Tesis presentada en opción al título académico de Master en

Transcripción

UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU”
DE LAS VILLAS
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
DEPARTAMENTO DE INGIENERÍA AGRÍCOLA
Tesis presentada en opción al título académico de Master en
Ingeniería Agrícola
EVALUACIÓN DE LOS FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA CALIDAD DEL
RIEGO EN CASAS DE CULTIVO DURANTE LA PRODUCCIÓN DE
MINITUBÉRCULOS DE PAPA
Autor: Ing. Yuriel León Silverio
Tutor: Dr. C. Elvis López Bravo
Msc. Felipe Alberto Giménez Terry
Santa Clara
Enero 2015
PENSAMIENTO
‘‘En los pueblos que han de vivir de la agricultura, los gobiernos tienen el deber de
enseñar preferentemente el cultivo de los campos. Se está cometiendo en el
sistema de educación en la América Latina un error gravísimo: en pueblos que
viven así por completo de los productos del campo, se educa exclusivamente a los
hombres para la vida urbana, y no se le prepara para la vida campesina ’’
José Martí.
DEDICATORIA
Nuestro señor, por dame la vida y guiarme, protegerme e iluminarme siempre, al
llenarme en los momentos de mayor debilidad en la vida
Mis padres: María Milagros Silverio Veitía y Octavio León Pérez con amor por ser
lo más grande y sagrado con lo que DIOS me ha bendecido, por sus consejos, por
su apoyo, por la paciencia que me han demostrado en cada momento, por ser los
pilares en los que se ha cimentado mi vida desde el día de mi nacimiento, los llevo
siempre en mi corazón y en mis pensamientos.
Mi hermano: Nuriel León Silverio, porque de una forma única me demostró su
apoyo, gracias por creer en mí y a la vez cuidarme, DIOS te bendiga.
Mi familia: Por el afecto que siempre me han demostrado, y los bellos momentos
que permanecen en mi mente.
Mi esposa:Mildrey Álvarez Machado por la paciencia que me ha demostrado en
cada momento y los bellos momentos que permanecen en mi mente.
Mis amigos: A mis amigos de escuela y del barrio, por su cariño y apoyo
demostrado día a día desde el momento en que DIOS los colocó en mi vida.
AGRADECIMIENTOS
Mis más profundos agradecimientos:
De manera general a todas aquellas personas que me ayudaron en el desarrollo, y
demás fases de la tesis presentada en opción al título académico de Master en
Ingeniería Agrícola.
A mis compañeros de trabajo del departamento de Ingeniería Agrícola, amigos y
todos los trabajadores de la facultad. A los trabajadores del Instituto de
Biotecnología
de las Plantas (IBP) y a los del Centro de investigaciones
Agropecuarias.
Especialmente a mi tutores Dr. C. Elvis López Bravo y
Msc. Felipe Alberto
Giménez Terry por su papel como tutor y amigos. Por haber estado dispuesto a
atender cualquier duda en el momento más difícil.
RESUMEN
El presente trabajo se realizó en el Instituto de Biotecnología de las Plantas (IBP)
ubicado en el municipio de Santa Clara provincia Villa Clara en el período
comprendido entre enero y abril de 2014. EL mismo tuvo como objetivo determinar
la influencia de los principales factores agrometeorológicos en el régimen y la
calidad de riego empleado durante la producción de minitubérculos de papa en
casas de cultivo. Dentro de los parámetros investigados se incluyeron la influencia
de la humedad relativa, la temperatura, la presión atmosférica y la velocidad del
viento sobre el descenso de la humedad del sustrato y el crecimiento de las
plantas. Los principales resultados muestran que la uniformidad del riego se afecta
en la zona central de los extremos de la parcela. Existe además un sobre riego
durante la etapa inicial y final del cultivo y una ligera reducción durante el
crecimiento del mismo.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1
CAPÍTULO 1. ESTADO ACTUAL DEL DE TEMA ........................................................... 7
1.1
Generalidades sobre el riego .............................................................................. 7
1.2
Principales sistemas de riego en casas de cultivo .................................................... 9
1.3 Sistemas de riego por nebulización ............................................................................ 11
1.4 Sistema de riego por microaspersión ......................................................................... 12
1.5 Principales problemas relacionados con los sistemas de riego ...................... 14
1.6 Exigencias del riego en plantaciones de minitubérculos de papa ............................... 17
1.9 Evaluación de la uniformidad y calidad del agua en el riego ..................................... 19
1.10 Necesidades hídricas de la planta durante su desarrollo........................................... 20
CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................... 22
