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1. Introducción.
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4. GESTIÓN DEL RIEGO.
La programación del riego debe responder a dos preguntas básicas: cuándo regar y cuánta agua hay que aportar. La respuesta a la primera pregunta es el intervalo de riegos, que corresponde al de tiempo transcurrido entre dos aportaciones de agua. La cantidad de agua que se debe aportar en cada riego, es la dosis neta de riego.
Una información importante en la programación del riego es la que tiene que ver con las relaciones suelo-agua-planta. Dentro de estas relaciones destacan, en primer lugar, los procesos de evapotranspiración. Por un lado está la transpiración llevada a cabo por la planta: el agua es tomada por la planta desde suelo y se evapora hacia la atmósfera, principalmente, a través de los estomas. Simultáneamente, el agua que humedece la superficie del suelo también se evapora. La suma de estos dos fenómenos es la evapotranspiración. Para que este fenómeno se produzca, el suelo debe disponer de agua suficiente y tiene varios orígenes: i) el agua de lluvia, ii) la ascensión capilar desde las capas freáticas más profundas y iii) el riego. Las pérdidas de agua, además de la evapotranspiración, se producen por escorrentía superficial y por percolación profunda, por debajo del alcance de las raíces. El aporte y la pérdida de agua incidirán en la cantidad de agua almacenada en el suelo o “stock”. Esta cantidad de agua almacenada en el suelo incide de manera importante en la programación de riego de baja frecuencia (intervalo de riegos superior a tres días) y tiene una menor importancia en el de alta frecuencia (intervalo de riego inferior a tres días). A su vez, las relaciones suelo-agua-planta dependerán de factores tan importantes como la textura, que establece, entre otros aspectos, la capacidad de retención del agua en el suelo. También son importantes para la programación del riego la distribución de las raíces, aireación del suelo, variabilidad espacial, etc.
Otro aspecto importante a considerar en una programación de riegos es el conocimiento de la función de producción del cultivo, es decir, la relación del agua aplicada con la producción obtenida. La función de producción varía a lo largo del crecimiento del cultivo y permite conocer cuáles son los momentos clave en la aplicación del agua al cultivo. El desarrollo de funciones de producción no está muy extendido, con lo que la carencia de este tipo de información se ha de suplir con la experiencia del regante. También es importante la información que se tenga sobre el estado de la planta (estado vegetativo de la planta, grosor del tronco, temperatura de hoja, etc.) y la atmósfera circundante (temperatura ambiente, evapotranspiración de referencia, humedad relativa,…) que influirán de manera significativa en la programación de riegos.
Dependiendo de la naturaleza de las informaciones que se tengan de los aspectos anteriormente citados se definen los principales métodos de programación de riegos.
4.1. Objetivos de la programación.
Toda la información disponible para la programación de riegos se utiliza para ejecutar una serie de rutinas. Estas rutinas pueden ser ejecutadas manualmente (por medio de una serie de pautas seguidas por el regante) o bien automáticamente (con algoritmos de control mediante un ordenador de riego). También se pueden ejecutar de forma mixta, programando algunas rutinas automáticamente (por ejemplo, fertirrigación) y otras manualmente (por ejemplo, inicio y fin de riego).
Los objetivos de la programación de riegos pueden perseguir fines técnicos o fines económicos y puede haber combinación de ambos. En el criterio técnico se ha de determinar el volumen y el período de riego a lo largo del ciclo del cultivo a tratar para lograr la máxima producción. Por otro lado, la combinación de los dos criterios persigue la eficiencia máxima del uso del agua. En este caso se buscaría la máxima producción por volumen de agua aplicada. Otro criterio es el del beneficio empresarial, que se consigue cuando se persigue el máximo beneficio en la aplicación del agua, es decir, cuando el coste de la última unidad de agua aplicada iguala el beneficio que produce.
Las etapas más importantes en la programación de un riego son: toma de datos, análisis de datos y ejecución de rutinas de programación. El proceso se ve reflejado en la Figura 4. Mediante correcciones iterativas, cada una de las etapas se va corrigiendo para adaptarse a las condiciones locales de la zona de riego.
Figura 4. Etapas en la toma de decisión para la programación del riego.
5. MÉTODOS DE PROGRAMACIÓN DEL RIEGO.
Se distinguen tres grupos de métodos de programación de riegos. El primer grupo se basa en programar el riego a partir del estado hídrico del suelo (manejo de la reserva de agua en el suelo o stock y el nivel de agotamiento permisible). Este primer grupo de métodos se clasifican en función del procedimiento seguido para medir el contenido de agua en el suelo.
El segundo grupo de métodos está basado en el estado hídrico del cultivo, y sólo permite conocer el momento de inicio del riego, pero no la cantidad de agua a aportar. Para ello se pueden utilizar, entre otros, datos de la temperatura de las hojas, variación del diámetro de algún órgano de la planta, del potencial hídrico del tallo, del flujo de savia, etc.
Por último, está el método basado en el balance hídrico del conjunto suelo-planta-atmósfera.
