Determinación de las necesidades de Agua de los Cultivos: Método Tanque Clase A

PROGRAMA PROFESIONAL DE PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRONOMICAINGENIERÍA AGRONOMICA

Ing. José Pinto VillanuevaIng. José Pinto VillanuevaDocente del Programa Profesional de Docente del Programa Profesional de Ingeniería Agronómica de laIngeniería Agronómica de laUniversidad Católica de “Santa María”Universidad Católica de “Santa María”

1. MÉTODOS PARA DETERMINAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN O 1. MÉTODOS PARA DETERMINAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN O USO CONSUNTIVOUSO CONSUNTIVO

1.1. Métodos Directos1.1. Métodos Directos LisímétricoLisímétrico EvapotranspirómetrosEvapotranspirómetros AtmómetrosAtmómetros Método gravimétricoMétodo gravimétrico

1.2. Métodos Indirectos1.2. Métodos Indirectos Método del tanque evaporímetro Clase “A”Método del tanque evaporímetro Clase “A” Método de Blanney – Criddle (modificado por FAO)Método de Blanney – Criddle (modificado por FAO) Método de Penman (Modificado por FAO)Método de Penman (Modificado por FAO) Método de HargreavesMétodo de Hargreaves Método de RadiaciónMétodo de Radiación Método de ChristiansenMétodo de Christiansen Método de Jensen – HeiseMétodo de Jensen – Heise Método de ThorntwaiteMétodo de Thorntwaite

2. MÉTODO DEL TANQUE DE EVAPORACIÓN CLASE “A”2. MÉTODO DEL TANQUE DE EVAPORACIÓN CLASE “A”

El Tanque permite estimar los efectos integrados del clima (radiación, El Tanque permite estimar los efectos integrados del clima (radiación, temperatura, viento y humedad relativa del aire).temperatura, viento y humedad relativa del aire).

El método relaciona la evaporación del agua contenida en el tanque (Eo) El método relaciona la evaporación del agua contenida en el tanque (Eo) con la evapotranspiración del cultivo de referencia o potencial (ETP), con la evapotranspiración del cultivo de referencia o potencial (ETP), mediante la siguiente relación:mediante la siguiente relación:

ETP = Kt x EoETP = Kt x Eo

Donde:Donde:

ETP = Evapotranspiración potencial o de cultivo de referencia ETP = Evapotranspiración potencial o de cultivo de referencia (mm/d)(mm/d)

Kt = Coeficiente del tanque que varía con el clima de la región, Kt = Coeficiente del tanque que varía con el clima de la región, tipo tipo de tanque y del medio que lo circunda.de tanque y del medio que lo circunda.

Eo = Evaporación del tanque Clase “A” (mm/d).Eo = Evaporación del tanque Clase “A” (mm/d).

2.1 Descripción del Tanque Clase “A”2.1 Descripción del Tanque Clase “A”

Circular, con diámetro de 120.5cm (47.5”) y 25.4cm (10”) de profundidad.Circular, con diámetro de 120.5cm (47.5”) y 25.4cm (10”) de profundidad. De hierro galvanizado y pintado con pintura de aluminio.De hierro galvanizado y pintado con pintura de aluminio. Montado sobre una plataforma nivelada de madera, consistentes en tablas Montado sobre una plataforma nivelada de madera, consistentes en tablas

con intersticios para su ventilación; la base del Tanque debe estar a 15cm con intersticios para su ventilación; la base del Tanque debe estar a 15cm del suelo.del suelo.

Lleva en interior un micrómetro para leer el nivel del agua.Lleva en interior un micrómetro para leer el nivel del agua.

2.2. Operación del Tanque Clase “A”2.2. Operación del Tanque Clase “A”

El agua debe estar hasta 5cm por debajo de su borde, evitando que baje El agua debe estar hasta 5cm por debajo de su borde, evitando que baje más allá de 7.5cmmás allá de 7.5cm

El agua debe ser renovada periódicamente para evitar turbidez.El agua debe ser renovada periódicamente para evitar turbidez. Las lecturas se realizan diariamente y a una hora fija (7 a.m. y 7 p.m.)Las lecturas se realizan diariamente y a una hora fija (7 a.m. y 7 p.m.) Al agregar agua al Tanque se debe registrar lecturas antes y después de la Al agregar agua al Tanque se debe registrar lecturas antes y después de la

operación.operación. Se debe colocar una malla de protección.Se debe colocar una malla de protección.

