Determinación de los requerimientos hídricos de la vid (página 2)

La metodología empleada para alcanzar los objetivos fue la siguiente:

1.     DETERMINACION DE LOS REQUERIMIENTOS HIDRICOS DE LA VID

Para determinar los requerimientos hídricos de los cultivos se debe tomar en cuenta el clima  que es uno de los factores más importantes que determinan las perdidas de agua por evapotranspiracion, posteriormente y después del clima la Et  de cultivo queda dada por el propio cultivo.

La elección del método que vaya a utilizarse para determinar la ETP se baso en el tipo de datos disponibles en la zona de estudio.

A.) Determinación De La Evapotranspiracion Potencial

A partir de los datos meteorológicos disponibles se eligió un método de predicción para calcular la evapotranspiracion potencial (ETP) del cultivo de referencia. El método de Pemman y el de la Radiación proporcionan resultados óptimos pero requieren gran cantidad de datos que no están disponibles en nuestro medio. El método de la cubeta de clase A, según cual sea la ubicación de la cubeta, los datos obtenidos pueden ser superiores cuando estos estén situados en un emplazamiento excelente y haya unos vientos débiles. En nuestro caso se empleo la ecuación de Blaney Criddle (1950), ya que es uno de los métodos mas ampliamente utilizados para determinar necesidades de agua de los cultivos, la misma que se describe a continuación:

ETP = F*Kt

               F = P*(0,46*t + 8,13)

            Kt = 0,24 + 0,031*t

Donde:

F = Fuerza Evaporante

Kt =  Factor de Phelman, que considera la relación (Radiación – Temperatura -Evapotranspiracion)

T = Temperatura media mensual  en Cº

P = Porcentaje de iluminación mensual  que  depende de la latitud

B.) Elección  Del Los Coeficientes De Cultivo  Kc

El coeficiente de cultivo Kc, es un factor  que indica el grado de desarrollo o cobertura  del suelo por el cultivo  del cual se quiere evaluar  su consumo de agua. Estos coeficientes son empleados para convertir la evapotranspiracion potencial (ETp), en requerimientos de riego, varia según el desarrollo de cultivo.  

Para determinar el coeficiente de cultivo nos basamos en el método recomendado por la FAO (24), que consiste básicamente en dividir en cuatro fases de desarrollo  el ciclo vegetativo o productivo como es el caso de frutales perennes, como la vid. Para la elección de Kc la misma que toma en cuenta, características del cultivo,  momento de la plantación o de la siembra y las fases de desarrollo del cultivo.

Posteriormente, se determina los coeficientes para cada fase.

Para la determinación del coeficiente Kc se siguen los siguientes pasos:

a)     Precisar el periodo vegetativo total y la duración de las fases de desarrollo del cultivo  de la vid a  partir de la información local. La misma que se detalla a continuación en la siguiente tabla:

CUADRO  N° 1      Fases del ciclo de producción de la vid 

b)    Fase inicial: Para obtener el valor de Kc inicial, se debe precisar la frecuencia de riego o  de lluvias, y los valores de la ETp previamente determinados obtendría el valor de Kc a partir de los valores del Cuadro Nº 9 y se  indicara gráficamente el valor correspondiente. Cabe recalcar que la bibliografía recomienda reducir la Kc para la fase inicial, para el caso de riego por goteo, suelos ligeros, riego frecuente y un cultivo de 20 a 30% de cobertura.    

c)     Fase de mediados de periodo: Para un clima dado humedad y viento, escoger el valor de Kc a partir del cuadro  N° 10 del anexo y representarlo con una línea recta.

d)    Fase de finales del periodo: Con respecto al momento de la plena maduración o de recolección, se eligió el valor de Kc del cuadro N° 10 del anexo para un clima dado  (Humedad y viento) y representarlo gráficamente al finalizar el periodo vegetativo o la plena maduración.

C.) Evapotranspiracion De Cultivo (ETc) Para Riego Por Goteo

El riego por goteo se usa principalmente en huertos y cultivos en línea, donde una gran parte de la superficie esta ocupada por las plantas. El follaje de estas plantas cuando son jóvenes y muy separadas no intercepta mas que la parte de la radiación incidente. En riego por aspersión o gravedad toda la superficie que no cubre el cultivo y que esta mojada por el riego  sufre una perdida debido a la evaporación y transpiración de las malas hierbas, sin ningún beneficio para el cultivo. Las cifras de las necesidades de agua determinadas por los métodos de riego tradicionales incluyen estas perdidas. Se debe pues tomar en cuenta para calcular las necesidades de agua de los cultivos en riego por goteo el coeficiente de reducción o cobertura (Kr). Donde se obtiene la siguiente formula:

  ETC (Rg) = ETC x Kr        o       ETC = ETP x Kc x Kr

D.) Determinación Del Coeficiente De Reducción (Kr)    

No es mas que un coeficiente que toma en cuenta él calculo de ET e incluye la cantidad de agua evaporada por la superficie del suelo y las malas hierbas, que rodean al cultivo este hecho no ocurre en riego por goteo, ya que el agua se le proporciona al cultivo en el lugar preciso y no se pierde por estos conceptos.

