NECESIDADES DE AGUA Y EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO INTERMITENTE Y CONTINÚO

EN EL CULTIVO DE BRÓCOLI

Ricardo Apaclla Nalvarte1, René Huachos Canchari 2 Resumen Se evalúa el sistema de riego intermitente por multicompuertas en comparación con el riego continuo por gravedad tomando como referencia la necesidad de agua del cultivo de brócoli. El uso de la tecnología del riego intermitente usando tuberías multicompuertas en el Perú es relativamente nuevo, se puede afirmar, que se encuentra en su etapa inicial en cuanto al desarrollo comercial. La cantidad de experiencias sobre esta tecnología en el país, que llega para difundirse, es todavía escasa. No obstante, durante estos últimos años, se han visto publicaciones y artículos en revistas y medios especializados tratando el tema ya sea en forma directa, o como integrante de un tema más amplio. El experimento se realizó en el Programa de Investigaciones en Hortalizas de la Universidad Nacional Agraria La Molina, ubicada en el distrito de La Molina, provincia de Lima y departamento de Lima. Se delimitó en el campo tres variantes de acuerdo a diferentes parámetros teniendo la presencia de un testigo dentro de estas variantes. A cada variante se le destinó dos surcos espaciados cada 1.5m; en la variante I se delimitaran intervalos de 30m a lo largo de los surcos por lo que se trabajó con cuatro ciclos de riego, en la variante II los intervalos son de 40m con lo que se trabajó con tres ciclos y en la última variante no existirán intervalos, es decir, será de flujo continuo a su vez está tercera será el testigo. Los resultados muestran una ventaja del sistema de riego intermitente, al riego continuo, encontrándose una diferencia de 16 a 26 puntos de diferencia en la eficiencia de riego, a favor del sistema de riego intermitente. El sistema de riego intermitente puede ser una alternativa de bajo costo que puede ser adoptado por agricultores de bajos recursos económicos. Summary The Surge Flow system is evaluated in comparison with the continuous watering for graveness taking like reference the necessity of water of the cultivation of broccoli. The use of the technology of the intermittent watering using pipes in the Peru is relatively new, one can affirm that is in their initial stage as for the commercial development. The quantity of experiences on this technology in the country that arrives to spread, is still scarce. Nevertheless, during these last years, publications and articles have been seen in magazines and specialized means either treating the topic in direct form, or as integral of a wider topic. The experiment was carried out in the Program of Investigations in Vegetables of the Agrarian National University The Molina, located in The Molina's district, county of Lima and department of Lima. It was defined in the field three variants according to different parameters having the presence of a witness inside these variants. To each variant he/she was dedicated two spaced furrows each 1.5m; in the varying I intervals of 30m were defined along the furrows by what one worked with four watering cycles, in the variant II the intervals are of 40m with what one worked with three cycles and in the last variant intervals won't exist, that is to say, it will be in turn of continuous flow third is he/she will be the witness. The results show an advantage of the system of intermittent watering, to the continuous watering, being a difference from 16 to 26 points of difference in the watering efficiency, in favor of the system of intermittent watering. The system of intermittent watering can be an alternative of low cost that can be adopted by farmers of low economic resources.

1 Profesor Asociado Universidad Nacional Agraria La Molina 2 Tesista UNALM

1. Introducción

La costa peruana es una región muy árida y los recursos hídricos son escasos, la tecnología de riego que utilizan la mayoría de los agricultores es la tradicional (riego continuo por gravedad), la cual es de muy baja eficiencia de aplicación, siendo el método de riego por surcos con flujo continuo el más utilizado.

Existe un gran desarrollo e impulso para que los agricultores adopten sistemas de riego tecnificados a presión, aduciendo que el riego por gravedad es ineficiente en el uso del agua, sin embargo los altos costos iniciales y luego los costos de operación y mantenimiento de los sistemas de riego a presión no hacen posible que el agricultor pequeño adopte estos sistemas.

Por tanto, es necesario mejorar la eficiencia de uso del agua de los pequeños agricultores mediante el fomento de la difusión y adopción de cambios tecnológicos sostenibles, como la tecnificación de un sistema de riego superficial empleando tuberías multicompuertas y la aplicación del agua mediante riego intermitente, el cual se presenta como una alternativa a los problemas encontrados en un riego superficial tradicional.

