Download FUNDAMENTOS DE RIEGO Y DRENAJE

 60
% de asistencia a clases,
 Aprobar
2 parciales escritos,
 Aprobar
los trabajos prácticos,
 Aprobar
la evaluación de desempeño.
 Obtener
un mínimo de 7 puntos en cada
parcial,
 Obtener
un mínimo de 8 en los trabajos
prácticos.
 Examen
final:
 Aprobar la cursada,
 Aprobar las unidades correlativas del plan.

Conozcan e interpreten los fundamentos de
riego y drenaje a nivel parcela y a nivel zonal,

Reconocer los distintos sistemas de Riego.


Conocer e interpretar los diferentes aspectos
técnicos de aforo y medición de parámetros
hídricos,
Conocer e interpretar los procesos de
salinización y planificar procesos para su
recuperación.
 ¿Por
qué estudiamos esto?
 ¿Cuál
es la importancia de conocer estos
conceptos?
 ¿Cual
es el objetivo final de conocer estos
conceptos?
 ¿Son
aplicables a nuestra vida laboral en el
futuro?
 Agua
• Elemento esencial de vida
• Constituye el 70 % de las plantas, por lo tanto es
•
•
•
•
parte del sistema vegetal
Transporta nutrientes, elementos minerales, etc
Es un recurso limitado
Constituye la mayor superficie del planeta, pero
presenta irregularidad en su distribución espacial y
temporal, lo que genera grandes contrastes
(desiertos, zonas anegadas, verano, invierno, etc)
El 90% del agua destinada a consumo humano se
utiliza en agricultura, con sistemas de riego
ineficientes.
 Planta
(Vegetal)
• Constituye el principal factor de vida en la tierra
• Es el mayor transformador de sustancias que
existe
• Es el principal elemento de la cadena
alimentaria del planeta
• Sin vegetación no existe la posibilidad de otro
tipo de vida
• Depende del agua, el suelo y la atmósfera
 Suelo
• Sirve de sustento para la planta
• Es proveedor de nutrientes
• Reservorio de agua
• De variada distribución y calidad, es decir,
incluso suelos que tienen agua, no se pueden
utilizar para producción.
• Presenta Estructura, textura características
químicas, etc
• Son recursos cada vez más escasos
 Atmósfera
• Controla el suministro de agua, energía solar,
oxígeno nitrógeno y CO2
• Determina el clima de una zona específica
• Completa relación agrícola entre atmósfera y
suelo (capacidad de desarrollo vegetal según
características del suelo y la atmósfera), lo que
se denomina Suelo – Clima. Determina la
posibilidad de producción de distintas especies
en una zona determinada.
 Sistema
complejo.
 Mucha interacción entre variables.
 Se analizarán:
• Agua - Suelo
• Suelo - Planta
• Suelo - Atmósfera
• Agua-Planta
• Planta-Atmósfera

Ecuación básica del balance hídrico en el complejo
suelo – cobertura:
Entradas
Salidas
Cambios de
almacenamiento
Retención de
humedad
Infiltración
Redistribución
Ascenso capilar
Conductividad hídrica
Curva de drenaje
 Se
refiere a la capacidad que tienen los
suelos de retener la humedad. Esta
propiedad depende de varios factores:
•
•
•
•
•
Textura
Densidad aparente
Coloides del suelo
Materia orgánica
En períodos cortos de tiempo, esta característica
es constante, pero en el manejo de suelos puede
cambiar.
Los suelos retienen H° según características
físicas, principalmente por cohesión y
adhesión.
 La fuerza con la que se retiene el agua se conoce
como potencial mátrico del agua en el suelo.
 La retención de H° está ligado a la disponibilidad
de agua para la planta.
 Existen 3 puntos característicos de la humedad
en el suelo:

