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Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
1
I. Datos Generales de la Asignatura
Unidad Académica Programa Educativo Área Académica Año – Semestre
Irrigación Ingeniería en Irrigación Ciencias de la ingeniería 6° – 1er.
Clave Denominación de la Asignatura Fecha de
Elaboración
Fecha de
Aprobación
Fecha de
Revisión
Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera Octubre/2017
Área del
conocimiento: Ingeniería de Riego y Drenaje
Nivel Carácter Tipo Modalidad
Medio Superior ( ) Obligatoria ( x ) Teórico ( ) Presencial ( x )
Licenciatura ( x ) Optativa ( ) Práctico ( ) Mixto ( )
Posgrado ( ) Electiva ( ) Teórico-Práctico ( x ) En línea ( )
Responsable del
Programa:
Dra. Teresa Marcela Hernández Mendoza M.C. René Martínez Elizondo
Distribución de horas formativas
Horas Semanales Horas Semestrales Créditos
Totales Teoría Práctica
Estudio
independiente Teoría Práctica
Práctica de
campo Totales
3 2 2.5 48 32 0 80 7.5
Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
2
Contextualización de la asignatura (módulo, disciplina, unidades de competencia):
La importancia de esta asignatura radica en sentar las bases teóricas y prácticas de los procesos que se presentan en la Relación Agua, Suelo, Planta y Atmósfera (RASPA), para analizar, cuantificar y predecir la interrelación entre los mismos. Lo anterior, con el fin de tomar decisiones en campo en el manejo de cultivos bajo riego.
Cabe mencionar que, esta asignatura es prerrequisito para un grupo de materias terminales, tales como: Ingeniería de Riego por Gravedad, Ingeniería de Riego a Presión, Salinidad Agrícola, Drenaje Agrícola, Manejo de Aguas Residuales e Impacto Ambiental y Operación de Distritos de Riego.
PRESENTACION
El curso de RASPA, con 70% de teoría y 30% de práctica, está formado por 5 unidades de tipo teórico y como apoyo incluyen 6 prácticas. La parte teórica inicia con el análisis del sistema agua, bajo un enfoque de aplicación en el ámbito hidroagrícola, continuando con el análisis del sistema suelo, para sentar las bases de la discusión de las interrelaciones que entre ellos se presenta. El sistema planta y atmósfera se analizan para explicar la velocidad e intensidad con la que los flujos prevalecen entre los componentes, de tal manera que permita concluir y abordar con el sistema Suelo-Planta-Atmósfera. Con el conocimiento anterior, al final del curso el alumno podrá calcular un programa de riego de un cultivo para una zona agroclimática determinada.
Prerrequisitos son: Química Aplicada del Agua (Antes Química Aplicada), Edafología General, Fisiología Vegetal (Antes fundamentos de Fitotecnia), Matemáticas, Meteorología Agrícola.
Es Prerrequisito para Ingeniería de Riego por Gravedad, Ingeniería de Riego a Presión, Salinidad Agrícola, Drenaje Agrícola, Manejo de Aguas Residuales e Impacto Ambiental (Sólo la de manejo es de forma vertical; revisar nombre de la asignatura), Operación de Distrito de Riego.
La asignatura surge por la creciente especialización de las asignaturas consideradas en el departamento de Irrigación para satisfacer la problemática nacional del manejo de agua, requiriendo para ello ampliar, profundizar y fundamentar el tema de agua, suelo, planta y atmósfera
RESUMEN DIDÁCTICO
El curso de Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera (RASPA), se refiere al análisis y fundamentación de las interrelaciones que se llevan a cabo entre los componentes de dicho sistema, y así cuantificar o estimar la capacidad de almacenamiento de agua, niveles de humedad y movimientos de agua en el suelo, para calcular el programa de riego de un cultivo a través de metodologías y procedimientos aceptados por la comunidad científica a nivel nacional e internacional.
Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
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Contextualización de la asignatura (módulo, disciplina, unidades de competencia):
Esta materia es prerrequisito de otras de carácter terminal, tales como: Ingeniería de Riego por Gravedad, Ingeniería de Riego a Presión, Salinidad Agrícola, Drenaje Agrícola, Operación de Distritos de Riego, Manejo de Aguas Residuales e Impacto Ambiental, entre otras. Para cumplir con el programa se dividió en 70% de clases teóricas y 30% de prácticas.
La evaluación del curso se hará a través de dos exámenes parciales, estudio independiente y reporte de las prácticas, éstas últimas se realizarán en el Laboratorio General de Análisis, así como en el Laboratorio de campo de Ingeniería de Riego. La calificación final del curso se integrará de la siguiente manera:
Exámenes 70%
Reportes de prácticas y estudio independiente 30%
METODOLOGÍA
El enfoque es centrado en el estudiante donde se aplicaran problemas cercanos a la realidad que le permitan al alumno establecer diversas alternativas y soluciones dónde se expresa la capacidad de análisis y creatividad de los mismos. La parte teórica del curso se impartirá en el aula por medio de la exposición de los temas, e interrelación profesor-alumno por medio de preguntas intercaladas. Los materiales de apoyo serán: proyector digital, pizarrón así como dinámicas. Para el estudio independiente se entregaran informes de prácticas, cálculo de la demanda hídrica y elaboración de un calendario de riego. En clase se encargará al alumno una serie de ejercicios relacionados con el tema para su mejor conocimiento.
Se establece asimismo, un horario de asesorías extra clase para resolver ejercicios y aclarar dudas que ameriten dedicarles más tiempo, permitiendo una mejor comprensión de los temas vistos en clase.
La parte práctica se desarrollará en los laboratorios de Ingeniería de Riego y General de Análisis de la sección de Riego y Drenaje, del Departamento de Irrigación.
La asignatura tiene una relación vertical con las asignaturas de Manejo de Aguas Residuales y Estudio Integral de Sistemas de Riego I. Igualmente tiene relación horizontal con las asignaturas de Edafología, Meteorología Agrícola y Fisiología Vegetal.
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II. Propósito y Competencia (s) académica (s) de la asignatura.
Propósito
Identifique las interrelaciones entre el agua, suelo, planta y atmósfera a través del entendimiento de los procesos físicos,
químicos, físico-químicos y biológicos para contestar técnicamente las preguntas ¿cuándo y cuánto regar?, llegando al final
del curso con la competencia para calcular un programa de riego de un cultivo en cualquier zona agroclimática.
Aplique diferentes metodologías y procedimientos, a través de mediciones y cálculos para cuantificar o estimar la capacidad
de almacenamiento de agua, niveles de humedad y movimientos de agua en el suelo.
Competencias genéricas
Identifica, formular, y resolver problemas de ingeniería
Utiliza de manera efectiva las técnicas y herramientas de aplicación en la ingeniería
Desempeñarse de manera efectiva en equipos de trabajo
Competencias profesionales
Caracterizar, diagnosticar y planear el manejo sustentable de los recursos naturales para su conservación.
Realizar los estudios necesarios para el aprovechamiento sustentable de los recursos hídricos superficiales y subterráneos
para diversos usos, fundamentalmente en el riego.
Evaluar la calidad del agua para sus diferentes usos preponderantemente para el riego.
Estimar las demandas hídricas de los cultivos en función del suelo y el clima para seleccionar, diseñar, instalar, operar y
evaluar los sistemas de riego.
Competencias académicas
Comprender los fundamentos que rigen la velocidad e intensidad de los procesos que prevalecen en la relación entre los
sistemas agua, suelo, planta y atmósfera, para generar un criterio en la toma de decisiones en la aplicación del agua de riego
respetando el medio ambiente.
Calcula cuánto y cuándo regar los cultivos para lograr optimizar la producción de los mismos, con la mayor eficiencia de uso
del agua de riego, bajo un enfoque sustentable de los sistemas agrícolas.
Aplica diferentes técnicas y herramientas para calcular un programa de riego de un cultivo dado, con base en los
conocimientos teóricos-prácticos, para diferentes condiciones edafoclimáticas.
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Evidencias Generales de Desempeño.
Productos o evidencias
Generales Estrategias y Criterios Generales de Evaluación de Desempeño
Primer examen teórico-práctico
Se considera el manejo e integración de conceptos del Sistema Agua, Sistema Suelo y
Relación Agua-Suelo (humedad) para su capacidad de análisis y solucionar situaciones
prácticas en el ámbito de la materia.
Segundo examen teórico-práctico
Se considera el manejo e integración de conceptos de la Relación Agua-Suelo-Planta-
Atmósfera para su capacidad de análisis y solucionar situaciones prácticas en el ámbito de la
materia.
Tareas y Prácticas
Asistencia, estructura, desarrollo y entrega puntual de reportes, mismo que dará
fortalecimiento a su formación mediante la realización de los trabajos de campo y laboratorio.
En la práctica también se evaluará el manejo de los conceptos de la Relación Agua-Suelo-
Planta-Atmósfera.
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III. Estructura Básica del programa
Unidad de aprendizaje No. 1 Sistema Agua
Horas teoría 6
Horas práctica 0
Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:
Identifique las propiedades del agua pura y las características de las soluciones químicas, a través del análisis conceptual de los
sistemas acuosos para aplicarlos en el ámbito de la Irrigación
Contenido de la Unidad de Aprendizaje
Elementos de la Competencia
Conocimientos Habilidades Actitudes y valores
1.1. Enlaces químicos de la molécula del
agua
1.2. Modelo químico del agua
1.3. Propiedades físicas del agua pura
1.4. Propiedades químicas del agua pura
1.5. Propiedades físico-químicas del agua
pura
1.6. Características de las soluciones
1.7. Calidad del agua de riego
Identifica características y
propiedades químicas, físicas y físico-
químicas del agua pura y soluciones
Analiza e interpretar la variación de
los procesos que se presentan en la
aplicación del agua a nivel parcelario
Aplica de forma integral y crítica los
conceptos en el ámbito hidroagrícola
Actitudes
Puntualidad
Actitud Crítica
Capacidad de Análisis
Proactivo
Trabajo en Equipo
Flexibilidad (Adaptabilidad)
Perseverancia
Disciplina
Ecuanimidad
Tolerancia (A diversidad)
Valores
Honestidad
Respeto
Responsabilidad
Integridad
Lealtad
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Compromiso
Humildad
Objetividad
Materiales y recursos a utilizar
Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación
Aula
Pizarrón
Biblioteca
Proyector Digital
Computadora Personal
Proyecciones en Power Point y PDF
Internet
Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje
Expone los temas
Hace preguntas de temas relevantes en clase
Promueve el análisis y razonamiento de los conceptos
Responde a preguntas durante la clase para fomentar la
retroalimentación
Hace preguntas
Toma notas de los aspectos más importantes de la exposición
Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño
Examen 1 (Unidades 1, 2 y 3) Responde a los cuestionamientos planteados
Reporte de investigación bibliográfica
(Estudio independiente)
Calidad, profundidad y pertinencia del contenido, así como la
entrega puntal del documento y bibliografía.
