GOBIERNO DE CHILE MINSTERIO DE AGRICULTURA INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS CENTRO REGIONAL DE INVESTIGACIÓN

INIA - RAYENTUÉ

Uso eficiente del agua de riego Buenas prácticas agrícolas para mejorar la eficiencia del riego

Alejandro Antúnez B. Ingeniero Agrónomo Ph.D.

Métodos de programación de riegos Responde a dos preguntas básicas: • Cuándo se debe regar: Período de riego • Con qué cantidad de agua : Volumen de riego – Regar cómo y cuándo se debe

Métodos de programación de riegos – Estado hídrico del suelo – Estado hídrico de la planta – Balance hídrico Suelo-Planta-Atmósfera

Métodos basados en el estado hídrico del suelo – Secado a 105º C – Tacto – Tensiómetro – Bloques de yeso – TDR, FDR – Aspersor neutrones

Tacto usando barreno Inspección visual y de tacto de muestras de suelo obtenidas de la zona de las raíces.

Muestras de suelo a diferentes profundidades y donde se encuentre la mayor concentración de raíces.

Resistencia eléctrica

Watermark (Irrometer Co)

• Bloques de yeso requieren calibración individual • Poco sensible en suelos cercanos a saturación • Sufren histéresis

Permitividad Relativa o Constante Dieléctrica: Aire :1 Suelos y Rocas : 4.5 – 10 Agua : 78.5

Propiedades dieléctricas • Sensores de capacitancia o FDR Par de electrodos (paralelos o anillos metálicos circulares) que forman un capacitor con el suelo. El capacitor trabaja con el oscilador para formar un “circuito sintonizado”.

Cambios en el contenido de agua del suelo se detectan por medio de cambios en la frecuencia de operación

TDR, Time Domain Reflectometry Mide la velocidad de propagación de un pulso de voltaje. La velocidad es función de la variación de e basada en el contenido de humedad del suelo. Ofrece más detalle de la información que FDR

Neutrones

Desventajas: •Fuente radioactiva •Necesidad de calibración para cada suelo •No se puede usar cerca de la superficie del suelo

> Más húmedo, menor el radio de medición • •

Nube de neutrones que se desaceleran con agua. Átomos más pequeños son más eficientes retardando neutrones > H

TENSIÓMETROS Mide la energía o tensión a la que el agua está retenida por las partículas del suelo

Vacuómetro: Miide SUCCIÓN al generarse vacío (o tensión), en una escala de 0 a 80 centibares. Fotografías:

Vástago o tubo: se llena totalmente de agua y se cierra de forma hermética

Cápsula cerámica porosa: Debe estar en íntimo contacto con el suelo.

Instrumento que indica el esfuerzo que han de realizar las raíces del cultivo para extraer del suelo la humedad que necesita, actuando como una raíz artificial.

Importante conocer la profundidad a la que se encuentran las raíces del cultivo

Extracción de agua en el suelo en duraznero Girona et al (2002)

Métodos basados en el estado hídrico de la planta – Potencial hídrico de la planta: • Tensión xilema, tensión hoja – Dendrometría • variación máxima del diámetro de tronco – Temperatura de la canopia – Reflectancia de la hoja, canopia

Estado hídrico de la planta • Cuantificación de del status en relación a sus requerimientos • Integra efectos de humedad disponible en el suelo, la demanda evaporativa, y el flujo hidráulico en el sistema suelo-plantaatmósfera (Chalmers et al, 1983; Spomer, 1985)

Cámara de Presión tipo Scholander Determina el potencial de la planta, determinando el estado hídrico del cultivo.

Valor mínimo antes de la salida del sol y máximo a mediodía.