• Humedad de saturación (HSS)
• Capacidad de Campo (CC)
• Punto de marchitez permanente (PMP)
•HSS: Humedad de Saturación.
•C.C: Capacidad de Campo.
•P.M.P.: Punto Marchitez
permanente
1
0,5
Presión en Atmósferas.
0
Agua “Drenable”
-0,33
-0,5
-1
-2
Agua “Útil”
-5
-10
-15
-20
Agua “No
disponible”
Saturado
Capacidad de Campo (CC)
Agua útil por metro de profundidad
85 mm
1m
190 mm
120 mm
1m
Arenoso
Franco Arenoso
1m
Franco Limoso
1 milímetro = 1 litro por m2
1 cm3 6cm2
1 cm3 12cm2
1 cm3 24 cm2
Textura
C. C.
P.M.P
Agua Util
Arenoso
9
4
5
Franco Arenoso
14
6
8
Franco
22
10
12
Franco Arcilloso
27
13
14
Arcillo Arenoso
31
15
16
Arcilloso
35
17
18
 Humedad
de saturación (HSS): Se
refiere al contenido de H° del suelo
cuando está saturado. Es la máxima
capacidad de retención de H°.
 ¿Cual es el potencial Mátrico?
 Depende de la textura, densidad
aparente y porosidad.
 Capacidad
de campo(CC): Es el contenido
máximo de H° del suelo en condiciones de
buen drenaje.
 Puede ser determinada en laboratorio o en
campo.
 En el campo se inunda un suelo hasta
saturación y luego determinar el contenido
de H° a distintos intervalos de tiempo hasta
que el contenido de H° sea casi constante.
 En laboratorio es aquella que corresponde
a una capacidad de succión de 0,33 atm)
 Punto
de marchitez permanente (PMP):
representa el contenido de H° en el suelo
en el cual las plantas se marchitan
permanentemente.
 Depende de la textura
 Se puede determinar en el laboratorio y
corresponde a una tensión de 15 ATM
 La
humedad en la HSS y la CC se
denomina Agua drenable o porosidad
drenable
 El Agua disponible es aquella que
pueden utilizar las plantas y corresponde
a la diferencia a la diferencia entre la H°
actual del suelo y el PMP
 El
contenido de agua de un suelo en un
momento dado se denomina Humedad
del Suelo
 Se puede estimar en base a:
• Contenido de humedad en base a peso seco
• Contenido en base a volumen
• Contenido como lámina de agua
 Contenido
en base a peso
• Es la más típica.
• Se toman muestras de suelo, se pesan y luego se
secan en estufa a 105°C por 24 horas. Luego se
pesan nuevamente (Método Gravimétrico)
HS = (PH –
PS)/PS
 Contenido
en base a volumen
• Mide que volumen de suelo corresponde a agua.
• Un perfil de suelo contiene las tres fases.
• El espacio utilizado por agua y aire corresponde
al espacio poroso.
Aire
Agua (d)
Suelo
 Contenido
de humedad expresado en
forma de volumen o lámina
• Es la más utilizada en riego, drenaje e hidrología
• Comúnmente se expresa en mm, por ser la
utilizada también en precipitación y
evaporación.
• También se puede expresar en cm/cm, es decir,
cms de agua por cms de profundidad de suelo.
• La unidad de mm. tiene la ventaja adicional por
ser equivalente a 1 litro por metro cuadrado.
La humedad del suelo es una Variable, por lo que no
puede medirse continuamente, a no se por aparatos
registradores.
 En la práctica, la H° del suelo se mide para controlar
riego, controlar experimentos agrícolas, estimar
evapotranspiración, etc.
 Existen varios métodos de medición y estimación de
la H°:

•
•
•
•
•
•
Método gravimétrico
Tensionómetros
Bloques de resistencia
Sonda de neutrones
TDR
Sensores de conductividad del suelo

El método gravimétrico es el único método directo
para medir la H° del suelo, el resto de los métodos
deben ser calibrados con mediciones gravimétricas.
Tensionómetros: Miden la tensión del agua en
el suelo
 Bloques de resistencia: estiman la H° en base a
la resistencia del suelo a conducir agua.
 Sonda de Nuetrones: estima la H° en base al
volumen correlacionándola con la atenuación de
neutrones por el agua.
 TDR: (Time Domain Reflectometer) se basa en la
reflectancia de ondas por causa de la H°
 Sensores de conductividad: son similares a los
bloques, pero miden conductividad

 Tensionómetros
 Bloques
de resistencia
• Sonda de neutrones
 TDR
El agua en el suelo está sujeta a varios
potenciales que condicionan la retención de la
misma por el suelo y por ende su movimiento.
 Así, los potenciales más importantes son:

• Potencial mátrico: potencial de retención por la matriz
del suelo
• Potencial Gravitacional: potencial ejercido por la fuerza
de gravedad,
• Potencial Osmótico: o potencial de solutos, se refiere a la
fuerza con que las sales retienen el agua.

