Diseño de Riego - Maiz

 

 

Integrantes: 

Gerardo Raffo Frisancho Larico Brenda Mirella Milagros Quispe Quispe Diego Huaranga Sebastián Chávez Cristiam Villalva Curso: 

Ingeniería de Riegos Fecha de ejecución: 24 – Septiembre - 2017 Fecha de entrega: 10 –  Diciembre  Diciembre - 2017

 

Índice

Introducción .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. 3 Objetivos ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... 3 Objetivo General ........................................................................... ....................................................................................................................... ............................................ 3 Objetivos Específicos ..................................................................... ................................................................................................................. ............................................ 3 Características del Terreno ........................................................................................................... ........................................................................................................... 4 Recurso Suelo ................................................................................................................. ............................................................................................................................ ........... 4 Recursos Hídricos .......................................................................... ...................................................................................................................... ............................................ 4 Imagen Mapa y Satelital de la Zona en estudio ........................................................................ 5 Dimensiones .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. 5 Cultivo – Maíz .................................................................................... ................................................................................................................................ ............................................ 6 Producción ............................................................. ................................................................................................................................ ................................................................... 6 Costo Nacional....................................................................................................................... Nacional....................................................................................................................... 6 Costo de Exportación ............................................................................................................ ............................................................................................................ 6 Costo de Producción ............................................................................................................. 7 Clima y Suelo ............................................... .................................................................................................................. .............................................................................. ........... 8 Clima...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 8 Suelo ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 8 Preparación del Suelo ............................................................................................................... 9 Selección..................................................................................................................... ................................................................................................................................ ........... 9 Preparación ........................................................................................................................... 9 Material de Siembra ................................................................................................................ ................................................................................................................ 10 Método de siembra por surcos de 80 cm. con doble hilera ............................................... 10 Método de siembra a 50 cm. .............................................................................................. 11 Propiedades Físicas del suelo ...................................................................................................... ...................................................................................................... 13 Textura del suelo ........................................................................... ..................................................................................................................... .......................................... 13 Color (tabla Munsell) ............................................................................................................... ............................................................................................................... 14 Consistencia del suelo ......................................................................................... ............................................................................................................. .................... 15 Perfil del Suelo ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 15 Estructura del suelo............................................................................................. suelo................................................................................................................. .................... 16 Densidad Aparente.................................................................................................................. .................................................................................................................. 17 Propiedades Químicas del suelo ................................................................................................. ................................................................................................. 18 Conductividad ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 18

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1 

 

PH ................................................................ ...................................................................................................................................... ............................................................................ ...... 18 Necesidades hídricas ................................................................................................................... ................................................................................................................... 19 Capacidad de Campo............................................................................................................... ............................................................................................................... 19 Infiltración ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... 20 Cálculo de evapotranspiración (Eto) ....................................................................................... ....................................................................................... 20 Coeficiente de cultivo de maíz (Kp) ..................................................................... ......................................................................................... .................... 22 Tiempo de avance ............................................................. ................................................................................................................... ...................................................... 24 Tiempo de merma .................................................................................... ................................................................................................................... ............................... 25 Lamina de riego ............................................................................. ....................................................................................................................... .......................................... 25 Discusiones .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. 26 Conclusiones .............................................................. ............................................................................................................................... ................................................................. 27 Recomendaciones ....................................................................................................................... ....................................................................................................................... 28 Memoria Descriptiva .................................................................................... ................................................................................................................... ............................... 29 Textura ................................................................... .................................................................................................................................... ................................................................. 29 Densidad Aparente.................................................................................................................. .................................................................................................................. 30 Capacidad de campo ............................................................................................................... ............................................................................................................... 31 Infiltración ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... 33 Coeficiente de cultivo del maíz ............................................................................................... 35 Frecuencia de riego ............................................................................................. ................................................................................................................. .................... 36 Cálculo del tiempo de infiltración ........................................................................................... ........................................................................................... 36 Cálculo de tiempo de avance y longitud de surco .................................................................. .................................................................. 36 Ecuación de merma m erma ................................................................................................................. ................................................................................................................. 36 Cálculo del tiempo de riego y eficiencia de aplicación ........................................................... 36 Para un caudal de 1.72 l/s ......................................................... ................................................................................................... .......................................... 36 Método del segundo caudal......................................................... .................................................................................................... ........................................... 37 Para un caudal de 0.63 l/s ......................................................... ................................................................................................... .......................................... 37 Ecuación de merma m erma ................................................................................................................. ................................................................................................................. 37 Método del segundo caudal......................................................... .................................................................................................... ........................................... 38 Bibliografía .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. 39

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Introducción

El riego por gravedad es uno de los sistemas más utilizados para riego en nuestro país, por ello, es importante como ingenieros agrícolas, diseñar sistemas que permitan mejorar su eficiencia. Para ello, existen varios factores los cuales hay que considerar como el clima, el tipo de suelo a analizar, el cultivo que se desea sembrar, entre otros. Sin embargo, principalmente nos interesa gestionar de forma adecuada el agua, recurso limitado y base para la producción en los campos de cultivo. Para una buena administración y operación de los sistemas de riego, requiere de reglas claras en cuanto a un marco los derechos del agua entre sus usuarios. También es conveniente que se disponga de una adecuada infraestructura de riego y de drenaje, que permita distribuir el agua con oportunidad y en la cantidad adecuada para satisfacer la demanda de los cultivos agrícolas. El sistema de riego sigue siendo la forma tradicional y que además satisface las necesidades hídricas del cultivo y su distribución se hace usualmente por surcos, acequias, etc. Sin embargo, se debe tener un control adecuado para evitar la menor cantidad de perdida y obtener una mayor eficiencia.

Objetivos

Objetivo General  

Realizar el diseño de un sistema de riego por gravedad, para la mejora de producción de cultivo de maíz en la Universidad Nacional Agraria La Molina.

