Plan De Riego

Facultad de Agronomía UCV Departamento de Ingeniería Agrícola

Fundamentos de Riego y Drenaje TEMA II:

El plan de riego Componentes y elaboración Maracay, JUNIO 2009

Contenido del tema Láminas de riego. Tiempo de riego y tiempo de aplicación Demanda de agua de los cultivos y balances hídricos. Intervalos entre riegos. Determinación. Fuentes de agua con que cuenta la unidad de producción y volumen disponible en cada una. Determinación de la superficie a regar. Calendario de riego. Caudal de agua. Ajuste del calendario de riego mediante registros de humedad en el suelo. Métodos de medición.

Objetivo del tema Elaborar de manera crítica y responsable el plan de riego para un caso particular, partiendo de información edafológica, climatológica, de recursos hídricos y de cultivos, adecuadamente analizada y procesada.

Facultad de Agronomía UCV Departamento de Ingeniería Agrícola

Fundamentos de Riego y Drenaje Para el riego, los suelos son paisajes y perfiles

Láminas de agua y tiempo de riego Maracay, JUNIO 2009

Objetivo del tópico Calcular y analizar láminas y volúmenes de agua, parte inicial del plan de riego y determinar, con la lámina de riego, el tiempo de riego, de acuerdo con las características de infiltración del suelo y la forma de aplicación del agua.

El suelo y sus 3 fases Volumen de aire (Va) Volumen de agua (Vw) Volumen de sólidos (Vs)

Volumen total de suelo

V = Va + Vw + Vs

Si Va = 0, entonces el suelo estaría saturado Si Vw = 0, entonces el suelo estaría seco Va y Vw compiten por el espacio poroso

¿Cómo podemos expresar la cantidad de humedad del suelo? Siempre será una expresión relativa:

1. Humedad basada en relaciones de masa. 2. Humedad basada en relaciones de volumen. 3. Humedad basada en relaciones de espesor.

Humedad basada en relaciones de masa mw = masa de agua mp = masa de partículas Si relacionamos ambas: mw

g = mw / mp = (Fracción gravimétrica de humedad)

mp

Expresión fraccional que también podríamos expresar de manera porcentual

PREGUNTA: ¿Si la expresamos en % puede ser más del 100 por 100?

Humedad basada en relaciones de volumen A

Vw = volumen de agua V = volumen total de suelo Si relacionamos ambos volúmenes:

v = Vw / V

Vw

Z

V=A.Z

(Fracción volumétrica de humedad)

Expresión fraccional que también podríamos expresar de manera porcentual

PREGUNTA: ¿Si la expresamos en % puede ser más del 100 por 100?

Humedad basada en relaciones de espesor L = lámina de agua Z = espesor de suelo (muestra, estrato, etc)

A

Recordemos que: v = Vw / V L

Z

Despejando de esta expresión el Vw:

Vw = v . V Si esta expresión la dividimos entre el área: V=A.Z Vw = A . L

L = v . Z Entonces, el concepto de lámina es independiente del área

Relación entre humedad gravimétrica y humedad volumétrica Densidad aparente del suelo: Da = mp / V

Densidad del agua: Dw = mw / Vw Si dividimos la Da entre la Dw obtenemos la densidad específica aparente (Dea) que tiene el mismo valor de la densidad aparente pero sin dimensiones. (Da /Dw) (mw / mp) = Vw / V (Da /Dw).g = v Dea . g = v

Contenido de humedad y estado energético del agua en el suelo Para riego es determinante tanto el contenido de humedad del suelo como el estado energético del agua en el mismo. ¿Por qué? El estado energético permite explicar el flujo de agua en el sistema suelo-planta-atmósfera, pero también permite precisar si existe agua que puede estar disponible de manera fácil para las plantas.

Humedad y energía de posición La manifestación más clara de la energía de posición es el desplazamiento vertical descendente del agua libre por los poros de drenaje del suelo (macroporos). No obstante, este tipo de energía siempre está presente ya que depende de la gravedad (g), la masa del agua (mw) y la distancia vertical considerada (y): g = mw . g . y

Su valor puede ser negativo, cero o positivo

Capilar

Humedad y energía de presión + Presiones

El agua que asciende dentro del capilar representa la presión que se equilibra con las fuerzas capilares (potencial mátrico: m). El agua por debajo de la superficie líquida estará a una presión hidrostática equivalente a la carga de agua sobre el punto considerado (potencial hidrostático: h). Esto es lo que ocurre en un suelo, por arriba y por debajo de una mesa de agua en reposo.