El potencial total del agua en un punto
específico, será entonces la suma de todos los
potenciales
 El
agua en el suelo es dinámica y se mueve
de acuerdo a los potenciales de agua en el
suelo, es decir, desde un punto de mayor
potencial a uno de menor potencial.
 Por ejemplo, en infiltración, un punto por
debajo de la superficie tiene un potencial
mátrico, que le da el contenido de H° y la
textura del suelo y un “potencial
gravitacional” debido a la profundidad de
su ubicación, en consecuencia, el agua se
mueve hacia abajo.
 En
el caso de un surco, el agua se mueve
hacia abajo y hacia los lados.
 El movimiento lateral obedece sólo al
potencial mátrico.
 Es
el proceso de transferencia del agua
desde un punto desde la superficie del
terreno hacia el perfil del suelo.
 La tasa de infiltración de los suelos
depende de sus propiedades físicas y
Químicas de los mismos y de la forma de
aplicación del agua.
Prop.
Físicas
Prop.
Químicas
 La
tasa inicial de infiltración de los suelos
depende del contenido de H° de los
mismos.
 Iniciado el proceso, la tasa de infiltración
es alta, disminuyendo con el tiempo
hasta alcanzar un valor constante. Ese
valor constante se denomina Infiltración
base y depende básicamente de la
textura del suelo.
 Patrones
de Humedad según sistemas de
riego
• Aspersión
• Inundación
• Surcos
• Goteo
• Subirrigación
 Un
buen diseño y operación del riego
requiere de la optimización del recurso
agua y consecuentemente una gran
eficiencia de aplicación. Cada método de
aplicación de agua tiene una forma
diferente del patrón de humedad y por lo
tanto en cada caso se deberá escoger la
metodología que permita la mejor
aplicación.
 Por
la forma de aplicación del agua se
puede dividir en:
• Superficial
• Aérea
• Subterránea
• Localizada
 Superficial:
• Se utiliza la superficie del terreno como medio
de aplicación
• Los casos típicos son por Inundación y por
surcos
• Inundación es que el agua inunde superficies
rectangulares de terreno generalmente grandes.
• La aplicación del agua se realiza a una tasa
superior a la tasa de infiltración básica
(saturación)
 Aplicación
aérea
• El aire es el medio de aplicación
• No hay escurrimiento de agua, la tasa de
aplicación es menor que la tasa de infiltración
básica.
• El flujo del agua en el suelo es vertical
• Por ejemplo: Aspersión
 Aplicación
subterránea
• La fuente del agua se encuentra por debajo de la
superficie del terreno
• Por ejemplo: Subirrigación
 Aplicación
Localizada
• Es aquella en que el agua se aplica en ciertos
puntos de potrero, ya sea en línea de puntos o al
pié de las plantas
• Por ejemplo: Riego por goteo
La función más conocida del suelo es dar
soporte a la planta.
 Se habla de Sustentación en el término de
considerar soporte y nutrición. Por lo tanto se
habla de estabilidad en la planta.
 El suelo, por ende entrega soporte, Nutrición y
agua
 Sin embargo, el suelo puede contener sales y
sustancias tóxicas que perjudican el crecimiento
de la planta
 También puede presentar estratos compactados
 La vegetación, por su parte, mejora los suelos,
incorpora MO y protege contra la erosión

El suelo es el principal suministrador de
nutrientes para la planta
 También ofrece limitaciones nutritivas, como el
pH.
 La disponibilidad de nutrientes para uso de las
plantas depende de la forma como éstos se
encuentren ene l suelo y de la Capacidad de
intercambio catiónico (CIC)
 Además, la disponibilidad está determinado por
la ley del mínimo
 No todos los vegetales requieren la misma
cantidad de nutrientes

 Productividad: Capacidad
de un suelo
de producir una planta específica o
sucesión de plantas bajo un determinado
sistema de riego. Un suelo productivo es
aquel en el cual las condiciones
químicas, físicas y biológicas son
favorables para la producción
Económica de los cultivos relacionados
a un área en particular.
 Se puede medir en unidades productivas
 No todos los suelos producen con igual
éxito, incluso con sistemas de manejo
similares
 Está relacionada con las características
naturales del suelo, clima y manejo
tecnológico.
 Ley del mínimo: el factor más limitante
determina el nivel de producción.
 Se incluye, por tanto, el término de
Fertilidad.
Productivid
ad
potencial
Productivid
ad efectiva
 Un
suelo productivo es fértil, pero un
suelo fértil no necesariamente es
productivo (Manejos).
 Este concepto es determinante en el uso
de fertilizantes.
 Esto es relativo hoy en día ya que es
modificable según las necesidades.
 El
suelo almacena agua y la pone a
disposición de la planta, dependiendo
del contenido de H° y de los potenciales
de agua.
 Cada especie requiere de condiciones
ideales distintas de abastecimiento de
agua. Si falta H°, se produce estrés
hídrico. Se conoce como Unbral hídrico
o Umbral de riego, el cual también
depende de la profundidad de las raíces.
 Umbral
de riego: representa el contenido
de H° mínimo para no limitar el
crecimiento. Generalmente se expresa
como tensión o succión o también como
porcentaje de agua útil
Es un tema extenso, por lo que se verán los
puntos más relevantes.
 El contenido de sales en los suelos tiene
influencia sobre la asimilación de agua por los
cultivos ya que aumenta el potencial osmótico de
la solución del suelo, por lo tanto, baja el agua
útil disponible para la planta.
 El contenido de sodio afecta la estructura de los
suelos y disminuye la infiltración
 El contenido de sales se determina en
laboratorio o a través de métodos que miden la
conductividad eléctrica (CE) de la solución
suelo.

