CALCULO DE DEMANDA DE AGUA Y NECESIDAD DE RIEGO PARA CULTIVO ANUAL, FORRAJE Y FRUTAL CON APLICACIÓN DE CROPWAT 8.0 FAO TAMBILLO (3250M.S.N.

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1 CALCULO DE DEMANDA DE AGUA Y NECESIDAD DE RIEGO PARA CULTIVO ANUAL, FORRAJE Y FRUTAL CON APLICACIÓN DE CROPWAT 8.0 FAO TAMBILLO (3250M.S.N.M.) AYACUCHO Presentado por: ING. EFRAIN CHUCHON PRADO LIMA- PERU SETIEMBRE 2015

2 RESUMEN Los factores como clima, suelo, cultivo y el sistema de riego para las condiciones estudiadas son recomendables, debido a que el distrito de tambillo presenta diferentes pisos ecológicos, altitudes deseadas para los cultivos y climas templados. El requerimiento de riego bruto o total del cultivo de quinua, palto y alfalfa para satisfacer la demanda de agua depende del método de riego a aplicar. Dicho requerimiento cuando el suministro de agua es mediante presurizado por aspersión, con una eficiencia de 70 % y mini aspersión de 80%, se tiene un módulo de riego para quinua de hasta 0.69 lps/ha para el mes más crítico, para el cultivo de palto de hasta 0.29 lps/ha para el mes más crítico y para el cultivo de alfalfa de 0.54lps/ha para el mes más crítico

3 El Perú por su ubicación geográfica, se caracteriza por presentar una gran diversidad de pisos ecológicos y una variabilidad climática muy particular. Por lo que para las condiciones de las zonas media y alto andinas, se tienen dificultades en la estimación de la evapotranspiración para el cálculo de la demanda de agua y necesidades de riego de los cultivos que se desarrollan en dichas condiciones. Información básica para el manejo adecuado y óptimo del agua de riego y de manera general la gestión integrada del recurso hídrico. El presente trabajo es para contribuir al uso eficiente del recurso hídrico en la agricultura donde todavía se tiene baja eficiencia, planteado para cultivos de importancia económica de los agricultores de la sierra peruana, al determinar el consumo de agua y las necesidades de riego, así como identificar la época crítica de consumo del agua por los cultivos de quinua, palto y alfalfa. Los cálculos se realizaron para las condiciones del distrito de Tambillo, en Ayacucho; un trabajo de tipo aplicado, nivel explicativo, cálculos, análisis; determinando la ETo por el Método Penman - Monteith, los valores de Kc con procedimiento recomendado por la FAO y el uso consuntivo y las necesidades de riego con el software CROPWAT.

4 OBJETIVO GENERAL Estudiar los factores que intervienen en el régimen del riego de los cultivos y su empleo en el cálculo de la demanda de agua y necesidades de riego de los cultivos de importancia alimenticia. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.- Estudiar los factores que influyen en el régimen de riego de los cultivos de quinua, palto y alfalfa. 2.- Calcular el uso consuntivo o demanda de agua en los cultivos de quinua, palto y alfalfa. 3.- Calculo de necesidad de riego y programación de riego de los cultivos estudiados con aplicación del CROPWAT 8.0.

5 MATERIALES Y MÉTODOS

6 2.1 DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Ubicación Política Región : Ayacucho Provincia : Huamanga Distrito : Ayacucho Lugar : Tambillos UBICACIÓN GEOGRÁFICA Altitud : msnm Longitud Oeste : W. Latitud Sur : S.

7 METODOLOGIA Planeamiento del trabajo Características del lugar como: clima, suelo, temperatura son aptas para los tipos de cultivo (quinua, palto, alfalfa) Tipo de riego: riego por aspersión Revisión bibliográfica Conocimiento de los procesos físicos, fisiológicos y factores que influyen en la evapotranspiración. Cálculo mediante el software CROPWAT 8.0 FAO Determinación el consumo de agua del cultivo de quinua, alfalfa y palto. Identificación de la etapa de máximo consumo de agua de los cultivos. Cálculo de las necesidades de riego del cultivo de quinua, alfalfa y palto.

