Trabajo de Investigación-Herbert Núñez.docx

TÍTULO:

Requerimiento Hídrico para seis cultivos forrajeros. Canaán (2760 msnm) – Ayacucho, 2010.

AUTOR:

HERBERT NÚÑEZ ALFARO

INSTITUCIÓN: Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga. PAIS:

PERÚ.

TELÉFONO:

Celular 966 184605, RPM # 460025.

RESUMEN El presente trabajo de investigación se realizó en las instalaciones del Programa Nacional de Investigación de Pastos y Forrajes de la Estación Experimental Agraria Canaán del Instituto Nacional de Innovación Agraria, ubicado en el distrito de Ayacucho, provincia de Huamanga y departamento de Ayacucho. Para realizar las evaluaciones se construyó lisímetros con un diámetro de

0.57 m,

una altura de 0.60 m y un espesor de 1.5 mm, en donde se sembraron el pasto (Festuca arundinacea) para evaluar la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) con 03 repeticiones y los cultivos forrajeros de alfalfa, trébol rojo, trébol blanco, rye grass italiano, rye grass inglés y dactylis para evaluar la evapotranspiración del cultivo (ETc) en condiciones de campo, cada uno con 03 repeticiones con sus respectivos lisímetros. El diseño experimental utilizado fue el Diseño de Bloque Completamente Randomizado; también se instaló la Estación Meteorológica Canaán Bajo con un pluviómetro y un tanque de evaporación clase A, en donde se registró los parámetros meteorológicos de precipitación y evaporación respectivamente. Con los lisímetros instalados en la parcela experimental se evaluó directamente en campo el Requerimiento Hídrico, utilizando el principio de lisimetría que consiste en la medición directa de la entrada (riego y lluvia) y salida de agua del lisímetro. La

humedad del suelo se mantuvo a una tensión de 08 a 28 centibares, medidas mediante el uso de tensiómetros, ubicados a 35 cm de profundidad.

Palabra clave: Requerimiento hídrico, lisímetro, evapotranspiración del cultivo.

INTRODUCCIÓN Actualmente, en la región andina y a nivel nacional e internacional existe muy poca investigación en la determinación del requerimiento hídrico de los cultivos forrajeros, ya que éste determina dentro de los componentes agronómicos en el diseño de los sistemas de riego. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (1998), afirma que, hasta un 60 por ciento del agua destinada al riego no llega a los cultivos. Además, en muchas regiones la escasez de agua constituye ya un importante problema que limita gravemente la producción agrícola. El agua es un recurso cada vez más limitado y caro, por lo que los agricultores deben producir “más plantas por cada gota de agua”. Para conseguirlo, deben tener más conocimiento sobre una tecnología del riego que sea apropiada, eficaz y sostenible. En los cultivos forrajeros y al igual que otros cultivos no se maneja una programación de riego, la cual es una de las técnicas disponibles para mejorar la productividad del agua y hacer un uso más razonable en el sector agricultura; es decir, saber el volumen, tiempo y frecuencia de riego.

I. 1.

OBJETIVOS

Evaluar el requerimiento hídrico de los cultivos de alfalfa, trébol rojo, trébol blanco, rye grass italiano, rye grass inglés y dactylis en condiciones de campo, mediante el método de lisímetro.

2.

Determinar los coeficientes de cultivo de los cultivos estudiados.

II.

MATERIALES Y METODOS

2.1 DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN El presente trabajo experimental se llevó a cabo en los campos del Programa Nacional de Investigación de Pastos y Forrajes de la Estación Experimental Agraria Canaán del Instituto Nacional de Innovación Agraria. Ubicación política: Departamento

:

Ayacucho.

Provincia

:

Huamanga.

Distrito

:

Ayacucho.

Lugar

:

Canaán Bajo.

Ubicación geográfica: Latitud

:

13º 08´ S.

Longitud

:

74º 79´ W.

Altitud

:

2760 msnm.

