cropwat teoría
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INDICE
I. Generalidades
II. Cálculo de las necesidades de los cultivosII.1 Cálculo de la EToII.2 Cálculo de la Precipitación EfectivaII.3 Cálculo del Kc del CultivoII.4 Cálculo de las Necesidades de los cultivos
III. AplicacionesIII.1 Ej
emplo Nº 1: HuancayoIII.2 Ej
emplo Nº 2: Cuzco
IV. Bibliografía
GENERALIDADESCRORWAT es un programa de computadora que permite calcular las necesidades de agua de los cultivos y las necesidades de riego a partir de informaciones sobre clima y cultivo. Además, el programa permite la preparación de planes de riego para varias condiciones de operación y el cálculo de abastecimiento de agua en el periodo de riego para varías planes de cultivo.
La versión Cropwat 4.3 para Windows, es una actualización de versiones anteriores. El procedimiento que usa para calcular las necesidades de agua de los cultivos y las necesidades de riego, se basan principalmente en los métodos presentados en los Estudios de Riego y Drenaje de la FAO No. 24 y No.33; "Las necesidades de agua de los cultivos" y "Efectos del agua sobre rendimientos ce los cultivos". El método usado para determinar la evapotranspiración de referencia es el de Penman Modificado.
El Programa CROPWAT sido elaborado por la Dirección de Fomento de Tierras y Aguas de la Organización de las Naciones Unidas para a Agricultura y a Alimentación.
El presente manual será parte de una serie de publicaciones de riego que serán publicadas y sirve para ayudar al uso del programa CROPWAT versión 4.3 y convertido en una herramienta de fácil uso; para lo cual se desarrollan ejercicios explicativos sobre la determinación de las necesidades de agua de los cultivos.
II. CALCULO DE LAS NECESIDADES DE AGUA DE LOS CULTIVOS.
2.1 Cálculo de la Eto.
Los cálculos de la evapotranspiración de referencia a partir de los datos climáticos mensuales, de acuerdo al método de Penman Modificado y adoptado por la FAO, se hace a través de:
1. Información básica de la estación meteorológica, nombre del país, nombre de la estación, altitud, latitud y longitud.
2. Datos climáticos mensuales sobre temperatura, humedad relativa, horas de sol y velocidad de viento.
a) Identificación de la estación meteorológica.
Se requiere información como la latitud y altitud de la estación meteorológica de la cual se obtienen los datos climáticos. Los datos sobre el país, estación y longitud, son opcionales, ya que no afectan en los cálculos.
b) Entrada de datos climáticos.
Una vez que se proporciona la información sobre la estación meteorológica, el programa requiere la entrada de datos climáticos relacionados con la temperatura, humedad relativa, horas sol y velocidad de viento para cada mes.
Aunque los cálculos estándar serán realizados para los 12 meses del año, los datos introducidos pueden ser de un número limitado de meses, de acuerdo al periodo que se quiere evaluar. Es decir el programa funciona para cualquiera de estas situaciones.
• Temperatura
Los datos de temperatura pueden ser expresados en las unidades que se este manejando la información, como temperatura máxirna y mínima (celsius, Farenghit a Kelvin). Si en caso sólo se conociera a temperatura media, dicha información ingresa como valor repetido para temperatura máxima y mínima..
• Humedad relativa del aire
La humedad relativa del aire se puede expresar en porcentaje (10 - 100) o como presión de vapor (kPa ó mbar).
• Velocidad del viento
Los valores de la velocidad del viento se refieren a velocidades medias medidas en 24 horas.
• lnsolación
Las horas de luz diarias se puede expresar en porcentaje o en número de horas.
c) Resultados.
Los resultados del cálculo de la evapotranspiración de referencia son obtenidos empleando la ecuación de Penman Modificado, y se presentan los resultados conjuntamente con los datos climáticos en un cuadro.
2.2 Cálculo de la Precipitación Efectiva.
a. Información básica
La información básica para la determinación de la precipitación efectiva es la información sobre la precipitación caída en la región. Se recomienda una serie de datos para un período de por lo menos 10 años. Sin embargo en la región interandina a veces es imposible obtener esta serie de datas por lo que resulta necesario recurrir a datos de otras cuencas colindantes con el fin de extrapolar estos valores.
Los datos de precipitación son: datos promedio, y pueden ser datos actuales o históricos, y confiables.
Los datos históricos deben estar basados en un análisis estadístico de una serie larga de datos históricos. Estos datos deben estar referidos a una cierta probabilidad de ocurrencia para ser utilizados.
b. Opciones de cálculo para la precipitación efectiva
La información de precipitación promedio mensual, de un periodo, es ingresados directamente a la plantilla, el método que emplea el programa por defecto es el de la USDA, pudiéndose cambiar el método de determinación de la precipitación efectiva si fuese necesario.
