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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 PERÚ Ministerio de Agricultura Autoridad Nacional del Agua  Administración Local del Agua Ica
[object Object]
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.
% Arcilla % Arena TRIANGULO TEXTURAL Suelos:  arenosos, franco arenosos, arcillosos, franco arcillosos o franco limosos, entre otros, para calificarlos se emplea el triángulo de texturas. Li = Limo Ar = Arena Ac = Arcilla Fr = Franco
Estructura Forma 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  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
 
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  (N 2  , O 2  , CO 2  , 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.
Cálculo de humedad del perfil de suelo ,[object Object],[object Object],CC = Humedad a la Capacidad de campo, 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. L =  Contenido de Limo, expresado en % de Suelo seco. Ar = Contenido de Arena, expresada en % de Suelo seco. C.C. = 0.48 Ac(%) + 0.162 L(%) + 0.023 Ar(%) + 2.62 P.M. = 0.302 Ac(%) + 0.102 L(%) + 0.0147 Ar(%)
Disponibilidad de agua en el suelo
 
RETENCION DE AGUA EN LOS POROS DEL SUELO ,[object Object],[object Object],Suelos arenosos 6% Suelos ligeros 10-15% Suelos medios 20-25% Suelos pesados 35-40% Suelos arenosos 2 % Suelos ligeros 6 % Suelos medios 9 % Suelos pesados 18 %
Suelos arenosos 4 % Suelos ligeros 5 al 9 % Suelos medios 10 al 15 % Suelos pesados 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 APARENTE TEXTURA DENSIDAD APARENTE  (g/ml) ARENOSA 1.5-1.8 FRANCO ARENOSA 1.4-1.6 FRANCA 1.3-1.5 FRANCO ARCILLOSA    1.3-1.4 ARCILLOSA 1.2-1.3
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Densidad Aparente SIRVE PARA
Ms  = peso de los sólidos Dp  = 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
   = 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 TEXTURA   POROSIDAD    (%)  ARENOSA   32-42 FRANCO ARENOSA   40-47 FRANCA   43-49 FRANCO ARCILLOSA    47-51 ARCILLOSA   51-55
IMPORTANCIA EN LOS PROCESOS DE RESPIRACIÓN 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
[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],GOTERO VERTICAL HORIZONTAL RADIAL ,[object Object],VERTICAL VERTICAL Tipos de infiltración ,[object Object],HORIZONTAL
   =  parámetro que indica la forma en que la velocidad de infiltración se reduce con el tiempo (0 <    < 1 ). q 1  =    t   q 1   =  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  E INFILTRACIÓN ACUMULADA TIEMPO VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN INFILTRACIÓN ACUMULADA Infiltración acumulada (i)
Tiempo de oportunidad es el tiempo que debe permanecer el agua sobre la superficie del suelo para que ocurra infiltración. Tiempo de oportunidad t = 60   1) I 1 / (  +1) 
 
 
 
 
 
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 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). % a . (CC – PM) . Da . Pr Lr = 100
 
CALCULO DE LAS LAMINAS DE RIEGO NETA Y BRUTA Ln = Lr – Pe - Ge Lámina 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 CULTIVOS PARA EL VALLE DE ICA. Algodón plta. Maiz híbrido Maiz choclo Pallar Papa Frijol Camote Yuca Tomate Hortalizas Cebolla Tabaco Alfalfa Espárrago Vid Mango Pecano Cítricos Zapallo Sandía Melón 110 90 60 80 100 50 60 80 80 80 60 90 180 240 105 80 110 90 90 70 90 11,000 9,000 6,000 8,000 10,000 5,000 6,000 8,000 8,000 8,000 6,000 9,000 18,000 24,000 10,500 8,000 11,000 9,000 9,000 7,000 9,000 20 20 20 30 20 20 20 20 - - 20 - - - - - - - 30 20 20 2,000 2,000 2,000 3,000 2,000 2,000 2,000 2,000 - - 2,000 - - - - - - - 3,000 2,000 2,000 15 15 15 10 20 15 10 10 20 20 10 20 15 20 20 15 15 10 15 15 15 1,500 1,500 1,500 1,000 2,000 1,500 1,000 1,000 2,000 2,000 1,000 2,000 1,500 2,000 2,000 1,500 1,500 1,000 1,500 1,500 1,500 6 5 3 5 5 2 4 6 4 4 4 4 12 12 6 6 9 8 5 4 5 LAMINA NETA   CULTIVO   NUMERO DE RIEGOS PROMEDIO TOTAL MACHACO POR RIEGO cm. M3. cm. M3 cm. M3.
EQUIVALENCIA DE LAMINAS DE RIEGO (en cm.) A METROS CUBICOS POR HECTAREA.   1 Metro Cúbico es igual a 1,000 litros. 1 Cm. de lámina es igual a 100 m3/há. LAMINA DE RIEGO ( cm.) VOLUMEN ( m3/Há.) 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 100 200 300 400 500 1000 1500 2000 2500 3000
[object Object]
CALCULO DE LA FRECUENCIA DE RIEGO Fr = Intervalo o Frecuencia permitida entre riegos (días) Lr = Lámina de riego (mm) Etc = Uso Consuntivo diario (mm/día). ETc = Eto . Kc Lr Fr = ETc
[object Object]
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…