2.1.1 Características climáticas Según los registros meteorológicos reportados por la estación meteorológica Canaán Bajo y Pampa del Arco, se detallan los siguientes parámetros: precipitación, evaporación, temperatura, viento, humedad relativa, horas del sol.

2.1.2 Características del suelo El suelo donde se realizó la investigación comprende una profundidad promedio de 35 cm de capa arable, seguida de una capa dura de caliche. La pendiente superficial es de 2% aproximadamente.

2.1.3 Cultivos estudiados En el siguiente cuadro se muestra la evaluación de la evapotranspiración de los cultivos (ETc). Cuadro 2.3 Cultivos estudiados

Nombre del cultivo forrajero

Variedad

Alfalfa (Medicago sativa)

Alta sierra

Trébol rojo (Trifolium pratense)

Queniqueli

Trébol blanco (Trifolium repens)

Ladino

Rye grass italiano (Lolium multiflorum)

Magnum

Rye grass inglés (Lolium perenne)

Nui

Dactylis (Dactylis glomerata)

Potomac

Fuente: Terrones, J. 1999

2.2 MÉTODOS 2.2.1 Trabajo de campo a)

Instalación de los lisímetros y tuberías de drenaje

Se instalaron 21 lisímetros, 3 lisímetros en la parcela de referencia y los restantes en las unidades experimentales. En el fondo de los lisímetros se coloco una capa de grava de 10 cm, sobre esta una capa de gravilla de 4.0 cm, luego una capa de esponja de 1” de espesor, con la finalidad de que ambas capas filtraran el agua de riego para evitar el taponamiento; el resto de 35 cm, fue llenado con suelo agrícola, quedando como borde libre 10 cm

por encima del nivel del suelo, con la finalidad de evitar el ingreso del agua de riego y la escorrentía. A cada lisímetro se le instaló una tubería de drenaje conectada a un recipiente de embase de 2 lts de capacidad donde se capturó el agua de exceso para su respectiva medición Para finalizar con las instalaciones se realizó la prueba hidráulica con la finalidad de verificar el buen funcionamiento de los lisímetros instalados (Figura. Nº 2.1).

Figura 2.1: Representación de un lisímetro.

Fuente: Elaboración propia

b)

Registro de los lisímetros

Se registró la entrada de agua a los lisímetros como son, el volumen de agua de riego mediante el uso de una probeta, y de la precipitación con un pluviómetro. La salida o agua drenada del lisímetro también mediante una probeta y la variación de la humedad del suelo con un tensiómetro. Los volúmenes registrados fueron convertidos a lámina de agua para calcular la demanda de agua en milímetros.

c)

Evaluación de las etapas de crecimiento de los cultivos

Se evaluaron las cuatro etapas de crecimiento del cultivo: - Etapa inicial, - Etapa de desarrollo del cultivo, - Etapa de mediados de temporada y - Etapa de finales de temporada.

III.

RESULTADOS

3.1 EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE REFERENCIA (ETo) En el Cuadro 3.1 se puede observar el resumen de los resultados obtenidos de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) mediante los métodos y ecuaciones en base de datos meteorológicos obtenidos de las estaciones meteorológicas de Pampa de Arco y Canaán Bajo.

En la Figura 3.1 se observa las variaciones de la evapotranspiración del cultivo de referencia recomendado por la FAO - 56, en comparación con el método del lisímetro, estas variaciones se deben por las siguientes razones: El método de lisímetro investigado muestra en los cinco primeros meses valores más altos (ver Figura 3.1) y en los siguientes meses se mantiene ligeramente constante en comparación a los demás, por estar insitu con los factores ambientales del lugar de investigación.