El objetivo del presente trabajo es evaluar el sistema de riego intermitente por multicompuertas en comparación con el riego continuo por gravedad tomando como referencia la necesidad de agua del cultivo de brócoli.

2. Revisión bibliografica

El sistema de riego intermitente, es una técnica aplicada que fue desarrollada en los EEUU para el control del agua de riego. Su origen se debió a la necesidad del gobierno norteamericano de proveer a sus agricultores de un medio económico y eficaz que permita un ahorro del agua y su manejo en suelos salinos. Fue entonces, cuando las oficinas de los Distritos de Agua en conjunto con diversas universidades, perfeccionaron a principios de la década de los 80’ esta metodología conocida en ingles como Surge Flow.

Stringham y Keller (1979), introdujeron el concepto de Surge Flow (riego intermitente) en la conferencia sobre especialidades en irrigación y drenaje de la American Society of Civil Engineers. En marzo de 1986, la oficina de patentes de los EEUU registro esta modalidad de riego como un método y sistema por surcos y otorgo la patente a los doctores Jack Keller y G. E. Stringham, en tanto que la Fundación de la Universidad del Estado de UTHA quedo como cesionaria o apoderada. Desde entonces se han experimentado de manera continua en varios centros de universidades privadas y estatales de California y Texas, así como en las de Kansas, UTHA y Colorado, entre otras.

A pesar que en la actualidad dicha metodología de riego ya se ha difundido por todo el mundo, es importante indicar que los criterios para su diseño, sus rangos de aplicación práctica, así como sus ventajas y desventajas respecto a otros métodos de riego aun no están bien definidos (Cáceres, 1999).

El uso de la tecnología del riego Intermitente usando tuberías multicompuertas en el Perú es relativamente nuevo, se puede afirmar sin temor alguno, que se encuentra en su etapa inicial en cuanto al desarrollo comercial. La cantidad de experiencias sobre esta

tecnología en el país, que llega para difundirse, es todavía escasa. No obstante, durante estos últimos años, se han visto publicaciones y artículos en revistas y medios especializados tratando el tema ya sea en forma directa, o como integrante de un tema más amplio.

El riego Intermitente, también llamado riego por pulsos, utiliza un efecto natural que tienen todos los suelos en mayor o menor medida. Y este es la disminución de la capacidad de infiltración que tiene un suelo, cuando una vez mojado, se retira el agua y se deja "descansar" por un corto tiempo.

La explicación del fenómeno del riego intermitente se debe a que entre un pulso y otro se produce un disgregamiento de terrones, un reacomodamiento de partículas y una migración de sedimentos que sellan la base del surco. Por otra parte al haber una interrupción de suministro de agua queda aire atrapado en los poros del suelo. (Roque, 2000; citado por Carbajal, 2004).

Según García, 1991; citado por Carvajal, 2004, durante el proceso de recesión, la estructura del suelo se altera, los terrones se disuelven parcialmente, las partículas se acomodan y forman una sedimentación que origina el aislamiento de la superficie. Aunque el flujo se suspenda en consecuencia la infiltración superficial también, las partículas de arcilla contenidas en el suelo humedecido continúan con un proceso de expansión tanto el agua como el suelo en contacto con la atmósfera captan aire por atracción capilar y bloquean las pequeñas superficies de los poros del suelo. El proceso se repite en cada ciclo durante el tiempo de desagüe y, por lo tanto durante los próximos suministros de agua se va reduciendo la infiltración y la resistencia a la rugosidad de la superficie del suelo, consiguiendo que el flujo circule con rapidez y se consiga un avance mayor y una mejor uniformidad en el riego.

La causa de la reducción entre los tiempos de contacto entre la cabeza del surco y la cola, logrando una distribución más uniforme del agua gracias al riego por impulsos no se conoce con exactitud, pero parece que tiene que ver con la dispersión de los agregados del suelo; cuando cesa el flujo del agua las partículas de arcilla continúan su expansión, disminuyendo el tamaño de los poros; al mismo tiempo, las partículas más finas, generalmente limosas, arrastradas por la corriente del agua, tienden a depositarse sobre el fondo del surco, con lo que también disminuye la infiltración. (Castañón, 2000; citado por Carbajal, 2004).

