AVANCES DE RIEGO EN FRUTALES CONTROLADORES DE RIEGO. Gabriel Selles van Sch. Raúl Ferreyra E. INIA CRI LA PLATINA

Transcripción

1 AVANCES DE RIEGO EN FRUTALES CONTROLADORES DE RIEGO Gabriel Selles van Sch. Raúl Ferreyra E. INIA CRI LA PLATINA

2 GOBIERNO DE CHILE MINISTERIO DE AGRICULTURA AVANCE DE RIEGO EN FRUTALES INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS FUNDACION PARA LA INNOVACION AGRARIA

3 PROGRAMA FORMACION PARA LA INNOVACION ACTUALIZACIÓN EN MANEJO DE RIEGO Y RELACIONES HÍDRICAS EN FRUTALES ASISTENCIA AL 4TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON IRRIGATION OF HORTICULTURE CROPS DE LA ISHS. DAVIS, CALIFORNIA, USA 1 5 SEPTIEMBRE 2003 PROPUESTA FIA : FIA FP-V A-019

4 AVANCES DE RIEGO EN FRUTALES CONTROLADORES DE RIEGO Gabriel Selles van Sch. Raúl Ferreyra E. INIA CRI LA PLATINA

5 EN EL MANEJO DE RIEGO ES NECESARIO RESPONDER : CUANDO REGAR? CUANTO REGAR? PROGRAMACIÓN DE RIEGO

6 RADIACIÓN SOLAR EMISIÓN DE ENERGÍA DE ONDA LARGA CONDUCCIÓN DE CALOR EVAPORACIÓN DE AGUA

7 TRANSPIRACIÓN EN LA PLANTA XILEMA CUTÍCULA EPIDERMIS SUPERIOR CÉLULAS DEL MESÓFITO CAVIDAD SUBESTOMÁTICA EPIDERMIS INFERIOR CUTÍCULA VAPOR DE AGUA ESTOMAS CO 2

8 TRANSPIRACIÓN EN LA PLANTA ψh Ψh Ψs T= Rsp?S?V

9 CIERRE DE ESTOMAS AIREACIÓN DEFICIENTE PORCENTAJE DE TRANSPIRACION HUMEDAD ADECUADA PMP UR HUMEDAD DEL SUELO CC

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11 Función de producción en vid de mesa cv. Thompson Seedless desarrollada en California Valle de San Joaquín. 1,2 Rendimiento en %/ ,8 0,6 0,4 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 Porcentaje de Etc (%/100) Fuente Grimes y Williams (1990)

12 REQUERIMIENTOS DE RIEGO R = Etc Pp + Perco ± H SUELO R = REQUERIMIENTOS DE RIEGO Etc = EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO Perco = PERCOLACIÓN (EFICIENCIA O REQUERIMIENTOS DE LAVADO) H suelo = APORTE DE AGUA DEL SUELO

13 PROGRAMACIÓN DE RIEGO CONSISTE DOS ETAPAS: 1.- PROGRAMACIÓN 2.- CONTROL

14 1. 1. ETAPA DE PROGRAMACIÓN

15 EN LA PROGRAMACIÓN DE RIEGO ES NECESARIO CONSIDERAR: CLIMA CULTIVO SUELO

16 EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO (Etc( Etc)

17 EN LA PROGRAMACIÓN DE RIEGO ES NECESARIO CONSIDERAR: CLIMA CULTIVO SUELO

18 EVAPOTRANSPIRACIÓN DE REFERENCIA (ETo) RADIACIÓN SOLAR TEMPERATURAS VIENTO ET O HUMEDAD RELATIVA

19 ANEMÓMETRO (VELOCIDAD DEL VIENTO) RADIÓMETRO (RADIATION SOLAR) DATA LOGGER PARA RAYOS ANEMÓMETRO (DIRECCIÓN DEL VIENTO) TEMPERATURA DEL AIRE SENSOR DE HUMEDAD RELATIVA PANEL SOLAR

