RESUMEN
En este Manual se presentan métodos para
estimación de evapotranspiración potencial, ETP, a
partir de datos climáticos y de evaporación en
tanques tipo A. La evapotranspiración potencial de
cosechas bajo condiciones favorables de crecimiento se estima de
ETP y de los coeficientes de cosecha, KC. Se sugieren eficiencias
de riego deseables, se definen requerimientos de lavado y se
describen condiciones de suelo y otros factores que influencian
la cantidad de agua a ser aplicada. Se presenta un procedimiento
que usa principalmente datos climáticos medios mensuales
para programación del riego.
Se desarrolla un concepto de precipitación
confiable y se utiliza para relacionar la humedad adecuada y la
producción de cosechas, o en el desarrollo de funciones de
producción vs. Humedad disponible. Se presentan periodos
críticos para deficiencias de humedad para un gran
número de cosechas. Se propone utilizar una
clasificación de déficit de humedad y de clima para
evaluar la precipitación como un recurso potencial para la
agricultura de secano.
DEFINICIÓN
DE TERMINOS
Evapotranspiración Potencial.- ETP, es la
cantidad de agua evaporada y transpirada por una cobertura de
pequeñas plantas verdes (generalmente pasto) en estado
activo de crecimiento con suministro continuo y adecuado de
humedad. Se considera dependiente del clima y puede ser estimada
de parámetros climáticos, dentro de los cuales los
más importantes son la radiación incidente
disponible, temperatura ambiente y humedad relativa. La
radiación incidente está relacionado con la
radiación extraterrestre que llega a una capa más
externa de la atmósfera y es modificada por los factores
que influencian su transmisión a través de la
atmósfera tales como la nubosidad .
Estos parámetros climáticos no son
independientes uno del otro sino están interrelacionados
en una forma compleja. Se propone como un estándar para
evapotranspiración Potencial, La evapotranspiración
medida por Pruitt (16) en Davis. California, usando un
lisímetro de 20 pies de diámetro (aproximadamente 6
metros) sembrado con pasto.
El Comité Técnico para Requerimientos de
Riego, de la Sociedad Americana de Ingenieros civiles (ASCE) ha
utilizado alfalfa como un estándar para
evapotranspiración potencial. En este manual se utiliza el
pasto como un estándar para la evapotranspiración
potencial , que es cerca del 80 al 87% del de alfalfa.
Evapotranspiración Real, ETA: Es el uso
potencial de agua por los cultivos agrícolas incluyendo
evaporación directa de la humedad del suelo y de las
plantas húmedas. Depende del clima ,el cultivo asume un
suministro adecuado de humedad. En la estimación de la
evapotranspiración potencial se considera los
factores climáticos los factores de cultivo
se utilizan para calcular ETA de ETP y son influenciados por la
etapa de crecimiento, porcentaje de cobertura,
altura de la planta y total superficie foliar. La
evapotranspiración puede ser limitada por la humedad
disponible dentro de la zona radicular, por las enfermedades de
los cultivos y por algunas características propias del
cultivo. La ETA es el uso potencial del agua bajo condiciones
favorables y es equivalente a ET (cultivo) como lo utiliza la FAO
en su reporte N° 24 sobre irrigación y Drenaje
(6)
Precipitación Confiable o Dependiente, PD:
Es la precipitación que tienen una cierta probabilidad de
ocurrencia basada en los análisis de records de
precipitación de un largo periodo de años. Para el
desarrollo de riego y para la mayoría de las condiciones
se ha determinado una probabilidad de 75% o la lluvia que puede
esperarse que ocurra 3 por cada 4 años. Para
algunos cultivos sensibles a la sequía, o de alto valor
económico, o condiciones especiales puede ser más
apropiado un mayor nivel de probabilidad.
Índice de disponibilidad de Humedad, MAI:
– es la medida relativa de la adaptación de la
precipitación en suministrar los requerimientos de
humedad. Se obtiene dividiendo la precipitación
dependiente con la evapotranspiración potencial (MAI =
PD/ETP). Indica la proporción del suministro de agua
aprovechable para el cultivo, de la precipitación
dependiente.
Déficit de Humedad, ETDF: Es la diferencia
entre la evapotranspiración potencial y la
precipitación dependiente. Un exceso de humedad es
indicado por un déficit negativo (ETDF = ETP –
PD).