El programa da cuatro metodologías diferentes para determinar la precipitación efectiva. Las opciones son:
• Porcentaje fijo de precipitación,• Precipitación fiable,• Formula empírica. y• Método del USDA Soil Conservation Service.
A continuación se describe cada uno de estos métodos:
• Porcentaje Fijo de precipitación:
La precipitación efectiva se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:
Pef = a x Pto
donde:a = Es un porcentaje fijo de pérdidas que debe dar el usuario teniendo en cuenta
escorrentías y percolación profunda. Normalmente estas pérdidas son delorden del 10 al 30%.
Pto = Precipitación total (mm)Pef = Precipitación efectiva (mm)
• Precipitación Fiable:
Esta fórmula puede ser utilizada para propósitos de diseño donde se requiere un 30 % de probabilidad de ocurrencia.
Los cálculos se hacen de acuerdo a:
Pef = 0.6Pto - 10 Para Pto < 70 mm
• Fórmula Empírica:
Los parámetros pueden ser determinados a través de un análisis de registros meteorológicos locales. Se puede estimar las precipitaciones efectivas mediante las relaciones simplificadas por las ecuaciones
Pef = 0.5Pto 5 para Pto < 50 mm
Pef = 0.7Pto 15 para Pto > 50 mm
• Método del USDA Soil Conservation Service
La precipitación efectiva puede ser calculada de acuerdo a:
Pef = Pto ( 125 - 0.2Pto/125 para Pto < 250 mm
Pef = 125 + 0.1Pto para Pto > 250 mm
c. Resultados
Los resultados del cálculo de la precipitación efectiva se presentan seguidamente al ingreso de los valores de precipitación, de acuerdo al método de cálculo utilizado.
La precipitación efectiva quedará definida como una parte de la precipitación total y que es utilizada efectivamente por los cultivos después que se han descontado las pérdidas por escorrentía superficial e infiltración profunda. La precipitación efectiva es finalmente utilizada para determinar las necesidades de riego de un cultivo dado.
2.3 Cálculo del Kc del cultivo.
La entrada de datos del cultivo del cual se quiere calcular sus necesidades de agua, se realiza en la plantilla respectiva para lo cual debe conocerse:
• Duración de las etapas de crecimiento:
La duración de las etapas del cultivo dependerá fundamentalmente de la variedad y de las condiciones en que se desarrolla, especialmente la temperatura. Estos valores son más exactos si son tomados de la localidad donde será desarrollado el cultivo.
Fase inicial: Es a fase en que se produce la germinación y crecimiento y durante el cual el suelo no está totalmente cubierto o apenas lo está (cobertura aproximada del 10%)
Fase de desarrollo del Cultivo: Desde la etapa anterior hasta que el cultivo alcanza una cobertura del 70 al 80 %.
Fase de mediados del período: Desde que se obtiene una cubierta sombreada efectiva completa hasta el momento de iniciarse a maduración de los frutos.
Fase final del Período: Desde que se llega a la plena maduración hasta la cosecha.
• Factor Kc:
Los valores de Kc para la etapa inicial, media y final, deben ser calculados previamente, los valores de Kc son interpolados para la etapa de desarrollo.
• Profundidad de raíz.
La cantidad de agua en el suelo puede ser utilizada efectivamente por el cultivo, definida como la humedad fácilmente utilizable del suelo.
• Nivel de agotamiento permisible:
Representa el punto critico del nivel de humedad del suelo a partir de donde se presentan los primeros problemas de la falta de agua.
• Factor de respuesta de rendimiento (Ky):
Este factor estima las reducciones del rendimiento del cultivo debido a las restricciones de humedad. Este factor es dado para cada una de las etapas de crecimiento del cultivo.
2.4 Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos.
El cálculo de las necesidades de agua de los cultivos es obtenido a partir de la información de Eto, Factor Kc y precipitación efectiva.
El cálculo de la evapotranspiracián real puede hacerse por décadas o por el período requerido.
La evapotranspiración real media diaria se determina según:
Eta = CWR = Kc x Eto
Las necesidades de riego (NR) se determinan según el balance hídrico:
NR = CWR - Pef = Eta - Pef
Los resultados de las necesidades de agua del sistema de riego, para un plan de cultivo determinado, puede ser comparado, entonces, con el abastecimiento disponible proveniente de la fuente de agua.
La relación entre las necesidades estimadas del sistema y el suministro actual o provisión, expresa el nivel de eficiencia del suministro y proporciona elementos para un ajuste complementario plan del cultivo y riego.
Los valores que se dan a continuación en las diferentes tablas, son datos referenciales y se pueden encontrar en la publicaciones de Estudios de Riegos y Drenajes de la FAO.