20 a) Cálculo ETo: Penman-Monteith (base diaria o mensual) ETo (Rn - G) + γ U2 (ea - ed) = T γ ( U 2 ) Donde: ETo : Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm d -1 ) Rn : Radiación neta en la superficie del cultivo (MJ m -2 ) G : Flujo de calor del suelo (MJ m -2 ) T : Temperatura diaria media ( C) γ : Constante psicrométrica (KPa C -1 ) U 2 : velocidad del viento a 2 m del suelo (m s -1 ) (e a - e d) : Déficit de presión de vapor (Kpa) : Pendiente de la curva de presión de vapor (KPa C -1 )

21 1207 cm BANDEJA DE EVAPORACIÓN USWB, CLASE A 1207 cm 10 cm 1207 cm

22 Eto = Eb x Kp Donde: ETo : Evapotraspiración del cultivo de referencia (mm d -1 ) Eb : Evaporación de la bandeja (mm d -1 ) Kp : Coeficiente de bandeja (adimensional) Función del viento, HR% y ubicación de bandeja Valor normalmente varía entre 0,70 y 0,80

23 COEFICIENTE DE BANDEJA

24 ET c = ET o * K c K c COEFICIENTE DE CULTIVO QUE RELACIONA LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO CON LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DE REFERENCIA

25 Coeficiente de cultivo (Kc) Depende de : Cultivo (fisiología, resistencia estomática, altura, rugosidad) Estado de desarrollo Grado de sombreamiento del suelo Carga frutal Humedad superficial del suelo (entre otros factores)

26 Etc medido en lisímetros o con métodos de balance de energía ETo Calculado por Penman-Monteith

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31 Fuente R. Snyder, UC Davis, California

32 Fuente R. Snyder, UC Davis, California

33 Fuente R. Snyder U.C Davis California

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35 Fuente R. Snyder U.C Davis California

36 Relación entre en porcentaje de sombreamiento del suelo y el Kc en uva de mesa Thompson S. Fuente : L. Williams (2003)

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38 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 09/01/03 10/10/02 17/10/02 24/10/02 31/10/02 07/11/02 14/11/02 21/11/02 28/11/02 05/12/02 12/12/02 19/12/02 26/12/02 02/01/03 16/01/03 Evolución de Kc en uva de mesa (cv Crimson S. pinta baya 15 mm baya 3 mm baya 11mm fechas LW LU AjCur Fuente INIA, proyecto Fondecyt Kc

39 SUELO

40 FACTORES QUE AFECTAN DIRECTAMENTE EL DESARROLLO DE LAS RAÍCES Y LA PRODUCCIÓN Disponibilidad de agua Resistencia mecánica Aireación Temperatura DESARROLLO Y CRECIMIENTO DE LAS RAÍCES Y DE LAS PLANTAS

41 PROPIEDADES FISICAS DEL SUELO TEXTURA ESTRUCTURA ESTRATIFICACION COMPACTACION : DENSIDAD APARENTE MACROPOROSIDAD RESISTENCIA MECANICA

42 EL AGUA EN EL SUELO SUELO ARENOSO 38 % SATURACIÓN 9 % 4 % CAPACIDAD DE CAMPO P. M. P. DRENAJE AGUA = GRAVITACIONAL DISPONIBLE NO DISPONIBLE

43 EL AGUA EN EL SUELO SUELO ARCILLOSO 53 % SATURACIÓN 35 % CAPACIDAD DE CAMPO 17 % P. M. P. DRENAJE AGUA = GRAVITACIONAL DISPONIBLE NO DISPONIBLE

44 RANGO DE HUMEDAD NO LIMITANTE (RHNL) AUMENTA DENSIDAD APARENTE Y DECRECE ESTRUCTURACION RESISTENCIA MECANICA RHNL CONTENIDO DE HUMEDAD RESISTENCIA MECANICA REDUCCIÓN CRECIMIENTO RHNL CONTENIDO DE HUMEDAD CDC AIREACION DEFICIENTE AIREACION DEFICIENTE RESISTENCIA MECANICA RHNL AIREACION DEFICIENTE CONTENIDO DE HUMEDAD

45 Es recomendable realizar un mapeo del suelo para planificar sectores de riego Estudio detallado de suelo mediante calicatas y barrenazos Mapeo electrónico del suelo (Conductividad eléctrica de 0-90 cm)

