Disposición Fase Líquida en Suelos Agrícolas Conceptos básicos de Riego.

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1 Disposición Fase Líquida en Suelos Agrícolas Conceptos básicos de Riego

2 Fuentes de información: http://www.cnr.cl Específicamente en “Presentaciones, cursos y Seminarios”. Casillero: “Documentos digitalizados”. Destacan: Varas B., E. y Sandoval H., J. 1991. Manual de Riego. INIA, Quilamapu. INIA La Platina. Métodos de Riego. Cartilla Divulgativa. Proyecto PROMM. Maldonado I., Isaac. (Ed) 200. Riego y Drenaje Guía del Extensionista. INIA, Chillán, Chile Holzapfel, E. y Matta C., R. 2005. Infiltración de agua en el suelo. Depto. de Recursos Hídricos, U. de Concepción. http://www.sira-arequipa.org.pehttp://www.sira-arequipa.org.pe “Aspectos básicos del riego convencional”

3 El suelo como medio poroso: El suelo es una matriz compuesta por una fase sólida (mineral y materia orgánica), una fase líquida y una fase gaseosa.

4 Densidad aparente: Peso suelo seco (Pss) Da = Volumen total (Vt) Varía entre: 0,7 gr/cm 3 (suelos volcánicos) 1,8 gr/cm 3 (suelos arenosos)

5 V.sólidos Densidad real: Peso suelo seco (Pss) Dr = Volumen sólidos (Vs) Varía muy poco, depende del tipo de minerales que componen la fase sólida. Se asume constante, con un valor de: 2,65 gr/cm 3 VtVt

6 Contenido de agua: Los poros del suelo están ocupados por agua y aire, en proporciones variables que dependen del contenido de humedad del suelo. El contenido de agua se puede expresar en base a dos maneras: Peso ag Ca p = X 100 Peso ss Vol ag. Ca v = X 100 Vol t.

7 ¿Qué relación hay entre contenido de agua en base volumen y contenido de agua en base peso? Ca v = Ca p x Da

8 Ejemplo: Suponga que tiene 1 há con un suelo de 0,8 m de profundidad. El suelo tiene una Da = 1,3 gr/cm 3 Con una pala saca una muestra y pesa = 4,5 kg El suelo lo seca y lo vuelve a pesar = 3,9 kg ¿Cuántos m 3 de agua hay en la há?

9 Contenido de agua: P ag = Peso suelo húmedo – Peso suelo seco 4,5 – 3,9 = 0, 6 kg agua Ca p = ( 0,6 / 3,9 ) x 100 = 15,38 %

10 Sabemos que: Ca v = Ca p x Da Es decir: Ca v = 15,38 x 1,3 = 19,99 % Además: 1 há = 10.000 m 2 x 0,8 m de prof. = 8.000 m 3 Entonces: El 19,99 % de los 8.000 m 3 de la há, es agua 19,99 x 8.000 = 1.600 m 3 de agua en la há 100

11 ¿Cómo se distribuye el agua en el suelo ?

12 Para independizarnos de la superficie del potrero, es mucho más práctico expresar el contenido de agua del suelo en forma de lámina o altura de agua, de la siguiente forma: Ca v x p h = 100 Profundidad del suelo

13 Es decir, los 1.600 m 3 de agua que hay en la há, representa una lámina de: 19,99 % x 0,8 m h = = 0,16 m ó 16 cm 100 Pero si la profundidad del suelo fueran sólo 60 cm: 19,99 % x 60 cm h = = 12 cm 100

14 Ejemplo: Un suelo tiene una Da= 1,4 gr/cm 3 Tiene un Ca p = 10,7 % Llueven 20 mm que humedecen 40 cm ¿Con qué humedad queda? En % v y en altura de agua. Cuántos mm representa el 10,7% 15 x 400 Ca v = 10,7 x1,4 = 15% ; h = = 60 mm 100

15 Después de la lluvia: h = 60 mm + 20 mm = 80 mm Ca v x p Ca v x 400 100 x 80 h = =  Ca v = 100 100 400 Ca v = 20 % Las pp hicieron subir de 15 a 20%

16 Resumiendo: Da (gr/cm 3 ) = Considera el espacio poroso Dr (gr/cm 3 ) = Cte. 2,65 gr(cm 3 ) Ca p (%) = peso del agua respecto al suelo seco Ca v (%) = volumen del agua respecto al v. total Ca v = Contenido agua base peso x Da Ca v x p(cm) h(cm) = 100

17 ¿Cómo medir la Da en terreno?

18 En suelos pedregosos:

19 Estados de humedad de suelo:

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22 CDC Capacidad de Campo PMP Punto de Marchitez Permanente Humedad aprovechable haa Satu- ración haa = CDC - PMP Estados de humedad de suelo:

23 ¿ Cómo se mide la CDC y el PMP En laboratorio midiendo la fuerza con que está retenida el agua: CDC equivale a 1/3 at = 3,33 m de c. a. PMP equivale a 15 at = 150 m de c. a.