Según Gurovich, 2001; citado por Carbajal, 2004, el riego por pulsos presenta menores tiempos de avance como resultado de la reducción en las velocidades de infiltración, el mismo que se origina por una reducción de la permeabilidad del suelo, siendo la principal causa de esta reducción la consolidación del suelo mojado durante la interrupción del flujo, debido a un incremento en la tensión suelo-agua. También puede ser ocasionada por la disminución de la rugosidad del surco y una sección de surco más estable durante la infiltración de agua entre pulsos y la entrada y captura de aire que ocurre entre pulsos.

Para una correcta instalación y manejo de un sistema de riego intermitente, se requiere familiarizarse con la terminología usada para describir el proceso de este sistema. (Wertz, 1995).

Set de Riego. Viene a ser el número total de surcos con las compuertas abiertas en cualquier tiempo; debe indicarse que las compuertas están abiertas no necesariamente con flujo de agua; además el total es para ambos lados de la válvula. (Wertz, 1995).

Tiempo de Apertura “ON”. Es el tiempo en donde el agua es aplicada en uno de los lados de la válvula, antes de que sea derivado al otro lado. (Rogers, 1995).

Tiempo de Cierre “OFF”. Es el tiempo en donde no se aplica agua en uno de los lados de la válvula. (Rogers, 1995).

Tiempo de Avance. Es el tiempo ON total requerido para que el agua avance desde la cabecera del surco hasta que llegue al final del mismo. (Wertz, 1995).

Ciclo. Es una secuencia ON-OFF, para uno de los lados de la válvula. (Wertz, 1995).

Tiempo de Ciclo. Viene a ser el tiempo requerido para completar un ciclo de riego. Es decir un tiempo ON más un tiempo OFF. (Rogers, 1995)

Ciclos de Avance. Son los ciclos que resultan en el paso del agua sobre el suelo seco. El número de ciclos de avance es generalmente de 2 a 8 dependiendo de las condiciones del campo. (Wertz, 1995).

Fase de Avance. Es el tiempo durante el cual los ciclos de avance ocurren. (Wertz, 1995).

Tiempo de Cambio. Es el tiempo ON requerido para que el agua avance una porción del campo, donde el humedecimiento es deseado durante el primer tiempo de ciclo. (Wertz, 1995).

Ciclos Incrementales. Durante un riego intermitente es recomendable que el agua avance iguales distancias a través del campo (Yonts 1991). Esto es logrado por el incremento de los tiempos de ciclo para cada ciclo sucesivo hasta que la fase de avance sea completado. (Bolt 1994).

3. Procedimiento

El experimento se realizó en el Programa de Investigaciones en Hortalizas de la Universidad Nacional Agraria La Molina, ubicada en el distrito de La Molina, provincia de Lima y departamento de Lima. El Programa tiene un área total aproximada de 9.00 ha, el área cultivable aproximada es de 7.00 ha. y aproximadamente 2.00 ha son caminos de acceso e infraestructura para invernaderos, oficinas y otros.

El campo seleccionado para el experimento tiene un área de 0.67 ha. El agua llega al campo por gravedad mediante un sistema de canales de tierra. La preparación de suelo se efectuó por el método tradicional con empleo de maquinaria agrícola, realizándose el surcado para los marcos de plantación del cultivo. Se delimitó en el campo tres variantes de acuerdo a diferentes parámetros teniendo la presencia de un testigo dentro de estas variantes.

A cada variante se le destinaran dos surcos espaciados cada 1.5m; en la variante I se delimitaran intervalos de 30m a lo largo de los surcos por lo que se trabajara con cuatro ciclos de riego, en la variante II los intervalos son de 40 m con lo que se trabajara con tres ciclos y en la última variante no existirán intervalos, es decir, será de flujo continuo a su vez está tercera será el testigo (Fig. 1).

VA

RIA

NT

E I

6m

x 1

35m

--

- 4

pul

sos

135.

00 m

.

85.00 m.

VA

RIA

NT

E II

6m

x 1

35m

--

- 3

pul

sos

VA

RIA

NT

E II

I 6

m x

135

m

---

con

tinuo

37.00 m.48.00 m.

