02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i

Ing. Agr. Carlos Baca García Dr.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN
ANTONIO ABAD DEL CUSCO
CARRERA PROFESIONAL DE AGRONOMIA
ÁREA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA

Agricultura irrigada y uso eficiente del
agua

EL SUELO
El suelo corresponde a la última capa de la
superficie de la tierra y es un sistema
poroso formado por infinidad de
partículas sólidas de diferentes tamaños y
composición química.
El suelo funciona como soporte físico o
reservorio de agua para las plantas, es el
proveedor de los principales nutrientes
necesarios para la producción.
Ing. Carlos Baca García

El suelo como un
sistema trifásico.
Vt = Volumen total
Va = Volumen del aire
Vw = Volumen de agua
Vs = Volumen de los
sólidos
Vn = Porosidad total
Mt = Masa total
Ma = Masa del aire
Mw = Masa de agua
Ms = Masa de
sólidos del suelo.
Ing. Carlos Baca GarcíaIng. Carlos Baca García

Clasificación física del agua en el
suelo
1.- Agua no retenida contra la fuerza de
gravedad:
Agua Gravitacional.
2.- Agua retenida contra la fuerza de gravedad:
Agua Capilar.
Agua Higroscópica.

AguaAgua
gravitacionalgravitacional
AguaAgua
capilarcapilar
AguaAgua
HigroscHigroscóópicapica
50%50%1%1% 100%100%
Plantas vivas & Plantas productivas

Lámina es la aplicación de un determinado
volumen de agua, el cuál es distribuido en un
determinado área del terreno.
Para tener una idea, la distribución uniforme de
un litro de agua en un área de 1 m2, corresponde
a una lámina de 1 mm.
Lámina de agua
)(.
)(
2
mirrigadaárea
Lvolumen
aguaLámina de 
Cada riego debe de dar un volumen de agua
suficiente para elevar la humedad actual del suelo
hasta su capacidad de campo.

Ejercicio 1.
Se tiene un área de 30 ha. cultivada con maíz, donde se
realizó un riego, aplicando una lámina promedio de 20
mm. ¿Indicar cual fue el volumen de agua aplicado?
Volumen de agua (L) = lamina (mm) x área (m2)
Se que una hectárea es igual a 10,000 m2, entonces:
Área (m2) = 30 ha x 10,000 m2/ha = 300,000 m2
Volumen de agua (L) = 20 mm x 300,000 m2
Lámina de agua
litrosde6.000.000=aguadeVolumen
2
2
m300.000x
m
L
20=aguadeVolumen

• Referida a la distribución por tamaño, de las
partículas sólidas que constituyen el suelo:
arena, limo y arcilla.
• Las características texturales son prácticamente
invariables en el tiempo y poco afectadas por la
acción del hombre.
TEXTURA DEL SUELO

Densidad de las partículas del suelo
1) Densidad del suelo o densidad aparente o global:
 Muy afectado por las intervenciones provocadas por el
hombre-Compactación por uso de maquinaria agrícola.
 Reduce el volumen total del suelo (Vt) para una misma
masa (Ms), haciendo con que la densidad del suelo
aumente.
Arenoso ----------- 1,65 g/cm3
Arcilloso ----------- 1,10 g/cm3
s
s
a
V
m
D  Da Densidad del suelo, g/cm3;
ms masa del suelo seco en estufa, (g),
Vs volumen de la muestra del suelo, cm3.

3) Porosidad del suelo:
 Es el volumen de un suelo ocupado por los espacios
vacíos o poros,
 Como es difícil medir el volumen de los poros, en la
práctica se utiliza una relación aproximada.
2) Densidad de las partículas o densidad real del suelo
Depende de la constitución MINERALOGICA DEL
SUELO.
2,60 – 2,70 g/cm3







r
a
D
D
1P
Da Densidad aparente del suelo, g/cm3;
Dr Densidad real del suelo, (g/cm3), y
P Porosidad, %.

Formas para expresar:
La Humedad del suelo
La cantidad de agua presente en el suelo puede ser
expresado de 4 maneras:
1) Base gravimétrica seca
2) Base volumétrica
3) Altura de Lámina de agua,
4) Tensiómetro.

