Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá

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1 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá y u l l ay m a rosa esmeral v. 1, carlos albert o g o n z á l e z m. 2 y víctor j. flórez r. 3 Introducción En el cultivo de flores de la sabana de Bogotá se utilizan aproximadamente 19,3 millones de m 3.año -1 ( m 3.día -1 ) de agua en las labores de riego. Esta actividad tiene un gran impacto sobre el ambiente, especialmente por lo relacionado con la práctica del fertirriego que se realiza con base en el establecimiento de una cantidad permanente de drenaje. Ello afecta directamente los costos totales de producción del cultivo. Es muy común encontrar que las labores de riego se realizan siguiendo procedimientos tradicionales que responden más a una estrategia heredada, aplicando dosis de fertirriego uniformes durante todo su ciclo productivo, sin tener en cuenta las características del cultivo. La figura 1 muestra cómo a pesar de existir diferencias en la precipitación y en general en las condiciones ambientales encontradas en los invernaderos en el transcurso del año, la cantidad de agua aplicada permanece casi constante. Esta práctica continúa realizándose. * Para citar este capítulo: Esmeral V., Y.R., González M., C.A. y Flórez R., V.J Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la sabana de Bogotá. En: Flórez R., V.J. (Ed.). Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo. Bogotá: Editorial Universidad Nacional de Colombia. pp Ingeniera Civil, Magíster en Ingeniería Agrícola, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. yresmeralv@unal.edu.co. 2 Profesor Asociado, Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. cagonzalezmu@unal. edu.co. 3 Profesor Asociado, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. vjflorezr@unal.edu.co. [109]

2 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo 70 mm Precipitación semanal 0 40 mm Riego promedio semanal en los invernaderos Semanas Figura 1. Cantidad promedio de riego proporcionado en un invernadero de la sabana de Bogotá. Fuente: Berdugo (2000). La estimación de la evapotranspiración (ET) es una estrategia de gran utilidad en el manejo de recursos hídricos (Allen et al., 2007; Benli et al., 2006; Tyagi et al., 2000; Pereira et al., 1999). El modelo Penman-Monteith (PM - FAO 56) es el método recomendado como el estándar para determinar la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) (Allen et al., 1998). Aunque el método usado para calcular o estimar ETo depende del propósito de la aplicación y de la cantidad y precisión de los datos disponibles (Allen et al., 1996). El uso de los invernaderos en las regiones áridas disminuye los requerimientos de agua de los cultivos mediante la disminución de la ET. La cubierta plástica de los invernaderos cambia localmente el balance de radiación entrapando la radiación de onda larga y creando una barrera para las pérdidas de humedad (Ole, 2006). Fernandes et al. (2003) señalan que diferentes autores coinciden en que la evapotranspiración del cultivo o del cultivo de referencia es menor dentro de los invernaderos que afuera de los mismos y citan autores que subrayan diferencias desde el 45 al 80%. En el modelo PM- FAO 56 (Allen et al., 1998) la velocidad del viento constituye uno de los parámetros más relevantes para estimar la ET. En cultivos sembrados en invernadero, la velocidad del viento es muy baja; es por ello que Stanghellini (1987) derivó un modelo para estimar transpiración del cultivo bajo cubierta en donde este parámetro es proporcional al índice de área foliar (IAF) y la velocidad del viento no hace parte del modelo. En la tabla 1 se presentan los modelos de Stanghellini (1987) y PM-FAO 56 (Allen et al., 1998) junto con los modelos Hargreaves-Samani (1985) y otros de uso común. Actualmente, la rosa de exportación se siembra en su mayor parte sobre suelo; sin embargo, el Grupo Chía, tiene cerca del 20% de la rosa sembrada [110]

3 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá en contenedores 4. Esta tendencia obliga a empezar a conocer las demandas hídricas del cultivo de rosa sembrada en contenedores y en invernadero. En términos generales, en un cultivo tradicional de rosa las necesidades hídricas no son cuantificadas en forma precisa y se sobrestima la aplicación de riego. Es por ello, que la estimación de la cantidad de fertirriego que debe ser empleado para el cultivo de la rosa, sembrada en suelo o en contenedores debería ser uno de los propósitos centrales en investigación en nuestro medio. El cultivo de rosa continúa siendo altamente rentable, a pesar de la cultura extendida de manejo, relacionada con las prácticas de riego y la escasa investigación en la región para determinar el efecto de los factores ambientales sobre la demanda hídrica de este cultivo. En general, se desconoce la cantidad de agua consumida por la planta para poder aplicar fertirriego al cultivo. Por ello, sigue siendo de gran validez por los efectos que puede tener en el mejoramiento de la rentabilidad de la producción, desarrollar un procedimiento metodológico apropiado para cuantificar la demanda de agua del cultivo de la rosa en invernadero. El consumo de agua varía en función de las etapas fenológicas de la planta, así como del tipo de medio (sustrato) utilizado. La aplicación de agua debería responder a una dinámica que dependa del lugar donde se establezca el cultivo, así como del periodo fenológico y del tipo de sustrato que se emplee para cultivarlo. Los desarrollos de la estimación puntual de la ETo se han llevado a cabo a partir de información de variables meteorológicas obtenidas in situ. La combinación de los datos de estaciones meteorológicas con la información proveniente de lisímetros ha permitido desarrollar una gran variedad de modelos empíricos de estimación de evapotranspiración potencial (ETo). Algunos de estos son los modelos de Thornthwaite (1948), Turc (1954), Hargreaves y Samani (1985), entre muchos otros. Desde la llegada de los satélites de observación terrestre, imágenes de percepción remota han proporcionado una fuente confiable de datos para evaluar las características de la superficie terrestre. Hidrólogos y meteorólogos agrícolas han estado en la búsqueda de técnicas para calcular ET regionales a partir de datos proporcionados por satélites (Chen et al., 2002). Los avances en este campo han logrado producir estimaciones de ET con gran precisión, a partir del uso de imágenes satelitales como Landsat (Allen et al., 2007) u otros satélites. 4 Franco John Jairo, Comunicación personal. Ingeniero Grupo Chía. [111]

