validaciÓn del modelo de evapotranspiraciÓn de …
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TORREÓN
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADOS E INVESTIGACIÓN
VALIDACIÓN DEL MODELO DE EVAPOTRANSPIRACIÓN
DE SEGURA Y ORTIZ EN PEPINO BAJO CONDICIONES
PROTEGIDAS
Tesis que presenta:
SERGIO ARTURO ORTIZ DÍAZ
Como requisito parcial para obtener el grado de:
MAESTRO EN CIENCIAS EN IRRIGACIÓN
Director de tesis:
DR. PABLO YESCAS CORONADO
Torreón, Coahuila, México
Junio 2019
Instituto Tecnológico de Torreón
Tesis elaborada bajo la supervisión del comité particular de tesis la cual ha sido
aprobada y aceptada como requisito parcial para obtener el grado de:
MAESTRO EN CIENCIAS EN IRRIGACIÓN
COMITÉ PARTICULAR
DIRECTOR DE TESIS: _________________________________
DR. PABLO YESCAS CORONADO
CODIRECTOR DE TESIS: ___________________________________
DR. MIGUEL ÁNGEL SEGURA CASTRUITA
ASESOR: __________________________________
Ph.D. VICENTE DE PAUL ALVAREZ REYNA
ASESOR: __________________________________
DR. JOSÉ ALFREDO MONTEMAYOR TREJO
Torreón, Coahuila, México Junio 2019
II
DEDICATORIAS
A Dios
Por permitirme dar un paso más en mi formación personal. Por protegerme
y darme fuerzas para superar obstáculos a lo largo de mi vida y llegar hasta este
momento tan importante al lado de mi familia.
A mis padres
Por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por
estar conmigo y dedicar tiempo y esfuerzo para ser un hombre de bien dándome
la oportunidad de tener una educación, pero más que nada, por su amor.
A mis hermanos
Por el apoyo incondicional, sus consejos, por todo lo que hacen por mí y
acompañarme en esos momentos que necesite de su apoyo y comprensión.
Al amor de mi vida
Por ser parte importante de mi vida, por su apoyo en el logro de mis metas
profesionales, su amor incondicional y motivación brindada día con día.
III
AGRADECIMIENTOS
Al Instituto Tecnológico de Torreón, por abrirme las puertas y darme la
oportunidad de fortalecer mi formación profesional.
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el apoyo
otorgado para realizar mis estudios de posgrado.
Al Dr. Miguel Ángel Segura Castruita, por su valiosa sugerencia y aportación
en la realización del presente trabajo de tesis.
Al Dr. Pablo Yescas Coronado, por su apoyo y participación en la revisión del
presente trabajo de investigación.
Al Ph.D. Vicente De Paul Alvarez Reyna, por su apoyo absoluto, colaboración
en este trabajo y paciencia en la revisión del mismo, agradezco su amistad y
confianza.
Al Dr. José Alfredo Montemayor Trejo, por su apoyo y participación en el
presente trabajo de investigación.
Al Dr. Pablo Preciado Rangel, por su apoyo incondicional para desarrollar este
trabajo experimental.
A mi compañero Oscar Sariñana Aldaco, por su amistad, por los momentos
que hemos compartido tanto profesional como personalmente.
IV
ÍNDICE DE CONTENIDO
DEDICATORIAS ............................................................................................................................... II
AGRADECIMIENTOS ..................................................................................................................... III
ÍNDICE DE CUADROS.................................................................................................................. VII
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................... VIII
RESUMEN ........................................................................................................................................ IX
ABSTRACT ....................................................................................................................................... X
I INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 1
1.1 Objetivos ............................................................................................................................ 3
1.1.1 General ....................................................................................................................... 3
1.1.2 Específicos ................................................................................................................ 3
1.2 Hipótesis ............................................................................................................................ 4
II REVISIÓN DE LITERATURA ................................................................................................. 5
2.1 Evapotranspiración ........................................................................................................... 5
2.2 Conceptos de evapotranspiración ................................................................................. 6
2.2.1 Evapotranspiración real o de referencia (ETc) .................................................... 6
2.2.2 Evapotranspiración potencial (ETP) ...................................................................... 7
2.3 Métodos y modelos más comunes para estimar la ET ............................................... 7
2.3.1 Tanque evaporímetro ............................................................................................... 8
2.3.2 Los lisímetros ............................................................................................................ 9
2.3.3 Ecuación Fao-Penman-Monteith (PME) ............................................................. 10
2.3.4 Ecuación Hargreaves-Samani .............................................................................. 11
2.3.5 Modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz ............................................. 12
2.4 Coeficiente de cultivo (kc) ............................................................................................. 13
2.5 Agricultura protegida ...................................................................................................... 14
2.5.1 Invernaderos............................................................................................................ 15
2.5.2 Malla sombra ........................................................................................................... 15
2.5.3 Macro túnel .............................................................................................................. 16
2.5.4 Micro túnel ............................................................................................................... 17
2.6 Sustratos .......................................................................................................................... 18
2.7 Eficiencia de uso de agua en la agricultura ................................................................ 19
V
2.8 Cultivo de pepino ............................................................................................................ 20
2.8.1 Taxonomía y morfología ........................................................................................ 20
2.9 Requerimientos edafoclimáticos del cultivo ............................................................... 22
2.9.1 Temperatura ............................................................................................................ 22
2.9.2 Luz ............................................................................................................................ 23
2.9.3 Riego ........................................................................................................................ 23
2.9.4 Suelo ......................................................................................................................... 24
III MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................................ 25
3.1 Localización del experimento ...................................................................................... 25
3.2 Diseño experimental ...................................................................................................... 25
3.3 Calculo de la evapotranspiración diaria del cultivo ................................................... 26
3.4 Variables de evaluación para el modelo. .................................................................... 26
3.4.1 Temperatura máxima y mínima diaria. ................................................................ 26
3.5 Material vegetal ............................................................................................................... 27
3.6 Medio del cultivo ............................................................................................................. 27
3.6.1 Propiedades físicas del sustrato .......................................................................... 28
3.7 Riego ................................................................................................................................ 30
3.7.1 Solución nutritiva utilizada ..................................................................................... 30
3.8 Labores culturales .......................................................................................................... 32
3.9 Variables evaluadas en planta .................................................................................... 33
3.9.1 Altura de planta ....................................................................................................... 34