46 SECTORIZACIÓN DEL EQUIPO DE RIEGO SUELO FRANCO SUELO ARCILLOSO CUARTEL 1 CUARTEL 3 SUELO FRANCO - ARENOSO CUARTEL 2

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48 PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO Profundidad Db Cap. de Campo Macroporosidad (cm) (g/cm3) (%) (%) ,49 30,4 13, ,54 31,7 10, ,47 32,5 12, ,45 31,9 13, ,45 31,9 13,4 3 La densidad real se consideró para todas las profundidades como 2.65 g/cm Cap. de Campo medida in situ

49 PATRONES DE HUMEDICIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE RAÍCES BULBO HÚMEDO EMISORES ZONA DE RAÍCES HUMEDECIMIENTO ADECUADO HUMEDECIMIENTO INADECUADO

50 TIEMPO DE RIEGO Tr = Σ (Etc - Pp) x DEH x DSH Efa x q x N Tr = Tiempo de riego en horas. Etc = Evapotranspiración máxima del cultivo en mma. Pp= Precipitación efectiva, mm. DEH = Distancia entre hileras (m). DSH = Distancia entre hileras (m). Q = Descarga real del emisor, L/h. N = Número de emisores por planta. Efa = Eficiencia del método de riego, en tanto por uno

51 FRECUENCIA DE RIEGO NORMALMENTE EN EL RIEGO LOCALIZADO SE CONSIDERAN APLICACIONES DIARIAS, SIN EMBARGO: LOS RIEGOS DE DIARIOS (ALTA FRECUENCIA) SON MÁS APROPIADOS PARA AQUELLOS SUELOS DE BAJA CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE HUMEDAD, DE TEXTURAS MEDIAS A GRUESAS, DE UNA ALTA MACROPOROSIDAD Y DELGADOS

52 EN SUELOS MÁS PESADOS, DE MAYOR CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE HUMEDAD Y DE BAJA MACROPOROSIDAD LOS RIEGOS DE BAJA FRECUENCIA (RIEGOS CADA 2 O TRES DÍAS) SE HAN MOSTRADO MÁS PROMISORIOS. LAS APLICACIONES DIARIAS DE AGUA EN ESTE TIPO DE SUELO PUEDE SIGNIFICAR PROBLEMAS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA AIREACIÓN DE SUELO, EL DESARROLLO DE CIERTAS ENFERMEDADES Y UNA ESCASA ÁREA DE SUELO MOJADA.

53 COMO REFERENCIA SE PUEDE CONSIDERAR UN AGOTAMIENTO DE ENTRE EL 15 AL 35% DE LA HUMEDAD APROVECHABLE, APLICADA AL VOLÚMEN DE SUELO MOJADO POR LOS EMISORES.

54 2.- CONTROL DEL RIEGO

55 DADA LA IMPORTANCIA QUE ADQUIERE LA DESCARGA DE LOS EMISORES EN LA DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE RIEGO, ES NECESARIO REALIZAR EVALUACIONES PERIÓDICAS DEL CAUDAL DE LOS EMISORES.

56 ESTADO HIDRICO DEL SUELO ESTADO HIDRICO DE LA PLANTA

57 Control del estado hídrico del suelo USO DE BARRENOS Y CALICATAS USO DE INSTRUMENTOS

58 Control de humedad en calicatas

59 USO DE INSTRUMENTOS INSTRUMENTOS QUE MIDEN LA ENERGÍA DEL AGUA EN EL SUELO Tensiometros Watermarker INSTRUMENTOS QUE MIDEN EL CONTENIDO DE VOLUMETRICO DE AGUA DEL SUELO Aspersor de Neutrones Sondas Capacitivas

60 CURVA CARACTERITICA DE SUELOS Ψm> -100 capilaridad Ψm< -100 adhesión Ψm (kpa) Contenido de agua

61 Tensiómetro Watermarker

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63 RANGO DE MEDICION TENSIOMETROS Rango de medición : 0 70 kpa ( cb) Rango recomendado en riego localizado : kpa Textura de suelo : Ligera a media ( Franco Franco arenosos) Requiere de mantención periódica WATER MARKER Rango de medición : kpa ( cb) POCA RESPUESTA BAJO 25 kpa Textura de suelo : Media a pesada ( Franco a arcilloso) Radio influencia 5 cm