4 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo Tabla 1. Modelos para estimar evapotranspiración potencial (ETo) y los parámetros respectivos considerados. Modelo Parámetros Penman-Monteith (FAO - 56) (Allen et al., 1998) ETo = 1 ( R n G )+ c ( e e ) s a a p r a + 1+ r s r a Stanghellini (1987) ( ) ETo = 2 IAF 1 ( R n G )+ K DVP C a p T r R + 1+ r s r a Blaney - Criddle (1950) ETo= C p ( 0,46 Tmed + 8) Jesen-Haise (1963) ET = ( 0, 014T 037, ) R o med s Makkink (1957) (Goyal y González, 1990) ETo = 0,61 + R s 0,12 Turc (1954) ET o = 0,4 ( R s +50) T med T med +15 Temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, horas de sol y radiación solar Temperatura, radiación solar e índice de área foliar Temperatura, humedad relativa, velocidad del viento y horas de sol Temperatura y radiación solar Temperatura y radiación solar Temperatura y radiación solar Thornthwaite (1948) ET o =16 10 T med I Hargreaves - Samani (1985) ETo= 0, 0135 R T + 17, 8 s a ( ) med Priestley-Taylor (1972) ETo = 1 R n G + K W Temperatura Temperatura y radiación solar Temperatura y radiación solar ETo: evapotranspiración del cultivo de referencia. : pendiente de la curva de presión de vapor de saturación. Rn: radiación solar neta. G: flujo de calor del suelo. ρ a : densidad media del aire a presión constante. c p : calor específico del aire. e s : presión de saturación. e a : presión de vapor real. r a : resistencia aerodinámica. r s : resistencia superficial. λ: calor latente de vaporización. IAF: índice de área foliar. K T : Factor de conversión de tiempo. DVP: déficit de presión de vapor. r R : resistencia de radiación. HRmed: humedad relativa media del aire. C: factor de ajuste que depende de la humedad relativa, horas de sol y velocidad del viento. p: porcentaje de horas máximas de sol. Tmed: temperatura media del aire. Rs: radiación solar. g: constante psicrométrica. : coeficiente de Priestley-Taylor. k W : factor de conversión de energía. I: índice de calor anual. a: factor de índice de calor anual. [112]

5 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá Algunos aspectos sobre el cultivo de rosa y los sustratos usados en la Sabana de Bogotá La rosa es una planta perenne que forma tallos florales de manera continua. Cáceres y Nieto (2003) parametrizaron ocho estadios fenológicos (primordio, arroz, arroz 2, arveja, garbanzo, chorote, rayar color y corte) en tallos florales de rosa cv. Charlotte. La tabla 2 muestra la duración de cada estadio fenológico y su relación con la longitud del tallo y el diámetro del botón. Tabla 2. Estadios fenológicos para rosa cv. Charlotte en días después de poda, en función de la longitud del tallo y del diámetro del botón floral. Estadios fenológicos Días después de poda Longitud de tallo (mm) Diámetro de botón (mm) Primordio ,03 Arroz ,05 Arroz ,44 Arveja ,32 Garbanzo ,99 Chorote ,46 Rayar color ,44 Corte ,19 Fuente: Cáceres y Nieto (2003). La mayoría de los cultivos de rosa en la sabana de Bogotá se produce en suelo; sin embargo, en los últimos años se ha venido incrementando el área del cultivo de rosa sembrada en sustrato (Farias et al., 2006). Los sustratos más utilizados en los cultivos de flores en la Sabana de Bogotá son cascarilla de arroz quemada (CAQ), cascarilla de arroz cruda, escoria de carbón y turba. Además, se utilizan mezclas de CAQ con otros sustratos, como escoria de carbón, fibra de coco (FC) y en menor proporción, compost y cascarilla de arroz esterilizada (reutilizada) (Quintero, 2009). Quintero (2009), en su trabajo de propiedades hidrofísicas de cuatro sustratos usados en cultivos de flores de corte en la Sabana de Bogotá, concluye que el sustrato CAQ es un material con alta densidad aparente y porosidad total media; el sustrato FC es un material con baja densidad aparente y alta porosidad total; y las mezclas 65% CAQ más 35% FC (65CAQ) y 35% CAQ más 65% FC (35CAQ) tienen características intermedias. Además, el sustrato que presenta mayor cantidad de partículas finas es 100% CAQ (100CAQ), lo que le confiere una mayor capacidad de retención de humedad entre los rangos de 1 a 10 kpa. El sustrato con el 100% de FC (100FC) es el que contiene mayor cantidad de partículas gruesas, lo que influye en la forma de la curva de liberación de agua, que es diferente a la de las mezclas 65CAQ y 35CAQ, así como al sustrato 100CAQ. [113]