Tabla 1: Duración aproximada de las etapas en el ciclo vegetativo de cultivos anuales (C. Brouwer y M. Heibloem)
Cultivo Total Primeraetapa
Segundaetapa
Terceraetapa
Cuartaetapa
AlgodónAvenaBerenjenaCacahueteCalabazaCebadaCebolla verdeCebolla secaColEspinacaGirasolGuisanteJudía verdeJudía secaLechugaLentejaLinoMaíz dulceMaíz granoMelónMijoPatataPepinoPequeñas semillasPimientoRábanoRemolacha azucareraSojaSorgoTomateTrigoZanahoria
180-195120-150130-140130-14095-120120-15070-95
150-210120-14060-100125-13090-10075-9095-11075-140150-170180-19580-110125-180120-160105-140105-145105-130150-165120-21035-40
160-230135-150120-130135-180120-150100-150
30-3015-1530-3025-3020-2515-1525-2515-2020-2520-2020-2515-2015-2015-2020-3520-2530-3020-2020-3025-3015-2025-3020-2520-2525-305-1025-4520-2020-2030-3515-1520-25
50-5025-3040-4035-4030-3525-3030-4025-3525-3020-3035-3525-3025-3025-3030-5030-3550-5025-3035-5035-4525-3030-3530-3530-3535-4010-1035-6530-3030-3540-4525-3030-35
55-6550-6540-4545-4530-3550-6510-2070-11060-6515-4045-4535-3525-3035-4015-4560-7055-6525-5040-6040-6540-5530-5040-5060-6540-11015-1560-8060-7040-4540-7050-6530-70
45-5030-4020-2525-2515-2530-405-1040-4515-205-1025-2515-1510-1020-2010-1040-4045-5010-1030-4020-2025-3520-3015-2040-4020-305-5
40-4025-3030-3025-3034-4020-20
Tabla 2: Coeficientes de cultivo (Kc) de cultivos anuales (C. Brouwer y M. Heibloem)
Cultivo Primeraetapa
Segundaetapa
Terceraetapa
Cuartaetapa
AlgodónAvenaBerenjenaCacahueteCalabazaCebadaCebolla verdeCebolla secaColEspinacaGirasolGuisanteJudía verdeJudía secaLechugaLentejaLinoMaíz dulceMaíz granoMelónMijoPatataPepinoPequeñas semillasPimientoRábanoRemolacha azucareraSojaSorgoTabacoTomateTrigoZanahoria
0.450.350.450.450.450.350.500.500.450.450.350.450.350.350.450.450.450.400.400.450.350.450.450.350.350.450.450.350.350.350.450.350.45
0.750.750.750.750.700.750.700.750.750.600.750.800.700.700.600.750.750.800.800.750.700.750.700.750.700.600.800.750.750.750.750.750.75
1.151.151.151.050.901.151.001.051.051.001.151.151.101.101. 001.101.151.151.151.001.101.150.901.101.050.901.151.101.101.101.151.151.05
0.750.450.800.700.750.451.000.850.900.900.551.050.900.300.900.500.751.000.700.750.650.850.750.650.900.900.800.600.650.900.800.450.90
Tabla 3: Nivel de agotamiento del agua del suelo
GRUPOS DE CULTIVO DE ACUERDO AL AGOTAMIENTO DEL AGUA DEL SUELOGrupo Cultivos1234
Cebolla, pimienta, patataBanana, col, vid, arvejas, tomateAlfalfa, frijol, cítricos, maní, piña, girasol, sandía, trigoAlgodón, maíz, olivo, cártamo, sorgo, soja, remolacha azucarera, caña de azúcar, tabaco
Fuente: Estudios FAO: Riego y Drenaje, 33, Cuadro 19
FRACCION DE AGOTAMIENTO DEL AGUA DEL SUELO (p) PARA GRUPOS DE CULTIVOS Y EVAPOTRANSPIRACION MÁXIMA (Etm)
Grupocultivo
Etm mm/día2 3 4 5 6 7 8 9 10
1234
0.500.6750.800.875
0.4250.5750.700.80
0.350.4750.600.70
0.300.400.500.60
0.250.350.450.55
0.2250.3250.4250.50
0.200.2750.3750.45
0.200.250.350.425
0.1750.2250.300.40
Tabla 4: Información general sobre la profundidad de las raíces, Fracción del agua del suelo disponible (p) y el agua del suelo fácilmente disponible (p.Sa) para diferentes tipos de textura de suelos (mm/m profundidad del suelo , cuando Etcultivo es 5 - 6 mm/día.