Objetivos Específicos  

Determinar las propiedades físicas y químicas del suelo en estudio (Densidad aparente, textura, etc.)

 

Hallar las necesidades hídricas (Evapotranspiración y coeficiente de cultivo).

 

Determinar el tiempo de avance en el tipo de suelo a analizar.

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Características del Terreno

Ubicación

Distrito

Lima Lima La Molina

Latitud Sur

12º04'36” 

Longitud Oeste

76º56'43” 

Altura (m.s.n.m.)

241

Departamento Provincia

Clima y Ecología Temperatura Precipitación Zona Agro – ecológica Grupo ecológico Cuenca Hidrográfica

14.6 ºC - 28 .7 ºC 60 mm Costa sub. - Tropical Desierto Rimac

Recurso Suelo Los suelos del Centro Experimental La Molina están caracterizados por una textura arena – limo - arcillosa variando el contenido de arena entre 48% a 60%; el contenido de limo entre 20% a 30% y el de arcilla entre 12% a 30%.

Recursos Hídricos Los recursos de agua de regadío provienen del sistema de aguas de la Cuenca del Río Rimac, cuya captación es realizada a la altura de Huachipa  –  Ate-Vitarte y es entregada al predio mediante dos riegos por semana de 1 lt/segundo y por hectárea.

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Imagen Mapa y Satelital de la Zona en estudio

Dimensiones Se considerará un terreno de 1 hectárea, cuyas dimensiones serán de 72 metros por 140 m. Además, se trabajará con riego por gravedad en surcos con dos hileras de 80 cm.

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Cultivo Maíz

Producción Costo Nacional

Costo de Exportación

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Costo de Producción Los costos de producción del maíz son variables, dependiendo del nivel tecnológico, así tenemos que para un nivel medio el costo es aproximadamente S/. 2,700 por hectárea y para un nivel tecnológico alto es aproximadamente S/. 3,100 por hectárea. De acuerdo a la bibliografía obtenida, la densidad de siembra es alrededor de 10500 kg/ha. Por lo que la ganancia por hectárea es aproximadamente de 8850 soles/ha.

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Clima y Suelo Clima El maíz es un cultivo de crecimiento rápido, que rinde más con temperaturas moderadas y un suministro abundante de agua. La temperatura ideal es entre 24 °C a 30 °C. La mayoría de los productores piensa o cree que el maíz crece mejor cuando las noches son cálidas. Pero por, al contrario. En las noches cálidas, el maíz utiliza demasiada energía en la respiración celular. Requiere un mínimo de 12º C de temperatura del suelo para la germinación. Por esta razón, son ideales las noches frescas, los días soleados y las temperaturas moderadas.

Suelo Entre las características físicas del suelo, las más importantes, desde el punto de vista del maíz, son: Capacidad de retención de agua, Aireación y Temperatura. Capacidadderetencióndeagua

La capacidad de almacenamiento de agua del suelo es fundamental para asegurar un suministro continuo entre riegos. El maíz es particularmente sensible a la falta de agua en el entorno de la floración, desde 20-30 días antes hasta 10-15 días después. En suelos con escasa profundidad, o pedregosos, la capacidad de almacenamiento se ve limitada y, cuando es posible, debe suplirse con mayor frecuencia de riegos. Lo ideal es mantener una alta disponibilidad de agua en el suelo, en términos de potencial de agua del suelo (no debe superarse 1,5 atmósferas en el periodo de la floración y algo más en el resto del ciclo). Si el potencial hídrico es mayor (en términos absolutos) comienza a mermar la producción. En relación con la disponibilidad de agua, el maíz es muy sensible a la salinidad del suelo. Una concentración salina, expresada como conductividad eléctrica en extracto de pasta saturada, superior a 1,7 dS/m a 20 ºC comienza a afectar al cultivo, y con 3,8 dS/m la producción desciende un 25%.  Aireación  Aireación

El maíz es muy sensible a la asfixia radicular. No soporta los suelos apelmazados o con mal drenaje. Necesita un mínimo del 10% del volumen de suelo ocupado por aire. Tanto la aireación del suelo como la circulación de agua están estrechamente ligadas a la estructura del suelo, que favorece la formación y mantenimiento de la porosidad. Es esencial proteger la estructura frente a agresiones como el tránsito de maquinaria pesada en malas condiciones de humedad, el laboreo intenso o la elevada energía del agua aportada en riegos por aspersión. Temperatura

Respecto a la temperatura, el maíz se muestra especialmente sensible durante la germinación, nacencia e inicio de la vegetación. Requiere un mínimo de 12º C de temperatura del suelo para la germinación. Algunos síntomas de carencia en el inicio del cultivo están originados por bajas temperaturas que impiden el desarrollo radicular. La temperatura del suelo puede, hasta cierto punto, modificarse mediante el manejo de los restos orgánicos en superficie y del riego. En resumen, es esencial el mantenimiento de la “fertilidad física” del suelo. Su deterioro puede

causar limitaciones no siempre fáciles de identificar y, a menudo, de muy lenta corrección. El maíz tiene unas necesidades nutricionales por unidad de producción similares a otros cereales, como el trigo o la cebada. Pero debido a sus producciones, habitualmente mucho más altas, las cantidades de nutrientes demandadas por el maíz, en términos absolutos, son mucho más elevadas.