Aunque la investigación de este coeficiente necesita una investigación experimental, se puede utilizar una u otra de las formulas expuestas por la FAO, donde CS es el índice de cobertura del suelo y expresa la fracción de la superficie del suelo realmente cubierta por el follaje de las plantas  vista en proyección sobre el plano horizontal.

Karmelli y Keller, en 1974 propusieron la siguiente formula:

                                                         Kr =  Cs        o    1

                                                                 0.85

Freman y Garzoli. Proponen una relación que se basa en la hipótesis de la evaporación de la parte de la superficie no cubierta es un 50% de la transpiración del cultivo. Cuando el cultivo cubre todo el suelo se toma Kr =1, cuando no cubre mas que una pequeña parte, es decir Cs < 0.5  se recomienda tomar Cs=Kr, para que de esta forma se eviten cifras muy elevadas.

                                   Kr = Cs+0.5x(1ـ CS)

Decroix. CTGERF. Propone la siguiente relación del cual se elegirá el menor de los valores.

                                   Kr = 0.1 + Cs   o      1

   él termino 0.1 es una constante que toma en cuenta el efecto oasis del área seca sobre la cual se humedece por el riego, que es importante cuando el índice de cobertura es pequeña. Esta sencilla formula da ordenes de magnitud razonables. Sin enbargo el coeficiente obtenido debe ser analizado con precaución y verificado con ensayos directos de campo.   

Indice de cobertura Cs

El índice de cobertura se lo determina con mayor precisión determinando el área ocupada por las raices activas de la planta (Ac), entre el marco de siembre o plantación (Am).

Cs =  Ac

          Am

Ac: Área ocupada por las raíces activas, que es el área comprendida por las raíces que influyen directamente sobre el crecimiento y rendimiento de la planta.

Am: Marco de siembre o plantación; área comprendida por una parte por el espacio entre las plantas (Ep) y por otra parte el espacio entre hileras (Eh).

Am = Ah x Ep  

Cuando no se tiene determinada el área que ocupan las raíces por la planta entonces el índice de cobertura Cs se lo puede expresar como se indico anteriormente, como la fracción de la superficie realmente cubierta realmente cubierta por el follaje de las plantas  vista en proyección sobre el plano horizontal.   En el cuadro Nº 10 se muestran distintos valores de Kr que resultan del calculo de las anteriores formulas, en función del índice de cobertura del suelo (Cs) que esta expresado en porcentaje. 

TABLA N°  2  Valores de coeficiente de cobertura o de reducción (Kr)

RESULTADOS Y DISCUCION

1. CALCULO DE LOS REQUERIMIENTOS HIDRICOS DE LA VID EN LA ZONA DE  SANTA ANA

A.) Calculo De Evapotranspiracion Potencial (ETp)

Según Penmam, establecido en 1984, Evapotranspiracion (ETp), es la cantidad de agua que consume un cultivo de talla baja  y uniforme que cubre totalmente la superficie del suelo de 15 a 48 cm de altura, con crecimiento activo y que esta provisto con humedad abundante. 

Para la determinación de la Etp  Dorembos y Pruitt (1976), en una publicación para la FAO propusieron una serie de métodos indirectos para al determinación de la ETp, en cuales se toma en cuenta las variables el clima. 

Por otra parte, la mayoría de los métodos que más se recomienda usar, requieren de un numero elevado de factores meteorológicos que solo se obtienen en muy escasas estaciones completas, este es el caso de Tarija, que solo cuenta con muy pocas estaciones meteorológicas completas ubicadas cerca de la ciudad (El Tejar, AASANA, etc.), las mismas que brindan información de humedad relativa, radiación solar, horas de sol, velocidad de los vientos, etc.