3.9.2 Diámetro de tallo ..................................................................................................... 34
3.9.3 Área foliar ................................................................................................................. 34
3.10 Rendimiento .................................................................................................................... 35
3.10.1 Numero de frutos por planta ................................................................................. 35
3.10.2 Peso de frutos por planta ...................................................................................... 35
3.10.3 Longitud y diámetro de fruto ................................................................................. 35
IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................................. 36
4.1 Aplicación del modelo y método del lisímetro para el cálculo de la ETP ............. 36
4.2 Tasa de evapotranspiración calculada ........................................................................ 37
4.3 Propiedades físicas del sustrato .................................................................................. 38
4.4 Características agronómicas del cultivo de pepino bajo los diferentes
tratamientos ................................................................................................................................. 39
VI
4.4.1 Altura de planta ....................................................................................................... 39
4.4.2 Área foliar ................................................................................................................. 40
4.4.3 Diámetro de tallo ..................................................................................................... 40
4.5 Rendimiento del cultivo de pepino ............................................................................... 41
4.5.1 Numero de frutos por planta ................................................................................. 41
4.5.2 Peso de fruto ........................................................................................................... 42
4.5.3 Longitud y diámetro de fruto ................................................................................. 42
4.6 Eficiencia de uso de agua ............................................................................................. 43
4.7 Validación del modelo .................................................................................................... 44
V CONCLUSIONES ................................................................................................................... 46
VI LITERATURA CITADA .......................................................................................................... 47
VII
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Análisis de agua de riego…………………………………………..………31
Cuadro 2. Fertilizantes utilizados en la preparación de la solución nutritiva….….32
Cuadro 3.- Ecuaciones mensuales de evapotranspiración del modelo de Segura y
Ortiz………………………………………………………………………………………..36
Cuadro 4. Propiedades físicas del sustrato……………………………………..….…39
Cuadro 5. Altura de planta, diámetro de tallo y área foliar en rendimiento bajo la
aplicación de agua por el método del lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz…...41
Cuadro 6. Número de frutos en planta por cosecha, peso, longitud, diámetro de
fruto y rendimiento bajo la aplicación de agua en base al lisímetro y el modelo de
Segura y
Ortiz……………………………………………………………………………….……….43
VIII
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Tasa de evapotranspiración en mm/día, por el método de lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz…………………………………………………………….…38
IX
RESUMEN
La evapotranspiración es de gran importancia, su conocimiento y
estimación es determinante para la planeación del recurso hídrico y en lo
particular, para el uso eficiente del agua de riego. El cálculo de la misma puede
llevarse a cabo mediante diferentes métodos y modelos matemáticos, los cuales
son de gran utilidad en el control y aplicación del riego. La comparación de
diferentes métodos permite analizar la confiabilidad de los resultados. En el
presente estudio se midió la evapotranspiración del cultivo de pepino (Cucumis
sativus L.) bajo condiciones protegidas, mediante el método del lisímetro y el
modelo de Segura y Ortiz. El experimento se estableció en invernadero en el
campo experimental del Instituto Tecnológico de Torreón. Los resultados
mostraron que la evapotranspiración promedio determinada por el método de
lisímetro fue de 1.754 mm/día durante el ciclo del cultivo, mientras que la
estimada por el modelo de Segura y Ortiz fue de 1.043 mm/día, lo que indica que
el modelo subestimó los valores de ETP en comparación al lisímetro. Sin
embargo, los valores obtenidos en cuanto a ETP diaria y variables evaluadas en la
planta (altura de la planta, diámetro de tallo, área foliar y rendimiento) demuestran
que no existe diferencia significativa al comparar los resultados, lo cual indica
que el modelo puede ser utilizado como una herramienta para calcular
directamente la ETP de cultivos en condiciones protegidas.
Palabras clave: modelo, evapotranspiración, lisímetro, condiciones protegidas,
Cucumis sativus L.
X
ABSTRACT
Evapotranspiration is an important element, understanding and estimating it is
crucial for planning the use of water resource, particularly, efficient use of irrigation
water. The determination can be carried out using different methods and
mathematical models, which are very useful in the application and control of
irrigation. The comparison of different methods allows to analyze the reliability of
the results. In the present study measured the evapotranspiration of cucumber
(Cucucmis sativus L.) under protected conditions, by the lysimeter method and of
Segura and Ortiz the model. The experiment was established a greenhouse in the
experimental field of the Technological Institute of Torreón. The results showed
that the average evapotranspiration measured by the lysimeter method was 1,754
mm/day during the crop cycle, while the estimate for the Segura y Ortiz model was
1,043 mm/day, which indicates that the model underestimated the ETP values
compared to the lysimeter. Nevertheless, the values obtained of daily ETP and
variables evaluated in the plant (height of the plant, stem diameter, leaf area and
crop yield) they show that it does not exist significant difference when comparing
the results, this indicates that the model can be used a tool for directly calculating
the ETP of crops under protected conditions.
Keywords: model, evapotranspiration, lysimeter, protected conditions, Cucucmis
sativus L.
1
I INTRODUCCIÓN
La evapotranspiración es un elemento importante del ciclo hidrológico y
balance de energía en la superficie terrestre, su conocimiento y estimación es
determinante para la planeación del recurso hídrico y en lo particular, para el uso
eficiente del agua de riego (Avendaño et al., 2015).
La evapotranspiración (ET) se define como el proceso combinado en el cual
el agua se pierde del suelo por evaporación de las plantas al realizar la
transpiración (Allen, 2006). La estimación de la evapotranspiración de un cultivo
específico se necesita considerar al propio cultivo y condiciones ambientales de
la zona. Existen diferentes métodos seguros y prácticos para estimar la
evapotranspiración potencial.
Los modelos de evapotranspiración potencial (ETP) generalmente se basan
en datos meteorológicos tales como temperatura, radiación neta, flujo de calor del
suelo, velocidad del viento, humedad relativa, entre otros (Douglas et al., 2009).
2
Entre los métodos usados para medir la evapotranspiración en una superficie
cultivada destaca el del lisímetro, que mide la evaporación del suelo desnudo o la
evapotranspiración del área sembrada con un cultivo (Murillas y Londoño, 2015).
Los lisímetros son depósitos llenos de suelo, que gracias a su principio de
funcionamiento permite medir la cantidad agua que se pierde por
evapotranspiración y drenaje para conocer el volumen de agua contenido en el
suelo.
Sin embargo, existen modelos sencillos que permiten estimar la ETP. El
modelo de Segura y Ortiz se caracteriza por manejar variables como temperatura
máxima y mínima, altitud y datos meteorológicos, generando dos modelos de
regresión lineal múltiple para calcular la ETP, que demuestra resultados con un
poder predictivo mayor a 75% (Segura-Castruita y Ortiz-Solorio, 2017). El objetivo
de la presente investigación fue validar el modelo de evapotranspiración de
Segura y Ortiz en el cultivo de pepino (Cucumis sativus L.) bajo condiciones
protegidas.
I Introducción
3
1.1 Objetivos
1.1.1 General
Validar el modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz en el cultivo de
pepino (Cucumis sativus L.) bajo condiciones protegidas.
1.1.2 Específicos
Determinar la evapotranspiración por el método de lisímetro y del modelo
de Segura y Ortiz.
Evaluar el desarrollo fenológico y producción del cultivo respecto al uso de
agua en relación a los métodos utilizados.
4
1.2 Hipótesis
El modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz permite hacer una buena
estimación de la evapotranspiración del cultivo de pepino bajo condiciones
protegidas.
