Riego localizado subterráneo

2. Revisión
   bibliográfica
3. Referencias
   bibliográficas

1.
INTRODUCCIÓN

El rápido crecimiento de la población mundial ha hecho que el empleo
eficiente del agua de riego
sea de importancia vital, particularmente en los países
más pobres donde el mayor potencial para aumentar la
producción alimentaria y los ingresos rurales
se encontraría frecuentemente en las zonas de
riego.

En las dos últimas décadas del siglo XX,
la adopción
de tecnologías de riego de alta eficiencia o de
riego localizado, en Chile, ha
presentado un crecimiento significativo, fundamentalmente por la
incorporación de cultivos de alta rentabilidad
asociada por lo general, a la actividad de exportación.

En el caso específico de cultivos
hortícolas, el desarrollo de
la tecnología de riego, no sólo se ha
sustentado en aspectos de rentabilidad,
sino también en criterios técnicos de manejos de
cultivos en relación al agua de riego.
Existiendo una necesidad de hacer más eficiente la
aplicación y aprovechamiento del agua por parte del
cultivo y a la vez de disminuir las pérdidas por
evaporación desde el suelo.

En el caso del tomate (Lycopersicon licopersicum), el
riego es importante para que exista una disponibilidad de agua
suficiente para la germinación, trasplante y un
crecimiento temprano, que es esencial para una buena calidad de
producción, por lo que en estas etapas es
indispensable un manejo óptimo del riego.

En la presente investigación se utilizará el
cultivo del tomate, debido a que es la hortaliza más
cultivada en el país.

Para tener una eficiente aplicación del agua, se
recurre al riego localizado, que consiste en aplicar el agua a una
zona más o menos restringida del volumen de
suelo que
habitualmente ocupan las raíces.

Son ampliamente conocidas las ventajas del riego
localizado, entre las que se destacan: mejor aprovechamiento del
agua, mayor uniformidad de riego, menor infestación de
malezas, ahorro de mano
de obra, entre otras.

A partir de 1989, en Estados Unidos,
en el Estado de
Kansas, se han desarrollado una serie de estudios e investigaciones
en la tecnología del riego localizado
subterráneo. Actualmente éste tipo de riego
sería uno de los sistemas de riego
más novedosos existentes en el mercado.

Una de las ventajas que presenta es la mejor eficiencia de
regadío, localización del uso de fertilizantes,
menor incidencia de enfermedades fungosas, menor
gasto en herbicidas, mayor vida útil que los sistemas
tradicionales y permite el uso de aguas residuales que han sido
previamente filtradas.

No obstante, existen una serie de problemas que
se plantean a la hora de trabajar bajo tierra, como
las obstrucciones por entrada de raíces, succión de
partículas y la falta de conocimientos suficientes para
solucionar diversos inconvenientes, ya sea hidráulicos o
agronómicos, como por ejemplo, la profundidad de
instalación de la tubería de riego, la cual es una
interrogante que en algunos cultivos es una pregunta sin
respuesta.

2. REVISIÓN
BIBLIOGRÁFICA

2.1. Agua en el suelo

El agua no sólo es de importancia directa para
las plantas sino que
juega muchos roles en el suelo, actuando como disolvente,
hidratante, amortiguador de temperatura,
agente dilatador y debilitador de estructura del
suelo, entre otros. Un alto contenido de humedad facilita el
movimiento y
distribución de agua y solutos en el perfil
de suelo (Terrón y Hernández 1992).

2.1.1. Características físicas del
suelo

Fuentes (1998), señala que el suelo es un
sistema
complejo, compuesto por partículas sólidas
(minerales y
orgánicas), agua con sustancias en disolución
(formando la solución del suelo) y aire. El aire y la
solución del suelo ocupan los espacios o poros
comprendidos en la matriz
sólida.

Muchas son las propiedades del suelo que afectan a la
retención del agua en

él mismo, destacando entre todas, la textura,
estructura y
porosidad (De Santa Olalla y De Juan Valero 1993).

La porosidad está muy relacionada con la textura,
pero depende también en gran medida, del grado de
agregación (influenciado por el contenido de materia
orgánica y coloides inorgánicos) o la
compactación que presente (De Santa Olalla y De Juan
Valero 1993).

Según Kramer (1989), existen dos clases de poros
determinados por su dimensión; los poros grandes o "no
capilares", que no retienen fuertemente el agua por
capilaridad, y los poros pequeños, "capilares", que
sí la retienen. Los poros que no son capilares atraen
libremente el agua después de lluvias o riego, y se supone
que normalmente están llenos de aire. Los poros capilares
contienen el agua que queda después de que la mayor parte
del desagüe libre se halla efectuado, o sea el agua retenida
en el suelo a capacidad de campo.

2.1.2. Estado
energético del agua en el suelo

Desde un punto de vista de la producción
agrícola, junto con el contenido de agua de un suelo, es
imprescindible conocer también la energía con que
el agua está retenida, ya que el movimiento de
la misma hacia a la planta, la atmósfera y otras
zonas del suelo es un proceso
regulado por diferencias de estados energéticos (De Santa
Olalla y De Juan Valero 1993).

El potencial hídrico es una magnitud que expresa
la energía libre del agua cuando ésta entra a
formar parte de diversos sistemas, tales como suelo, planta y
atmósfera.
Este potencial viene determinado por la presión a
que está sometida, su actividad y gravedad. Se mide en
relación a un potencial de referencia, que vale cero y que
corresponde al agua pura, libre, y a la presión
atmosférica (Fuentes
1998).

De Santa Olalla y De Juan Valero (1993), señalan
que el potencial del agua en el suelo se puede descomponer en una
suma algebraica de distintos campos de fuerzas que contribuyen al
potencial total, y así para un suelo isotérmico se
pude descomponer en potencial matricial, gravitatorio, de
presión y osmótico. Baver et al. (1980),
señalaron además, la existencia de otros
potenciales, como son el neumático y el de
sobrecarga.

El agua se desplaza espontáneamente (sin aporte
externo de energía) desde los sitios de mayor potencial
hacia los sitios de menor potencial, siendo el flujo directamente
proporcional a la diferencia de potencial, salvo que ocurra
algún obstáculo en el camino (Fuentes
1998).