Para calcular  la Etp se empleo el método  de Blaney Criddle simplificado, tomando en cuenta la reducción del 15% (grado error), el mismo  que se describe a continuación:

ETP = F*Kt

F = P*(0,46*t + 8,13)

Kt = 0,24 + 0,031*t

Donde :

F = Fuerza Evaporante

Kt =  Factor de Phelman, que considera la relación 

Radiación – Temperatura – Evapotranspiracion    

T = Temperatura media mensual  en C°

P = Porcentaje de iluminación mensual  que depende de la latitud    

CUADRO N° 3

CALCULO DE LA EVAPOTRAMSPIRACION POTENCIAL

FORMULA BLANEY CRIDDLE SIMPLIFICADO

B.) Calculo De Los Coeficientes De Cultivo (Kc) En La Vid En La Zona De Santa Ana Para El Caso De Riego Por Goteo

  El coeficiente de cultivo (Kc), es un factor que indica el grado de desarrollo o cobertura del suelo del cual se quiere evaluar su consume de agua. El coeficiente Kc tendrá una variación estacional en función a las fases de desarrollo de la vid.

En el caso de huertos jóvenes (fase inicial) con una cobertura del 20 a 30% en suelos arenosos ligeros y en condiciones de gran evaporación que requieren riegos muy frecuentes, se ha observado una reducción de una ETc de hasta en 60%, en comparación con los sistemas de riego por aspersión y gravedad. Por lo tanto Kc obtenido para la fase inicial se realizara una reducción de 60% para adecuarse a las necesidades de riego por goteo, de la zona de Santa Ana.

A continuación veremos el procedimiento para él cálculo de los coeficientes de cultivo en la vid en la zona de Santa Ana:

·   Establecer la fecha de brotación de las primeras hojas de acuerdo al calendario fonológico de la zona en cuestión.

·   Precisar el periodo productivo total y la duración de las fases de desarrollo en días.

·   El coeficiente de cultivo para la fase inicial, se determina sobre la base de la evapotranspiracion potencial en mm/día y la frecuencia de riego adoptado para este periodo. Con los datos de ETP entramos en el cuadro Nº 9, Interceptamos la curva de frecuencia de riego correspondiente y en eje Y se determina directamente el coeficiente de cultivo Kc representándolo con una línea recta, posteriormente se realizo la reducción del 60% para adecuarse al sistema de riego por goteo.

·   Fase de mediados de periodo: Con los datos de humedad relativa y la velocidad del viento de la zona para este periodo elegimos el valor de Kc a partir de la tabla N° 10  

·   Fase de finales de periodo: Se procede de igual manera que para determinar el coeficiente de mediados de periodo, con la diferencia de que en la gráfica se lo representa con punto al finalizar el periodo productivo.

·   Para el periodo de cosecha: Se lo determina interpolando con los datos anteriormente encontrados.

CUADRO Nº 4       DATOS PARA éL CALCULO DE Kc

Los coeficientes de cultivo obtenidos para la vid cada fase son:

Curva  de Kc respecto a sus fases de desarrollo

Valores Mensuales De Kc Para El Ciclo Productivo

Una ves realizada la gráfica de los coeficientes de cultivo que se obtuvieron  para cada fase de desarrollo, se determinan los valores de Kc mensuales. Tomando en cuenta la reducción 60% de Kc inicial. Así para el mes de septiembre se obtendrá en forma directa, para los otros meses se interpola en la como se muestra a continuación.

Kc (Septiembre) = 0,78 (Posterior reducción del 60%)  = 0,35

Valores de Kc a través  del ciclo productivo de la vid.

En los meses  donde no existe coeficiente de cultivo Kc, se debe a que la planta esta en reposo, por lo que el consumo de agua de la planta es mínimo, por ende  en estos meses solo se aplica un riego deficitario (Una ves por semana para riego por goteo), para que no proliferen las sales en el suelo y aumente su tensión.     

Los valores de Kc pueden variar considerablemente en función de las prácticas de cultivo como,  el esparcimiento de las hileras y vides, la poda, la extensión y la altura de la espaldera, y de diferencias externas y de variedades en el cultivo de la viña.

D.)    Cálculo De La Evapotranspiracion De Cultivo (Etc)

Es la evapotranspiracion en condiciones reales de cultivo exento de enfermedades, que crece en condiciones óptimas de suelo, fertilidad y suministro de agua.  Donde hay una variación de la humedad del suelo así como en el desarrollo de los cultivos,  existe una relación entre la ETC y la ETP.

ETC = Kc  x  ETP

D.)    Evapotranspiracion De Cultivo (Etc) Para Riego Por Goteo

El riego por goteo se usa principalmente en huertos y cultivos en linea, donde una gran parte de la superficie esta ocupada por las plantas. El follaje de estas plantas cuando son jóvenes y muy separadas no intercepta mas que la parte de la radiación incidente. En riego por aspersión o gravedad toda la superficie que no cubre el cultivo y que esta mojada por el riego  sufre una perdida debido a la evaporación y transpiración de las malas hierbas, sin ningún beneficio para el cultivo. Las cifras de las necesidades de agua determinadas por los métodos de riego tradicionales incluyen estas perdidas. Se debe pues tomar en cuenta para calcular las necesidades de agua de los cultivos en riego por goteo un coeficiente de reducción o cobertura (Kr).

