Uso de lisímetros de drenaje artesanales para determinar el KC de los principales estados fenológicos de la uva

1.0 INTRODUCCIÓN

El cultivo de Vitis vinífera presenta una superficie en el mundo según cifras de la FAO (2009), de 7,41 millones de hectáreas en el año 2008, registrando un 2,4% de crecimiento durante la década 1999-2008. De acuerdo a la información entregada por la OIV, Chile ocupa el 8° lugar como mayor productor mundial de uva de mesa con 0,83 millones de toneladas (ODEPA, 2010).

Los doce mayores exportadores mundiales de uva de mesa concentran más de 80% de las Exportaciones, siendo Chile el líder del grupo, con una participación de 23% (ODEPA, 2010; CIC.2010).

La superficie plantada de vid en Chile alcanzó en 2007 las 53.926 hectáreas, siendo el frutal más relevante. La estimación de los últimos catastros e intercatastros frutícolas de Cirén (2008 y 2010), correspondientes a la variedad Thompson Seedless indican que es la variedad que cubre la mayor superficie plantada con parronales de uva de mesa a nivel nacional correspondiente a 15.971 hectáreas.

Los coeficientes de cultivo utilizados en el valle de Aconcagua con frecuencia se han obtenido de información extranjera, es por esto que el conocimiento de la evapotranspiración de los cultivos, a nivel local es esencial para un manejo eficiente del riego de las distintas etapas de los cultivos (YAKOSOVI ,1994).

Es por esto la importancia de los lisímetros en la obtención de información local respecto al cálculo y medición el agua perdida del suelo, ya sea, en la forma de drenaje, evaporación o transpiración de las plantas que crecen en el. (CIFUENTES, 1971). Los lisímetros que se emplearan en el ensayo presentaran ventajas tales como: económicos en cuanto a materiales y prácticos en la metodología se mediciones, lo cual si dan buen resultado se podrían utilizar a mayor escala con los beneficios que implica.

1.1.2 Hipótesis

La hipótesis planteada en este estudio considera que:

"Es posible utilizar lisímetros de drenaje artesanales de bajo costo para calcular el Kc de los principales estados fenológicos de la uva de mesa cv. Thompson Seedless con conducción en parrón español en el Valle de Aconcagua."

Objetivos

1.1.3 Objetivo general

ü Determinar el Kc para los principales estados fenológicos entre brotación y cosecha en Vitis vinífera cv. Thompson Seedless.

1.1.4 Objetivos específicos

ü Determinar la evapotranspiración existente durante los principales estados fenológicos entre brotación y cosecha.

ü Determinar la relación existente entre el índice de área foliar (IAF) y el Kc en este cultivo.

2.0 ANTECEDENTES GENERALES

2.1.1 Los lisímetros

Son dispositivos destinado a medir el agua perdida del suelo encerrado en un receptáculo, ya sea, en la forma de drenaje, evaporación o transpiración de las plantas que crecen en el. Se aprovecha además para determinar el contenido de sales solubles y nutrientes que el suelo pierde por lixiviación (CIFUENTES, 1971).

A continuación se enumeran los objetivos de los lisímetros en todas sus aplicaciones (CIFUENTES, 1971):

1. Obtener medidas directas de evaporación y transpiración, permitiendo estudiar los factores que afectan dichos procesos.

2. Proporcionar una medida absoluta y exacta del flujo evaporativo, como una primera etapa en la interpretación de fenómenos físicos encerrados en la atmosfera adyacentes. El flujo evaporativo es solo uno de los tres principales fenómenos de transporte –flujo de vapor de calor y flujo de impulso y se puede ser medido en forma directa con satisfactoria exactitud.

3. Servir como un factor de comparación para la evaluación indirecta de métodos de medida o predicción de la evapotranspiración.

4. Servir como un factor de comparación en la evaluación de instrumentos diseñados para medir precipitaciones en la forma de lluvia o rocio.