En presencia de un suelo saturado, el movimiento del
agua está gobernado por los potenciales de presión
y gravitacional. Pero cuando el suelo comienza a secarse, suelo
no saturado, los potenciales que dominan en el suelo son el
mátrico y el gravitacional (Baver et al. 1980)

2.1.3. Estado del
agua en el suelo

Cuando un suelo ha tenido un aporte de agua (lluvia o
riego) abundante, una parte del agua recibida, llamada agua
gravitacional, se infiltrará por gravedad, y se
perderá hacia capas más profundas en poco tiempo. El resto
del agua, sin embargo, será retenida entre las
partículas del suelo, denominada agua capilar, y
estará en un principio disponible para ser absorbida por
las raíces, aunque una parte puede perderse por
evaporación directa a la atmósfera (Pérez y
Martínez 1994).

Desde el punto de vista de su utilización por las
plantas existen
diferentes estados del agua en el suelo. La capacidad de campo
(CC) es entendida como el contenido de agua en el suelo
después de estar saturado y haber perdido la
fracción gravitacional, pero conservando la capilar. Si no
hay aportes nuevos de agua, el suelo se irá secando en el
transcurso de los días, y cuando sólo quede una
cantidad tan escasa que las plantas no sean capaces de absorber,
estas mostrarán signos de marchitamiento que no se
recuperarán al ponerlas en un ambiente
saturado de humedad. En este caso se dice que el suelo
está en su punto de marchitez permanente (PMP). El PMP de
la mayoría de las plantas corresponde a un suelo con un
potencial de – 1,5 bar (Pérez y Martínez
1994).

El agua disponible para el cultivo propuesto por
Veihmeyer y Hendrickson (1931), citado por Benavides (1994),
correspondiente a la humedad igualmente aprovechable, está
comprendida entre la capacidad de campo y el punto de marchitez
permanente. Sin embargo, Richards y Wadleigh (1952), citado por
Benavides (1994), obtuvieron evidencia que a medida que la
humedad disminuía, se reducía su disponibilidad.
Particularmente, Kramer (1989), describe un modelo en el
cual, la disponibilidad es máxima hasta que se consume
aproximadamente un 50% de la humedad aprovechable. No obstante,
las modernas programaciones de riego están generalmente,
basadas en lograr que el agua esté fácilmente
disponible para las plantas, de tal modo los aportes de agua se
realizan cuando el potencial de agua del suelo alcanza en la zona
de máxima actividad radicular, un valor
previamente fijado en función de
la especie cultivada, estado vegetativo, el tipo de suelo y la
demanda
evaportativa. De este modo se permite que las plantas reduzcan el
contenido hídrico del suelo desde la capacidad de campo
hasta el potencial predeterminado, esto significa que, se permite
un agotamiento del agua disponible hasta un determinado
porcentaje de su totalidad (De Santa Olalla y De Juan Valero
1993).

2.1.4. Movimiento del agua dentro de los
suelos

El comportamiento
del agua en el suelo depende, de propiedades particulares y de
las fuerzas que actúan sobre ella, incluyendo aquellas que
se oponen al movimiento. Estas a su vez dependen, de la geometría
de los poros y de la interacción entre el agua y las
superficies sólidas con las que está en contacto
(Terrón y Hernández 1992).

Rara vez el agua del suelo está en reposo, siendo
la dirección y rapidez de su movimiento de
fundamental importancia en muchos procesos que
tienen lugar en la biosfera. El
flujo del agua en el suelo es un caso especial de un problema
mayor de líquidos en medios porosos
(Baver et al, 1980).

La cuota de infiltración de agua en el suelo es
un factor extremadamente importante para la recarga de humedad
del suelo mediante lluvia o riego (Kramer 1989).

A medida que el agua, tanto de lluvia como de riego, va
infiltrándose en un suelo homogéneo, según
Santibanez (1994), se producen tres zonas de mojamiento: 1) La
capa superior saturada, que recibe el agua. 2) Zona intermedia,
donde la humedad es homogénea y el suelo está casi
saturado. Y 3) Zona o frente de humedecimiento, el contenido
hídrico desciende abruptamente desde casi saturado a la
humedad inicial.

Kramer (1989), señaló que los factores que
afectan la infiltración son el contenido hídrico
inicial, la permeabilidad superficial, características internas del suelo (tales
como espacio poroso), y el grado de hidratación de los
colóides del suelo, debido a que este reduce el
área de corte seccional de las partículas de
arcilla disponible para la entrada de agua.

Las características de permeabilidad de los
suelos cambian
frecuentemente durante la infiltración, no solo debido al
contenido hídrico creciente sino también por un
"amasamiento" de la superficie causado por la reordenación
de las partículas superficiales y el lavado de las
partículas finas que penetran así en el suelo
(Kramer 1989).

En relación al movimiento del agua, ha sido
costumbre establecer la diferencia entre flujo saturado o
conductividad saturada, y flujo no saturado o conductividad
capilar (Kramer 1989).

2.1.4.1. Flujo Saturado

En las condiciones ordinarias del suelo es posible
tratar el flujo del agua saturado, como un proceso en
equilibrio
dinámico, bajo condiciones isotérmicas (Benavides
1994).

Según la teoría
del movimiento del agua líquida, basada en la ley de Darcy, la
cantidad de agua que pasa por una unidad de sección
transversal de suelo es proporcional a la diferencia de carga
hidráulica. Si la carga hidráulica es reemplazada
por la diferencia de potencial total y se introduce un
coeficiente de proporcionalidad, según Kramer (1989), la
ecuación resultante es:

V = K * I (1)

Donde:

V = velocidad del
flujo (cm/min).

K = conductividad hidráulica
(m/día).

I = gradiente hidráulico (cm/cm).

La velocidad por
tanto depende de dos factores: el gradiente hidráulico que
es independiente del tipo de suelo, y la conductividad
hidráulica o permeabilidad, la cual es una propiedad muy
importante porque engloba el conjunto de las propiedades del
suelo transmisoras de agua; depende del número y
diámetro de los poros (Pizarro 1985).

Los canales de flujo en un medio poroso como el suelo
son mucho más complicados que cilindros y hendiduras, de
modo que las ecuaciones
racionales de flujo serían más complejas (Baver et
al. 1980).