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Unidad de aprendizaje No. 2 Sistema Suelo
Horas teoría 3
Horas práctica 4.5
Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:
Identifique e interprete las propiedades y características de los suelos agrícolas con fines de riego, a través del análisis de la teoría
y experimentación en laboratorio y campo.
Contenido de la Unidad de Aprendizaje
Elementos de la Competencia
Conocimientos Habilidades Actitudes y valores
2.2. El sistema suelo
2.2.1. Propiedades y características
físicas del suelo.
2.2.2. Propiedades y características
químicas del suelo.
2.2.3. Propiedades y características
físico-químicas del suelo.
2.2.4. Características biológicas del
suelo.
Identifica características y
propiedades físicas, químicas, físico-
químicas y biológicas de los suelos
Analiza e interpreta la variación e
intensidad de los procesos que se
presentan en los suelos
Aplica de forma integral y crítica los
conceptos en el ámbito hidroagrícola
Actitudes
Puntualidad
Actitud Crítica
Capacidad de Análisis
Proactivo
Trabajo en Equipo
Flexibilidad (Adaptabilidad)
Perseverancia
Disciplina
Ecuanimidad
Tolerancia (A diversidad)
Valores
Honestidad
Respeto
Responsabilidad
Integridad
Lealtad
Compromiso
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Humildad
Objetividad
Materiales y recursos a utilizar
Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación
Aula
Pizarrón
Laboratorio General de Análisis
Laboratorio de Ingeniería de Riego
Proyector Digital
Computadora Personal
Proyecciones en Power Point y PDF
Internet
Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje
Expone los temas
Hace preguntas de temas relevantes en clase
Promueve el análisis y razonamiento de los conceptos
Explica práctica de laboratorio y campo
Responde a preguntas durante la clase para fomentar la
retroalimentación
Hace preguntas
Toma notas de los aspectos más importantes de la exposición
Desarrolla prácticas de campo y laboratorio
Entrega reporte de prácticas
Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño
Examen 1 (Unidades 1, 2 y 3) Responde a los cuestionamientos planteados
Reporte de práctica Calidad, profundidad y pertinencia del contenido, así como la
entrega puntal del documento y bibliografía.
ACTIVIDADES PRÁCTICAS:
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TITULO: PRÁCTICA No. 1 Muestreo y determinación de la textura y densidad aparente con fines de riego.
PROPOSITO:
1. Colecta en campo muestras de suelo con equipo apropiado para tal fin, para posteriormente realizar las pruebas de análisis
físico que empleará para tomar decisiones sobre el manejo del riego.
2. Realiza los análisis físicos en el laboratorio, con las muestras anteriormente colectadas con las técnicas explicadas en clase;
para predecir el comportamiento del agua del suelo al momento de su aplicación en campo.
TIEMPO: 4.5h.
LUGAR: Laboratorio de Ingeniería de Riego y Laboratorio General de Análisis.
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Unidad de aprendizaje No. 3 Relación Agua-Suelo
Horas teoría 18
Horas práctica 22.5
Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:
Identifica y analiza las interrelaciones que rigen el movimiento del agua en el suelo con la finalidad de mejorar el uso de agua de
riego e incrementar su eficiencia; mediante discusiones teóricas y realización de prácticas de campo y laboratorio.
Contenido de la Unidad de Aprendizaje
Elementos de la Competencia
Conocimientos Habilidades Actitudes y valores
3.1. Clases de agua en el suelo
3.2. Humedad del suelo. Expresiones y
métodos para medir y estimarla
3.3. Niveles característicos de la humedad
del suelo
3.4. Cálculo de humedad disponible y
aprovechable
3.5. Curva de tensión del suelo
3.6. Estimación de la presión osmótica
3.7. Curva de esfuerzo de humedad del
suelo (EHS)
3.8. Histéresis
3.9. Lámina de riego
3.10 Eficiencias de riego
3.10.1. Eficiencia de conducción
3.10.2. Eficiencia de aplicación
3.10.3. Eficiencia de distribución
3.11. Movimiento del agua en el suelo
3.11.1. En medio saturado
3.11.2. En medio no saturado
Identifica los niveles característicos
de humedad del suelo
Analiza e interpretar la interrelación
entre el agua y el suelo, para calcular
la capacidad de almacenamiento de
agua del suelo
Aplica de forma integral y crítica los
conceptos en el ámbito hidroagrícola,
calculando la lámina de riego para un
uso eficiente del agua de riego
Actitudes
Puntualidad
Actitud Crítica
Capacidad de Análisis
Proactivo
Trabajo en Equipo
Flexibilidad (Adaptabilidad)
Perseverancia
Disciplina
Ecuanimidad
Tolerancia (A diversidad)
Valores
Honestidad
Respeto
Responsabilidad
Integridad
Lealtad
Compromiso
Humildad
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3.11.3. Infiltración Objetividad
Materiales y recursos a utilizar
Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación
Aula
Pizarrón
Laboratorio General de Análisis
Laboratorio de Ingeniería de Riego
Proyector Digital
Computadora Personal
Proyecciones en Power Point y PDF
Internet
Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje
Expone los temas
Hace preguntas de temas relevantes en clase
Promueve el análisis y razonamiento de los conceptos
Explica práctica de laboratorio y campo
Responde a preguntas durante la clase para fomentar la
retroalimentación
Hace preguntas
Toma notas de los aspectos más importantes de la exposición
Desarrolla prácticas de campo y laboratorio
Entrega reporte de prácticas
Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño
Examen 1 (Unidades 1, 2 y 3) Planteamiento de la solución de problemas. Fundamentar
respuestas de las preguntas teóricas.
Reporte de prácticas Calidad, profundidad y pertinencia del contenido, así como la
entrega puntal del documento y bibliografía.
ACTIVIDADES PRÁCTICAS:
TITULO: PRÁCTICA No. 2. Medición de la humedad del suelo.
PROPÓSITO:
1. Aplica los métodos directos e indirectos para determinar el contenido de humedad en el suelo con el uso de equipos y
dispositivos específicos para tal fin.
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2. Calibra métodos indirectos a partir de un método directo para estimar el contenido de humedad del suelo con el uso de
equipos y dispositivos específicos para tal fin.
TIEMPO: 6h.
LUGAR: Laboratorio de Ingeniería de Riego y Laboratorio General de Análisis.
TITULO: PRÁCTICA No. 3. Niveles característicos de la humedad del suelo: Porcentaje de saturación, capacidad de campo y punto
de marchitamiento permanente
PROPOSITO:
1. Cuantifica los niveles característicos de la humedad del suelo con fines de riego, a través de la colecta de muestras en
campo y análisis de laboratorio para determinar la capacidad de almacenamiento de agua en los suelos agrícolas.
2. Interpreta los valores generados de estos análisis para conocer e incrementar la eficiencia de aplicación de agua de riego
utilizando los conceptos aprendidos con la teoría.
TIEMPO: 6h
LUGAR: Laboratorio de Ingeniería de Riego y Laboratorio General de Análisis
ULO: PRÁCTICA No. 4 Infiltración del Agua en el Suelo.
PROPOSITO: Obtiene datos de campo de infiltración del agua en el suelo y calcula en gabinete la velocidad de infiltración, la
infiltración acumulada y estima la velocidad de infiltración básica mediante pruebas de campo para conocer el
movimiento del agua en el suelo.
TIEMPO: 4.5h.
LUGAR: Laboratorio de Ingeniería de Riego.
TITULO: PRÁCTICA No. 5 Determinación de las curvas de Tensión y Esfuerzo de humedad del suelo.
PROPOSITO: Obtiene la curva de tensión del suelo y analiza procedimientos que permitan estimar la mencionada curva con menor
información para cuantificar la pérdida de humedad del suelo a través del tiempo usando equipos específicos de
laboratorio
TIEMPO: 6h.
LUGAR: Laboratorio General de Análisis.
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Unidad de aprendizaje No. 4 Relación agua-suelo-planta
Horas teoría 3
Horas práctica 2
Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:
Identifica y analiza la relación de la planta con los procesos y relaciones que rigen el movimiento del agua en el suelo con la finalidad
de conocer los mecanismos fisiológicos que rigen el movimiento del agua en la planta mediante la revisión de los conceptos que
rigen éste proceso.
Contenido de la Unidad de Aprendizaje
Elementos de la Competencia
Conocimientos Habilidades Actitudes y valores
4.1. Contenido y funciones del agua en la
planta
4.2. Estructura de las plantas superiores
4.3. Absorción del agua por la planta
4.4. Transporte del agua en la planta
Identifica los mecanismos de
absorción de agua y nutrientes por la
planta
Analiza e interpreta las diferencias de
demanda hídrica entre diferentes
especies vegetales
Actitudes
Puntualidad
Actitud Crítica
Capacidad de Análisis
Proactivo
Trabajo en Equipo
Flexibilidad (Adaptabilidad)
Perseverancia
Disciplina
Ecuanimidad
Tolerancia (A diversidad)
Valores
Honestidad
Respeto
Responsabilidad
Integridad
Lealtad
Compromiso
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Humildad
Objetividad
Materiales y recursos a utilizar
Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación
Aula
Pizarrón
Biblioteca
Proyector Digital
Computadora Personal
Proyecciones en Power Point y PDF
Internet
Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje
Expone los temas
Hace preguntas de temas relevantes en clase
Promueve el análisis y razonamiento de los conceptos
Responde a preguntas durante la clase para fomentar la
retroalimentación
Hace preguntas
Toma notas de los aspectos más importantes de la exposición
Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño
Examen 2 (Unidades 3, 4 y 5) Responde a los cuestionamientos planteados
Reporte de investigación bibliográfica
(Estudio independiente)
Calidad, profundidad y pertinencia del contenido, así como
la entrega puntal del documento y bibliografía.
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Unidad de aprendizaje No. 5 Relación agua-suelo-planta-atmósfera
Horas teoría 18
Horas práctica 3
Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:
Identifica y analiza la relación de la planta con las interrelaciones que rigen el movimiento del agua en el suelo con la finalidad de
mejorar el uso de agua de riego e incrementar su eficiencia considerando los factores de transpiración y evapotranspiración
mediante la revisión de los conceptos que rigen éstos procesos.
Contenido de la Unidad de Aprendizaje
Elementos de la Competencia
Conocimientos Habilidades Actitudes y valores
5.1. Transpiración
5.2. Consumo de agua por la planta
5.2.1. Conceptos (Evapotranspiración,
evapotranspiración potencial,
otros).
5.2.2. Factores que afectan la
evapotranspiración.
5.2.3. Métodos para determinar y/o
estimar la evapotranspiración.