Cuadro 3.1: Métodos y ecuaciones de la evapotranspiración del cultivo de referencia (mm.mes-1)

Mes/año

Nº de días

May. 2008 Jun. 2008 Jul. 2008 Ago. 2008 Set. 2008 Oct. 2008 Nov. 2008 Dic. 2008 Ene. 2009

31 30 31 31 30 31 30 31 31

Métodos y ecuaciones Método del lisímetro

Ecuación de FAO Penman – Monteith

Ecuación de Hargreaves

Método del Tanque Evaporímetro

169.54 161.17 171.38 173.45 179.54 179.04 179.81 168.15 162.74

91.99 79.41 89.85 104.12 115.38 130.26 136.33 116.06 114.81

140.61 123.21 130.84 148.35 166.68 191.99 195.88 198.67 185.77

83.69 75.26 86.58 113.57 134.77 114.27 129.35 119.54 98.92

Fuente: Elaboración propia.

ETo (mm.meses-1 )

220.0 200.0 180.0 160.0 140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 May. 2008

Jun. 2008

Jul. 2008

Ago. 2008

Set. 2008

Oct. 2008

Nov. 2008

Dic. 2008

Ene. 2009

Meses y año Método del lisímetro Ecuación de Penman modifIcado por la. FAO Ecuación de Hargreaves Método del Tanque Evaporímetro

Figura 3.1: Evapotranspiración del cultivo de referencia por varios métodos y ecuaciones. (mm.mes-1).

La evapotranspiración del cultivo de referencia recomendado por la FAO-56 muestra valores menores (ver Cuadro 3.1) por ser valores

estimados para otros lugares

donde fueron estudiados y no así para el lugar donde se investigó. Allen et al. (2006), mencionan que las ecuaciones y métodos recomendados por la FAO-56 tiene una tendencia a subestimar o sobreestimar la evapotranspiración de referencia. Tal es así, la ecuación Penman modificado por la FAO, la ecuación de Hargreaves utilizan datos climáticos estándar y el método del tanque evaporímetro responde de una manera similar a los mismos factores climáticos que afectan la transpiración del cultivo, varios factores producen diferencias significativas en la pérdida de agua de una superficie cultivada. El almacenaje de calor dentro del tanque puede ser apreciable y puede causar una significativa evaporación durante la noche mientras que la mayoría de los cultivos transpiran solamente durante el día. La transferencia de calor a través de las paredes del tanque también afecta el

balance energético; además, el uso de la evaporación del tanque puede ser confiable para periodos de 10 días si se usan correctamente.

3.2 REQUERIMIENTO DE AGUA DE LOS CULTIVOS FORRAJEROS En el Cuadro 3.2 se observar el volumen utilizado por los cultivos forrajeros durante la campaña agrícola estudiado en Canaán bajo.

Cuadro 3.2: Requerimiento de agua de los cultivos forrajeros durante la campaña agrícola. Cultivos forrajeros

Lámina total (mm)

Trébol rojo 1,157 Rye grass inglés 1,123 Dactylis 1,074 Trébol blanco 1,059 Rye grass italiano 941 Alfalfa 760 Fuente: Elaboración propia

Volumen total (m3.ha-1)

Nº de días de la campaña agrícola

11,566.7 11,230.6 10,736.6 10,587.3 9,405.5 7,603.2

253 243 234 236 201 172

El máximo requerimiento de agua se observa en el trébol rojo seguido por el rye grass inglés, dactylis, trébol blanco, rye grass italiano y el mínimo en la alfalfa como se detallan en el Cuadro 3.2. Olarte (2002), considera que, los pastos utilizan 12,000 m 3 de agua por hectárea, en un período de 300 días que dura la campaña agrícola. Se observa en el Cuadro 3.3 el requerimiento de agua de los cultivos forrajeros en sus etapas de desarrollo determinados mediante el método de lisímetro; sin embargo, la etapa inicial, desarrollo, reportaron un consumo moderado de agua, mientras tanto la etapa de mediados de temporada muestra un mayor consumo de

agua de los cultivos estudiados y finalizando con los finales de temporada de cosecha de granos de semilla. En las siguientes figuras se muestra la comparación de la evapotranspiración del cultivo (mm.mes-1) mediante el método experimental (lisímetro)