 El
contenido de sales puede expresarse
como sales totales, contenido de sodio (%)
o como CE, que se expresa como milimhos
por cm (mmhos/cm).
 En el caso de Na se expresa como
Porcentaje de Na intercambiable (PSI)
 De acuerdo al contenido de sales y de
sodio, el suelo se clasifica como
• Alcalinos
• Salino – Sódicos
• Sodicos no salinos
Suelo
CE
PSI
pH
Salinos
>4
<15
<8,5
Salino – Sódico
>4
>15
>8,5
Sódicos no
salinos
<4
>15
8,5 a 10
 Algunos
componentes minerales del
suelo pueden ser tóxicos para las plantas
o interfieren en la asimilación de
nutrientes. Los casos más importantes
son el Boro y el Aluminio.
 Boro: puede interferir en el desarrollo
foliar induciendo a necrosis de los
tejidos
 Al: perjudica el desarrollo de las raíces
en ciertos estratos ácidos
 La
compactación de los suelos afecta la
densidad aparente de los mismos:
• Disminuyendo el agua disponible
• Limita penetración de raíces
• Disminuye aireación
 La
compactación se genera por mál
manejo de los suelos
 El pié de arado es uno de los efectos más
conocidos.
 Hasta
ahora vimos el efecto del suelo
sobre las plantas, pero hay efectos
positivos de las plantas sobre el suelo,
como son:
• Incorporación de MO
• Protección contra erosión
• Mejoramiento de infiltración
• Fijación de N
• Formación de suelo
 Incorporación de MO
• Mejora fertilidad del suelo
• Influencia sobre infiltración
• Retención de H°
• Influencia sobre erosión
 Protección sobre erosión
• A través del tipo de cobertura
 Mejora infiltración
• Por incorporación de MO
• Balance hídrico
• Controla escorrentía
 Fijación
de N
• A través de las bacterias del suelo, las cuales
establecen una simbiosis con las raíces de
algunos cultivos, en especial las leguminosas
 Formación
de suelo
• La penetración de las raíces crea condiciones
propicias para la incorporación de MO en
estratos profundos favoreciendo factores de
meteorización
 Puede
ser analizada considerando que
los factores de agua y suelo no son
limitantes.
 Las principales relaciones son:
• Evapotranspiración potencial
• Crecimiento potencial
• T°
• Fotosíntesis
ET es el efecto combinado entre la evaporación
del agua del suelo y de la transpiración de las
plantas
 La ET potencial es el valor máximo de la ET que
puede ocurrir en un momento dado si no hay
limitaciones de suelo y agua.
 Depende del poder evaporante de la atmosfera,
el cual es una función de la energía solar y de las
características y estado de crecimiento de las
plantas.
 Es muy complicado medirlo, por lo que lo que se
mide es la ET real (uso de lisímetros)

Lisímetro: método sencillo, pero poco frecuente
por su costo y esfuerzo.
 Consisten en un recipiente en el cual se coloca
suelo con un cultivo.
 Se debe asegurar que el cultivo no tenga
ninguna restricción, es decir, tener humedad
apropiada.
 El sistema consiste en medir las entradas y
salidas de agua del recipiente, mediante un
sistema de pesaje, en varios intervalos de
tiempo.
 Cada cultivo tiene un potencial de transipiración
distinto.


El crecimiento potencial de las plantas depende de:
• Energía solar
• Temperatura ambiental
• Suelo.
Pero para que este desarrollo se manifieste, tendrá
que haber condiciones ideales de suelo y agua.
 El desarrollo potencial es aquel que ocurre en
circunstancias normales, sin limitaciones de agua y
suelo y se ve determinado por factores como:

•
•
•
•
Radiación fotosintética
Radiación solar
Índice de área foliar
Características del día (Largo, T°, H°, Min – Max, etc)
 La T°
es un factor determinante en el
desarrollo de un cultivo.
 T° muy altas pueden inducir a un stress
en la planta. Así mismo, cuando la T° es
muy baja, el crecimiento se detiene.
 Determinan el desarrollo fisiológico de
las plantas
 El
agua es el factor más importante para el
desarrollo de la planta. Un suelo fértil, pero
seco no produce nada. Así mismo, un suelo
con mucha agua, no permite el crecimiento
adecuado de la planta.
 Es importante considerar los siguientes
parámetros:
•
•
•
•
•
Agua y Crecimiento
Déficit de agua
Excesos de agua
Calidad e agua
Evapotranspiración real