PERÚMinisterio de Agricultura

Autoridad Nacional del Agua

Administración Local del Agua Ica

Expositor: Ing. Julio C. Chávez Cárdenas

Administrador ALA - Ica

PRINCIPIOS DEL RIEGO

TALLER DE CAPACITACION PARA PERSONAL TECNICO DE LA JURLASCH“CONTROL EN LA DISTRIBUCION DE AGUA PARA EFICIENCIA DE RIEGO EN

LA NORMATIVIDAD VIGENTE”

Ica, 14 de mayo del 2010

1. LAMINA DE RIEGO

Como se sabe, cada cultivo necesita para sobrevivir, desarrollarse y producir óptimas cosechas, una cantidad de agua que varía con la temperatura, horas de luz, vientos y otros factores de clima propios de cada región.

A esa cantidad de agua se le llama "USO CONSUNTIVO" y se expresa en mm. ó cm. por representar el espesor de una lámina que alcanzaría el agua en el suelo si no se perdiera por filtración y evapotranspiración cada véz que se riega.

Al "USO CONSUNTIVO" se le conoce también como la "LAMINA DE RIEGO TOTAL DEL CULTIVO", que dividida entre el número total de riegos que se acostumbra a dar a cada cultivo en los diferentes sectores del valle, nos dará la "LAMINA POR RIEGO".

Pero antes de seguir, no podemos dejar de hablar del Suelo y algunas Constantes Hídricas…

Algunas características físicas del suelo deben ser tratadas en forma particular: textura, estructura, densidad aparente, densidad real, espacio poroso, espacio aéreo, infiltración y conductividad hidráulica.

Sustrato desde el que las plantas toman los nutrientes para su normal crecimiento, empleando como vehículo al agua.

“Reservorio” de los nutrientes y agua para las diferentes etapas de crecimiento de la planta.

Permite deducir de manera muy aproximada las propiedades generales del suelo, debido a que el componente de arcilla da características determinantes en cuanto a disponibilidad de agua y nutrientes.

“Reservorio” de los nutrientes y agua para las diferentes etapas de crecimiento de la planta.

Textura

Los nombres texturales de los suelos se originan de la combinación de los tres componentes mencionados.

Proporción relativa de los componentes minerales del suelo: arcilla, limo y arena.

Li = LimoAr = ArenaAc = ArcillaFr = Franco

% Arcilla

% Arena

TRIANGULO TEXTURAL

Suelos: arenosos, franco arenosos, arcillosos, franco arcillosos o franco limosos, entre otros, para calificarlos se emplea el triángulo de texturas.

EstructuraForma como las partículas del suelo se agregan formando conglomerados de tamaño más grande, debido a la acción de materiales cementantes como la materia orgánica, los carbonatos y minerales arcillosos

PUEDE SER

1.1. Laminar,Laminar, cuando ser forman capas horizontales.

2.2. Prismática columnar,Prismática columnar, formando monolitos verticales.

3.3. Bloques,Bloques, que consiste en la formación de masas redondeadas.

4.4. GranularGranular, formación de gránulos de diferentes tamaños.

El espacio que dejan las diferentes partículas en el suelo por lo general está ocupado por agua y aire: También por microorganismos.En ese aspecto se puede decir que el suelo está constituido por las siguientes fases:

1- Sólida (minerales y materia orgánica). 2- Líquida (agua y soluciones). 3- Gaseosa (N2 , O2 , CO2 , vapor).

Fases del suelo

45% + 5%

25%

25%

Disponibilidad de agua en el suelo

Para conocer la disponibilidad de agua en el suelo para las plantas, se consideran los parámetros siguientes:Agua gravitacional: agua que se infiltra por gravedad a las capas profundas.Agua capilar: agua que permanece retenida por las partículas del suelo. Es la que permanece disponible para ser absorbida por las raíces, aunque también puede evaporarse. Agua higroscópica: agua que permanece fuertemente retenida por las partículas del suelo. Es la que no puede ser absorbida por las raíces.

Lo anterior lleva a los siguientes conceptos:

a- Capacidad de Campo (CC): máxima cantidad de agua que el suelo puede retener después que se drena por efecto gravitacional. Es decir cuando se conserva toda el agua capilar.

b- Punto de Marchitez Permanente (PMP): representa la cantidad de agua que las plantas ya no pueden absorber más agua desde el suelo y repercute en marchitamiento. Para la mayoría de las plantas este PMP tiene un suelo de -1.6 MPa

La diferencia entre el contenido de agua a CC y PMP indica el porcentaje de Humedad Aprovechable o disponible (HA) de un suelo en particular.

C.C. = 0.48 Ac(%) + 0.162 L(%) + 0.023 Ar(%) + 2.62C.C. = 0.48 Ac(%) + 0.162 L(%) + 0.023 Ar(%) + 2.62

P.M. = 0.302 Ac(%) + 0.102 L(%) + 0.0147 Ar(%)P.M. = 0.302 Ac(%) + 0.102 L(%) + 0.0147 Ar(%)

Cálculo de humedad del perfil de suelo

1. A nivel de Capacidad de Campo (% PSS):

2. A nivel de Punto de Marchitamiento Permanente (% PSS):

CC = Humedad a la Capacidad de campo, expresada en % de Suelo seco.CC = Humedad a la Capacidad de campo, expresada en % de Suelo seco.

