Post on 19-Jun-2015
SEGUNDA PARTE
II SIMPOSIUM NACIONAL
Ing. Mg. Sc. L. Hurtado LeoAGRUM CONSULTING SERVICES SAC
08 – 09 Marzo 2013UNALM La Molina
RELACIONES
SUELO - AGUA
Sistemas de riegoSuperficiales
Sistemas Gravitacionales (sistemas tradicionales)
* Pozas (pequeñas parcelas
hidráulicas)
* Melgas (grandes parcelas
hídráulicas)
* Surcos (avance en línea)
Sistemas Presurizados* Aspersión* Pivot Central (avance frontal)
* Cañones (autopropulsados)
Localizados
Sistemas Localizados R.LA.F. (sistemas modernos de irrigación)
* Micro aspersión* Goteo* Sub superficiales (exudación)
Sistemas de riego tecnificado(Sistemas superficiales o localizados)
* Conducción y aplicación por tuberías1. Dosificadores a los surcos (sifones,
mangas)2. De caudal variable 3. Por pulsos
SISTEMA DE RIEGO POR POZASEficiencia de riego
5– 15 %
Eficiencia de riego15 – 30 %
Sistema tradicional de riego por surcos
APLICACIÓN DE AGUA AL SUELO POR GRAVEDAD POR EL MÉTODO TRADICIONAL POR SURCOS.Eficiencia de Riego: 15 - 40%
Riego superficial por surcos de baja eficiencia
< 20%
Eficiencia de riego40 - 60%
Sistema Tecnificado de riego por surcos
Sistema de riego por surcos,altamente tecnificado
(Riego por caudal discontinuo)
Eficiencia de riego50 – 75%
Eficiencia de riego70 - 75 %
Sistema de riego superficial por aspersión
Eficiencia de riego85 - 95 %
Riego localizado de alta frecuencia: por goteo.
Eficiencia de riego95 - 98%
Riego localizado por exudación.
Sistema subsuperficial con cintas microporosas enterradas de 5 a 8 cm. de profundidad.
EL RIEGO
Medio artificial de aplicar agua al suelo, en la zona de raíces
de las plantas cultivadas, de forma que la utilicen
eficientemente.
CONCEPTO AGRONÓMICO DEL RIEGO
El riego es la aplicación oportuna y uniforme de agua al perfil del suelo para reponer el agua consumida entre dos aplicaciones
sucesivas
SE RIEGA ELSUELO
NOLA PLANTA.
NO SE RIEGALA
SUPERFICIE
SE RIEGA EL PERFIL.
DEBE SER OPORTUNO
Y REALIZADO CON
EFICIENCIA
EL VOLUMEN APLICADODEBE SER
IGUAL ALCONSUMIDO
Depende de las
propiedades físicas del
suelo
Dependedel volumen
de suelo ocupado por
las raíces
Depende de la técnica de aplicación ,
evitando excesos y déficits
Depende del requerimiento de las plantas
y de las condiciones climáticas
Uso Eficiente y Racional del Agua
Se basa en el conocimiento de las relaciones hídricas del sistema integrado Suelo - Planta - Atmósfera y permite responder a las preguntas de
porque?, cuando?, cuanto? y como? regar.
COMO REGAR?CUANDO REGAR?PORQUE REGAR? CUANTO REGAR?
como aplicarel agua al
suelo
Con que frecuencia sedebe repetir
los riegos
Que beneficiose espera obtener
Cuanto tiempoo con cuantaagua, se debe
regar
Programación del riego
Para lograr un rendimiento económicamente satisfactorio, la demanda deagua de las plantas debe ser balanceada con la oferta disponible. El problemaes, que la demanda evaporativa de la atmósfera es continua, mientras que laoferta (riego) no ocurre oportunamente y casi siempre en forma irregular.
Enfoques para responder las preguntas de:cuando regar ? y cuanto regar ?
1. Volúmenes aprovechables (criteriotécnico) ó 2. Potencial Hídrico (criterio científico)
Perdida de agua por transpiraciónen relación a cada uno de los estados fenológicos de los cultivos.