ESTIMACIÓN
DE LA EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL, ETP
Se ha desarrollado muchos métodos útiles
para la estimación de la evapotranspiración
potencial, ETP. Christiansen y colaboradores (2,4) desarrollaron
fórmulas para estimar evaporación de tanque tipo A,
EV y ETP a partir de radiación extraterrestre, RA, y
diferentes datos climáticos. El comité de
requerimientos de riego de la ASCE (1) da métodos para
estimar evapotranspiración basados en
evapotranspiración de alfalfa, ET (alfalfa)
La organización para la alimentación y
agricultura (FAO) de las Naciones Unidas (6) resume
varios métodos para estimación de ETP basados en ET
(pasto).
Afortunadamente, los elementos o medidas
climáticas están altamente interrelacionados para
una determinada localidad gran parte de la variación en
ETP puede ser prevista razonablemente de dos a
más medidas o valores calculado de factores
climáticos comunes. Sin embargo, ninguna simple medida
predice un alto grado de varianza única. Así, el
efecto de una variable depende de cuanta variación ha sido
compensada por otra variable. Por ejemplo si el efecto de la
radiación es adecuadamente evaluado y ponderado en los
cálculos, luego el efecto de la humedad relativa no es
significante. La mayoría de la variación en
porcentaje de horas – sol y de radiación solar
incidente puede ser predicha de medidas de la humedad relativa.
En la publicación de la FAO se dan correcciones de humedad
tanto para el método de la radiación , como para la
ecuación de penman. Esto viene a ser innecesario cuando la
combinación de los efectos de la radiación y
temperatura permiten predecir la cantidad máxima posible
de variación en ETP.
La temperatura y la radiación juntas pueden ser
utilizadas para predecir efectivamente la mayoría de la
variación en ETP, 94% para los valores de 5 días
medidos para ET (pasto) en Davis, California por un periodo de 8
años y 98% de la variación para los valores
mensuales medianos (R2 = 0.94 y 0.98 respectivamente). Los
productos de la temperatura medida en grados Fahrenheit, TMF, por
la radiación solar incidente en equivalente a mm de
evaporación, RSM, fueron calculados para cada periodo de 5
días para los 8 años (584 periodos). Se calcularon
razones para la evapotranspiración medida en los
lisimetros EPT (pastos) dividida por TMP x RSM. Los
análisis de regresión de estas razones
no indican un grado significativo de correlación de
humedad relativa, movimiento del viento u otros factores.
Análisis gráfico y de computador utilizando datos
de lisímetros de otras localidades y países no
indican mejoramiento en cuanto al uso de correcciones utilizando
otros factores diferentes a temperatura y
radiación.
La radiación solar incidente RS en
cal/cm2/día se puede obtener de datos y mapas dados por
Lof. Doffie and Smith (14). Se presentan datos e isolineas (misma
radiación) estimados cubriendo prácticamente todo
el mundo.
Para la estimación de ETP, RS se convierte al
equivalente en milímetros de evaporación por mes,
RSM, por corrección del número de días en el
mes, DM, y el calor latente de agua de vaporización L. La
ecuación puede ser escrita:
RSM = 10 DM x RS/L (1)
Para la mayoría de los cálculos manuales
el valor para L a 20 grados centígrados se puede utilizar,
resultando en la ecuación:
RSM = (DM x RS) / 58.5 ( 1 a)
El vapor promedio de calor latente de vaporación,
L, para un mes es calculado de la temperatura ambiente mensual en
grados centígrados, TMC, o temperatura medio
ambiente media mensual en grados Fahrenheit, TMF, por medio
de la ecuación.
L = 595.9 – 0.55 x TMC (2)
L = 595.9 – 0.305 x (TMF – 32) (2
a)
La ecuación (1) puede ser usada para cualquier
periodo de tiempo, sustituyendo cualquier número deseado
de días en lugar de DM.
La evapotranspiración potencial, ETP, en
milímetros por mes puede aproximarse utilizando la
ecuación.
ETP = 0.004 x TMF x RS (3)
La ecuación 3 no está corregida para el
número de días en el mes o para las diferencias en
calor latente de vaporización, L. Una estimación
más exacta es dada por una ecuación que utiliza
RSM, la cual corrige para el número de días y para
los valores reales de L. La ecuación puede ser
escrita.
