Resumen el conocimiento de la demanda evapotranspirativa de los cultivos, para la planeación y operación de las actividades agrícolas es muy importante.




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Cobertura con Estiércol Paja y Plásticos.

En la agricultura de riego el uso de coberturas de residuos orgánicos (estiércol o paja) para reducir ETr es usado frecuentemente; sin embargo, estas prácticas tienen un efecto benéfico neto muy pequeño, excepto para otros propósitos específicos, como la reducción de la erosión, prevención del sellamiento del suelo e incremento de la velocidad de infiltración.

Los residuos pueden ser una desventaja donde los suelos son intermitentemente humedecidos, el agua absorbida por la materia orgánica permanece más tiempo; por lo tanto, la evaporación se incrementa. Como una barrera para evitar la evaporación es inefectiva. La temperatura baja de la cubierta del suelo y la alta capacidad de reflexión de la materia orgánica son fácilmente contrarrestadas por la evaporación del agua de los residuos orgánicos que son frecuentemente rehumedecidos.

Puede haber desventajas adicionales como el incremento de plagas y enfermedades, debido a las bajas temperaturas del suelo y causar problemas en la distribución del agua cuando se usan métodos de riego superficiales. El polietileno y quizás también el asfalto pueden ser efectivos en reducir ETr cuando se cubre más del 80% de la superficie del suelo y el porcentaje de cobertura es menos del 50% del área total del cultivo. El control de las malas hierbas puede ser una ventaja adicional al usar plásticos.

Barreras Rompevientos.

En condiciones de viento seco y caliente la colocación de barreras vegetales o artificiales reducen la Etr en un 5 % en una distancia horizontal viento abajo igual a 25 veces su altura, incrementándose a 10 y hasta 30 % a una distancia de 10 veces esta altura.

En la mayoría de los casos, arbustos y árboles se utilizan y debido a la transpiración de las barreras la ET total en el área puede ser mayor.

Uso de Antitranspirantes.

El uso de antitranspirantes naturales o artificiales induce a variaciones de las propiedades del follaje, los acondicionadores de suelo para reducir la ET continúan siendo de interés de muchos investigadores pero en la actualidad en términos generales las investigaciones están a nivel experimental.
EVAPOTRANSPIRACION REAL DE LOS CULTIVOS

La evapotranspiración real es definida como la lámina de agua que es evapotranspirada por un cultivo creciendo en una superficie externa saludablemente bajo un régimen de humedad y fertilidad en el suelo óptimo y que alcanza su producción potencial en un medio ambiente dado.

Métodos directos

Existen diversos métodos para estimar la ETr: métodos directos y métodos indirectos.

Entre los métodos directos están los lisimétricos y los métodos que se basan en medir el cambio del contenido de humedad del suelo durante el ciclo de cultivo.

Lisímetros

Los lisímetros son grandes depósitos llenos de suelo generalmente instalados en el campo para representar las condiciones ambientales naturales y en que las condiciones del sistema agua-suelo-planta pueden regularse a conveniencia y medirse con más precisión que en el perfil natural del suelo (Hillel, 1964). Los parámetros que pueden estimarse en los lisímetros se indican en la ecuación 4.

± S = P + R - (ET + I + Ro)

Ecuación 4

Donde:

S = Cambio del contenido de humedad del suelo.

P = Precipitación.

R = Riego.

ET = Evapotranspiración.

I = Infiltración profunda o percolación.

Ro = Escurrimiento superficial.

Los lisímetros pueden clasificarse en dos grandes categorías:

Los lisímetros volumétricos y de pesada.

Los lisímetros volumétricos permiten estimar la evapotranspiración que ocurre en un período de tiempo determinado restando el agua drenada de la total que entra y en los lisímetros de pesada se estiman los componentes del balance hídrico incluyendo el drenaje y pueden ser determinados simultáneamente e independientemente a intervalos de tiempo más cortos.