I. El suelo como reservorio deagua (oferta disponible)
ii. La planta comotrasmisor de agua
En relación a la intensidad del factor aerodinámico (humedad atmosférica yviento ) e intensidad del factor energético v (temperatura, radiación),
iii. El clima como motor de la demanda evaporativa
Cuando regar ?La frecuencia o intervalo de tiempo entre riegos consecutivosdebe evitar que el déficit de humedad afecte el rendimiento
económico de los cultivos.
Para un suelo dado, depende del estado fenológico del cultivo (factor planta) y del poder evaporante de la atmósfera (factorclima)
Cuanto regar ?Los volúmenes de agua que se entregan en cada riego dependen;
de la disponibilidad de agua del suelo (factor suelo), del criterio de riego (CR), del estado fenológico del cultivo (factor planta) y de la
eficiencia de riego del sistema (tecnología de riego)
La condición ideal es que el riego se aplique, en la cantidad necesariacuando el potencial hídrico del agua del suelo, sea lo suficientementealto (criterio de riego) de manera que el suelo pueda suministrar aguacon rapidez necesaria para compensar las necesidades hídricas de loscultivos, por las exigencias del poder evaporante de la atmósfera .
Relaciones del bulbo húmedo en los sistemas de riego localizado
El bulbo húmedo
Suelos de textura
fina(Arcilloso, Franco -arcilloso)
Suelos de textura media
(Franco, Franco
arenoso)
Suelos de textura gruesa
(Arenoso, Arenas
francas)
Forma del bulbo húmedo según el tipo de suelo
Movimiento del agua y de las sales con el riego
Distribución del agua
Distribución del sales
•.
Distribución de las sales en riego localizado
Zona lixiviada ysaturada
Zona húmeda de baja salinidad
gotero
Zona de baja humedad y
alta concentración
salina
Zona de baja humedad y
alta concentración
salina
Los Suelos
Cuerpos naturales, policomponentes, trifasicos, particulados y porosos presentan propiedades y características físicas muy
variables, desde aquellos muy filtrantes hasta los que no drenan .
Las características físicas del suelo son actores de primer orden en el planeamiento del riego……
y las características químicas en el planeamiento de la fertilización
En la agronomía de los cultivos, se riega el suelo y se fertiliza el suelo……
no regamos las plantas, ni tampoco las fertilizamos !
Las variables hidrodínamicas, como su capacidad de retención (CC) y su limite de disponibilidad (PM), son imprescindibles en la determinación de la
lámina de riego a aplicar.
Modélo de tres fases del suelo
Sojka, 1999
Fase SólidaMatriz del suelo(arena, limo, arcilla,
M.O.)
Fase GaseosaEspacio aéreo
(O2, CO2)
Fase lìquidaSolución Suelo
(H2O + iones)
LA TEXTURA DEL SUELO ES PROPIEDAD FUNDAMENTAL.
Prácticamente no cambiaen el transcurso de una
generación.
La infiltrabilidad, la permeabilidad, la porosidad , la
capacidad de aireación y la capacidad de retenciónde humedad y de drenaje
dependen de esta propiedad.
La tecnología de riego depende del conocimiento de
las propiedades físicas del suelo
Velocidad de infiltración
La infiltración es un proceso que Implica entrada y movimiento del agua en el suelo, y se expresa en unidades de velocidad de
paso: mm/h, cm/hora
Textura Velocidad de Infiltración (mm/hora)
Arenas > 50
Arenas Francas 50 - 25
Franco arenosos 25 - 20
Francos 10 - 15
Franco Arcilloso s 2.5 - 10
Arcillosos < 2.5
ESTRUCTURA DEL SUELO
Propiedad física de máxima importancia en el riego
Modifica las características físicas derivadas de la textura y determina la
velocidad de infiltración, variable física que
determina el tiempo de riego.
