NECESIDADES DE AGUA EN PARQUES Y JARDINES Unidad de Hidrología Facultad de Agronomía Universidad de la República Ing. Agr. Lucía Puppo

BIBLIOGRAFIA AGORIO, C., CARDELLINO, G. CORSI, W. FRANCO J. 1988. Estimación de las Necesidades de riego en Uruguay. MGAP, DUMA, Montevideo. ALLEN, R.; PEREIRA, L.S.; RAES, D; SMITH, M. 1998. Crop evapotranspiration. FAO. Serie Riego y Drenaje. Tomo 56. BERENGENA, J. 1995. Descripción y estudio comparativo de los métodos en uso para el cálculo de la evapotranspiración de referencia, abril-mayo, Córdoba, España. DOORENBOS, J. y PRUITT, W.O. 1977. Las necesidades de agua de los cultivos. FAO. Serie Riego y Drenaje. Tomo 24. INIA, Las Brujas, 23 de agosto de 1994. Manejo de la información agroclimática para apoyo a la toma de decisiones en riego. Serie de actividades de difusión Nº 26. Martín Rodríguez, A.; Avila Alabarcés, R.; Yruela Morillo, M.; Plaza Zarza, R.; Nevas Quesada, R.; Fernandez Gomez, R. Manual de Riego en Jardines. PEREIRA, L.S. 2004. Necesidades de agua e métodos de rega. Publicaçoes Europa-América. University of California Cooperative Extension. California Departement of Water Resources. 2000. A guide to estimating irrigation water needs of landascape plantings in California. VILLALOBOS, F. J. 1995. Programación de riegos. Córdoba, España.

ESTIMACION DE LAS NECESIDADES DE AGUA 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 del cultivo.

La cantidad de agua que necesitan las plantas Es equivalente a la evapotranspiración (ETc). En un parque dependerá del clima de la localidad, de la mezcla de especies, de su densidad y de las particularidades microclimáticas. El objetivo del riego en parques y jardines es únicamente estético: plantas saludables, con buena apariencia y adecuado crecimiento. Según Costello et al. (2000), esto podría conseguirse con menor cantidad de agua.

ET EVAPOTRANSPIRACION En toda superficie cultivada se produce una pérdida continua de agua cuyo destino es la atmósfera.   Pérdida directa de agua desde de la superficie del suelo o superficie del cultivo  EVAPORACION A través del sistema conductor de la planta  TRANSPIRACION ET Calor latente de vaporización = 2.45 MJ Kg-1

ET DEMANDA EVAPORATIVA DEL AIRE HUMEDAD DEL SUELO RIEGOS LLUVIAS DEMANDA EVAPORATIVA DEL AIRE HUMEDAD DEL SUELO ET PRODUCCIÓN DEL CULTIVO

FACTORES QUE AFECTAN LA EVAPOTRANSPIRACION ETc = mm/día; mm/mes; mm/ciclo Factores climáticos: temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, e intensidad de la radiación solar. En parques y jardines pueden existir zonas con microclimas particulares. Disponibilidad de agua en el suelo. Características del cultivo: tipo de cultivo, grado de cobertura y etapa fenológica del cultivo. En parques y jardines habrá una mezcla de cultivos. Manejo del riego. Casi exclusivamente riegos de alta frecuencia.

Relación entre el consumo de agua disponible y el potencial del agua en el suelo Arenoso franco

CÁLCULO DE LA ETc Métodos directos (miden la ETc) - Lisímetro ET = R + PP - D ±  W Balance hídrico (parcela experimental) ET = R + PP - D ± Esc ±  W

Métodos indirectos Estimación de la ETc Se realiza en un doble paso: Estimación de la ETo (evapotranspiración del cultivo de referencia) Cultivo de referencia: “ Extensa pradera de gramíneas en crecimiento activo, de altura uniforme entre 8 y 15 cm, que sombrea completamente el suelo, libre de plagas y enfermedades y nunca escasa de agua y de nutrientes.” Doorenbos y Pruitt, 1976 2) Corrección por el coeficiente del cultivo (Kc) Depende: del cultivo y de la etapa fenológica. Los valores de Kc para parques y jardines no están normalizados.