6 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo En la tabla 3 se presentan los valores de densidad real, densidad aparente y porosidad total para los sustratos 100CAQ, 65CAQ y 35CAQ. Tabla 3. Valores medios de densidad real, densidad aparente y porosidad total en cultivo de rosa cv. Charlotte. Sustrato Densidad real (g.ml -1 ) Densidad aparente (g.ml -1 ) Porosidad total (%) 100CAQ 1 0,77 0,26 66,0 65CAQ 0,81 0,18 77,5 35CAQ 0,74 0,16 79, CAQ = 100% cascarilla de arroz quemada; 65CAQ = mezcla 65% cascarilla de arroz quemada más 35% fibra de coco; 35CAQ = mezcla 35% cascarilla de arroz quemada más 65% fibra de coco. Fuente: Quintero (2009). Aspectos relacionados con la evapotranspiración de los cultivos La evaporación y la transpiración son físicamente procesos similares. La evaporación es la conversión de agua a vapor y su subsecuente transferencia desde el suelo o agua superficial a la atmósfera; la transpiración es la evaporación desde la superficie de las plantas. La evapotranspiración (ET) es la pérdida de agua que ocurre en una superficie como consecuencia de la combinación de los procesos de evaporación de una superficie evaporante (lagos, ríos, mares, suelo) y la transpiración de la planta (Allen et al., 1998). Es muy complicado medir la evaporación separadamente de la transpiración en un suelo en donde estén creciendo las plantas. Es por ello que normalmente se menciona el proceso combinado, es decir, evapotranspiración (ET). El mismo autor señala que para que ocurran los procesos de evaporación y transpiración, se deben cumplir algunas condiciones: Debe existir una fuente de energía sobre la superficie evaporante o transpirante. Un suministro de energía que provea el calor latente de evaporación. La fuente de energía es la radiación solar. Debe existir un flujo de agua desde la superficie evaporante o transpirante. Una forma de transportar el vapor de agua lejos de la superficie evaporante. Ello lo garantizan el viento y los gradientes de humedad entre la superficie y el aire circundante. Debe existir un suministro de humedad a la superficie evaporante, es decir, a través de la vegetación desde el suelo o directamente desde la superficie del suelo o del agua. Las unidades de medición de la ET son mm.día -1 o mm.mes -1 (equivalentes a L.m -2 -día (m 3.ha -1 -día) o L.m -2 -mes (m 3.ha -1 -mes). Droogers (2000) señala que la ET como componente del balance hídrico se constituye en un parámetro transcendental en la estimación de las nece- [114]

7 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá sidades hídricas de los cultivos, así como en la programación de riego de los cultivos. Los factores que intervienen en la ET están relacionados con las condiciones climatológicas (radiación solar, flujo de calor, viento, humedad relativa y temperatura), y la relación del sistema suelo-planta. Los factores de clima proporcionan la energía necesaria para vaporizar el agua y extraer el vapor desde una superficie evaporante (suelo o vegetación) (Allen et al., 1998; Baille, 1996; Brown, 2000). La radiación solar define la cantidad de energía disponible para evaporar el agua, pero hay que tener en cuenta que no toda la energía disponible se utiliza para evaporar; parte de esta energía se emplea para calentar la atmósfera y el suelo (Allen et al., 1998). Fernández et al. (2010) referencian el estudio realizado por De Villele (1974) en condiciones de invernadero, en el cual se encontraron estrechas relaciones entre la ET observada y la radiación solar medida dentro del invernadero. La temperatura juega un papel importante porque el calor sensible del aire circundante transfiere energía al cultivo haciendo que a temperaturas altas la ET se incremente, y temperaturas bajas, la ET disminuya (Allen et al., 1998). En condiciones de alta humedad, la ET es baja, ya que la diferencia de presión del aire circundante y la superficie evapotranspirante disminuye. El viento influye en la remoción de agua de la superficie evaporante, porque renueva constantemente el aire circundante a la planta. Un estudio realizado por Jolliet y Bailey (1992) acerca de los efectos del clima sobre la transpiración en un cultivo de tomate en invernadero, concluyó que la transpiración en un invernadero se incrementa linealmente con la radiación solar, el déficit de presión de vapor y la velocidad del viento; además, encontró que los factores temperatura del aire y concentración de CO 2 no influyen significativamente. Se obtuvo que para un cultivo joven de tomate un incremento de radiación solar de 1 MJ.m -2.día -1 produce una transpiración de 0,09 mm.día -1, un incremento en el déficit de presión de vapor de 0,1 kpa (deshumificación de 4% de humedad relativa a 20 C) incrementa la transpiración en 0,013 mm.día -1 y un movimiento del aire de 1 m.s -1 incrementa la transpiración a 0,13 mm.día -1. En un cultivo maduro, la radiación solar tiene un efecto ligeramente superior que en un cultivo joven, un incremento de 1 MJ.m -2.día -1 incrementa la transpiración en 0,14 mm.día -1 y el déficit de presión de vapor es mayor. Desde finales de la década de los años 40 se han desarrollado numerosos métodos que permiten estimar la ET en cultivos. Estos van desde métodos sencillos que determinan la ET de manera directa con la utilización de lisímetros o balances de aguas en el suelo, a métodos indirectos o micrometeorológicos que consisten principalmente en ecuaciones empíricas con base en [115]