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Existen diferentes referencias sobre las cantidades de nutrientes esenciales consumidos en mayor cantidad. Lasnecesidadesnutricionalesdesmaíz

Variables según autores, son de un máximo de 28-30 kg de nitrógeno (N), 10-12 kg de fósforo (P2O5), y 23-25 kg de potasio (K2O), por cada 1.000 kg de grano producido. Adicionalmente, hay un consumo significativo de calcio, calcio , magnesio y azufre. Hay que destacar el hecho de que una parte de los Esto nutrientes extraídos destinados a partes entre de la planta que no siempre se importante retiran del campo. hace que existanson importantes diferencias la extracción total de nutrientes y la exportación. Estas diferencias son particularmente importantes en el potasio, en el que sólo una pequeña parte va destinada al grano que se cosecha, y en los microelementos. m icroelementos.

Preparación del Suelo Selección El maíz se adapta a una amplia variedad de suelos donde puede producir buenas cosechas empleando variedades adecuadas y utilizando técnicas de cultivo apropiadas. Los peores suelos para el maíz son los excesivamente pesados (arcillosos) y los muy sueltos (arenosos) Los primeros, por su facilidad para inundarse y los segundos por su propensión a secarse excesivamente. El clima en relación con las características del suelo. Es también fundamental para evaluar las posibilidades de hacer un cultivo rentable. En regiones de clima frío y con fuertes precipitaciones, los suelos relativamente ligeros son preferibles por su facilidad para drenar y alta capacidad para conservar el calor. En lugares de escasas precipitaciones, los suelos de textura relativamente pesada (arcillosos) dotados de alta capacidad relativa para retener el agua, son los más convenientes. En general los suelos más idóneos para el cultivo de maíz son los de textura media (francos), fértiles, bien drenados, profundos y con elevada capacidad de retención de agua. En comparación con otros cultivos, el maíz se adapta bastante bien a la acidez o alcalinidad del terreno. Puede cultivarse con buenos resultados entre pH 5.5 y 7.0 aunque el óptimo corresponde a una ligera acidez (pH entre 5.5 y 6.5). El maíz se considera medianamente tolerante a los contenidos de sales en el suelo o en las aguas de riego. La parte superior de las raíces es la más sensible a los efectos de las sales. El crecimiento de las raíces se ve severamente más afectado por las sales que la parte aérea.

Preparación La preparación del suelo depende del sistema de producción utilizado por el productor. Esta actividad también se ve Influenciada por otros factores como precipitación, tipo de suelo y condición económica del productor. Hay que recordar que para el productor el recurso más valioso es el suelo, por lo tanto, debe conservarlo. Una adecuada preparación del suelo, ayuda a controlar malezas, enriquecer el suelo incorporando rastrojos: da permeabilidad, controla algunas plagas y permite una buena germinaron de la semilla. La práctica de arar todos los años a igual profundidad produce compactación del suelo, justo por debajo de la profundidad a que efectúa arada; esto reduce en forma notable el crecimiento cr ecimiento de las raíces y el movimiento delseagua en ellasuelo.

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En nuestro país se conocen dos tipos de preparación de suelo: la convencional y la labranza de Conservación de suelo y agua o mínima labranza.

Material de Siembra Mediante el manejo de siembras en surcos angostos (50 cm); de doble hilera, en surcos de 75 y 80 cm, se presenta un cierre anticipado del cultivo, pues al modificarse la distribución espacial de las plantas se reduce el sombreo mutuo entre las hojas durante su etapa de expansión, lo que logra una cobertura del suelo más rápida. Esta cobertura más temprana permite lograr mayor eficiencia en la intercepción de la luz, del suelo y nutrientes en el cultivo, respecto de la eficiencia lograda con las siembras en surcos convencionales de hilera sencilla, con separación a 75 y 80 cm. El método permite incrementar la densidad de plantas por hectárea, al manejar poblaciones que van desde 100,000 hasta 125,000 plantas, para brindarles una mejor distribución en el terreno. La siembra se realiza con una sembradora de doble hilera o bien, con una sembradora convencional de siembra en hilera sencilla para surcos a 50 cm. Esta tecnología permite, además, obtener una disminución de los problemas de acame (caída de plantas) y plantas improductivas, im productivas, que se traduce en mayores rendimientos por hectárea. Cabe resaltar que la respuesta productiva de cada híbrido es variable en función de la estructura y de la fisiología de la planta, por lo que los niveles de incremento en rendimiento son directamente proporcionales al grado de adaptación de cada material.

Método de siembra por surcos de 80 cm. con doble hilera Este método permite acomodar 120 120 surcos en una hectárea (100 x 100 m), con cinco semillas por metro por hilera y la separación entre hileras es de 20 y 60 centímetros, para una población de 125,000 semillas por hectárea. En este método, las labores de cultivo, fertilización y riego se realizan en la separación entre hileras de 60 centímetros.

La cama de siembra es de 80 centímetros y la separación entre semillas es de 20 centímetros, aproximadamente, como se puede ver en las Figuras anteriores, Para la adopción de este método de siembra no se requiere hacer modificaciones a la maquinaria que se utiliza en la siembra tradicional en hilera sencilla, sólo es necesario realizar un ajuste en la sembradora, que consiste en acoplar una extensión o “mancuerna” en cada

unidad o bote de siembra, como se observa en la Figura.

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Método de siembra a 50 cm. Este método permite colocar 200 surcos por hectárea (100 m x 100 m), con seis semillas por metro lineal, para una población total de 120,000 semillas, en donde la cama de siembra es de 50 centímetros.

La cama de siembra se utiliza para hacer las labores de cultivo, fertilización y riego y la distancia entre semillas es de 16 centímetros, aproximadamente, como se muestra en la Figura 5. Existen dos maneras de llevar a cabo este método: En una se utilizan surcos impares (5, 7, 9) 9 ) con un tractor abierto de trocha, a una separación entre llantas de 1.50 metros y con rodado trasero no mayor a las 15.5 pulgadas de ancho; se acomodan las unidades o botes de siembra a 50 centímetros de distancia, uno de otro, y se inicia el acomodo del centro del tractor hacia los extremos, como se puede ver en las Figuras 7 y 8.