64 ESTADO DEL AGUA EN EL SUELO SEGÚN LECTURA (cb) EN EL VACUÓMETRO DE TENSIÓMETROS Y WATERMARK LECTURA EN CENTÍBARES (cb) ESTADO DEL AGUA EN EL SUELO SUELO SATURADO SUELO ADECUADAMENTE MOJADO EN RIEGO LOCALIZADO RANGO USUAL DE RIEGO EN RIEGO SUPERFICIAL RANGO DE SUELO SECO RANGO DE SUELO MUY SECO

65 Medición de la humedad del suelo EMISOR SALES ZONA DE SATURACIÓN SALES ZONA HÚMEDA PARED DEL BULBO

66 Aspersor de neutrones Esfera de medición, 15 cm de radio

67 35 30 y = 50,099x - 5,0503 R 2 = 0,9087 Humedad (%) ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Cuentas relativas (Cn/Cs) Requiere calibración Radio de medición 15 cm Precisión 0,5% Radioactivo

68 SONDAS CAPACITIVAS (FDR) Material (Líquido) Consntante dieléctrica (20-250C) Agua Etanol 24.3 Amoniaco 16.9 Benzeno 2.29 Acetona 20.7 Aire 1.0 CO2 (liquid) 1.6 CO2 (gas) Material (Solido) Constante dieléctrica (20-250C) Hielo (-120C) Cuarzo Quartz (SiO2) 3.78 Suelo arenoso (seco) 2.55 Suelo francol (seco) 2.51 PVC 2.89 Polietileno 2.25 Teflon 2.1 Madera Fuentes: CRC Handbook of Chemistry and Physics (1993), von-hippel (1955).

69 Frecuencia 100 MHz

70 SONDAS FDR Delta-T PR1

71 Sonda FDR Deviner 2000

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73 Medición de contenido de agua 80,00 70,00 Lectura FDR (%) 60,00 50,00 40,00 30,00 20, DDPF (días) 30 cm 60 cm 100 cm

74 SOBRE LA HILERA T1 sobre hilera T4- sobre hilera 12/12/02 30/12/ Lectura FDR (%) Lectura FDR (%) Profundidad profundidad (cm) 12/12/02 30/12/02

75 RIEGO LOCALIZADO emisor emisor LÍNEA SIMPLE 4 L/H DOBLE LÍNEA 4 L/H

76 Requieren calibración ( al menos C. de C.) Precisión : 0,1 a 0,5% Su lectura se ve afectada en suelos salinos (sobre 1 ds/m). Radio de medición 5 a 10 cm No deben existir espacios de aire entre los tubos de acceso (PVC) y el suelo A lo menos debe haber un tubo en la línea de plantación y otro hacia la entrehilera

77 Control hídrico de la planta USO DE LA CAMARA DE PRESION

78 TRANSPIRACION EN LA PLANTA Ψh T = Ψh Ψs Rsp Ψh = Ψs T Rsp Ψs

79 PECIOLO DE LA HOJA A MEDIR PRESIÓN BALÓN DE NITRÓGENO A PRESIÓN TAPÓN DE GOMA CÁMARA DE ACCESO MANÓMETRO BOLSA PLÁSTICA Y PAPEL ALUMINIO LLAVE DE PASO REGULADORA DE PRESIÓN

80 Existen dos formas de medir el potencial hídrico a Nivel de hojas: En hojas que transpiran (descubiertas) : Potencial hídrico foliar En hojas que no transpiran (cubiertas) : Potencial hídrico xilemático

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82 ANTES PUNTO FINAL EN EL PUNTO FINAL

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85 Variación del potencial xilemático en durazneros Rg (Wm-2) MPa -0,4-0,8-1,2-1,6 Ψ base Ψ min 100% Etc 50% Etc Horas del día