1) Estimación de la ETo Por FAO Penman-Monteith (método estándar) - Está tabulado para una serie de años para las cinco estaciones del INIA (estación meteorológica más próxima). Dato de partida para el diseño del proyecto de riego. - El dato en tiempo real sirve para manejar el riego, disponible en la web de INIA A partir del tanque evaporímetro (Eo) - Se dispone de datos promedio confiables (para el diseño). - Es un método simple para manejar el riego, corrigiendo el dato (en tiempo real de la web) por un coeficiente de tanque (Ktan).

FAO Penman-Monteith

Tanque evaporímetro clase “A” h= 25,4 cm 5 cm D 120,5 cm ETo(mm/día)= Eo(mm/día)Ktan

Tanque evaporímetro rodeado por barbecho de secano variable 50 ó más metros Barbecho de secano Dirección de la cual sopla el viento Cubierta verde CASO-B- Tanque evaporímetro rodeado por una cubierta verde CASO-A

El coeficiente K(tan) según la FAO Tanque evaporímetro colocado en una superficie de forraje verde de poca altura

Coeficientes (Ktan) para estimación de ETo Penman-Monteith Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Año Las Brujas 0.71 0.72 0.73 0.65 0.62 0.58 0.63 0.68 La Estanzuela 0.61 0.59 0.56 0.60 0.57 Salto 0.67 0.75 0.70 0.66 0.69 Tacuarembó 0.74 T y Tres Fuente: Puppo, 2007 Evaporación de Tanque “A”: Promedio diario en milímetros y décimos. Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Las Brujas 7.7 6.2 4.9 3.3 2.2 1.6 1.8 2.3 3.5 4.7 6.0 7.4 La Estanzuela 9.0 7.3 5.7 3.8 2.6 2.0 3.0 4.1 5.3 6.9 8.7 Salto 8.5 5.5 3.4 2.4 1.9 3.1 4.2 5.4 7.9 Tacuarembó 7.0 5.9 4.8 3.2 2.1 2.8 3.6 T y Tres 7.2 5.8 1.5 1.7 4.5 Fuente: INIA; elaboración Ing. Agr. Lucía Puppo

2) Corrección por el coeficiente del cultivo (Kc)   ETc = ETo * Kc Kc = coeficiente del cultivo Factores que influyen sobre el Kc Características del cultivo Fecha de plantación Condiciones climáticas Frecuencias de lluvias o riegos en la fase inicial

Los Kc de los cultivos agrícolas y del césped están determinados a partir de trabajos de investigación. Están normalizados para la condición de crecimiento óptimo y máxima producción.

Magnitudes de la ET(cultivo) en comparación con la ET(gramíneas)

Diagrama para el cálculo de Kc ini en función del intervalo entre humedecimientos del suelo (días) y de la ET de referencia, para pequeñas láminas de agua infiltradas (≈ 10 mm)

Obtención del Kc para las fases de crecimiento en cultivos anuales: Precisar la fecha de plantación o siembra Determinar la duración del ciclo del cultivo y de las distintas fases (inf. local) Determinación del Kc de la fase inicial (mediante tabla o gráfico) Determinación del Kc máx. y el Kc final mediante tabla

Se construye la curva del Kc Cultivos anuales

Frutales de hoja caduca Cítricos y demás perennes Aproximadamente constante durante todo el año

Coeficiente para corrección de ETc en montes jóvenes regados con riego localizado. 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Porcentaje de área sombreada Porcentaje de la ETc del monte adulto