A. Directos. Gravimétrico, Lisímetro,
Evapotranspirómetro de
Thorntwaite.
B. Indirectos. (Fórmulas empíricas).
5.2.4. Coeficientes de desarrollo de los
cultivos.
5.2.5. Ejemplos de Evapotranspiración.
5.3. Precipitación efectiva (Pe)
5.3.1. Definición
5.3.2. Métodos para estimar la Pe
Identifica y comprende los procesos
de transpiración y evapotranspiración
Analiza los factores que afectan al
proceso de evapotranspiración.
Compara los diferentes métodos para
determinar y/o estimar la
evapotranspiración
Aplica de forma integral y crítica los
conceptos en el ámbito hidroagrícola,
para calcular el programa de riego de
un cultivo específico
Actitudes
Puntualidad
Actitud Crítica
Capacidad de Análisis
Proactivo
Trabajo en Equipo
Flexibilidad (Adaptabilidad)
Perseverancia
Disciplina
Ecuanimidad
Tolerancia (A diversidad)
Valores
Honestidad
Respeto
Responsabilidad
Integridad
Lealtad
Compromiso
Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
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5.4. Requerimiento de Riego
5.5. Láminas de Riego (neta y bruta)
5.6. Intervalo de Riego
5.7. Momento de regar
5.9. Calendario de riego de un cultivo
5.9.1. Basados en el Balance de
Humedad del Suelo
5.9.2. Basados en el monitoreo del suelo
5.9.3. Funciones de producción
5.9.4. Programa de computadora
5.10. Ejemplo de calendario de riego
Humildad
Objetividad
Materiales y recursos a utilizar
Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación
Aula
Pizarrón
Estación meteorológica
Biblioteca
Proyector Digital
Computadora Personal
Proyecciones en Power Point y PDF
Internet
Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje
Expone los temas
Hace preguntas de temas relevantes en clase
Promueve el análisis y razonamiento de los conceptos
Explica práctica de campo
Responde a preguntas durante la clase para fomentar la
retroalimentación
Hace preguntas
Toma notas de los aspectos más importantes de la exposición
Desarrolla prácticas de campo
Entrega reporte de prácticas
Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño
Examen 2 (Unidades 3, 4 y 5) Responde a los cuestionamientos planteados
Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
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Reporte de investigación bibliográfica
(Estudio independiente)
Calidad, profundidad y pertinencia del contenido, así como
la entrega puntal del documento y bibliografía.
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ACTIVIDADES PRÁCTICAS
TITULO: PRÁCTICA No.6. Equipos para determinar el consumo de agua en un cultivo.
PROPOSITO:
1. Identifica y describe los equipos para determinar el consumo de agua en un cultivo a través de una visita a una estación
meteorológica que tenga instalados equipos de medición tales como: evapotranspirómetro de Thornthwaithe, lisímetro de
pesada y tanque tipo “A”, entre otros; para reforzar los conocimientos adquiridos en clase.
TIEMPO: 3h
LUGAR: Estación meteorológica
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IV. Facilitador.
El perfil deseado del profesor que imparta esta asignatura debe ser:
Como facilitador
El facilitador deberá contar al menos con los siguientes conocimientos teóricos y prácticos aplicados al uso hidroagrícola:
a) Química del agua b) Edafología c) Fisiología Vegetal d) Agroclimatología e) Ingeniería de riego f) Operación de zonas de riego g) Manejo de estadísticos y de cómputo
V. Evaluación y Acreditación.
Elaboración y/o
presentación de: Periodo o fechas
Unidades de aprendizaje y
temas que abarca Ponderación (%)
Exámenes (dos) Examen 1 (al concluir la unidad 3)
Examen 2 (al concluir la unidad 5)
Examen 1(Unidad 1,2 y 3)
Examen 2 (Unidad 3,4 y 5)
70%
Estudio independiente Ocho días posteriores al tema visto Unidad 4 5%
Reportes de prácticas Ocho días posteriores al término de
cada práctica
Unidades 1 2 3 y 5 25%
TOTAL 100 %
Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
21
VI. Bibliografía y Recursos Informáticos.
Bibliografía Básica
Unidad 1
1. Aguilera Contreras, M. y Martínez Elizondo, R. 1996. Relaciones Agua-Suelo-Planta-Atmósfera. 4a. Edición. Depto. de
Irrigación, Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, Méx.
2. Brady, Nyle C and Weil Ray R. 1999. The nature and propierties of soil. Pentice Hall. New Jersey, U.S.A.
3. FAO. 1987. La calidad del agua en la agricultura. Boletín No. 29 de Riego y Drenaje. Roma, Italia.
4. Martín de Santa Olalla Mañas, F.; López Fuster, P. y Calera Belmonte, A. 2005. Agua y agronomía. Editorial Mundi prensa.
España
5. Palacios V., Oscar y Aceves N., Everardo. 1970. Instructivo para el Muestreo. Registro de Datos e Interpretación de la Calidad
del Agua para Riego Agrícola. Colegio de Postgraduados, E.N.A. Chapingo, Méx.
6. Pulido A. Rubén y del Valle F. Hebert. 1978. Instructivo para el Análisis de Suelos Salinos y Sódicos y Aguas para Riego.
Escuela Nacional de Agricultura, Departamento de Irrigación. Chapingo, Méx.
7. UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Unidad 2
1. Aguilera Contreras, M. y Martínez Elizondo, R. 1996. Relaciones Agua-Suelo-Planta-Atmósfera. 4a. Edición. Depto. de
Irrigación, Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, Méx.
2. Brady, Nyle C and Weil Ray R. 1999. The nature and propierties of soil. Pentice Hall. New Jersey, U.S.A.
3. Israelsen, Orso W., Hansen, Vaughn E. 1965. Principios y Aplicaciones del Riego. Editorial Reverté, S.A. Barcelona, España.
4. Martín de Santa Olalla Mañas, F.; López Fuster, P. y Calera Belmonte, A. 2005. Agua y agronomía. Editorial Mundi prensa.
España
5. Personal del Laboratorio de Salinidad de los E.U.A. 1973. Diagnóstico y Rehabilitación de Suelos Salinos y Sódicos. Editorial
LIMUSA. México.
6. Pulido A. Rubén y del Valle F. Hebert. 1978. Instructivo para el Análisis de Suelos Salinos y Sódicos y Aguas para Riego.
Escuela Nacional de Agricultura, Departamento de Irrigación. Chapingo, Méx.
Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
22
7. UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Unidad 3
1. Aguilera Contreras, M. y Martínez Elizondo, R. 1996. Relaciones Agua-Suelo-Planta-Atmósfera. 4a. Edición. Depto. de
Irrigación, Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, Méx.
2. CNA-IMTA. 1997. Manual para diseño de zonas de riego pequeñas. Jiutepec, Morelos
3. Martín de Santa Olalla Mañas, F.; López Fuster, P. y Calera Belmonte, A. 2005. Agua y agronomía. Editorial Mundi prensa.
España
4. Pulido A. Rubén y del Valle F. Hebert. 1978. Instructivo para el Análisis de Suelos Salinos y Sódicos y Aguas para Riego.
Escuela Nacional de Agricultura, Departamento de Irrigación. Chapingo, Méx.
5. UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Unidad 4
1. Aguilera Contreras, M. y Martínez Elizondo, R. 1996. Relaciones Agua-Suelo-Planta-Atmósfera. 4a. Edición. Depto. de Irrigación,
Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, Méx.
2. Allamong, Betty D y Mertens, Thomas R. 1989. Energía de los procesos biológicos: Fotosíntesis y respiración. Editorial Limusa.
México
3. Brady, Nyle C and Weil Ray R. 1999. The nature and propierties of soil. Pentice Hall. New Jersey, U.S.A.
4. Devlin, Robert M. 1970. Fisiología Vegetal. Ediciones OMEGA, S.A. Barcelona, España.
5. Doorenbos, J. y Pruit, W.O. 1976. Las Necesidades del Agua de los Cultivos. Estudio FAO: Riego y Drenaje No. 24.
Organización de las Naciones Unidad para la Agricultura y la Alimentación. Roma.
6. FAO. 1977. Las necesidades de agua de los cultivos. Boletín Núm. 24 de Riego y Drenaje. Roma, Italia.
7. Lira Saldívar Ricardo H. 2010 Fisiología Vegetal. Editorial Trillas. México
8. Martín de Santa Olalla Mañas, F.; López Fuster, P. y Calera Belmonte, A. 2005. Agua y agronomía. Editorial Mundi prensa.
España
Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación
23
Unidad 5
1. Aguilera Contreras, M. y Martínez Elizondo, R. 1996. Relaciones Agua-Suelo-Planta-Atmósfera. 4a. Edición. Depto. de Irrigación,
Universidad Autónoma Chapingo, Chapingo, Méx.
2. Brady, Nyle C and Weil Ray R. 1999. The nature and propierties of soil. Pentice Hall. New Jersey, U.S.A.
3. Chistiansen, Gerald E. 1968. Estimación de la evaporación desde tanques y la evapotranspiración a partir de datos
climatológicos. Memorándum Técnico No. 255. Secretaría de Recursos Hidráulicos, México, D.F.
4. CNA Y COLEGIO DE POSTGRADUADOS. 1997. Requerimientos de agua para riego. Traducción de capítulo 2, parte 623,
Requerimientos de agua para riego. Manual de Ingeniería. Scs. Depto. de Agricultura de los Estados Unidos. Montecillos,
Texcoco, México.
5. Doorenbos, J. y Pruit, W.O. 1976. Las Necesidades del Agua de los Cultivos. Estudio FAO: Riego y Drenaje No. 24.
Organización de las Naciones Unidad para la Agricultura y la Alimentación. Roma.
6. FAO. 1977. Las necesidades de agua de los cultivos. Boletín Núm. 24 de Riego y Drenaje. Roma, Italia.
7. FAO. 1990. Evapotranspiración del cultivo. Guías para determinar los requerimientos de agua de los cultivos. Boletín Núm.
56 de Riego y Drenaje. Roma, Italia.
8. Jensen, Marvin E. and Haise, Howard R. 1963. Estimating Evapotranspiration from Solar Radiation. Document No. 3737.
Journal American Society Civil. Engineering Proceedings. New York, N.Y. U.S.A.
9. Martín de Santa Olalla Mañas, F.; López Fuster, P. y Calera Belmonte, A. 2005. Agua y agronomía. Editorial Mundi prensa.
España
10. Peña P.E. 1974. Proyecto de Construcción de un Lisímetro de Pesada y Estructura Inalterado. Tesis de M.C. Colegio de
Postgraduados. Chapingo, Méx.
11. UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Recursos Informáticos
1. Programa CROPWAT y otros relacionados con la programación de riegos a nivel parcelario
MANUAL DE PRÁCTICAS
I. Datos Generales
Asignatura, unidad de competencia, disciplina o módulo, según sea el caso:
Relación Agua-Suelo-Planta-Atmósfera
Competencia académica de la asignatura:
Comprende los fundamentos que rigen la velocidad e intensidad de los
procesos que prevalecen en la relación entre los sistemas agua, suelo, planta
y atmósfera; a través del análisis de los conocimientos teóricos y prácticos
adquiridos y así poder generar un criterio en la toma de decisiones en la
aplicación del agua de riego respetando el medio ambiente.
Calcula cuánto y cuándo regar los cultivos para lograr optimizar la producción
de los mismos, con la mayor eficiencia de uso del agua de riego, bajo un
enfoque sustentable de los sistemas agrícolas.
Aplica diferentes técnicas y herramientas para calcular un programa de riego
de un cultivo dado, con base en los conocimientos teóricos-prácticos, para
diferentes condiciones edafoclimáticas.
Dependencia/Unidad Académica: Irrigación
Programa educativo: Ingeniería en Irrigación
Año – semestre: Sexto-Primero
Elaborado por: Dra. Teresa Marcela Hernández Mendoza M.C. René Martínez Elizondo
II. Actividades
Unidad de aprendizaje No. 1 Sistema Suelo
Horas de la Actividad de Aprendizaje
Práctica Estudio Independiente
4.5 horas 2.25 hora
Propósitos (objetivos) de la Unidad de Aprendizaje 1:
Identifique e interprete las propiedades y características de los suelos agrícolas con fines de riego, a través del análisis de la teoría y
experimentación en laboratorio y campo.
Práctica No. 1
Título de la práctica Muestreo y determinación de la textura y densidad aparente con fines de riego
Propósito de la práctica:
1. Colecta en campo muestras de suelo con equipo apropiado para tal fin, para
posteriormente realizar las pruebas de análisis físico que empleará para tomar
decisiones sobre el manejo del riego.
2. Realiza los análisis físicos en el laboratorio, con las muestras anteriormente colectadas
con las técnicas explicadas en clase; para predecir el comportamiento del agua del
suelo al momento de su aplicación en campo.
Introducción o presentación de la práctica:
El riego eficiente requiere de un programa sistemático de manejo del agua, el cual responde a las preguntas sobre cuándo regar, cuánto agua aplicar durante el riego y cuál es el mejor método de aplicación. Un componente clave en el manejo del agua de riego es la evaluación y medición rutinaria del agua del suelo, para mantener el nivel de humedad dentro de los límites de disponibilidad deseados para el cultivo de interés. En lo que respecta al suelo, hay distintas variables que se espera influyan de manera decisiva sobre la capacidad que tiene el suelo para almacenar agua. Por esta razón, en la presente práctica se conocerá el procedimiento para hacer un muestreo correcto del suelo con el fin de evaluar el manejo del agua y, a su vez, analizar el papel que juega en este caso el valor de la textura del suelo y su densidad aparente para tomar decisiones sobre el riego.
Recursos para el aprendizaje:
Fase de campo: Una barrena metálica cilíndrica (10 cm de diámetro); una pala recta; bolsas transparentes de plástico de 30 x 40 cm; un marcador negro de tinta indeleble; un mazo de madera; espátula y segueta; un tamiz con malla 2 mm.
Fase de laboratorio:
a) Determinación de Textura de suelo. Una balanza con resolución de dos dígitos; vasos de precipitados (250 mL y 600 mL de capacidad); parrilla con cubierta de cerámica; agitador manual; agitador eléctrico completo; hidrómetro de Bouyoucos; un termómetro de contacto con escala suficiente para medir la temperatura ambiente de soluciones acuosas; un cronómetro; probetas de un litro de capacidad. Reactivos: Agua oxigenada al 6%; Oxalato de sodio; Metasilicato de sodio; Alcohol; Agua destilada.
b) Determinación de Densidad Aparente de suelo Una barrena de densidad aparente de volumen conocido; una espátula; una báscula con capacidad de 20 kilogramos de peso; una balanza con resolución de uno a dos dígitos; un carrete de hilo nylon delgado;
una parrilla eléctrica; parafina; pala recta; botes de aluminio; un trozo de plástico de 50 x 50 cm; una probeta graduada de 500 mL de capacidad y otra de 1000 mL; estufa con circulación forzada de aire que alcance temperatura de 110 °C; 10 litros de agua; Regla con vernier.
Estrategias de aprendizaje:
Procedimiento de fase de campo a) Colecta de la muestra Se seleccionarán los sitios de muestreo mediante un recorrido previo del lugar, observando las diferencias en el aspecto superficial del terreno en general y del suelo en particular (textura, color, vegetación, topografía, entre otras). Cabe señalar que durante la práctica los instructores darán los ejemplos del caso para que los alumnos procedan correctamente. Con la información que se recabe durante el recorrido, el equipo hará un croquis del terreno o utilizará un plano referenciado del lugar, debidamente orientado y colocando en el mismo los sitios de muestreo. Posteriormente se colectan las muestras de suelo, identificándolos con números o letras, mismas que se usarán para colocarlas en las bolsas que contengan la respectiva muestra de suelo. Se colectará una muestra de suelo (2 kilogramos) por cada profundidad, dando un total de dos muestras por sitio. Las profundidades serán las siguientes: 0 a 30 cm y 30 a 60 cm. b) Preparación de la muestra Cada muestra de suelo colectada se llevará a un lugar techado y ventilado, libre del paso de personas y animales para evitar su contaminación. La muestra se extenderá sobre una superficie limpia y en un plástico para protegerla. Una vez seca, se molerá con el mazo de madera y se pasará a través del tamiz de malla 2 mm. Procedimiento de fase de laboratorio
a) Determinación de textura del suelo De cada muestra de suelo seco y tamizado, se pesan 60 g y se colocan en el vaso de precipitado de 600 mL. Se agrega inicialmente 40 mL de agua oxigenada y si hay efervescencia se continuará añadiendo agua oxigenada pero en porciones de 5 mL hasta que la reacción termine. Posteriormente se coloca el vaso de precipitado con la muestra sobre la parrilla con cubierta de cerámica y se lleva a sequedad. Una vez ocurrido lo anterior, se pesan 50 g del suelo seco tratado con agua oxigenada y se coloca en un vaso de precipitado con capacidad de 250 mL y se agrega en orden lo siguiente: 150 mL de agua destilada, 5 mL de oxalato de sodio, 5 mL de metasilicato de sodio. Se revuelve el suelo con las sustancias añadidas y se deja reposar por 15 minutos. Luego, se pasa la mezcla al vaso metálico del agitador eléctrico y se bate la mezcla durante 15 minutos. Al terminar el tiempo de agitación, se vacía el contenido en una probeta de un litro de capacidad, se coloca el hidrómetro cuidando de no golpearlo y posteriormente se agrega a la probeta agua destilada hasta llegar a la marca de un litro. Una vez terminado lo anterior, se saca el hidrómetro (colocándolo en un lugar seguro y protegido) y se mueve la mezcla con movimientos ascendentes y descendentes con el agitador manual
durante un minuto (cronómetro en mano). Inmediatamente después se introduce nuevamente el hidrómetro y después de 40 segundos se realiza la primera lectura y la temperatura de la mezcla (en caso de que se forme espuma se ponen 5 gotas de alcohol para evitarlas). Se retira el hidrómetro y se guarda en un lugar accesible pero seguro. Se registra el tiempo en que terminó la primera lectura y después de que hayan transcurrido exactamente 120 minutos, se introduce lentamente y con mucho cuidado el hidrómetro y el termómetro para registrar la segunda lectura y la temperatura, respectivamente. Cálculos: Este método está calibrado para 100 g de muestra a 19.50 C, por lo que si la temperatura es menor, se resta a la lectura del hidrómetro 0.18 unidades por cada 0.50 C de variación. En caso de que la temperatura sea mayor a 19.50 C, entonces se sumarán 0.28 unidades a la lectura del hidrómetro por cada 0.50 C de variación. En el caso del peso, como para la presente práctica se consideraron sólo 50 g de muestra, entonces las lecturas del hidrómetro deberán ser multiplicadas por dos.
a) Primera lectura = % arcilla + % limo b) Segunda lectura = % arcilla c) (Primera lectura) – (segunda lectura) = % limo d) 100 – (arcilla + limo) = % arena
b) Determinación de Densidad Aparente de suelo 1). Método de campo utilizando plástico Con una pala recta o espátula hacer un pozo cuyas dimensiones sean lo más aproximado posible a obtener 15 cm de ancho, de largo y de fondo. El suelo que se extraiga se coloca sobre un plástico y se pesa en su totalidad para obtener su peso en condiciones de campo (kg), lo que se define como peso del suelo húmedo (PSH). Se colectan dos muestras del suelo para determinar su contenido de humedad por el método gravimétrico (PS), depositándolas en los botes de aluminio que se emplean para este propósito. Luego, en el pozo abierto se coloca el plástico de 50 x 50 cm acomodándolo lo mejor posible, se agrega agua con una probeta hasta llenar totalmente el pozo, pero teniendo cuidado de medir toda el agua añadida con la mejor precisión posible para conocer el volumen total (VT).
o Cálculos Dap = [100*(PSH)]/[VT*(100+PS)] Donde: Dap = Densidad aparente, g cm-3 PSH = Peso del suelo húmedo, kg VT = Volumen total, litros PS = Porcentaje de humedad del suelo, % 2). Método de campo utilizando barrenas o cilindros de volumen conocido
Se introduce la barrena Uhland o de volumen conocido al suelo por impacto y la muestra que queda contenida en el cilindro se coloca en un bote de aluminio, la cual se secará en la estufa a 1100C hasta tener un peso constante (PSS), lo cual suele ocurrir aproximadamente en 24 horas. El volumen total se obtiene con las dimensiones del cilindro
o Cálculos Dap = PSS/VT Donde: Dap = Densidad aparente, g cm-3 PSS = Peso del suelo seco, g VT = Volumen total, cm3 3). Método del terrón De cada profundidad en la que se colectó el suelo se obtiene un terrón del tamaño de una nuez, el cual debe cuidarse que no se desmorone. Se lleva al laboratorio y se seca en una estufa a 1100C hasta llegar a peso constante para obtener el peso del suelo seco (PSS). En el laboratorio se derrite la parafina, luego, se amarra cada terrón seco con un hilo y se cubre con la parafina líquida, para que posteriormente se deje enfriar; sujetando con el hilo el terrón cubierto con parafina, se pesa previamente y se introduce en una probeta graduada con capacidad de 500 mL que previamente tenga 300 mL de agua y se registra el volumen de agua desplazado, lo cual se considerará como volumen total (VT).
o Cálculos Dap = PSS/VT Donde: Dap = Densidad aparente, g cm-3 PSS = Peso del suelo seco, g VT = Volumen total, cm3
Estrategias y criterios de evaluación:
El reporte de la práctica deberá ser organizado de la siguiente manera:
1. Introducción
2. Objetivos
3. Revisión de Literatura
4. Materiales y Métodos
5. Resultados y Discusión
6. Conclusiones
7. Solución del cuestionario dado en clase
8. Literatura citada
Literatura Básica
Aguilera C., M. y Martínez E. R. 1996. Relaciones agua suelo planta atmósfera. 4a edición. Departamento Irrigación. UACH.