5
II REVISIÓN DE LITERATURA
2.1 Evapotranspiración
La evapotranspiración (ET) se define como la transmisión de agua de la
tierra a la atmósfera por los procesos de evaporación de la superficie del suelo y
transpiración de las plantas (Wang and Dickinson, 2012). La ET es uno de los
principales componentes del ciclo hidrológico y del balance de energía,
constituye uno de los procesos críticos e indispensables en diversos campos de
la hidrología, ecología, agricultura y planeación de los recursos hídricos (López-
Avendaño et al., 2015).
Los factores que más influyen en la evapotranspiración, son las condiciones
atmosféricas locales, temperatura, radiación solar, humedad relativa del aire y
velocidad del viento (Allen, 2006). La evapotranspiración puede ser definida a
través de medidas directas o modelos que tengan en consideración la utilización
de elementos meteorológicos; en el primer grupo son utilizados diversos tipos de
lisímetros además del método del balance de agua en el suelo; en el segundo
grupo se usan modelos teóricos, empíricos y evaporímetros, como el Tanque
Clase “A”, procesos controlados por la suspensión de agua a las plantas y por la
6
disponibilidad de energía resultante de la interacción con las variables
meteorológicas que condicionan la demanda atmosférica (Pivetta et al., 2010).
Debido a que la evaporación y transpiración son componentes de la
evapotranspiración del cultivo, los factores que afectan la evaporación en el suelo
son: el tipo de cultivo, clima, evaporación del suelo y etapas de crecimiento
(González-Cervantes et al., 2012).
2.2 Conceptos de evapotranspiración
2.2.1 Evapotranspiración real o de referencia (ETc)
El término evapotranspiración de referencia, se refiere a la tasa
evapotranspiratoria de un cultivo de referencia, de altura uniforme y de activo
crecimiento que no tiene restricción de agua y cubre completamente el suelo,
permaneciendo en óptimas condiciones de humedad. La determinación de la ETc
puede ser realizada por varios métodos, donde se destacan los métodos de
balance de energía, balance de agua en el suelo y lisimetría. Además de estos,
están los métodos de estimación a partir de datos meteorológicos y el tanque de
evaporación (Allen, 2006).
II Revisión de Literatura
7
2.2.2 Evapotranspiración potencial (ETP)
La ETP en la cantidad de agua que requieren los cultivos para su
transpiración y cantidad que se evapora desde el suelo hacia la atmósfera (Allen,
2006). Se basa en que la superficie de referencia es un cultivo hipotético de
pasto, que presenta la altura de 0.12 m, la resistencia superficial fija de 70 s/m y
albedo de 0.23 m. La superficie de referencia es muy similar a una superficie
extensa de pasto verde, bien regada, de altura uniforme, creciendo activamente y
dando sombra totalmente al suelo.
2.3 Métodos y modelos más comunes para estimar la ET
Existen variados métodos para estimar directa o indirectamente la
evapotranspiración de referencia (Balbontín-Nesvara et al., 2011). Los métodos
directos se basan en la entrada y salida de agua en un cultivo específico, donde
se obtiene la evapotranspiración real o similar, entre ellos los lisímetros,
microlisímetros, balance de energía de Bowen y sistema de flujo turbulento, entre
otros.
II Revisión de Literatura
8
Los métodos pueden dividirse en los que utilizan información recolectada en
la superficie y aquellos que emplean información obtenida desde el espacio por
percepción remota. Los primeros pueden, a su vez, clasificarse en directos,
teóricos y empíricos, siendo los primeros aquellos que calculan la ET a través del
control de entradas y salidas de agua en el suelo, mientras que los teóricos se
generan fundamentalmente considerando la evapotranspiración como un
elemento que forma parte del balance de energía y su papel en la transferencia
de masa de vapor de agua entre la tierra y la atmósfera. Los empíricos, son los
métodos más utilizados en los estudios geográficos y medioambientales
(Sánchez and Chuvieco, 2000).
2.3.1 Tanque evaporímetro
El tanque evaporímetro es una técnica simple y económica para estimar la
evapotranspiración de los cultivos. El método consiste en medir la cantidad de
agua evaporada desde un tanque evaporímetro y correlacionarla a la
evapotranspiración de los cultivos (González and Hernández, 2000).
En el tanque evaporímetro la evapotranspiración se relaciona con la evaporación
obtenida del tanque evaporímetro, a través de un coeficiente Kp.
ETo = Kp . E
II Revisión de Literatura
9
Donde:
ETo: Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día).
Kp: Coeficiente empírico de tanque.
E: Evaporación libre de tanque clase A (mm/día).
El coeficiente del tanque evaporímetro depende de la cobertura del suelo
donde se ubica el tanque, sus alrededores, así como el viento y condiciones
generales de humedad presentes, además de la localización y el ambiente del
tanque evaporímetro también tienen influencia en los resultados (Allen, 2006).
2.3.2 Los lisímetros
Un lisímetro es un dispositivo que se emplea en técnicas de riego y cultivo
con el fin de estudiar la variación en peso, drenaje y consumo de agua
experimentada en un cultivo. Los lisímetros más extendidos en el mercado son
aquellos que se utilizan en suelo y requieren de obra civil para su instalación por
lo que poseen cierta complejidad y considerable inversión económica en su
instalación. Sin embargo, existen otros lisímetros de pesada para plantas en
maceta que si bien no están tan extendidos en su uso como los anteriores, son
versátiles para el estudio de consumo de agua en planta (Ruiz-Peñalver et al.,
2012)
II Revisión de Literatura
10
Los lisímetros son tanques aislados rellenos con suelo disturbado o no
disturbado en los que el cultivo crece y se desarrolla en las mismas condiciones
del campo (Olmedo and Vallone, 2011). En lisímetros de pesaje de precisión, la
evapotranspiración se puede obtener con exactitud de décimos de milímetro,
donde la pérdida de agua es medida directamente por el cambio de masa y
períodos pequeños tales como una hora pueden ser considerados.
Mantener alta y constante la humedad del suelo es importante en el
manejo de los lisímetros de drenaje para evitar errores en el cálculo de la ETc y
permitir el drenaje, ya que si esta disminuye marcadamente el lisímetro deja de
drenar (Requena et al., 2012). La utilización de tensiómetros en la programación
del riego en cultivos en constante crecimiento es práctica al integrar factores
relacionados con el riego, clima, suelo y cultivo.
2.3.3 Ecuación Fao-Penman-Monteith (PME)
Existen diferentes modelos para la determinación de ETO, cada uno
cuenta con grado de precisión diferente y su uso depende principalmente del
objetivo final de los datos y la información meteorológica disponible. Actualmente,
II Revisión de Literatura
11
el único modelo masa utilizado para estimar la evapotranspiración es el de
Penman-Monteith modificado por la FAO, utilizado en un sin número de trabajos
de investigación a nivel global (Chávez-Ramírez et al., 2013). Los parámetros
que se requieren para este modelo se describen a continuación:
Donde: Rn es la radiación neta en la superficie del cultivo de referencia (MJ
m-2 día-1); G es el flujo de calor del suelo (MJ m-2 día-1); T la temperatura media
del aire a dos metros de altura (°C); u2 la velocidad del viento a dos metros de
altura (m s-1); es- ea el déficit de presión del vapor (kPa); Δ pendiente de la curva
de presión del vapor (kPa °C-1); y γ la constante psicrométrica (kPa °C-1).