La otra forma de realizar una siembra a 50 cm es utilizar surcos pares (4, 6, 8). Para este método se requiere un tractor, con una abertura de trocha de 2 metros y con un rodado trasero no mayor a las 15.5 pulgadas de ancho, se distribuyen las unidades de siembra a una separación de 50 centímetros, una de otra, como se puede ver en las Figuras 9 y 10.

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Un punto que debe cuidarse en las siembras en surcos estrechos es que, si al momento de trazar los surcos (marcar) se emplean surcos impares se debe de escarificar, sembrar y fertilizar al cierre del cultivo con un implemento agrícola acondicionado para surcos impares, y, de igual forma, si se inició con surcos pares deben de realizarse todas las labores siguientes con implementos para surcos pares y con tractor abierto de trocha a 2 metros. A diferencia del método de siembra en doble hilera en surcos de 80 cm, en el de surcos estrechos a 50 cm se requiere que la cosechadora esté acondicionada con co n un cabezal (o banco de cosecha) a 50 cm para reducir la pérdida de mazorcas al momento de realizar la cosecha.

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Propiedades Físicas del suelo

Textura del suelo Se realizaron 3 calicatas donde se determinó el porcentaje de arena, limo y arcilla de cada una, a diferentes profundidades.

Calicata 1

Arena Arcilla Limo 0 -30 37.84% 38.52% 23.64% 30 -60 61.84% 33.01% 5.15% 60 -90 57.48% 28.88% 13.64%

Calicata 2

Arena Arcilla Limo 0 -30 66.56% 9.80% 23.64% 30 -60 48.56% 26.16% 25.28% 60 -90 46.00% 25.36% 28.64%

Calicata 3

Arena Arcilla Limo 0 -30 62.64% 9.44% 27.92% 30 -60 42.56% 34.16% 23.28% 60 -90

61.28%

28.88%

9.84%

Arena

Arcilla

Limo

64.6%

9.62%

25.78%

Con los resultados obtenidos en las tres calicatas estudiadas, solo se tomará los valores  porcentuales de las calicatas 2 y 3, ya que estas cuentan con mayor similitud. De acuerdo al triangulo de textura, el suelo se clasifica como franco arenoso.

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Color (tabla Munsell)

Ilustración 1: Utilización de la tabla Munsell para identificar el color de la muestra

Ilustración 2: Identificación del color del mismo suelo, pero con humedad

7.5 YR 4/2 Húmedo 7.5 YR 2.5/2 Seco

El color del suelo seco es 7.5 YR 4/2 , y del suelo húmedo es 7.5 YR 2.5/2, y nos indica indica que solo varia el valor del brillo, ya que para un suelo húmedo el brillo es mayor, a diferencia del suelo seco que es opaco.

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Consistencia del suelo

Con respecto a la consistencia del suelo, al pasar la espátula dentro de una de las paredes, no hubo problemas al hacer el corte, lo que significa que no hay variación en la consistencia, es decir, el suelo es uniforme.

Perfil del Suelo

 Al observar la calicata realizada, se clasifica el suelo como un horizonte A , lo cual significa que es apto para la agricultura. Se caracteriza por su color oscuro en toda la profundidad y por lo tanto presencia de materia orgánica.

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Estructura del suelo

La estructura del suelo es Granular, pues presenta varias partículas individuales de arena, limo y arcilla agrupadas en pequeños granos casi esféricos. Además, es fácil de deshacer por lo que el aire y agua puede movilizarse y circular con facilidad en el suelo.

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Densidad Aparente calicata 1

Da (gr/cm3)

1.62 1.64 1.49

0-30 30-60 60-90

calicata 2

Da (gr/cm3)

1.62 1.70 1.54

0-30 30-60 60-90

calicata 3

Da (gr/cm3)

1.63 1.62 1.57

0-30 30-60 60-90

Promedios Da (gr/cm3)

Profundidad 30 60 90

1.62 1.65 1.53

1.60

La densidad aparente del suelo en estudio es de 1.60 gr/cm3 , lo cual está dentro del parámetro del suelo franco arenoso.

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Propiedades Químicas del suelo

Conductividad Calicata 1 60 - 90

conductividad

2.34

ms/cm

3.39 3.32 2.11

ms/cm ms/cm ms/cm

4.17

ms/cm

Calicata 2 0 - 30 30 - 60 60 - 90

conductividad conductividad conductividad

Calicata 3 0 - 30

conductividad

Por los resultados obtenidos, observamos que la conductividad es de 3 ms/cm , lo que indica que es un suelo moderadamente salino; por lo que el rendimiento de cultivos sensibles puede verse afectados en su rendimiento.

PH Calicata 1 60 - 90

pH

8.105

3 seg

7.679 7.647 7.961

5 seg 3 seg 5 seg

7.961

5 seg

Calicata 2 0  – 30 30 – 60 60 – 90

pH pH pH

Calicata 3 0 - 30

pH

El Ph del suelo es 7.871, lo cual indica i ndica que es un suelo básico.