Cultivos Prof. Raíces(d)m
Fracción (p)De agua
Disponible en el suelo1
Agua del suelo fácilmente utilizable (p.Sa)Mm/m1
Fina mediana grosera
AlfalfaBananaCebada2Frijol 2RemolachaColZanahoriaApioCítricosTrébolCacaoAlgodónPepinoDátilesFrutales caducasLino2Granos pequeños2 Invierno2VidPastosManíLechugaMaíz2 SiloMelónOlivoCebollaPalmasArvejaPimientoPiñaPatataCártamo2SisalSorgo2SojaEspinacaFresasRemolacha azu.Caña azúcar2Girasol2CamoteTabaco precoz TardíoTomateLegumbresTrigo Maduración
1.0-2.00.5-0.91.0-1.50.5-0.70.6-1.00.4-0.50.5-1.00.3-0.51.2-1.50.6-0.9
1.0-1.70.7-1.21.5-2.51.0-2.01.0-1.50.9-1.51.5-2.01.0-2.00.5-1.50.5-1.00.3-0.51.0-1.7
1.0-1.51.2-1.70.3-0.70.7-1.10.6-1.00.5-1.00.3-0.60.4-0.61.0-2.00.5-1.01.0-2.00.6-1.30.3-0.50.2-0.30.7-1.21.2-2.00.8-1.51.0-1.50.5-1.0
0.7-1.50.3-0.61.0-1.5
0.550.350.550.450.500.450.350.200.500.350.200.650.500.500.500.500.600.600.350.500.400.300.600.500.350.650.250.650.350.250.500.250.600.800.550.500.200.150.500.650.450.650.350.650.400.200.550.90
1107011090100907040100704013010010010010012012070100806012010070130501307050100501201551101004030100130901307013018040105180
755075657065502570503090707070708080507055408070509535905035653080
11075753020709060905090603070
130
352035303530201030201540303030304040203025204030254515402515301540503535151030403040254025153555
Agua del suelo disponible (Sa) 200 140 601 Cuando Etcul. Es de 3 mm/día o menos aumentar los valores del 30%; cuando Etcul. Es de 8mm/día a más reducir los valores de 30%, asumiendo condiciones no salinas (Ece < 2 dS/m).
2 Valores más elevados son utilizados durante la maduración.
Tabla 5: Coeficiente de respuesta sobre el rendimiento: Factor Ky de diversos cultivos (FAO)
Cultivo Período vegetativo (1) Periodo de formación de Maduración
(4)
CiclobiológicoInicial Final Total Floración
(2)La cosecha
(3)AlfalfaJudíaColCítricosAlgodónVidMaízCebollaPatataGuisanteSorgoGirasolCártamoSojaRemolacha azucareraTabacoTomateSandíaTrigo invierno primavera
0.2
0.450.2
0.25
0.2
0.45
0.8
0.50.3
1.00
0.7
0.7-1.10.2
0.2
0.40.45
0.2
0.2
0.4
0.20.2
1.1
0.5
1.5
0.90.551.00.550.8
1.10.8
0.60.65
0.750.45
0.50.80.70.70.450.80.61.0
0.80.8
0.50.55
0.20.6
0.25
0.20.30.20.20.2
0.50.40.3
0.7-1.11.150.95
0.8-1.10.850.851.251.11.11.150.90.950.80.85
0.6-1.10.91.051.1
1.01.15
Fuente: Estudios FAO: Riego y Drenaje, 33. Cuadro 24
Los términos: período vegetativo, de floración, de formación del producto (cosecha) y maduración corresponden respectivamente a las etapas: inicial, desarrollo, media y final.
III. EJEMPLOS DE APLICACION
Ejercicio No. 1:
Con la siguiente información climatológica promedio de 15 años de registro, y datos del cultivo a establecer, determinar las necesidades de agua para el cultivo solicitado.
Estación: HuancayoAltitud : 3350 m.s.n.m.Latitud: 12.02 S
Longitud: 75.20 W
Mes Temp. Máx.(ºC)
Temp. Min.(ºC)
Hum.Rel.(%)
Vel. Viento(Km/d)
Horas de Sol Precipitación(mm)
EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSetiembreOctubreNoviembreDiciembre
18.418.017.718.718.918.918.719.419.319.920.018.9
7.07.06.64.72.6-0.10.92.45.36.36.26.4
79.078.080.080.074.071.067.065.071.069.068.075.0
86.0130.086.043.043.043.0130.0130.0173.0173.0173.086.0
5.55.45.16.57.58.58.17.26.66.96.66.1
125.0134.0110.054.023.08.05.016.048.069.071.092.0
Cultivo PapaPeriodo vegetativo: 130díasFase inicial: 25días.Fase Desarrollo: 30díasFase Mediados: 45díasFase Final: 30 díasCoeficiente de cultivo por fases: 0.5, 1.13, 0.75Profundidad de raíces por fases (cm): 0.30, 0.60, 0.60Nivel de agotamiento por fases: 0.25, 0.30, 0.30Factor de rendimiento: 0.45, 0.80, 0.30 y 0.30
INDICE
V. Generalidades
VI. Cálculo de las necesidades de los cultivosVI.1 C
álculo de la EToVI.2 C
álculo de la Precipitación EfectivaVI.3 C
álculo del Kc del CultivoVI.4 C
álculo de las Necesidades de los cultivos
VII. AplicacionesVII.1 Ej
emplo Nº 1: HuancayoVII.2 Ej
emplo Nº 2: Cuzco
VIII. Bibliografía
GENERALIDADESCRORWAT es un programa de computadora que permite calcular las necesidades de agua de los cultivos y las necesidades de riego a partir de informaciones sobre clima y cultivo. Además, el programa permite la preparación de planes de riego para varias condiciones de operación y el cálculo de abastecimiento de agua en el periodo de riego para varías planes de cultivo.