Dentro de los lisímetros volumétricos podemos citar los siguientes:

  1. Lisímetros de drenaje sin capa freática.

  2. Lisímetros de compensación con nivel freático constante.

  3. Lisímetros de compensación con nivel freático sobre la superficie, y

  4. Lisímetros con diferentes tipos especiales de drenaje.

En cuanto a los lisímetros de pesada se clasifican en:

  1. Lisímetros con sistema mecánico de pesada.

  2. Lisímetro con sistema electrónico de pesada.

  3. Lisímetros hidráulicos.

  4. Lisímetros de flotación.

Estos instrumentos son los más precisos cuando están bien diseñados, instalados y operados; sin embargo por su costo, su utilización queda limitada a instituciones de investigación.

Determinación de la evapotranspiración en la parcela

Por lo que se refiere a la metodología de la estimación de la evapotranspiración real de los cultivos, basada en hacer la medición de los cambios del contenido de humedad del suelo durante su estación de crecimiento, este método asume que solo el proceso que remueve el agua del perfil del suelo es la absorción del agua por las raíces de las plantas. Esta asumción desprecia las pérdidas por percolación abajo de la zona radical.

Aunque el método es aproximado cuando se muestrea durante el proceso de secado y con completa cobertura del cultivo, es impreciso cuando se aplican riegos frecuentes, ya que las pérdidas por percolación son altas, o bien existe un manto freático somero cercano al sistema radical.

Los cambios del contenido de humedad del suelo pueden ser estimados usando diferentes instrumentos como tensiómetros, bloques de resistencia eléctrica, sonda de neutrones; pero el método más usado es hacer un muestreo del perfil del suelo en forma periódica durante el ciclo del cultivo y determinar el contenido de humedad de las muestras por el método gravimétrico.

Por ser el método que puede estar más al alcance de los técnicos en riego a continuación se describe.

Equipo requerido

  • Botes de aluminio o recipientes de vidrio con capacidad de 100 g con tapadera.

  • Balanza de torsión de 0.5 g de aproximación.

  • Balanza digital de 0.1 g de aproximación.

  • Barrenas de tirabuzón para profundidades menores de 90 cm o Veihmeyer para profundidades mayores de 90 cm.

  • Barrenas de caja para el caso en que se vayan a muestrear suelos arenosos.

  • Estufa de ventilación (circulación de aire y tiro forzado) de temperatura controlable. (Las muestras se secan hasta tener peso constante a una temperatura de 110°C).

Elección de la parcela.

Se elige una parcela de un tamaño de 8 ha, perteneciente a un buen agricultor y que tenga un suelo mas o menos homogéneo (tener la misma estratificación). Para esto se requiere hacer un muestreo previo y determinar la textura, densidad aparente, capacidad de campo y punto de marchitamiento permanente para cada estrato de 30 cm de profundidad hasta donde se sabe que va a crecer la raíz (90 cm por lo menos).

Los muestreos se hacen en tres sitios, según se indica en la figura 2. Se toman muestras a cada 30 cm de profundidad hasta cubrir el hábito radical del cultivo, ver cuadro 1. La muestra debe corresponder al tercio medio de la capa muestreada y la cantidad de muestra se divide en dos porciones y se deposita en un bote o frasco cerrándolo inmediatamente.

La frecuencia del muestreo es dos días consecutivos antes de cada riego y dos días después de cada riego respectivamente.

Cuando existen varios lotes de observación el muestreo debe hacerse en el mismo orden para que cada parcela sea muestreada a la misma hora.

Envase y transporte de las muestras.

Los recipientes (botes o botellas) se deben numerar y pesar cada uno. El transporte no debe hacerse en recipientes sueltos sino en cajas apropiadas de madera; de esta manera se facilita ordenarlas y se evita quebrarlas o abollarlas. Sobre la tapa de la caja se recomienda colocar un costal húmedo durante el transporte para protegerlas de los rayos solares.