ETP = 0.0075 RSM x TMF (4)
El valor real de radiación puede ser medido
directamente. Sin embargo muchos radiómetros están
pobremente calibrados y en muchos áreas los mapas de
radiación se basan en un número insuficiente de
datos. Los valores de radiación obtenidos, son en muchos
casos mas bajos que los reales. Para la mayoría de las
áreas bajo riego, o áreas que requieran riego, RSM
puede ser estimado con un buen grado de exactitud de la
radiación extraterrestre equivalente en mm. mensuales de
evaporación, RMM, y el porcentaje de posibles horas
– sol, S
La ecuación puede ser escrita:
RSM = 0.0075 RMM S ½
(5)
La tabla 1 de valores medios diarios de duración
máxima de brillo solar. La ecuación 5 se
derivó de datos de 8 años de Davis, California, y
luego fue evaluado con el uso de valores medios de largos
periodos de muchas localidades incluyendo aquellas utilizadas por
Lof, Duffie, y Smith (14). Parece conveniente alguna
reducción en la constante para aquellas áreas
caracterizadas por la presencia de nubosidades, niebla o esta con
mezcla de humo (smog). Esta reducción es casos extremos
puede ser hasta 0.065.
Hay una relación general entre porcentaje de
posible brillo solar, S1, y la humedad relativa media de 24
horas, HM, para cada región climática o
área. La ecuación puede ser escrita en la
forma:
S = K(100 – HM)½ (6)
Con un máximo valor de S = 100. valores comunes
de K varían de 9.5 a 12.5.
Un promedio o valor típico puede calcularse o
determinarse gráficamente de los datos locales. Hay una
considerable dispersión en esta relación pero los
errores están usualmente dentro de límites
razonables de exactitud.
La radiación extraterrestre, RMD equivalente en
mm de evaporación por día, se muestran en la tabla
N° 2. RMM = RMD x DM. En el apéndice II –
Ecuaciones de computador se dan las ecuaciones para el
cálculo de RMM, RSM y ETP por medio del
computador.
Hargreaves (8) propone el uso de una ecuación
para ETP, basado en el factor mensual de latitud MF temperatura
media mensual del aire y un coeficiente para la humedad relativa
media mensual CH. La ecuación puede ser
escrita:
ETP = MF x TMF x CH (7)
Detalles de los cálculos de ETP por la
ecuación (7) se presentan en el apéndice
II.
Donde se disponga de datos sobre radiación o
brillo solar y estos se consideren confiables. La ecuación
(4) se recomienda como superior a la ecuación
(7).
La evaporación en tanque tipo A, EV, ha sido
ampliamente utilizada como un índice para obtener ETP, EV
y ETP responden en diferentes grados a los diferentes elementos
del tiempo. ETP puede estimarse asociando EV a un conocimiento de
las condiciones de exposición del tanque, y las
condiciones climáticas. Los coeficientes pueden
desarrollarse para el efecto del viento en kilómetros por
día, W. porcentaje medio de humedad relativa en 24 horas
HM, y para el efecto de la corriente de aire (Viento), F, en
metros o distancia, D, en metros a partir de algún
límite dado, con cambio de condiciones. Una
exposición estándar para evaporación de
tanque tal como se utiliza en este manual se define como un
tanque tipo AU.S. (tipo A) rodeado por un cultivo verde y
pequeño para una distancia o faja, F, de exposición
a corrientes de aire (viento) de 1,000 metros a más bajo
condiciones de viento moderado (175 –
420km/día ó 2-5 metros/seg. y una humedad
relativa media (40-70 %). Para estas condiciones el coeficiente
medio del tanque KP, es cerca de 0.80 ETP es dada por la
situación.
ETP = KP x EV (8)
Para un tanque localizado en una faja larga de tierra
seca o área no cultivada, el valor estandar de KP para
vientos moderados y humedad media, es cerca de 0.55. Si la
localización está en los linderos de tierras bajo
riego y barbecho, con la tierra bajo riego hacia el lado del
viento, KP es cerca de 0.75. La distancia hacia el viento desde
el área bajo riego , D, se utiliza para corregir los
valores de KP. Las correcciones para los valores estándar
de coeficientes estandarizados KPS, pueden estimarse a partir del
viento en km/día, humedad relativa en %, HM. pueden
estimarse a partir del viento de Km/día, humedad relativa
en %, HM. De las corrientes de aire, F, o de la distancia, D. por
la ecuación:
KP = KPS x CW x CHM x CF ó CD (9)
En la cual: | ||||
CW | = 1.15 – 0.0005 W | (9 a) | ||
CHM | = 0.80 + 0.0033 HM | (9 b) | ||
CF | = 0.76 + 0.1 x F | (9 c) | ||
CD | = 0.76 – 0.1 x D | (9 d) |
Los valores de W se basan en un instrumento colocado a
una altura de 2.0 metros sobre el tanque. El anemómetro
puede ser colocado a diferentes alturas sobre el suelo. La
velocidad del viento aumenta aproximadamente
1/4 de la
potencia (raíz cuarta) de la altura sobre el nivel de base
efectivo.
