FACULTAD DE INGENIERÍA AGRÍCOLA COEFICIENTE COEF ICIENTE DE DE DES DESAR ARROLL ROLLO O DE DE LOS CULTIVOS C ULTIVOS O COEFICIENTE COEF ICIENTE DEL SUELO SUEL O U AL ALMACENAMIENT MACENAMIENTO O Kc
CURSO
RELACIÓN ACIÓN AGUA, SUEL SUELO, O, PL PLANTA ANTA Y ATMÓSFE ATMÓSFERA RA : REL
DOCENTE
: DR. ING. ING. MANUEL MILLONES CHUMAN
ALUMNO
: MORA ROD R ODRÍGUEZ, RÍGUEZ, WI WILDER LDER EL ELID ID
CÓDIGO
: 081949-G
LAMBAYEQUE – MARZO 2013
COEFICIENTE DE DESA DESARROLL RROLLO O DE DE LOS L OS CULTIVOS CULTIVOS O COEFICIENT COEF ICIENTE E DEL SUELO U ALMACENAMIENT AL MACENAMIENTO O Kc
En los cálculos de riego llamamos coeficiente de cultivo, Kc, a la relación entre las necesidades diarias de riego riego de cultivo (ETc), y la evapotranspiración evapotranspiración de referencia (ETo):
Kc =
Por lo tanto, si queremos conocer las necesidades diarias de cultivo (ETc) utilizamos la siguiente formula:
ETc = ETo x Kc El coeficiente Kc se determina experimentalmente experimentalmente y no es es constante durante durante las fases de desarrollo del cultivo. En los cultivos anuales inicialmente es bajo y va aumentando con el desarrollo del cultivo, hasta alcanzar un máximo a partir del cual disminuye. En los cultivos leñosos el Kc inicial (en primavera) es bajo y debe adaptarse a las reservas de agua existentes en el suelo y a la actividad radicular del árbol. Luego va en aumento, a medida que se agotan las reservas de agua del suelo y el árbol aumenta su actividad. Para estos cultivos leñosos o permanentes, los coeficientes de cultivo suelen venir expresados por meses y usualmente en función del grado de cobertura del suelo (que indica el porcentaje de superficie de suelo que ocupa la masa arbórea). Los coeficientes Kc que se divulgan en diferentes publicaciones, obtenidos bajo condiciones locales, pueden servir de guía útil, pero deben verificarse en las condiciones específicas de cada región. Como se sabe, existen coeficientes publicados por la FAO (ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN) específicos para cada cultivo que se emplean como datos preliminares en ausencia de datos locales. Además vale recalcar que que los valores Kc locales se modificarán, dependiendo del microclima, el terreno y la variedad del cultivo local o de la zona. El coeficiente de cultivo (Kc) describe las variaciones de la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que se van desarrollando , desde la siembra hasta la recolección. recolección. En los cultivos anuales normalmente se diferencian 4 etapas o fases de cultivo:
FASE INICIAL: Desde la siembra hasta un 10% de la cobertura del suelo aproximadamente.
FASE DE DESARROLLO: Desde el 10% de cobertura y durante el crecimiento activo de la planta.
FASE MEDIA: Entre floración y fructificación, correspondiente en la mayoría de los casos al 70-80% de cobertura máxima de cada cultivo.
FASE DE MADURACIÓN: Desde madurez hasta recolección recolección..
NOTA: El coeficiente Kc comienza siendo pequeño y aumenta a medida que la planta cubre más el suelo. Los valores máximos de Kc se alcanzan en la floración, se mantienen durante la fase media y finalmente decrece durante la fase de maduración. Lo mejor es disponer de valores de Kc para cada cultivo obtenidos en la zona y para distintas fechas de siembras, pero en ausencia de esta información se pueden usar valores orientativos de Kc para varios cultivos herbáceos y hortícolas como los siguientes, en los que se observa que aún siendo diferentes para cada cultivo, presentan valores bastante próximos a ellos. En caso de que exista algún cultivo implantado entre las filas de los árboles, los coeficientes de cultivo aumentarían debido al consumo que tal cultivo implica. Ocurriría lo mismo si existieran malas hierbas.