2.1 Caracterización de las condiciones de producción ..................................................... 22
2.2 Metodología para el muestreo de la humedad ........................................................... 22
2.3 Medición de las variables meteorológicas .......................................................... 24
2.4 Metodología para medir la altura de planta ........................................................ 25
CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................. 27
3.1 Caracterízación del sustrato empleado ............................................................... 27
3.2 Caracterízación de los sistemas de riego empleados .................................................. 28
3.2.1 Características del sistema de riego por nebulizador ................................ 28
3.2.2
Características del sistema de riego por microaspersión .................... 29
3.3 Características de la casa de cultivo ........................................................................... 29
3.4 Características del minitubérculo empleado ....................................................... 30
3.5 Análisis de la uniformidad del riego .................................................................... 31
3.6 Comportamiento de la humedad del suelo entre intervalos de riego. ............ 34
3.7 Variación de la temperatura del aire y la humedad relativa ........................... 37
3.8 Efecto de la presión atmosférica y la velocidad del viento .............................. 39
3.9 Comportamiento del riego durante el ciclo ........................................................ 42
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 47
RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 49
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 50
Evaluación de los factores que intervienen en la calidad del riego
1
INTRODUCCIÓN
En el cultivo de la papa en nuestro país se han identificado numerosas exigencias
referentes al manejo del riego principalmente por su efecto en la productividad.
Las precipitaciones sólo aportan el 20% de la lluvia total del año y de forma
irregular, por lo que el cultivo de la papa lleva una alta
demanda de agua
(Pacheco y Alonso, 2006). Esta demanda debe estar concentrada en las fases de
tuberización y engrose del tubérculo. Para implementar los sistemas de riego se
debe contar con la cantidad de agua suficiente, de la calidad requerida y que
garantice entre los 5 000 y 8 000 m3·ha-1. Con este objetivo en Cuba se emplean
diversas tecnologías de riego para garantizar los parámetros adecuados de
calidad durante la producción de papa No obstante, es aún insuficiente la relación
entre las áreas potencialmente cultivables y la cantidad de agua disponible,
haciéndose necesario la introducción de nuevas tecnologías que permitan hacer
un uso eficiente del recurso agua, cada vez más escaso en muchas zonas
agrícolas (Pacheco Seguí y Pérez Corra, 2010).
Un alto porcentaje de las áreas cultivadas se encuentran en zonas áridas o
semiáridas, para las cuales la irrigación tiene gran importancia por su influencia en
los rendimientos. En Cuba, aunque el total de precipitaciones anuales pueden
considerarse aceptable, su distribución es irregular y provoca largos períodos de
seca y un bajo aprovechamiento en los períodos de intensas lluvias (Deloye y
Rebour, 1967).
Un riego eficiente es aquel capaz de aplicar el agua a los cultivos en la cantidad
necesaria, de acuerdo a las condiciones de clima y suelo del lugar en cuestión, en
el momento oportuno, dejando un contenido de humedad en el suelo suficiente
2
con una distribución homogénea para todas las plantas de la parcela regada. Para
humedecer correctamente un suelo, será fundamental conocer cómo se comporta
el agua; cómo se mueve, cómo se almacena, cómo la planta la absorbe y cuáles
son las pérdidas que se producen (Luebs, 1968). Sin embargo, el equilibrio
conseguido entre las necesidades y los recursos del agua es muy inestable,
cualquier error en la ejecución de los riegos tiende a crear insuficiencia o exceso
de humedad, cuyas consecuencias son indeseables (Deloye y Rebour, 1967).
Los bajos rendimientos que como promedio se han alcanzado en la producción de
papa, además del poco desarrollo vegetativo que generalmente se ha observado
en este cultivo, sugiere la posible influencia de efectos tóxicos presentes en el
agua de riego (Bonet, 2013; Cisneros, 2013), esta hipótesis se sustenta en la
consideración de que la tecnología de riego empleada aplica el agua sobre el
follaje. El efecto tóxico de elementos químicos en el agua se acentúa además
debido al alto número de riegos que se aplica a los cultivos, y la necesidad de
regar durante el día cuando las estomas están abiertas para poder cumplir el ciclo
de riego previsto.