Método gravimétrico – Se basa en
diferencia de peso - Método directo:
Determina el contenido actual de agua en el suelo.
• El método gravimétrico seco consiste en retirar
muestras del suelo húmedo, pesarlas y colocar
en estufa a 105° C para su secado.

• Cuando llegue a un peso constante, se pesa
nuevamente para determinar la masa del
suelo seco.
suelo
OH
s
a
g
g
C
m
m
m
mm 2
)105(
secosuelopeso
aguadepeso o
2
21



Resulta de la división del peso de agua existente
en determinada muestra de suelo húmedo por el
peso de la muestra después de haber secado en
estufa a 105 C.

La humedad del suelo con base al volumen (m3 de
agua por m3 de suelo) resulta de la división del
volumen de agua existente en determinada
muestra de suelo húmedo por el volumen de la
muestra.
humedosuelodelVolume
aguadevolumen

t
a
V
V

Método Volumétrico 

Método Volumétrico 

Una muestra inalterada de suelo retirada con un cilindro
metálico tiene 4,4 cm de diámetro y 4,6 cm de altura, reveló
una masa de 113,63 g. Después de haber secado en estufa a
105oC, la masa de suelo seco fue 90,9 g. Determinar
densidad aparente del suelo y la humedad del suelo?
Ejercicio 2
4,6x
4
4,40x3,1416
=hx
4
Dπ
=suelodelVolumen
22
volumen del suelo = 69,94 cm3
3
s
s
a g/cm1,299=
69,94
90,9
=
V
m
=D

Como la densidad del agua es 1 g/cm3, resulta que:
Reconociendo que:
Se obtiene:
igualando
suelodeldensidad.
suelodemasa
aguademasa







suelodeldensidad
suelodemasa
suelodeVolumen 







suelodemasa
aguademasa

Da* 

Sonda de neutrons

SONDA TDR
(Time Domain Reflectometry)
Utiliza ondas electromagnéticas para estimar la
humedad del suelo

Capacidad de campo
Representa la condición de almacenamiento máximo
de agua en suelo, que ocurre después de haber
drenado el agua contenida en los macroporos, por
acción de la gravedad.
Cuando la humedad del suelo está en C.C. es el
momento en que las plantas encuentran la condición
más favorable para absorber el agua y nutrientes.
La humedad de la C.C. es usualmente expresado en
% o kg/kg.

Ejercicio 3
Capacidad Máxima de Retención.
PROFUNDIDAD (Cm)
MÁX. RETENCIÓN
(%)
CONTENIDO DE
AGUA ACTUAL (%)
0 – 20 26 17
20 – 35 28 22
35 - 60 30 26
Determinar, cuál es la profundidad que una lámina de
35 mm, aplicada uniformemente en la superficie,
llegará en el perfil del suelo?

Punto de marchitez permanente
P.M.P. es la capacidad mínima de almacenamiento de agua
de un suelo, ocurre cuando las plantas se marchitan por
causa de la deficiencia hídrica y no recupera su turbidez.
La humedad en el PMP, es usualmente expresado en % o
kg/kg.
En riego, para fines prácticos, la humedad correspondiente al
PMP, ha sido obtenida en la tensión de 1.500 kPa.
El contenido mínimo de agua presente en el suelo es
insuficiente para asegurar el mantenimiento de un balance
hídrico favorable para la planta.
En consecuencia, ocurre una deshidratación acentuada de
los tejidos vegetales, perjudicando las reacciones
metabólicas asociadas a la producción.

EL tensiómetro es un equipo que mide el potencial
mátrico de agua en el suelo. Es constituido por una
cápsula porosa de porcelana ligada a un vacuómetro a
través de un tubo rígido, de PVC u otro material
adecuado. Insiriendo la cápsula porosa del equipo
saturado con agua en un suelo insaturado, pasará agua
de la cápsula para el suelo, hasta el equilibrio. Como el
equipo se encuentra herméticamente cerrado, la salida
de agua origina una presión negativa (tensión o vacuo)
en el equipo que es registrada en un vacuómetro
metálico o de mercurio.
Tensiómetro:
Determinación del potencial de agua en el suelo.