Chapingo, Méx.
Baver, L. D., Gardner, W. H., & Gardner, W. R. 1973. Física de suelos (No. 631.43 B38Y 1972). Uteha.
Blásquez García, F. 1980. Principios básicos irrigación relación agua, suelo, planta. Panagfa (México)
Estados Unidos. Servicio de Conservación de Suelos. 1974. Relación entre suelo-planta-agua. Ed. Diana.
Romanella, C. A. 1974 Relación agua-suelo-planta. Métodos de riego y sistematización de tierras para riego. Instituto Interamericano
de Ciencias Agrícolas de la OEA. [San José, Costa Rica].
Literatura complementaria
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Práctica No. 2
Título de la práctica
Medición de la Humedad del Suelo
Propósito de la práctica: 1. Aplica los principales métodos directos que se utilizan para determinar el contenido de
humedad en el suelo con el equipo desarrollado exprofeso.
2. Calibra los métodos indirectos dados a conocer en la presente práctica a partir de un
método directo para obtener una curva de calibración de los mismos.
Introducción o presentación de la práctica:
La importancia de saber cuál es la variación temporal del contenido de humedad en un suelo
agrícola, radica en poder realizar un riego eficiente con un programa sistemático de manejo de
agua a través de la predicción de la cantidad, momento y duración de la lámina de agua de
riego a aplicar.
La medición rutinaria del contenido de agua en el suelo nos permitirá mantener el nivel de
humedad dentro de los límites de disponibilidad deseados para el cultivo de interés. En la
presente práctica se conocerán métodos directos e indirectos para determinar o estimar el
contenido de humedad del suelo.
Recursos para el aprendizaje:
Fase de campo
Un terreno o sitio de muestreo; Una barrena Veihmeyer con aditamentos; botes de aluminio;
TDR; sensores de humedad (bloques de impedancia, tensiómetros, otros), medidor de
resistencia.
Fase de laboratorio Una balanza con aproximación de al menos un decimal; estufa con circulación forzada de aire que alcance temperatura de 110 °C; balanzas de rayos infrarrojos y halógenos.
Estrategias de aprendizaje:
Calibración de los sensores de humedad, balanzas de rayos infrarrojos y halógenos a) Campo
Ubicar el terreno de la prueba o práctica; donde se colocaran, a las profundidades deseadas,
los sensores de humedad. y tensiómetros; además se registrarán lecturas y medirá la humedad
con equipo TDR, que se quieran calibrar, de los cuales se anotaran lecturas, de manera directa
o través de medidores exprofeso; además del sitio y profundidad donde están instalados los
sensores se tomará una muestra para determinar la humedad del suelo de manera
gravimétrica, la cual se correlacionara con las lecturas de los sensores, TDR tensiómetro y los
analizadores de humedad de rayos infrarrojos y halógenos, de estos últimos se hará su
determinación en el laboratorio. Lo anterior se realizará dos o tres veces por semana, durante
al menos dos meses, con el fin de tener un rango amplio de humedades del suelo. Para obtener
la humedad gravimétrica, se extraerán las muestras de suelo a las profundidades que se
pretende conocer la humedad, una vez tomadas las muestras colocarlas en botes de aluminio,
los cuales se cierran herméticamente y se llevan al laboratorio.
b). Laboratorio
En el laboratorio se pesan cada una de las muestras en la balanza, de al menos un digito
decimal de aproximación, y la lectura obtenida será el peso de suelo húmedo (Psh) más peso
de bote (Pb), posteriormente el bote se destapa y se mete a la estufa a 110°C durante 24 horas.
Después de esto se pesa nuevamente la muestra para obtener el peso de suelo seco (Pss)
más peso de bote. El contenido de humedad del suelo se calcula dividiendo la cantidad de
agua que tiene el suelo entre el (Pss-Pb), y se calcula utilizando la fórmula 1. Lo que se obtenga
se correlaciona con las lecturas de los sensores y equipos, con el fin de analizar y sacar
conclusiones.
En el laboratorio además de determinar la humedad del suelo gravimétrica utilizando una estufa
de 110 °C con circulación de aire, además, se obtendrá la humedad gravimétrica utilizando los
analizadores de humedad de rayos infrarrojos y rayos halógenos, obteniendo Psh y Pss,
mismos que se obtiene en minutos, sugiriendo que estos equipos se manejen de acuerdo al
manual del usuario que debe tener junto a los equipos.
Otra manera de calibrar el tensiómetro, consiste en tomar una muestra del sitio y profundidades
consideradas, llevarlas al laboratorio y prepararlas (secar, moler y tamizar), de tal manera que
100Pb-Pb)(Pss
Pb)-Pss(Pb)-(PshPs
(1)
utilizando la olla de presión, se somete a las muestras a diferentes tensiones en el rango de
0.1 a 1 atmósfera y se obtiene la humedad por gravimetría correspondiente, considerándose
esta curva o su regresión correspondiente a la calibración del tensiómetro.
C). Datos requeridos
Para poder interpretar mejor la información correlacionada, es necesario contar con datos de
textura, densidad aparente del sitio donde fue la calibración. Agregar croquis de localización
con medidas (plano).
D). Cálculos y reportes
Datos de campo con fechas, datos de humedad obtenida por método de
gravimetría, lecturas de tensiómetros, medida de resistencia de bloques y lecturas
de TDR.
Relacionar humedad obtenida por el método de gravimetría con humedad obtenida
en balanza de rayos infrarrojos y halógeno; lecturas de tensiómetro; Resistencia de
bloques y/u otros sensores instalados; lecturas de TDR; con estos datos se deberá
hacer regresiones y gráficas.
Modelos de regresión, R2, que relacionen los datos balanza de rayos infrarrojos y
halógeno; lecturas de tensiómetro; Resistencia de bloques y/u otros sensores
instalados; lecturas de TDR, con el contenido de humedad obtenido por gravimetría.
Anexar gráficas de calibración.
Discuta sobre el funcionamiento de los métodos indirectos para medir la humedad
del suelo, su rango de funcionamiento y su aplicación.
Estrategias y criterios de evaluación:
El reporte de la práctica deberá ser organizado de la siguiente manera:
1. Introducción
2. Objetivos
3. Revisión de Literatura
4. Materiales y Métodos
5. Resultados y Discusión
6. Conclusiones
7. Solución del cuestionario dado en clase
8. Literatura citada
Literatura Básica
Aguilera C., M. y Martínez E. R. 1996. Relaciones agua suelo planta atmósfera. 4a edición. Departamento Irrigación. UACH.
Chapingo, Méx.
Baver, L. D., Gardner, W. H., & Gardner, W. R. 1973. Física de suelos (No. 631.43 B38Y 1972). Uteha.
Blásquez García, F. 1980. Principios básicos irrigación relación agua, suelo, planta. Panagfa (México)
Juan, G. R., Dehogues, G. E., & Tzenova, K. L. 1996. Relación agua-suelo. El riego. Editorial Pueblo y Educación.
Martín de Santa Olalla, F., & de Juan, A. 1992. Agronomía del riego. Mundi-Prensa. Madrid, España.
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colombia) v. 26 (2) p. 71-77.
Literatura complementaria
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Práctica No. 3
Título de la práctica
Niveles característicos de la humedad del suelo: Porcentaje de
saturación, Capacidad de campo y Punto de marchitamiento.
Propósito de la práctica:
Conoce los procedimientos para cuantificar los niveles característicos de la humedad del suelo
con fines de riego y para desarrollar la habilidad de interpretar los valores generados de estos
análisis y tomar decisiones de manejo agrícola, utilizando métodos de campo y laboratorio
vistos en la clase teórica.
Introducción o presentación de la práctica:
Para llevar a cabo un uso y manejo eficiente del agua de riego, es necesario conocer la
dinámica del agua en los suelos, esto con el fin de poder predecir su comportamiento espacial
y temporal para así tomar decisiones oportunas en el manejo de los cultivos.
Para poder cuantificar la variación temporal y espacial del agua disponible para los cultivos
agrícolas en el suelo se han establecido fronteras hídricas, es decir, valores a los cuales se
pueda referir el nivel de humedad que tiene un suelo en un momento dado y en un espacio
definido, también conocidos, por algunos autores, como constantes de humedad de los suelos.
Los niveles característicos de humedad del suelo o constantes de humedad que se han
definido a través de procedimientos empíricos son: a) Porcentaje de saturación (PS), b)
Capacidad de campo (CC) y c) Punto de marchitamiento permanente (PMP).
En la presente práctica se conocerán los procedimientos, de campo y laboratorio, para
cuantificar los niveles característicos de la humedad del suelo con fines de riego como
indicadores para tomar decisiones eficaces y oportunas en el uso y manejo del agua en los
suelos agrícolas.
Recursos para el aprendizaje:
Fase de campo:
Determinación de CC con método de campo: Un terreno donde realizar la práctica; una pala
recta; plástico de 200 x 200 cm; botes de 20 l; una barrena Veihmeyer para obtención de
muestras de humedad; botes de aluminio para recolección de muestras; estufa con circulación
forzada de aire que alcance temperatura de 110 °C. Reactivos: Agua
Fase de laboratorio:
a). Estimación del porciento de saturación. Balanza con resolución de dos dígitos; una
cápsula de porcelana; una espátula; aproximadamente 200g de suelo seco, molido y tamizado
(usar muestra de suelo obtenida en la práctica no. 1); botes de aluminio para colocar las
muestres de suelo; estufa de aire forzado con 110°C. Reactivos: Agua destilada.
b) Estimación de CC y PMP, método de olla y membrana de presión: estufa de aire forzado
con 110°C; 20g, en cada una, de suelo molido y tamizado (muestra obtenida en la práctica
no.1); olla y membrana de presión con vacuómetros; compresora; anillos de hule; platos que
soporten presiones de 1 y 15 atmósferas; botes de aluminio para colocar las muestres de suelo;
Reactivos: Agua destilada.
c). Estimación de CC, método de columnas: Aproximadamente 100g de suelo molido y
tamizado (muestra obtenida en la práctica no. 1); dos tubos de plástico transparente; papel
filtro o malla de alambre; un embudo de vástago largo; botes de aluminio de peso conocido;
balanza con resolución de dos dígitos; estufa de aire forzado con 110°C. Reactivos: Agua
destilada.
d). Estimación de PMP, método del girasol: bote (capacidad 1L) o vaso para colocar tierra;
semilla de girasol; botes de aluminio de peso conocido; balanza con resolución de dos dígitos;
estufa con circulación forzada de aire que alcance temperatura de 110 °C; aproximadamente
200g de suelo seco, molido y tamizado (usar muestra de suelo obtenida en la práctica no.1).