8 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo variables climáticas. De estas últimas, las más sencillas son las basadas en la medida de la temperatura, destacándose los modelos de Thornthwaite (1948) y Blaney-Criddle (1950). Existen otras ecuaciones, igualmente empíricas, que dependen de la radiación solar como el método de Priestly-Taylor (1972) y Jensen-Haise (1963), otros combinan la temperatura y la radiación solar. Más rigurosas resultan aquellas fórmulas basadas en la combinación del balance energético y el transporte convectivo del vapor de agua, tal como la ecuación de Penman-Monteith (Antón et al., 2002; Di Stefano y Ferro, 1997). Para estimar los requerimientos de agua en los cultivos en invernadero se han desarrollado modelos simples basados en el método de Penman-Montieht (1977) (Fernández et al., 2010; Montero et al., 2001). Estos métodos han sido desarrollados por Stanghellini (1987), Jolliet y Bailey (1992), Baille et al. (1994), Boulard y Wang (2000), Montero et al. (2001) y Medrano et al. (2008) y la mayor dificultad encontrada para su implementación es la poca información existente sobre la resistencia aerodinámica de los cultivos y el índice de área foliar (Fernández et al., 2010). Los métodos de radiación y Hargreaves-Samani (1985) son recomendados por su sencillez (Fernández et al., 2010). La fórmula de Blaney-Criddle (1950) se sigue utilizando, pero la incertidumbre inherente a este tipo de fórmula es alta (Baille, 1996). El método Penman-Monteith es el que mejores resultados presenta. Las investigaciones desarrolladas en condiciones de invernaderos son pocas, se destacan las realizadas en cultivos hortícolas (Orgaz et al., 2005), pepino (Blanco y Folegatti, 2003), lechuga (Casanova et al., 2009), tomate (Wang y Deltour, 1999; Antón et al., 2002; Baptista et al., 2005), calabacín (Rouphael y Colla, 2004) y cultivos perennes de pasto ((Quaglietta y Zerbi (1986), citados por Fernández et al. (2010)). Sobre cultivos de rosa se tiene referencia de los estudios realizados por Baille et al. (1994), Katsoulas et al. (2001), Baas y van Rijssel (2006), Kittas et al. (2005), Suay et al. (2003), Ole (2006) y Wen-jin et al. (2010). Jacobs et al. (2005) realizaron un estudio sobre el consumo y frecuencia de riego en rosa. El objetivo de este trabajo fue determinar la evapotranspiración real (ETc) y el coeficiente de cultivo para algunos estadios fenológicos de la rosa cv. Charlotte sembrada en los sustratos 100% de cascarilla de arroz quemada (100CAQ), 65% de cascarilla de arroz quemada más 35% de fibra de coco (65CAQ) y 35% de cascarilla de arroz quemada más 65% de fibra de coco (35CAQ), cultivada en invernadero en la sabana de Bogotá. Materiales y métodos El experimento se realizó en un cultivo de rosa cv. Charlotte con plantas injertadas sobre el patrón Natal briar, sembradas en sustratos de CAQ y mezcla de este con FC dentro de materas plásticas de color negro y de 8 L de capacidad, con dos plantas por contenedor. Se utilizó un diseño experimen- [116]

9 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá tal completamente aleatorizado compuesto por tres tratamientos y nueve réplicas por tratamiento. Los tratamientos fueron 100CAQ (100% cascarilla de arroz quemada), 65CAQ (65% cascarilla de arroz quemada más 35% fibra de coco) y 35CAQ (35% cascarilla de arroz quemada más 65% fibra de coco). Se tomaron registros diarios del volumen de riego aplicado, volumen de drenaje evacuado y humedad del sustrato de cada contenedor de rosa de la unidad experimental durante un periodo de 75 días. Los datos de clima como radiación solar, radiación fotosintéticamente activa (PAR), temperatura del aire, temperatura de punto de rocío y humedad relativa provinieron de una estación meteorológica ubicada dentro del invernadero. La figura 2 muestra el detalle del experimento. En la cama experimental los tratamientos se ubicaron al azar. Unidad experimental Unidad de bombeo Contenedor de rosa en sustrato Plantas para controlar el efecto borde Tanque Almacenamiento Contenedor para medir el agua de riego aplicada Figura 2. Disposición del diseño experimental. El sistema de riego empleado consistió en un pequeño cabezal de riego que incluía una motobomba de ½ HP con hidroflow, una válvula solenoide con controlador de riego, un filtro de anillo y un contador volumétrico (figura 3). [117]