y el método

recomendado por la FAO – 56. En la mayoría de los cultivos forrajeros estudiados el método de la FAO – 56 reporta mayores valores en comparación a lo experimentado, esto debido a las condiciones del estudio del experimento toma en cuenta las condiciones edáficas y climáticas del lugar. Avidan (1994), menciona que, la evapotranspiración real de los cultivos en la práctica se desarrolla en condiciones de humedad muy lejanas de las óptimas. Por este motivo el manejo del riego se ha de basar en la evapotranspiración real la cual toma en consideración al agua disponible en el suelo y a las condiciones ambientales en las cuales se desarrolla un cultivo determinado. La evapotranspiración real será equivalente a la evapotranspiración del cultivo siempre y cuando el cultivo en consideración disponga de agua en abundancia y en condiciones de buena aireación del suelo. Por lo expuesto, la evapotranspiración real

nunca

será

mayor

que

la

evapotranspiración

del

cultivo.

200

150

ETc (mm.mes-1 ) 100

50

0 May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Mes ETc exp (Lisímetro)

ETc FAO-56 (Hargreaves)

Figura 3.2: Evapotranspiración del cultivo de alfalfa por el método de lisímetro y la FAO-56. (mm.mes-1).

250

200

ETc (mm.mes-1 )

150

100

50

0 May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Mes ETc exp (Lisímetro)

ETc FAO-56 (Hargreaves)

Figura 3.3: Evapotranspiración del cultivo de rye grass italiano por el método de lisímetro y la FAO-56. (mm.mes-1).

200

150

ETc (mm.mes-1 ) 100

50

0 May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

Mes ETc exp (Lisímetro)

ETc FAO-56 (Hargreaves)

Figura 3.4: Evapotranspiración del cultivo de trébol blanco por el método de lisímetro y la FAO-56. (mm.mes-1).

250

200

ETc (mm.mes-1 )

150

100

50

0 May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

Mes ETc exp (Lisímetro)

ETc FAO-56 (Hargreaves)

Figura 3.5: Evapotranspiración del cultivo de dactylis por el método de lisímetro y la FAO-56. (mm.mes-1).

250

200

ETc (mm.meses-1 )

150

100

50

0 May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

Ene.

Meses ETc exp (Lisímetro)

ETc FAO-56 (Hargreaves)

Figura 3.6: Evapotranspiración del cultivo de rye grass inglés por el método de lisímetro y la FAO-56. (mm.mes-1).

250

200

ETc (mm.mes-1 )

150

100

50

0 May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

Mes ETc exp (Lisímetro)

ETc FAO-56 (Hargreaves)

Figura 3.7: Evapotranspiración del cultivo de trébol rojo por el método de lisímetro y la FAO-56. (mm.mes-1).

3.3 COEFICIENTE DE CULTIVO (Kc) DE LOS CULTIVOS FORRAJEROS Se puede observar en las Figuras 3.8 y 3.9 los coeficientes de cultivo de la alfalfa varían de acuerdo a las etapas de desarrollo, para la etapa inicial el (Kc ini) fue de 0.55 y 0.59, la etapa de mediados de temporada

(Kc med) es de 1.04 y 1.00

siendo la etapa de máximo desarrollo del cultivo y la etapa final (Kc fin) 0.87 y 0.68 disminuyendo paulatinamente. En las Figuras 3.10 y 3.11 los coeficientes de cultivo del rye grass italiano también varían de acuerdo a las etapas de desarrollo, para la etapa inicial el (Kc ini) fue de 0.56 y 0.59, la etapa de mediados de temporada (Kc med) es de 1.15 y 0.99 siendo la etapa de máximo desarrollo del cultivo y la etapa final (Kc fin) 0.93 y 0.74 disminuyendo gradualmente. Las Figuras 3.12 y 3.13 muestran los coeficientes de cultivo del trébol blanco que varían de acuerdo a las etapas de desarrollo, para la etapa inicial el (Kc ini) fue de 0.55 y 0.56, la etapa de mediados de temporada (Kc med) es de 0.99 y 0.90 siendo la etapa de máximo desarrollo del cultivo y la etapa final (Kc fin) 0.82 y 0.87 manteniéndose constantemente. En las Figuras 3.14 y 3.15 los coeficientes de cultivo del dactylis también varían de acuerdo a las etapas de desarrollo, para la etapa inicial el 0.58, la etapa de mediados de temporada