¿cuánto regar?la infiltrabilidad del suelo debe ser tal
que la velocidad de aporte de aguano exceda su capacidad
de absorberla, evitando su perdida por escorrentía superficial
SoluciónInterna
oMicelar
Doble CapaEléctrica Difusa
(Bajo potencial electrocinético)
Ca ++ +Mg ++ + +K + +
Na + + + Ca ++ +Mg ++ + +Na+ +
Ca++ + +
Físico Química de los Suelos Salinos de las áreas irrigadas de las zonas áridas
Complejocoloidal
Ca++, Mg++, K+, Na+
CL-, SO4—
{ClNa, SO4Na}
Solución Externa o Solución Suelo
-Alta presión osmótica- Complejo coloidal floculado
- Estado estructural de moderado a débil- Moderada infiltrabilidad, buena permeabilidad
CEe > 2 dS/m, PSI < 7, pH 6.5 – 8.5
PO
Clasificación de los Suelos Salinos
Suelo CEe (dS/m) Respuesta en el Rendimiento de las plantas cultivadas
• No salino < 2 Sin restricción de uso.
Ligeramente 2 - 4 Los cultivos muy sensibles (palto, fresa,salino frijol etc), muestran rendimientos
restringidos.
Medianamente 4 - 8 Los cultivos sensibles (vid, pimiento, maíz) salino muestran rendimientos restringidos.
Fuertemente 8 - 16 Solo los cultivos resistentes rindensalino. satisfactoriamente (esparrago, algodón)
Extremadamente > 16 Los cultivos muy resistentes muestransalino rendimientos restringidos (cebada)
Na+. Ca++, Na+ Mg++, Na+, K+, Na+
CO3--, HCO3-, OH-
{HCO3Na, CO3Na2, NaOH}
Solución internao
Micelar
Doble Capa ElectricaDifusa
(Alto potencialelectrocinético)
Ca ++ +Na+ + + -K + + -Na + + + Na + + -Mg ++ + +Na+ + -
Ca++ + +Na*
Físico Química de los Suelos Alcalinos de las áreas irrigadas de las zonas áridas
Complejocoloidal
Solución Externa o Solución Suelo
-Variable presión osmótica- Complejo coloidal dispersado- Estado estructural degradado
- Disminuída infiltrabilidad, -Deficiente permeabilidad.
CEe > <2 dS/m, PSI > 7, pH > 8.5
PSI
Clasificación de los suelos alcalinos
Suelos PSI ( Na*/CIC ) Efectos en los Suelos y en las Plantas pH > 8.5 cultivadas
No alcalino < 2 Sin restricción de uso.
Ligeramente 7 - 15 Suelos de textura gruesa dispersan.alcalino el agua no infiltra, cultivos sensibles
acumulan sodio.
Medianamente 16 - 25 Deterioro de las propiedades físicasalcalino en suelos de textura medía. Cultivos
tolerantes acumulan sodio
Fuertemente 25 -40 Deterioro de las propiedadesalcalino físicas en todos los suelos.
cultivos muy tolerantes acumulan sodio
Extremadamente > 40 Restricción agrícola severa.alcalino producción nula.
PSI = Porcentaje de Sodio Intercambiable (%)
VARIABLES HIDRODINÁMICAS
SUELO – AGUAY
CARACTERÍSTICA DE HUMEDAD DE LOS
SUELOS
Valores promedio de la Capacidad de Campo (0.3 bar) en relación con la textura del suelo
Capacidad de campoSUELOS Da (g/cm3) (% de humedad
gravimétrica )
ARENOSO 1.74 3.0 - 9.0
FRANCO ARENOSO 1.62 12.0 - 16.0
FRANCO 1.50 17.0 - 24.0
FRANCO ARCILLOSO 1.44 24.0 - 28.0
ARCILLOSO 1.40 30.0 - 39.0
Valores promedio del Punto de Marchitez (15 bar) en relación con la textura del suelo
Punto de MarchitezSuelos Da (g/cm3) (% de humedad
gravimétrica )
ARENOSO 1.74 1.5 - 5.0
FRANCO ARENOSO 1.62 6.0 - 9.0
FRANCO 1.50 9.5 - 12.5
FRANCO ARCILLOSO 1.44 16.5 - 21.0
ARCILLOSO 1.40 25-0 - 32.0
de 2.5 a 4.0
Volúmen
esApro
de 6.0 a 10.0 Volúmen
es
de 11.0 a 17.0 Volúmenes
de 9.0 a 11
Volúmenes
ArenosoFranco arenoso
Franco Francoarcilloso
Arcilloso
Representación Porcentual y Volúmenes Aprovechables (HA = CC - PM) de cinco suelos minerales típicos
HA = de 6.0 a 9.0
Volúmenes
CURVAS CARACTERÍSTICAS DE HUMEDAD
SUELOS DEL DESIERTO COSTERO
Curva Característica de Humedad Suelo: 95% Arena – 3% Arcilla – 2% Limo
Arena
Variables Hidrodinámicas
Da = 1.73 g/cm3Ea = 26.2%
HA = 5.8 vols.
