Manejo Nutricional de Cultivos 2da Parte

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


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


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


Da = 1.58 g/cm3Ea = 19.7%

HA = 12.6 vols.

Criterio de Riego


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% 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


Da = 1.50 g/cm3Ea = 16.8%

HA = 14.5 vols.

Criterio de Riego


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%


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


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


Suelo: 30%Arena – 30% Arcilla – 40%Limo

Franco Arcilloso


Da = 1.44 g/cm3Ea = 13.3%

HA = 13.4 vols.

Criterio de Riego


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.

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