RELACION: AGUA, ASUELO, PLANTA, ATMOSFERA (RASPA) INTRODUCCION COMPONENTES DE UN AGROECOSISTEMA INTERACCIONES CONDICIONES FAVORABLES Y LIMITANTES EJEMPLOS EVAPOTRANSPIRACION ¿CALENDARIO DE RIEGOS?

El agua: un reto mundial para el Siglo XXI Gráfica 6 El agua: un reto mundial para el Siglo XXI 1,000 2,000 3,000 4,000 1900 1940 1960 2000 Doméstico Industrial Agrícola Total km 3 /año Principales usos: Evolución mundial de la demanda 70% de la Tierra está cubierta con agua, pero menos de 0.01% es aprovechable para consumo humano. La demanda mundial del agua en el siglo XX ha aumentado más de seis veces. Crecientes problemas en la calidad del agua han causado deterioro a la salud y daños irreversibles a los ecosistemas. Ha crecido la competencia entre usuarios, regiones y países por el uso del agua.

Distribución irregular del recurso agua: indicadores socioeconómicos 20% de la precipitación 76% de la población 90% del riego 70% de la industria 77% del PIB 80% de la precipitación 24% de la población 10% del riego 30% de la industria 23% del PIB

Distribución temporal Distribución espacial Precipitación media (mm) Precipitación anual Distribución temporal 160 140 Distribución espacial 120 100 Precipitación media (mm) 80 60 40 20 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Precipitación media anual (1941–1998) 772 mm Equivalente a 1,519 km3 0–800 mm/año 800–1,500 mm/ año Más de 1,500 mm/año

Disponibilidad media anual de agua per cápita en diversos países 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 43.30 29.06 20.00 13.32 9.51 4.38 3.34 2.35 2.28 1.02 Canadá Brasil Argentina Bangladesh Indonesia Estados Unidos MÉXICO Japón Turquía China India Egipto Miles de m3/hab/año 99.69 Disponibilidad per cápita en México Mínima: 227 m3/hab/año en el Valle de México Máxima: 28,453 m3/hab/año en Chiapas y Tabasco Promedio nacional: 4,986 m3/hab/año 4.99 0.16 Arabia Saudita Francia 3.32

AGUA

SUELO

Radiación solar Composición Se conoce por radiación solar al conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol se comporta prácticamente como un cuerpo negro que emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de unos 6000 K. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta

PRESION ATMOSFERICA Y VIENTOS Dentro de nuestro planeta, nosotros vivimos en la zona más profunda de la atmósfera y soportamos el peso de la columna de aire que está por encima y rodea a todos los cuerpos. Asimismo podemos decir que la atmósfera se extiende hasta cerca de los 2 mil Km. de altura.

Interacción clima-cultivo Las plantas son seres extremadamente sensibles a las tormentas, las sequías y las inundaciones (porque interactúan con su medio directamente intercambiando con él agua y energía). Estos sucesos climáticos pueden tener efectos muy negativos en la producción de los cultivos disminuyendo enormemente su rendimiento. Ahora veremos cómo afectan a los vegetales las temperaturas, la humedad y la precipitación.

Efecto del viento

Efecto del frío

Factor biótico

LLUVIAS Precipitación La precipitación es la principal fuente de agua para mantener la humedad del suelo y, probablemente, el factor más importante en la determinación de la productividad de los cultivos (si llueve más hay más producción y viceversa). Un cambio en el clima puede producir cambios en la precipitación, tanto para aumentarla como para disminuirla

HORAS FRIO

Requerimiento en frío de especies caducas (n° horas <7°C) Cálculo de horas frío 1. Método de Damota HF = 485.1 – 28.52 X Ejercicio Datos: Chapingo (32 años) Nov. 13.1 Dic. 11.7 Ene. 11.6 Feb. 13.2 ∑= 525.6 Almaguer, V. G. 1997. Fruticultura general. UACH.

RADIACIÓN SOLAR EN EL CULTIVO El crecimiento del cultivo está determinado en primer lugar por la cantidad de radiación solar que puede interceptar y usar durante su vida. Un exceso de radiación raramente es un problema, siempre que estén disponibles agua y nutrientes. Para obtener rendimientos altos las hojas deberán crecer y cubrir la superficie del suelo tan pronto como sea posible después de la siembra. Si este proceso se demora, la radiación solar se pierde en forma de calor incorporado al suelo desnudo, evaporando la humedad del suelo. La radiación solar es especialmente importante para el rendimiento durante el período que va del final del encañado hasta una semana después de la antesis. En este período, una baja radiación acompañada por temperaturas altas reduce el número de granos y afecta seriamente el potencial de rendimiento.

AGROSISTEMAS Cada tipo de planta tiene características diferentes, por eso no todas crecen igual en todos los tipos de entornos y en los mismos rangos de temperatura. Cuando se supera el rango de temperatura óptimo de una especie particular, ésta tiende a responder de forma negativa, disminuyendo su producción. La mayoría de las plantas son muy sensibles a las altas temperaturas, aunque esto varía mucho dependiendo de la edad de la planta y de su capacidad para soportar situaciones adversas.

MAIZ FRIJOL ARROZ TRIGO

TOMATE VERDE COL TOMATE ROJO PEPINO COLIFLOR

Las etapas jóvenes del crecimiento de una planta son las más sensibles y vulnerables a climas extremos. Vamos a ver cuáles son algunos de estos mecanismos de interacción y cómo reaccionan las plantas al calor o la lluvia

Las altas temperaturas afectan a las plantas directamente aumentando la tasa de evaporación. Las hojas están provistas de estomas, que son el mecanismo más importante de regulación de agua dentro de la planta. Están compuestos por dos células guardián que se encargan de abrir o cerrar los poros dependiendo de lo que la planta necesite. Así, durante periodos secos se cerrarán para que la planta no pierda mucho agua y estarán abiertos en periodos de humedad normal.  