h. Cultivos oleaginosos 1.15 Semilla de ricino (Ricinus) 0.55 0.3 Coeficientes de cultivo, Kc, y altura media máxima para plantas sin estrés, bien manejadas, en climas sub- húmedos (HR min = 45% u2 = 2 m/s) para usar le ETo de FAO Penman- Monteith. Fuente: FAO g. Cultivo de fibra 0.35 Algodón 1.15-1.20 0.70-0.50 1.2-1.5 Lino 1.10 0.25 1.2 Sisal8 0.4-0.7 1.5 h. Cultivos oleaginosos 1.15 Semilla de ricino (Ricinus) 0.55 0.3 Colza, Canola 1.0-1.159 0.6 Cártamo 0.8 Sésamo 1.0 Girasol 2.0 i. Cereales 0.4 Cebada 1 Avena Trigo de primavera 0.25-0.410 Trigo de invierno: Con suelo congelado Sin suelo congelado 0.7 Maíz , grano 1.20 0.60-0.3511 2 Maíz, dulce 1.05 Mijo 1.00 0.30 Sorgo: - Grano - Dulce 1.00-1.10 1-2 2-4 Arroz 0.90-0.60 El Kc para sisal depende de la densidad de plantación y el manejo del agua (ej. estrés hídrico intencional) Los valores menores son para cultivos de secano los cuales poseen una menor densidad de plantas. El valor mayor es para cultivos cosechados a mano El primer valor de Kc final es para cosecha de granos con alta humedad. El segundo, para cultivo luego del secado total del grano (18 % de humedad, base total mojada)

Almendras , sin cobertura del suelo 0.40 0.90 0.6518 5 n. Árboles Frutales Almendras , sin cobertura del suelo 0.40 0.90 0.6518 5 Manzanas, cerezas, peras19 sin cobertura, heladas fuertes sin cobertura, sin heladas cobertura activa, heladas fuertes cobertura activa, sin heladas 0.45 0.60 0.50 0.80 0.95 1.20 0.7018 0.7518 0.9518 0.8518 4 Damasco, durazno, frutos de carozo19, 20 sin cobertura del suelo, con heladas fuertes sin cobertura del suelo, sin heladas cobertura activa del suelo, heladas fuertes cobertura activa del suelo, sin heladas 0.55 1.15 0.9018 3 Palta, sin cobertura de suelo 0.85 0.75 Estos Kc final representan Kc antes de la caída de las hojas. Después de la caída de las hojas, Kc final es aprox. 0.20 para suelo limpio, seco o cobertura muerta y el Kc final es aprox. 0.50 a 0.80 para cobertura en activo crecimiento. Refiere a ec. 94, 97 o 98 y nota al pie 21 y 22 para estimar Kc para sitios con cultivos inmaduros Frutos de carozo se aplica a Durazno, damasco , ciruelas, pacanas

Citrus, sin cobertura de suelo21 70 % cubierta vegetativa 50 % cubierta vegetativa 20 % cubierta vegetativa 0.70 0.65 0.50 0.60 0.45 0.55 4 3 2 Citrus , con cobertura activa o malezas22 0.75 0.80 0.85 Coniferas23 1.00 10 Kiwi 0.40 1.05 Olivos (40 to 60 % cobertura del suelo por el cultivo)24 3-5 Pistachos, sin cobertura del suelo 1.10 Nogales 0.6518 4-5 21. Estos valores de Kc pueden calcularse con la formula 98 para Kc min = 0.15 y kc total = 0.75, 0.70 y 0.75 para el inicial, medio y finales de período, y Fc eff = Fc donde fc = fracción de suelo cubierto por el canopy del árbol ( se asume que el sol da directamente arriba). Los valores listados se corresponden con los de Doorenbos and Pruitt (1977) y con otras mediciones recientes. El valor de mediados de cultivo es menor que el de inicio y final debido a los efectos de cierre estomático durante el período de máxima ET. Para climas húmedos y sub-húmedos donde el control estomático de los citrus es menor, los valores de Kc inicial, medio y final puede incrementarse en 0.1 – 0.2, según Rogers et al.. Para cobertura inactiva o moderadamente activa del suelo (cobertura activa del suelo implica cobertura verde y en crecimiento, con un valor de IAF > 2 a 3 aproximadamente), el valor de Kc deberá ser ponderado entre el valor de Kc correspondiente a la ausencia de cobertura del suelo y el valor de Kc para la cubierta activa del suelo, basando la ponderación en el grado de verdosidad y el área foliar aproximada de la cubierta del suelo. 22. Este valor de Kc fue calculado como Kc = fc Kc ngc + (1-fc) Kc cover, donde Kc ngc es el Kc de los citrus sin cobertura activa , Kc cover es el Kc con cobertura activa (0.95) 23. Las coníferas presentan un control estomático significativo para compensar su reducida resistencia aerodinámica. Los valores de Kc pueden ser fácilmente inferiores a los presentados, los cuales representan condiciones óptimas de humedecimiento en bosques extensos. 24. Estos coeficientes son representativos de una cobertura del suelo entre 40 a 60%. Referirse a la Ec. 98 y notas a pie de página 21 y 22 para estimar el valor de Kc en sitios con vegetación inmadura. En España, Pastor y Orgaz (1994) encontraron los siguientes valores de Kc para huertos de olivos con un 60% de cobertura del suelo: 0,50, 0,50, 0,65, 0,60, 0,55, 0,50, 0,45, 0,45, 0,55, 0,60, 0,65, 0,50 para los meses Enero a Diciembre. Se pueden obtener estos coeficientes utilizando Kc ini = 0,65, Kc med = 0,45, y Kc fin = 0,65, considerando una longitud de las etapas inicial, desarrollo, mediados de temporada y final = 30, 90,