En condiciones de saturación, el potencial
hidráulico queda determinado por la suma de los
potenciales de presión y gravedad, cuyo gradiente
inducirá flujo de agua en la región saturada
(Benavides 1994). Además, Baver et al. (1980)
señalan, que en la conductividad hidráulica
intervienen además, las propiedades del líquido y
la naturaleza del
canal de flujo.

Con respecto al movimiento del agua, en el flujo
saturado, no se incluye la viscosidad
explícitamente en la ecuación, a menos que la
temperatura
sea un factor de notable importancia (Baver et al.
1980).

2.1.4.2. Flujo no saturado

Si el agua del suelo está en condiciones de
presión negativa o de potenciales negativos, se produce
una fase de aire y el canal de flujo es notablemente modificado
(Baver et al. 1980).

En los suelo no saturados se presentan dos diferencias:
la primera, en que el potencial de presión es nulo por lo
que el movimiento del agua está dominado por los
potenciales gravimétricos y mátrico. De acuerdo a
este último potencial, las fuerzas generadas son muy
superiores a las del potencial gravitacional, por lo que el agua
se mueve con respecto a los potenciales mátricos. Y en
segundo lugar, la conductividad hidráulica (K) de la
fórmula de Darcy ya no es constante, sino que depende del
contenido de humedad (θ) del suelo (Pizarro
1985).

De acuerdo al autor, la ley de Darcy se
puede aplicar al caso de no saturación:

V = – K(θ) * I (2)

Donde:

V = velocidad del flujo (cm/min).

K(θ) = conductividad hidrαulica a distintos
contenidos de humedad (m/dνa).

I = gradiente hidráulico (cm/cm).

2.1.4.3. Movimiento ascendente o
"capilar"

Pizarro (1996), señala que como consecuencia de
la evaporación y transpiración, las capas
superiores del suelo pierden humedad, hacia a la atmósfera
en forma de vapor de agua. De esta manera se produce una
diferencia de potencial entre las capas superiores y las
inferiores del suelo, lo que provoca un movimiento capilar
ascendente del agua, que tiende a igualar los contenidos de
humedad.

Terrón y Hernández (1992) señalan
que el espacio de poros del suelo puede considerarse como un
sistema de tubos
irregulares interconectados, dentro de los cuales el agua puede
ser retenida por las fuerzas capilares, y ser arrastrada de la
misma forma que dentro de un tubo capilar. En un capilar
cilíndrico vertical la altura de ascensión del agua
puede determinarse igualando las fuerzas ascendentes y
descendentes dando según el autor, la fórmula para
el ascenso capilar:

h = 4* T/g * p *d * cos α
(3)

Donde:

h = altura de ascenso capilar (cm).

T = tensión superficial (N).

g = fuerza
gravitacional (N).

p = la densidad del agua
(gr/cm3).

d = diámetro del capilar (cm).

α = αngulo de contacto entre el agua y el
suelo (usualmente es asume cero, por tanto, frecuentemente se
desprecia).

Introduciendo valores
reales, los mismos autores señalan que la fórmula
se reduce a:

h = 3 x 10-5 /d
(4)

Donde:

h = altura de ascenso capilar (cm).

d = diámetro del capilar (cm).

En el régimen de flujo ascendente el gradiente
matricial presenta signo contrario al del gradiente gravitacional
y debe ser mayor que este valor absoluto
a fin de que haya flujo ascendente (Baver et al.
1980).

Comparando suelos de
diferente textura, cuanto mayor es el contenido de arcilla, mayor
es el volumen total de
poros, pero los poros dentro de los agregados de arcillas son muy
finos y, por tanto, la fuerza capilar
puede ser muy grande. Conforme se seca el suelo, no solo la
planta no es capaz de extraer agua sino que la velocidad del
movimiento hacia la superficie de la raíz desciende
rápidamente conforme se vacían poros
progresivamente más finos, y cuando el ritmo de suministro
baja por debajo de las necesidades de la planta puede darse el
marchitamiento (Terrón y Hernández
1992).

2.1.4.4. Redistribución del agua en el perfil
del suelo

Al considerar solamente el flujo en sentido vertical, el
equilibrio se
alcanzará cuando el gradiente de potencial
hidráulico sea nulo, es decir, cuando los potenciales
gravitatorios y matriciales sean en todos los puntos iguales y de
signo contrario. (De Santa Olalla y De Juan Valero
1993).

Para el caso de movimientos del agua en sentido
horizontal, el equilibrio se obtendrá cuando todo el suelo
esté al mismo potencial matricial (De Santa Olalla y De
Juan Valero 1993).

Si en el suelo existe una capa freática, entonces
el potencial total del agua en la superficie del suelo, es
generalmente menor que el potencial en la lámina de agua
freática, y habrá pues, un ascenso de agua hacia la
superficie (De Santa Olalla y De Juan Valero
1993).

<>

Hiller (1982) señala, que un suelo que se ha secado
hasta un potencial de equilibrio estará notablemente
más húmedo que el que ha sido humedecido hasta el
mismo potencial. La intensidad del flujo en el sistema se hace
más y más lenta con el tiempo a causa de
la disminución del gradiente hidráulico y de la
conductividad total no saturada a medida que el sistema se acerca
al equilibrio.

2.2. Agua en la planta

El agua es esencial para la supervivencia y el
crecimiento de las plantas. En contraste con la mayoría de
los nutrientes que son retenidos en la planta, la
característica del agua es su flujo desde el suelo a
través de las raíces y tallos a las hojas y de
ahí al aire (Terrón y Hernández
1992).

La mayoría de los procesos
vegetales están directa o indirectamente afectados por el
abastecimiento de agua. Se puede destacar, dentro de ciertos
límites, que la actividad metabólica
de las células y
plantas se encuentra en estrecha relación con el contenido
hídrico (Kramer 1989).

De Santa Olalla y De Juan Valero (1993), señalan
que las funciones
más importantes del agua en la planta son:

• Constituyente esencial del protoplasma, el agua puede
  suponer hasta un 95% del peso total.
• Disolvente de muchas otras sustancias esenciales para
  el desarrollo
  de la planta.
• Participa en importantes reacciones
  químicas del protoplasma. Interviene directamente
  como reactivo en la fotosíntesis, respiración, hidrólisis del
  almidón, entre otras.
• Del agua almacenada en las vacuolas celulares depende
  la turgencia de la
  célula y la rigidez de la planta como
  conjunto.
• Participa en la diseminación de estructuras
  vegetales como esporas, frutos y semillas.

