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Descubriendo la Ciencia por medio de la relacin Suelo Agua Planta

Instituto de Educacin Rural - Liceo Tcnico Profesional Paulino y Margarita Callejas

Universidad de Chile - EXPLORA CONICYT

Gua de estudio N 11

CUNTO REGAR? y CUANDO REGAR?

Al momento de definir la cantidad de agua a aplicar en el riego, es frecuente confundir los trminos evapotranspiracin del cultivo o demanda de agua con las necesidades de riego para el cultivo.

Para entender el concepto de necesidades de riego, es necesario recordar el

esquema del momento adecuado para regar (Figura 1).

Saturacin Saturacin CC CC HD UR HA UR PMP PMP Seco en Estufa Seco en Estufa Inmediatamente luego de un riego Momento para volver a regar Figura 1. Esquema del momento adecuado para regar.

Capacidad de Campo (CC) es el mximo contenido de agua que un suelo puede retener. La planta es capaz de extraer agua desde CC hasta el punto de marchitez permanente (PMP), cantidad de agua conocida como humedad aprovechable (HA). La humedad de dficit (Hd) ser la cantidad de agua necesaria a aportar en el riego para llegar nuevamente a la condicin de capacidad de campo.

Al definir un umbral de riego (UR), podemos decir que es el % de la

humedad aprovechable que tiene que consumirse antes de regar nuevamente.

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Ejemplo 1. Un umbral de riego del 30 % significa que habr que regar cuando la humedad aprovechable disminuya en un 30 %, o bien que habr que regar cuando exista una humedad de dficit del 30 %. CC 30 % HD UR HA 70 % PMP

Las necesidades de riego se refieren a la cantidad de agua que debe reponerse al suelo en cada riego, correspondiendo al volumen de agua que dicho suelo puede almacenar entre el contenido de agua a capacidad de campo y el contenido de agua seleccionado como punto de partida para el riego. Es decir, en el riego repondremos la humedad de dficit, determinada al momento de definir el umbral de riego.

PROGRAMACIN DE RIEGO

La programacin del riego es una metodologa que permite determinar el nivel de riego a aplicar a los cultivos. sta consiste en establecer la frecuencia (cundo regar?) y tiempo de riego (cunto regar?) de acuerdo a las condiciones edafoclimticas del predio. Una apropiada programacin del riego permite optimizar el uso del agua y maximizar la produccin y calidad de los productos agrcolas.

Para programar el riego es esencial estimar, tanto el agua que consumen

los cultivos o su evapotranspiracin, como la cantidad de agua que puede almacenar el suelo explorado por las races del cultivo.

A continuacin se definen algunos conceptos tiles en la determinacin de

las necesidades de riego.

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1. LMINA NETA DE RIEGO (Ln). La lmina neta de riego corresponde a la humedad de dficit y como ya se defini anteriormente, es la cantidad de agua que debe quedar en la zona de races de las plantas, para llevar el suelo a capacidad de campo despus de un riego, y que a su vez, corresponder a la cantidad de agua que puede consumir el cultivo entre dos riegos consecutivos. Para determinar la lmina neta de riego, es necesario conocer la humedad aprovechable del suelo, el umbral de riego y la profundidad de races que se van a mojar. Entonces, Ln = UR (%) x HA 100 Esta relacin tambin se puede expresar como: Ln = (CC PMP) x Da x H x UR 100 HA Donde: Ln = Lamina neta de riego a reponer (mm). CC = Capacidad de campo (%). PMP = Punto de marchitez permanente (%). Da = Densidad aparente (g/cm3). H = Profundidad de races (mm). UR = Umbral de riego, expresado en trminos de fraccin. HA = Humedad aprovechable.

La formula entrega la cantidad de agua expresada en mm (1mm corresponde a un volumen de 10 m3/ha).