El comité de requerimientos de riego de la ASCE
(1) da coeficientes para una gran variedad de cultivos. Los datos
más completados disponibles son para ocho cultivos
comunes. Los coeficientes se basan en la
evapotranspiración de alfalfa ETP (alfalfa). Los
coeficientes dados por el comité fueron multiplicados por
el factor 1.20 con el fin de obtener coeficientes de cultivos
aplicables a la ETP (pastos). Los coeficientes de cultivos
presentados por el comité de la ASCE (1) multiplicados por
el 1.20 se dan en la tabla 3. Estos coeficientes cubren un
completo rango de etapas de crecimiento y son típicos de
frecuencias y prácticas normales de riego. La tabla 4
reproducida en base a Hargreaves (8) resume adicionales
coeficientes de cultivo, KC, generalizados, basados sobre datos
experimentales disponibles de varios estados y
países.
El informe Nº 24 sobre riego y drenaje de la FAO
(6) presenta una de las discusiones más completas sobre
coeficientes de cultivos. La tabla 5 da los valores estacionales
de ET (cultivos) de la FAO para la mayoría de los cultivos
extensivos, hortalizas y frutales. El valor estacional
también se muestra como un % de ET(pasto) para una
estación de crecimiento de 12 meses. Varios
cultivos y hortalizas pueden ser cultivados 2 veces al
año, con lo cual se aproxima más el uso total anual
de ET(pasto). La figura 1 muestra gráficamente los
coeficientes de cultivos para una variedad de
cultivos.
Durante la etapa inicial entre la siembra y el
nacimiento de la planta el coeficiente de cultivo, KC, depende
sobre todo de la frecuencia de humedecimiento del suelo y de
otros factores de menos importancia. La figura 2 reproducida del
informe de la FAO da valores promedios de KC durante
esta etapa inicial como una función de ETP y de la
frecuencia de riego o lluvia. Los coeficientes de cultivos para
el intermedio entre la anterior etapa y la cosecha se da en la
tabla 6.
Aunque los coeficientes de cultivo son mejor definidos
por medio de curvas mostrando los valores desde la siembra hasta
la cosecha, ellos pueden aproximarse por líneas rectas la
figura 3 presenta un ejemplo. El uso de
Líneas rectas para la presentación de valores de KC
permite efectuar el balance hídrico por medio del
computador y facilita la programación del
riego.
EFICIENCIA DE
RIEGO
Comúnmente el agua no puede aplicarse
uniformemente sobre el área bajo riego. En riego por surco
la infiltración es usualmente mayor al comienzo o cabecera
del surco. La uniformidad de aplicación en riego por
aspersión depende de las condiciones de viento, del tipo
de aspersor, y del espaciamiento de los aspersores y laterales.
En el diseño de algunos sistemas se calcula la
aplicación para suministrar adecuadas cantidades a
aquellas áreas que recibe una mínima cantidad de
agua. Las eficiencias de riego han sido diversamente definidas.
Las eficiencias totales incluyen conducción y
almacenamiento en este informe se considera la eficiencia de
aplicación o la eficiencia unitaria de riego. El
comité de la ASCE (1) define eficiencia unitaria de riego
como la razón entre el volumen de agua de riego requerido
para un uso benéfico y el volumen de agua entregada al
Area. Israelsen y Hansen (12) definen la eficiencia de
aplicación como la razón entre el agua almacenada
en la zona radicular durante el riego y el agua entregada a la
chacra.