La versión Cropwat 4.3 para Windows, es una actualización de versiones anteriores. El procedimiento que usa para calcular las necesidades de agua de los cultivos y las necesidades de riego, se basan principalmente en los métodos presentados en los Estudios de Riego y Drenaje
de la FAO No. 24 y No.33; "Las necesidades de agua de los cultivos" y "Efectos del agua sobre rendimientos ce los cultivos". El método usado para determinar la evapotranspiración de referencia es el de Penman Modificado.
El Programa CROPWAT sido elaborado por la Dirección de Fomento de Tierras y Aguas de la Organización de las Naciones Unidas para a Agricultura y a Alimentación.
El presente manual será parte de una serie de publicaciones de riego que serán publicadas y sirve para ayudar al uso del programa CROPWAT versión 4.3 y convertido en una herramienta de fácil uso; para lo cual se desarrollan ejercicios explicativos sobre la determinación de las necesidades de agua de los cultivos.
II. CALCULO DE LAS NECESIDADES DE AGUA DE LOS CULTIVOS.
2.1 Cálculo de la Eto.
Los cálculos de la evapotranspiración de referencia a partir de los datos climáticos mensuales, de acuerdo al método de Penman Modificado y adoptado por la FAO, se hace a través de:
1. Información básica de la estación meteorológica, nombre del país, nombre de la estación,
altitud, latitud y longitud.
2. Datos climáticos mensuales sobre temperatura, humedad relativa, horas de sol y velocidad de viento.
a) Identificación de la estación meteorológica.
Se requiere información como la latitud y altitud de la estación meteorológica de la cual se obtienen los datos climáticos. Los datos sobre el país, estación y longitud, son opcionales, ya que no afectan en los cálculos.
b) Entrada de datos climáticos.
Una vez que se proporciona la información sobre la estación meteorológica, el programa requiere la entrada de datos climáticos relacionados con la temperatura, humedad relativa, horas sol y velocidad de viento para cada mes.
Aunque los cálculos estándar serán realizados para los 12 meses del año, los datos introducidos pueden ser de un número limitado de meses, de acuerdo al periodo que se quiere evaluar. Es decir el programa funciona para cualquiera de estas situaciones.
• Temperatura
Los datos de temperatura pueden ser expresados en las unidades que se este manejando la información, como temperatura máxirna y mínima (celsius, Farenghit a Kelvin). Si en caso sólo se conociera a temperatura media, dicha información ingresa como valor repetido para temperatura máxima y mínima..
• Humedad relativa del aire
La humedad relativa del aire se puede expresar en porcentaje (10 - 100) o como presión de vapor (kPa ó mbar).
• Velocidad del viento
Los valores de la velocidad del viento se refieren a velocidades medias medidas en 24 horas.
• lnsolación
Las horas de luz diarias se puede expresar en porcentaje o en número de horas.
c) Resultados.
Los resultados del cálculo de la evapotranspiración de referencia son obtenidos empleando la ecuación de Penman Modificado, y se presentan los resultados conjuntamente con los datos climáticos en un cuadro.
2.2 Cálculo de la Precipitación Efectiva.
a. Información básica
La información básica para la determinación de la precipitación efectiva es la información sobre la precipitación caída en la región. Se recomienda una serie de datos para un período de por lo menos 10 años. Sin embargo en la región interandina a veces es imposible obtener esta serie de datas por lo que resulta necesario recurrir a datos de otras cuencas colindantes con el fin de extrapolar estos valores.
Los datos de precipitación son: datos promedio, y pueden ser datos actuales o históricos, y confiables.
Los datos históricos deben estar basados en un análisis estadístico de una serie larga de datos históricos. Estos datos deben estar referidos a una cierta probabilidad de ocurrencia para ser utilizados.
b. Opciones de cálculo para la precipitación efectiva
La información de precipitación promedio mensual, de un periodo, es ingresados directamente a la plantilla, el método que emplea el programa por defecto es el de la USDA, pudiéndose cambiar el método de determinación de la precipitación efectiva si fuese necesario.