Durante los últimos diez años el sistema de microaspersión fue adoptado en
frutales, junto a los de aspersión y goteo. En realidad la microaspersión reemplazó
la aspersión con resultados positivos. El aumento creciente de las necesidades
sociales por el agua, su escasez relativa, así como las desigualdades para
acceder a ella están generando cada vez mayor competencia entre los usuarios
de este recurso (Camejo y Lorenzo, 2013). Se estima que a nivel mundial la
demanda de agua creció por tres en los últimos 50 años, en tanto que la
contaminación redujo su disponibilidad en un tercio, lo cual se manifiesta en la
3
amplia desigualdad mundial en su conjunto; mientras que un estadounidense
consume 900 litros por día, un africano sólo accede a 30 litros. Lo anterior
representa en la generalización de conflictos entre una población cada vez más
concentrada y sometida a la contaminación de aire y agua, y a una agricultura
cada vez más productiva, contaminante y consumidora de agua. Mientras se
incrementan los costos de mano de obra agrícola y el agua se convierte en más
escasa y costosa, los agricultores encuentran que es más justificable
económicamente usar sistemas de riego presurizados para aplicar agua al suelo.
Esto es más cierto en los terrenos y suelos que son difíciles, si no imposibles, para
regar eficientemente con los métodos tradicionales superficiales.
Las metodologías de riego por aspersión y por goteo en sus varias formas y
configuraciones superan los problemas de topografía y tipo de suelo y permiten
más control sobre la cantidad, la uniformidad de distribución y la frecuencia de
riego, en particular en las condiciones de terrenos ondulantes y/o suelos arenosos
(Pizarro, 2014). Los impactos de estos sistemas de riego en la productividad, se
han manifestado a medias ya que algunos productores han observado
incrementos de rendimientos, pero con otros aún no se presenta esta situación,
debido al periodo de maduración de los proyectos, por lo que han permanecido en
igualdad de circunstancias que antes de la implantación de estos sistemas de
riego esperando lograr los incrementos deseados en el transcurso de los ciclos
agrícolas. Estos sistemas de riego impactan también en los costos de producción
y en lo correspondiente a la calidad de la producción. En relación al impacto
ambiental se reporta que este ha sido mejorado, en lo que respecta al uso del
agua (Montserrat, 2012).
4
Los sistemas de riego presurizados, sean por aspersión o por goteo, deben ser
bien diseñados para asegurar un incremento significativo de los beneficios de la
inversión del capital necesario para la instalación de estos tipos de sistemas de
aplicación de agua. Los países en desarrollo y, especialmente, los agricultores
comunes y corrientes no pueden tolerar el gasto de sus recursos preciosos y
limitados de capital en sistemas de riego presurizados mal diseñados, los cuales
pueden reducir drásticamente sus rendimientos de cultivos por debajo de lo
esperado del método tradicional de riego (Hernández Cuello, 2013; Pizarro, 2014).
En este sentido la evaluación económica de los proyectos de riego tecnificado
pretende alcanzar una rentabilidad mínima aceptable. Para lograrla obliga a
revisar el comportamiento de los sistemas, evaluando algunos aspectos tales
como la cuestión técnica, es decir, lograr mayor superficie en un ciclo, haciendo un
balance entre el menor consumo de agua por ciclo y por cultivo con la mayor
rentabilidad del mismo, el mercado y las preferencias del consumidor.
Entre los problemas que ha presentado la producción de minitubérculos en casas
de cultivos, a partir de plantas propagadas in vitro se encuentra la poca
uniformidad de crecimiento de las poblaciones, a necesidad de un mayor rigor en
las atenciones culturales, el bajo e inestable rendimiento y la baja calidad de los
tubérculos producidos (Agramonte y Jiménez, 2011; Febles y Ruíz, 2011).
También contribuyen a las limitaciones productivas en casas de cultivo la
aplicación de esquemas de fertirrigación con formulaciones comerciales y
recomendaciones estandarizadas, o sea, para todo tipo de suelo y agua de riego.