En el siguiente ejemplo se muestra como calcular la lmina de riego para suelos con diferentes capacidades de retencin: Ejemplo 2. Calcule la lmina neta de riego (Ln) para cada uno de los siguientes tipos de suelo, considerando que es necesario regar hasta una profundidad de 600 mm, con un umbral de riego, UR% = 50%.( UR = 0,5)

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Datos: Textura Da (g/cc) CC (%) PMP (%)

a) Arenoso 1,65 9 4 b) Franco 1,25 19,5 10 c) Arcilloso 1,3 35 17

H = 600 mm UR = 0,5 Entonces,

Textura Ln Ln

(mm) Ln

(m3 / ha)

a) Arenoso = (9 4) x 1,65 x 600 x 0,5

100 = 24,72 = 247,2

b) Franco = (19,5 - 10) x 1,25 x 600 x 0,5

100 = 35,64 = 356,4

c) Arcilloso = (35-17) x 1,3 x 600 x 0,5

100 = 70,2 = 702 Respuestas: La Lamina Neta de riego en los distintos suelos es: a) 24,72 mm en suelo arenoso. b) 35,64 mm en suelo franco. c) 70,2 mm en suelo arcilloso. 2. LMINA BRUTA (Lb)

La lmina bruta, o necesidad bruta, es la cantidad de agua que debe

aplicarse en cada riego a la superficie del terreno, de manera de asegurar una penetracin suficiente de agua que permita retener en la zona radicular la lmina neta (Ln).

Recordemos que no es posible lograr un 100% de eficiencia en la aplicacin

de agua y que no toda el agua que penetra, es retenida en la zona radicular del cultivo. Existen perdidas inevitables, causadas por la desuniformidad en la aplicacin de agua en el campo, por la percolacin ms abajo de la zona radicular y por el escurrimiento superficial.

Para estar seguro que la cantidad de agua neta que debe ser reemplazada

en cada riego penetra y es retenida en la zona radicular, es necesario aplicar una mayor cantidad de agua al terreno, con el fin de contrarrestar las prdidas. Esta cantidad de agua se obtiene a travs de la siguiente ecuacin:

Lb = Ln Ea

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Donde: Lb = Lmina bruta (mm). Ln = Lmina neta de riego (mm). Ea = Eficiencia de aplicacin del equipo de riego (%/100). EFICIENCIA DE APLICACIN (Ea)

La eficiencia de aplicacin (Ea) esta muy relacionada con el mtodo de riego que se utilice. En el Cuadro 1 se presentan valores comunes de eficiencia de aplicacin segn mtodos de riego.

Con el riego se debe aplicar la cantidad de agua necesaria para elevar el contenido de agua del suelo a capacidad de campo. El volumen real que se requiere, va a depender de la eficiencia del mtodo de riego que se utilice. La eficiencia de aplicacin es el cuociente entre el volumen de agua que es necesario reponer en la zona de races y el volumen aplicado durante el riego, se expresa como porcentaje. Cuadro 1. Valores de eficiencia de aplicacin de los distintos sistemas de riego. (Fuente: CNR reglamento ley 18.450).

Mtodos de riego Eficiencia de aplicacin (%)Tendido 30 Surcos 45 Bordes rectos 50 Bordes en contornos 60 Pretiles 60 Tazas 65 Californiano 65 Aspersin 75 Microjet 85 Goteo 90

Para un mtodo de riego determinado, la eficiencia de aplicacin depende de: Calidad del diseo del mtodo Habilidad del regador u operador del equipo de riego. Caractersticas de terreno.

En el siguiente ejemplo se muestra el efecto de la magnitud de la eficiencia de riego sobre la lmina bruta. Ejemplo 3. Calcule la lmina bruta, en las tres condiciones de suelo vistas en el Ejemplo 2, usando la eficiencia de aplicacin de un riego por aspersin. Eficiencia de aplicacin (Ea) = 75% ( usar 0,75 en el clculo 75%/100 )

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Entonces,

Textura Ln

(mm) Lb

(mm) Lb

(mm) Lb

(m3 / ha)

a) Arenoso 24,72 = 24,75

0,75 = 32,96

= 329,6

b) Franco 35,64 = 35,64

0,75 = 47,52

= 475,2

c) Arcilloso 70,2 = 70,2

0,75 = 93,6

= 936

Respuestas: La lmina bruta en los distintos suelos ser: a) Suelo arenoso Lb = 32,96 mm b) Suelo franco Lb = 45,52 mm c) Suelo arcilloso Lb = 93,6 mm 3. TIEMPO DE RIEGO Cunto regar?

El tiempo de riego corresponde al nmero de horas que el agua debe ser aplicada al suelo para que penetre hasta la profundidad deseada.