Determinación del contenido de humedad del suelo, Ps.

  1. Obtener el peso total, Ptsh (peso del suelo húmedo + peso del recipiente).

  2. Secar a 110oC hasta peso constante (generalmente el proceso de secado tarda 24 h).

  3. Obtener el peso total, Ptss (peso del suelo seco + peso del recipiente).

  4. Descontar el peso del recipiente (Pb).

Obtención del Ps.

Psh - Pss

Ps = ------------- * 100 Ecuación 5

Pss

Donde:

Psh = Ptsh - Pb

Pss = Ptss - Pb

Registro de los datos.

Los datos obtenidos se grafican para facilitar su interpretación según se muestra en la figura 3. La graficación se debe hacer el mismo día que se obtienen los datos para detectar errores.

Los promedios del Ps de cada capa de suelo se deben graficar por separado.

Los Ps multiplicados por la densidad aparente del estrato correspondiente y por su profundidad se obtiene el contenido de humedad expresado en lámina (cm) y la suma de las láminas de cada capa corresponderá al contenido de humedad en el perfil estudiado.

La diferencia entre los contenidos de humedad en el perfil entre dos fechas de muestreo consecutivas estiman el consumo de agua, por lo tanto de acuerdo con la figura 3, el consumo total de agua durante el período estudiado será:

Consumo total de agua = Pstc1 + Pstc2 + Pstc3 + Pstc4 +...+ Pstci Ecuación 6

Métodos indirectos para estimar la evapotranspiración real de los cultivos.

Los costos y el tiempo que se requiere para estimar la evapotranspiración de los cultivos por los métodos directos, ha originado que se propongan una gran cantidad de métodos indirectos para estimar la evapotranspiración potencial (ETp) o la evapotranspiración de referencia ETo para cada lugar específico, para tener una base para el cálculo de la evapotranspiración real (ETr) de los cultivos. Estos métodos se pueden clasificar en métodos empíricos, métodos que se basan en el balance de energía, métodos aerodinámicos y métodos mixtos, siendo estos últimos los que por considerar el balance de energía y los factores aerodinámicos pueden estimar la evapotranspiración potencial con mas precisión en intervalos de tiempo cortos. Sin embargo, por la gran cantidad de información meteorológica que requieren su uso queda limitado a instituciones de enseñanza e investigación.

En nuestro país los métodos empíricos son los más usados, en virtud de que en la mayoría de las estaciones climatológicas sólo cuentan con datos de temperatura, precipitación, evaporación del tanque tipo "A" y eventualmente con datos de humedad relativa y nubosidad. Otro problema es la ubicación de las estaciones climatológicas en la zona, las cuales no siempre son representativas de las condiciones donde los cultivos crecen.

Los métodos empíricos frecuentemente se aplican en condiciones climáticas y agronómicas muy diferentes a las de donde originalmente fueron desarrolladas. La verificación de estos métodos para cada lugar puede ser tardada y costosa pero sin embargo es necesario visualizar este tipo de estudios a largo plazo.

Partiendo del concepto de que la evapotranspiración real de un cultivo puede obtenerse según la ecuación:

ETr = Ks•Kc•ETo Ecuación 7

Donde:

Ks = Coeficiente de disponibilidad de agua del suelo.

Kc = Coeficiente de desarrollo del cultivo.

ETo= Evapotranspiración de un cultivo de referencia.

A continuación se indica como se estima cada uno de los parámetros de la ecuación.

Coeficiente de disponibilidad de agua del suelo, (Ks).

Existen varias opiniones referentes a la dinámica del Ks en el rango en que las plantas crecen, por ejemplo, Veihmeyer y Hendrikson (1950), consideran que el factor de disponibilidad de agua en el suelo se mantiene constante con un valor de 1 en el rango de humedad aprovechable por las plantas (capacidad de campo 0.3 atmósferas y punto de marchitamiento permanente 15 atmósferas) bajo las siguientes condiciones.