Algunos problemas operacionales se relacionan con el
diseño y construcción de los sistemas de riego. Los
sistemas de canales y de aspersión deberán
diseñarse para tiempo completo de operación y
deberán tener suficiente capacidad para suministrar
adecuadas aplicaciones durante los periodos pico. El
diseño de los sistemas de riego deberá basarse en
una eficiencia de 60 a 80% para sistemas de riego por superficie
y en 80 % para sistemas de riego por aspersión o por
goteo. Raras veces se logran altas eficiencias de riego con
sistemas diseñados sobre bases de bajas eficiencias debido
a que ellos suministran más agua que la necesaria. La
falta de adecuadas capacidades para suministrar las demandas
máximas resultan en bajas de producción
particularmente si las deficiencias de agua ocurren durante
periodos críticos del ciclo vegetativo.
REQUERIMIENTO DE
LAVADO
La evapotranspiración remueve agua pura de la
solución del suelo, efectuándose por consiguiente
una concentración de sales en el suelo. Debido a que todas
las aguas de riego contienen algunas sales, se requiere
algún lavado para prevenir un aumento de la
concentración de sales en la solución del suelo en
la zona radicular, a niveles que inhiban el crecimiento de la
planta. Para que se efectúe el lavado, el perfil del suelo
debe ser bien drenado ya sea natural o artificialmente. El lavado
es frecuentemente efectuado por la lluvia si la
lluvia elimina periódicamente los excesos de sales del
perfil del suelo, al calcular los requerimientos del suelo no se
necesitan computar agua extra para el lavado del
suelo.
Bajo condiciones especificas de riego, las sales pueden
precipitarse en el suelo o pueden ser disueltas de minerales
precipitados, Tres sales naturales comunes (enlistadas en orden
de solubilidad). CaCo3, MgCO3 ,y CaSO4, precipitarán antes
de que la solución del suelo alcance una
concentración que sea peligrosa para la mayoría de
las plantas. Cuando una cantidad de esas sales es substraida en
la solución del suelo, el remanente es la salinidad
efectiva, ES. Las sales solubles remanentes son aquellas que
pueden crear una concentración de salidad en el suelo,
peligrosa para las plantas.
Los requerimientos de lavado son normalmente estimados
de la conductividad eléctrica, EC del agua de riego esto
erróneamente asume que la sal presente en el agua
permanece en la solución del suelo. El requerimiento del
lavado, LR en porcentaje de agua aplicada basada sobre esta
suposición es dada por la ecuación.
LR = 100 x EC1W/ EC58 (11)
Donde EC1W es la conductividad eléctrica en mmhos
por centímetro del agua de riego, y EC58 es la
máxima conductividad permisible en la solución del
suelo en el fondo de la zona radicular o del agua de
drenaje.
Los cultivos varían en tolerancia a las sales. La
máxima salinidad promedio permisible en la solución
del suelo en el fondo de la zona radicular medida como
conductividad eléctrica, EC es alrededor de 36 mmhos x
centímetro para pasto bermuda, trigo alto, pasto y cebada,
32 milimhos /cm para algodón y remolacha azucarera: y de 4
a 16 milimhos para la mayoría de los otros cultivos. Un
milimho es aproximadamente equivalente a 640 ppm a 10
miliequivalentes x litro en la solución del suelo. La EC
de la solución del suelo es cerca de tres veces el
equivalente de la conductividad eléctrica del extracto de
saturación, ECe Richards et al (17) suministran
métodos para la determinación de la sanidad del
suelo y del agua.
Los análisis químicos para la calidad del
agua consiste en la determinación de cationes y aniones
(iones + y negativos) los cuales se combinan para formar sales
naturales. Los principales cationes de interés son:
calcio, Ca++ ; Magnesio,
Mg++ ; Sodio, Na
+ ; y potasio, K+. Los principales aniones
son bicarbonato, HCO3-; Sulfato, SO4-; Cloro, Cl-; y Nitrato
NO3-.otros iones están usualmente presentes pero en
cantidades negligibles. El potasio y el nitrato son nutrientes de
importancia para las plantas, pero usualmente están
presentes en mucho menos cantidad que los otros iones y
frecuentemente no son incluidos en los análisis. Cuando
expresamos en miliequivalentes por litros, me/1, la suma de los
cationes en la solución del suelo o muestra de agua
deberá ser aproximadamente a la suma de los
aniones.
De los cationes, el sodio se considera como el
más nocivo para la estructura del suelo y por tanto el mas
indeseable. Para la mayoría de los cultivos el ión
sodio no deberá exceder de cuarenta me. Por
litro en la zona radicular. Sobre estas bases el requerimiento de
lavado de sodio, SLR como porcentaje de agua requerida puede ser
expresado por la ecuación.