2.3.4 Ecuación Hargreaves-Samani
El método de Hargreaves-Samani utiliza una fórmula para estimar la
evapotranspiración de referencia (ETo) diaria en mm (Hargreaves and Allen,
2003).
II Revisión de Literatura
12
Donde: ETo, es evapotranspiración de referencia; α, es el coeficiente
empírico; Rα, la radiación extraterrestre al tope de la atmosfera (mm/día) y TD, es
la diferencia entre temperatura máxima y mínima diaria (°C).
2.3.5 Modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz
Modelo de evapotranspiración potencial aplicable para México. Calcula la
evapotranspiración potencial a partir de temperatura máxima-mínima y altitud,
relacionando dichas variables con resultados de evapotranspiración potencial
obtenidos con el modelo de Hargreaves y Samani, mediante regresiones lineales
multivariadas. Se compone de dos modelos de regresión lineal múltiple, con el
fin de calcular la evapotranspiración potencial general (ETPg) y mensual (ETPm),
demostrando un poder predictivo mayor de 75%; asimismo, el modelo ETPm
tiene el menor error y estima valores de evapotranspiración potencial similares a
los que se obtienen con Hargreaves y Samani y Penman (Segura-Castruita y
Ortiz-Solorio, 2017).
II Revisión de Literatura
13
Donde: ETPg y RTPm son la evapotranspiración potencial y mensual dada
en mm/día; TX, la temperatura máxima; TN, temperatura mínima; AL, altitud y
parámetros o coeficientes son β0 intercepto, β1, β2, β3, y β3 pendientes.
2.4 Coeficiente de cultivo (kc)
Los efectos combinados de la transpiración del cultivo y evaporación del
suelo se integran en el coeficiente único del cultivo. El coeficiente de cultivo o Kc
incorpora sus características en cuanto a transpiración del cultivo y efectos de la
evaporación desde el suelo de acuerdo con la edafología y la zona geográfica en
donde se encuentre. El Kc es utilizado para la planificación del riego y propósitos
de manejo, definición de calendarios de riego y estudios de balance hídrico, es
por lo que la mayoría de cultivos de importancia agrícola y económica cuentan
con dicho Kc en sus diferentes etapas fenológicas (Sánchez et al., 2017)
El coeficiente de cultivo como en un factor que refleja aspectos biológicos,
propios del cada cultivo (Requena et al., 2012). Dentro de estos factores se
encuentra, la altura de la planta, comportamiento estomático, área foliar y
sistema de conducción. El coeficiente de cultivo se puede determinar dividiendo
la evapotranspiración del cultivo con la evapotranspiración de referencia (ETo).
II Revisión de Literatura
14
2.5 Agricultura protegida
Actualmente la agricultura, además de la producción a campo abierto, se
practica en una amplia variedad de ambientes modificados, entre los que
destacan los invernaderos con o sin control ambiental con cultivos en sistemas
hidropónicos, sustratos inertes o en suelo, mismos que representan un ejemplo
de ecosistemas artificiales para desarrollar la agricultura intensiva. Las
principales estructuras empleadas en la agricultura protegida son invernaderos,
malla sombra, macro y micro túneles (López et al., 2011).
La agricultura protegida (AP) es un sistema de producción bajo diversas
estructuras, para proteger cultivos, minimizando las restricciones y efectos que
imponen los fenómenos climáticos. La agricultura se encuentra asociada al
riesgo, de ahí que este sistema tenga como característica básica la protección
contra riesgos inherentes a esta actividad. Los riesgos pueden ser:
climatológicos, económicos o de limitaciones de recursos productivos.
Adicionalmente, se establece que la AP ha modificado las formas de producir
alimentos y genera múltiples ventajas para los productores (Moreno-Reséndez et
al., 2011).
II Revisión de Literatura
15
2.5.1 Invernaderos
El invernadero es un sistema de producción que puede incrementar la
eficiencia en el uso del agua, creando un microclima para mejorar la fotosíntesis
de la planta, reduciendo la evapotranspiración excesiva e incrementando los
rendimientos (Salazar-Moreno et al., 2014).
Los invernaderos proporcionan las condiciones climáticas óptimas para el
desarrollo de los cultivos y los protege de plagas y enfermedades, al mismo
tiempo la producción en invernadero incrementa la eficiencia en uso de agua y
posibilita tener una producción integrada y protegida (Von-Zabeltitz, 2011).
2.5.2 Malla sombra
La malla sombra se emplea para disminuir la cantidad de energía radiante
que llega a los cultivos. Las mallas no sólo se utilizan como elemento de
sombreo, sino que se emplean en las ventanas de los invernaderos con el
objetivo de impedir la entrada de insectos. Las mallas empleadas para cubrir
completamente estructuras de invernaderos o estructuras tipo cobertizos,
conocidas comercialmente como casas sombra, consisten en una tela tejida de
II Revisión de Literatura
16
plásticos con entramados de cuadros de diferentes tamaños que sirve como
cubierta protectora que regula la cantidad de luz que llega a las plantas y las
protege de los efectos del granizo, insectos, aves y roedores (Juárez et al., 2011).
2.5.3 Macro túnel
Estructuras que no tienen las características apropiadas en ancho y altura
al canal para ser consideradas invernaderos ya que permiten que las labores se
realicen en el interior. Este tipo de estructuras son ideales para semilleros o
almácigos de especies hortícolas y ornamentales, como abrigo en la propagación
vegetativa de especies de interés comercial y para la producción de hortalizas y
plantas ornamentales (Juárez et al., 2011).
Su ventaja es fácil construcción y principal desventaja, con respecto a los
invernaderos es que retienen menor calor en la noche, debido a su poco
volumen. Otra desventaja es su elevada temperatura durante el día por carecer
de ventilación natural (Juárez et al., 2011).
II Revisión de Literatura
17
2.5.4 Micro túnel
Estructuras pequeñas construidas con arcos sobre los que se colocan
cubiertas de plástico (Juárez et al., 2011). Por sus reducidas dimensiones no es
posible que las personas trabajen en su interior por lo que las labores se realizan
desde el exterior de las mismas. La función de los túneles es minimizar el efecto
perjudicial de la baja temperatura, sin recurrir a estructuras costosas. Se les
emplea para proteger los cultivos y acortar el ciclo productivo al lograrse mayor
precocidad.
Los factores principales que determinan el mayor o menor rendimiento
térmico del túnel, y por lo tanto, sus resultados económicos, se relacionan con los
materiales de cobertura, la forma y dimensiones de la estructura, sistema de
ventilación, orientación, hermeticidad, naturaleza de la estructura de
sostenimiento, sombreado y conectividad térmica.
II Revisión de Literatura
18
2.6 Sustratos
El término sustrato, que se aplica en la producción agrícola, se refiere a
todo material sólido diferente del suelo que puede ser natural o sintético, mineral
u orgánico y que colocado en contenedor, de forma pura o mezclado, permite el
anclaje de las plantas a través de su sistema radicular (Sáez y Narciso, 1999).