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Principios del riego

  • 1. 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 PERÚ Ministerio de Agricultura Autoridad Nacional del Agua Administración Local del Agua Ica
  • 2.
  • 3. 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 &quot;USO CONSUNTIVO&quot; 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 &quot;USO CONSUNTIVO&quot; se le conoce también como la &quot;LAMINA DE RIEGO TOTAL DEL CULTIVO&quot; , 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 &quot;LAMINA POR RIEGO&quot; .
  • 4.  
  • 5.  
  • 6.  
  • 7.  
  • 8.  
  • 9.  
  • 10. Pero antes de seguir, no podemos dejar de hablar del Suelo y algunas Constantes Hídricas…
  • 11. 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.
  • 12. 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
  • 13. 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.
  • 14. % Arcilla % Arena TRIANGULO TEXTURAL Suelos: arenosos, franco arenosos, arcillosos, franco arcillosos o franco limosos, entre otros, para calificarlos se emplea el triángulo de texturas. Li = Limo Ar = Arena Ac = Arcilla Fr = Franco
  • 15.
  • 16.  
  • 17. 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 (N 2 , O 2 , CO 2 , vapor).
  • 18. Fases del suelo 45% + 5% 25% 25%
  • 19. 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.
  • 20. 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.
  • 21.
  • 22. Disponibilidad de agua en el suelo
  • 23.  
  • 24.
  • 25. Suelos arenosos 4 % Suelos ligeros 5 al 9 % Suelos medios 10 al 15 % Suelos pesados 17 al 22 %
  • 26.   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
  • 27. VALORES TÍPICOS DE DENSIDAD APARENTE TEXTURA DENSIDAD APARENTE (g/ml) ARENOSA 1.5-1.8 FRANCO ARENOSA 1.4-1.6 FRANCA 1.3-1.5 FRANCO ARCILLOSA 1.3-1.4 ARCILLOSA 1.2-1.3
  • 28.
  • 29. Ms = peso de los sólidos Dp = 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
  • 30. = 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
  • 31. ALGUNOS VALORES TÍPICOS DE POROSIDAD TEXTURA POROSIDAD (%) ARENOSA 32-42 FRANCO ARENOSA 40-47 FRANCA 43-49 FRANCO ARCILLOSA 47-51 ARCILLOSA 51-55
  • 32. IMPORTANCIA EN LOS PROCESOS DE RESPIRACIÓN 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
  • 33.
  • 34.
  • 35. = parámetro que indica la forma en que la velocidad de infiltración se reduce con el tiempo (0 <  < 1 ). q 1 =  t  q 1 = 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)
  • 36. CURVAS DE VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN E INFILTRACIÓN ACUMULADA TIEMPO VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN INFILTRACIÓN ACUMULADA Infiltración acumulada (i)
  • 37. Tiempo de oportunidad es el tiempo que debe permanecer el agua sobre la superficie del suelo para que ocurra infiltración. Tiempo de oportunidad t = 60  1) I 1 / (  +1) 
  • 38.  
  • 39.  
  • 40.  
  • 41.  
  • 42.  
  • 43. 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).
  • 44.  
  • 45. CALCULO DE LA LAMINA DE RIEGO 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). % a . (CC – PM) . Da . Pr Lr = 100
  • 46.  
  • 47. CALCULO DE LAS LAMINAS DE RIEGO NETA Y BRUTA Ln = Lr – Pe - Ge Lámina 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:
  • 48.  
  • 49.  
  • 50. LAMINA DE RIEGO NETA PROMEDIO DE ALGUNOS CULTIVOS PARA EL VALLE DE ICA. Algodón plta. Maiz híbrido Maiz choclo Pallar Papa Frijol Camote Yuca Tomate Hortalizas Cebolla Tabaco Alfalfa Espárrago Vid Mango Pecano Cítricos Zapallo Sandía Melón 110 90 60 80 100 50 60 80 80 80 60 90 180 240 105 80 110 90 90 70 90 11,000 9,000 6,000 8,000 10,000 5,000 6,000 8,000 8,000 8,000 6,000 9,000 18,000 24,000 10,500 8,000 11,000 9,000 9,000 7,000 9,000 20 20 20 30 20 20 20 20 - - 20 - - - - - - - 30 20 20 2,000 2,000 2,000 3,000 2,000 2,000 2,000 2,000 - - 2,000 - - - - - - - 3,000 2,000 2,000 15 15 15 10 20 15 10 10 20 20 10 20 15 20 20 15 15 10 15 15 15 1,500 1,500 1,500 1,000 2,000 1,500 1,000 1,000 2,000 2,000 1,000 2,000 1,500 2,000 2,000 1,500 1,500 1,000 1,500 1,500 1,500 6 5 3 5 5 2 4 6 4 4 4 4 12 12 6 6 9 8 5 4 5 LAMINA NETA   CULTIVO   NUMERO DE RIEGOS PROMEDIO TOTAL MACHACO POR RIEGO cm. M3. cm. M3 cm. M3.
  • 51. EQUIVALENCIA DE LAMINAS DE RIEGO (en cm.) A METROS CUBICOS POR HECTAREA.   1 Metro Cúbico es igual a 1,000 litros. 1 Cm. de lámina es igual a 100 m3/há. LAMINA DE RIEGO ( cm.) VOLUMEN ( m3/Há.) 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 100 200 300 400 500 1000 1500 2000 2500 3000
  • 52.
  • 53. CALCULO DE LA FRECUENCIA DE RIEGO Fr = Intervalo o Frecuencia permitida entre riegos (días) Lr = Lámina de riego (mm) Etc = Uso Consuntivo diario (mm/día). ETc = Eto . Kc Lr Fr = ETc
  • 54.
  • 55. 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