SRL = 100 x Na +/40 (12)
Un límite superior aproximado para la salinidad
efectiva está en alrededor de 80 me/1. Basado en ES, la
ecuación de requerimiento de lavado puede ser escrito
como:
ESLR = 100 x ES/80 (13)
Utilizando valores de análisis de aguas, puede
calcularse, SLR y ESLR y así debe utilizarse el mayor de
los dos valores Christiansen en Utah state University ha
desarrollado un programa de computador para hacer estos y otros
cálculos de calidad de agua. Christiansen (3) propuso el
uso de la siguiente tabla para evaluar la calidad de agua de
riego:
Clasificación de la | EC mmhos | Na+ | SAR | Na2CO3 Meg/1 | Cl- | ES Meg/1 | Boro ppm | ||||||||||||||||||||||||||||
1 | 0.5 | 40 | 3 | 0.5 | 3 | 4 | 0.5 | ||||||||||||||||||||||||||||
2 | 1.0 | 60 | 6 | 1.0 | 6 | 8 | 1.0 | ||||||||||||||||||||||||||||
3 | 2.0 | 70 | 9 | 2.0 | 10 | 16 | 2.0 | ||||||||||||||||||||||||||||
4 | 3.0 | 80 | 12 | 3.0 | 15 | 24 | 3.0 | ||||||||||||||||||||||||||||
5 | 4.0 | 90 | 15 | 4.0 | 20 | 32 | 4.0 | ||||||||||||||||||||||||||||
6 | Mayores que los límites para |
Una clasificación de 1 es excelente para uso
agrícola. El agua clasificada en 6 aún con respecto
a un solo factor generalmente no se considera aprovechable para
riego, sin embrago la tolerancia varia con los cultivos y da
efectividad de las condiciones de drenaje.
Usualmente, se enfatiza en el mantenimiento de un
balance favorable de sales o en eliminar tanta sal en el agua de
drenaje como la que entra en el agua de riego. Sin embargo la
salinización de suelo. Sin embargo cada situación
necesita ser analizada; se debe evaluar la salinidad total y la
salinidad efectiva del agua de riego y el límite superior
del sodio el carbonato de calcio, el carbonato de magnesio y el
sulfato de calcio precipitan según la concentración
de la solución del suelo sea incrementada. Buena
agricultura podría incluir prácticas que
suministren temporalmente una elevación del contenido de
sales dentro de límites razonables previendo que existe la
perspectiva de un lavado periódico o la traída de
mejor calidad de agua en el futuro.
La elevación del contenido de sal en el suelo es
más frecuentemente el resultado de un drenaje pobre, que
el resultado por la misma aplicación del agua de riego.
Una eficiencia normal de riego es tal que un balance favorable de
sale puede ser usualmente mantenida si el drenaje subsuperficial
está bien desarrollado.
El comité de requerimientos de riego de la ASCE
(1) da coeficientes para una gran variedad de cultivos. Los datos
más completados disponibles son para ocho cultivos
comunes. Los coeficientes se basan en la
evapotranspiración de alfalfa ETP (alfalfa). Los
coeficientes dados por el comité fueron multiplicados por
el factor 1.20 con el fin de obtener coeficientes de cultivos
aplicables a la ETP (pastos). Los coeficientes de cultivos
presentados por el comité de la ASCE (1) multiplicados por
el 1.20 se dan en la tabla 3. Estos coeficientes cubren un
completo rango de etapas de crecimiento y son
típicos de frecuencias y prácticas normales de
riego. La tabla 4 reproducida en base a Hargreaves (8) resume
adicionales coeficientes de cultivo, KC, generalizados, basados
sobre datos experimentales disponibles de varios estados y
países.
El informe Nº 24 sobre riego y drenaje de la FAO
(6) presenta una de las discusiones más completas sobre
coeficientes de cultivos. La tabla 5 da los valores estacionales
de ET (cultivos) de la FAO para la mayoría de los cultivos
extensivos, hortalizas y frutales. El valor estacional
también se muestra como un % de ET(pasto) para una
estación de crecimiento de 12 meses. Varios
cultivos y hortalizas pueden ser cultivados 2 veces al
año, con lo cual se aproxima más el uso total anual
de ET(pasto). La figura 1 muestra gráficamente los
coeficientes de cultivos para una variedad de
cultivos.