Alfalfa (Heno) – efecto promedio de cortes j. Forrajes Alfalfa (Heno) – efecto promedio de cortes - periodos individuales de corte para semilla 0.40 0.4014 0.9513 1.2014 0.50 0.90 1.1514 0.7 Bermuda (Heno) – efecto promedio de cortes - cultivo de primavera para semilla 0.55 0.35 1.0013 0.85 0.65 0.4 Trébol para heno, Berseem efecto promedio de cortes períodos individuales de corte 0.9013 1.1014 0.6 Raigras heno –efecto promedio de cortes 0.95 1.05 1.00 0.3 Sudan grass heno (anual) periodos individuales de corte 0.5014 0.9014 1.2 Pasturas – Rotación de pasturas - pasturas extensivas 0.30 0.85-1.05 0.75 0.15-0.30 0.10 Césped – estación fresca15 - estación cálida15 0.80 k. Caña de azúcar 1.25 3 Si es cosechado fresco para consumo humano. Use Kc final para cultivo de maíz a campo, si el maíz dulce es dejado madurar y secar en el campo. Estos Kc med para los cultivos de heno son un promedio total de los Kc med que incluyen valores promedio de Kc para antes y después del corte. Se aplica al período que sigue al primer período de desarrollo hasta el inicio de la etapa final de la temporada de crecimiento Estos coeficientes de Kc para los cultivos de heno corresponden a, inmediatamente después del corte; cobertura completa; e inmediatamente antes del corte, respectivamente. La temporada de crecimiento es definida como una serie de períodos individuales de corte. Pasturas de estación fría incluyen pasto azul, raigras y festuca. Pasturas de estación cálida incluye pasto bermuda y pasto St. Agustine. El valor 0.95 para pasturas de estación fría representan una altura de cosecha de 0.06 a 0.08 m bajo condiciones generales de césped. Donde se practica el manejo cuidadoso del agua y el crecimiento rápido no es requerido, los kc para el césped se pueden reducir 0.10.

El diseño del equipo de riego deberá satisfacer la ETc máxima. Ejemplo: calcular las necesidades hídricas de una superficie de 4000 m2 de césped.   Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic ETo mm d-1 5,4 4,5 3,5 2,3 1,4 1,0 1,5 3,2 4,2 5,1 Kc 0,9 ETc mm d-1 4,9 4,1 2,1 1,3 2,9 3,8 4,6 ETc mm mes-1 150,7 113,4 97,7 62,1 39,1 27,0 27,9 41,9 89,3 142,3 Total mm 967 El diseño del equipo de riego deberá satisfacer la ETc máxima. La eficiencia de aplicación del equipo de riego 80%. La jornada de riego se ha fijado en 8 horas Vol. neto diario= 0.0049 m d-1x 4000 m2 = 19.6 m3 d-1( netos) Vol. bruto diario= 19.6/0.8 = 24.5 m3 d-1 (brutos) Caudal mínimo de diseño = 24.5/8= 3.1 m3 h-1 (o mayor). En caso de regar día por medio el caudal requerido será el doble.