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Necesidades hídricas

Capacidad de Campo Profundidad de 0 -30 Día

1

2

3

4

5

Humedad W

18.28

17.00

15.91

15.49

14.34

Humedad

29.62

27.54

25.78

25.09

23.23

Profundidad de 30 - 60 Día

1

2

3

4

5

Humedad W

21.31

19.75

17.75

16.38

16.31

Humedad

35.16

32.59

29.28

27.02

26.91

Profundidad de 60 -90 Día

1

2

3

4

5

Humedad W

20.30

18.89

17.33

16.22

16.06

Humedad

31.06

28.90

26.51

24.82

24.58

Porcentaje Porcent aje de humedad (W) vs Tiempo (días) 22.00 21.00 20.00     )    W19.00     (     d    a     d    e 18.00    m    u 17.00    H

Profundidad 30 cm Profundidad 60 cm Profundidad 90 cm

16.00 15.00 14.00 0

1

2

3

4

5

Tiempo (días) Cuadro de variación de la humedad con respecto al tiempo

Al tener un porcentaje similar, se determinó un promedio de capacidad de campo (masa) de las 3 calicatas realizadas. Capacidad de campo (masa)

Capacidad de campo (Volumen)

15.57%

25.69%

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Infiltración

Infiltración vs Tiempo

0.060 0.050     )    n    i    m0.040     /    m    c     (    n 0.030     ó    i    c    a    r    t 0.020     l    i     f    n    I

0.010 0.000 0

20

40

60

80

100

120

Tiempo (minutos)

ó    á:  = 0.0049 492 −.    Velocidad de infiltración = 0.3745   = 3.74 ( )   

Para el suelo estudiado tenemos una velocidad de infiltración de 3.74 mm/h , por lo que se encuentra dentro del parámetro característico de suelo tipo arcilloso,

Cálculo de evapotranspiración (Eto) Estación Meteorológica A. Von Humboldt Latitud: 12°05’s Longitud: 76°57’w

Altitud: 243.7msnm

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20 

140

 

Mes

Eto (Penman)

Eto (Blaney)

Eto (Hargreaves)

Eto (Radiación)

Eto (Evaporímetro)

Enero

116.53 116.41 108.39 94.92 79.84

106.64 97.27 92.77 85.19 69.33

140.49 133.40 133.06 133 .06 118.27 118 .27 102.43

122.14 115.08 113.88 102.00 90.36

84.75 119.82 72.18 103.28 85.55

67.72 69.60 78.02 89.66 100.00 108.76 108.25

44.88 46.26 45.78 48.79 61.97 72.02 83.93

71.45 57.89 63.68 76.97 103.26 116.98 126.19

73.89 78.09 87.09 97.12 109.63 119.53 120.51

81.27 61.57 68.00 80.62 105.77 104.25 110.06

Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre

Mes

Eto (Penman)

C

Eto corregido

Enero Febrero

116.53 116.41 108.39 94.92 79.84 67.72 69.60 78.02 89.66 100.00 108.76 108.25

0.72 1.02 0.65 1.08 1.02 1.1 0.85 0.85 0.85 1.05 0.9 1.01

83.90 118.74 70.45 102.51 81.44 74.49 59.16 66.32 76.21 105.00 97.89 109.33

Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

21 

 

160.00

Metodos para para hallar el Eto

140.00 120.00 100.00    o    t 80.00    E

60.00 40.00 20.00 0.00 1

3

5

7

9

11

Tiempo (meses)

Metodo de de Ha Hargreaves

Metodo Pe Penman

Metodo de de Ra Radiacion

Evaporimetro

Blaney-Criddle

Según el grafico obtenido y los resultados, tomaremos los valores por el método de Penman, ya que se encuentra dentro del promedio, es decir, es la curva media que se verifica en el gráfico, además que se encuentra más cercano a los valores obtenidos de evapotranspiración por el método de Evaporímetro.

Coeficiente de cultivo de maíz (Kp)

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

22 

 

Mes Diciembre

Eto (mm/día)

Kc

Etc (mm/día)

3.53

0.2

0.71

Enero Febrero Marzo Abril Mayo

2.71 4.24 2.27 3.41 2.62

0.28 0.83 1.05 0.99 0.8

0.76 3.52 2.38 3.38 2.09

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

23 

 

Tiempo de avance Caudales (l/s) X (m)

1.26

1.72

0.63

5

1.03

0.69

0.88

10

2.07

1.62

1.84

15 20

3.13 4.19

2.50 3.24

2.78 3.54

25

5.09

4.01

4.93

30

5.91

4.81

6.26

35

6.78

5.40

7.65

40

7.63

6.15

9.07

Curvas de avance y = 4.735x1.034 R² = 0.9985

45 6.6463x0.9608

y= R² = 0.9951

40 35

y = 5.8658x0.8932 R² = 0.9953

    ) 30    m     (    a    i 25    c    n    a    t 20    s    i    D15

10 5 0 0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

Tiempo (min)

1.26 l/s Power (1.26 l/s)

1.72 l/s Power (1.72 l/s)

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

0.63 l/s Power (0.63 l/s)

24 

10.00

 

Tiempo de merma Caudales (l/s) Distancia (m)

1.26

1.72

0.63

5

0.32

0.92

0.52

10

0.95

1.67

1.02

15

1.42

2.10

1.53

20

1.53

2.51

1.99

25

2.25

3.59

2.39

30

3.02

4.08

2.91

35

3.28

4.72

3.43

40

4.37

4.98

3.95

Curvas de merma

45

y = 12.234x0.83 R² = 0.9819

y = 9.8039x1.0372 R² = 0.9994

40 35

40

35 y = 5.7538x1.1953 30 R² = 0.9888

30

    )    m     ( 25    a    i    c    n    a 20    t    s    i    D

25 20

15

15

10

10

5

5

0 0.00

1.00

2.00 1.26 l/s 0.63 l/s

3.00 Tiempo (min)

4.00

5.00

1.72 l/s Power (1.26 l/s)

Lamina de riego DT

50

%

Wcc

15.57

%

Wpm

8.46

%

Prof. Raíz

60

cm

Da

1.60

gr/cm3

Lamina

3.412

cm

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

25 

6.00

 

Discusiones

  De acuerdo al valor obtenido de densidad aparente (1.6 gr/cm 3), el suelo se clasifica como suelo franco arenoso, sin embargo, al realizar el ensayo de textura del suelo, se obtiene un suelo franco arcillo arenoso.