Vides viníferas (PMS, 2006) Rango Menos de -10 Bares -10 a -12 Bares -12 a -14Bares -14 a -16 Bares Sobre -16 Bares

Nivel de Estrés Sin estrés Estrés Suave Estrés Moderado Estrés Elevado Estrés Severo

Estaciones lisimétricas

Eficiencia de aplicación para diferentes métodos de riego METODOS DE RIEGO

RANGO DE EFICIENCIA DE APLICACIÓN (%)

SUPERFICIAL Riego Tradicional o Tendido

10 – 30

Riego en Curvas de Nivel

30 – 60

Riego por Bordes

40 – 80

Riego por Surcos

40 – 85

PRESURIZADO Riego por Aspersión

50 – 90

Riego por Microjet

60 – 95

Riego por Goteo

65 – 95

Eficiencia de Riego depende de: -Manejo del agua durante el riego -Características hídricas del suelo •Velocidad de infiltración •Retención de agua del suelo •Profundidad del perfil de suelo •Densidad aparente entre las distintas estratas del suelo

Eficiencia de utilización

E u = E a × E al × E d

Eu Ea Eal Ed

: Eficiencia de utilización o agronómica : Eficiencia de aplicación : Eficiencia de almacenamiento : Eficiencia de uniformidad

Eficiencia de aplicación

⎛ ha − hp ⎞ Ea = ⎜ ⎟ ⎝ ha ⎠

Ea : Eficiencia de aplicación ha : agua aplicada durante el riego (L) hp : agua no retenida en la zona radical (L)

Eficiencia de almacenamiento

hal E al = hcc

Eal : Eficiencia de almacenamiento hal : lámina de agua almacenada en el perfil al finalizar el evento de riego hcc : lámina de agua requerida para que todo el perfil de suelo permanezca a capacidad de campo, hasta la profundidad de raíces

Eficiencia de uniformidad

n

Ed = 1− ∑ i =1

x 1 − x´ n × x´

Eu : Eficiencia de uniformidad |xi –x´| : desviación de observaciones individuales con respecto al promedio de profundidades de mojado N : número de observaciones

Riego superficial • Óptimo en suelos son uniformes: el suelo es determinante en la infiltración del agua • Longitudes de regueros limitadas a 100 metros en suelos de textura gruesa, pero pueden alcanzar los 400 metros en suelos arcillosos • El riego por surcos es posible en todo tipo de suelo, pero los suelos con capacidad de infiltración demasiado rápida o lenta requieren mano de obra excesiva o ajustes del costo del capital que rara vez son económicos

• Las pendientes uniformes y ligeras se adaptan mejor al riego por infiltración • La topografía ondulada y los suelos con poca profundidad requieren nivelación, cuidar que los cortes profundos pueden exponer las áreas del suelo no productivo, requiriendo una fertilización especial • Pueden requerir medidas para controlar la erosión si se utilizan caudales altos

Riego por inundación • Sistema tradicional, más antiguo y más utilizado en la agricultura • Se adapta para siembras extensas y no propensas a enfermedades que se desarrollan por exceso de humedad • Requiere que los predios estén preparados con un desnivel que oscile entre 3% y 6% para que el agua escurrra lentamente y llegue a la parte más baja del potrero donde se recogerá por canales (drenajes o desagües) para eliminarla o volverla a usar.

Riego por inundación, Bordes

Riego por bordes

RIEGO POR SURCOS •Los surcos son pequeños canales con pendientes que se forman en el suelo. •La infiltración ocurre lateral y verticalmente a través de perímetro mojado del surco •Las longitudes óptimas de los surcos se controlan principalmente mediante la capacidad de infiltración y el tamaño del campo • Las capacidades de infiltración en los surcos pueden muy variables, inclusive cuando el suelo esta uniforme debido a las practicas de cultivo

• La capacidad de infiltración de un surco nuevo (o recién cultivado) será mayor que la de un surco que se ha regado antes • Los surcos por hileras con paso para ruedas, pueden tener infiltraciones mucho más reducidas debido la compactación •Los regadores pueden lograr mayor uniformidad en la aplicación del agua a los cultivos de regadío mediante la regulación del caudal que se vierte en el surco (acequia con tubos nivelados, sifones, compuertas)

Ventajas del riego por surcos • No necesita grandes inversiones en equipos • Moderada eficiencia de aplicación de agua. Si el diseño y el manejo del riego son adecuados, puede obtenerse una buena eficiencia de aplicación • Al permanecer seca el área entre los surcos, el riego no interrumpe las demás labores • Gran flexibilidad en cuanto al caudal de riego: usando caudales reducidos se disminuye el peligro de erosión del suelo.