Manómetro
de presión, llamado
también vacuómetro,
porque lee presiones
negativas
Tubo de PVC,
transparente
Cápsula de
cerámica
Tapa, por
donde se
llena con
agua
destilada

Cuanto menor es el contenido de agua en el suelo
la energía de retención es mayor (Potencial
mátrico).

Retención del agua del suelo
0
10
20
30
40
50
60
70
Tensión
%Agua
0,033 1,5
MPa
Arcilla
Arena
Agua
disponible
30%
7%

Normalmente no se
considera todo el perfil
del suelo explorado por
el sistema radicular de
las plantas, sino apenas
la profundidad efectiva,
que debe ser de 80% a
90% del sistema
radicular contenida en
ella. (Keller 1978)
Profundidad de las raíces en irrigaciones.

AGUA DISPONIBLE
O
AGUA ÚTIL

El AD de un suelo, puede ser calculado desde que se conozcan los
contenidos de humedad correspondientes de CC y PMP, y las
propiedades físicas del suelo y la profundidad del suelo que serán
considerados.
1) Disponibilidad Total de Agua en el Suelo (DTA)
 Característica del suelo, la cual corresponde a la cantidad de agua
que un suelo puede almacenar por determinado tiempo.
 Debe ser expresado en altura de lámina de agua, por profundidad
del suelo (mm. de agua por cm. de suelo o volumen de agua por
unidad de área)
DTA : Disponibilidad total de agua (mm. por cm. de suelo)
V : m3 de agua disponible/ha, en cada profundidad de suelo
Ds : Densidad aparente del suelo g.cm-3.
CC y PMP : En % de peso
  Da
PMPCC
DTA *
10

   DaPMPCCV *

Ejercicio 4.
Se tiene el siguiente análisis físico-hídrico del suelo, donde se
obtuvieron los siguientes resultados:
Calcular a disponibilidad total de agua - DTA
Capacidad de campo = 41,2 % en peso;
Punto de marchitez permanente = 27,5 % en peso;
Densidad del suelo = 1,22 g/cm3.
El valor de disponibilidad total de agua en el suelo (DTA) es:
  Da
PMPCC
DTA *
10


  cmmmDTA /67,122,1*
10
%5,27%2,41




2) Capacidad Total de Agua en el Suelo (CTA)
Tanto la cantidad de agua de lluvia, como de riego, solo debe ser
considerado como DISPONIBLE PARA EL CULTIVO, en el perfil del
suelo que este ocupado por el sistema radicular.
CTA :Capacidad total de agua del suelo (mm.)
z :Profundidad efectiva del sistema radicular (cm.), por lo
menos 80% del sistema radicular.
3) Capacidad Real de Agua en el Suelo (CRA)
Cuando regamos, nunca debemos permitir que el contenido de
agua en el suelo llegue a PMP, esto quiere decir que: Entre dos
riegos sucesivos, una fracción de capacidad total de agua del
suelo, debe ser usada.
CRA : Capacidad real de agua del suelo (mm.)
f : Factor de disponibilidad (siempre < 1). Ing. Carlos Baca García
zDTACTA *
fCTACRA *

GRUPOS DE CULTIVOS f
 Verduras y legumbres
Calabaza
Cebolla
Coliflor
Lechuga
Zanahoria
 Papa
 Frutas y forrajes
Cerezo
Ciruelo
Durazno
Alfalfa
Pastizal
 Granos
Cebada y trigo
Habas
Maíz
 Algodón
0,2 – 0,6
0,30
0,30
0,45
0,35
0,40
0,40
0,3 – 0,7
0,40
0,40
0,40
0,60
0,60
0,4 – 0,8
0,40
0,40
0,40
0,80
Factor de disponibilidad (f) para diferentes cultivos

IRRIGACION REAL NECESARIO (IRN),
Lámina neta
 Cantidad necesaria de agua (REAL), que se necesita aplicar por
riego.
 Cantidad de agua aplicada a un suelo en cada riego (mm).
 Se puede considerar 2 casos distintos:
- COMO RIEGO TOTAL: Cuando todo el agua es por riego
- COMO RIEGO SUPLEMENTAR: Con riego y precipitación pluvial
  fzDa
PMPCC
Ln ***
10