8 SOFWARE: CROPWAT FAO El programa CROPWAT se organiza en 8 módulos diferentes, de los cuales 5 son módulos de datos de entrada y 3 son módulos de cálculo. Los módulos de entrada de datos de CROPWAT son los siguientes: 1. Clima/ETo: para ingresar datos medidos de ETo o datos climáticos que permitan el cálculo de la ETo Penman-Monteith; 2. Precipitación: para ingresar datos de precipitación y el cálculo de la precipitación efectiva; 3. Cultivo (cultivos no inundados o arroz): para ingresar datos del cultivo y de la fecha de siembra; 4. Suelo: para ingresar datos de suelo (sólo en caso de programación de riego);

9 5. patrón de cultivo: para ingresar un patrón de cultivos para calcular el esquema de entrega de agua. Nótese que los módulos Clima/ETo y Precipitación se usan no sólo para la introducción de datos, sino que también calculan otros datos, como Radiación/ETo y precipitación efectiva respectivamente. Los módulos de cálculo de CROPWAT son: 6. RAC - para el cálculo de los Requerimientos de Agua de los Cultivos 7. Programación (cultivos no inundados o arroz) - para el cálculo de los calendarios de riego 8. Esquema para el cálculo del régimen de la oferta de agua sobre la base de un patrón de cultivo.

10 RESULTADOS

11 Quinua (Chenopodium quinoa willd) La quinua es un cultivo eficiente en el uso de agua y que posee mecanismos morfológicos, anatómicos, fenológicos y bioquímicos que le permiten no solo escapar al déficit de humedad, sino tolerar y resistir la falta de humedad del suelo. En general, la quinua prospera con promedios de precipitación desde 250 a 500 mm anuales. En caso de utilizar sistemas de riego, éstos deben ser suministrados en forma periódica y ser ligeros, los mismos pueden ser tanto por inundación, aspersión y goteo, utilizando poco volumen de agua y con una frecuencia de cada 10 días, considerando el riego como suplementario a la precipitación. El consumo de quinua es cada vez más popular entre las personas interesadas en la mejora y el mantenimiento de su estado de salud mediante el cambio de los hábitos alimenticios, ya que es un excelente ejemplo de alimento funcional (que contribuye a reducir el riesgo de varias enfermedades y/o ejerciendo promoción.

12 de la salud). Este alimento, por sus características nutricionales superiores, puede ser muy útil en las etapas de desarrollo y crecimiento del organismo. Además, es fácil de digerir, no contiene colesterol y se presta para la preparación de dietas completas y balanceadas. La quinua también puede ser utilizada tanto en las dietas comunes como en la alimentación vegetariana, así como para dietas especiales de determinados consumidores como adultos mayores, niños, deportistas de alto rendimiento, diabéticos, celiacos y personas intolerantes a la lactosa.

13 Palto (Persea americana) Árbol extremadamente vigoroso (tronco potente con ramificaciones vigorosas), pudiendo alcanzar hasta 3 m de altura. El palto puede cultivarse desde el nivel del mar hasta los msnm; sin embargo, su cultivo se recomienda en altitudes entre 800 y m, para evitar problemas con enfermedades, principalmente de las raíces. La temperatura y la precipitación son los dos factores de mayor incidencia en el desarrollo del cultivo. En lo que respecta a la temperatura, las variedades tienen un comportamiento diferente de acuerda a la raza. La raza antillana es poco resistente al frío, mientras que las variedades de la raza guatemalteca son más resistentes y las mejicanas las que presentan la mayor tolerancia al frío. En cuanto a precipitación, se considera que mm anuales bien distribuidos son suficientes. Sequías prolongadas provocan la caída de las hojas, lo que reduce el rendimiento; el exceso de precipitación durante la floración y la fructificación, reduce la producción y provoca la caída del fruto.

14 Alfalfa (Medicago sativa) La alfalfa es una excelente planta forrajera que proporciona elevados niveles de proteínas, minerales y vitaminas de calidad. Su valor energético también es muy alto estando relacionado con el valor nitrogenado del forraje. Además es una fuente de minerales como: calcio, fósforo, potasio, magnesio, azufre, etc. Los elevados niveles de ß-carotenos (precursores de la vitamina A) influyen en la reproducción de los bovinos. La importancia del cultivo de la Alfalfa va desde su interés como fuente natural de proteínas, fibra, vitaminas y minerales así como su contribución para la alimentación de animales menores y su utilidad como cultivo conservacionista de la fauna. Además de la importante reducción energética que supone la fijación simbiótica del nitrógeno para el propio cultivo y para los siguientes en las rotaciones de las que forma parte. Por ser una especie pratense y perenne, su cultivo aporta elementos de interés como limitador y reductor de la erosión y de ciertas plagas y enfermedades de los cultivos que le siguen en la rotación.