10 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo a b c d Figura 3. Vista general del cabezal de riego, compuesto de: a) motobomba con hidroflow, b) válvula solenoide con controlador, c) filtro de malla y d) contador volumétrico. En la cama experimental se instalaron dos líneas de distribución, una por cada fila. Se utilizaron goteros autocompensados; uno por contenedor con caudal de descarga de 4 L.h (figura 4). Este sistema de riego proveía diariamente agua fertilizada a la cama experimental mediante pulsos de riego programados cada hora entre las 8:00 y 16:00 horas, con una presión de funcionamiento de 30 libras.pulg -2. La duración de los pulsos era de 2,0 a 2,5 minutos. En promedio la aplicación de agua fue de 750 ml por planta. La fertilización se efectuó mediante el sistema de riego, con la fórmula utilizada en el proyecto Producción más limpia de rosa (Rosa sp.) y clavel (Dianthus caryophyllus L.) con dos técnicas de cultivo sin suelo en la Sabana de Bogotá, empleando fertilizante líquido concentrado (Agrofeed, producido por la empresa Brenntag Colombia S.A.). El ph y la conductividad eléctrica de la solución final de riego se mantuvieron en 5,8±0,2 y 1,6±0,3 ds.m -1, respectivamente, parámetros monitoreados a diario. Para disminuir el ph se utilizó ácido fosfórico. [118]

11 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá a) b) Figura 4. Sistema de riego. a) Líneas de riego y recipientes para medición del riego y drenaje; b) Goteros. La ETc se determinó mediante balance hídrico, dado que se conocen tanto las variables de entrada (riego) y de salida (drenaje). El contenido de humedad en el contenedor se mantuvo constante durante el experimento; por lo tanto, el cambio en el almacenamiento de agua en el dicho contenedor fue asumido igual a cero. Una vez obtenida la ETc, se realizó el análisis de componentes principales entre este valor y las variables meteorológicas medidas dentro del invernadero, con el objeto de observar cuál de ellas afectaba más el proceso de ETc. Dado que el registro de información de la estación era cada cinco minutos, se usaron diferentes cuantificaciones de las variables. Para radiación fotosintéticamente activa, radiación solar global, brillo solar, temperatura del aire y temperatura de punto de rocío se utilizó la escala de valores máximo, mínimo y promedio de las 24 horas del día, en dos períodos: 7:00 a 18:00 h y 18:00 a 7:00 h. Para las variables humedad relativa, evaporación del tanque y presión real de saturación del aire a escala diaria se consideró el promedio de las 24 horas. De acuerdo con los resultados obtenidos en el análisis de componentes principales, se encontró que las variables que más incidieron en la estimación de ETc fueron la radiación solar y la temperatura. En consecuencia, se seleccionaron los modelos de estimación de evapotranspiración potencial. Estos fueron Thornthwaite (1948), Blaney-Criddle (1950), Turc (1954), Makkink (1957), Jensen-Haise (1963), Priestley-Taylor (1972), FAO Penman- [119]

12 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo Monteith (1998), Hargreaves-Samani (1985), Stanghellini (1987), Antón et al. (2002) y Tanque de evaporación. Se obtuvo el valor de ETo para cada una de las ecuaciones anteriormente mencionadas en un periodo de 75 días, utilizando los valores de variables climatológicas registradas entre los días 2 de septiembre y 15 de noviembre de Se determinó el coeficiente de cultivo (Kc) a diario, definido como la relación entre la ETc (experimento) y la ETo calculada: ETc Kc = ETo Donde: Kc = Coeficiente de cultivo a escala diaria ETc = Evapotranspiración real del cultivo ETo = Evapotranspiración potencial (o del cultivo de referencia) Se determinó el Kc para cada estadio fenológico del cultivo como el promedio de los Kc diarios para cada periodo y se obtuvo la ET mediante cada ecuación. Luego se determinó el error cuadrático medio (ECM) para cada ecuación y se compararon entre sí para seleccionar la que más se ajustara a los valores medidos. Resultados La aplicación diaria de agua fue homogénea entre los tratamientos, observándose, sin embargo, como se muestra en la tabla 4, que los valores más altos de ETc se presentaron en las plantas sembradas en el sustrato 100CAQ. Igualmente, la tabla 4 muestra que existen diferencias significativas en las variables drenaje medido y ETc calculado entre los sustratos 100CAQ con los sustratos 65CAQ y 35CAQ. El sustrato 100CAQ, por contener un mayor número de partículas finas, le proporciona al sustrato mayor capacidad de retención de humedad en comparación con las mezclas (65CAQ y 35CAQ). La tabla 5 presenta los resultados obtenidos con la prueba Tukey, realizada a la estimación de ETc, para cada uno de los tratamientos, de acuerdo con los estadios fenológicos de las plantas de rosa. No se presentaron diferencias significativas entre tratamientos en los estadios fenológicos arroz 2, arveja y garbanzo. Estos periodos corresponden a un periodo de nueve días, lo cual es muy pequeño para el tiempo de muestreo (75 días). En los estadios fenológicos primordio, arroz, chorote y rayar color se presentan diferencias significativas entre el tratamiento 100CAQ y los demás tratamientos. El periodo fenológico corte presenta diferencias significativas entre todos los tratamientos. [120]