Reactivos: Agua destilada.
Estrategias de aprendizaje:
Determinación de la CC in situ (Método de campo) a) Campo
Seleccionar un sitio de muestreo en campo (mismo de la práctica no.1), trazar un cuadro en el
terreno con dimensiones de 1.00 x 1.00m, bordeando previamente, se agrega agua en exceso,
mojando el perfil o capas en las que se quiera determinar la humedad a CC, con una lámina
de agua aproximada de 20 a 30cm. Una vez colocada el agua se deja que se filtre y se cubre
el cuadro humedecido con el plástico para evitar pérdidas por evaporación.
Después de concluida la infiltración se inicia el muestreo para determinar la humedad por
gravimetría de los diferentes espesores de suelo, al centro del cuadro. Al principio el muestreo
para humedad del suelo se hace diario y al finalizar hasta 2 veces por día, tomando para ésta
práctica la muestra a dos profundidades (0-30 cm y 30-60 cm). El muestreo se suspende
cuando la humedad del suelo es casi constante. En vista de que no hay pérdidas por
evaporación, por el plástico que cubre, ni extracción por plantas (no hay plantas), el excedente
de agua se desplaza por gravedad fuera de la zona de raíces y sólo queda el agua retenida
por el suelo.
b). Laboratorio
En el laboratorio de las muestras de suelo obtenidas diariamente en el campo se obtiene el
Psh (al muestrear) y el Pss (24 horas después) y con la fórmula (1) se calcula la humedad del
suelo. Por lo tanto la humedad constante que queda al final (2-4 días) de la prueba corresponde
a la CC del espesor muestreado para el suelo en cuestión.
(1)
100
Pb-Pb)(Pss
Pb)-Pss(Pb)-(PshPs
Procedimiento de fase de laboratorio a). Estimación del porciento de saturación
Colocar la muestra de suelo en la cápsula de porcelana, y agregar lentamente agua destilada,
mezclando el agua y el suelo con una espátula, continuar hasta obtener una pasta que refleje
la luz, es importante señalar que no debe escurrir agua, y al deslizar la espátula sobre la pasta,
esta debe deslizarse sin restricción (excepto en suelos muy arcillosos). Una vez obtenida esta
consistencia en la pasta, con la espátula tomar una muestra (aproximadamente 30 g) y
depositarla en un bote de aluminio de peso conocido, repetir la operación en dos botes más.
Cuando se tengan las tres muestras de pasta saturada en sus respectivos botes de aluminio,
determinar la humedad por gravimetría; es decir, pesar la muestra de pasta saturada
incluyendo el bote de aluminio, registrar el peso y meter a una estufa de aire forzado a 110°C
hasta obtener peso constante (peso de suelo seco). Una vez que se llega a peso constante,
se vuelve a pesar la muestra en el bote de aluminio y se registra el peso seco. Esa sería la
humedad del suelo a saturación y el cálculo de la humedad gravimétrica del suelo a saturación
(PS) se calcula utilizando fórmula 1.
b) Estimación de CC y PMP, método de olla y membrana de presión Se procede preparando la muestra (molida y tamizada), colocándola en anillos de hule que
previamente se acomodaron en un plato poroso, que soporte 0.3 Atmósferas para CC y 15
atmósferas para PMP. Se recomienda poner las muestras en los anillos con repeticiones. Antes
de colocar las muestras se llena de agua la membrana que tiene el plato a través del tubo que
posteriormente servirá de drenaje. Las muestras colocadas en el plato se saturan y se dejan
en reposo durante 18 horas; después de esto se retira el exceso de agua con una pipeta, se
mete a la olla y la membrana de presión se tapan y se les aplica una presión de 1/3 de
atmósfera para CC y 15 atmósferas para PMP, durante 18 o 24 horas. Después de ese tiempo
se suspende la presión, se abren la olla y membrana, respectivamente y las muestras son
colocadas en botes de aluminio para determinarles la humedad por gravimetría (ecuación 1).
c). Estimación de CC, método de columnas
La muestra se coloca en tubos de plástico transparente, de 30 cm de largo por 3.5 a 4.0 cm de
diámetro interior. Para evitar que la muestra se salga, ya que el tubo está abierto por ambos
extremos, se coloca un papel filtro o una malla de alambre con un tapón perforado en el
extremo inferior del tubo. La muestra de suelo se agrega al tubo a través de un embudo de
vástago largo, se agrega agua destilada a la columna, cuya cantidad varía de acuerdo a la
textura del suelo, 30 a 35 ml de agua para suelos arenosos y de 50 a 60 ml para suelos
arcillosos. Después de agregar el agua se deja reposar de 18-24 horas, en el caso de suelos
arcillosos a veces más, se observa el avance del frente húmedo y se suspende la prueba
cuando de una hora a otra ya no desciende más la humedad del suelo. Al suceder lo anterior
se saca la muestra del tubo de plástico y la parte húmeda se divide en tres partes, colocando
la parte central en un bote de aluminio para determinar la humedad por gravimetría (ecuación
1). Esta humedad corresponde a la estimación de la CC, utilizando éste método
d). Estimación de PMP, método del girasol
Los botes de un litro llenarlos con la muestra de suelo de la práctica 1, pude ser molida y
tamizada o bien sin moler ni tamizar del sitio y profundidad deseada. Se siembran las semillas
de girasol, regar para aumentar el contenido de humedad hasta llegar a CC; una vez germinada
la semilla se selecciona la mejor planta eliminando las demás. Durante el período de
crecimiento se riega teniendo el cuidado de no saturar el suelo. Cuando el girasol presente 4
pares de hojas se deja de regar y se cubre el suelo para evitar pérdidas por evaporación. Se
deja que la planta se marchite y cuando no se recupere al llevarla a una cámara obscura con
una atmósfera saturada. En esas condiciones de humedad se toman muestras que se colocan
en botes de aluminio para determinar la humedad gravimétricamente, utilizando para el cálculo
la fórmula 1 y la misma corresponde al PMP.
Estrategias y criterios de evaluación:
El reporte de la práctica deberá ser organizado de la siguiente manera:
1 Introducción 3. Objetivos
4. Revisión de Literatura
5. Materiales y Métodos
6. Resultados y Discusión
7. Conclusiones
8. Solución del cuestionario dado en clase
9. Literatura citada
Literatura Básica
Aguilera C., M. y Martínez E. R. 1996. Relaciones agua suelo planta atmósfera. 4a edición. Departamento Irrigación. UACH.
Chapingo, Méx.
Baver, L. D., Gardner, W. H., & Gardner, W. R. 1973. Física de suelos (No. 631.43 B38Y 1972). Uteha.
Blásquez García, F. 1980. Principios básicos irrigación relación agua, suelo, planta. Panagfa (México)
Juan, G. R., Dehogues, G. E., & Tzenova, K. L. 1996. Relación agua-suelo. El riego. Editorial Pueblo y Educación.
Martín de Santa Olalla, F., & de Juan, A. 1992. Agronomía del riego. Mundi-Prensa. Madrid, España.
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Literatura complementaria
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Práctica No. 4
Título de la práctica
Infiltración de agua en el suelo
Propósito de la práctica:
1. El alumno al final de la práctica conocerá los procedimientos para obtener datos de
campo que le permita calcular en gabinete la Velocidad de Infiltración, la Infiltración
Acumulada y estimar la Velocidad de Infiltración Básica.
2. Conocer la utilización de la infiltración en la aplicación de un riego.
Introducción o presentación de la práctica:
La infiltración en riego, se considera como la entrada del agua en el suelo. Conocer éste fenómeno
es importante porque permite tener un criterio para definir si un riego se está aplicado
adecuadamente o no. Otra aplicación importante es determinar el tiempo de riego, es decir, el
tiempo que debe estar en contacto el agua con el suelo para aplicar una lámina de riego deseada.
Hay varias maneras de expresar la infiltración, tales como:
Velocidad de Infiltración (I). Es la relación entre la lámina que se infiltra y el tiempo que tarda
en hacerlo, cm/h o cm/min (L/T).
Infiltración acumulada (Z). Es la integración de la velocidad de infiltración, en unidades de
lámina (L).
Velocidad de Infiltración básica (Ib). Es la velocidad de infiltración constante, que se obtiene
después de un determinado tiempo.
En esta práctica se obtendrán los datos en campo para calcular en gabinete la Velocidad de
infiltración, la Infiltración Acumulada y estimar la Velocidad de Infiltración básica. Los datos de
campo se obtendrán por dos procedimientos diferentes.
Recursos para el aprendizaje:
Fase de campo
a). Método del Doble Cilindro
Un terreno o sitio de trabajo; dos cilindros concéntricos de 50 cm de alto, de 25 y 35 cm de diámetro;
una placa de acero; agua; un pedazo de plástico; un tornillo micrométrico de gancho
b). Método de entradas y salidas
Un terreno surcado; Sifones calibrados para derivar agua a los surcos; estructura aforadora para
surcos; manguera (piezómetro); reloj.