PM = Humedad en el Punto de Marchitamiento, expresada en % de Suelo seco.PM = Humedad en el Punto de Marchitamiento, expresada en % de Suelo seco.

Ac = Contenido de Arcilla, expresada en % de Suelo seco.Ac = Contenido de Arcilla, expresada en % de Suelo seco.

L = Contenido de Limo, expresado en % de Suelo seco.L = Contenido de Limo, expresado en % de Suelo seco.

Ar = Contenido de Arena, expresada en % de Suelo seco.Ar = Contenido de Arena, expresada en % de Suelo seco.

Disponibilidad de agua en el suelo

Suelos arenososSuelos arenosos 6%6%Suelos ligerosSuelos ligeros 10-15%10-15%Suelos mediosSuelos medios 20-25%20-25%Suelos pesadosSuelos pesados 35-40%35-40%

Suelos arenososSuelos arenosos 2 %2 %Suelos ligerosSuelos ligeros 6 %6 %Suelos mediosSuelos medios 9 %9 %Suelos pesadosSuelos pesados 18 %18 %

RETENCION DE AGUA EN LOS POROS DEL SUELO

1. A nivel de Capacidad de Campo (% PSS):

2. A nivel de Punto de Marchitamiento Permanente (% PSS):

Suelos arenososSuelos arenosos 4 %4 %Suelos ligerosSuelos ligeros 5 al 9 %5 al 9 %Suelos mediosSuelos medios 10 al 15 %10 al 15 %Suelos pesadosSuelos pesados 17 al 22 %17 al 22 %

 Donde: Da = densidad aparente (g/ml)Ms = masa o peso del suelo seco (g)Vtotal = volumen conocido (ml)

Peso del suelo seco entre el volumen total conocido que ocupa una muestra. Este volumen total incluye el volumen de sólidos y el volumen de poros.

Da = Ms / Vtotal

Densidad aparente

VALORES TÍPICOS DE DENSIDAD APARENTEVALORES TÍPICOS DE DENSIDAD APARENTE

TEXTURATEXTURA DENSIDAD APARENTE DENSIDAD APARENTE (g/ml)(g/ml)

ARENOSAARENOSA 1.5-1.81.5-1.8 FRANCO ARENOSAFRANCO ARENOSA 1.4-1.61.4-1.6 FRANCAFRANCA 1.3-1.51.3-1.5 FRANCO ARCILLOSA FRANCO ARCILLOSA 1.3-1.4 1.3-1.4 ARCILLOSAARCILLOSA 1.2-1.31.2-1.3

1. Obtener la humedad volumétrica a partir de la humedad gravimétrica.

2. Junto con la densidad de partículas, permite calcular la porosidad total del suelo.

3. Indice del grado de compactación del suelo.

4. Calcular el peso de la capa arable.

Densidad AparenteDensidad Aparente

SIRVE PARA

Ms = peso de los sólidosDp = densidad de partículas o densidad real (g/ml)Vs = volumen de sólidos (ml).

LOS VALORES DE DENSIDAD REAL SE AGRUPAN ALREDEDOR DE 2.65 g/ml.

Peso de los sólidos dividido entre su masa.

Valor menos variable que la densidad aparente y se determina midiendo el volumen desplazado de líquido por una masa conocida de suelo en un frasco de volumen conocido.

 Dp = Ms/Vs

Densidad Real Densidad Real

= 1 – (Da/Dp) * 100 

Todo el espacio del suelo que no está ocupado por partes sólidas, independientemente de si dicho espacio está ocupado por agua o por aire.  

POROSIDAD TOTAL (%)

Espacio Poroso

ALGUNOS VALORES TÍPICOS DE POROSIDAD

TEXTURATEXTURA POROSIDAD POROSIDAD

(%) (%)

ARENOSAARENOSA 32-42 32-42 FRANCO ARENOSAFRANCO ARENOSA 40-47 40-47 FRANCAFRANCA 43-4943-49 FRANCO ARCILLOSA FRANCO ARCILLOSA 47-51 47-51 ARCILLOSAARCILLOSA 51-55 51-55

IMPORTANCIA EN LOS PROCESOS DE IMPORTANCIA EN LOS PROCESOS DE RESPIRACIÓN DE LAS RAÍCESRESPIRACIÓN DE LAS RAÍCES

FRACCIÓN DE LA POROSIDAD TOTAL QUE ESTÁ OCUPADA POR AIRE

Ea = POROSIDAD TOTAL – HUMEDAD VOLUMÉTRICA

  Ea = 1 – (Da/Dp) - Hg/100 * Da

espacio aéreo en % ó como fracción decimal

humedad gravimétrica (%)

Espacio aéreo

• Está influenciada por la textura, la estructura y por el contenido de humedad del suelo.