2.2.1. Absorción del agua

Kramer (1989), indica que el agua tiende a penetrar en
las raíces más rápidamente por las regiones
que ofrecen menor resistencia a su
movimiento. La localización de la región de
más rápida absorción varía
según la especies, la edad y el coeficiente de
crecimiento.

Durante una temporada de crecimiento, la
absorción de agua se limita inicialmente a las capas
superficiales del suelo, pero conforme el sistema radicular
profundiza en el suelo y se secan las capas superiores, la zona
de máxima actividad radicular se desplaza hacia abajo y la
absorción de agua de las capas superiores pierde
importancia (Terrón y Hernández 1992).

El agua es absorbida por la planta fundamentalmente por
los pelos radicales, debido a una diferencia de
concentración entre el contenido interno y la del medio
que la rodea (De Santa Olalla y De Juan Valero 1993).

Cuando cambia el potencial en el suelo también lo
hace el movimiento del agua hacia las raíces de las
plantas. Si el agua a una distancia desde la raíz,
está disponible para absorción por la planta, el
potencial de agua en el suelo debe ser mayor que en la
raíz (Miller 1993).

Los procesos de captación de agua por la
raíz y de pérdida de vapor de agua por la parte
aérea de la planta (transpiración) se encuentran
relacionados a través de las columnas continuas de agua
que hay en el xilema. Se puede decir que hay un movimiento de
agua a través del sistema: suelo – raíz – tejido
vascular – hoja – atmósfera (Barceló et al.
1998).

El agua absorbida ha de atravesar la corteza de la
raíz, donde teóricamente el agua puede seguir dos
caminos para llegar al xilema, uno extracelular (a través
de las paredes celulares y los espacios intercelulares muy
abundantes en la corteza radicular) y otro intracelular
(atravesando la membrana protoplasmática y entrando en el
citoplasma y la vacuola) (De Santa Olalla y De Juan Valero
1993).

Pizarro (1996), indica que el ascenso del agua a
través de la raíz y tallo, se realiza por el
xilema, el cual está compuesto por traqueas,
traquídeias, vasos, fibras y células
parenquimáticas. Donde según Barcelo et al.(1998),
existen dos teorías
que explicarían el ascenso del agua por el xilema:
Teoría
de la cohesión – tensión y la Teoría
de la presión de raíz.

La conducción a través de la hoja se
realiza con los vasos conductores que penetran a la hoja formando
venas que tienen uno o más haces vasculares (De Santa
Olalla y De Juan Valero 1993).

Una vez que el agua sale de los vasos vasculares en la
hoja, se mueve a través de las paredes celulares,
aquí se evapora a través de las superficies de las
células del mesófilo, saliendo a los espacios
intercelulares y difundiendo como vapor hacia la
atmósfera, fundamentalmente a través de los
ostíolos de los estomas (Barceló et
al.1998).

2.2.2. Evapotranspiración del
cultivo

El concepto de
evapotranspiración, de acuerdo a lo señalado por
Israelsen y Hansen (1975), engloba a los siguientes
términos:

• Transpiración, el agua que ingresa a
  través de las raíces de las plantas es utilizada
  en la construcción de tejidos o
  emitida por las hojas y reintegrada a la
  atmósfera.
• Evaporación, es el agua evaporada por el
  terreno adyacente, por la superficie del agua o la superficie
  de las hojas de las plantas.

El cultivo inmediatamente después de un riego,
está en condiciones de evaporar tanta agua como sea
posible dependiendo de la cantidad de energía disponible.
En este caso se obtiene un valor de evapotranspiración
potencial. Cuando el agua de un suelo disminuye a un nivel dado,
se desencadena el proceso que determina el cierre de los estomas.
El proceso de evapotranspiración está limitado por
el abastecimiento de agua y los valores
obtenidos corresponden a evapotranspiración actual (Miller
1993).

Según Miller (1993) entre los factores que
afectan la evapotranspiración se encuentran los factores
climáticos, la disponibilidad de agua en el suelo, el
sistema radicular del cultivo, el índice de área
foliar y los factores del cultivo. Estos últimos consisten
en una serie de prácticas íntimamente relacionadas
con el manejo. Entre ellas cabe mencionar el tipo cultivo, manejo
de aguas freáticas, mulching, sombreo, fertilidad del
suelo, aspecto nutricional y sanitario de la planta (Miller
1993).

Según Ferreyra y Sellés (1997), la
evapotranspiración real o verdadera de un cultivo, en
cierto momento de su ciclo vegetativo, puede expresarse
como:

ETC = ETo x Kc
(5)

Donde:

ETC = evapotranspiración real del
cultivo.

ETo= evapotranspiración
potencial.

Kc= coeficiente de cultivo, factor que
corrige el cultivo según su fase vegetativa.

2.3. El cultivo del tomate

Es una planta perteneciente de la familia
Solanáceas, originaria de América
tropical, fue llevada desde México a
Europa alrededor
del año 1550 y luego propagada por todo el mundo (Giaconi
1989).

Ríos (1998), señala que hoy el tomate es
la hortaliza más cultivada en Chile y el
mundo ya sea al aire libre o en invernadero. En Chile se estima
que ocupa aproximadamente una superficie de 20.390
hectáreas, que se ubican desde Arica hasta Ñuble
(ODEPA 2000).

2.3.1. Clasificación de la planta de
tomate

Según Giaconi (1989), la clasificación de
la planta de tomate se puede basar en las siguientes pautas: en
función
de su hábito de crecimiento, aptitudes y usos,
período vegetativo, entre otros, todas comprendidas en dos
grandes grupos:
variedades de polinización abierta y variedades
híbridas.