  Se observa que en los valores de densidad aparente es diferente según la profundidad, es decir que para una profundidad de 0 a 30 cm se obtiene una densidad de 1.62 gr/cm 3, de 30 a 60 cm se obtiene 1.65 gr/cm 3 y de 60 a 90 cm se tiene 1.53 gr/cm 3.



  A pesar de haber realizado por segunda vez la prueba de infiltración, se obtuvo una velocidad de infiltración baja (3.74 mm/h) y de acuerdo a la literatura revisada (Brouwer et al), el suelo se clasifica como arcilloso, lo cual contradice a la prueba de textura y densidad aparente.



  Si bien el cultivo de maíz se puede adaptar a suelos ácidos o alcalinos, el ph obtenido (7.64) muestra que puede haber algunos problemas en el desarrollo del cultivo por el



suelo alcalino.   La capacidad de suelo obtenido en laboratorio (15.57%) se encuentra dentro del rango de un suelo franco arenoso.



  A pesar de tener un caudal de riego alto (1.72 l/s), la eficiencia de riego (48.35 l/s) fue menor que utilizando un caudal menor (0.63 l/s), el cual nos dio una eficiencia mayor (84.28%).



  Al haber realizado los estudios respectivos a una profundidad de 30 cm., la profundidad de raíces no será necesariamente la tercera parte de su longitud.



DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

26 

 

Conclusiones   La prueba de infiltración indica que el movimiento del agua en el suelo es lento a pesar que la textura es franco arenoso, esto indica que el suelo ha sido compactado, lo que no permite el libre paso del agua. Además, debido a esto, el largo del surco optimo no concuerda para el área que se dispone.



  A pesar que el suelo tiene un mismo estrato, el valor de la densidad aparente empezó a aumentar a mayor profundidad, lo que muestra que el suelo ha sido compactado, lo cual perjudica al crecimiento del cultivo de maíz, siendo este un suelo apto para este. Para evitar este problema, se debe subsalar el suelo para aumentar el tamaño de poros para permitir el paso del agua y raíces.



  En siguiente caso, se ha asumido una profundidad de raíz de 30 cm para el cultivo de maíz, ya que, al estar compactado el suelo, las raíces crecen hasta esta profundidad y luego continúan de manera lateral.



  Si bien el maíz es adaptable a suelos alcalinos, como se ha dicho anteriormente, se debe subsalar el suelo por cada etapa de siembra, para evitar efectos negativos durante el crecimiento de la planta y, por ende, la producción.



  La variación de textura a cada profundidad pudo deberse a la mala toma de muestra al momento de realizar la calicata, ya que, este al tener un solo estrato, no debería variar.



  Al momento de un sistema de riego, un caudal mayor no necesariamente indica una mayor eficiencia, por ello, al momento de realizar la prueba de avance, se debe utilizar varios caudales, buscando el caudal máximo máx imo no erosionable.



  Para un mayor caudal, la distancia optima es mayor, esto implica una disminución de eficiencia para el sistema de riego por gravedad, ya que aumenta la lámina de infiltración, lo cual implica que se pierde bastante agua.



  Debido a que tecnificar significa o implica mejorar eficiencias, es posible mejorarlas sin alterar el método de riego, manejando criterio del manejo del recurso hídrico como regulación de caudales, regando siempre con el máximo no erosionable o el uso del método del segundo caudal para disminuir pérdidas y aumentar la eficiencia de aplicación.



DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

27 

 

Recomendaciones

  Se debe tener una nivelación adecuada y pendiente uniforme menor al 2% para no tener problemas como la posible erosión, ya que la falta de una pendiente puede generarnos



encharcamientos y agrandar nuestros tiempos de avance generando pérdidas por percolación al infiltrarse el agua encharcada.   El escaso desarrollo que tiene el sistema radicular de la lechuga condiciona que este cultivo sea muy sensible al déficit hídrico del suelo es por eso que se debe tener especial cuidado con la frecuencia de riego.



  La uniformidad de los surcos es importante porque condiciona la excesiva o escasa humedad del suelo ya que un surco mal diseñado puede no abastecer de agua a toda la longitud del surco.



 



Cuando el agua presenta riesgo de salinidad es conveniente aumentar la frecuencia de riego.

  Siempre es bueno darle un poco más de agua de lo que dice la lámina de diseño para lavar las sales y mantener el suelo amigable para las plantas







  Para desarrollar las pruebas de avance se recomiendo tener un caudal constante y medido en la tubería matriz que riega el campo.

  Es importante saber el tiempo de riego para un bueno manejo del agua y para que podamos tener la humedad adecuada del suelo.



  Si bien es importante el tiempo de riego, eso no quiere decir que tengamos que trabajar con un caudal cuales quiera con tal de que esto sea el menor tiempo, es por ello que se trabaja con el caudal que evite la erosión.

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

28 

 

Memoria Descriptiva Textura Corrección por temperatura Si la T° es mayor a 68 °F, ° F, se suma a la lectura obtenida (0.2 x (T° - 68)) y si es menor se resta. Luego, al valor obtenido se divide entre el total de suelo, en este caso se usó 50 gr., y se multiplicara por cien para obtener el porcentaje. Donde, la primera lectura indica el porcentaje de arcilla y limo que tiene el suelo, y la segunda lectura el porcentaje de arcilla. Calicata 1

Lectura

valor

Temp. (°C)

Temp. (°F)

Lect. Corregida

Porcentaje (%)

0 - 30

1 (arcilla y limo)

20

23

73.4

21.08

42.16

2 (Arcilla)

18

23.5

74.3

19.26

38.52

1 (arcilla y limo)

18

23

73.4

19.08

38.16

2 (Arcilla)

16

21.4

70.52

16.504

33.01

1 (arcilla y limo)

20

23.5

74.3

21.26

42.52

2 (Arcilla)

13

24

75.2

14.44

28.88

30 - 60

60 - 90

Calicata 2

Lectura

valor

Temp. (°C)