  PpfzDa
PMPCC
Ln 

 ***
10

IRRIGACION TOTAL NECESARIO (ITN),
Lámina bruta
Cantidad total de agua necesaria para irrigar.
Lb = Cantidad total de riego necesario en (mm)
ef = Eficiencia de aplicación de riego en decimal
ef
Ln
Lb 

COSTO $ 250 DOLARES
120.5 cm
25.4 cm

PROCESO DE LA ET
ET, es la combinación de 2 procesos separados
por los que el agua se pierde a través de la
superficie del suelo por evaporación y por otra
parte mediante transpiración del cultivo.
• Casi toda el agua absorbida del suelo se pierde
por transpiración y solamente una pequeña
fracción se convierte en parte de los tejidos
vegetales.
• La transpiración, al igual que la evaporación
directa, depende del aporte de energía, del
gradiente de presión del vapor y de la velocidad
del viento.

Evapotranspiración de cultivo (ETc)
Evapotranspiración de referencia (ETo)
Coeficiente de Cosecha (Kc)
ETc = ETo*Kc (mm/día)

Nn = ETc – Pe – Ac - Aa
Pe, es aporte de agua por la Precipitación Efectiva,
Ac, es aporte de agua capilar que se debe considerar en
el caso de que el nivel freático este próximo.
Aa, es aporte del agua almacenada que tampoco se
considera, porque pretendemos reponer inmediatamente
el agua extraída para no gastar energías en sustraer agua
almacenada mas allá de la lamina diaria.

Para dicho cálculo, a partir de las Nn, hay que
tener en cuenta 3 hechos:
- Pérdida de agua por percolación, (PP)
- Necesidades de lavado, (LR).
- Eficiencia.

Aforamiento de las fuentes hídricas

Este método consiste en colectar el líquido en un
recipiente de volumen conocido, midiendo
simultáneamente el tiempo hasta que se llene.
La precisión será mayor cuanto mayor fuera el
tiempo para su determinación.
Aplicable en los casos de pequeños caudales, tales
como fuentes, pequeño riachuelos, en casas
residenciales, microaspersores y goteros.
tiempo
volumen
Q 
1. Método Volumétrico

3. Hidrómetros - Caudalimetros
Son aparatos destinados a medir la cantidad de líquido
escurriendo en un período relativamente grande, muy
utilizado en riego por goteo.
Hidrómetros de volumen.

4. Método de la Velocidad – Área.

Este método se basa en el principio de la continuidad, son
métodos en las cuales se determina la velocidad media en una
o más secciones de un curso de agua y calculamos, en
seguida, el caudal con la siguiente ecuación:
Donde
Q = Caudal en m3/s;
A= Área de la sección en m2;
v = velocidad en m/s.
vAQ .
Básicamente, se tiene: Métodos de los flotadores, de los
molinetes (correntómetros).
4. Método de la Velocidad – Área.

a) Método de los Flotadores:
Son objetos flotantes (botellas parcialmente llenas,
bastones y otros), que estando parcialmente inmersos en
la masa líquida y adquieren la velocidad de la misma. Este
método presenta poca precisión, siendo recomendable
apenas a falta de otros recursos, debido a muchas errores
causados por el viento e irregularidades en el curso del
agua (ondas).

Aforador RBC
El Aforador RBC, fue desarrollado por Replogle, Bos y
Clemmens (1984), constituye una de las mejores
estructuras portátiles para la medición de caudales. Basa su
funcionamiento en la creación de condiciones para
provocar un régimen de flujo crítico.