2.3.2. Necesidades
edafoclimáticas

El tomate es una planta propia de climas cálidos
y su ciclo de cultivo es entre primavera/verano ya que requiere
de altas temperaturas para poder
prosperar (Corporación de Fomento de la Producción
1986). Sin embargo es necesario conocer las temperaturas
óptimas, tanto diurnas como nocturnas, ya que el tomate
tendrá diferentes respuestas para cada uno de los estados
fenológicos. Así para germinación y
crecimiento, esta requiere una temperatura entre 18 –
20ºC, para floración 22 – 25ºC y para
fructificación más elevadas del orden de 25ºC
(Maroto 1995).

El tomate necesita ser cultivado en un período
libre heladas, con humedad relativa baja y una luminosidad
moderada (CORFO 1986).

La planta se comporta en forma óptima con suelos
profundos, de consistencia media, fértiles, bien
equilibrados en sus componentes minerales, ricos
en materia
orgánica, con un pH
óptimo de 6 a 6,6, y con una salinidad inferior a 4
mmhos/cm (CORFO 1986).

2.3.3. Manejo del riego

Entre los factores de producción de un cultivo de
tomates al aire libre, el riego es uno de los más
importantes, ya que a través de éste se incorpora
la cantidad de agua necesaria para lograr un óptimo
crecimiento. En el establecimiento debe darse un riego que moje
todo el perfil del suelo, antes del transplante, de este modo se
logra un medio adecuado para el crecimiento inicial de la planta.
Una vez finalizado el transplante, debe mantenerse un nivel de
humedad en el suelo que permita un buen desarrollo del sistema
radicular (Ferreyra y García 1983).

El cultivo tiene un sistema radical bastante profundo,
penetrando las raíces hasta 1,5 m en suelos profundos. La
profundidad máxima del sistema radical se alcanza unos 60
días después del transplante (CORFO
1986).

La velocidad con que la raíz se establece, y
consecuentemente asegura un suministro continuo de agua y
nutrientes, está determinada por la temperatura y el
suministro de asimilados (Terrón y Hernández
1992).

Además uno de los factores que limita el
crecimiento de la planta, es la capacidad de la raíz para
encontrar espacio poroso en el cual crecer. Como
indicación general, las raíces pueden ser
obstaculizadas severamente si la densidad aparente
excede de 1,55, 1,65, 1,80 y 1,85 g cm-3 en suelos
franco arcillosos, francos, franco arenosos finos y arenosos
francos finos, respectivamente (Terrón y Hernández
1992).

Más del 80% de la absorción total de agua
tiene lugar en la primera capa de suelo, es decir, entre 0,5 y
0,7 m y el 100% de la absorción de agua de un cultivo
plenamente desarrollado tiene lugar a partir de la primera capa,
que va desde 0,7 a 1,5 m. En condiciones en que la
evapotranspiración máxima es de 5 a 6
mm/día, la absorción de agua para atender todas las
necesidades del cultivo se ve afectada cuando se ha agotado
más del 40% del agua total disponible en el suelo
(Corporación de Fomento de la Producción
1986).

Ferreyra y García (1983), determinaron que existe
una serie de índices basados en la interrelación
clima, suelo y
planta, a través de los cuales es posible estimar el
momento oportuno de riego. Así se han seleccionado algunos
índices prácticos para el agricultor, como son:
determinación del contenido de humedad del suelo y las
características vegetativas del cultivo, entre
otros.

Una forma indirecta de determinar el contenido de
humedad del suelo es a través del tensiómetro. Para
el caso del tomate, se ha determinado que un tensiómetro
enterrado a 40 cm de profundidad indica que se debe regar cuando
el vacuómetro marca 40
centibares.

La cantidad de agua necesaria para un cultivo de tomate
depende del clima y de la
variedad. Para la Región Metropolitana se ha encontrado
que las necesidades de agua para este cultivo son de alrededor de
7.000 metros cúbicos por hectárea al año
(Cuadro 1) (Ferreyra y García 1983).

2.4. Riego tecnificado

El riego es un medio artificial de aplicar el agua a la
zona radicular de los cultivos, de forma que ésta pueda
ser utilizada al máximo (Medina 1997).

Israelsen y Hansen (1975), indican, que la
irrigación puede definirse como la aplicación de
agua al suelo con los siguientes objetivos:

• Proporcionar humedad necesaria para que los cultivos
  puedan desarrollarse.
• Asegurar las cosechas contra sequías de corta
  duración.
• Refrigerar el suelo y la atmósfera, para
  así mejorar las condiciones ambientales para el
  desarrollo vegetal.
• Disolver sales contenidas en el suelo.

En el riego tecnificado se distinguen dos tipos de
riego. La aspersión es una técnica de riego en
donde el agua se aplica en forma de lluvia por medio de aparatos
implementados para agua a alta presión (Fuentes, 1998) y
el riego localizado, denominado internacionalmente
microirrigación, que es la aplicación del agua al
suelo, en una zona más o menos restringida del volumen
radicular (bulbo húmedo) (López et al.
1992).

Según los mismos autores, el riego localizado se
caracteriza por:

• No moja, en general, la totalidad del suelo,
  aplicando el agua sobre o bajo su superficie.
• Utiliza pequeños caudales a baja
  presión.
• Aplica el agua en la proximidad de las plantas a
  través de un número variable de puntos de
  emisión.
• Al reducir el volumen de suelo mojado y, por tanto,
  su capacidad de almacenamiento de agua, se opera con la
  frecuencia necesaria para mantener un alto contenido de humedad
  en el suelo.

En relación a la formación del bulbo de
mojamiento en el riego por goteo, Pizarro (1996) señala
que, a pesar de que los emisores de riego localizado arrojan
pequeños caudales, cuando el agua empieza a fluir incide
sobre una superficie muy reducida del suelo, provocando un
pequeño charco, cuyo radio se va
extendiendo a medida que el riego continúa. Cuanto
más húmedo va estando el suelo, la velocidad de
infiltración del agua disminuye; la conductividad
hidráulica, K (θ) aumenta al aproximarse a
saturación, y el gradiente de potencial, grad ψ,
disminuye en forma mayor.

A partir del disco de suelo saturado que es el charco,
el agua se distribuye por los poros vecinos, cuya humedad es
menor (Pizarro 1996).