15 REQUERIMIENTO DE AGUA DEL CULTIVO DE QUINUA, ALFALFA Y PALTO Evapotranspiración Con base en la información meteorológica se ha calculado la Potencial o del cultivo de referencia (ETo) con el objeto de valorar la capacidad máxima de evaporación y transpiración del suelo y del cultivo de referencia. La tabla muestra los resultados mensuales de ETo, calculados con el Método Penman Monteith en función a las temperaturas máxima y mínima, la humedad relativa media, velocidad del viento y las horas de insolación. Los valores de ETo diario mensual varían de 3.19 a 4.55 mm/día, con un promedio de 3.71 mm/día.

16 Requerimiento de agua de la Quinua, Alfalfa, Palto (ETc) El consumo de agua del cultivo de quinua (ETc), llamado también uso consuntivo o demanda de agua, para el periodo de producción considerado para la época de estiaje (como cultivo de rotación) de junio a noviembre, alcanza valores del orden de 1.59 a 4.86 mm/día, acumulando un total de mm por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 5,768 m3/ha. El consumo de agua del cultivo de palto (ETc) para el periodo de producción como cultivo permanente alcanza valores del orden de 1.59 a 3.62 mm/día, acumulando un total de mm por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 9,407 m3/ha. Y el consumo de agua del cultivo de alfalfa (ETc) para el periodo de producción como cultivo permanente alcanza valores del orden de 2.71 a 4.24mm/día, acumulando un total de 1244,7 mm por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 12,447 m3/ha. Para las condiciones estudiadas.

17 USO CONSUNTIVO Y REQUERIMIENTO DE RIEGO DEL CULTIVO DE QUINUA El consumo de agua del cultivo de quinua (ETc), llamado también uso consuntivo o demanda de agua, para el periodo de producción considerado para la época de estiaje (como cultivo de rotación) de junio a noviembre, alcanza valores del orden de 1.59 a 4.86 mm/día, acumulando un total de mm por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 5,768 m3/ha.

18 USO CONSUNTIVO Y REQUERIMIENTO DE RIEGO DEL CULTIVO DE PALTO El consumo de agua del cultivo de palto (ETc) para el periodo de producción como cultivo permanente alcanza valores del orden de 1.59 a 3.62 mm/día, acumulando un total de mm por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 9,407 m3/ha.

19 USO CONSUNTIVO Y REQUERIMIENTO DE RIEGO DEL CULTIVO DE ALFALFA El consumo de agua del cultivo de alfalfa (ETc) para el periodo de producción como cultivo permanente alcanza valores del orden de 2.71 a 4.24mm/día, acumulando un total de 1244,7 mm por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 12,447 m3/ha. Para las condiciones estudiadas.

20 PROGRAMACION DE RIEGO DEL CULTIVO DE QUINUA: Riego por Aspersión El requerimiento de riego bruto o total del cultivo de quinua para satisfacer la demanda de agua y las necesidades de riego dependen del método de riego a aplicar. Se ha calculado dicho requerimiento mediante riego presurizado por aspersión, con una eficiencia de 70% obteniendo un módulo de riego de hasta 0.69 lps/ha para el mes más crítico.

21 PROGRAMACION DE RIEGO DEL CULTIVO DE PALTO: Riego por Micro aspersión El requerimiento de riego bruto o total del cultivo de palto para satisfacer la demanda de agua y las necesidades de riego dependen del método de riego a aplicar. Se ha calculado dicho requerimiento mediante riego presurizado por mini aspersión, con una eficiencia de 80 %, obteniendo un módulo de riego de hasta 0.29 lps/ha para el mes más crítico

22 PROGRAMACION DE RIEGO DEL CULTIVO DE ALFALFA : Riego por Aspersión El requerimiento de riego bruto o total del cultivo de alfalfa para satisfacer la demanda de agua y las necesidades de riego dependen del método de riego a aplicar. Se ha calculado dicho requerimiento mediante riego presurizado por aspersión, con una eficiencia de 70 %, obteniendo un módulo de riego de hasta 0.54 lps/ha para el mes más crítico.