Ejercicio 5.
Se tiene un área de total de 12 hectáreas, como se muestra en
la siguiente figura:
Área B: 5 ha.Área A: 7 ha.
Cultivo 1 :
Cultivo 3
Cultivo 2:

Área B: 5 ha.Área A: 7 ha.
Cultivo 1 :
Cultivo 3:
Fecha de siembra:
1 de mayo 2014
Período Vegetativo:
6 meses
Kc:
0,40/0,60/0,75/0,90/0,85/0,70
Cultivo 2: Rotación
Fecha de siembra:
1 de diciembre 2014
4 meses
Kc: 0,50/0,70/0,90/0,80
Fecha de
siembra:
1 de diciembre 2014
Anual
Kc: 1,00

Sector Cultivo Área
Mes
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
A
1
7,00
0,40 0,60 0,75 0,90 0,85 0,70
2 0,70 0,90 0,80 0,50
B 3 5,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Kc ponderado 12,00 0,83 0,94 0,88 1,00 0,65 0,77 0,85 0,94 0,91 0,83 1,00 0,71
BA
BA
ÁreaÁrea
KcÁreaKcÁrea
ponderadoKc


 32 **
:
825,0
57
00,1*570,0*7
: 


 ponderadoKc
Datos del Cultivo

- Fecha de siembra
- Duración del cultivo en días
- Kc inicial
- Kc reproducción
- Kc cosecha
Frejol
- F1 : 20 días ----- Kc = 0,4
- F2 : 25 días
- F3 : 30 días ----- Kc = 1,05
- F4 : 10 días
- Cosecha ----- Kc = 0,3
- 1 cm =
Un décimo del Kc
- 1mm=
Un centésimo del Kc
Ciclo del cultivo(días)
FI FII FIII FIV
1mm = 1 día 20 mm = 20 días
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1

PARAMETRO UNIDAD
ENE
1. Evotranspiración de referencia (ETo) (mm/dia) 4,53
2. Kc Palto 0,75
6. ET. Cultivo ( ETc ) (mm/dia)
7. Precipitación Efectiva (mm/dia)
8. Necesidades Netas( Nn ) (mm/dia)
9. Eficiencia de riego (Aplicación) (%)
10. N° dias del mes (dias)
11. Necesidades Totales (mm/dia)
(m3/ha/dia)
(m3/ha/mes)
9.-Area total ha.
10. Volumen demandado m3/mes

Cuando y cuanto irrigar?

Datos obtenidos en laboratorio de la C.C.
Taucabamba, Pillpinto, Paruro.
• Clase de suelo: Franco Arenoso
• Arena: 66%; Limo: 19%; Arcilla: 15%
• Densidad aparente (Da) : 1,47 gr/cm3
• Capacidad de campo (C.C.) : 14,7 %
• Punto de Marchites Permanente (PMP) : 8,0%
• Factor de secamiento (f) : 0,40 (Tabla N° 05 )
• Profundidad de la raíz de la papa (z) : 40 cm (Tabla N° 03)
• Kc - papa I: 0,80; II: 1,10; III: 1,20; IV: 0,70.
•(Tabla N° 04)
• Aspersor Naan Dan, con caudal de 0,56 L/s, radio de alcance 12m,
presión de trabajo 25 mca.
1) NaanDan 423: 1,5 – 4 Bar, 0,5 – 1,18 m3/hr. – r=11 – 15 m
2) VYR 60: 1,75 – 4,21 Bar, 1250 – 1950 L/hr, r: 14,5 - 16 m.

78
  fzDa
PMPCC
Ln ***
10


  zDa
PMPCC
Ln **
10


39,40 mm23,64 mm

79
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Pp
Nec. Netas
(mm)
Nec.
Totales
(mm)
C.C.
Descenso
tolerable
tiempo de
riego
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 xx horas
13
14
15
16
17
18
19
20
y luego
cambiar de
posición.
Evaporacion
(mm)
En función del
las
características
del aspersor,
irrigaré una
lámina de
XX,XX mm en
un tiempo de:
ETo ETc (mm)
Reposición de agua de riego
Kc
Consumo de agua
DDS V (m/s) HR % Kp
Area del terreno
Cultivo
Sector : Taucabamba Fecha siembra: Tecnico
ResponsableComunidad C. :
PLANILLAS DE CALCULO-MANEJO DE RIEGO - 2015
Provincia :
Pillpinto
Paruro
Taucabamba
Distrito :
Ln para llegar a CC:
Ln (fin):
Eficiencia:

02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a 02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i

Similar a 02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i (20)

Último

Último (20)

02 relacion agua suelo planta abril - 2015-i