5. Medir exactamente las pérdidas de evaporación de agua desde un suelo desnudo como consecuencia del ascenso capilar.

6. Estudiar la lixiviación de los diferentes nutrientes del suelo.

7. Determinar la cantidad de agua que escurre a través del suelo por drenaje.

8. Como medio para determinar las cantidades de agua, fertilizantes y nutrientes que es necesario agregar al suelo.

2.1.2 Correlación entre la ET medida en lisímetros y la evaporación medida mediante instrumentos y Formulas empíricas.

CIFUENTES (1971) indica en los resultados de sus ensayos, que los coeficientes de correlación de los diversos métodos empleados (Cuadro 1), varían desde 0,732 a 0,856 y se mostraron altamente significativos a niveles de 1% de seguridad. Ello significa en forma general, una estrecha correlación entre la evapotranspiración medida y la evapotranspiración calculada mediante los diferentes métodos (Cuadro 1).

Cuadro 1 .Comparación de la evapotranspiración medida en lisímetros con la evaporación de bandeja, la balanza y la obtenida mediante algunas ecuaciones empíricas (CIFUENTES, 1971).

2.1.3 Estimación de tasa de riego

La información necesaria para determinar los requerimientos hídricos de la vid o evapotranspiración máxima del cultivo (ETc.),con fines de programación de riego o de diseño de equipos ,son la evaporación potencial (ETo) y los coeficientes de cultivo (Kc), de acuerdo a la siguiente expresión :

ETc.= ETo * Kc

La ETo se conoce como la evapotranspiración de referencia y corresponde al agua usada por un cultivo de pasto corto y uniforme, que cubre completamente el suelo y con un suministro de agua adecuado .La ETo es una medida de demanda de evapotranspiración potencial o de referencia pueden ser determinada a través del método de PENMAN y MONTEITH et al (1998) o utilizado el método de la bandeja de evaporación clase A. (httpwww.inia.clmediosbibliotecaboletinesNR27126.pdf).

Cabe destacar que para obtener valores reales de evapotranspiración se requiere de estaciones experimentales con equipos especiales; por esta razón es muy difícil la obtención de dichos valores, para los distintos cultivos y zonas climáticas del país. Sin embargo, para solucionar los problemas derivados de escases de datos, desde 1945 existen una serie de formulas empíricas basadas en relación entre el uso–consumo y clima, desarrolladas y adaptadas para lugares específicos, por lo que es difícil obtener una formula universal (TOSSO, 1974).

La evapotranspiración potencial (ETo) se puede determinar por distintas formulas, cuyo uso depende de la disponibilidad de datos en las estaciones meteorológicas (Cuadro 2).

2.1.4 NORUM, (1993).Resumen los 4 mejores métodos para estimar la evapotranspiración:

1. BLANEY-CRIDDLE: El método original involucra el uso de una formula derivada empíricamente que solo requiere como dato la temperatura a determinadas horas diurnas debido a que el uso-consumo de los cultivos también está influenciado por la humedad relativa, viento e insolación, debe ser corregida para conseguir predicciones mas adecuadas (DOORENBOS Y PRUITT,1976).

2. Radiación: El método también involucra una formula derivada empíricamente, en este caso se requiere de mediciones de temperatura del aire, radiaciones y nubosidad generalmente es más adecuada que la de BLANEY-CRIDDLE. , cuando se aplica en lugares de difícil acceso, como lo son zonas ecuatoriales, en islas pequeñas o gran altitud (DOORENBOS Y PRUITT ,1976).

3. PENMAN: En este método ,se requiere de la disponibilidad de temperatura, humedad,viento e insolación o radiación .de los métodos usados, se cree que es el más adecuado, pero se requiere de instalaciones climatológicas mas complejas .su formula constas de una parte empírica , la que se refiere a la función del viento , y una parte que se puede derivarse teóricamente ,donde se considera el balance de energía .por esta razón se le denomina método " combinado", (DOORENBOS Y PRUITT, 1976).

4. Bandeja evaporometrica: En este caso se obtiene la evapotranspiración, medida de la superficie de agua libre desde un recipiente o bandeja especial construida de metal, y es usada para los efectos de radiación, vientos, temperatura y humedad .La ventaja de este método se basa en la facilidad de visualización .De un modo análogo, la planta responde a las mismas variables climáticas, pero diversos factores importantes pueden introducir cambios significativos en la perdida de agua (DOOREMBOS Y PRUITT, 1976).

Cuadro 2. Datos climatológicos necesarios para la determinación de la ETo, de acuerdo a los principales métodos de cálculo.

*datos medidos; o datos estimados; (*) cuando se puede disponer de ellos pero no son indispensables.

Fuente DOORENBOS y PRUITT (1976).