86 P. base Variación diaria del Potencial hídrico en uva de mesa (var. Crimson) -0,2 06:00:00 09:00:00 12:00:00 15:30:00 18:00:00 21:00:00 Pot. Hidrico (MPa) -0,3-0,4-0,5-0,6-0,7-0,8 PHX PHF -0,9-1 Hora del día P. Mínimo Curimon, 03/01/2003; Crimson S 100% Etc Fuente INIA. Proyecto Fondecyt

87 Técnica básica para medir potrncial hídrico al medio día Seleccionar hojas asoleadas Envolver en bolsa plástica y papel de aluminio ( 1 hora antes de la medición) Al momento de medir cortar el peciolo con una hoja de afeitar bien afilada. Colocar la hoja más el envoltorio en la cámara de presión (~ 10 s después del corte) Presurizar la cámara a una tasa constante de entre 0.3 a 0.5 bares por segundo

88 -0, ,60 Pot. xil (MPa) -0,70-0,80-0,90-1,00 Prom=-0,74 Des = -0,04 CV% = 5,3% -1,10 tiempo antes de medición (min) Variación del potencial xilemático a medio día (13 a 14 hrs) en función del tiempo de cubrimiento de las hojas antes de la medición

89 Efectos del manejo de la hoja en el valor de potencial hídrico Tratamiento 40% ET c 120% ET c MPa Cubierta antes de cortar Cubierta después de cortar No cubierta

90 RELACIÓN ENTRE EL POTENCIAL HIDRICO FOLIAR (HOJAS NO ENVUELTAS EN ALUMINIO) Y EL POTENCIAL HIDRICO XILEMATICO (EN VUELTAS EN ALUMINIO ) -1,5-1,3-1,1-0,9-0,7-0,5-0,3-0,1-0,100 PHF = 1,20PHX R 2 = 0,91-0,300-0,500 PHF -0,700-0,900-1,100-1,300-1,500 PHX Fuente INIA, Proyecto Fondecyt

91 Potencial xilemático (MPa) Muestra Canopia alambres Canopia elevada 1-0,78-0,80 2-0,70-0,80 3-0,73-0,75 4-0,85-0,85 5-0,82-0,87 6-0,85-0,85 7-0,78-0,8 8-0,76-0,75 9-0,85-0, ,72-0, ,71-0, ,7-0,82 Promedio -0,770-0,795 Des. Est 0,06 0,05 CV% -7,77-5,69

92 Fuente L. Williams

93 Relación entre potencial hídrico y déficit de presión de vapor

94 Variación estacional del PHX en uva de mesa (100% Etc) ,3-0,4-0,5 Pinta Pot. Xil (MPa) -0,6-0,7-0,8-0,9-1 -1,1-1,2 fecha de medición

95 POTENCIALES HÍDRICOS XILEMÁTICOS MEDIDO AL MEDIODÍA Thompsom S. 1999/2000-0,5 01-dic 15-dic 03-ene 15-ene 25-ene 03-feb 10-feb 17-feb 23-feb 08-mar -0,55-0,6 Pot. Mín. (MPa) -0,65-0,7-0,75-0,8-0,85-0,9-0,95 6 horas 12 horas 18 horas Fuente INIA-ODEPA, Proyecto decaimiento Parronales de Aconcagua

96 Potencial hídrico xilemático a medio día en plantas con distinto riego a lo largo del año (Thompson S.) 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1, % E T c 50% ETc Fuente INIA, Proyecto FONDEF

97 Fuente Agricultura Técnica(INIA) 2002 POTENCIALES HÍDRICOS XILEMÁTICOS MEDIDO AL MEDIODÍA (SWP N) Cabernet sauvignon 1994/95 09-Nov 23-Nov 07-Dic 21-Dic 05-Ene 19-Ene 02-Feb 16-Feb 02-Mar 16-Mar 30-Mar -0,5-0,7 (SWP n Mpa) -0,9-1,1-1,3-1,5-1,7 PINTA:22/01 La Platina-Stgo T1 T2 T3 T4

98 Crecimiento de brotes y potencial xilemático Vid de mesa Thompson S. Fuente INIA, proyecto Fondef

99 Crecimiento de brotes y potencial xilemático, Ciruelos Fuente INIA, proyecto Fondef

100 Crecimiento diario de tronco y potencial xilemático Durazneros Fuente Selles y Berger(1990)

101 Velocidad relativa de crecimiento de frutos y potencial xilemático en durazneros Fuente : Agricultura Técnica (INIA) 2002

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103 Como el potencial xilemático puede ayudar en el manejo del riego? Puede ser utilizado para decidir el momento de aplicar el primer riego. Puede se utilizado para determinar el intervalo entre riegos ( frecuencia). No entrega información sobre la cantidad de agua a aplicar en cada riego.