Temp. (°F)

Lect. Corregida

Porcentaje (%)

0 - 30

1 (arcilla y limo)

16

22

71.6

16.72

33.44

30 - 60

2 (Arcilla) 1 (arcilla y limo)

4 25

22.5 22

72.5 71.6

4.9 25.72

9.80 51.44

60 - 90

2 (Arcilla) 1 (arcilla y limo)

12 27

23 20

73.4 68

13.08 27

26.16 54.00

2 (Arcilla)

12.5

20.5

68.9

12.68

25.36

Calicata 3

Lectura

valor

Temp. (°C)

Temp. (°F)

Lect. Corregida

Porcentaje (%)

0 - 30

1 (arcilla y limo)

18.5

20.5

68.9

18.68

37.36

30 - 60

2 (Arcilla) 1 (arcilla y limo)

4 28

22 22

71.6 71.6

4.72 28.72

9.44 57.44

60 - 90

2 (Arcilla) 1 (arcilla y limo)

16 19

23 21

73.4 69.8

17.08 19.36

34.16 38.72

2 (Arcilla)

13

24

75.2

14.44

28.88

Finalmente, en la tabla de texturas podremos obtener el tipo de suelo a estudiar.

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

29 

 

Densidad Aparente La densidad aparente es una propiedad dinámica, que varía de acuerdo a las condiciones del suelo. El valor que se calcule puede servir como un indicador del tipo de suelo que se tiene, el grado de compactación que tiene y su restricción relativa al desarrollo radicular de las plantas. La densidad del suelo se calcula con muestras no perturbadas, al peso seco de 105°C, para lo cual se tendrá dos elementos necesarios para el cálculo: Peso de suelo seco de los sólidos y el volumen que la muestra ocupaba en el campo. cilindro

r (cm)

5

v (cm3)

calicata 1 0-30

30-60

60-90

98.17

Psh (gr.)

Pss (gr.)

Da (gr/cm3)

195.40 190.20 190.00 185.00 188.00 189.60 167.20 183.00 176.90

160.40 154.50 161.70 159.00 160.50 162.60 138.20 152.30 148.00

1.63 1.57 1.65 1.62 1.63 1.66 1.41 1.55 1.51

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

30 

 

calicata 2 0-30

30-60

60-90

calicata 3

Psh (gr.)

Pss (gr.)

Da (gr/cm3)

195.10 185.50 190.40 195.90 185.90 199.40 175.30 168.60 178.20

158.70 156.40 161.00 169.70 161.50 170.30 151.30 148.50 152.50

1.62 1.59 1.64 1.73 1.65 1.73 1.54 1.51 1.55

Psh (gr.)

Pss (gr.)

Da (gr/cm3)

200.4 182.7 168.9 186.3 189.2 186.2

160.6 156.1 162.9 159.5 161.4 157.3

1.64 1.59 1.66 1.62 1.64 1.60

184 172.2 164

158.8 150.1 153.5

1.62 1.53 1.56

0-30

30-60

60-90

Capacidad de campo  

Cavar una calicata con ayuda de la lampa y llenarla de agua hasta casi llenarla totalmente. Esperar 24 horas hasta que el agua haya filtrado en el suelo.

 

Luego de 24 horas, utilizar el tornillo muestreador para obtener una muestra de suelo a 30, 60 y 90 cm de profundidad. Profundidad de 0 -30

Wss

1 120.00 101.45

2 80 .45 80.45 68.76

3 104.23 89.92

4 106.12 91.89

5 125.12 109.43

Humedad W

18.28

17.00

15.91

15.49

14.34

Humedad

29.62

27.54

25.78

25.09

23.23

Día Wsh

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

31 

Densidad aparente

1.62

 

Profundidad 0-30 32.00

   A    C    I 30.00    R    T 28.00    E    M26.00    U    L    O24.00    V    D22.00    A    D    E 20.00    M    U18.00    H

16.00 0

1

2

3

4

5

6

TIEMPO (DÍAS)

Profundidad de 30 - 60 Día Wsh Wss Humedad W Humedad

1 118.40 97.60

2 117.00 97.70

3 118.10 100.30

4 106.60 91.60

5 97.00 97 .00 83.40

21.31

19.75

17.75

16.38

16.31

35.16

32.59

29.28

27.02

Densidad aparente

1.65

26.91

Profundidad 30 -60 32.00 30.00

   a    c    i    r    t 28.00    e    m26.00    u     l    o 24.00    v     d    a     d 22.00    e    m    u    H20.00

18.00 16.00 0

1

2

3

4

5

6

tiempo (días)

Profundidad de 60 -90

Wss

1 111.40 92.60

2 83.70 70.40

3 109.70 93.50

4 86.70 74.60

5 61.05 52.60

Humedad W

20.30

18.89

17.33

16.22

16.06

Humedad

31.06

28.90

26.51

24.82

24.58

Día Wsh

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

Densidad aparente

1.53

32   

Profundidad 60-90 32.00 30.00

   a    c    i    r    t 28.00    e    m26.00    u     l    o 24.00    v     d    a     d 22.00    e    m20.00    u    H

18.00

16.00 0

1

2

3

4

5

6

tiempo (días)

Infiltración Tiempo (min) Parcial

Lectura (cm.)

Di (cm.)

