SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA SUBSECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR SISTEMA NACIONAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA
INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL VALLE DE MORELIA Proyecto Final: Soluciones Nutritivas
SEPTIMO SEMESTRE
INGENIERIA EN INNOVACION AGRICOLA SUSTENTABLE
MATERIA: Sistemas de Riego Presurizado NOMBRE DEL ALUMNO: Mejía Canizal José Antonio NOMBRE DEL PROFESOR: Mc. Yépez Torres José Eduardo
MORELIA, MICHOACÁN. NOVIEMBRE 2013
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Introducción El presente trabajo se llevará a cabo en el municipio de Álvaro Obregón, Michoacán, en el predio llamado la escolar, perteneciente al municipio. Tiene una superficie de 10, 000 , con dimensiones de 100 * 100, en el cual se producirá el cultivo de fresa (Fragaria vesca spp.), variedad California, bajo riego por goteo. En el cual se elabora un calendario de riego junto a sus previos cálculos de fertilización. Datos del sitio de interés Clima La temperatura promedio del municipio para el año 2012 es de 26.6 °C máxima y 9.7 °C mínimo para todo el año; siendo Marzo (28.2 °C), Abril (29.8 °C) y Mayo (30.5 °C) las tres temperaturas más altas, y Enero (4.5 °C) y Noviembre (7.1 °C) las más bajas; con una precipitación promedio anual de 1.86 mm; siendo Junio (4.2mm), Julio (5.6mm) y Agosto (6.3mm)(CONAGUA, 2013). Suelo Los suelos del municipio datan de los períodos cenozoicos, cuaternarios y pliocenos; corresponden principalmente a los del tipo podzólico y de pradera. Su uso es primordialmente agrícola y ganadero. Los suelos de esta región generalmente presentan buenas condiciones físico-químicas, que permiten realizar agricultura de alta productividad como es maíz, sorgo y trigo. Como todos los suelos, éstos tienen su origen en rocas originadas por volcanes en alguna época geológica, destacando tipos de suelo como los vertisoles que tiene características de ser negros, profundos y fértiles (FIRA, 2013). Textura de Suelo Textura Arena Limo Arcilla Densidad aparente
% 9.48 18.56 71.96 1.14 g/cm³
Fisiología La planta de la fresa es una hierba perenne, es decir, vive más de un año. Sus raíces son fasciculadas; se componen de raíces y raicillas. En condiciones óptimas, la planta pueden alcanzar entre dos y tres metros de longitud, aunque lo normal es que no sobrepasen los cuarenta centímetros; aun en estos casos, la mayor parte de la planta se encuentra en los primeros 25 centímetros. Las flores son blancas y se organizan en cimas. Tienen cáliz de cinco piezas hendidas, cinco pétalos redondeados y numerosos estambres y pistilos. El fruto es el resultado de la agregación de muchos carpelos secos diminutos sobre un receptáculo pulposo de color rojo escarlata. La fresa es la única fruta que tiene las semillas en la piel.
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Requerimiento climático El crecimiento de la planta de la fresa depende de las condiciones de luz y la temperatura ambiental. La alta temperatura y los días largos, con más de 12 horas de luz, hacen que crezca excesivamente. La baja temperatura y los días cortos inducen la floración. La óptima es de 14ºC, aunque se adapta bien entre los 10 y los 20ºC. La zona más apta para la producción de esta fruta se ubica entre los mil trescientos y dos mil metros sobre el nivel del mar. Preparación del Terreno y Siembra Las camas deben ser construidas en forma de trapecio con una base menor de .80 m (80 cm) de ancho y una base mayor de 1 m (68.6 cm) de ancho. Esto para evitar que las camas se desmoronen. La altura delas camas normalmente es .30 m (30 cm), lo que permitirá un buen desarrollo radicular y más facilidad para la cosecha manual. La distancia entre camas debe ser de 1.2 m (120 cm), lo que permite un mejor tránsito en el área y facilita realizar adecuadamente las labores de manejo agronómico del cultivo. La siembra de plántulas de fresa deben estar situadas a una distancia de .40m (40 cm) entre hilera y una distancia entre plantas de .30 m (30 cm), como se muestra en la siguiente figura:
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Cálculos para determinar número de camas y total número de plantas por Ha. El área de siembra es un total de una hectárea por lo que los cálculos para determinar ¿cuántas camas caben dentro de la superficie? Se demuestra de la siguiente manera: Área= 1Ha. Dimensiones= 100*100= 10,000.00 m² = 1Ha.