2.3. Observaciones al Método del Tanque de Evaporación Clase “A”2.3. Observaciones al Método del Tanque de Evaporación Clase “A”

Permite conocer a cada momento la necesidad de riego, aunque pueden Permite conocer a cada momento la necesidad de riego, aunque pueden cometerse errores entre la evapotranspiración potencial calculada y las cometerse errores entre la evapotranspiración potencial calculada y las necesidades reales, si la instalación del tanque es inadecuada.necesidades reales, si la instalación del tanque es inadecuada.

Para evitar esto, tener en cuenta lo siguiente:Para evitar esto, tener en cuenta lo siguiente:

- No colocar el tanque rodeado de cultivos de crecimiento alto.- No colocar el tanque rodeado de cultivos de crecimiento alto.

- Mantener el nivel del agua entre 5 y 7cm por debajo del borde superior del - Mantener el nivel del agua entre 5 y 7cm por debajo del borde superior del tanque.tanque.

- Evitar que los pájaros beban agua del tanque.- Evitar que los pájaros beban agua del tanque.

2.4 Modelo de hoja de 2.4 Modelo de hoja de calculocalculo para las necesidades hídricas de los cultivos a para las necesidades hídricas de los cultivos a nivel de parcelanivel de parcela

EE FF MM AA MM JJ

Evaporación Tanque AEvaporación Tanque A EoEo mm/díamm/día

Factor TanqueFactor Tanque KtKt

Evapotransp. PotencialEvapotransp. Potencial ETPETP mm/díamm/día

Coeficiente de cultivoCoeficiente de cultivo KcKc

Evapotransp. real o actualEvapotransp. real o actual ETAETA mm/díamm/día

Factor de lavado de salesFactor de lavado de sales NLNL 10%10%

Eficiencia de AplicaciónEficiencia de Aplicación EaEa 90%90%

Necesidad de riegoNecesidad de riego NRNR mm/díamm/día

Requerimiento de riegoRequerimiento de riego NRNR mm/mesmm/mes

Volumen de riegoVolumen de riego VrVr m3/ham3/ha

Volumen Total de riegoVolumen Total de riego VtVt m3/ha/campm3/ha/camp

3. EJEMPLO DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE EVAPORACIÓN 3. EJEMPLO DE APLICACIÓN DEL MÉTODO DE EVAPORACIÓN CLASE “A”CLASE “A”

Calcular la demanda de agua para regar 1.0 ha de rabanito, en la Calcular la demanda de agua para regar 1.0 ha de rabanito, en la Campiña de Arequipa, con los siguiente datos:Campiña de Arequipa, con los siguiente datos:

- Área: 1.0 ha- Área: 1.0 ha

- Sistema de riego: gravedad.- Sistema de riego: gravedad.

- Eficiencia de aplicación: 60%- Eficiencia de aplicación: 60%

- Fecha de siembra: 25/04/2008- Fecha de siembra: 25/04/2008

- Fecha de cosecha: 04/06/2008- Fecha de cosecha: 04/06/2008

- Período vegetativo: 40 días.- Período vegetativo: 40 días.

- Precipitación: 0.0mm- Precipitación: 0.0mm

- Evaporación en Tanque Clase “A” - Evaporación en Tanque Clase “A”

. Abril 5.9mm / día. Abril 5.9mm / día

. Mayo 6.2mm / día. Mayo 6.2mm / día

. Junio 5.9mm / día (Fuente SENAMHI). Junio 5.9mm / día (Fuente SENAMHI)

- Conductividad eléctrica del agua: 0,75mS/cm- Conductividad eléctrica del agua: 0,75mS/cm

- Período vegetativo en cada fase y valor de Kc (Brouwer, Heibloem).- Período vegetativo en cada fase y valor de Kc (Brouwer, Heibloem).