De todos los métodos para estimar la evapotranspiración potencial (ETo), el de la bandeja evaporometrica es el más usado en chile y su uso es común en todas las estaciones meteorologías del mundo (DÍAZ, 1988).

Existen varios tipos y modelos en diversas condiciones de instalación, pero el mas utilizado en el mundo es el evaporimetrico de Bandeja Clase A, que muestra las mas altas correlaciones entre evaporación de bandeja (Eb) y la evapotranspiración potencial (ETo), medida con lisímetro (JENSEN Y MIDDLETON, 1965; PRUITT, 1966; CHRISTIANSEN, 1968).

DOORENBOS Y PRUITT (1976) informan que si bien la evaporación de bandeja y la evapotranspiración responden a las mismas variables climáticas, existen diferencias debido al origen de las estructuras evaporantes; a pesar de ello, estima que con una buena instalación y mantenimiento la bandeja en condiciones y medio normalizados, se justifica su empleo para predecir las necesidades de agua de los cultivos.

Para estimar la evapotranspiración potencial (ETo) se debe aplicar un coeficiente de bandeja (Kb), determinado empíricamente. Este coeficiente refleja los efectos de las condiciones de instalación sobre la evapotranspiración potencial .Así la evaporación de bandeja se relaciona con la evapotranspiración potencial de la siguiente manera (DOORENBOS y PRUITT, 1976):

ETo= Kb*Eb

Siendo,

ETo: evapotranspiración potencial, mm/día. Eb: evaporación de bandeja, mm/día.

Kb: coeficiente de bandeja.

2.1.5. El coeficiente de bandeja (Kb)

Estos varían en función del viento ,humedad relativa ,distancia a barlovento de la cubierta verde y las condiciones de instalación dependiendo de estas condiciones ,NORUM (1993) , recomienda aplicar el valor de Kb en un Rango entre 0.35 a 0.85 para corregir los valores de ETo.(Cuadro 3)

Cuadro 3. Coeficientes bandejas (INIA, 2005)

2.1.6 Estimación del Kc por el Método FAO

Etapas del crecimiento del cultivo

A medida que el cultivo se desarrolla, el valor de Kc correspondiente a un cultivo determinado, también variara a lo largo del periodo de crecimiento del mismo. Este periodo de crecimiento puede ser dividido en tres etapas:(Figura 1) (FAO ,1997).

1° Etapa inicial

Durante el periodo inicial el área foliar es pequeña y la evapotranspiración ocurre principalmente como evaporación en el suelo. Por lo tanto, el valor de Kc durante el periodo inicial (Kc ini) es alto cuando el suelo se encuentra húmedo debido al riego o lluvia, y es bajo cuando la superficie del suelo se encuentra seca. El tiempo que tardara el suelo en secarse dependerá del intervalo de tiempo entre eventos que humedezcan al suelo, del poder evaporante de la atmosfera (ETo) y de la magnitud del evento de humedecimiento. (FAO ,1997).

2° Etapa de mediados de temporada

La etapa de mediados de temporada comprende el periodo de tiempo entre la cobertura completa hasta el comienzo de la madurez. El comienzo de la madurez está indicado generalmente por el comienzo de la vejez, amarillamiento o senescencia de las hojas, caída de las hojas, hasta el grado de reducir la evapotranspiración del cultivo en relación con la ETo de referencia.

Durante la etapa de mediados de temporada, el coeficiente Kc alcanza su valor máximo. El valor de Kc en esta etapa (Kc med) es relativamente constante para la mayoría de los cultivos y prácticas culturales. (FAO ,1997).

3° Etapa de finales de temporada

La etapa final o tardía de crecimiento comprende el periodo entre el comienzo de la madurez hasta el momento de la cosecha o la completa senescencia. Se asume que el calculo de los valores de Kc y ETc. finaliza cuando el cultivo es cosechado, secado al natural, alcanza la completa senescencia o experimenta la caída de las hojas.

Figura 1. Secuencia general y la proporción de cada una de las etapas de crecimiento mencionadas, correspondiente a diferentes tipos de cultivos (FAO ,1997).

2.1.7 Según FAO (1997) los factores que afectan los valores de Kc. son:

ü Sistema de conducción.

ü Tipo de manejo.

ü Lugar.

ü Características del cultivo.

ü Fechas de siembra.

ü Ritmo de crecimiento.

ü Desarrollo del cultivo.