• Con surcos en contorno se reduce el peligro de erosión del suelo • Se pueden usar mangas, tuberías o sifones para regular los caudales aplicados a los surcos • El lavado de sales es fácil y barato, de ser necesario • Es adecuado para cultivos que requieren de aporque

Desventajas del riego por surcos • Pérdidas excesivas de agua, especialmente en suelos arenosos • Pérdidas importantes de agua por escurrimiento superficial • Es difícil aplicar dosis pequeñas de riego • Las sales pueden concentrarse en la parte superior de los bordes

• Peligro de erosión en terrenos de fuerte pendiente • Eficiencia de riego es baja, cuando el sistema no está bien diseñado y operado • Exige mayor cantidad de mano de obra que otros métodos de gravedad • Se pueden presentar dificultades para lograr un riego uniforme

SURCOS EN CONTORNO •

Pequeños canales con una pendiente continua, casi uniforme por los cuales se distribuye el agua en terrenos con alta pendiente.

•

Los surcos en contorno siguen las curvas de nivel del terreno.

• Este sistema puede utilizarse en casi todos los suelos con desnivel, excepto aquellos arenosos; también en los cultivos que se siembran en hileras. •

La pendiente recomendada debe ser entre 1% y 2% en el surco

Infiltración a partir de surcos en suelos arenosos y arcillosos

Diagrama esquemático de fases de riego; ta= tiempo completo de avance, tc= tiempo de corte, tr= tiempo de comienzo de recesión, ti= tiempo complementación del riego.

AVANCE Y RECESION DEL AGUA ¾ El avance es el proceso por el cual el agua de riego se traslada horizontalmente sobre cada punto de la melga o del surco, una vez que se inicia la entrada de agua. ¾ La recesión o retirada, es el proceso por el cual el agua de riego desaparece horizontalmente de cada punto de la melga o del surco, una vez que se corta la entrada de agua. ¾ El tiempo de retirada del agua en los surcos es relativamente pequeño. El tiempo de retirada puede ignorarse para pendientes mayores a 0,05%, mientras que para pendientes menores a 0,05%, es significativo. ¾ El movimiento horizontal del agua en el suelo depende de los mismos factores que para el movimiento vertical y, además, del caudal empleado.

Etapas en la operación del riego por surcos Se vierte el agua en la cabecera del surco y avanza a través de la longitud del surco y se infiltra.

El agua llega al final del surco y continúa el riego para humedecer la profundidad de la zona de raíces. ™Una parte del agua escurre. ™En la cabecera del surco se llega a humedecer a la profundidad deseada, pero al final del mismo todavía no, por lo tanto, continúa el riego.

Cuando la lámina es suficiente al final del surco. Se detiene el riego. ™Una parte del agua de riego se percola fuera de la zona radicular y otra parte, escurre al final del surco.

La Eficiencia del método es función del caudal y tiempo de riego

caudales muy bajos Tiempo de riego El tiempo de riego es la suma del tiempo de avance caudales muy altos (tiempo necesario para que el agua alcance el final del surco) y el de infiltración (tiempo necesario para aportar la dosis deseada al un solo caudal bien definido final del surco).

Dos caudales diferentes

ELEMENTOS BÁSICOS DE DISEÑO

a) Orientación de los surcos: Que varía según la pendiente del terreno; si ésta es muy grande y el agua corre muy rápido, existe peligro de erosión del suelo, por lo que deben realizarse los trabajos necesarios de nivelación del terreno. b) Forma de los surcos: La forma y ancho de los surcos depende del implemento que se utilice y varía de acuerdo con el tipo de suelo y el cultivo. Existen surcos de sección triangular o tipo “V”, cuyas dimensiones varían de 15 a 20 cm de profundidad y 25 a 30 cm de ancho superior. También, se tienen surcos de sección parabólica, cuyas dimensiones usuales son: profundidad, 30 a 35 cm; fondo, 15 a 30 cm