Por lo que una cama, más su espacio entre camas, tiene un área de 220 m ² entre la superficie 10, 000 m ² es igual al número de camas. El siguiente calculo, en 2 pasos, demuestra lo dicho anterior: 1. Área de cama= 1m (cama)+ 1.2m (espacio entre camas)*100m (largo de la parcela) = 220 m² 2. 10,000 m² / 220 m² = 45. 45 camas 3. , o lo mismo que 100 m/ 2.2 m= 45.45 camas
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Sabemos que la distancia entre plantas es de 30 cm (. 30 m). Entonces, si calculamos el número de plantas que caben dentro de un metro cuadrado, se calcula la cantidad que hay dentro de 45 camas . El total de número de plantas se determina de la siguiente manera: La distancia entre planta y planta es de .3 m (30 cm) entonces cuantas plantas caben dentro de los 100 metros de largo. 100 m (largo del surco) / .3 m (separación entre plantas) * 2 (hileras) = 666.66 plantas por cama. * 45 camas = 30, 000 plantas/ Ha.
Saturación del Suelo La saturación del suelo es la capacidad máxima de agua que puede retener un suelo, que después de 24-36 horas de drenaje se convierte en capacidad de campo. La capacidad de campo es la humedad que se retenida a una tensión de 1/3 atm aproximadamente y es la medida mayor cantidad que un suelo retendrá o retendrá bajo condiciones de completa humedad, después de haber drenado libremente. Aunque depende del tipo de suelo, después de la saturación, el drenado libre dura aproximadamente entre 1 a 3 días (Cisneros, 2003). La saturación la calculamos de la siguiente manera: Área= .80 m (base menor) * 100 m (largo) = 80 m ² Volumen= 80 m ² * .30 m (30 cm de alto) = 24 m ³ Con la siguiente fórmula se calcula el % del espacio poso:
%= 100 (1 -
)
= 57% espacio poroso
Vol. Aplicar = 24 m ³ * .57 = 13.68 m ³ * 45 camas = 615.6 m ³ = 615,600 L
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El tiempo de riego, usando cintilla con un gasto de 6L hr-1 con goteros cada .30 m, se calcula de la siguiente manera: Primero se calcula es gasto total de los goteros, hay un total de 15, 000 goteros por el gasto para obtener el gasto total por hora.
Se requiere regar un tiempo total de 6 horas 20 minutos para saturar el suelo.
Calculo de la evapotranspiración Datos: Kc: Kc
Inicio
Medio 0.4
Final 0.85
0.75
Evaporación de referencia: mm/mes mm/día Kc
Octubre Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo 135.1 94.42 87.93 92.98 88.22 147.27 202.58 160.76 4.35 3.14 2.83 2.99 3.15 4.75 6.75 5.18 0.4 0.4 0.85 0.85 0.85 0.85 0.75 0.75
Total de 243 días de ciclo Sabemos que el ciclo completo de la fresa se lleva a cabo en 243 días, con ciclo desde Octubre a Mayo, usando el Kc para cada mes se determina la evaporatranspiración para cada 3 días de riego, con un total de riegos de 81: Mes Riegos Evapotranspiración (mm/ planta) Octubre 10 5.22 Noviembre 10 3.768 Diciembre 10 7.2165 Enero 10 7.6245 Febrero 10 8.0325 Marzo 10 12.1125 Abril 10 15.1875 Mayo 11 11.655
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Ya que se riega cada 3 días los cálculos para los meses se realizan de la siguiente manera:
1. Octubre Lamina aplicar: 5.22 mm o .00522 m Área: 80 m² por cama, total de camas 45. Vol.: 80 m ² * .00522 m = .4176 m ³ o 417.6 litros/ cama 417.6 litros * 45 = 18, 792 litros total de 3 días
Durante el mes de Octubre se debe regar 13 minutos cada 3 días.