5.1. Métodos basados en el estado hídrico del suelo.
Estos métodos proporcionan una información puntual sobre una variable del estado del suelo: humedad y componentes del potencial hídrico. El suelo actúa como almacén de agua, con una disponibilidad limitada para la planta. La cantidad de agua disponible, se determina como la diferencia entre la capacidad de campo (CC, que corresponde con un potencial hídrico de -1/3 de bar y se alcanza cuando se ha mojado el terreno abundantemente y se deja drenar libremente) y el punto de marchitez permanente (PMP, correspondiente a un potencial hídrico de -15 bares y coincide con la humedad del suelo cuando el cultivo se marchita definitivamente).
Aunque existen más métodos, se presentan aquellos que utilizan sensores que permiten su conexión a los programadores para la gestión del riego, siendo los más empleados los tensiómetros y los bloques de yeso. Se trata de métodos indirectos, que permiten determinar el contenido de agua en el suelo a partir de la medida de otro parámetro.
5.1.1.Método tensiométrico.
El potencial matricial se mide mediante tensiómetros. Éste es el instrumento más utilizado para programar el riego. Cuando el tensiómetro marca - 0,8 a -1 bar indica que el agua fácilmente asimilable por la planta está próxima al 50%. Para suelos arenosos llega hasta al 70%. Cuando se alcanzan estos valores se puede tener una idea aproximada de la cantidad de agua fácilmente disponible. Requiere mantenimiento y manejo riguroso y tiene un bajo coste.
Figura 5. Evolución de la carga hidráulica en dos tratamientos diferenciales de riego en función del tiempo a 30 cm de profundidad. Con puntos oscuros el más regado y con puntos claros, regado la mitad. Las líneas rectas indican la tendencia de la carga hidráulica.
5.1.2. Bloques de yeso, nylon o fibra de vidrio.
Los más conocidos son las sondas watermark, que miden de forma indirecta el potencial matricial, por lo que requieren calibración. Se basa en medir la resistencia eléctrica entre dos electros que se encuentran en el interior de un bloque de yeso, nylon o fibra de vidrio, enterrado en el suelo. Son baratos y fáciles de instalar. No están indicados para suelos con alta porosidad y la temperatura del suelo interfiere en la medida en un 2% por cada grado.
Debido a su bajo coste se utilizan principalmente con programadores de riego para jardines.
Figura 6. Sonda watermark.
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5.1.3. Reflectometría en el Dominio del Tiempo (TDR).
Este método utiliza la técnica de Reflectometría en el Dominio del Tiempo (Time Domain Reflectometry, TDR), que permite deducir el contenido de agua en el suelo. Se basa en medir la constante dieléctrica del suelo a partir del tiempo de recorrido de un pulso electromagnético a lo largo de dos varillas de acero inoxidable. A pesar de su precisión presenta un alto coste. Su uso no está recomendado en suelos con alto contenido en materia orgánica y suelos de textura fina. Este tipo de sondas no suelen utilizarse con los programadores de riego comerciales.
Figura 7. Sonda TDR.
5.1.4. Reflectometría en el Dominio de Frecuencias (FDR).
Usando una técnica de reflectometría de dominio de frecuencias conocida como capacitancia, las sondas FDR miden la humedad del suelo mediante la respuesta a cambios en la constante dieléctrica del medio.
Uno de los equipos más utilizados que emplea esta técnica es el enviroscan. Esta compuesto por varias sondas conectadas por cable a un datalogger donde se almacenen las lecturas. Cada sonda está compuesta de varios sensores colocados a distintas profundidades dentro de un tubo de PVC. El enviroscan proporciona un gráfico que registra la evolución del contenido de agua en el suelo entre dos límites, permitiendo tomar la decisión de cuándo regar y cuánta agua aplicar. Permite realizar medidas continuas del contenido de agua en el suelo a distintas profundidades. Su uso se está extendiendo en fincas de frutales y hortalizas al aire libre, sin embargo presenta un alto coste. Su empleo es independiente al programador de riego utilizado.
Figura 8. Sonda de capacitancia (FDR).
Siguiendo la evolución de la humedad del suelo, podemos conocer cómo el cultivo va extrayendo el agua del suelo. De esta forma se puede programar el riego para mantener el contenido de agua en el suelo entre dos niveles de humedad. En la Figura 9 se muestra el límite superior, que se fija para evitar el drenaje (y el lavado de fertilizantes) y el límite inferior representa el punto a partir del cual el cultivo sufre estrés hídrico.
Figura 9. Evolución del contenido de agua del suelo tras varios ciclos de riego (Fernández et al., 2001).
Ruiz Canales, A.
Departamento de Ingeniería. Escuela Politécnica Superior de Orihuela. Universidad Miguel Hernández (Alicante).
Molina Martínez, J.M.
Departamento de Ingeniería de los Alimentos y del Equipamiento Agrícola. Área de Ingeniería Agroforestal. Universidad Politécnica de Cartagena (Murcia)
Cancela Barrio J.J.F y Fandiño Beiro M
Escuela Politécnica Superior-Universidad de Santiago de Compostela (Lugo)
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