Humedad y energía de presión osmótica La presión osmótica es causada por los iones en solución. Mientras más iones en solución, más presión osmótica. Esta presión osmótica constituye el potencial osmótico que puede ser calculado a partir de la Conductividad Eléctrica de la solución (CE). La relación entre ambos es: o = - 36 CE (dS.m-1) = KPa

Potenciales relacionados con el flujo del agua en el suelo 1. Potencial de posición (g) 2. Potencial mátrico (m) El flujo ocurre: De mayor potencial

A menor potencial

Aquí es importante recordar el Teorema de Bernoulli y la Ley de Darcy

Potenciales relacionados con el aprovechamiento del agua por la planta 1. Potencial mátrico (m)

oscila entre 0 y - 

2. Potencial osmótico (o) oscila entre 0 y -  Ambos potenciales son afectados por el contenido de agua en el suelo 1. Las curvas de retención de humedad se elaboran con valores de humedad y presiones de equilibrio equivalentes en valores absolutos al m. 2. Al disminuir la humedad en el suelo la concentración iónica aumenta en la solución disminuyendo el o.

Escala de humedad en el suelo Humedad a saturación (máximo valor)

Humedad a capacidad de campo (CC) Humedad crítica (C)

Manejo adecuado del suelo bajo riego

Humedad a punto de marchitez permanente (PMP) Suelo seco al aire Suelo seco en estufa (mínimo valor = 0 humedad) Humedad fácilmente aprovechable: la comprendida entre CC y C

Lámina de agua aprovechable desde el punto de vista agronómico (Laa) LCC = CC (Da / Dw).Z CC C Z

LC = C (Da / Dw).Z Laa = LCC - LC Laa = (CC-C) (Da / Dw).Z

Como los suelos por lo general son estratificados, la suma de las diferentes Laa de un suelo hasta la profundidad radical efectiva constituye la Lámina faltante programada (Lfa). Profundidad radical efectiva: profundidad que contiene el 80 % de las raíces del cultivo

Fracción de lavado para control salino y lámina de riego neta Si el agua tiene riesgo de salinización, se prevee una lámina adicional de riego para lavado de sales (Ld).

Una vez definida la fracción de lavado (Fl), se calcula la lámina de riego neta (Lr):

Lr = Lfa + Ld Fl = Ld / Lr Si Lfa y Fl son conocidos, entonces se calcula Ld y luego con ella Lr. Ld = (Lfa)(Fl) / (1-Fl) ¿Cómo se calcula la fracción de lavado?

Tiempo de riego y tiempo de aplicación del agua El tiempo de riego o tiempo de oportunidad es el tiempo necesario para que infiltre la lámina de riego neta (Lr). El tiempo de aplicación es el tiempo que se destina para la aplicación de la lámina de riego neta más las pérdidas previstas en la unidad de riego (Lra).

Tiempo de riego en métodos superficiales En los métodos de riego superficiales (los que utilizan el escurrimiento y la inundación) el tiempo de riego se calcula a partir de la infiltración acumulada. Se reemplaza en la ecuación de infiltración acumulada el parámetro infiltración por el valor de la lámina neta y se despeja el tiempo, el cual será entonces el tiempo de riego.

En consecuencia es conveniente conocer la infiltración del suelo en estudio.

Tiempo de riego en métodos de riego presurizado El tiempo de riego se calcula aquí en función de la tasa de infiltración básica, para que los emisores descarguen el agua a una tasa que no genere escorrentía. En este caso, el tiempo de riego es el cociente entre la lámina neta y la tasa de infiltración básica.

Revisar todo lo relacionado con la infiltración del agua en el suelo.

Resumen En esta presentación se exponen las diferentes expresiones de humedad del suelo y la relación entre el contenido de humedad y los potenciales de agua, para el manejo agronómico del riego. Se destaca la expresión de humedad en forma de lamina, que es la que se aplica en el manejo del riego para definir los volúmenes de agua. Luego se introduce el concepto de tiempo de riego basado en la magnitud de la lámina, las características de infiltración del suelo y el método de riego, destacando después la diferencia entre el tiempo de riego y el tiempo de aplicación.

Bibliografía a consultar De JUAN VALERO, J y F. De SANTA OLLALLA. 1993. Agronomía del riego. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España. 733 p. LANDON, J. 1991. Booker tropical soil manual. A handbook for soil survey and agricultural land evaluation in the tropics and subtropics. Longman Scientific and Technical. New York. USA. 474 p. VILLAFAÑE, R. 1998. Diseño agronómico del riego. Facultad de Agronomía de la UCV y Fundación Polar. Maracay, Venezuela. 147 p.