El programa da cuatro metodologías diferentes para determinar la precipitación efectiva. Las opciones son:
• Porcentaje fijo de precipitación,• Precipitación fiable,• Formula empírica. y• Método del USDA Soil Conservation Service.
A continuación se describe cada uno de estos métodos:
• Porcentaje Fijo de precipitación:
La precipitación efectiva se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:
Pef = a x Pto
donde:a = Es un porcentaje fijo de pérdidas que debe dar el usuario teniendo en cuenta
escorrentías y percolación profunda. Normalmente estas pérdidas son delorden del 10 al 30%.
Pto = Precipitación total (mm)Pef = Precipitación efectiva (mm)
• Precipitación Fiable:
Esta fórmula puede ser utilizada para propósitos de diseño donde se requiere un 30 % de probabilidad de ocurrencia.
Los cálculos se hacen de acuerdo a:
Pef = 0.6Pto - 10 Para Pto < 70 mm
• Fórmula Empírica:
Los parámetros pueden ser determinados a través de un análisis de registros meteorológicos locales. Se puede estimar las precipitaciones efectivas mediante las relaciones simplificadas por las ecuaciones
Pef = 0.5Pto 5 para Pto < 50 mm
Pef = 0.7Pto 15 para Pto > 50 mm
• Método del USDA Soil Conservation Service
La precipitación efectiva puede ser calculada de acuerdo a:
Pef = Pto ( 125 - 0.2Pto/125 para Pto < 250 mm
Pef = 125 + 0.1Pto para Pto > 250 mm
c. Resultados
Los resultados del cálculo de la precipitación efectiva se presentan seguidamente al ingreso de los valores de precipitación, de acuerdo al método de cálculo utilizado.
La precipitación efectiva quedará definida como una parte de la precipitación total y que es utilizada efectivamente por los cultivos después que se han descontado las pérdidas por escorrentía superficial e infiltración profunda. La precipitación efectiva es finalmente utilizada para determinar las necesidades de riego de un cultivo dado.
2.3 Cálculo del Kc del cultivo.
La entrada de datos del cultivo del cual se quiere calcular sus necesidades de agua, se realiza en la plantilla respectiva para lo cual debe conocerse:
• Duración de las etapas de crecimiento:
La duración de las etapas del cultivo dependerá fundamentalmente de la variedad y de las condiciones en que se desarrolla, especialmente la temperatura. Estos valores son más exactos si son tomados de la localidad donde será desarrollado el cultivo.
Fase inicial: Es a fase en que se produce la germinación y crecimiento y durante el cual el suelo no está totalmente cubierto o apenas lo está (cobertura aproximada del 10%)
Fase de desarrollo del Cultivo: Desde la etapa anterior hasta que el cultivo alcanza una
cobertura del 70 al 80 %.
Fase de mediados del período: Desde que se obtiene una cubierta sombreada efectiva completa hasta el momento de iniciarse a maduración de los frutos.
Fase final del Período: Desde que se llega a la plena maduración hasta la cosecha.
• Factor Kc:
Los valores de Kc para la etapa inicial, media y final, deben ser calculados previamente, los valores de Kc son interpolados para la etapa de desarrollo.
• Profundidad de raíz.
La cantidad de agua en el suelo puede ser utilizada efectivamente por el cultivo, definida como la humedad fácilmente utilizable del suelo.
• Nivel de agotamiento permisible:
Representa el punto critico del nivel de humedad del suelo a partir de donde se presentan los primeros problemas de la falta de agua.
• Factor de respuesta de rendimiento (Ky):
Este factor estima las reducciones del rendimiento del cultivo debido a las restricciones de humedad. Este factor es dado para cada una de las etapas de crecimiento del cultivo.
2.4 Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos.
El cálculo de las necesidades de agua de los cultivos es obtenido a partir de la información de Eto, Factor Kc y precipitación efectiva.
El cálculo de la evapotranspiracián real puede hacerse por décadas o por el período requerido.
La evapotranspiración real media diaria se determina según:
Eta = CWR = Kc x Eto
Las necesidades de riego (NR) se determinan según el balance hídrico:
NR = CWR - Pef = Eta - Pef
Los resultados de las necesidades de agua del sistema de riego, para un plan de cultivo determinado, puede ser comparado, entonces, con el abastecimiento disponible proveniente de la fuente de agua.
La relación entre las necesidades estimadas del sistema y el suministro actual o provisión, expresa el nivel de eficiencia del suministro y proporciona elementos para un ajuste complementario plan del cultivo y riego.
Los valores que se dan a continuación en las diferentes tablas, son datos referenciales y se pueden encontrar en la publicaciones de Estudios de Riegos y Drenajes de la FAO.