13 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá Tabla 4. Valores promedios de las variables riego, drenaje y evapotranspiración real (ETc) en las plantas de rosa cv. Charlotte sembradas en sustrato a base de cascarilla de arroz quemada y fibra de coco, expresados en mm de altura de agua. Tratamiento Riego Drenaje ETc 100CAQ 1 9,7894 a* 5,1539 b 4,6354 a 65CAQ 9,7241 a 6,1427 a 3,7014 b 35CAQ 9,7544 a 6,1589 a 3,7976 b *Promedios seguidos por la misma letra no presenta diferencias significativas entre tratamientos, por la prueba Tukey (p < 0,05) CAQ = 100% cascarilla de arroz quemada; 65CAQ = 65% cascarilla de arroz quemada más 35% fibra de coco y 35CAQ = 35% cascarilla de arroz quemada más 65% fibra de coco. Tabla 5. Valores promedios de la evapotranspiración real (ETc) por estadio fenológico en plantas de rosa cv. Charlotte sembradas en sustratos a base de cascarilla de arroz quemada y fibra de coco, expresados en mm de altura de agua. Estadios fenológicos Sustratos Primordio Arroz Arroz 2 Arveja Garbanzo Chorote Rayar color Corte 100CAQ 1 4,00 a* 5,43 a 6,25 a 8,16 a 6,21 a 4,57 a 5,04 a 5,03 a 65CAQ 3,13 b 4,42 b 5,09 a 7,07 a 4,96 a 3,69 b 4,08 ab 4,02 b 35CAQ 3,39 b 4,55 b 5,34 a 7,06 a 5,12 a 3,77 ab 3,49 b 3,27 c *Promedios seguidos por la misma letra no presentan diferencias significativas, por la prueba Tukey (p < 0,05) CAQ = 100% cascarilla de arroz quemada; 65CAQ = 65% cascarilla de arroz quemada - 35% fibra de coco y 35CAQ = 35% cascarilla de arroz quemada - 65% fibra de coco. Los modelos que se ajustaron para estimar ETo fueron los que aparecen en la tabla 6. El error cuadrático fue calculado con base en la estimación del Kc derivado del promedio entre los valores diarios del respectivo estadio fenológico. La comparación se realizó entre la ETc medida y la ETc estimada como ETo*Kc (promedio). La ecuación de ETo que más se ajusta a los valores obtenidos por el balance hídrico es la ecuación Hargreaves-Samani (1985), para la cual se obtuvo el valor más bajo del ECM, tal como se observa en la tabla 6. [121]

14 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo Tabla 6. Resumen del índice de la raíz del error cuadrático medio (ECM) de las diferentes ecuaciones de ETo. Ecuaciones ETo (mm.día -1 ) ECM Hargreaves-Samani (1985) 4,2246 0, Turc (1954) 4,2799 0, Thornthwaite (1948) 4,2760 0, FAO Penman-Monteith (1998) 4,3488 0, Priestley-Taylor (1972) 4,3488 0, Stanghellini (1987) 4,3811 0, Makkink (1957) - (Goyal y González, 1990) 4,4269 0, Jensen-Haise (1963) 4,4668 0, Anton et al. (2002) 4,4344 0, Blaney-Criddle (1950) 4,5038 0, Ev Tanque 4,1975 0, Para las condiciones ambientales en invernadero en la Sabana de Bogotá, en la tabla 7 se muestran los valores de Kc que se sugieren para determinar la ETc del cultivo de rosa. En la tabla se muestran los coeficientes de cultivo obtenidos para cada estadio fenológico de plantas de rosa cv. Charlotte sembradas en los sustratos 100CAQ, 65CAQ y 35CAQ mediante la ecuación de Hargreaves-Esmeral. El kc oscila entre 0,7 y 1,50, presentándose el valor máximo en el estadio fenológico arveja y el menor valor en el estadio primordio. Tabla 7. Coeficiente de cultivo para los distintos estadios fenológicos de la rosa mediante la ecuación de Hargreaves-Samani y Hargreaves-Esmeral. Estadio fenológico Modelo Hargreaves-Samani (1985) Primordio 0,70 Arroz 1,06 Arroz 2 1,42 Arveja 1,50 Garbanzo 1,43 Chorote 1,12 Rayar color 1,15 Corte 1,05 Conclusiones La evapotranspiración real del cultivo de rosa cv. Charlotte cultivada en invernadero bajo las condiciones ambientales de la Sabana de Bogotá en promedio es de 4,64 mm.día -1 para el sustrato 100CAQ, de 3,70 mm.día -1 para el sustrato [122]