Las altas temperaturas afectan a las plantas directamente aumentando la tasa de evaporación. Las hojas están provistas de estomas, que son el mecanismo más importante de regulación de agua dentro de la planta. Están compuestos por dos células guardián que se encargan de abrir o cerrar los poros dependiendo de lo que la planta necesite. Así, durante periodos secos se cerrarán para que la planta no pierda mucho agua y estarán abiertos en periodos de humedad normal.  

CAM y c4 son tipos de plantas adaptadas a vivir en ambientes cálidos y áridos las primeras y cálidos pero más húmedos las segundas. En estos ambientes la apertura de estomas para dejar circular el aire y así poder fijar el CO2 les supondría perdidas de agua, de ahí que las c4 y CAM utilicen mecanismos de acumulación de CO2 que les permitan evitar esas perdida de agua. Plantas C3 y C4: En muchas plantas xerófitas monocotiledóneas se lleva a cabo una fase oscura de la fotosíntesis especial (plantas C4) comparado con lo que ocurre normalmente (plantas C3). Las C4 permiten una mayor eficacia fotosintética ya que disminuyen la fotorrespiración.

Plantas C3

Plantas C4

Precipitación La precipitación es la principal fuente de agua para mantener la humedad del suelo y, probablemente, el factor más importante en la determinación de la productividad de los cultivos (si llueve más hay más producción y viceversa). Un cambio en el clima puede producir cambios en la precipitación, tanto para aumentarla como para disminuirla

Determinación del volumen de agua en un suelo Ortíz, V. B. y Ortíz, S Determinación del volumen de agua en un suelo Ortíz, V. B. y Ortíz, S. C. A. 1984 El porcentaje de peso de gua puede cambiarse a volúmenes aproximados de agua, asumiendo que un suelo promedio pesa 2.5 millones de Kg por 20 cm de espesor por hectárea . Ejemplo: Si el % de humedad de un suelo franco a capacidad de campo es de 18.1 Entonces, los kg de agua / a los 20 cm serán: Solución: 0.181 * 2.5 millones de Kg. = 452, 500 kg pero 452 500 = 452.5 m3 Entonces: 452.5 m3 /Ha ö entre 10, 000 m2 = 0.04525 m También pueden ser 4.525 cm

EVAPOTRANSPIRACION ¿DONDE REGAR? ¿PORQUE REGAR? ¿CUANDO? ¿CUANTO? ¿COMO?

ESTIMACION DE LAS NECESIDADES DE AGUA/CULTIVO Constituye un dato básico para: * El diseño de un proyecto de riego. Planificación de la estrategia de riego. Para lograr rendimientos altos y estables, con la máxima calidad de producto cosechable, se requiere satisfacer la máxima evapotranspiración el cultivo

FACTORES QUE AFECTAN LA EVAPOTRANSPIRACION Factores climáticos: temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, e intensidad de la radiación solar. ETc = mm/día; mm/mes; mm/ciclo Disponibilidad de agua en el suelo. Características del cultivo: tipo de cultivo, grado de cobertura y etapa fenológica del cultivo. Manejo del suelo y del riego.

Como estimar los requerimientos de riego de un cultivo Se debe estimar la evapotranspiración máxima y la lluvia efectiva La evapotranspiración máxima se estima a partir de la lámina de evapotranspiración potencial Etx = Evapotranspiración máxima EVT= Evapotranspiración potencial Kc= Coeficiente de corrección por el desarrollo del cultivo Etx = Kc * EVT

Para calcular la Etx, de un cultivo primero se estima la EVT en base a la evaporación en tanque. Se considera que de 70 a 80 % de la lámina evaporada en la tina es un buen estimador de la EVT para periodos mayores de 5 días. Ejemplo: si la evaporación en un día (tanque) es de 3.8 mm, entonces la Evaporación Potencial (EVT) será de 3.8 * 0.8 = 3.04 mm Para calcular la Etx del cultivo de maíz, es necesario estimar el porcentaje de desarrollo el cual depende del tiempo que dura el cultivo desde la siembra hasta la cosecha Ejemplo: Si el cultivo tiene una duración de 135 días entre siembra y maduración, entonces el % de desarrollo (DV) a los 35 días será. DV = 35 * 100 / 135 = 25.9 % A continuación se muestra un ejemplo de cálculo, usando datos semanales de evaporación en tina

t = % del ciclo biológico del cultivo. Cálculo de la Etx del cultivo de maíz para periodos semanales (19): inicio 1° de mayo Semana % desarr. Evaporac. EVT Kc ETx ETx acum. 1 47.2 0.42 2 53.4 0.45 3 50.2 0.51 4 56.0 0.57 5 53.2 0.62 6 46.8 0.72 7 40.6 0.82 8 40.5 0.92 9 35.8 1.02 10 38.2 1.06 11 33.6 1.07 12 34.0 1.08 13 32.9 14 31.2 0.95 15 35.9 0.85 16 32.2 0.71 17 30.2 18 30.3 19 29.8 Kc = 0.0942 + 0.02774 t – 0.0002126 t2 t = % del ciclo biológico del cultivo.

CALCULO DEL CALENDARIO DE RIEGO ??????????????????????????????????????????????????