USO CONSUNTIVO DEL AGUA: El uso consuntivo puede definirse como la cantidad de agua que consumen las plantas para germinar, crecer y producir económicamente, económicamente, y cuantitativamente es un concepto equivalente al de evapotranspiración. Los principales componentes del uso consuntivo del agua son la transpiración y la evaporación. Los factores fundamentales que influyen en el uso consuntivo del agua son:
- Clima, representado por la temperatura, humedad relativa, vientos, latitud, luminosidad, precipitación, etc. - Cultivo, representado por la especie vegetal, variedad, ciclo vegetativo, hábitos radiculares, etc. - Suelo, representado por la textura, profundidad del nivel freático, capacidad de retención de humedad, etc. - Agua de riego , en cuanto a su calidad, disponibilidad, prácticas de riego, nivel de la misma con respecto a la superficie, etc.
Bocher, citado por FAO (1974 ), manifiesta que la cantidad de agua usada para la producción de un cultivo se suele denominar uso consuntivo, comprende el agua transpirada por las hojas de las plantas y la evaporada del suelo húmedo. Parte de las necesidades del uso consuntivo puede satisfacerse con la lluvia caída durante la época vegetativa o las precipitaciones anteriores a la siembra que quedan retenidas en el suelo y pueden ser utilizadas posteriormente por la planta. El uso consuntivo suele expresarse como profundidad de agua por unidad de tiempo, por ejemplo, milímetros por temporada. Para calcular el volumen total de agua necesaria, se multiplica la necesidad de agua estacional por la superficie que se requiere regar, siendo la unidad de volumen más comúnmente empleada es la de metros cúbicos. El uso consuntivo de agua variará según el tipo de planta, la época en que se cultiva, y las condiciones climáticas existentes en las diversas etapas de desarrollo vegetal.
ASPECTOS TEÓRICOS SOBRE LA DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE USO CONSUNTIVO DEL AGUA (KC) Y SUS APLICACIONES: Al igual que la evapotranspiración, el coeficiente del uso consuntivo (Kc) puede ser estimado o determinado por diferentes métodos, tanto indirectos o teóricos, así como por directos o de campo. Existen métodos indirectos, y métodos directos, éstos últimos son los que miden directamente la evapotranspiración. Entre los principales métodos teóricos que se utilizan para la determinación del coeficiente de uso consuntivo tenemos: - Método de Blanney Criddle - Método de Radiación - Método de Penman - Método del evaporímetro o del tanque - Método de Thornthwaite - Método de Gras Christiansen
Estos métodos se refieren a las condiciones climáticas, agronómicas y edáficas propios de una zona dada. Las transferencias de metodologías de una zona u otra muy distinta de aquella en la que ha sido concebida sigue siendo problemática; a menudo se necesitarán experimentos in situ. Sin embargo a veces por falta de investigaciones locales al respecto nos vemos obligados a utilizar estos métodos que no han sido ajustados a nuestra realidad. Los coeficientes de Uso consuntivo (Kc), son datos muy valiosos que se usan para determinar la posible área de riego, de un proyecto, de una finca, etc. sobre la base de un volumen disponible de agua. Sus aplicaciones son múltiples, y se listan a continuación: 1) Permite elaborar calendarios de riego para los cultivos, fijar láminas e intervalos de riego en función de la eficiencia de riego. Esto permite apoyar la planificación de cultivos y riegos por cultivos. 2) En el caso de agua de riego con alto contenido de sales en solución, el uso consuntivo permite determinar las láminas de sobre riego, necesarias para prevenir problemas de salinización de los suelos. 3) Estimar los volúmenes adicionales de agua que serán necesarios aplicar a los cultivos en el caso que la lluvia no aporte la cantidad suficiente de agua. 4) Determinar en grandes áreas (cuencas) los posibles volúmenes de agua en exceso a drenar. 5) Determinar en forma general la eficiencia con la que se está aprovechando el agua y por lo mismo, planificar debidamente el mejoramiento y superación de todo el conjunto de elementos que intervienen en el desarrollo de un distrito de riego.