15 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá 65CAQ y de 3,80 mm.día -1 para el sustrato 35CAQ. El mayor consumo de agua en las plantas de rosa cv. Charlotte se presentó durante el estadio fenológico arveja. Existen diferencias significativas entre la evapotranspiración real y el tipo de sustrato empleado. Las plantas sembradas en el sustrato 100CAQ presentaron el mayor consumo de agua durante el periodo de experimentación. Por tanto, se recomienda emplear sustratos que tengan un porcentaje de fibra de coco, por cuanto con ello se pueden disminuir los costos derivados por la aplicación del fertirriego. La ecuación Hargreaves-Samani (1985) constituye el mejor modelo para estimar la evapotranspiración potencial y real en un invernadero bajo las condiciones ambientales de la sabana de Bogotá. Los coeficientes de cultivo para las plantas de rosa cv. Charlotte encontrados de acuerdo con la ecuación Hargreaves-Samani (1985) varían entre 0,7 y 1,50. El valor más bajo se encontró para el estadio fenológico primordio (Kc = 0,7) y el valor más alto para el estadio fenológico arveja (Kc = 1,5). Bibliografía Allen, R.G., Pruitt, W.O., Businger, J.A. Fritschen, L.J., Jensen, M.E., and Quinn, F.H Evaporation and transpiration. In: Heggen, R.J. (Ed.). Hydrology handbook. Second edition. Manuals and reports on engineering practice No. 28: American Society of Civil Engineers. pp Allen, R.G, Pereira, L.S., Raes, D., and Smith, M Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage, paper 56. Rome: FAO. 300p. Allen, R.G., Tasumi, M., Morse, A., Trezza, R., Wright, J.L., Bastiaanssen, W., Kramber, W., Lorite, I., and Robison, C.W Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC) - applications. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 133(4): Antón, A., Montero, J.I. y Muñoz, P Necesidades de agua del cultivo de tomate en invernadero. Comparación con el cultivo al aire libre. En: Guijarro, J.A., Grimalt, M., Laita R., M., Alonso, S. (Eds.). El agua y el clima. Publicaciones de la Asociación Española de Climatología Serie A, No. 3. pp Baas, R. and van Rijssel, E Transpiration of glasshouse rose crops: Evaluation of regression models. Acta Horticulturae, 718: Baille, A Principle and methods for predicting crop water requirement in greenhouse environments. Cahiers Options Méditerranéennes, 31: Baille, M., Baille, A., and Delmon, D Microclimate and transpiration of greenhouse rose crops. Agricultural and Forest Meteorology, 71(1-2): [123]

16 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo Baptista, F.J., Bailey, B.J., and Meneses, J.F Measuring and modelling transpiration versus evapotranspiration of a tomato crop grown on soil in a mediterranean greenhouse. Acta Horticulturae, 691: Benli, B., Kodal, S., Ilbeyi, A., and Ustun, H Determination of evapotranspiration and basal crop coefficient of alfalfa with a weighing lysimeter. Agricultural Water Management, 81(3): Berdugo A., J.F Estudio de freatimetría y diseño del sistema de drenaje para una finca de flores bajo invernadero. Trabajo de grado. Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola, Facultad de Ingeniería. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia. 220p. Blanco, F.F. and Folegatti, M.V Evapotranspiration and crop coefficient of cucumber in greenhouse. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 7(2): Blaney, H.F. and Criddle, W.D Determining water requirements in irrigated areas from climatological and irrigation data. USDA, Soil Conservation Service, Technical paper p. Boulard, T. and Wang, S Greenhouse crop transpiration simulation from external climate conditions. Agricultural and Forest Meteorology, 100: Brown, P Basics of evaporation and evapotranspiration. Turf irrigation management series, No. 1. Tucson: The University of Arizona Cooperative Extension. 4p. Cáceres T., L.A. y Nieto C., D.E Efecto del ácido giberélico (GA 3 ) sobre el desarrollo del botón floral en tres variedades de rosa (Rosa sp.). Trabajo de grado. Facultad de Agronomía. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia. pp Casanova P., M., Messing, I., Joel, A. y Cañete M., A Métodos de estimación de la evapotranspiración de un cultivo de lechuga en condiciones de invernadero, zona central de Chile. Chilean Journal of Agricultural Research, 69(1): Chen, J., Kan, C., Tan, C., and Shih, S Use of spectral information for wetland evapotranspiration assessment. Agricultural Water Management, 55: Di Stefano, C. and Ferro, V Estimation of evapotranspiration by Hargreaves formula and remotely sensed data in semi-arid mediterranean areas. Journal of Agricultural Engineering Research, 68: Droogers, P Estimating actual evapotranspiration using a detailed agro-hydrological model. Journal of Hydrology, 229: Farías A., A., Chaparro T., L.A., Campos R., A., Chaves C., B. y Flórez R., V.J Curvas de crecimiento de rosa en sistema de cultivo sin suelo en la Sabana de Bogotá. En: Flórez R., V.J., Fernández M., A. [124]