Durante la etapa inicial entre la siembra y el
nacimiento de la planta el coeficiente de cultivo, KC, depende
sobre todo de la frecuencia de humedecimiento del suelo y de
otros factores de menos importancia. La figura 2 reproducida del
informe de la FAO da valores promedios de KC durante esta etapa
inicial como una función de ETP y de la frecuencia de
riego o lluvia. Los coeficientes de cultivos para el intermedio
entre la anterior etapa y la cosecha se da en la tabla
6.
Aunque los coeficientes de cultivo son mejor definidos
por medio de curvas mostrando los valores desde la siembra hasta
la cosecha, ellos pueden aproximarse por líneas rectas la
figura 3 presenta un ejemplo. El uso de
Líneas rectas para la presentación de valores de KC
permite efectuar el balance hídrico por medio del
computador y facilita la programación del
riego.
EFICIENCIA DE RIEGO
Comúnmente el agua no puede aplicarse
uniformemente sobre el área bajo riego. En riego por surco
la infiltración es usualmente mayor al comienzo o cabecera
del surco. La uniformidad de aplicación en riego por
aspersión depende de las condiciones de viento, del tipo
de aspersor, y del espaciamiento de los aspersores y laterales.
En el diseño de algunos sistemas se calcula la
aplicación para suministrar adecuadas cantidades a
aquellas áreas que recibe una mínima cantidad de
agua. Las eficiencias de riego han sido diversamente definidas.
Las eficiencias totales incluyen conducción y
almacenamiento en este informe se considera la eficiencia de
aplicación o la eficiencia unitaria de riego. El
comité de la ASCE (1) define eficiencia unitaria de riego
como la razón entre el volumen de agua de riego requerido
para un uso benéfico y el volumen de agua entregada al
Area. Israelsen y Hansen (12) definen la eficiencia
de aplicación como la razón entre el agua
almacenada en la zona radicular durante el riego y el agua
entregada a la chacra.
Algunos problemas operacionales se relacionan con el
diseño y construcción de los sistemas de riego. Los
sistemas de canales y de aspersión deberán
diseñarse para tiempo completo de operación y
deberán tener suficiente capacidad para suministrar
adecuadas aplicaciones durante los periodos pico. El
diseño de los sistemas de riego deberá basarse en
una eficiencia de 60 a 80% para sistemas de riego por superficie
y en 80 % para sistemas de riego por aspersión o por
goteo. Raras veces se logran altas eficiencias de riego con
sistemas diseñados sobre bases de bajas eficiencias debido
a que ellos suministran más agua que la necesaria. La
falta de adecuadas capacidades para suministrar las demandas
máximas resultan en bajas de producción
particularmente si las deficiencias de agua ocurren durante
periodos críticos del ciclo vegetativo.
REQUERIMIENTO DE LAVADO
La evapotranspiración remueve agua pura de la
solución del suelo, efectuándose por consiguiente
una concentración de sales en el suelo. Debido a que todas
las aguas de riego contienen algunas sales, se requiere
algún lavado para prevenir un aumento de la
concentración de sales en la solución del suelo en
la zona radicular, a niveles que inhiban el crecimiento de la
planta. Para que se efectúe el lavado, el perfil del suelo
debe ser bien drenado ya sea natural o artificialmente. El lavado
es frecuentemente efectuado por la lluvia si la lluvia elimina
periódicamente los excesos de sales del perfil del suelo,
al calcular los requerimientos del suelo no se necesitan computar
agua extra para el lavado del suelo.
Bajo condiciones especificas de riego, las sales pueden
precipitarse en el suelo o pueden ser disueltas de minerales
precipitados, Tres sales naturales comunes (enlistadas en orden
de solubilidad). CaCo3, MgCO3 ,y CaSO4, precipitarán antes
de que la solución del suelo alcance una
concentración que sea peligrosa para la mayoría de
las plantas. Cuando una cantidad de esas sales es substraida en
la solución del suelo, el remanente es la salinidad
efectiva, ES. Las sales solubles remanentes son aquellas que
pueden crear una concentración de salidad en el suelo,
peligrosa para las plantas.
Los requerimientos de lavado son normalmente estimados
de la conductividad eléctrica, EC del agua de riego esto
erróneamente asume que la sal presente en el agua
permanece en la solución del suelo. El requerimiento del
lavado, LR en porcentaje de agua aplicada basada sobre esta
suposición es dada por la ecuación.