104 VALORES DE POTENCIAL HÍDRICO XILEMÁTICO EN PLANTAS SIN DÉFICIT Especies Plantas con suministro de agua Normal (Ψ x, MPa) Durazno tardío (Santiago) -0,7-1,0 Cerezos ( San Fernado) -0,7-0,85 Ciruelo (San Fernando)) -0,77-1,0 Nogales (Los Andes) -0,5-0,8 Paltos (Quillotas) -0,5-0,8 Vides mesa Thompson Seedless (San Felipe) -0,6-0,8 Vides de mesa Flame Seedless ( Nancagua) -0,65-0,9 Vides de mesa Crimson Seedless (Curimón) -07-0,80 Vides vino Cabernet Sauvignon (Valle del Maipo) -0,7-1,0 Vides vino Chardonay (Casablanca) -0,5-0,9 Olivos (San Felipe) -1,1-1,6

105 Control hídrico de la planta USO DE DENDROMETROS

106 T = Qs + QC T = Ψs -Ψh Rsp Ψh + C t

107 DENDRÓMETRO MECÁNICO

108 ANTENA DENDRÓMETRO ELECTRÓNICO CENTRAL DE ADQUISICIÓN DE DATOS FITOMONITOR EN VIDES

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110 DPV 5 4 DPV ( kpa) horas varaiación diaria de diametro de tronco micrones horas PXL 0-0, PXL MPa -0,4-0,6-0,8-1 horas

111 Fuente Selles et al Proyecto Fondecyt

112 RIEGO Fuente Selles et al Proyecto Fondecyt

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114 Fuente INIA Proyecto Fondecyt

115 Crecimiento del tronco (microns por día ) y = 1,4369x - 17,717 R 2 = 0, ,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 Lectura media del FDR (%) at 30 Cm T1 T2 T3 T4 Crimson S 2002/03 Fuente Selles et al Proyecto Fondecyt

116 Crecimiento del tronco ( micrones por día) y = 119,04x + 150,94 R 2 = 0,59-1,2-1,1-1 -0,9-0,8-0,7-0, Potencial Hídrico Xilemático ( MPa) Serie1 Serie2 Serie3 Serie4 Crimson S. 2002/03 Fuente Selles et al Proyecto Fondecyt

117 SENSIBILIDAD DEL INDICADOR S= RESPUESTA DEL CONTROL (100% ETc) RESPUESTA RIEGO DEFICITARIO S= 1, Parámetro no sensible S? 1, Parámetro sensible (Moriana y Fereres, 2002)

118 SENSIBILIDAD DEL INDICADOR? x 1,3 1,2 PHX100/PHX75 1,1 1 0,9 0,8 0,7 31/10/02 30/11/02 30/12/02 29/01/03 28/02/03 Fechas de medición Crimson S., Curimón Fuente INIA Suelo Franco arcilloso profundo

119 SENSIBILIDAD DEL INDICADOR Ψx Sensibilidad pot xilemático 1,1 PHX100/PHX50 1 0,9 0,8 0,7 0,6 30/11 10/12 20/12 30/12 9/1 19/1 29/1 8/2 18/2 Fecha de medición Thompsom S. 1997/98. La Platina. Fuente INIA Suelo Franco delgado, con piedras

120 TRATAMIENTO 2 3,5 RESPUESTA RELATIVA(T1/T2) 3 2,5 2 1,5 1 0, DABB TGR SWP LWP T1 = 100% ETm T2 = 75% ETm Fuente Selles et al Proyecto Fondecyt

121 LA PLATINA