23 CONCLUSIONES

24 1. Los factores como clima, suelo, cultivo y el sistema de riego para las condiciones estudiadas son recomendables, debido a que el distrito de tambillo presenta diferentes pisos ecológicos, altitudes deseadas para los cultivos y climas templados. 2. Los valores de ETo diario mensual varían de 3.19 mm/día en el mes de junio a 4.55 mm/día en noviembre, con un promedio de 3.71 mm/día, para las condiciones geográficas, climáticas y otros factores propios de la zona como es el caso del distrito de Tambillo. 3. Los valores de Kc para las etapas inicial, mediados y fin de temporada del cultivo de quinua son de 0.50, 1.10 y 0.75 respectivamente, para el cultivo de palto son 0.50, 0.75 y 0.60 respectivamente y para el cultivo alfalfa es de 0.85, 0.95 y 1.00 respectivamente, que son obtenidos con el procedimiento recomendado por la FAO; siendo los valores mensuales reportados por décadas comprendidos entre los valores de 0.50 (junio) y 1.14 (setiembre) para el cultivo de quinua; en cuanto al cultivo de palto se reporta valores de 0.50(junio) y 0.80(noviembre) y el cultivo de alfalfa reporta valores de 0.85(junio) y 1.02 (mayo) este último corresponde a la etapa de finales de la temporada. 4. El consumo de agua del cultivo de quinua (ETc) para el periodo de producción considerado en época de estiaje (como cultivo de rotación) de junio a noviembre, alcanza valores del orden de 1.59 a 4.86 mm/día, acumulando un total de mm. por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 5,766 m3/ha. para las condiciones del lugar.

25 5. El consumo de agua del cultivo de palto (ETc) alcanza valores de 1.59 a 3.62 mm/día, acumulado un total de mm. por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 9,407m3/ha. para las condiciones del lugar. 6. El consumo de agua del cultivo de alfalfa (ETc) por ser cultivo permanente alcanza valores de 2.71 a 4.24 mm/día, acumulado un total de mm. por todo el periodo vegetativo, es decir un consumo de agua de 12,447m3/ha. para las condiciones del lugar, por lo que se recomienda su reconversión agrícola. 7. La precipitación efectiva al 75% de probabilidad de ocurrencia, alcanza valores de 14.7 mm a 90.1 mm de setiembre a marzo y sin aporte efectivo de la lluvia a la humedad del suelo para los meses de mayo a agosto; por lo que la producción de los cultivos en esta etapa debe ser solamente bajo riego. 8. El requerimiento de riego bruto o total del cultivo de quinua, palto y alfalfa para satisfacer la demanda de agua depende del método de riego a aplicar. Dicho requerimiento cuando el suministro de agua es mediante presurizado por aspersión, con una eficiencia de 70 % y mini aspersión de 80%, se tiene un módulo de riego para quinua de hasta 0.69 lps/ha para el mes más crítico, para el cultivo de palto de hasta 0.29 lps/ha para el mes más crítico y para el cultivo de alfalfa de 0.54lps/ha para el mes más crítico.

26 RECOMENDACIONES 1. Para la evaluación de la evapotranspiración del pasto como Evapotranspiración Potencial o del Cultivo de Referencia, se recomienda utilizar otros cultivos de pastos, sea estos cultivados o silvestres evaluados durante un periodo de 12 meses, en áreas extensas y en lisímetros de mayores dimensiones para realizar una mejor comparación con los métodos recomendado por la FAO. 2. Aplicar el riego oportuno en las etapas de mayor demanda de agua por los cultivos (inicios de la etapa reproductiva) para asegurar y conseguir altos rendimientos de cosecha. 3. Se recomienda realizar otros trabajos de investigación similares en otras condiciones y en épocas de estiaje, donde hay mayor producción agrícola y pecuaria para contar con datos evaluados en condiciones de campo y para los cultivos adaptados y de importancia agrícola de la zona.

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