Criterio de Riego
Riego por SuperficieRango: 0.3 – 2.0 bar8.5%– 4.3% = 4.2 vols.
Riego Localizado1* Rango: 0.1 – 0.3 bar22.4% - 8.5%=13.9 vols.
Ea = 12.3%
2** Rango: 0.2 – 0.4 bar13.9% – 6.6% = 7.3 vols.
Ea = 20.8%
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
0 10 20 30 40
% Humedad en Volumen
SucciónMátrica(bar)
(bar)
0.00.10.20.30.41.02.04.010.015.0
Humedad% Vol.
34.722.413.9
8.5 CC6.6 5.14.33.63.0
2.7 PM
Ψm
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25 30 35 40
% Humedad en volumen
SucciónMátrica(bar)
Curva Característica de Humedad Suelo : 80% Arena – 12% arcilla – 8% Limo
Arena Franca
(bar)
0.00.10.20.30.41.02.04.010.015.0
Humedad% Vol.
37.626.320.1
15.4 CC12.910.79.18.47.7
7.2 PM
Variables Hidrodinámicas
Da = 1.65 g/cm3Ea = 22.2%
HA = 8.2 vols.
Criterio de Riego
Riego por Superficie
Rango: 0.3 – 2.0 bar15.4%– 9.1% = 6.3 vols.
Riego Localizado
Rango: 0.2 – 0.4 bar20.1 – 12.9 = 7.2 vols.
Ea = 17.5%
Ψm
Curva Característica de Humedad
Suelo: 60% Arena – 16% Arcilla – 14% Limo
Franco Arenoso
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
% Humedad en Volumen
Succión Mátrica
(bar)
(bar)
0.00.10.20.30.41.02.04.010.015.0
Ψm Humedad% Vol.
42.432.227.2
22.7 CC18.415.213.111.810.8
10.1 PM
Variables Hidrodinámicas
Da = 1.58 g/cm3Ea = 19.7%
HA = 12.6 vols.
Criterio de Riego
Riego por Superficie
Rango: 0.3 – 2.0 bar22.7%– 13.1%= 9.6 vols.
Riego Localizado
Rango: 0.2 – 0.4 bar27.2 – 18.4 = 8.8 vols.
Ea= 15.2%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Succión Mátrica(bar)
% Humedad en Volumen
Humedad% Vol.
45.237.832.9
28.4 CC24.821.618.616.314.6
13.9 PM
(bar)
0.00.10.20.30.41.02.04.010.015.0
Ψm
Variables Hidrodinámicas
Da = 1.50 g/cm3Ea = 16.8%
HA = 14.5 vols.
Criterio de Riego
Riego por Superficie
Rango: 0.3 – 2.0 bar28.4%– 18.6% = 9.8
vols.
Riego Localizado
Rango: 0.2 – 0.4 bar 32.9%– 24.8% = 8.1
vols.Ea= 12.3%
Curva Característica de Humedad
Suelo: 40% Arena – 20% Arcilla – 40% Limo
Franco
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
% Humedad en Volumen
Succión Mátrica
(bar)
(bar)
0.00.10.20.30.40.61.02.04.010.015.0
Humedad% Vol.
46.942.438.2
34.5CC31.028.125.723.822.120.8
20.2 PM
Ψm
Curva Característica de Humedad
Suelo: 30%Arena – 30% Arcilla – 40%Limo
Franco Arcilloso
Variables Hidrodinámicas
Da = 1.44 g/cm3Ea = 13.3%
HA = 13.4 vols.