Entrada del agua al perfil de suelo a través de su superficie

Proceso de gran importancia en el diseño eficiente de métodos de riego, pues determina la velocidad con que el agua debe ser aplicada a la superficie sin que ocurran pérdidas por escurrimiento superficial

TRIDIMENSIONALGOTERO

VERTICAL

HORIZONTAL

RADIAL

BIDIMENSIONAL

VERTICALVERTICAL

Tipos de infiltración

UNIDIMENSIONAL

HORIZONTAL

= parámetro que indica la forma en que la

velocidad de infiltración se reduce con

el tiempo (0 < < 1 ).

q1 = t

q1 = velocidad de infiltración [LT-1]

t = tiempo [T]

= parámetro que representa la velocidad de infiltración durante el intervalo inicial (cuando T = 1)

ECUACIÓN DE KOSTIAKOV (1931)

CURVAS DE VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN CURVAS DE VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN EE

INFILTRACIÓN ACUMULADAINFILTRACIÓN ACUMULADA

TIEMPOTIEMPO

VE

LO

CI D

AD

DE

I NFI

LT

RA

CIÓ

NV

EL

OC

I DA

D D

E I N

FIL

TR

AC

IÓN IN

FILT

RA

CIÓ

N A

CU

MU

LA

DA

INFIL

TR

AC

IÓN

AC

UM

UL

AD

A

Infiltración acumulada (i)Infiltración acumulada (i)

Tiempo de oportunidad es el tiempo que debe permanecer el agua sobre la superficie del suelo para que ocurra infiltración.

t =t = 60 60 1) I1) I 1 / (1 / (+1)

Tiempo de oportunidad

Estimación de las necesidades de riego utilizando el Método del Balance de Agua:

Las entradas de agua pueden ser debidas a la lluvia (LL) o al riego (R). Por su parte, las salidas de agua se deberán a la evapotranspiración (ETP), la escorrentía (S) y la filtración profunda (Fp).

CALCULO DE LA LAMINA DE RIEGO

% a . (CC – PM) . Da . PrLr =

100

Lr = Lámina de riego (cm)

CC = Capacidad de Campo (%)

PM = Punto de Marchitez Permanente (%)

% a = Porcentaje de agotamiento permisible de la Humedad disponible

Da = Densidad Aparente (gr/cm)

Pr = Profundidad radicular (cm).

CALCULO DE LAS LAMINAS DE RIEGO NETA Y BRUTA

Ln = Lr – Pe - GeLámina Neta:

Ln = Lámina de aplicación neta (mm.)Lr = Lámina de riego (mm.)Lb = Lámina de riego bruta (mm.)Pe = Aporte efectivo por lluvia (mm.)Ge = Aporte por agua subterránea (mm.)[por capilaridad]Ea = Eficiencia de aplicación (%)

Lb = Ln / Ea

Lámina Bruta:

LAMINA DE RIEGO NETA PROMEDIO DE ALGUNOS CULTIVOSPARA EL VALLE DE ICA.

Algodón plta.Maiz híbridoMaiz chocloPallarPapaFrijolCamoteYucaTomateHortalizasCebollaTabacoAlfalfaEspárragoVidMangoPecanoCítricosZapalloSandíaMelón

110906080

10050608080806090

18024010580

11090907090

11,0009,0006,0008,00010,0005,0006,0008,0008,0008,0006,0009,00018,00024,00010,5008,00011,0009,0009,0007,0009,000

2020203020202020--

20-------

302020

2,0002,0002,0003,0002,0002,0002,0002,000

--

2,000-------

3,0002,0002,000

151515102015101020201020152020151510151515

1,5001,5001,5001,0002,0001,5001,0001,0002,0002,0001,0002,0001,5002,0002,0001,5001,5001,0001,5001,5001,500

65355246444412126698545

LAMINA NETA

 CULTIVO

 NUMERO DE

RIEGOSPROMEDIO

TOTAL MACHACO POR RIEGO

cm. M3. cm. M3 cm. M3.

EQUIVALENCIA DE LAMINAS DE RIEGO (en cm.)A METROS CUBICOS POR HECTAREA.

LAMINA DE RIEGO ( cm.)

VOLUMEN ( m3/Há.)

123451015202530

10020030040050010001500200025003000

 1 Metro Cúbico es igual a 1,000 litros.1 Cm. de lámina es igual a 100 m3/há.

2. FRECUENCIA DE RIEGO

CALCULO DE LA FRECUENCIA DE RIEGO

LrFr =

ETc

Fr = Intervalo o Frecuencia permitida entre riegos (días)

Lr = Lámina de riego (mm)

Etc = Uso Consuntivo diario (mm/día).

ETc = Eto . Kc

3. TIEMPO DE RIEGO

Tr = Tiempo de riego (hrs.)Lb = Lámina de riego bruta (mm.)Ip = Velocidad de infiltración promedio (mm/hr.)

CALCULO DEL TIEMPO DE RIEGO

Tr = Lb /Ip

MUCHAS GRACIAS…