. Fase Inicial 10 días: Kc = 0.45. Fase Inicial 10 días: Kc = 0.45

. Fase Desarrollo 10 dìas: Kc = 0.60. Fase Desarrollo 10 dìas: Kc = 0.60

. Fase Media Estación 15 dìas: Kc = 0.90. Fase Media Estación 15 dìas: Kc = 0.90

. Fase Última Estación 5 días: Kc = 0.90. Fase Última Estación 5 días: Kc = 0.90

Procedimiento a seguir:Procedimiento a seguir:

Paso 1.Paso 1. Fórmula para calcular la evapotranspiración actual o real:Fórmula para calcular la evapotranspiración actual o real:

ETA = ETP x KcETA = ETP x Kc

Paso 2.Paso 2. Fórmula para calcular la evapotranspiración del cultivo de la Fórmula para calcular la evapotranspiración del cultivo de la referencia o referencia o

evapotranspiración potencia (ETP):evapotranspiración potencia (ETP):

ETP = Eo x KtETP = Eo x Kt

Donde:Donde:

Eo = Evaporación en Tanque Clase “A”, para abril, mayo y junio Eo = Evaporación en Tanque Clase “A”, para abril, mayo y junio

(P.V, del cultivo)(P.V, del cultivo)

Kt = Coeficiente del Tanque (Cuadro Nº 3). Coeficiente usual en la zonaKt = Coeficiente del Tanque (Cuadro Nº 3). Coeficiente usual en la zona

K = 0.75 (PERAT -PSI) - AUTODEMA)K = 0.75 (PERAT -PSI) - AUTODEMA)

Paso 3.Paso 3. Valores calculados de ETP para los meses del período vegetativo: Valores calculados de ETP para los meses del período vegetativo:

Mes abril ETP = 5.9 mm/d x 0.75 = 4.43 mm/dMes abril ETP = 5.9 mm/d x 0.75 = 4.43 mm/d

Mes mayo ETP = 6.2 mm/d x 0.75 = 4.65 mm/dMes mayo ETP = 6.2 mm/d x 0.75 = 4.65 mm/d

Mes junio ETP = 5.9 mm/d x 0.75 = 4.43 mm/dMes junio ETP = 5.9 mm/d x 0.75 = 4.43 mm/d

Paso 4.Paso 4. Coeficiente Kc para el cultivo de acuerdo al período vegetativo: Coeficiente Kc para el cultivo de acuerdo al período vegetativo:

Fase Inicial: 25 abril – 30 abril ( 5 días) Kc = 0.45Fase Inicial: 25 abril – 30 abril ( 5 días) Kc = 0.45

01 mayo – 05 mayo (5 días) Kc = 0.4501 mayo – 05 mayo (5 días) Kc = 0.45

Fase Desarrollo: 06 mayo – 15 mayo (10 días) Kc = 0.60Fase Desarrollo: 06 mayo – 15 mayo (10 días) Kc = 0.60

Fase de Media Estación: 16 mayo – 30 mayo (15 días) Kc = 0.90Fase de Media Estación: 16 mayo – 30 mayo (15 días) Kc = 0.90

Fase de última Estación: 31 mayo (1 día) Kc = 0.90Fase de última Estación: 31 mayo (1 día) Kc = 0.90

01 junio – 04 junio (4 días) Kc = 0.9001 junio – 04 junio (4 días) Kc = 0.90

Paso 5.Paso 5. Calculo de la evapotranspiración actual o real en mm/d Calculo de la evapotranspiración actual o real en mm/d (ETA=ETP x Kc):(ETA=ETP x Kc):

Fase Inicial: ETA = 4.43 mm/d x 0.45 = 1.99 mm/dFase Inicial: ETA = 4.43 mm/d x 0.45 = 1.99 mm/d

ETA = 4.65 mm/d x 0.45 = 2.09 mm/dETA = 4.65 mm/d x 0.45 = 2.09 mm/d

Fase Desarrollo: ETA = 4.65 mm/d x 0.60 = 2.79 mm/dFase Desarrollo: ETA = 4.65 mm/d x 0.60 = 2.79 mm/d

Fase Media Estación: ETA = 4.65 mm/d x 0.90 = 4.19 mm/dFase Media Estación: ETA = 4.65 mm/d x 0.90 = 4.19 mm/d

Fase Última Estación: ETA = 4.65 mm/d x 0.90 = 4.19 mm/dFase Última Estación: ETA = 4.65 mm/d x 0.90 = 4.19 mm/d

ETA = 4.43 mm/d x 0.90 = 3.99 mm/dETA = 4.43 mm/d x 0.90 = 3.99 mm/d

Paso 6. Paso 6. Necesidad de lavado o requerimiento de lavado (LR)Necesidad de lavado o requerimiento de lavado (LR)