Los sustratos o medios de crecimiento tienen como objetivo proveer soporte
físico a las plantas así como proporcionar aireación, agua y nutrientes para un
apropiado funcionamiento de las raíces, para la producción de cultivos deben de
cumplir con ciertos requerimientos en propiedades físicas y químicas (Cruz-
Crespo et al., 2010).
Las propiedades físicas que usualmente se determinan en los sustratos son
espacio poroso total, capacidad de retención de agua y aire. La densidad
aparente y densidad de las partículas (Sáez and Narciso, 1999). Entre las más
utilizados son la arena, grava, perlita, arcilla expandida, lana de roca, etc.
(Canovas-Martínez, 1993).
II Revisión de Literatura
19
2.7 Eficiencia de uso de agua en la agricultura
La disponibilidad de agua es el principal factor limitante de la producción
agrícola y ganadera en ambientes de clima mediterráneo. La producción de
nueva biomasa en cualquier cultivo está fuertemente determinada por la cantidad
de agua disponible en el suelo (Medrano et al., 2007).
La eficiencia en uso de agua es la relación existente entre la biomasa
presente en un cultivo por unidad de agua utilizada por éste en un determinado
momento (Salazar-Moreno et al., 2014). Cuando se pretende enfocar el empleo
del agua por un componente meramente productivo y económico, se recurre a
sustituir la biomasa por el rendimiento en kg de producto por m3 de agua
utilizada.
La necesidad mundial para el uso eficiente del agua de riego, obliga a
conocer las necesidades hídricas de los cultivos, las cuales dependen de las
condiciones ambientales, el tipo y estado de desarrollo de la planta, así como de
humedad del suelo (López-López et al., 2009). En la práctica las mediciones
diarias del potencial mátrico del suelo, es el procedimiento más accesible para
determinar la pérdida de humedad; así como la evapotranspiración del cultivo e
interacción del medio edáfico con el ambiente.
II Revisión de Literatura
20
2.8 Cultivo de pepino
El cultivo de pepino es importante por su elevado índice de consumo y alto
impacto económico, el cual se debe en gran medida a que es un producto de
exportación que se cultiva y se consume en muchas regiones del mundo. El
pepino, es una hortaliza que pertenece a la familia de las cucurbitáceas, se cree
que es originario de las regiones tropicales del sur de Asia, cultivándose desde
hace 3000 años; Desde éstos centros de origen se dispersó a Europa, y
posteriormente Cristóbal Colón en el siglo XV, logra su introducción a América en
la época de la conquista (Bolaños, 2001).
2.8.1 Taxonomía y morfología
El pepino tiene una clasificación que pertenece a la familia Cucurbitaceae,
al género Cucumis y a la especie Sativus (Casaca, 2005).
Sistema radicular: Potente, dada la gran productividad de esta planta y
consta de raíz principal, que se ramifica rápidamente para dar raíces secundarias
superficiales muy finas, alargadas y de color blanco. El pepino posee la facultad
de emitir raíces adventicias por encima del cuello.
II Revisión de Literatura
21
Tallo principal: Anguloso y espinoso, de porte rastrero y trepador.
Hoja: De largo pecíolo, gran limbo acorazonado, con tres lóbulos más o
menos pronunciados (el central más acentuado y generalmente acabado en
punta), de color verde oscuro.
Flor: De corto pedúnculo y pétalos amarillos. Las flores aparecen en las
axilas de las hojas y pueden ser hermafroditas o unisexuales, aunque los
primeros cultivares conocidos eran monoicos y solamente presentaban flores
masculinas y femeninas, en la actualidad todas las variedades comerciales que
se cultivan son plantas ginoicas, sólo poseen flores femeninas que se distinguen
claramente de las masculinas porque son portadoras de un ovario ínfero.
Fruto: Pepónide áspero o liso, dependiendo de la variedad, que cambia
desde un color verde claro, pasando por un verde oscuro hasta alcanzar un color
amarillento cuando está totalmente maduro, aunque su recolección se realiza
antes de su madurez fisiológica. La pulpa es acuosa, de color blanquecino, con
semilla en su interior repartida a lo largo del fruto. Dicha semilla se presenta en
cantidad variable y son ovales, algo aplastadas y color blanco-amarillento.
II Revisión de Literatura
22
2.9 Requerimientos edafoclimáticos del cultivo
El control racional de los factores climáticos de forma conjunta es
fundamental para el funcionamiento adecuado del cultivo, ya que todos se
encuentran relacionados y la actuación de uno de estos incide en el cultivo.
2.9.1 Temperatura
La temperatura requerida por el cultivo de pepino para su buen desarrollo
y producción, durante el día oscile entre 20ºC y 30ºC. A mayor temperatura
durante el día, aumenta la producción precoz. Por encima de 30ºC se observan
desequilibrios en las plantas que afectan directamente los procesos de
fotosíntesis y respiración La temperatura nocturna igual o inferior a 17ºC
ocasionan malformaciones en hojas y frutos. Temperatura por encima de los
40ºC provocan el detenimiento del crecimiento de planta y frutos (FAO, 2006).
II Revisión de Literatura
23
2.9.2 Luz
El pepino es una planta que crece, florece y fructifica con normalidad
incluso en días cortos (con menos de 12 horas de luz), aunque también soporta
elevadas intensidades luminosas y a mayor cantidad de radiación solar, mayor es
la producción (FAO, 2006). Esta planta es afectada por las cantidades de horas
luz, cuando los días son cortos se induce a la formación de mayor numero de
flores femeninas y días largos favorece la formación de flores masculinas, por lo
que es un cultivo influenciado por el fotoperiodo (López, 2003).
2.9.3 Riego
Es una planta con elevado requerimiento de humedad, debido a su gran
superficie foliar, siendo la humedad relativa óptima durante el día de 60-70% y
durante la noche de 70-90%. Sin embargo, el exceso de humedad durante el día
puede reducir la producción, al disminuir la transpiración y en consecuencia la
fotosíntesis. Humedad superior al 90% y con atmósfera saturada de vapor de
agua, las condensaciones sobre el cultivo pueden originar enfermedades
fúngicas (FAO, 2006).
II Revisión de Literatura
24
2.9.4 Suelo
Puede cultivarse en cualquier tipo de suelo de estructura suelta, buen drenaje
y suficiente materia orgánica. Es una planta medianamente tolerante a salinidad,
de forma que si la concentración de sales en el suelo es demasiado elevada las
plantas absorben con dificultad el agua de riego, por lo tanto el crecimiento es
lento. Si la concentración de sales es demasiado baja el resultado se invertirá,
dando plantas más frondosas, que presentan mayor susceptibilidad a diversas
enfermedades. El pH óptimo oscila entre 5,5 y 7 (FAO, 2006).