Figura 1 Ejemplo esquematizado de una curva de coeficiente de cultivo (Kc)
EJEMPLO APLICATIVO: Uso del coeficiente de uso consuntivo de agua (Kc) para la determinación de la frecuencia de riego, volumen de agua a utilizar durante el riego, y el tiempo de riego.
Datos: Capacidad de retención de humedad del suelo: 1,65 mm/cm Coeficiente del cultivo (Kc): 0,9 Profundidad de raíces: 70 cm Fecha de siembra: Setiembre 15 Período etapa de cultivo: 97 días ETp lisimétrico: 4,44 mm/día Porcentaje de agotamiento: 50% Área del terreno: 2 Ha Gasto hidráulico (Q): 50 lt/seg
a) Determinación de la frecuencia de riego El uso consuntivo durante el período del cultivo se obtiene multiplicando el Kc del cultivo (0,9) por el valor de ETp (4,44 mm/día); resultando un valor de pérdida de agua de: 3,99 mm/día. Si la capacidad de retención de humedad del suelo es de 1,65 mm/cm, y la profundidad de las raíces alcanza 70 cm, la retención total de humedad h umedad será 115,5 mm, pero como el porcentaje de agotamiento es de 50 %, entonces la lámina a reponer será: 57,75 mm. Conociendo el gasto diario 3,99 mm/día y la lámina total a reponer 57,75 mm, entonces la frecuencia promedio de riego será 57,75 mm/3,99 mm/día = 14,47 días; o sea se podrá regar el el cultivo aproximadamente cada 15 días. días. El uso Consuntivo varía con el estado de la planta a lo largo del período vegetativo del cultivo. La humedad en el suelo también varía con la profundidad de las raíces, igualmente si se presentan precipitaciones (lluvias), significativas durante el período, en base a estas consideraciones el intervalo o frecuencia de riego podrán ser más o menos frecuente.
b) Cálculo del volumen de agua a utilizar durante el riego Si conocemos: La lámina de agua a aplicarse: 57,75 mm, entonces el volumen de agua a utilizar durante el riego se podrá calcular en base a la siguiente relación:
Este volumen así obtenido para el período considerado (15 días), se ha calculado con la lámina a nivel de parcela, es decir, solamente con el uso consuntivo, por lo que si se quiere conocer el requerimiento total “real” del agu a de riego, será necesario considerar la eficiencia de conducción y distribución, el mismo que para el caso del ejemplo puede ser: Ef = 0.65% por lo que:
c) Cálculo del tiempo de riego En primer lugar es necesario obtener el volumen referido a tiempo (m /hora), el mismo que es igual ha:
RESULTADOS Y CONCLUSIONES: CONCLUSIONES:
La metodología utilizada para determinar los valores del coeficiente de uso consuntivo, es de fácil aplicación para realizar estudios similares al presente sin mayor dificultad en cualquier medio geográfico, y para cualquier cultivo utilizando principalmente los lisímetros de cilindro.
Los valores máximos del Kc coinciden con la máxima cobertura efectiva de los cultivos.
Luego del período de máxima cobertura, los valores de Kc empiezan a decrecer a medida que el cultivo va completando su período vegetativo.
Los valores de Kc obtenidos según las metodologías propuestas por la FAO (1977) y la ASCE (1973), comparados con el método lisimétrico; se obtienen coeficientes más confiables con el primero de los citados, indicando este hecho que en lugares donde no se tienen t ienen valores lisimétricos, se pueden determinar los coeficientes de uso consuntivo confiables utilizando este método.
Finalmente se indica que los cultivos que han sido estudiados por dos campañas, campañas, debe cumplirse una tercera campaña, número de campañas propuestas por por los autores como suficientes suficientes para contar con datos datos confiables en la medida en que durante el transcurso del experimento no haya ocurrido anormalidad alguna que pudiese alterar los resultados del mismo.