24 Placa porosa Muestra de suelo saturado Columna de agua 333 cm  1/3 at

25 Olla a presión 0,1 - 1 at CDC Plato de presión 1- 15 at PMP

26 También es posible medirla en terreno, dando una buena aproximación: 0 a 10 cb: indican que el suelo está saturado. 10 a 20 cb: la humedad está a disposición de la planta con un esfuerzo mínimo. 30 a 60 cb: está asegurada una buena oxigenación de las raíces. En zonas cálidas o tierras muy arenosas, es recomendable iniciar los riegos con lecturas de 40 a 45 cb. En zonas frescas o en las tierras arcillosas, se iniciarán con lecturas de 45 a 60 cb. 70 cb ó superiores: la planta está padeciendo estrés y le resulta muy difícil extraer la humedad.

27 Suelos de texturas : ArenosasFrancasArcillosas CDC Un día después de un riego profundo. Cuando se comprime no sale agua. La mano queda húmeda y da sensación de aspereza Al apretar sale barro entre los dedos. Es sedoso pero cuando se frota en pequeña cantidad parece áspero. Al comprimir el suelo sale barro entre los dedos. Es mut pegajoso. Humedad media, aún no necesita riego Cuando se moldea no forma bola, pero tiende a juntarse Forma bolas y cilindros, pero se quiebran con alguna presión. Muy pegajoso. Forma cilindro que puede ser curvado en forma de “C” Es necesario regar Parece seco. Con presión se une, pero se destruye fácilmente. Parece seco. Con alguna presión puede ser moldeado pero se destruye con poca presión. Parece seco. Aún forma cilindro que se quiebra cuando se intenta curvarlo.

28 Ejercicios Serie de suelos Graneros, de origen aluvial, franco arcillo arenoso muy fino, plano, profundo. Tiene las siguientes características: Profund. (cm) TexturaDa (gr/cm 3 ) CDC (%) PMP (%) haa (cm) 0 – 20 (20 cm) F1,1026,0314,41 20 – 45 (25 cm) F1,1824,5515,30 45 – 75 (30 cm) Fa1,2018,7811,34 75- 120 (45 cm) aF1,3210,026,83

29 (CDC (%) – PMP (%) ) haa (cm) = x Da (gr/cm3) x H (cm) 100 (26,03 % – 14,41 %) haa 1 = x 1,1 (gr/cm3) x 20 (cm) = 2,56 cm 100

30 Ejercicios Serie de suelos Graneros, de origen aluvial, franco arcillo arenoso muy fino, plano, profundo. Tiene las siguientes características: Profund. (cm) TexturaDa (gr/cm 3 ) CDC (%) PMP (%) ha (cm) 0 – 20 (20 cm) F1,1026,0314,412,56 20 – 45 (25 cm) F1,2024,5515,302,78 45 – 75 (30 cm) Fa1,2518,7811,342,79 75- 120 (45 cm) aF1,3210,026,831,89 TOTAL=10,02 cm

31 CDC PMP Humedad aprovechable haa 100,2 mm CRITERIO DE RIEGO hd = CR x haa

32 TEXTURADa (gr/cm3)CDC (%)PMP (%) Arenoso1,5-1,8 (1,65)6 – 12 (9)2 – 6 (4) Franco arenoso1,4-1,6 (1,50)10 – 18 (14)4 – 8 (6) Franco1,0-1,5 (1,25)18 – 21 (19)8 – 12 (10) Franco arcilloso1,1-1,4 (1,25)23 – 31 (27)11 – 15 (13) Arcillo arenoso1,2 -1,4 (1,30)27 – 35 (31)13 – 17 (15) Arcilloso1,1-1,4 (1,30)31 – 39 (35)15 – 19 (17) VALORES CARACTERÍSTICOS EN FUNIÓN DE LA TEXTURA

33 INFILTRACIÓN DE GUA EN ELSUELO Conceptos básicos:

34 15-20 cm Distancia al borde del cilindro h: Altura de agua sobre el suelo Infiltración de agua en el suelo Conceptos básicos:

35

36 Distancia al borde del cilindro Infiltración de agua en el suelo Conceptos básicos:

37 Y X Y = A * X B

38 Hora del día Tiempo a partir de la aplicación del agua Distancia al borde del cilindro, el cual, está a 25 cm sobre el suelo Hora Tiempo (min) Distancia al borde (cm) Altura agua (cm) Altura Inf. (cm) I. Acum. (cm) 09:0003,5 09:0114,2 09:0224,8 09:0335,3 09:0445,7 09:0556,0 09:10107,0 09:15157,8 09:20208,5