2. Noviembre Lamina aplicar: 3.768 mm o .003768 m Vol.: 3, 600 m ² * .003768 m = 13.5648 m ³ o 13, 564.8 litros total de camas
Durante el mes de Noviembre se debe regar 9 minutos cada 3 días.
3. Diciembre Lamina aplicar: 7.2165 mm o .0072165 m Vol.: 3, 600 m ² * .0072165 m = 25.9794 m ³ o 25, 979.4 litros total.
Durante el mes de Diciembre se debe regar 17 minutos cada 3 días.
4. Enero Lamina aplicar: 7.6245 mm o .0076245 m Vol.: 3, 600 m ² * .0072165 m = 27.4482 m ³ o 27, 448.2 litros total.
Durante el mes de enero se debe de regar 18.2988 minutos cada 3 días.
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5. Febrero Lamina aplicar: 8.0325 mm o .0080325 m Vol.: 3, 600 m ² * .0080325 m = 28.917 m ³ o 28, 917 litros total.
Durante el mes de Febrero se debe de regar 19.278 minutos cada 3 días.
6. Marzo Lamina aplicar: 12.1125 mm o .0121125 m Vol.: 3, 600 m ² * .0121125 m = 43.605 m ³ o 43, 605 litros total.
7. Abril Lamina aplicar: 15.1875 mm o .0151875 m Vol.: 3, 600 m ² * .0151875 m = 54.675 m ³ o 54, 675 litros total.
Durante el mes de Abril se debe regar 36.45 minutos cada 3 días.
8. Mayo Lamina aplicar: 11.655 mm o .011655 m Vol.: 3, 600 m ² * .011655 m = 41.958 m ³ o 41, 958 litros total.
Durante el mes de Mayo se debe de regar 27. 972 minutos cada 3 días.
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Nutrición De acuerdo al Internacional Plant Nutrition Institute (IPNI), los rangos de contenido de una planta de fresa en producción/floración son los siguientes:
De acuerdo estos rangos, se tomaran los siguientes rangos dentro de los parámetros anteriormente mencionados, para determinar la solución que ira en cada riego:
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Fuentes a emplear: Sulfato Magnésico
4
Nitrato de Calcio
Nitrato de K
K3
Ácido Fosfórico
3 4
Sulfato Ferroso
Fe4 72
Quelato de Mn
Mn-EDTA
Sulfato de Cobre
4
Sulfato de Zinc
Zn4 72
Bórax
Ca3 2
2 4
Cálculos: 1. Nitrato de Calcio PM= 164 g Ca= 40g = 40, 000 ppm en 164 g 300ppm Ca en X g
x= 1.23 g/l para aportar 300 ppm
N= 28g = 28, 000 ppm en 164 g X N ppm en 1.23 g
x= 210 ppm de N
2. Nitrato de Potasio PM= 101 g K= 39g = 39, 000 ppm en 101 g 250 ppm K en
Xg
x= .647 g/l para aportar 250 ppm
N= 14g = 14, 000 ppm en 101 g X N ppm en .647 g
x= 89.68 ppm de N
3. La suma de las cantidades de N aportadas por el nitrato de calcio y potasio se obtiene un total de 299.68 ppm por lo que se queda de esa manera. 4. Sulfato Magnésico PM= 246 g Mg= 24 g= 24, 000 ppm en 246 g 75 ppm Mg en X g
x= .76 g/l
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S= 32 g= 32, 000 ppm en 246 g X ppm S en .76 g
x= 98.86 ppm de S
5. Ácido Fosfórico PM= 98 g P= 31 g = 31, 000 ppm en 98 g 80 ppm en X g
x= .25 g/l
6. Sulfato de Cobre PM= 249 g Cu= 63 g = 63, 000 ppm en 249 g .5 ppm de Cu en X g
x=.002 g/l
S= 32 g = 32, 000 ppm en 249 g X ppm de S en .002 g
x= .25 ppm de S
7. Sulfato de Zinc PM= 287 g Zn= 65 g = 65, 000 ppm en 287 g .5 ppm en
Xg
x= .002 g/l
S= 32 g = 32, 000 ppm en 287 g X ppm de S en .002 g
x= .22 ppm de S
8. Sulfato Ferroso PM= 278 g Fe= 56 g = 56, 000 ppm en 278 g 3 ppm de Fe en
Xg
x= .014 g/l