  1. Plantas con un sistema radical bien establecido que tienen la cualidad de aprovechar el agua de los estratos inferiores del suelo y que pueden tener diferentes propiedades físicas.

  2. El Ks se mantiene alrededor de 1 cuando se presenta una tasa de evapotranspiración baja y el suelo es capaz de reabastecer de agua a la planta según la demanda evapotranspirativa.

  3. Para mantener un Ks alrededor de 1 en suelos de textura gruesa donde la humedad aprovechable es liberada a altos potenciales del agua del suelo, es decir, suelos que poseen una conductividad hidráulica alta en la zona radical requerirán riegos frecuentes.

Otros puntos de vista que consideran que el Ks decrece en forma curvilínea a medida que el suelo pierde agua en el rango de humedad aprovechable han sido propuestos por Hanson (1975), Denmead y Shaw (1960), Norero (1976), Palacios y Marinato (1978) entre otros, quienes indican que este tipo de relación es de esperarse cuando la humedad del suelo es insuficiente para satisfacer la demanda evapotranspirativa. Algunas asumciones que soportan esta dinámica son las siguientes:

  1. Plantas cuyo sistema radical es limitado.

  2. Condiciones climáticas en que la demanda evapotranspirativa es alta.

  3. Suelos de textura media y fina donde la mayor cantidad de agua es liberada a más bajos potenciales del agua en el suelo.

En conclusión, un análisis de estos dos puntos de vista no se contraponen si se considera la dinámica del potencial del agua en el suelo en el rango de humedad aprovechable por las plantas, el cual depende de las características hidrodinámicas del suelo para liberar el agua retenida según sea la demanda evapotranspirativa, las características genéticas de las plantas que le permiten a su sistema radical explorar un determinado volumen de suelo el cual puede ser limitado por diferentes factores externos, por ejemplo compactación, altos niveles freáticos, pH adverso de la solución del suelo, deficiencias nutricionales, presencia de iones tóxicos, presencia de nemátodos en el suelo, etc.

Una ecuación para estimar el Ks desarrollada en el Centro de Hidrociencias del Colegio de Postgraduados, es la propuesta por Palacios y Marinato (1978), quienes modificaron una propuesta por Norero (1974).

Ks = 1 / (1+Ev / S (1-H/HA) Ecuación 8

Donde:

Ev = Evaporación del tanque tipo "A" en mm/día

S = Factor que engloba las características hidrodinámicas del suelo recomendándose los siguientes valores: Para

Texturas gruesas S=10, para texturas medias S=30 y para texturas finas S=60.

H =Es el contenido de humedad actual expresado en porcentaje.

HA= Es el contenido de humedad aprovechable total del suelo, expresado en porcentaje.

En la figura 4 se ilustra la dinámica del Ks para diferentes valores de evapotranspiración para el caso del trigo.

El Ks puede determinarse experimentalmente en cada caso particular, estableciendo un experimento del cultivo de interés y someterlo a diferentes niveles de humedad y medir la evapotranspiración real en cada caso y posteriormente comparar esta evapotranspiración con la evapotranspiración del tratamiento que presentó la máxima evapotranspiración (ETm) y calcular la relación

Ks = ETr/ETm.

En virtud de que los mejores rendimientos en los cultivos comerciales se obtienen cuando se manejan los niveles de humedad en el suelo óptimos para cada caso, se asume que bajo éstas circunstancias el Ks = 1. En el cuadro 2 se presentan los niveles de humedad del suelo expresados en tensión, correspondientes a la tolerancia de diferentes cultivos para mantener su evapotranspiración a un nivel tal que induzca a obtener los rendimientos máximos.

Partiendo de la premisa que el Ks para la mayoría de los cultivos debe ser cercano a la unidad la ecuación 7 se reduce a:

ETr = Kc • ETo Ecuación 9
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