39 Altura de agua sobre el suelo (25 cm – Distancia al borde) Hora Tiempo (min) Distancia al borde (cm) Altura agua (cm) Altura Inf. (cm) I. Acum. (cm) 09:0003,521,5-- 09:0114,220,80,7 09:0224,820,20,61,3 09:0335,319,70,51,8 09:0445,719,30,42,2 09:0556,019,00,32,5 09:10107,018,01,03,5 09:15157,817,20,84,3 09:20208,516,50,75,0 Altura de agua infiltrada (Alt. anterior – Alt. Actual) Infiltrac. acumulada A. anter. + A. actual

40 Hora Tiempo (min) Distancia al borde (cm) Altura agua (cm) Altura Inf. (cm) I. Acum. (cm) 09:0003,521,5-- 09:0114,220,80,7 09:0224,820,20,61,3 09:0335,319,70,51,8 09:0445,719,30,42,2 09:0556,019,00,32,5 09:10107,018,01,03,5 09:15157,817,20,84,3 09:20208,516,50,75,0 09:25259,115,90,65,6 09:30309,515,50,46,0 09:404010,215,80,76,7 09:505010,814,20,67,3 10:006011,313,70,57,8 10:157512,013,00,78,5 10:309012,6 (7,0)12,4 (18)0,69,1 10:451057,517,50,59,6 11:001208,017,00,510,1

41 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,9 0,8 0,7 5,0 1,0 4,0 3,0 2,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 43218765403020109806050100 T (min) I. Acum (cm/min)

42 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,9 0,8 0,7 5,0 1,0 4,0 3,0 2,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 43218765403020109806050100 T (min) I. Acum (cm/min) 8,3 cm 4,5 cm 4,5 B = = 0,542 8,3 A I. acum. = A * T B I. acum. = 0,88 * T 0,542

43 Ejemplo: ¿Cuánta agua infiltraría si se riega durante 4 horas? I.acum (cm) = A * T B I.acum (cm) = 0,88 * 240 0,542 = 17,16 cm = 171,6 mm = 171,6 mm x 10 = 1.716 m 3 /ha

44 I.acum 1 / B I.acum (cm) = A * T B T (min) = A 8 cm 1 / 0,542 T (min) = = 58,7 min 0,88 Ejemplo: ¿Cuánto tiempo tengo que regar para que infiltren 80 mm? En 4 horas infiltraron 171 mm En casi 1 hora infiltran 80 mm

45 INFILTROMETRÍA EN SURCOS

46 Q entrada Q salida Q infiltrado = Q entrada – Q salida Q infiltrado

47 Q infil. (lt/seg) x 6 VI (cm/min) = L (largo surco, m) x P (distanc. entre surcos, m)

48 Y = a X b Y X VI = a T b

49 Tiempo (min)Caudales (L/seg) HoraEntradaSalidaProm.EntradaSalidaDiferenc.VI (cm/min) 8:00inicio 8:15150 2,2 8:161618,52,21,350,850,57 8:1818310,52,21,530,670,45 8:2020512,52,21,780,420,28 8:25251017,52,21,850,350,23 8:30301522,52,21,910,290,19 8:40402532,52,21,950,250,17 8:50503542,52,22,010,190,13 9:00604552,52,22,030,170,11 9:15756067,52,22,060,140,09 9:30907582,52,22,080,120,08 10:00120105112,52,22,100,100,07 Q x 6 VI = L x P

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51 6,75 cm -5,25 cm VI = 1,15 T -0,78 1,15 

52 I.acum = A * T B VI = a * T -b Tiempo mm agua

53 Ejercicio: Cultivo: Maíz con prof. raíces de 75 cm ET Maíz: 8 mm/día Serie Suelo: Graneros haa : 8,13 cm Se regará cuando se haya consumido el 60% de haa La VI medida en surco infiltrómetro = 0,18 T -0,35 ¿Cuánto tiempo debe pasar agua por los surcos? ¿Cada cuántos días debiera regar?

54 Serie Graneros Profund. (cm) TexturaDa (gr/cm 3 ) CDC (%) PMP (%) haa (cm) 0 – 20 (20 cm) F1,1026,0314,412,56 20 – 45 (25 cm) F1,2024,5515,302,78 45 – 75 (30 cm) Fa1,2518,7811,342,79 TOTAL=8,13 cm Altura de déficit (hd) = 0,6 * 8,13 = 4,88 cm hd = 4,88 cm Criterio de riego

55 I.acum = A * T B VI = a * T -b a A = (-b + 1) B = (-b + 1) VI = 0,18 * T -0,35 I.acum = 0,28 * T 0,65

56 hd (mm) Frecuencia de riego (FR días) = ET (mm/día) 48,8 (mm) FR = = 6,1 = 6 días 8 (mm/día) 4,88 cm 1 / 0,65 T (min) = = 81,6 min 0,28 hd

57 Resumiendo: ( CDC x PMP ) hd = x Da x Prof X Cr.R 100 VI = a * T -b I.acum = A * T B hd 1/B T.inf = A hd FR = ET Tiempo mm agua

58 GRACIAS