ETc prom. = 5.7 x 0.90 = 5.1 mm d-1(netos) El manejo del riego se hace variando los tiempos, a partir del valor de ETo (en tiempo real) corregido por el Kc = 0.90 Datos diarios INIA Las Brujas: ETo (mm d-1) 21-1-12 6.9 22-1-12 4.3 23-1-12 6.1 24-1-12 4.4 25-1-12 5.5 26-1-12 5.8 27-1-12 6.7 ETc prom. = 5.7 x 0.90 = 5.1 mm d-1(netos) 5.1/0.8= 6.4 mm d-1(brutos). Frecuencia de riegos (c/2 días); LN = 10.2 mm; LB = 12.8 mm Si la tasa de aplicación del equipo fuese 6.3 mm h-1 Entonces el tiempo de riego sería 12.8/6.3 = 2 h

¿Cómo se calcula el requerimiento hídrico de un parque o jardín ? Especies distintas tendrán necesidades de agua distintas. Si el jardín ya existe, en un sector de riego pueden coincidir especies con requerimientos hídricos muy diferentes. Se deberá satisfacer los requerimientos hídricos de las especies más demandantes; en caso de optar por un riego intermedio, algunas especies podrían presentar un aspecto inferior al óptimo. Por sector de riego se deberé estimar un coeficiente de jardín (Kj) que sustituye al Kc. El Kj tiene en cuenta la mezcla de especies, la densidad de plantación y el microclima. Kj = Ke x Kd x Km Ke = coeficiente de especie; Kd = coeficiente de densidad; Km = coeficiente de microclima

Si se prioriza el uso eficiente del agua, la estética quedará subordinada al agua de riego. Hidrozonas Para facilitar la estimación del Kj conviene diseñar por hidrozonas, con especies que tengan requerimientos hídricos y necesidades de iluminación similares. Dentro de cada hidrozona habrá que combinar la forma, color y textura de las plantas para lograr el objetivo deseado. Se distinguen tres zonas en cuanto a consumo de agua: alto, moderado y bajo.

Hidrozona de alto consumo Especies de follaje exuberante. En las proximidades de la vivienda, para aportar sombra y frescura. Partes visibles: zonas de acceso, paseos, zonas de descanso, etc.

Hidrozona de consumo moderado Se emplean arbustos o flores y bulbos con necesidades medias de agua

Generalmente se destinan a delimitar espacios

Hidrozona de bajo consumo de agua Generalmente se emplean especies autóctonas que luego de su establecimiento requieren poca o nula cantidad de agua

Suelen ubicarse en zonas de tránsito más alejadas de las edificaciones, en los estacionamientos, alineaciones de caminos, etc.

Para calcular de forma aproximada las necesidades de agua del parque o jardín ETj = ETo x Kj Kj = Ke x Kd x Km Ke: No existe una lista normalizada de valores de Ke; los valores de Ke publicados por Martín Rodríguez et al. y por Costello et al. (2000), son valores mínimos para mantener una apariencia aceptable, salud y crecimiento razonable para la especie. Es una clasificación subjetiva (basada en una vasta experiencia de observaciones a campo, no está basada en datos científicos) y la misma podría cambiar en la medida que surja mejor información (Costello et al., 2000).  

Valores de Ke (Martín Rodríguez et al.) Especie Ke Tolerancia a la salinidad Tolerancia al encharcamiento Tipo de especie Aspidistra elatior 0.38 Media V Cyperus papyrus 0.8 Alta Pac Cissus rhombifolia 0.5 Baja PT Citrus spp AP Diksonia antartica H Hedera helix PT/T Impatiens spp 0.65 V/PF Magnolia grandiflora 0.56 Los coeficientes de esta publicación parecen muy bajos.