Tabla 1: Duración aproximada de las etapas en el ciclo vegetativo de cultivos anuales (C. Brouwer y M. Heibloem)
Cultivo Total Primeraetapa
Segundaetapa
Terceraetapa
Cuartaetapa
AlgodónAvenaBerenjenaCacahueteCalabazaCebadaCebolla verdeCebolla secaColEspinacaGirasolGuisanteJudía verdeJudía secaLechugaLentejaLinoMaíz dulceMaíz granoMelónMijoPatataPepinoPequeñas semillasPimientoRábanoRemolacha azucareraSojaSorgoTomateTrigoZanahoria
180-195120-150130-140130-14095-120120-15070-95
150-210120-14060-100125-13090-10075-9095-11075-140150-170180-19580-110125-180120-160105-140105-145105-130150-165120-21035-40
160-230135-150120-130135-180120-150100-150
30-3015-1530-3025-3020-2515-1525-2515-2020-2520-2020-2515-2015-2015-2020-3520-2530-3020-2020-3025-3015-2025-3020-2520-2525-305-1025-4520-2020-2030-3515-1520-25
50-5025-3040-4035-4030-3525-3030-4025-3525-3020-3035-3525-3025-3025-3030-5030-3550-5025-3035-5035-4525-3030-3530-3530-3535-4010-1035-6530-3030-3540-4525-3030-35
55-6550-6540-4545-4530-3550-6510-2070-11060-6515-4045-4535-3525-3035-4015-4560-7055-6525-5040-6040-6540-5530-5040-5060-6540-11015-1560-8060-7040-4540-7050-6530-70
45-5030-4020-2525-2515-2530-405-1040-4515-205-1025-2515-1510-1020-2010-1040-4045-5010-1030-4020-2025-3520-3015-2040-4020-305-5
40-4025-3030-3025-3034-4020-20
Tabla 2: Coeficientes de cultivo (Kc) de cultivos anuales (C. Brouwer y M. Heibloem)
Cultivo Primeraetapa
Segundaetapa
Terceraetapa
Cuartaetapa
AlgodónAvenaBerenjenaCacahueteCalabazaCebada
0.450.350.450.450.450.35
0.750.750.750.750.700.75
1.151.151.151.050.901.15
0.750.450.800.700.750.45
Cebolla verdeCebolla secaColEspinacaGirasolGuisanteJudía verdeJudía secaLechugaLentejaLinoMaíz dulceMaíz granoMelónMijoPatataPepinoPequeñas semillasPimientoRábanoRemolacha azucareraSojaSorgoTabacoTomateTrigoZanahoria
0.500.500.450.450.350.450.350.350.450.450.450.400.400.450.350.450.450.350.350.450.450.350.350.350.450.350.45
0.700.750.750.600.750.800.700.700.600.750.750.800.800.750.700.750.700.750.700.600.800.750.750.750.750.750.75
1.001.051.051.001.151.151.101.101. 001.101.151.151.151.001.101.150.901.101.050.901.151.101.101.101.151.151.05
1.000.850.900.900.551.050.900.300.900.500.751.000.700.750.650.850.750.650.900.900.800.600.650.900.800.450.90
Tabla 3: Nivel de agotamiento del agua del suelo
GRUPOS DE CULTIVO DE ACUERDO AL AGOTAMIENTO DEL AGUA DEL SUELOGrupo Cultivos1234
Cebolla, pimienta, patataBanana, col, vid, arvejas, tomateAlfalfa, frijol, cítricos, maní, piña, girasol, sandía, trigoAlgodón, maíz, olivo, cártamo, sorgo, soja, remolacha azucarera, caña de azúcar, tabaco
Fuente: Estudios FAO: Riego y Drenaje, 33, Cuadro 19
FRACCION DE AGOTAMIENTO DEL AGUA DEL SUELO (p) PARA GRUPOS DE CULTIVOS Y EVAPOTRANSPIRACION MÁXIMA (Etm)
Grupocultivo
Etm mm/día2 3 4 5 6 7 8 9 10
1234
0.500.6750.800.875
0.4250.5750.700.80
0.350.4750.600.70
0.300.400.500.60
0.250.350.450.55
0.2250.3250.4250.50
0.200.2750.3750.45
0.200.250.350.425
0.1750.2250.300.40
Tabla 4: Información general sobre la profundidad de las raíces, Fracción del agua del suelo disponible (p) y el agua del suelo fácilmente disponible (p.Sa) para diferentes tipos de textura de suelos (mm/m profundidad del suelo , cuando Etcultivo es 5 - 6 mm/día.