RIEGO CONTINUO RIEGO POR PULSOS

L E Y E N D A

Tuberia Multicompuerta

Camara de Carga

Fig. 1. Esquema de campo

El suelo en el campo de experimentación es franco arenoso, con un valor de conductividad eléctrica de 0.96 dS/m; suelo alcalino con pH de 7.56, con contenido de materia orgánica de 1.44%, capacidad de campo y punto de marchitez de 16.60% y 8.81 % respectivamente y densidad aparente de 1.72 g cm-3.

El cultivo seleccionado para el experimento fue brócoli, que tiene un período vegetativo de 139 días, de este período 38 días corresponde a la etapa de almácigo. La fecha de siembre se realizó el 06.05.08.

Brocoli 38 46 40 15 139

Final de temporada

Total

DURACION DE ETAPAS DE CRECIMIENTO DEL CULTIVO Y Kc

CultivoInicial

(almacigo)Desarrollo de cultivo

Mitad de temporada

Según los datos meteorológicos del Observatorio "Alexander Von Humboldt", ubicada dentro de la Universidad Nacional Agraria La Molina, en la zona del proyecto se presentan temperaturas media mensuales que van desde 16.55 ºC (Agosto) hasta 24.62 ºC (Febrero), con valores máximos que ascienden hasta 28.94 ºC (febrero) y valores mínimos que descienden hasta 13.87 ºC (Agosto) a lo largo del año.

La precipitación es nula durante el año y la humedad relativa oscila alrededor de 80%.

El material empleado consistió en tubos de PVC de 6” de diámetro, a los cuales se les instalaron ventanas. Las ventanas se dejaban con una abertura y la carga de agua se controlaba en un pequeño tanque.

Los caudales para el riego continuo fueron aforados con medidor Parshall y para el riego intermitente se realizó mediante el método volumétrico.

Preparación del tubo multicompuerta.

Riego intermitente Aforo en riego continuo.

4. Avance de resultados

Los resultados iniciales muestran una ventaja del sistema de riego intermitente, al riego continuo, tal como se muestra en los cuadros siguientes:

Ancho de Surcos: 0.8 m

01 137.00 109.60 35.68 6.72 17.58 38.24

02 137.00 109.60

01 137.00 109.60 58.90 14.79 29.02 50.97

02 137.00 109.60

EFICIENCIA DE APLICACIÓN DE RIEGO

VARIANTE I

Longitud (m)

Caudal (l/s)

Tiempo (min)

Ln (mm)Nº de riego

Fecha de evaluacion

SurcoEfic.

Aplic. (%)Lb (mm)

1

2

0.9024/06/2008

08/07/2008 0.90

Area de humed.

(m2)

Ancho de Surcos: 0.8 m

01 136.00 108.80 22.12 6.72 10.98 61.24

02 136.00 108.80

01 136.00 108.80 43.10 14.79 21.39 69.15

02 136.00 108.80

EFICIENCIA DE APLICACIÓN DE RIEGO

VARIANTE II

Nº de riego

Fecha de evaluacion

Caudal (l/s)

SurcoLongitud

(m)

Area de humed.

(m2)

Tiempo (min)

Ln (mm) Lb (mm)Efic.

Aplic. (%)

124/06/2008 0.90

208/07/2008 0.90

Ancho de Surcos: 0.8 m

01 135.00 108.00 64.70 6.72 19.05 35.29

02 135.00 108.00

01 135.00 108.00 73.37 14.79 33.42 44.26

02 135.00 108.00

EFICIENCIA DE APLICACIÓN DE RIEGO

TESTIGO

Nº de riego

Fecha de evaluacion

Caudal (l/s)

SurcoLongitud

(m)

Area de humed.

(m2)

Tiempo (min)

Ln (mm) Lb (mm)Efic.

Aplic. (%)

124/06/2008 0.53

208/07/2008 0.82

5. Conclusiones

Las eficiencias de riego en el riego intermitente son más altas que para el riego continuo.

Las tuberías multicompuerta pueden ser construidas artesanalmente y son fáciles de construir.

El costo es barato, un tubo de 6 pulgadas de diámetro y de 6.10 m de longitud tiene un costo de US$25 y cada ventana US$3.5.

El sistema de riego intermitente puede ser una alternativa de bajo costo que puede ser adoptado por agricultores de bajos recursos económicos.

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