II Revisión de Literatura
25
III MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 Localización del experimento
El presente trabajo de investigación se realizó en el invernadero del
Instituto Tecnológico de Torreón, México, situado geográficamente entre los
meridianos 25° 36´ 36.54´´ latitud norte y 103° 22´ 32.28´´ longitud oeste, con una
altura media de 1123 msnm. El invernadero tiene cubierta de polietileno con
malla antiáfidos con una orientación de Norte-Sur, con ventanas laterales.
3.2 Diseño experimental
El experimento se realizó bajo un diseño completamente al azar, Los
tratamientos evaluados fueron, el modelo de evapotranspiración de Segura y
Ortiz y el método de lisímetro. Cada tratamiento consto de 16 repeticiones, con
un total de 32 unidades experimentales.
26
3.3 Calculo de la evapotranspiración diaria del cultivo
El cálculo de la evapotranspiración diaria del cultivo de pepino bajo
condiciones protegidas, se determinó utilizando el método del lisímetro y el
modelo de evapotranspiración de Segura y Ortiz. La evapotranspiración obtenida
por el método del lisímetro sé calculo mediante la diferencia de peso de cada una
de las macetas, registrando el peso antes de cada riego y el peso calculado a
capacidad de campo de cada una de las macetas, mientras que para el modelo
de evapotranspiración, el cálculo se realizó por medio de la temperatura máxima
y mínima obtenida diariamente, integradas en la ecuación mensual propuesta por
el modelo, teniendo como resultado la perdida de agua total por
evapotranspiración diaria del cultivo en mm/día.
3.4 Variables de evaluación para el modelo.
3.4.1 Temperatura máxima y mínima diaria.
Durante el periodo del desarrollo del experimento se registraron la
temperatura máxima y mínima diaria con un dispositivo DT-171 Datalogger de
temperatura y humedad, con una programación de toma de datos con intervalos
III Materiales y Métodos
27
de 60 minutos. Los datos obtenidos se analizaron con el programa Microsoft
Office Excel.
3.5 Material vegetal
La variedad de pepino Poinsett 76. Variedad de ciclo intermedio,
polinización abierta, tipo de floración monoica (ambos sexos en la misma planta,
pero en distinta flor), de crecimiento indeterminado. El tamaño del fruto es de 16
a 19 cm. de longitud, de color verde oscuro y espina blanca.
3.6 Medio del cultivo
El sustrato utilizado como medio del cultivo, consistió en una mezcla
compuesta por 80% de arena y 20% de perlita, el cual se desinfecto con una
solución de agua con 2% de NaCIO. La arena es un sustrato económico cuando
se tiene disponible a una distancia cercana. Se consideran arenas, todos
aquellos materiales cuyas partículas van de 0.05 a 2 mm de diámetro y en
general el espacio poroso total es muy similar al del suelo. La perlita es un
material de origen volcánico que tiene un excelente drenaje, ligero, de muy baja
capacidad de intercambio catiónico y pH neutro.
III Materiales y Métodos
28
3.6.1 Propiedades físicas del sustrato
El estudio de las propiedades físicas del sustrato se realizó en el
laboratorio de suelos del Instituto Tecnológico de Torreón, se utilizaron un total
de tres porometros, constituidos por cilindros de PVC de 7.3 cm de diámetro y
15.7 cm de longitud. En los extremos del cilindro se coloco tela porosa para evitar
la salida de sustrato y facilitar el drenado.
La composición del sustrato correspondió a 80 % de arena y 20 % de
perlita, el cual fue expuesto al ambiente, durante varios días para permitir su
secado al aire. El sustrato fue colocado dentro del porómetro hasta su máxima
capacidad para después dejarlo caer en dos ocasiones a una altura de 10 cm
sobre una mesa con la finalidad de compactarlo un poco, posteriormente se
rellenaba nuevamente.
Los cilindros fueron colocados en un recipiente con agua cuyo nivel
alcanzaba justo debajo del borde superior para tener un humedecimiento total de
la muestra, los cilindros permanecieron en el agua por 24 horas para lograr una
saturación de la muestra. Posteriormente, se colocaron verticalmente sobre un
recipiente, y se midió el volumen de agua que drenaba por un período de 10
minutos, de la muestra húmeda extraída de los tubos se tomó su peso, luego se
III Materiales y Métodos
29
colocó en estufa a 105 °C por un periodo de 24 horas para obtener el peso seco,
por último se realizaron los cálculos para determinar las propiedades físicas del
sustrato.
Porosidad total (%)=
Capacidad de retención de agua (%)=
Densidad aparente (Mg/m3)=
Donde:
Va = Volumen drenado (cm3)
PH = Peso húmedo de la muestra (g)
PS = Peso seco de la muestra (g)
Pa = Peso específico del agua (g/cm3)
Vc = Volumen del tubo o cilindro (cm3)
III Materiales y Métodos
30
3.7 Riego
La aplicación del riego durante los primeros 30 días después del trasplante,
fue cada 24 horas de acuerdo a requerimientos calculados para cada tratamiento.
Después de la floración del cultivo se aumentó el requerimiento hídrico a dos
riegos por día, de acuerdo a la perdida por evapotranspiración presente en el
cultivo.
3.7.1 Solución nutritiva utilizada
En la preparación de la solución nutritiva se analizó el agua previamente.
El análisis proporcionó información sobre los nutrimentos que aportaba (Cuadro
3) y en base a esta información se hicieron los cálculos necesarios para la
preparación de la solución nutritiva Steiner (Cuadro 2) la cual se utilizó en todo el
ciclo del cultivo.
III Materiales y Métodos
31
Cuadro 1. Análisis de agua de riego.
Parámetros Valor
pH
C.E (mS cm-1)
Cationes Solubles
Ca (me L-1)
Mg (me L-1)
Na (me L-1)
K (me L-1)
Fe (ppm)
∑ Cationes
Aniones Solubles
CO3 (me L-1)
HCO3 (me L-1)
CI (me L-1)
SO4 (me L-1)
∑ Aniones
Sal Predominante
RAS
Fosfato (ppm)
Nitratos (ppm)
Clasificación
7.54
1.20
6.89
0.82
3.48
0.01
0.01
11.21
0.27
1.55
3.20
7.55
12.57
3.44
0
6.10
C3S1
III Materiales y Métodos
32
Cuadro 2. Fertilizantes utilizados en la preparación de la solución nutritiva.
Nombre Formula % de nutrientes que aporta
Fosfato mono
potásico
Nitrato de calcio
Nitrato de magnesio
Nitrato de potasio
KH2PO4
Ca(NO3)2
Mg(NO3)2
KNO3
NO3- SO4
2- H2PO42- K+ Ca2+ Mg2+
NH4+
70.72 27.88
14.4 18.6
1.1
11 9.6
13 36 0.5
3.8 Labores culturales
Siembra: Se realizó en charolas de polietileno de 200 cavidades, utilizando
Peat moss como sustrato para la germinación.
III Materiales y Métodos
33
Trasplante: El trasplante se llevo a cabo en bolsas de polietileno de color
negro calibre 500 con una capacidad de 15 kilogramos. Utilizando una
combinación de sustrato compuesta por 80% de arena y 20% de perlita.
