodo

75 Sensores ECH en Jojoba Plantación 09 Riego semanal

76 Netasense en Jojoba Plantación 2007 Riego bi- semanal

77 Riego Diario

78 Riego semanal

79 Temperatura

80 Caudalímetro Irriwise Instalación paso a paso

81 Instalación del Caudalímetro Fase final

82 ECH Sensors in Jojoba 02 Plantation

83 Estación Meteorológica Irriwise

84 Temperatura del suelo y el aire

85 Electro-Tensiómetro en Jojoba plantación 2009

86 Otros Sensores Sensores Capacitores Miden el contenido de agua en suelo, a cualquier profundidad, con alta precisión. Costosos, estabilidad cuestionable (sonda de neutrones). Medida de suelo no destructiva, puede brindar datos en tiempo real. Dependientes de las características del suelo.

87 Modelos balance de agua en cultivo (método del libro) Ventajas: No se basa en las lecturas de datos del suelo. Barato. Toma en cuenta las condiciones climáticas. Desventaja: Consume tiempo.

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