Valores de Ke (Costello et al.; 2000) Type Botanical name Common name 1 2 3 4 5 6 P Aspidistra elatior cast iron plant L M / Cyperus papyrus umbrella sedge/papyrus H V Cissus rhombifolia grape ivy TS Citrus spp orange, lemon , etc. SP Dciksonia antartica Tasmanian tree fern GC V Hedera helix english ivy S Impatiens spp ¿ T Magnolia grandifl. southern magnolia High (H) Moderate (M) Low (L) Very Low (VL) Ke 0.9-0.7 0.6-0.4 0.3-0.1 <0.1

Coeficiente tipo (Ke) Fuente: www.info.elriego.com Es una guía simple y válida mientras no se cuente con mejor información.

Coeficiente de densidad Kd Describe las diferentes densidades de vegetación. Los jardines recién instalados o aquellos con plantas espaciadas tienen en general menor superficie foliar que los jardines maduros o densos. Las pérdidas de agua en un jardín denso son mayores que en uno de baja densidad. Los jardines más comunes son los de plantaciones mixtas de elevada densidad, es decir aquellos que tienen árboles y arbustos plantados sobre una capa de tapizantes.

Valores de Kd según tipo de vegetación y densidad de plantación Alta Media Baja Árboles 1 1.3 1.0 0.5 Arbustos 2 1.1 Tapizantes 2 Plantación mixta 3 1.3 (1.1-1.3) 1.1 (1) 0.6 (0.5-0.9) Césped 0.6 1 Alta >60%; media 25-60%; baja < 25% 2 Alta > a 90%; baja: recién plantada 3 Baja recién plantada

Coeficiente de microclima (Km) El coeficiente microclima (Km) se utiliza para tener en cuenta las diferencias ambientales sobre las condiciones climáticas propias de la localidad, incluidas en la ETo. Las zonas con distintas condiciones ambientales dentro de una misma zona climática se denominan microclimas. Una condición microclimática media (Km = 1,0) es aquella en la que las estructuras, edificaciones, etc. no influyen en el microclima del jardín. La evaporación que tiene lugar en un jardín rodeado de edificios de hormigón será mayor a la de un jardín rodeado por una zona forestada. Los edificios y pavimento que rodean el jardín reflejan gran parte de la radiación aumentando la radiación neta, a la vez que ceden calor a la atmósfera, incrementando la tasa de evapotranspiración del mismo.

Valores de Km según la ubicación y presencia edificaciones Alta 1 Media 2 Baja 3 Árboles 1.3 1.0 0.5 Arbustos 1.1 Tapizantes Plantación mixta 1.3 (1.1-1.4) 1.1 (1) 0.6 (0.5-0.9) Césped 0.6 1 Rodeado por edificios, pavimento de hormigón y expuesta al viento 2 Espacios abiertos sin vientos extraordinarios ni pavimentos o superficies reflectantes 3 Sombreados la mayor parte del día, sur de edificios y de lomas, bajo aleros; protegidos de los vientos típicos

Ejemplo Se desea calcular las necesidades de agua en el mes de enero de un jardín de un importante edificio de la zona de Carrasco. Está compuesto por una plantación mixta de Magnolia grandiflora, Rododendron, Impatiens; y Hedera helix. La vegetación está bien establecida y completamente desarrollada, expuesta al sol durante todo el día y rodeada de pavimento.

Ke promedio o ponderado por la composición del jardín = 0.9 Solución ETj mm d-1= ETo x Kj Estimamos el coeficiente Kj = Ke x Kd x Km Magnolia gr. (Ke req. moderados) = 0.8 Rododendron (Ke req. altos) = 1 Impatiens (Ke req. altos) = 1 Hedera helix (Ke req. moderados) = 0.7 Ke promedio o ponderado por la composición del jardín = 0.9 Kd alta densidad = 1.2 Km (expuesto al sol y rodeado de pavimento) = 1.3 Kj = 0.9 x 1.2 x 1.3 = 1.4

ETo para enero = 5.4 mm d-1 (valor promedio mensual) ETj para enero = 5.4 x 1.4 = 7.6 mm d-1 (dosis neta de riego) El tiempo de riego deberá calcularse de forma de aplicar la dosis bruta de riego. Dosis bruta = 7.6 mm d-1/eficiencia de aplicación del método de riego Caudal mínimo de diseño = 7.6 l/m2/d x m2 del jardín/ eficiencia/ jornada de riego en hr