Tutorado: Se realizó con hilo de rafia sujeto de un extremo del tallo, las
cuales se ataron lo suficientemente flojos con el fin de que no afectar el
desarrollo de la planta. Esta labor se realizó desde el momento del trasplante,
implementándose conforme se iban desarrollando las plantas, aproximadamente
cada 5 días.
Poda de brotes y zarcillos: Consistió en eliminar los brotes del tallo
principal, que dan lugar a nuevos tallos, con la finalidad de no tener demasiada
biomasa afectando el desarrollo de los frutos. La poda se realizo con tijeras
especiales para dicha práctica.
3.9 Variables evaluadas en planta
Para la toma de datos previamente se marcaron bolsas de polietileno con los
datos de los tratamientos y repeticiones correspondientes. Se tomaron plantas al
azar, para determinar, altura de planta (cm), área foliar (cm2) y rendimiento.
III Materiales y Métodos
34
3.9.1 Altura de planta
Los datos de altura de planta se recabaron semanalmente utilizando una
cinta métrica graduada en cm, cada valor se tomo de la base del tallo hasta el
punto de crecimiento de la planta.
3.9.2 Diámetro de tallo
El diámetro de tallo se tomo en la base de las plantas de cada tratamiento,
utilizando un vernier electrónico con unidad de medición en mm.
3.9.3 Área foliar
Se eligieron un total de 4 plantas por tratamiento, las hojas fueron
separadas de la planta para realizar la medición por medio del aparato medidor
de área foliar LI-3100C, el cual determina el área total de las hojas analizadas en
cm2.
III Materiales y Métodos
35
3.10 Rendimiento
3.10.1 Numero de frutos por planta
El conteo de frutos por planta se realizó antes de cada cosecha, cuando
los frutos presentaban un estado duro, color verde intenso y forma definida.
3.10.2 Peso de frutos por planta
Para el peso de frutos en gramos se utilizó una balanza digital de
precisión, registrando los pesos correspondientes a cada repetición en gramos
por fruto.
3.10.3 Longitud y diámetro de fruto
La longitud del fruto se determinó usando una cinta metálica de precisión
graduada en cm. El diámetro del fruto se midió con un vernier digital con unidad
de medición en mm.
III Materiales y Métodos
36
IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Aplicación del modelo y método del lisímetro para el cálculo de la ETP
El método del lisímetro fue implementado a través de realizar el balance
hídrico en las macetas, donde se calculó la diferencia de peso de cada una de
ellas a capacidad de campo y el peso registrado antes de cada riego, reponiendo
la diferencia para mantener a capacidad de campo, mientras que para el modelo
de evapotranspiración de Segura y Ortiz, el cálculo se realizo mediante el registro
de la temperatura máxima y mínima diaria, integradas en la ecuación mensual
propuesta por el modelo observada en el Cuadro 3, dando como resultado la
perdida de agua por evapotranspiración.
Cuadro 3.- Ecuaciones mensuales de evapotranspiración del modelo de Segura y Ortiz.
Mes Ecuación
Mayo ETP = 8.65317*TX – 3.98152*TN – 20.158
Junio ETP = 9.0764*TX – 4.6789*TN – 25.0644
*ETP= Evapotranspiración potencial.
37
4.2 Tasa de evapotranspiración calculada
En la Figura 1 se muestra la evapotranspiracion durante el ciclo de cultivo
con base en cada uno de los tratamientos, representa la evapotranspiración
diaria calculada, donde se observa mayor tasa de evapotranspiración para el
tratamiento del lisímetro con un valor promedio de 1.754 mm/día durante el ciclo
del cultivo, mientras que el modelo de Segura y Ortiz subestima el valor de
evapotranspiración a comparación del método de lisímetro con un promedio de
1.043 mm/día. Resultados que coinciden con los reportados por Villaman et al.,
(2001), dado que los métodos analizados subestiman y sobrestiman la
evapotranspiración con respecto al método de lisímetro de pesada.
Al relacionar los datos obtenidos de dichos tratamientos, el análisis de
varianza no mostro diferencia estadística, lo cual confirma que el comportamiento
de evapotranspiración es muy similar en ambos tratamientos. Los resultados
obtenidos demuestran que los modelos tienen un poder predictivo mayor al 75%;
Por lo tanto, el modelo ETP mensual es un modelo sencillo que es aplicable para
calcular la evapotranspiración potencial del cultivo de pepino en condiciones
protegidas (Segura-Castruita y Ortiz-Solorio, 2017).
IV Resultados y Discusión
38
Figura 1.- Tasa de evapotranspiración en mm/día, por el método de lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz.
4.3 Propiedades físicas del sustrato
La mezcla de sustratos de arena y perlita se está utilizando con mayor
frecuencia en los sistemas de producción de cultivos en invernadero debido a su
bajo costo y buenos resultados que presenta. Para tener las propiedades
idóneas, los sustratos deben de cumplir con ciertos requerimientos en sus
propiedades físicas y químicas (Cruz et al., 2010).
Los valores promedio de las propiedades físicas se aprecian dentro de los
rangos considerados adecuados por la literatura. En la porosidad total se obtuvo
un valor de 47%. La capacidad de retención de humedad fue de un 33.12% y la
densidad aparente de 1.24 (Mg/m3). Resultados similares en propiedades físicas
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
16
/05
/20
18
18
/05
/20
18
20
/05
/20
18
22
/05
/20
18
24
/05
/20
18
26
/05
/20
18
28
/05
/20
18
30
/05
/20
18
01
/06
/20
18
03
/06
/20
18
05
/06
/20
18
07
/06
/20
18
09
/06
/20
18
11
/06
/20
18
13
/06
/20
18
15
/06
/20
18
17
/06
/20
18
19
/06
/20
18
21
/06
/20
18
23
/06
/20
18
Evap
otr
ansp
irac
ión
(m
m/d
ía)
Modelo
Lisímetro
IV Resultados y Discusión
39
de componentes de sustratos de uso común en la horticultura (Pire and Pereira,
2003).
Cuadro 4. Propiedades físicas del sustrato.
Sustrato PT
(%)
RH
(%)
DA
(Mg/m3)
Arena 80% -
Perlita 20% 47 33.12 1.24
*PT= Porosidad total; RH= Retención de humedad; DA= Densidad aparente.
4.4 Características agronómicas del cultivo de pepino bajo los diferentes
tratamientos
4.4.1 Altura de planta
En altura final de planta, no se encontró diferencia significativa. En el
Cuadro 5 se observa tendencia a mayor altura de planta en el tratamiento del
lisímetro con valor promedio de 157.769 cm, mayor que 146.846 cm de altura en
planta correspondiente al modelo. Resultados similares donde en reducción de
altura de planta de chile habanero cuando se aplicó menor cantidad de agua
(Pérez-Gutiérrez et al., 2008).