Criterio de Riego
Riego por Superficie
Rango: 0.3 – 2.0 bar33.6 – 24.1= 9.8 vols.
Riego Localizado
Rango: 0.3 – 0.6 bar33.6 – 28.1 = 5.5 vols.
Ea = 13.3%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
% Humedad en volumen
Succión Matrica(bar)
S1
S2
S3
Curvas Características de Humedad de tres Suelos Típicos del Desierto Costero
S1Arena
CC= 8.5% PM= 2.7%
HA=5.8 vols.Ea = 26.2%
S2Franco ArenosoCC= 22.7%PM= 10.1%
HA= 12.6 vols.Ea = 19.7%
S3FrancoArcillosoCC= 34.5%PM=20.2%
HA= 14.3 vols.Ea = 12.4%
ө poro 0.001 u 0.2 u
PM
8.5 u
CC
30 u > 800 u
SUELO
SECO
SUELO
SATURADOHumedad Aprovechable
o disponible para
las plantas
(sin drenaje)
drenaje
lento
(1 - 4 días)
drenaje
rápido
(horas)
10 mIllones
cm H20
15,000
cm H20
(15 Atm.)
330
cm H20
(0.3 Atm)
100
cm H200
cm H20
ψm = 50
cm H20
70 u
*
*zona de drenaje extremadamente rápido ,El agua se infiltra y percola de inmediato, incluye grietas en el suelo
Relaciones entre el Diámetro de Poros y la
Succión Hídrica Correspondiente
Requerimiento de Riego Neto (Lámina neta)
El requerimiento de riego neto (ETc) se refiere a la cantidad de agua que se debe reponer al suelo en cada riego y corresponde al volumen de agua que dicho suelo
puede almacenar y que la planta pueda evapotranspirar. Depende:
■ De la capacidad de retención de agua del suelo, y
■ Del criterio de riego
En riego por gravedad: surcos.el criterio técnico es que el cultivo
consuma El 50% de la humedad aprovechable (Tensión de humedad máxima = 2.0 bars).
-en riego localizado de alta frecuencia: goteoel criterio es , un contenido de humedad en el suelo por encima
del 90% de la humedad aprovechable (tensión de humedad máxima = 0.6 bars)
RIEGO POR SUPERFICIE: criterio de riego (CR)
La tecnificación del riego por superficie, implica regar antes que se alcance el 50% de la humedad aprovechable (-ψt = (-)ψm + (-) ψo > - 2.0 bar)
Ejem: Suelo franco con CC = 20.3% Hum. grav., PM = 9.8% Hum grav. , Da = 1.5 g/cm3 y 15.75 volúmenes aprovechables
CC = 30.45% hum. vol.
(100% disponible )
PM= 14.7%hum. vol.
(0% disponible)
50% de
H.A.
7.87 vol.
LA = %CC - %PM/ 100 . Da . Prof . CR
LA = 20.3 – 9.8 /100 x 1.5 x 1.0cm x 0.5 = 7.87 m3/ha/cm
22.58%
Hum. Vol.
RIEGO LOCALIZADO: Criterio de Riego (CR)
La tecnificación del riego en sistemas localizados, implica QUE PARA CALCULAR la LÁMINA NETA, se debe regar a valores de succión (-ψt = (-) ψm + (-) ψo = o <
0.6 bar) menores de 0.6 bar y se debe considerar, la profundidad de bulbo húmedo y del porcentaje del área humedecida (R.H), que depende de
distanciamiento entre laterales y del tipo y número de emisores.
CC = 30.45 % hum. vol.(0.33 bar)
PM= 14.7%hum. vol.(15 bar)
0.4 bar de succiòn+- 95% de la HA
32.6 – 28.8 = 3.8 vols.
LA = %Hum a 0.2 bar - %Hum a 0.4 bar / 100 x prof. bulbo x Relación de Humedecimiento
LA = 3.8 vol x prof. bulbo x R.H. = mm x 10 = m3/ha
28.8 %
humvol
0.2 bar = 32.6 %
hum. vol.