Es la fracción de agua de riego que hay que aplicar a las necesidades netas Es la fracción de agua de riego que hay que aplicar a las necesidades netas para mantener la salinidad del suelo en la zona radicular a un nivel para mantener la salinidad del suelo en la zona radicular a un nivel no perjudicial para el cultivono perjudicial para el cultivo

Se presentan dos casos:Se presentan dos casos: Riego por Gravedad y AspersiónRiego por Gravedad y Aspersión

NL = CEi / (5Ce max – CE i)NL = CEi / (5Ce max – CE i)

Riego por GoteoRiego por Goteo

NL = Cei / 2 CEe maxNL = Cei / 2 CEe max

Donde: Donde:

NL = Necesidades de lavado (%)NL = Necesidades de lavado (%)

CEi = Conductividad Eléctrica de agua de riego (mmhos/cm)CEi = Conductividad Eléctrica de agua de riego (mmhos/cm)

CEe max = Conductividad eléctrica tolerable del extracto de saturación del CEe max = Conductividad eléctrica tolerable del extracto de saturación del suelo que no ocasiona merma en los rendimientos del cultivo suelo que no ocasiona merma en los rendimientos del cultivo (mmhos/cm).(mmhos/cm).

Paso 6. Necesidad de lavado o requerimiento de lavado (LR)Paso 6. Necesidad de lavado o requerimiento de lavado (LR)

Cuadro Nº 4. Grado de Salinidad del sueloCuadro Nº 4. Grado de Salinidad del suelo

CONTENIDO DE SALESCONTENIDO DE SALESSALINIDADSALINIDAD

(mmhos/cm)(mmhos/cm)

LIGERALIGERA 0 - 20 - 2

MEDIAMEDIA 2 - 42 - 4

ALTAALTA Mayor de 4Mayor de 4

Paso 6. Necesidad de lavado o requerimiento de lavado (LR)Paso 6. Necesidad de lavado o requerimiento de lavado (LR)

Cuadro Nº 5. Valores referenciales del Factor de LavadoCuadro Nº 5. Valores referenciales del Factor de Lavado

NECESIDADES DE LAVADONECESIDADES DE LAVADOFACTOR DE LAVADO DE SALESFACTOR DE LAVADO DE SALES

(%)(%)

LIGERALIGERA 1010

MEDIAMEDIA 2020

ALTAALTA 3030

Paso 7. Paso 7. Calculo de la Evapotranspiración real o actual, considerando Calculo de la Evapotranspiración real o actual, considerando las necesidades de lavado (mm/día)las necesidades de lavado (mm/día)

Fase Inicial: ETA = 1.99 mm/d + 10% (0.19 mm/d) = 2.18 mm/dFase Inicial: ETA = 1.99 mm/d + 10% (0.19 mm/d) = 2.18 mm/d

ETA = 2.09 mm/d + 10% (0.20 mm/d) = 2.29 mm/dETA = 2.09 mm/d + 10% (0.20 mm/d) = 2.29 mm/d

Fase Desarrollo: ETA = 2.79 mm/d + 10% (0.27) = 3.06 mm/dFase Desarrollo: ETA = 2.79 mm/d + 10% (0.27) = 3.06 mm/d

Fase Media Estación: ETA = 4.19 mm/d + 10% (0.41) = 4.60 mm/dFase Media Estación: ETA = 4.19 mm/d + 10% (0.41) = 4.60 mm/d

Fase Última Estación: ETA = 4.19 mm/d + 10% (0.41) = 4.60 mm/dFase Última Estación: ETA = 4.19 mm/d + 10% (0.41) = 4.60 mm/d

ETA = 3.99 mm/d + 10% (0.39) = 4.38 mm/dETA = 3.99 mm/d + 10% (0.39) = 4.38 mm/d

Paso 8.Paso 8. Calculo de la Evapotranspiración actual o real en mm/mes Calculo de la Evapotranspiración actual o real en mm/mes