17 Evapotranspiración en plantas de rosa cv. Charlotte en condiciones de invernadero en la Sabana de Bogotá de la C., Miranda L., D., Chaves C., B. y Guzmán P., J.M. (Eds.). Avances sobre fertirriego en la floricultura Colombiana. Bogotá: Unibiblos. pp Fernandes, C., Corá, J.E., and Campos de Araújo, J.A Reference evapotranspiration estimation inside greenhouses. Scientia Agricola, 60(3): Fernández, M.D., Bonachela, S., Orgaz, F., Thompson, R., López, J.C., Granados, M.R., Gallardo, M., and Fereres, E Measurement and estimation of plastic greenhouse reference evapotranspiration in a mediterranean climate. Irrigation Science, 28: Goyal, M.R. y González, E.A Evapotranspiración. En: Goyal, M.R. (Ed.). Manejo de riego por goteo. Recinto Mayagüez: Universidad de Puerto Rico. pp Hargreaves, G.H. and Samani, Z.A Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture, 1(2): Jacobs, M., Pariani, S. y Mascarini, L Consumo de agua y frecuencia de riego de un cultivo de rosas bajo invernadero en un sistema hidropónico. Trevelin: VII Jornadas Nacionales de Floricultura - Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). 2p. Jensen, M.E. and Haise, H.R Estimating evapotranspiration from solar radiation. Proceedings of the American Society of Civil Engineers. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 89: Jolliet, O. and Bailey, B.J The effect of climate on tomato transpiration in greenhouses: measurements and models comparison. Agricultural and Forest Meteorology, 58(1-2): Katsoulas, N., Baille, A., and Kittas, C Effect of misting on transpiration and conductances of a greenhouse rose canopy. Agricultural and Forest Meteorology, 106: Kittas, C., Dimokas, G., Lykas, Ch., and Katsoulas, N Effect of two irrigation frequencies on rose flower production and quality. Acta Horticulturae, 691: Medrano, E., Alonso, F.J., Sánchez-Guerrero, M.C. y Lorenzo, P Programación del riego en cultivo de tomate en sustrato mediante la modelización de la transpiración y el desarrollo foliar. Huesca: XXVI Congreso Nacional de Riegos. pp Montero, J.I., Antón, A., Muñoz, P., and Lorenzo, P Transpiration from geranium grown under high temperatures and low humidities in greenhouses. Agricultural and Forest Meteorology, 107: Ole M., P.T Comparison of water consumption between greenhouse and outdoor cultivation. M.Sc. Thesis. Enschede: International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation. 75p. [125]

18 Sustratos, manejo del clima, automatización y control en sistemas de cultivo sin suelo Orgaz, F., Fernández, M.D., Bonachela, S., Gallardo, M., and Fereres, E Evapotranspiration of horticultural crops in an unheated plastic greenhouse. Agricultural Water Management, 72: Pereira, L.S., Perrier, A., Allen, R.G., and Alves, I Evapotranspiration: Concepts and future trends. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 125(2): Priestley, C.H.B. and Taylor, R.J On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Monthly Weather Review, 100(2): Quintero C., M.F Propiedades hidro-físicas de cuatro sustratos usados en cultivos de flores de corte en la sabana de Bogotá. Trabajo de grado de maestría. Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola, Facultad de Ingeniería. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia. 117p. Rouphael, Y. and Colla, G Modelling the transpiration of a greenhouse zucchini crop grown under a mediterranean climate using the Penman-Monteith equation and its simplified version. Australian Journal of Agricultural Research, 55(9): Stanghellini, C Transpiration of greenhouse crops, an aid to climate management. PhD Thesis. Wageningen: Instituut voor Mechanisactie, Arbeid en Gebouwen. 150p. Suay, R., Martínez, P.F., Roca, D., Martínez, M., Herrero, J.M., and Ramos, C Measurement and estimation of transpiration of a soilless rose crop and application to irrigation management. Acta Horticulturae, 614: Thornthwaite, C.W An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, 38(1): Turc, L Le bilan d eau des sols: relation entre les précipitations, l évaporation et l écoulement, Annales Agronomiques, 5: Tyagi, N.K., Sharma, D.K., and Luthra, S.K Determination of evapotranspiration and crop coefficients of rice and sunflower with lysimeter. Agricultural Water Management, 45: Wang, S. and Deltour, J An experimental model for leaf temperature of greenhouse-grown tomato. Acta Horticulturae, 486: Wen-jin, Y., Ryo, K., Katsuhiko, K., Lian-hua, L., and Hirokazu, F A computer program for automatic watering based on potential evapotranspiration by Penman method and predicted leaf area in miniature pot rose production. Agricultural Sciences in China, 9(3): [126]