Velocidad de infiltración Instantánea (cm/h)

acumulado

3

1 2 3 6 9 12 15 18

20.50 20.60 20.60 20.60 20.70 20.80 20.90 21.00 21.10

0.10 0.00 0.00 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10

0.10 0.10 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60

6 0 0 2 2 2 2 2

3 3

21 24

21.10 21.20

0.00 0.10

0.60 0.70

0 2

0 1 1 1 3 3 3 3

DISEÑO DE RIEGO    INGENIERIA DE RIEGOS I

33 

 

27 32 37 42 47 53 57 69 77 88 97 107 122

3 5 5 5 5 6 4 12 8 11 9 10 15

21.25 21.27 21.30 21.32 21.40 21.45 21.47 21.50 21.60 21.70 21.70 21.75 21.80

0.05 0.02 0.03 0.02 0.08 0.05 0.02 0.03 0.10 0.10 0.00 0.05 0.05

0.75 0.77 0.80 0.82 0.90 0.95 0.97 1.00 1.10 1.20 1.20 1.25 1.30

1 0.24 0.36 0.24 0.96 0.5 0.3 0.15 0.75 0.55 0 0.3 0.2

Lamina acumulada vs Tiempo Acumulado 1.80 1.60

y = 0.0794x0.6197 R² = 0.9586

    ) 1.40    M    C     (    A 1.20    D    A    L 1.00    U    M    U    C 0.80    A    A    N    I 0.60    M    A    L 0.40

0.20 0.00 0

20

40

60 80 TIEMPO (MIN)

100

Lamina de infiltración  

( )) =  ∗   ( )) =0.0794∗.  Velocidad de Infiltración

=1=0.61971=0.3803    =    = 0.07 07994  00..619 6197 = 0.04 .0492 

( (/ / ) =  ∗    (/ /)) =0.0492∗−. 

120

140

DISEÑO DE RIEGO    INGENIERIA DE RIEGOS I

34 

 

Velocidad de infiltración básica

Para un tiempo básico (tb)  = 6 600 00  = 600(0.3803 0.3803)) = 228 228.18 .18  ≈ 22 2288   ..   = 0.00492 492 2 228 28−. = 3.74 7 4 ( ℎ ) 

Coeficiente de cultivo del maíz  

Los valores del Kc fueron obtenidos por varias investigaciones realizadas acerca del cultivo culti vo

de maíz, se encontraron valores muy similares.               Periodo de Desarrollo: 30-40-50-30

     = 0.2    = 1.0055    = 0.6

La determinación de la fecha de siembra se obtiene de acuerdo a la revisión bibliográfica realizada, para evitar problemas en la germinación y pérdidas por factores climáticos, se sembrará el 15 de diciembre, casi a inicios de verano. Se calcula que: X=0.54 Y=0.825        

 

 

      = 0.2  .( .() )+(..  )() =0.28      =  .(()+(.. .  )() =0.83      =     = 1.0055     = 0.9999     = 0.8800 

DISEÑO DE RIEGO    INGENIERIA DE RIEGOS I

35 

 

Frecuencia de riego

 = á   = 34.12 3.38    = 10.094 = 10 í í    = 3.38 .38  

Cálculo del tiempo de infiltración  

Ecuación de infiltración:

 

Para Lr = 3.38 cm

( )) =0.0794∗.  425.45 .45    = 425

Cálculo de tiempo de avance y longitud de surco

Ecuación de avance:

 =   4  = 106 106.36 .36   

() =6.6463∗ .     ó( ó() = 588. 588.73 7 3 = 589 589      Ecuación de merma y = 5.7538x1.1953 

Cálculo del tiempo de riego y eficiencia de aplicación Para un caudal de 1.72 l/s  

 =      = 425.q= 45 1.72  10l/s6.36  48.05 = 483.76   =  ∗∗     −

   = 1.7210 ∗483.7660 80 589∗ 100

 = 10.5 10.599    ∗100   =   = 31 31.9.92% 2% 

DISEÑO DE RIEGO    INGENIERIA DE RIEGOS I

36 

 

Método del segundo caudal q1 (l/s) q2 (l/s)

1.72 0.86

Tiempo de avance Tiempo oportunidad

 =  ∗    ∗     ∗   ∗  Calculando el segundo sumando de la ecuación anterior:

 = 2.33 33  4.66  = 6.99 9 

Como:

ó >   Como la lámina de infiltración es mayor a la de riego, hay agua que infiltra y por lo tanto el diseño es correcto. Calculando la eficiencia de aplicación del nuevo diseño:

 = 6.99 99    = 3.3.38 38    = 48 48.3.355 %  Para un caudal de 0.63 l/s

 = 4  Ecuación de avance:

 = 106 106.36 .36   

() =5.8658∗ .     ó( ó() = 379. 379.01 0 1 = 379 379      Ecuación de merma Y= 9.8039x1.0372 

 ==425.45106.3633.91=497.9   q= 0.63 l/s

 =  ∗∗    

− ∗497.960 0.6310    = 80 379∗ 100  = 6.21 21  

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

37 

 

 ∗100   =   = 51 51.1.133 %  Método del segundo caudal q1 (l/s) q2 (l/s)

0.63 0.32

Tiempo de avance Tiempo oportunidad

   ∗     =  ∗∗   ∗  



Calculando el segundo sumando de la ecuación anterior:

 = 1.33 33  2.69  = 4.02  

Como:

ó >   La lamina de riego es mayor a la lámina de infiltración, por lo que se debe probar con otro caudal.

Calculando la eficiencia de aplicación del nuevo diseño:

 = 4.01 01    = 3.3.38 38    = 84 84.0.077 %  Al ver que por el caudal 0.63 l/s hay mayor eficiencia, se elige este para el diseño di seño de riego.

DT

50

%

Wcc

15.57

%

Wpm

8.46

%

Prof. Raíz

30

cm

Da

1.60

gr/cm3

Lamina

3.412

cm

Frecuencia

10

días

Tiempo de infiltración Tiempo de Avance Longitud de surco Optima Eficiencia de aplicación Eficiencia por el segundo caudal

431.96

Min.

107.99

Min.

384

m.

54.34

%

84.28

%

DISEÑO DE RIEGO  – INGENIERIA DE RIEGOS I

38 

 

ibliografía

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