Mes de abrilMes de abril Fase InicialFase Inicial 2.18 mm/d x 5 d = 10.90 mm/mes2.18 mm/d x 5 d = 10.90 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase InicialFase Inicial 2.29 mm/d x 5 d = 11.45 mm/mes2.29 mm/d x 5 d = 11.45 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase DesarrolloFase Desarrollo 3.06 mm/d x 10d = 30.60 mm/mes3.06 mm/d x 10d = 30.60 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase Media EstaciónFase Media Estación 4.60 mm/d x 15d = 69.00 mm/mes4.60 mm/d x 15d = 69.00 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase Última EstaciónFase Última Estación 4.60 mm/d x 1 d = 4.60 mm/mes4.60 mm/d x 1 d = 4.60 mm/mes

Mes de junioMes de junio Fase Última EstaciónFase Última Estación 4.38 mm/d x 4 d = 17.52 mm/mes4.38 mm/d x 4 d = 17.52 mm/mes

Paso 9.Paso 9. Calculo de las necesidades totales en lámina de riego (mm/mes) Calculo de las necesidades totales en lámina de riego (mm/mes) considerando una eficiencia de aplicación del 60%.considerando una eficiencia de aplicación del 60%.

Mes de abrilMes de abril Fase InicialFase Inicial 10.90 mm/mes / 0.60 = 18.17 mm/mes10.90 mm/mes / 0.60 = 18.17 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase InicialFase Inicial 11.45 mm/mes / 0.60 = 19.08 mm/mes11.45 mm/mes / 0.60 = 19.08 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase DesarrolloFase Desarrollo 30.60 mm/mes / 0.60 = 51.00 mm/mes30.60 mm/mes / 0.60 = 51.00 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase Media Estación 69.00 mm/mes / 0.60 = 115.00 mm/mesFase Media Estación 69.00 mm/mes / 0.60 = 115.00 mm/mes

Mes de mayoMes de mayo Fase Última Estación 4.60 mm/mes / 0.60 = 7.65 mm/mesFase Última Estación 4.60 mm/mes / 0.60 = 7.65 mm/mes

Mes de junioMes de junio Fase Última Estación 17.52 mm/mes / 0.60 = 29.20 mm/mesFase Última Estación 17.52 mm/mes / 0.60 = 29.20 mm/mes

Paso 10.Paso 10. Calculo en volumen de las necesidades totales (V = ETA x A). Calculo en volumen de las necesidades totales (V = ETA x A).

Mes de abrilMes de abrilFase InicialFase Inicial V = 0.01817m x 10 V = 0.01817m x 1044 m m22 = 181.7m = 181.7m33/ha /ha

Mes de mayoMes de mayo Fase InicialFase Inicial V = 0.01908 m x 10 V = 0.01908 m x 1044 m m2 2 = 190.8 m= 190.8 m33/ha/ha

Mes de mayoMes de mayo Fase DesarrolloFase Desarrollo V = 0.0510 m x 10 V = 0.0510 m x 1044 m m22 = 510.0 m = 510.0 m33/ha/ha

Mes de mayoMes de mayo Fase Media Estación V = 0.01150 m x 10Fase Media Estación V = 0.01150 m x 1044 m m2 2 = 1150.0 m = 1150.0 m33/ha/ha

Mes de mayoMes de mayo Fase Última Estación V = 0.0 765 m x 10Fase Última Estación V = 0.0 765 m x 1044 m m22 = 76.5 m = 76.5 m33/ha/ha

Mes de junioMes de junio Fase Última Estación V = 0.02920 m x 10Fase Última Estación V = 0.02920 m x 1044 m m22 = 29.20 = 29.20 mm33/ha/ha

Paso 11.Paso 11. Calculo en volumen de las necesidades totales por campaña Calculo en volumen de las necesidades totales por campaña (abril, mayo, junio 2008)(abril, mayo, junio 2008)

Mes abrilMes abril V = 181.70 mV = 181.70 m33/ha/ha

Mes abrilMes abril V = 190.80 mV = 190.80 m33/ha/ha

Mes mayoMes mayo V = 510.00 mV = 510.00 m33/ha/ha

Mes mayoMes mayo V = 1150.00 mV = 1150.00 m33/ha/ha

Mes mayoMes mayo V = 76.50 mV = 76.50 m33/ha/ha

Mes junioMes junio V = 292.00 mV = 292.00 m33/ha/ha

Total por CampañaTotal por Campaña V = 2401.00 mV = 2401.00 m33/ha/ha