Donde se obtiene la siguiente formula:

ETC (Rg) = ETC x Kr        o       ETC = ETP x Kc x Kr

CUADRO N° 5      EVAPOTRANSPIRACION DE CULTIVO (ETC)

E.) Determinación Del Coeficiente De Reducción (Kr)    

El coeficiente de reducción no es mas que un coeficiente que toma el cuenta él calculo de Evapotranspiracion e incluye la cantidad de agua evaporada por la superficie del suelo y transpirada por las malas hierbas, que rodean al cultivo este hecho no ocurre en riego por goteo, ya que el agua se le proporciona al cultivo en el lugar preciso y no se pierde por estos conceptos.

Aunque la investigación de este coeficiente necesita una investigación experimental, se puede utilizar una u otra de las formulas expuestas por la FAO, donde CS es el índice de cobertura del suelo y expresa la fracción de la superficie del suelo realmente cubierta por el follaje de las plantas  vista en proyección sobre el plano horizontal.

Para determinar Kr se aplico la formula de Karmelli y Keller, debido a que los datos obtenidos son mas equilibrados comparados con los otros métodos.

                                                       Kr =  Cs        o     1

                                                               0.85

Para él calculo de Kr se utilizo el índice Cs = 40%. De donde obtuvimos el coeficiente Kr = 0.47 para los cálculos posteriores.  

F.) Calculo De La Precipitación Efectiva

Esta región se caracteriza por  aportar parte de la demanda de agua en forma de lluvia, cuyos volúmenes varían mes a mes y año tras año, razón por la cual se hace necesario calcular la precipitación que es útil para el cultivo. Por todo esto es necesario calcular el valor de la precipitación mensual al 75% de persistencia o precipitación confiable, llamado también al 75% de probabilidad de ocurrencia.

Por lo tanto se aplico la siguiente formula:

Para una Pp(media)       > 75

Pp(efec) = 0,8*Pp – 25

Para una Pp(media)       < 75

Pp(efect) = 0,6*Pp – 10

G.) Demanda Neta O Necesidad De Riego

Se define así a la cantidad de agua y al momento de su aplicación con el objeto de compensar el déficit de humedad del suelo durante el periodo de desarrollo productivo de un cultivo, para producir rendimientos óptimos, sin tomar en cuenta las perdidas de agua dentro de la parcela.

La demanda neta es igual a evapotranspiracion de cultivo menos el agua que ha sido aportados por la lluvia o las precipitaciones pluviales y a las posibles aguas subterráneas, más la acumulación de agua en el suelo.

Cuya formula se describe a continuación:

Dn = ETC -  Pe

Donde:

Dn = Demanda neta de riego (mm/mes)

ETC = Evapotranspiracion de cultivo  (mm/mes)

Pe = Precipitación efectiva

La demanda bruta de riego se puede calcular con la siguiente expresión:

  Db  =  Db

Donde:                                                                    Ef

Db = Demanda bruta de riego (mm/mes)

Ef = Eficiencia de riego

A continuación se muestran las tablas de  las demandas netas y brutas de riego en el cultivo de la vid, en la zona de Santa Ana.

CUADRO N° 6        DEMANDA DE AGUA EN LA VID

Sistema de riego: Por goteo (Emisores en linea)

Eficiencia de riego: 85.3%   

CUADRO N° 7       CÁLCULO DE LA DEMANDA DE AGUA EN LAVID PARA EL CASO DE RIEGO POR GRAVEDAD

Eficiencia de riego: 60%

De acuerdo a los resultados obtenidos en los cuadros 16, 17 y 18 de los requerimientos hídricos de la vid, se obtuvo una ET de cultivo ETc=526 mm/año/Ha, para el caso sistemas de riego tradicionales, y para el caso de riego por goteo se obtuvo una ETc (Rg)= 242.4mm/año/Ha, de donde deducimos que las necesidades de riego son mas bajas en el caso de riego por goteo, de hasta un 50 %.  Lo que demuestra una verdadera eficacia del riego por goteo en comparación con los métodos de riego tradicionales. 

ANEXOS

CUADRO Nº 8

RESUMEN CLIMATOLOGICO

Período Considerado: 1962 – 2005

Estación: AEROPUERTO

Latitud S.:        21° 32' 48''

Provincia: CERCADO

Longitud W.:     64° 42' 39''

Departamento: TARIJA

Altura: 1.849 m.s.n.m.