Según el mismo autor, los factores que afectan la
forma del bulbo son:

• El tipo de suelo. En los suelos pesados la velocidad
  de infiltración es menor que en los ligeros, lo que hace
  que el radio del
  charco sea mayor. Esta en una primera razón para que el
  bulbo se extienda mas horizontalmente. Pero sobre todo, el
  mayor porcentaje de microporos de los suelos pesados hace que
  las fuerzas mátricas dominen sobre las gravitacionales
  en una mayor gama de humedad que en el caso de suelos ligeros,
  y en consecuencia la redistribución es más
  intensa en aquellos.
• Estratificación. Cuando el frente
  húmedo alcanza un estrato diferente, éste se
  comporta inicialmente como una barrera de avance del agua,
  debido a que este presenta distinta porosidad, lo que afecta el
  flujo del agua, y en consecuencia al bulbo
  húmedo.
• Caudal del emisor. Con distintos volúmenes
  aplicados, a un mismo suelo, se aprecia que el bulbo se
  extiende más horizontalmente en los suelos más
  pesados.
• Tiempo de riego. Para un mismo suelo se cumple
  que:

1. Si el caudal se mantiene constante, la
   extensión superficial del bulbo no varía mucho
   con el tiempo y algo parecido ocurre con la máxima
   extensión horizontal subterránea del bulbo. Un
   tiempo excesivo de riego hace que el agua se pierda por
   percolación.
2. Para un mismo tiempo de riego (o para un mismo
   volumen de agua), cuanto mayor es el caudal del emisor, mayor
   es la extensión horizontal del bulbo.

La localización del agua en la proximidad de las
plantas se manifiesta, según Fuentes (1998), en que se
modifican algunas características de las relaciones
suelo-agua-planta, tales como:

• Reducción de la evaporación. En
  términos generales, según el mismo autor, la
  evapotranspiración en el riego localizado es
  análoga a la de otros sistemas. Únicamente hay
  alguna ventaja a favor de riego localizado, que es el verdadero
  ahorro de
  agua con relación a otros sistemas de riego, eliminando
  las pérdidas en las conducciones, las ocasionadas por
  percolación profunda y escorrentía
  superficial.
• Distribución del sistema radical. Según
  Pizarro (1996), las raíces se adaptan velozmente al
  régimen de humedad, concentrándose en el bulbo de
  mojamiento, que puede contener una densidad de raíces
  tres o cuatro veces superior en un suelo con riego no
  localizado. La mayor densidad de raíces no solo da lugar
  a una mayor extracción de agua del suelo por la mayor
  superficie de absorción, sino que además
  cualquier partícula de agua encuentra raíz
  más próxima a menos distancia, la
  absorción es inversamente proporcional al cuadrado de la
  distancia.
• Régimen de salinidad. De acuerdo con Pizarro
  (1996), después de la aplicación de un riego, las
  sales que contiene la solución del suelo, más las
  aportadas por el agua de riego, se encuentran disueltas en el
  agua del suelo. A partir de ese momento tanto la
  evaporación como la transpiración disminuyen la
  humedad del suelo, mientras que prácticamente no
  eliminan las sales disueltas. En consecuencia, la
  concentración de sales va aumentando hasta que se aplica
  el riego siguiente.

El efecto de las sales disueltas es aumentar la
presión osmótica de la solución y en
consecuencia dificultar la absorción de agua por las
raíces (Pizarro 1996).

Entre las ventajas que presenta el riego por goteo, se
cita como una de las más importantes la posibilidad de
poder
utilizar aguas salinas o al menos con un contenido de sales
superior a las que pueden emplearse con cualquier otro sistema
de riego, sin que disminuyan los rendimientos (Medina
1997).

La alta frecuencia en los riegos facilita la
absorción de agua por el doble efecto de mantener la
humedad y bajar la salinidad. Ello explica los favorables
resultados que se han obtenido utilizando riego por goteo en
aguas cuya salinidad las hacía poco recomendable en
sistemas tradicionales de riego (Pizarro 1996).

La distribución de las sales en el perfil de
suelo es una consecuencia del régimen de humedad. La
figura 1 muestra la
distribución típica bidimensional donde se
aprecia que bajo el emisor hay una zona muy lavada, rodeada por
una zona de baja salinidad que coincide prácticamente
con el volumen ocupado por las raíces. Las sales se
acumulan en la periferia del bulbo y sobre todo en la
superficie del suelo, donde se presenta una especie de corona
circular blanca característica. En la periferia del
bulbo se forma una barrera al desarrollo de las raíces
(Pizarro 1996). Sin embargo, Medina (1997), como se aprecia en
la figura (2) describe tres zonas: una superior en que la
salinidad es mínima al acercarse al punto de goteo, otra
intermedia, en que la salinidad es moderada, y una tercera, en
que la salinidad aumenta con la distancia al punto de goteo y
la profundidad. Se ve, por lo tanto, una acumulación de
sales en la superficie y los bordes de humedad (Matta
1998).

FIGURA 1. Zona de acumulación
de sales según Pizarro (1996).

FIGURA 2. Zonas de acumulación de sales y
humedad, según Medina (1997)

2.5. Riego localizado
subterráneo

El riego por goteo subterráneo es probablemente
el método de
irrigación más viejo y moderno. En EE.UU. alrededor
de 1913, E.B. House irrigó manzanas, alfalfa y cereales
con tuberías porosas e informó que el método era
demasiado caro para cultivos de un agricultor ordinario, por lo
que fue recomendado sólo para cultivos intensivos donde el
agua es muy escasa y valiosa (Jorgesen y Norum 1993).

Los mismos autores, señalan que se han perfilado
técnicas de manejo, para evitar las
obstrucciones y precipitados, con un sistema de riego por goteo
subterráneo más fiable para irrigar la agricultura.

Ruskin (2000), informó que el sistema de riego
localizado subterráneo ha generado mayor
aceptación, gracias a la superación de problemas de
diseño
y calidad, donde la
penetración de raíces y obstrucciones ya no son un
problema cuando la filtración, manejo y mantenimiento,
se ejecutan bien.

Jorgesen y Norum (1993), resumieron siete experimentos de
investigación exitosos usando el riego
localizado subterráneo, que se informaron en el tercer
Congreso Internacional del Riego por Goteo, que se realizó
en Fresno, California, en 1985, y otros cuatro en la Conferencia de la
Mesa Redonda
de Micro – irrigación (ICID), realizada en Budapest,
Hungría en 1986. Dando como resultado que en ninguno de
estos experimentos, se
encontraron los problemas mencionados por Goldberg (Cuadro
2).