(Kc ini) fue de 0.55 y

(Kc med) es de 1.18 y 0.94 siendo la

etapa de máximo desarrollo del cultivo y la etapa final (Kc fin) 0.92 y 0.82 disminuyendo paulatinamente. Como también Figuras 3.16 y 3.17 los coeficientes de cultivo del rye grass inglés varían de acuerdo a las etapas de desarrollo, para la etapa inicial el (Kc ini) fue de 0.55 y 0.58, la etapa de mediados de temporada (Kc med) es de 1.18 y 0.94 siendo

la etapa de máximo desarrollo del cultivo y la etapa final (Kc fin) 0.92 y 0.79 disminuyendo lentamente. Las Figuras 3.18 y 3.19 los coeficientes de cultivo del trébol rojo varían de acuerdo a las etapas de desarrollo, para la etapa inicial el (Kc ini) fue de 0.56 y 0.58, la etapa de mediados de temporada (Kc med) es de 1.00 y 0.94 siendo la etapa de máximo desarrollo del cultivo y la etapa final

(Kc fin) 0.81 y 0.84 disminuyendo

gradualmente. Allen et al. (2006), manifiestan que la curva del coeficiente del cultivo, después de la siembra el valor de Kc es pequeño, con frecuencia menor a 0.4. El valor de Kc comienza a aumentar, a partir de este valor inicial de Kc, al comenzar el desarrollo rápido de la planta y alcanza su valor máximo, Kc med, al momento del desarrollo máximo, o cercano al máximo, de la planta. Durante la etapa de final de temporada, a medida que las hojas comienzan a envejecer y se produce la senescencia debido a procesos naturales o las prácticas culturales, el valor de Kc comienza a disminuir hasta alcanzar un valor mínimo al final de la temporada de crecimiento igual a Kc fin.

Figura 3.8: Curva del coeficiente de cultivo de la alfalfa, FAO-56

Figura 3.9: Curva del coeficiente de cultivo de la alfalfa, Experimental

Figura 3.10: Curva del coeficiente de cultivo de el rye grass Italiano, FAO-56

Figura 3.11: Curva del coeficiente de cultivo del

rye grass Italiano, Experimental

Figura 3.12: Curva del coeficiente de cultivo del trébol blanco, FAO-56

Figura 3.13: Curva del coeficiente de cultivo del trébol blanco, Experimental

Figura 3.14: Curva del coeficiente de cultivo del dactylis, FAO-56

Figura 3.15: Curva del coeficiente de cultivo del dactylis, Experimental

Figura 3.16: Curva del coeficiente de cultivo del rye grass inglés, FAO-56

Figura 3.17: Curva del coeficiente de cultivo del rye grass inglés, Experimental

Figura 3.18: Curva del coeficiente de cultivo del trébol rojo, FAO-56

Figura 3.19: Curva del coeficiente de cultivo del trébol rojo, Experimental

IV.

CONCLUSIONES

En el presente trabajo de investigación se llegó a las siguientes conclusiones:

-

El requerimiento hídrico de la alfalfa, trébol rojo, trébol blanco, rye grass italiano, rye grass inglés y dactylis empleando el método lisimétrico fue de 7,603 m3.ha-1, 11,566 m3.ha-1, 10,587 m3.ha-1, 9,405 m3.ha-1, 11,230 m3ha-1 y 10,736 m3.ha-1, respectivamente durante la campaña agrícola de mayo del 2008 a enero del 2009.

-

El método del lisímetro es adaptable y recomendable en las zonas alto andinas que va permitir efectuar la calibración y validación del método indirecto de la ecuación de Hargreaves que es el más recomendable para la sierra peruana.

V.

1.

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