Para estimar el tiempo de riego es necesario conocer la evapotranspiracin del cultivo (ETc) y la cantidad de agua que es capaz de entregar el equipo de riego. El tiempo de riego en un sistema de riego por goteo se puede obtener de la siguiente expresin:

TR = ETc Pp EqR Etc = Eb x Kb x Kc Pp EqR = ng x Q x np x Ea

Donde: TR = Tiempo de riego (horas). Etc = Evapotraspiracin del cultivo (mm/da) Kb = coeficiente de bandeja (sin unidad) Kc = coeficiente del cultivo (sin unidad) PpEqR = precipitacin del equipo de riego (L/hora/ha) ng = nmero de goteros por planta Q = caudal del gotero (L / hora) np = nmero de plantas por hectrea. Ea = Eficiencia de aplicacin

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Ejemplo 4. Determina el tiempo de riego de un parronal plantado a 3,5 x 3,0 metros, regado por riego por goteo. Existen tres goteros por planta con un caudal de 3,5 L/hora. Datos: Eb = 189 mm/mes Kb = 0,75 Kc = 0,9 Marco de plantacin = 3,5 x 3,0 m. Plantas por hectrea = 952 N de goteros por planta = 3 Caudal del gotero (Q) = 3,5 L/hora. a) Primero calcularemos la ETc

Entonces, primero deberemos transformar la evaporacin de bandeja a mm/da para lo cual consideramos que un mes tiene 30 das: Eb = 189 mm x 1mes = 6,3 mm/da Mes 30 das Etc = Eb x Kb x Kc Etc = 6,3 mm x 0,75 x 0,90 da Etc = 4,12 mm da

La evapotranspiracin del cultivo es de 4,12 mm/da. Ahora hay que transformarla a L/ha/da. Para esto recuerda las siguientes transformaciones: 1 mm = 10 m3 / ha 1 m3 = 1.000 L Entonces, Etc = 4,12 mm x 10 m3/ha = 41,2 m3 Da 1 mm ha/da Etc = 41,2 m3 x 1000 L ha/da 1 m3 Etc = 41.200 L ha/da

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De acuerdo a lo calculado se estn evapotranspirando 41.200 litros por hectrea al da.

b) Ahora calcularemos cuanto es lo que entrega el equipo de riego por hora y por hectrea (Precipitacin del equipo de riego). Pp EqR = ng x Q x np x Ea = 3 goteros x 3,5 Lt x 952 plantas x 0,9 planta hora hectrea = 8996 L hora/ha El equipo de riego esta entregando 8.996 litros de agua por hora y por hectrea. c) Tiempo de riego TR = Etc Pp EqR TR = 41.000 L/ha/da 8996 L/h/da TR = 4,5 h/ha Respuesta: El tiempo de riego es de 4,5 horas. 4. FRECUENCIA DE RIEGO (FR). Cundo regar?

La frecuencia de riego permite estimar el nmero de das transcurridos entre dos riegos consecutivos y corresponde al perodo en que el cultivo agota la lmina neta.

Para estimar la frecuencia de riego es necesario conocer la lmina neta y la

evapotranspiracin real del cultivo (ETc). La frecuencia de riego se puede obtener de la siguiente expresin:

Fr = Ln ETc

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Donde: Fr = Frecuencia de riego, en das. Ln = Lamina neta de riego (mm). ETc = Evapotranspiracin del cultivo (mm/da) Ejemplo 5. Calcular la frecuencia de riego con los mismos datos del ejemplo N 2, en los tres tipos de suelo, si: Etc = 6,0 mm/da. Datos: Ln = a) 24,72mm ; b) 35,64mm ; c) 70,2mm. ETc = 6,0 mm/da

Textura Ln

(mm)

Fr Fr

(das) a) Arenoso

24,72 = 24,72

6,0 = 4,1

b) Franco

35,64 = 35,64

6,0 = 5,94

c) Arcilloso

70,2 = 70,2 6,0

= 15,6

Respuestas: Las frecuencias de riego para los distintos suelos son las siguientes: a) Suelo arenoso = 4,1 das b) Suelo franco = 5,94 das c) Suelo arcilloso = 15,6 das Qu podemos concluir de los resultados del Ejemplo 5?

Se puede concluir que cuanto ms gruesa es la textura del suelo, ms frecuentes sern sus riegos. En resumen...

Texturas Velocidad de infiltracin

Tiempo de riego

Frecuencia de riego

Arenosos

MAYOR MENOR Ms frecuentes

Arcillosas

MENOR MAYOR Menos frecuentes