IV Resultados y Discusión
40
4.4.2 Área foliar
En el análisis de varianza área foliar, no detectó diferencia significativa. El
método del lisímetro tendió a presentar mayor área foliar respecto al modelo de
Segura y Ortiz (Cuadro 5), resultado que demuestra que a mayor suministro de
agua, mayor cantidad de biomasa producida. Con una tendencia a mayor área
foliar y peso seco en el tratamiento con mayor suministro de agua, aunque sin
diferencia estadística (Quesada, 2015).
4.4.3 Diámetro de tallo
La prueba de significancia para diámetro de tallo en las plantas de pepino
no mostró diferencia estadística entre tratamientos, sin embargo hay una
tendencia en el tratamiento del lisímetro a ser mayor 11.308 mm, al diámetro
promedio del tratamiento evaluado con el modelo 10.208.
IV Resultados y Discusión
41
Cuadro 5. Altura de planta, diámetro de tallo y área foliar en rendimiento bajo la aplicación de agua por el método del lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz.
Tratamiento DT (mm)
AP (cm)
AF (cm2)
Modelo 10.208a 146.846a 4002.407a
Lisímetro 11.308a 157.769a 5684.552a
*Medias seguidas por la misma letra son similares estadísticamente (Tukey, P≤ 0.05). DT= Diámetro de tallo; AP= Altura de planta; AF= Área foliar
4.5 Rendimiento del cultivo de pepino
4.5.1 Numero de frutos por planta
El Cuadro 6 se presenta el numero de frutos por planta del cultivo de
pepino obtenido en los tratamientos evaluados en cuanto a número de frutos por
planta, donde el tratamiento de Segura y Ortiz presentó un valor promedio de
2.110 frutos por cosecha en planta, mientras el tratamiento del lisímetro registró
un promedio de 1.604 frutos por planta. Resultados que coinciden con Quesada
(2015) donde plantas de chile habanero presenta mayor cantidad de frutos en el
tratamiento con menor suministro de agua.
IV Resultados y Discusión
42
4.5.2 Peso de fruto
El peso de fruto no mostro diferencia significativa, sin embargo en el
Cuadro 6 se observa una tendencia en el tratamiento del modelo, en producción
de frutos con mayor peso promedio 255.611 g, mientras que el método del
lisímetro obtuvo frutos con un peso promedio de 248.611 g. Proyectado a
toneladas por hectárea se obtiene un rendimiento de 30.8 Ton/ha por el modelo
de Segura y Ortiz y 30.2 Ton/ha por el lisímetro, durante las primeras tres
cosechas. Quesada (2015) estimó resultados semejantes en cuanto a peso en
fruto manejando distintos niveles de humedad.
4.5.3 Longitud y diámetro de fruto
Las variables longitud y diámetro de fruto, no mostraron diferencia
significativa entre los tratamientos estudiados, donde se observo que el
tratamiento del lisímetro mostro una tendencia a mayor longitud promedio de
frutos 17.277 cm. Por otra parte el modelo presento frutos con longitud promedio
de 17.138 cm, teniendo una longitud muy similar en ambos tratamientos (Cuadro
6). Para el diámetro de fruto, el modelo presento un diámetro promedio de frutos
4.897 cm, siendo este un valor mayor al presentado por el lisímetro con 3.928
cm.
IV Resultados y Discusión
43
Cuadro 6. Número de frutos en planta por cosecha, peso, longitud, diámetro de fruto y rendimiento bajo la aplicación de agua en base al lisímetro y el modelo de Segura y Ortiz.
Tratamiento FP PF
(g)
LF
(cm)
DF
(cm)
RC
(ton/ha)
EUA
Kg/m3
Modelo 2.110a 248.611a 17.138a 4.897a 30.8a 9.11
Lisímetro 1.604a 255.611a 17.277a 3.928a 30.2a 5.31
* Medias seguidas por la misma letra son similares estadísticamente (Tukey, P≤ 0.05). FP= Frutos por planta; PF= Peso de frutos; LF= Longitud de fruto; DF= Diámetro de fruto; RC= Rendimiento del cultivo; EUA= Eficiencia de uso de agua.
4.6 Eficiencia de uso de agua
La eficiencia en uso de agua calculada en base al rendimiento total del cultivo
en toneladas por hectárea (Cuadro 6). La cantidad de agua en el periodo
vegetativo del cultivo hasta el tercer corte (54 días después de la siembra) fue de
3,379.32 m3/ha para el modelo de Segura y Ortiz y 5,682.96 m3/ha en el lisímetro.
La relación consumo de agua y rendimiento es de 9.11 kg/m3 y 5.31 kg/m3
correspondientes a los métodos, presentando mayor tendencia el modelo
utilizando menor cantidad de agua con producción de 30.8 Ton/ha, en relación al
lisímetro 30.2 Ton/ha. Las diferencia estadística de uso de agua fueron similares,
observándose que a mayor cantidad de agua, la planta desarrollo más altura y
follaje, caso contrario, plantas con menor cantidad de agua iniciaban más
IV Resultados y Discusión
44
rápidamente producción. Quesada, (2015) Las plantas sujetas a mayor estrés
hídrico adelantaron fases de floración y fructificación.
El rendimiento de las plantas tiene un comportamiento lineal a mayor
humedad del suelo, pero llegan a un nivel en donde un mayor contenido de
humedad no se traduce en un mayor rendimiento (Fabeiro et al., 2002). Regar
con el método del lisímetro se encuentra dentro del comportamiento lineal, por lo
tanto máxima producción de biomasa (Fabeiro et al., 2002). Sin embargo; al
aplicar el riego con el modelo de Segura y Ortiz se tiene mejor eficiencia en uso
de agua y producción similar y/o mayor que en el tratamiento del lisímetro.
Resultados que coinciden con los presentados por González y Hernández, (2000)
quienes encontraron rendimiento más elevado de tomate y mejor eficiencia en
uso del agua.
4.7 Validación del modelo
Un modelo puede ser empleado cuando ha sido evaluado anteriormente con
la finalidad de demostrar la eficiencia de su funcionamiento y la predicción que
este pueda proporcionar. En este trabajo se realizó la validación del modelo de
evapotranspiración de Segura y Ortiz, a partir de temperatura máxima-mínima y
altitud. Utilizado en el cálculo de evapotranspiración en el cultivo de pepino bajo
IV Resultados y Discusión
45
condiciones protegidas. Comparando los resultados obtenidos en la validación
contra el método de lisímetro, donde sus resultados comparados en cuanto a
producción del cultivo, fueron muy similares, por lo tanto es un modelo que
muestra ser aceptable ya que permite predecir de forma aceptable la tasa de
transpiración del cultivo de pepino bajo condiciones protegidas. Los resultados
encontrados en esta investigación son similares a los reportados por Martínez et
al., (2012).
IV Resultados y Discusión
46
V CONCLUSIONES
En base a los resultados obtenidos en el presente estudio, se concluye;
El modelo de Segura y Ortiz puede ser utilizado para estimar la
evapotranspiración en cultivo de pepino bajo condiciones protegidas con la
misma confiabilidad que el método del lisímetro.
La mejor eficiencia en uso de agua tendió a ser aplicando el agua en base al
modelo de Segura y Ortiz.
47
VI LITERATURA CITADA
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