Estrategias de aprendizaje:
a) Obtención de datos de campo para método de doble cilindro La prueba consiste en instalar en el terreno dos cilindros concéntricos de 50 cm de alto, de 25 y 35 cm de diámetro. Con una placa de acero los cilindros se golpean hasta que penetren 10-15 cm dentro del suelo, requiriendo que estén nivelados. Se llena de agua la parte comprendida entre los dos cilindros. Se coloca un plástico dentro del cilindro interior el cual se llena de agua con un tirante de 10 - 15 cm. Antes de quitar el plástico se mide la lectura inicial que puede ser el mismo tirante inicial, se va a medir respecto a la superficie del suelo, o diferencia de lecturas, si se mide con el tornillo micrométrico de gancho. Se retira el plástico rápidamente y se toman lecturas del nivel del agua del cilindro interior a intervalos cortos al principio (un minuto) y aumentándolos a medida que avanza la prueba (3, 5, 10, 15 minutos). Cada que el nivel del cilindro interior ha descendido 4 - 5 cm se debe reponer agua, utilizando para este fin un tiempo corto (un minuto) denominado tiempo muerto, en el cual no se calcula la velocidad de infiltración. El tiempo de la prueba debe ser semejante al tiempo esperado de riego, o bien, se suspende cuando los datos de velocidad de infiltración tienden a ser constantes. Para recopilar los datos de campo se puede utilizar el formato del cuadro 1.
b). Obtención de datos de campo para método de entadas y salidas
En un terreno, que previamente se haya surcado y preparado para aplicar riego, se seleccionan tres tramos de surco contiguos, surcos que se utilizarán para tomar medidas con el método de entradas y salidas. En el surco prueba (centro) se colocan dos estructuras aforadoras, al principio y al final del tramo seleccionado, para medir el caudal de entrada (q1) y el caudal de salida (q2). Otra manera que se utiliza para medir estos caudales es colocando una estructura al final del tramo
para medir el gasto de salida (q2) y el gasto de entrada (q1) se mide con sifones debidamente calibrados. La velocidad de infiltración ( I ) se obtiene relacionando la diferencia de caudales entre el área del surco (A), utilizando la ecuación 1. El gasto de entrada será medido con sifones calibrados, procurando aplicar un gasto fijo (q1), para lo cual es necesario definir el número de sifones por surco y la carga correspondiente. Desde el momento que el agua llega a la estructura aforadora se debe iniciar el registro de carga en la misma. Se deberá llenar el registro de campo de la prueba (cuadro 2) y realizar los cálculos necesarios para obtener el q2. Para calcular la ( I ) se utiliza la ecuación 1:
A
)3602
q1
(qI
(1)
Donde: I = en cm/h q1 y q2 = en L/s A = largo x ancho del tramo, en m2
Cuadro 1.Registro de campo en el método de doble cilindro
Tiempo
(1)
Intervalos de
Tiempo
Muerto
(2)
Intervalos
entre
Lecturas
(3)
Tiempo
Acumulado
(4)
Lecturas
(5)
Diferencia
en
Lecturas
(6)
Velocidad
de
Infiltración
( I )
(7)
(min) (min) (min) (cm) (cm) (cm/hora)
Cuadro 2. Registro de campo en el método de entradas y salidas
Hora
(1)
Tiempo transcurrido
en
Promedio
del tiempo
acumulado
(4)*
q1
(5)
q2
(6)
Velocidad de
Infiltración
( I )
(7) Est.1
(2)
Est. 2
(3)
(min) (min) (min) (lps) (lps) (cm/hora)
Gabinete (Cálculos)
Modelos que Representan la Infiltración
Con los datos de campo, tanto de los métodos de doble cilindro, como el de entradas y salidas; se harán correlaciones, entre la relación del tiempo acumulado, para el caso de doble cilindro o promedio del tiempo acumulado, para el método de entradas y salidas con la velocidad de infiltración; utilizando los diferentes modelos empíricos revisados en clase, que representa la velocidad de infiltración (I) en función del tiempo.
Además de obtener los diferentes modelos, que representan la correlación entre velocidad de infiltración y el tiempo, se deberán obtener o calcular la infiltración acumulada en relación al tiempo y representar esta información en gráficas, que permita establecer alguna discusión, tendiente a obtener conclusiones del comportamiento de los diferentes modelos.
Estrategias y criterios de evaluación:
El reporte de la práctica deberá ser organizado de la siguiente manera:
1. Introducción
2. Objetivos
3. Revisión de Literatura
4. Resultados y Discusión
Datos de campo de las pruebas de infiltración con los métodos de doble cilindro
y el de entradas y salidas.
Ajustar los datos de campo de la velocidad de Infiltración, a los modelos de:
Kostiakov, USDA, Philip, otros. Reportar el R2.
Para cada modelo obtener la infiltración acumulada (Z).
Graficar los datos de campo y los modelos ajustados de I y Z contra el tiempo
acumulado.
Obtener de la gráfica el valor de Infiltración básica (Ib) y reportarlo.
Comparar y discutir sobre los procedimientos de campo y los modelos.
5. Conclusiones
6. Solución del cuestionario dado en clase
7. Literatura citada
Literatura Básica
Aguilera C., M. y Martínez E. R. 1996. Relaciones agua suelo planta atmósfera. 4a edición. Departamento Irrigación. UACH.
Chapingo, Méx.
Baver, L. D., Gardner, W. H., & Gardner, W. R. 1973. Física de suelos (No. 631.43 B38Y 1972). Uteha.
Blásquez García, F. 1980. Principios básicos irrigación relación agua, suelo, planta. Panagfa (México)
Juan, G. R., Dehogues, G. E., & Tzenova, K. L. 1996. Relación agua-suelo. El riego. Editorial Pueblo y Educación.
Martín de Santa Olalla, F., & de Juan, A. 1992. Agronomía del riego. Mundi-Prensa. Madrid, España.
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Literatura complementaria
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Práctica No. 5
Título de la práctica
Determinación de las Curvas de Tensión y Esfuerzo de Humedad del Suelo
Propósito de la práctica:
1. El alumno al final de la práctica será capaz de obtener la curva de tensión, que relaciona la tensión del suelo y la humedad del mismo; además se presentarán algunos procedimientos que permitan estimar la mencionada curva con menos información.
2. Calculará la curva de esfuerzo de humedad del suelo, a partir de la curva de tensión y datos de salinidad.
Introducción o presentación de la práctica:
Los diferentes suelos tienen distintas capacidades de retención de la humedad, dependiendo
de su textura y contenido de materiales orgánicos, esto significa que a una misma tensión,
estos suelos, tendrán diferentes contenidos de humedad. El conocer la curva de tensión para
suelo en estudio permite definir láminas de riego por aplicar e inferir los intervalos de riego.
Cuando además de tomar en cuenta la matriz del suelo (curva de tensión), se considera la
salinidad del suelo se obtiene la curva de esfuerzo de humedad del suelo.
En esta práctica se obtendrán los datos de laboratorio para calcular en gabinete y graficar la
curva de tensión y esfuerzo de humedad del suelo.
Recursos para el aprendizaje:
Muestra de suelo preparada (molida y tamizada) obtenida en la práctica 1; olla de presión, con
sus aditamentos; membrana de presión, con sus aditamentos; botes de aluminio para
determinar humedad del suelo; estufa con circulación de aire (105-110°C); báscula de
aproximación de 0.1 g; compresora que permita aplicar presión a la olla (1 atm) y a la
membrana de presión (15 atm).
Estrategias de aprendizaje:
a). Datos obtenidos en laboratorio para modelar o graficar la curva de tensión
La curva de tensión se determina en el laboratorio mediante la olla y la membrana de presión.
El procedimiento para obtener un punto de la curva (explicado en la práctica número 3) para
determinar la humedad a 0.3 atmósferas en la olla de presión y a 15 atmósferas en la
membrana de presión. Para obtener puntos que permitan calcular y trazar la curva, se tiene en
el eje "X" la humedad (Ps) en % y en el eje "Y" se tiene la tensión, en atmósferas. Se varía la
tensión (en olla y membrana) de 0.1 a 15 atmósferas y se obtiene la humedad correspondiente.
Se propone los siguientes puntos:
En olla de presión 0.1, 0.3, 0.5, 0.8 y 1 atmósfera.
En membrana de presión 3, 5, 8, 12 y 15 atmósferas.
Con los datos anteriores se puede obtener un modelo (regresión), ajustándolo con la ecuación
1 y presentar la curva de tensión de manera gráfica.
T = K Psn (1)
Donde
T = tensión, atm
Ps = humedad, %
K y n = Parámetros empíricos.
b). Estimación de la Curva de Tensión con menos información
El procedimiento para determinar la curva de tensión es laborioso, ya que requiere varios días
para obtener los datos; además el equipo de laboratorio necesario es costoso. Tomando en
cuenta lo anterior Palacios (1963 y 1980), presentó algunos desarrollos matemáticos que
permite estimar la ecuación de la curva de tensión a partir dos o tres datos conocidos de la
curva.
Fórmula presentada por Palacios (1963)
Para deducir el modelo que represente la curva de tensión se parte de dos puntos conocidos
de la curva, 0.3 atmósferas que se puede correlacionar con la humedad a capacidad de campo
(Pscc), obteniendo el dato de capacidad de campo (CC), en laboratorio (olla de presión) o por
el método de columnas o bien utilizando el método de campo. El otro punto de la curva sería
el de 15 atmósferas, que se puede relacionar con la humedad del punto de marchitamiento
permanente (Pspmp), el cual se puede obtener en laboratorio, por el método del girasol o bien
por métodos empíricos como Pspmp = ½ Pscc.
La relación entre tensión y porcentaje de humedad (Ps) es de tipo hiperbólico. Para un mejor
ajuste de la curva se propone la ecuación 2 con tres parámetros:
T = K(Ps)n + C (2)
Para resolver esta ecuación se requieren tres puntos, por lo que el parámetro C se obtuvo de
forma empírica, analizando varias curvas de tensión de humedad cuya textura varía desde
franco-arenoso hasta la arcilla se encontró la relación de la ecuación 3.
C = - 0.000014 (Pscc)2.7 + 0.3 (3)
Conociendo el parámetro C la ecuación (2) se expresa en forma logarítmica quedando:
Log (T - C) = log K + n log Ps (4)
Aplicando esta ecuación para los puntos de CC y PMP queda:
Log (Tcc - C) = log K + n log Pscc (5)
Log (Tpmp - C) = log K + n log Pspmp (6)
Restando la ecuación (5) de (6) y despejando queda:
Para obtener el parámetro K, se despeja de la ecuación (5) o (6), quedando la ecuación 8
Log K = log (Tcc - C) - n log Pscc (8)
De esta manera se sustituye y se saca antilogaritmo para obtener el valor de K, que es el último
parámetro para conocer el modelo que representa la curva
Fórmula presentada por Palacios (1980)
En esta fórmula se trata de definir mejor la curva de tensión fijando algunos puntos de frontera.
En este caso se consideran tres puntos de la curva, que se conocen previamente. Los puntos
considerados son: Porcentaje de saturación (PS) con Tensión = 0; la humedad a capacidad de
campo (Pscc) con Tensión = 0.3 atmósferas; la humedad a PMP (Pspmp) con Tensión = 15
atmósferas. Estos tres puntos se pueden obtener con la olla o membrana de presión o por
métodos o procedimientos diferentes a estos.
El modelo propuesto se puede ver en la ecuación 9.
Con mismo significado de las variables que en la ecuación (2), sólo que en ésta ecuación se
pone explícito el signo del exponente n y se considera el signo negativo para el parámetro C.
Para estimar los parámetros K, n y C, se parte de las siguientes tres ecuaciones:
Cn -Ps*KT
)pmp(Pslog(Pscc)log
C)pmp(TlogC)(Tcclogn
(7)
(9)
Cn -PS*K
Donde:
Pscc = Humedad a capacidad de campo, en %.
Pspmp = Humedad a punto de marchitamiento permanente, en %.
PS = Humedad a saturación, en %.
Tomando logaritmos y sustituyendo los valores de K y n; obtenidos de (10), (11) y (12) se tiene
la ecuación 13:
(13)
Si se toma la variable auxiliar q, cuyo valor se representa en la ecuación14.