Sección triangular (Tipo “V”) y sección parabólica

Forma de los surcos y su relación con las sales; forma de surcos que reduce daños por sales

c) Separación entre surcos : generalmente está determinada por el cultivo y por las prácticas culturales, especialmente si se usa maquinaria. • El espaciamiento, en general, debe ser menor en suelos de textura gruesa que en los de textura pesada, en función a las condiciones del movimiento lateral del agua en el surco y la profundidad humedecida. • En suelos arcillosos el agua se infiltra más lentamente y su movimiento hacia los lados es mayor que en terrenos arenosos. En suelos arcillosos, la infiltración en el fondo del surco es menor que en suelos arenosos.

Separación entre surcos y el humedecimiento del suelo

d) Longitud de los surcos: Depende del tamaño y la forma de la parcela, del tipo de suelo y del cultivo. A medida que los surcos son más largos, en la cabecera aumenta la cantidad de agua que se pierde por percolación profunda. •

En los suelos arenosos, la velocidad de infiltración es mayor que en los arcillosos. Para disminuir las pérdidas de agua, se debe acortar los surcos.

LONGITUD MÁXIMA DE SURCOS (m) Textura

Arenosa

Profundidad suelo (cm)

50

Franca 100

50

Arcillosa 100

50

100

Pendiente (%)

0.25

150

220

250

350

320

460

0.5

105

145

170

245

225

310

0.75

80

115

140

190

175

250

1.00

70

100

115

165

150

230

1.50

60

80

95

130

120

175

2.00

50

70

80

110

105

145

Fuente: Cartilla Divulgativa; Proyecto PROMM; Convenio INIA – ODEPA; Métodos de Riego.

Pendiente máxima según tipo de suelo

Suelo

Pendiente máxima (%)

Arena

0,25

Franco arenoso

0,4

Franco limoso

0,5

Arcilloso

2,0 – 2,5

g) Caudal de agua en los surcos:

Qmáx. = 0,63/s

Donde: Qmáx = caudal máximo (l/s) s = Pendiente del terreno (%) Por ejemplo, para una pendiente de 1,5%, el caudal máximo erosivo a utilizar será de 0.42 L/s.

Tabla: Caudales máximos no erosivos y reducidos para diferentes pendientes

CAUDALES (l/s/m) Pendiente (%)

Máximos

Reducidos

0.2

3.2

1.6

0.4

1.6

0.8

0.6

1.1

0.5

0.8

0.8

0.4

1.0

0.6

0.3

1.2

0.5

0.3

1.4

0.5

0.2

1.6

0.4

0.2

1.8

0.4

0.2

2.0

0.3

0.2

Nota: Los valores de gasto máximo pueden ser modificados de acuerdo a la experiencia que se obtenga en cada caso particular.

MANGAS PLÁSTICAS DE RIEGO Los orificios de salida se deben hacer antes de instalar la manga en el campo; normalmente se usan orificios de 2” de diámetro y tapones de 6 mm.

Importante : no soportan mas de 70 cm de desnivel o presión

SISTEMA DE ADUCCIÓN CALIFORNIANO FIJO •El sistema de aducción californiano fijo consiste en una red de tuberías enterradas, que trabajan a baja presión (máximo 1 metro de diferencia de nivel), permite reducir y distribuir el agua de riego en forma eficiente. •Se adapta especialmente a cultivos permanentes que sean regados por surcos como la vid o frambuesas. •Para diseñar el sistema se necesita un levantamiento topográfico de la cabecera del sector a regar, conocer el caudal disponible y posible de aplicar en cada riego. •Se eliminan los canales y acequias para la conducción y distribución del agua, lo que permite usar mayor superficie de suelo •Ahorro en limpieza de canales y trazado de acequias. •Los animales y la maquinaria agrícola pasan sin problemas por el campo. •Menores pérdidas de agua en los canales y acequias.

ESQUEMA GENERAL SISTEMA FIJO Y MÓVIL

Sistemas de riego tipo californiano

Gracias