Aunque desde hace tiempo se viene ensayando diversos
sistemas de riego subterráneo, no ha sido hasta los
últimos años cuando parecen experimentar un
crecimiento digno de consideración (Medina
1997).

Con el advenimiento de la mejora de materiales de
plástico,
el sistema ahora es económicamente factible, para muchas
cosechas, incluso para cultivos como el algodón y maíz
(Jorgesen y Norum 1993).

El uso del riego por goteo subterráneo puede ser
el futuro del riego en los próximos años y
décadas. Éste empieza a tomarse en cuenta en los
proyectos de
riego de cultivos extensivos (Zoldoske 2000).

Según Medina (1987), las principales ventajas del
sistema son:

• Evaporación mínima y menor enfriamiento
  de la superficie del suelo.
• Percolación despreciable de agua y sales
  solubles bajo la zona radicular.
• Sistema radicular más profundo y menores
  pérdidas de nitratos bajo la zona radical.
• Ausencia de escorrentía.
• Menor incidencia de enfermedades al no estar
  en contacto el agua con las hojas.

Si se compara el sistema localizado subterráneo,
con el riego por goteo superficial se pueden considerar,
según Phene (2000), que reúne las siguientes
ventajas:

• Al tener una cima de 15-20 centímetro de
  terreno seco no existirá evaporación.
• Cualquier superficie de tierra que
  normalmente tiene problemas de infiltración, tienen
  solución con este sistema.
• Los sistemas de riego por goteo subterráneo no
  se cambian anualmente. Ya que el sistema no está
  expuesto a la luz del sol, y
  no está sujeto al constante mojado y secado, por lo que
  se espera que el sistema dure más tiempo que uno que
  está en la superficie y expuesto al ambiente
  cambiante.
• Los equipos que transitan en el campo, tendrán
  menos dificultades en su desplazamiento, porque todas las
  cañerías y laterales son enterradas.
• El agua y nutrientes son directamente aplicados a la
  zona radicular, aumentando la eficiencia de
  utilización.
• La aplicación de fumigantes y / o pesticidas a
  través del sistema proporciona el uso eficiente de los
  químicos para el control de
  malezas.

2.5.1. Profundidad de instalación del
gotero

Jorgenson y Norum (1993), señalan que las
profundidades de instalación reducen el potencial para la
evaporación desde la tierra y
también permiten una mayor facilidad para realizar
prácticas de cultivo. Sin embargo las instalaciones
más profundas pueden limitar la efectividad del sistema de
riego subterráneo en la germinación de semillas,
restringiendo la disponibilidad de agua y nutrientes hacia la
superficie, pudiendo provocar salinidad cuando se riega con agua
con sales.

Las profundidades de instalación típicas
son 30 y 60 centímetros, pero la profundidad óptima
es desconocida, y la experiencia dictará cuál es la
mejor. Lo más probable, es que exista más de una
profundidad óptima (Burt y Styles 1994).

2.5.2. Limitaciones que opone el suelo al flujo del
agua en el riego localizado subterráneo.

Cuando la descarga predeterminada del emisor es
más grande que la capacidad de la infiltración del
suelo, la presión del agua hacia la salida del gotero
aumenta y se vuelve positiva (Shani et al. 1996)

Esta presión aumenta gradualmente en el suelo,
disminuyendo el diferencial de presión al otro lado de la
gota que sale del gotero y, subsecuentemente, disminuye la
descarga del gotero de manera que depende de la curva
característica del gotero (Shani et al. 1996).

Shani et al. (1996), señalan que la variabilidad
del suelo puede afectar el flujo de agua emitido desde los
goteros enterrados. Estos es porque la presión gradual del
agua en el suelo, no es trasmitida fácilmente desde los
emisores.

2.5.3. Expectativas de la tecnología del riego
localizado subterráneo

El potencial de esta tecnología en el mercado
agronómico está aumentando. Sin embargo, los
costos son altos,
por lo tanto, siempre es razonable minimizar lo más
posible los costos de
inversión del sistema (Lamm
2000).

El mismo autor señala que el éxito
dependerá en adelante de un conocimiento
elevado de variables
agronómicas e hidráulicas y un compromiso con
respecto a lo requerido por el sistema (instalación,
servicio,
operación y procedimientos de
dirección).

3. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Adorenbos, J y Kassam A,H. 1980. Efectos del agua sobre
el rendimiento de los cultivos. FAO. 210p

Barceló, J; Nicolas, G; Sabater, B;
Sánchez, R. 1998. Fisiología Vegetal. España.
Ediciones Pirámide, S.A. 662p

Baver, L.D; Gardner, W. H; Gardner, W. R. 1980. Física de Suelos.
México.
Editorial Hispano – Americana, S.A. 529p.

Benavides, Carlos. 1994. II Curso Interamericano
Diseños de Proyectos de
Riego y drenaje: Tema II Propiedades Físicas de Suelos.
Primera edición. Universidad de
Chile. Facultad de Ciencias
Agrarias y forestales. 400p

Burt, Ch; Styles, S. 1994. Drip and Microirrigation for
Trees, Vine, and Row Crops. California, United States of America.
ITRC. 261 p.

Corporación de Fomento de la Producción
(CORFO). 1986. Monografías Hortícolas. Chile.
Universidad
Católica de Chile. 96 p.

De Santa Olalla M, Francisco; De Juan Valero,
José. 1993. Agronomía del Riego. Madrid, España.
Ediciones Mundi-Prensa. 732
p.

Favaro, J.C y Pillati, R.A. 1997. Cultivo bajo
invernadero. Editorial Hemisferio Sur S.A.174p.

Ferreyra, R; García, Jorge. 1983. Riego del
tomate. Investigación y Progreso Agropecuario, La Platina.
Nº18.p. 36-37.

Ferreyra, R; Sellés, Grabriel. 1997. Equipos
localizados de alta frecuencia: manejo y mantanción.
Santiago, Chile. Centro Regional de Investigación La
Platina. Serie La Platina Nº 66.48 p.

Fuentes, Luis. 1998. Técnicas
de Riego. 3ª ed. Madrid, España. Ediciones
Mundi-Prensa. 515
p.