Cn -cc
Ps*KTcc (10)
Cn -pmp
Ps*KTpmp
(11)
Cn -PS*K (12)
1
pmpPscc/Pslog
pmpPS/Pslog
Cpmp
Tlog
pmpPscc/Pslog
pmpPS/Ps log
C)(Tcc log C log
Entonces se tiene:
Log C = q * log(Tcc+C) - (q-1) * log(Tpmp+C) (15)
En vista de que no se puede despejar C, se obtuvo una relación entre C y q (curva), a partir
de la cual se tiene una estimación bastante aproximada de C mediante regresión y cuyo
resultado se muestra en la ecuación 16.
C = 1.1122 q-7.4147 (16)
Conociendo C, los valores de n y K se obtienen de manera semejante a lo explicado en la
fórmula de Palacios 1963, aplicando la ecuación 17.
Despejando de la ecuación (12) se obtiene el valor de K:
c). Curva de Esfuerzo de Humedad del Suelo (EHS)
pmpPsPscc
pmpPsPS
/log
/log
q (14)
Pspmp
Pscc
C
C
n
log
3.0
15log
(17)
n(PS)*C K
(18)
Cuando el suelo contiene sales, además de la tensión del suelo, propiamente dicha, hay una
tensión extra provocada por la presión osmótica, de tal manera que el EHS se representa en
la ecuación 19.
EHS = T + PO (19)
Donde:
T = Tensión del suelo (atm)
PO = Presión osmótica (atm)
Para representar la curva de EHS, se parte de la curva de tensión, y de la conductividad
eléctrica del extracto de saturación de la muestra del suelo. Con estos datos se calcula la PO
para diferentes contenidos de humedad, a partir de la ecuación 20.
Donde:
POPsx = Presión osmótica para x % de humedad, Atm.
POsat = Presión osmótica a saturación, Atm
POsat = 0.36 (CE x 103)
CEx103 = Conductividad eléctrica del extracto de saturación del suelo, dS/m o mmhos/cm
PS = humedad a saturación, %.
Psx = % humedad del suelo.
Psx
PSsatPO
PsxPO (20)
Procedimiento para obtener la curva de esfuerzo de humedad del suelo (EHS)
A partir de la curva de tensión, se adicionan los valores de Presión Osmótica (POpsx),
calculados con la fórmula (20), para diferentes humedades del suelo y los puntos resultantes
corresponden a la curva de Esfuerzo de Humedad del Suelo (EHS).
Estrategias y criterios de evaluación:
El reporte de la práctica deberá ser organizado de la siguiente manera:
1. Introducción 2. Objetivos 3. Revisión de Literatura 4. Resultados y Discusión
Datos obtenidos de olla y membrana de Presión.
Cálculos para obtener curva de tensión.
Cálculos para estimar curvas de tensión mediante las dos metodologías presentadas
por Palacios (1963 y 1980).
Gráfica de curvas de tensión de la humedad del suelo.
Comparación y discusión entre las curvas obtenidas en laboratorio y las estimadas.
Cálculos de PO para diferentes contenidos de humedad.
Graficar curvas de EHS, para un valor dado de conductividad eléctrica.
5. Conclusiones 6. Solución del cuestionario dado en clase 7. Literatura citada
Literatura Básica
Aguilera C., M. y Martínez E. R. 1996. Relaciones agua suelo planta atmósfera. 4a edición. Departamento Irrigación. UACH.
Chapingo, Méx.
Baver, L. D., Gardner, W. H., & Gardner, W. R. 1973. Física de suelos (No. 631.43 B38Y 1972). Uteha.
Blásquez García, F. 1980. Principios básicos irrigación relación agua, suelo, planta. Panagfa (México)
Juan, G. R., Dehogues, G. E., & Tzenova, K. L. 1996. Relación agua-suelo. El riego. Editorial Pueblo y Educación.
Martín de Santa Olalla, F., & de Juan, A. 1992. Agronomía del riego. Mundi-Prensa. Madrid, España.
Palacios, V., E. 1963. Fórmula para obtener la cura de retención de humedad de un suelo en función de la capacidad de Campo y el
punto de Marchitamiento permanente. Soc. Mexicana de la Ciencia del Suelo Memorias del 1er Congreso México.
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Literatura complementaria
Salgado, V. E. 2001. Curso relación suelo-agua-planta. Serie Ciencias Naturales. Universitarias de Valparaíso. Valparaíso, Región
de Valparaíso. Chile.
SERRUTO, C. Arístides: Relación-Agua–Suelo-Planta Ed-Publidrat 1999. UNA-la Molina. Lima-Perú.
UACH, Depto. Irrigación. 2004. Curso Internacional de sistemas de riego. Volumen I. Chapingo, México.
Villamizar Rosas, F. Relación suelo-planta-agua. Agricultura Tropical (Colomebia) v. 26 (2) p. 71-77.
Práctica No. 6
Título de la práctica
Equipos para determinar el consumo de agua en un cultivo
Propósito de la práctica:
Identifica y describe los equipos para determinar el consumo de agua en un cultivo a través de
una visita a una estación meteorológica que tenga instalados equipos de medición tales como:
evapotranspirómetro de Thornthwaite, lisímetro de pesada y tanque tipo “A”, entre otros; para
reforzar los conocimientos adquiridos en clase.
Introducción o presentación de la práctica:
Para optimizar la producción de un cultivo, se recomienda controlar todos los factores que inciden
en la obtención de un mejor rendimiento, tales como: semillas, fertilizantes, recurso agua, labores
culturales y manejo en general del mismo. Del recurso agua, que es uno de los factores
mencionados, se requiere conocer cuánta agua se debe aplicar a un cultivo (¿cuánto?) y en qué
momento (¿cuándo?) es más conveniente aplicar los riegos, para lo cual se necesita saber la
cantidad de agua que la planta consume durante todo su ciclo productivo.
Para conocer el consumo de agua por las plantas se puede determinar con equipos específicos
para tal fin o bien se puede estimar utilizando algunas correlaciones de consumo del agua por
las plantas con algunas variables agroclimáticas. Esta determinación o estimación permite
calcular los intervalos de riego y en general la programación del riego de los cultivos.
Lo anterior permite definir si la cantidad de agua que se tiene en las fuentes de almacenamiento
es suficiente para regar la superficie programada en un ciclo agrícola o bien calcular la lámina
de riego por aplicar en cada uno de los riegos.
En esta práctica se pretende conocer los equipos y dispositivos utilizados para determinar la
evapotranspiración, que es uno de los componentes del consumo de agua por las plantas,
definiendo su aplicación, funcionamiento, ventajas y limitaciones.
Recursos para el aprendizaje: Estación Agrometeorológica, equipada con lisímetros de pesada, evapotranspirómetro de
Thornthwaite, evaporímetro tipo “A” y otros equipos utilizados para éste fin.
Estrategias de aprendizaje:
Recorrido por la estación agrometeorológica, visitando y escuchando la explicación de la operación, uso, ventajas y limitaciones de cada uno de los equipos explicados, aspectos que serán reforzados con una revisión bibliográfica de cada uno de los aparatos o equipos mostrados en campo.
Estrategias y criterios de evaluación:
El reporte de la práctica deberá ser organizado de la siguiente manera:
1. Introducción 2. Objetivos 3. Revisión de Literatura 4. Descripción de cada uno de los equipos y aparatos
En éste punto se debe presentar los resultados del recorrido de campo y la revisión bibliográfica, resaltando lo siguiente:
Descripción de los equipos y aparatos utilizados en la determinación de la evapotranspiración de un cultivo.
Señalar los fundamentos teóricos de cada aparato y equipo.
Mencionar las ventajas y limitaciones de cada uno de ellos.
Aplicación del uso de estos equipos y aparatos. 5. Conclusiones
Literatura Básica
Aguilera C., M. y Martínez E. R. 1996. Relaciones agua suelo planta atmósfera. 4a edición. Departamento Irrigación. UACH. Chapingo,
Méx.
Allen, R. G. 2006. Evapotranspiración del cultivo: guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos (Vol. 56).
Food & Agriculture Org.
Blásquez García, F. 1980. Principios básicos irrigación relación agua, suelo, planta. Panagfa (México)
Christiansen, G. E. 1968. Estimación de la Evaporación desde tanques y de la evapotranspiración a partir de datos climatológicos.
Memorándum Técnico 255. SRH. México, D. F.
CNA Y COLEGIO DE POSTGRADUADOS. 1997. Requerimientos de agua para riego. Traducción de capítulo 2, parte 623.
Requerimiento de agua para riego. Manual de ingeniería. Scs. Depto. De Agricultura de los Estados Unidos. Montecillos, Texcoco.
CNA-IMTA. 1997. Manual para diseño de zonas de riego pequeñas. Jiutepec, Morelos.
Davis, K. S. y Day, J. A. 1964. Agua espejo de la ciencia. Segunda Edición. Editorial Universitaria de Buenos Aires, Argentina.
Dorenbos, J. y Pruitt, W. O. 1975. Guideline for Predicting crop Water Requeiments, Editorial FAO. Roma, Italia.
Estados Unidos. Servicio de Conservación de Suelos. 1974. Relación entre suelo-planta-agua. Ed. Diana.
FAO, 1977. Las necesidades de agua de los cultivos. Boletín No. 24 de Riego y Drenaje. Roma. Italia.
FAO, 1990. Evapotranspiración del cultivo. Guías para determinar los req. De agua de los cultivos. Boletín No. 56 de Riego y Drenaje.
Roma, Italia.
Flores Lui, L. F. 1990. Metodología de investigacion y diagnostico en relacion agua, suelo, planta, atmosfera. CENID-RASPA. México
Juan, G. R., Dehogues, G. E., & Tzenova, K. L. 1996. Relación agua-suelo. El riego. Editorial Pueblo y Educación.
López, A. C., 1975. Modoficaciones al Evapotranspirómetro de tipo Thornthwaite. Revista Chapingo No. 4 (Nueva Epoca). Chapingo,
México.
López, Y. 2000. Relaciones hídricas en el continuo agua-suelo-planta-atmósfera (No. Doc. 21581) CO-BAC, Bogotá).
Martín de Santa Olalla, F., & de Juan, A. 1992. Agronomía del riego. Mundi-Prensa. Madrid, España.
Moreno, L. P. 2009. Respuesta de las plantas al estrés por déficit hídrico. Una revisión. Agronomía Colombiana, 27(2), 179.
Norero sch., A. 1976. Evaporación y transpiración. CIDIAT, Mérida, Venezuela.
Literatura complementaria
Paulet Iturri, M. 1979. Relación agua suelo planta. Requerimientos de aguas de las plantas en relación con el clima y el suelo para una
producción óptima. . Corporativo: IICA, Santo Domingo (R. Dominicana).
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