ü Duración del periodo vegetativo.

ü Condiciones de nutrición.

ü Frecuencia de la lluvia o riego, especialmente en la primera etapa de crecimiento.

2.1.8 Importancia del coeficiente de cultivo (Kc)

El coeficiente de cultivo Kc permite estimar la evapotranspiración del parronal, obtenida de una estación meteorológica automática o de una bandeja clase A, donde el Kc estable la relación entre evapotranspiración real del cultivo, llamada también uso- consumo (ETc.) de acuerdo a la siguiente expresión (DOORENBOS y PRUITT,1976):

ETc. = ETO * Kc

Donde,

ETc.: evaporación de cultivo, mm/día. ETo: evaporación potencial, mm/día. Kc: coeficiente cultivo.

Los coeficientes Kc se obtienen en forma experimental y resumen el comportamiento de los cultivos en el sistema suelo-atmosfera , e integran factores tales como las características propias de la especie, etapas del desarrollo fenológico ,condiciones climáticas predominantes .El ritmo de desarrollo de la planta es importante, ya que el Kc varia a través del ciclo fenológico ,tomando los mayores valores cuando el cultivo alcanza su máximo índice de área transpirante .El valor del Kc representa la evapotranspiración de un cultivo en condiciones optimas y que producen rendimientos máximos (DOORENBOS y PRUITT,1976).

Los coeficientes de cultivo utilizados en el valle de Aconcagua con frecuencia se han obtenido de información extranjera, normalmente con sistemas de conducción diferentes a los utilizados en nuestro país (básicamente en california) no existiendo información generada localmente, es por esto que el conocimiento de la evapotranspiración de los cultivos (ETc.). A nivel local es esencial para un manejo eficiente del riego ajustando el volumen y la frecuencia del riego a los requerimientos de las distintas etapas de los cultivos. Un manejo correcto del riego permite apuntar a rendimientos altos, con estabilidad entre años, y a una calidad óptima del producto cosechado, haciendo posible un uso racional del agua y de la energía, minimizando el desperdicio de ambos recursos y la contaminación del medio ambiente. Asimismo este dato es fundamental para un correcto diseño de los sistemas de riego. (YAKOSOVI ,1994).

En parras cv. Thompson Seedless conducidas en cruceta californiana, utilizando lisímetro de pesada, en el centro agrícola de Kearney, Universidad de California .Se obtuvieron coeficientes de cultivos validos para las variedades Perlette y Flame Seedless en le Valle de Cochella y Thompson Seedless en la parte sur del Valle de San Joaquín .Sin embargo, se sugirió que estos coeficientes deben aumentarse entre un 20 y un 30% en el sistema de conducción de parronal español. (YAKOSOVI ,1994; ver cuadro 4).

3.0 MATERIALES Y MÉTODO

3.1.1 Ubicación del ensayo y caracterización del lugar del ensayo.

Lugar del Ensayos: Este trabajo se realizo en el predio Santa Griselda, perteneciente a la empresa Agrícola Don Ernesto Ltda. Este lugar se ubica 2 Km. al poniente de la ciudad de Los Andes (Figura 2). Latitud: 32.49" S; Longitud: 70.37" W; Elevación: 793 m.

Figura 2. Vista aerea del predio Santa Griselda,lugar donde se ubicó el ensayo.

Parrón para el ensayo: El ensayo se realizo en un cuartel de parrón español de 94,5 x 27,5 m., plantado en octubre de 2007 a una distancia de 3,5 x 2,5 m. (Figura 3). En el centro de este parrón se ubicaron tres lisímetros con la variedad Thompson Seedless, injertada sobre patrón Harmony (Figura 4).

Figura 3. Letrero ubicado en el parrón del ensayo, el cual indica su uso experimental y características.

Figura 4. Vista de uno de los lisímetros desde la superficie.

3.1.2 Sistema de Riego: Al parrón del ensayo se le instaló un sistema de riego por goteo con tablero eléctrico y programador automático independiente del resto del predio (Figura 5). Su cabezal también se compone de motobomba de 1,5 HP (Figura 6), filtro de arena, manómetros (Figura 7), filtro de malla, caudalimetros, válvulas solenoides (Figura 8), succión e inyección de fertilizantes con venturi (Figura 9) se regó con agua de canal previamente acumulada en un tranque (Figura 10), posee dos líneas de goteo por hilera.

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