Giaconi, Vicente. 1989. Cultivo de Hortalizas. 6ª
ed. Santiago, Chile. Editorial Universitaria. 307 p.

Gispert, J.R y García, J.A. 1999. El volumen
húmedo del suelo en el riego localizado. Estudios de la
Zona No Saturada del Suelo (en línea). Tenerife.
Consultado 20 de Junio 2001. Disponible en http://www.Icia.es/eventos/Zns99.pdf

Hiller, Daniel. 1982. Introduction to Soils Physics.
Orlando, Florida. Academic Press, INC.365p.

Ibacache, A y Lobato, A.1995. Períodos de
crececimiento de raíces en vid. Revista
Frutícola. 16(1):13 – 17.

INIA (Instituto de Investigaciones
Agropecuarias). 1996. Apunte técnico. "Ensayo de
fertilización para tomates en invernadero". Limache,
Cl.

Israelsen, Orson; Hansen, Vaughn. 1975. Principio y
Aplicaciones del riego. 2ª ed. Barcelona, España.
Editorial Reverté, S.A. 396 p.

Jorgensen, G; Norum, K. 1993. Subsurface drip
irrigation: Theory, practices and application conference.
California, EE.UU. Edited by G. Jorgensen and K. Norum.
216p.

Kramer, Paul. 1989. Relaciones hídricas de suelos
y plantas. México. Industria
Editorial Mexicana. 533 p.

Machado, R.M.A. y Oliveira, M.R.G. 2000. Effect Of Drip
Irrigation And Fertilization On Tomato Rooting Patterns. Acta
Hortofrutícola. Eds Ferreira y Jones. Portugal. Nº
537. pag 313 – 320.(ver)

MAROTO, J.V. 1995. Horticultura herbácea
especial. 4ª Edición. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,
España. 611p.

Matta, Ricardo. 1998. Instalación, Manejo y
Mantención de Sistemas de Riego Presurizado (en
línea). Chillán, Chile. Comisión Nacional de
Riego. Consultado el 15 oct. 2000. Disponible en http://
www.Chileriego.com

Medina, José. 1997. Riego por Goteo. 4ª ed.
Madrid, España. Ediciones Mundi-Prensa. 302 p.

Miller, Agustín. 1993. Manejo de Agua y
Producción Agrícola. Santiago, Chile. Instituto
Interamericano de Cooperación para la Agricultura.
556 p.

Novoa, Rafalel et al. 1989. Mapa Agroclimático de
Chile. Santiago, Chile. Instituto de Investigaciones
Agropecuarias, INIA; Ministerio de Agricultura. 221 p.

Lamm, F. 2000. SDI Reserch en Kansas después de
10 años (en línea). Kansas, Estados Unidos.
Consultado 29 Sept. 2000. Disponible en http:// www.oznet.ksu.edu/soli/dmsdi.html

López, R; Hernández. J.M; Pérez, A;
Gonzáles, J.F. 1992. Riego Localizado. Madrid,
España. Ediciones Mundi-Prensa. 399 p.

ODEPA (Oficina de
planificación Agrícola, CL). 2000.
Principales Estadísticas de la Agricultura Chilena.
Folleto divulgativo. Ministerio de Agricultura. Chile.

Pérez, Félix; Martínez, Juan. 1994.
Introducción a la fisiología vegetal. Madrid, España.
Ediciones Mundi-Prensa. 218 p.

Phene, C.J. 2000. Las ventajas de el riego por goteo
subterráneo (en línea). California, Estados Unidos.
Consultado 10 Nov. 2000. Disponible en http://www.geoflow.com/agriculture/phene.htm

Pizarro, F. 1996. Riegos Localizados de Alta Frecuencia.
3ª Edición. Madrid, España. Ediciones
Mundi-Prensa. 511p

Pizarro, F. 1985. Dranaje Agrícola y
Recuperación de suelos salinos. 2ª Edición.
Madrid, España. Editorial Agrícola Española,
S.A. 486p

Richards, L.A. y Wadleigh, C.H. (1952). Soil physical
conditions and plant growth. Ed. Am. Soc. Agron. Monograph.
En: Benavides, Carlos. 1994. II Curso Interamericano
Diseños de Proyectos de Riego y drenaje: Tema II
Propiedades Físicas de Suelos. Primera edición.
Universidad de Chile. Facultad de Ciencias
Agrarias y forestales. 400p

Ríos, L. 1998. Producción de Tomates.
Larga Vida y Buen Sabor. Revista
Tattersall. Nº149. p. 4-5.

Ruskin, R. 2000. El riego por goteo subterráneo y
los rendimientos (en línea). Consultado 20 Sept. 2000.
Disponible en
http://www.geoflow.com/agriculture/yields.htm

Santibañez, Fernando. 1994. II Curso
Interamericano Diseños de Proyectos de Riego y drenaje:
Tema III Balance Hídrico y Demandas de Riego. Primera
edición. Universidad de Chile. Facultad de Ciencias
Agrarias y forestales. 400p

Shani U.; Xue S.; Gordin-Katz R.; y Warrick A.W. 1996.
Journal of irrigation and drenaige engineering. Volumen 122
Nº 5, Sept-Octubre. 291-295p

Terrór, P; Hernández., C. 1992.
Condiciones del Suelo y Desarrollo de las Plantas Según
Ruseell. Madrid, España. Ediciones Mundi-Prensa. 395
p.

Veihmeyer, F.J. y Hendrickson, A.H. (1931). The moistura
equivalent as a measurement of soil water content using a
portable TDR hand probe. Can. J. Soil Sci. 64, 313-321.
En: Benavides, Carlos. 1994. II Curso Interamericano
Diseños de Proyectos de Riego y drenaje: Tema II
Propiedades Físicas de Suelos. Primera edición.
Universidad de Chile. Facultad de Ciencias Agrarias y forestales.
400p

Zoldoske, David. El futuro de el riego
subterráneo (en línea). Estados Unidos. Consultado
28 sept. 2000. Disponible en http://www.dripin.com/rootguard.htm

Autor:

Marcelo Tornería
Martínez

Ingeniero agrónomo. Esp. Riego y
Fertirriego

Chile.