S= 32 g = 32, 000 ppm en 278 g X ppm de S en .014 g
x= 1.61 ppm de S
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9. Quelato de Manganeso 15% de Mn 1ppm de Mn =1 ppm/ litro * (100 mg/ 15 mg) = .0066 g/ litro de Quelato de Manganeso. 10. Ácido Bórico PM= 62 g B= 11 g = 11, 000 ppm en 62 g .025 ppm de B en X g 11. Molibdato de amonio
x= .001 g/l
PM= 1, 236 g Mo= 96 g = 96, 000 ppm en 1, 236 g .25 ppm de Mo en X g
x= .003 g/l
Cálculo de Tanque de Riego: La aplicación de los macros y micros es de forma directa a la cantidad de agua aplicar, por ejemplo para el primer riego se aplican 18, 792 L los macros y los micros se agregan de la siguiente manera como específica la tabla: Elemento N P K Ca Mg S Fe Mn B Cu Zn Mo
Solución para cada riego ppm/ litro Fertilizante g/l Cantidad g/l 300 Aplicado por compuesto en los demás fertilizantes 80 Ácido Fosfórico 0.25 250 Nitrato Potasio 0.647 300 Nitrato Calcio 1.23 75 Sulfato Magnésico 0.76 100 Aplicado por compuesto en los demás fertilizantes 3 Sulfato Ferroso 0.014 1 Quelato de Mn 0.0066 0.5 Ácido Bórico 0.001 0.5 Sulfato de Cobre 0.002 1 Sulfato de Zinc 0.002 0.025 Molibdato de amonio 0.003
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Para la dosificación de los fertilizantes se toman 2 tanques; macros y micros, y nitrato de calcio. Por ejemplo, el mes de Octubre tiene 10 riegos de 18, 792 L cada uno, tenemos un total de 187, 920 L por lo que la solución queda de la siguiente manera. Para la preparación de un litro de solución se necesita: Fuente Ácido Fosfórico Nitrato Potasio Sulfato Magnésico Sulfato Ferroso Quelato de Mn Ácido Bórico Sulfato de Cobre Sulfato de Zinc Molibdato de amonio Total
g/L Cantidad de fertilizante Total (gramos) 0.25 4698 0.647 12158.424 0.76 14281.92 0.014 263.088 0.0066 124.0272 0.001 18.792 0.002 37.584 0.002 37.584 0.003
56.376
1.6856
31675.8
Macros y micros: Para un riego de 18, 792 L del mes de Octubre se requieren 31, 675. 8 gramos o 31.67 kg de solución de macros y micros para el total de agua de Octubre. Calcio: Nitrato de Calcio Nitrato Calcio
1.23 g/l
Total
23, 114.16 g/l
Para los 18, 792 L de mes de Octubre se requieren 23, 114.16 gramos o 23.11 kg de solución de nitrato de calcio para el total de agua aplicada en un riego. De acuerdo al inyector empleado que aplica una relación de 100:1, 100 litros de agua y uno de solución. Entonces, si tenemos un total de agua de 18, 792 por riego y un gasto de 100 litros de agua por 1 de solución, se requiere hacer una solución de 188 litros con 31.67 Kg de solución; macros y micros, para ser inyectados a la parcela. Igual para el Calcio se prepara una solución de 23.11 Kg de Nitrato de Calcio en 188 litros para ser inyectados al sistema. Cálculos: 18, 792/ 100L= 187. 9 litros de solución. Tomando la cantidad de la tabla anterior, se prepara la solución con la cantidad de agua señalada de amarillo de la operación anterior. El mismo procedimiento se repite para los riegos de del mes de Octubre, para otros riegos, se toma la cantidad de agua aplicar y se lleva a cabo los mismo caculos empleados.
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