Cultivos Prof. Raíces(d)m
Fracción (p)De agua
Disponible en el suelo1
Agua del suelo fácilmente utilizable (p.Sa)Mm/m1
Fina mediana grosera
AlfalfaBanana
1.0-2.00.5-0.9
0.550.35
11070
7550
3520
Cebada2Frijol 2RemolachaColZanahoriaApioCítricosTrébolCacaoAlgodónPepinoDátilesFrutales caducasLino2Granos pequeños2 Invierno2VidPastosManíLechugaMaíz2 SiloMelónOlivoCebollaPalmasArvejaPimientoPiñaPatataCártamo2SisalSorgo2SojaEspinacaFresasRemolacha azu.Caña azúcar2Girasol2CamoteTabaco precoz TardíoTomateLegumbresTrigo Maduración
1.0-1.50.5-0.70.6-1.00.4-0.50.5-1.00.3-0.51.2-1.50.6-0.9
1.0-1.70.7-1.21.5-2.51.0-2.01.0-1.50.9-1.51.5-2.01.0-2.00.5-1.50.5-1.00.3-0.51.0-1.7
1.0-1.51.2-1.70.3-0.70.7-1.10.6-1.00.5-1.00.3-0.60.4-0.61.0-2.00.5-1.01.0-2.00.6-1.30.3-0.50.2-0.30.7-1.21.2-2.00.8-1.51.0-1.50.5-1.0
0.7-1.50.3-0.61.0-1.5
0.550.450.500.450.350.200.500.350.200.650.500.500.500.500.600.600.350.500.400.300.600.500.350.650.250.650.350.250.500.250.600.800.550.500.200.150.500.650.450.650.350.650.400.200.550.90
11090100907040100704013010010010010012012070100806012010070130501307050100501201551101004030100130901307013018040105180
75657065502570503090707070708080507055408070509535905035653080
11075753020709060905090603070
130
35303530201030201540303030304040203025204030254515402515301540503535151030403040254025153555
Agua del suelo disponible (Sa) 200 140 601 Cuando Etcul. Es de 3 mm/día o menos aumentar los valores del 30%; cuando Etcul. Es de 8mm/día a más reducir los valores de 30%, asumiendo condiciones no salinas (Ece < 2 dS/m).
2 Valores más elevados son utilizados durante la maduración.
Tabla 5: Coeficiente de respuesta sobre el rendimiento: Factor Ky de diversos cultivos (FAO)
Cultivo Período vegetativo (1) Periodo de formación de Maduración
(4)
CiclobiológicoInicial Final Total Floración
(2)La cosecha
(3)AlfalfaJudíaColCítricosAlgodón
0.2
0.7-1.10.2
0.2
1.1
0.5
0.750.45
0.20.6
0.25
0.7-1.11.150.95
0.8-1.10.85
VidMaízCebollaPatataGuisanteSorgoGirasolCártamoSojaRemolacha azucareraTabacoTomateSandíaTrigo invierno primavera
0.450.2
0.25
0.2
0.45
0.8
0.50.3
1.00
0.7
0.40.45
0.2
0.2
0.4
0.20.2
1.5
0.90.551.00.550.8
1.10.8
0.60.65
0.50.80.70.70.450.80.61.0
0.80.8
0.50.55
0.20.30.20.20.2
0.50.40.3
0.851.251.11.11.150.90.950.80.85
0.6-1.10.91.051.1
1.01.15
Fuente: Estudios FAO: Riego y Drenaje, 33. Cuadro 24
Los términos: período vegetativo, de floración, de formación del producto (cosecha) y maduración corresponden respectivamente a las etapas: inicial, desarrollo, media y final.
III. EJEMPLOS DE APLICACION
Ejercicio No. 1:
Con la siguiente información climatológica promedio de 15 años de registro, y datos del cultivo a establecer, determinar las necesidades de agua para el cultivo solicitado.
Estación: Huancayo
Altitud : 3350 m.s.n.m.Latitud: 12.02 S
Longitud: 75.20 W
Mes Temp. Máx.(ºC)
Temp. Min.(ºC)
Hum.Rel.(%)
Vel. Viento(Km/d)
Horas de Sol Precipitación(mm)
EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSetiembreOctubreNoviembreDiciembre
18.418.017.718.718.918.918.719.419.319.920.018.9
7.07.06.64.72.6-0.10.92.45.36.36.26.4
79.078.080.080.074.071.067.065.071.069.068.075.0
86.0130.086.043.043.043.0130.0130.0173.0173.0173.086.0
5.55.45.16.57.58.58.17.26.66.96.66.1
125.0134.0110.054.023.08.05.016.048.069.071.092.0
Cultivo PapaPeriodo vegetativo: 130díasFase inicial: 25días.Fase Desarrollo: 30díasFase Mediados: 45díasFase Final: 30 díasCoeficiente de cultivo por fases: 0.5, 1.13, 0.75Profundidad de raíces por fases (cm): 0.30, 0.60, 0.60Nivel de agotamiento por fases: 0.25, 0.30, 0.30Factor de rendimiento: 0.45, 0.80, 0.30 y 0.30