Sat.
Copa porosa
Tamaño del
tensiometro
Lectura en cbar100 cbar = 1 bar = 1000 cm H2O
Rango de lectura: 0 – 85 cbar
Rango practico: 10 – 60 cbar
Ejemplo:
Lectura= 48 cbar / tamaño = 30 cmLectura corregida = Lectura x 10 – tamaño
del tensiómetroLectura corregida = -48 x 10 + 30 = -450 cm H2O
450 cm H2O = 45 cbar = 0.45 barΨm = - 0.45 bar
TENSIOMETRO
Eficiencia de Riego
Eficiencia de Conducción (Ef. Cd.) x Eficiencia Agronómica (Ef. U)
Eficiencia de conducciónrelación entre el caudal de entrada al predio y el caudal a la toma de la fuente de
agua.
Eficiencia agronómica Ef. de Aplicación x Ef. de Almacenamiento x Ef. de distribución
EU = (Ef. Ap.) (Ef. Al.) (Ef. Di.)
Eficiencia de Aplicación: relación entre el volumen de entrada de agua a la unidad de riego y el volumen de agua retenida en la zona radicular (la diferencia son pérdidas de agua por percolación profunda,
escorrentía superficial y evaporación directa)
Eficiencia de Almacenamiento: relación entre el agua almacenada en el perfil del suelo y el agua necesaria para llevar la zona radicular a su máxima capacidad de retención.
Eficiencia de Distribución: relación entre el promedio de profundidad alcanzada por el agua en el perfil con el riego y la desviación de este promedio para un determinado numero de puntos
I. SISTEMA A GRAVEDAD POR SURCOS
Ο ΟΟ Ο ΟΟ ΟΟ Ο Ο ο
Ο ο Ο Ο Ο
Eap = 100 % Eal = 65 % Ed = 70 %EU = 45 %ER = 22.5 %
Ο Οο Ο ο
Ο Ο Ο ο Ο Οο Ο Ο Ο
Eap = 60 % Eal = 100 % Ed = 75 %EU = 45 %ER = 22.5 %
II. SISTEMA A PRESION POR ASPERSION Ο Οο Ο Ο Ο ο ο Ο Ο ο S Ο ο ο ο Ο A.
Eap = 95 % Eal = 90% Ed = 85 %EU = 72.5 %ER = 72 .5 %
III . SISTEMA A PRESION POR GOTEO
Ο Ο οΟ ο Ο
Ο Ο ο Ο ΟΟοSUPERFICIE Ο
ZONA DE RAICES
EU = 85 % ER = 85 % Eap = 95 % Eal = 95 % Ed = 95 %
Perfiles Esquemáticos en Base a Diferentes Practicas de Riego en Relación con la Eficiencia
Requerimiento de Riego Total
(Lámina total = Lámina neta/Eficiencia del riego)
El requerimiento total de riego (RR total)es la cantidad total de agua que debe disponerse
en cada riego, de manera de asegurar una cantidad determinada en la zona de raíces (RR neto), que permita
satisfacer las necesidades del cultivo (ETc). Depende:
■ de la eficiencia del riego(Eficiencia de conducción x Eficiencia agronómica)
Y■ de la fracción de lavado
(que está en relación a la calidad del agua de riego y a la Resistencia y sensibilidad de las plantas a la salinidad)
Eficiencia de Riego para Diferentes Sistemas y Métodos de Riego
Sistemas de Riego
E. Conducción
%
Eficiencia de Agronómica (%)
Eficiencia Total %
GravedadMelgasSurcos
Aspersión
Goteo
Exudación(Sub superficial)
0.50.5
1.0
1.0
1.0
0.400.65
0.90
0.95
1.00
0.850.85
1.00
1.00
1.00
0.600.75
0.80
0.90
0.98
10.220.7
72.0
85.5
98.0
Eficiencia de Riego = Eficiencia de Conducción x Eficiencia Agronómica
Efc.Apl.
E.fc.Cond
.
Efc. Dist.