LR = 100 x EC1W/ EC58 (11)
Donde EC1W es la conductividad eléctrica en mmhos
por centímetro del agua de riego, y EC58 es la
máxima conductividad permisible en la solución del
suelo en el fondo de la zona radicular o del agua de
drenaje.
Los cultivos varían en tolerancia a las sales. La
máxima salinidad promedio permisible en la solución
del suelo en el fondo de la zona radicular medida como
conductividad eléctrica, EC es alrededor de 36 mmhos x
centímetro para pasto bermuda, trigo alto, pasto y cebada,
32 milimhos /cm para algodón y remolacha azucarera: y de 4
a 16 milimhos para la mayoría de los otros cultivos. Un
milimho es aproximadamente equivalente a 640 ppm a 10
miliequivalentes x litro en la solución del suelo. La EC
de la solución del suelo es cerca de tres
veces el equivalente de la conductividad eléctrica del
extracto de saturación, ECe Richards et al (17)
suministran métodos para la determinación de la
sanidad del suelo y del agua.
Los análisis químicos para la calidad del
agua consiste en la determinación de cationes y aniones
(iones + y negativos) los cuales se combinan para formar sales
naturales. Los principales cationes de interés son:
calcio, Ca++ ; Magnesio,
Mg++ ; Sodio, Na
+ ; y potasio, K+. Los principales aniones
son bicarbonato, HCO3-; Sulfato, SO4-; Cloro, Cl-; y Nitrato
NO3-.otros iones están usualmente presentes pero en
cantidades negligibles. El potasio y el nitrato son nutrientes de
importancia para las plantas, pero usualmente están
presentes en mucho menos cantidad que los otros iones y
frecuentemente no son incluidos en los análisis. Cuando
expresamos en miliequivalentes por litros, me/1, la suma de los
cationes en la solución del suelo o muestra de agua
deberá ser aproximadamente a la suma de los
aniones.
De los cationes, el sodio se considera como el
más nocivo para la estructura del suelo y por tanto el mas
indeseable. Para la mayoría de los cultivos el ión
sodio no deberá exceder de cuarenta me. Por litro en la
zona radicular. Sobre estas bases el requerimiento de lavado de
sodio, SLR como porcentaje de agua requerida puede ser expresado
por la ecuación.
SRL = 100 x Na +/40 (12)
Un límite superior aproximado para la salinidad
efectiva está en alrededor de 80 me/1. Basado en ES, la
ecuación de requerimiento de lavado puede ser escrito
como:
ESLR = 100 x ES/80 (13)
Utilizando valores de análisis de aguas, puede
calcularse, SLR y ESLR y así debe utilizarse el mayor de
los dos valores Christiansen en Utah state University ha
desarrollado un programa de computador para hacer estos y otros
cálculos de calidad de agua. Christiansen (3) propuso el
uso de la siguiente tabla para evaluar la calidad de agua de
riego:
Clasificación de | EC mmhos | Na+ % | SAR | Na2CO3 | Cl-Meg/1 | ES | Boro ppm |
1 | 0.5 | 40 | 3 | 0.5 | 3 | 4 | 0.5 |
2 | 1.0 | 60 | 6 | 1.0 | 6 | 8 | 1.0 |
3 | 2.0 | 70 | 9 | 2.0 | 10 | 16 | 2.0 |
4 | 3.0 | 80 | 12 | 3.0 | 15 | 24 | 3.0 |
5 | 4.0 | 90 | 15 | 4.0 | 20 | 32 | 4.0 |
6 | Mayores que los límites para |
Una clasificación de 1 es excelente para uso
agrícola. El agua clasificada en 6 aún con respecto
a un solo factor generalmente no se considera aprovechable para
riego, sin embrago la tolerancia varia con los cultivos y da
efectividad de las condiciones de drenaje.
Usualmente, se enfatiza en el mantenimiento de un
balance favorable de sales o en eliminar tanta sal en el agua de
drenaje como la que entra en el agua de riego. Sin embargo la
salinización de suelo. Sin embargo cada situación
necesita ser analizada; se debe evaluar la salinidad total y la
salinidad efectiva del agua de riego y el límite superior
del sodio el carbonato de calcio, el carbonato de magnesio y el
sulfato de calcio precipitan según la concentración
de la solución del suelo sea incrementada. Buena
agricultura podría incluir prácticas que
suministren temporalmente una elevación del contenido de
sales dentro de límites razonables previendo que existe la
perspectiva de un lavado periódico o la traída de
mejor calidad de agua en el futuro.
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