Son una limitante además la variación de los factores agrometeorológicos que
5
afectan la calidad de riego (Allen y Pereira, 2006; Aldabe y Dogliotti, 2010;
Reynoso, 2011).
El adecuado empleo del riego bajo condiciones de producción en casas de cultivo
a partir de minitubérculos de papa garantiza entre otros elementos los adecuados
rendimientos propiciando condiciones adecuadas para evitar la proliferación de
plagas así cómo contribuye a un uso racional del agua. Sin embargo, la diversidad
de sistemas de riego empleados para este fin varía en cuanto a sus exigencias
técnicas así como su efecto en los indicadores de calidad del riego.
Por lo anterior expuesto arribamos al objeto de estudio
Objeto de estudio:
El riego en casas de cultivo.
Problema Científico:
¿Cómo evaluar la calidad del riego mediante sistemas de nebulizadores y
microaspersores considerando la influencia de los factores agrometeorológicos y
el régimen de riego durante la producción de minitubérculos de papa en casa de
cultivo?
Hipótesis:
La calidad del riego mediante microaspersores y nebulizadores en casas de cultivo
para la producción de minitubérculos de papa.
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Objetivo General:
Determinar la influencia que ejercen en la calidad del riego de casa de cultivo, los
principales factores agrometeorológicos y el régimen de riego durante la
producción de minitubérculos de papa.
Objetivos específicos
1. Caracterizar las condiciones de producción y la tecnología de riego empleada
para la producción de minitubérculos de papa.
2. Determinar las variaciones de uniformidad en el riego mediante el sistema de
nebulizadores y microaspersores.
3. Determinar la influencia de la presión atmosférica, humedad relativa,
temperatura y velocidad del viento sobre el descenso de la humedad del sustrato.
4. Evaluar la planificación del riego a partir de la entrega de las necesidades
hídricas del cultivo durante el ciclo de producción.
5. Comparar la efectividad del riego empleando los sistemas de nebulizadores y
microaspersores.
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CAPÍTULO 1. ESTADO ACTUAL DEL DE TEMA
1.1 Generalidades sobre el riego
El riego es la aplicación oportuna y uniforme de agua en forma de lluvia artificial a
un perfil del suelo para reponer en éste el agua consumida por los cultivos. En
primer lugar se advierte que debe regarse el suelo y no las plantas. De esta forma,
se repone en el suelo el agua que ha sido consumida por las plantas y no debe
utilizarse el erróneo concepto de que cuando se riega se está dando agua a las
plantas en forma directa, sino que se está realmente reponiendo el agua en el
suelo, para que las plantas posteriormente la aprovechen a lo largo del periodo
comprendido entre dos riegos consecutivos (Tarjuelos, 1999; Raes y Smith, 2006;
Oni, 2014)
En la definición de riego se advierte que no se riega la superficie del suelo, sino
que se está regando el perfil en profundidad; interesa acumular agua dentro del
volumen del suelo donde se encuentran las raíces de las plantas, que son los
órganos encargados de absorber el agua que necesitan éstas para el desarrollo
de funciones vitales, especialmente la transpiración. Un buen riego no es el que
moja uniformemente la superficie del suelo, si no aquel que almacena agua
uniformemente en el perfil del suelo (Deloye y Rebour, 1967; Luebs, 1968).
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Se señala así mismo en la definición de riego que su aplicación debe ser oportuna
de tal manera que las plantas no se vean sometidas a periodos en que el agua en
el suelo sea insuficiente, por dejar pasar demasiado tiempo entre dos riegos
consecutivos, ni que las plantas se vean sometidas al exceso de agua en el perfil
del suelo, por regar demasiado frecuentemente una superficie agrícola. El riego
debe realizarse, además, con una determinada técnica, que permita almacenar
agua uniformemente en el perfil del suelo, a lo largo y ancho de toda su extensión,
de tal manera que no suceda que las plantas sufran por exceso de agua al
comienzo de la zona regada y por falta de agua al final de ésta, caso tan frecuente
en la agricultura de riego latinoamericana (Alemán y González, 1999). La cantidad
de agua que se debe incorporar al perfil del suelo, debe corresponder al agua
consumida por el cultivo entre dos riegos consecutivos, los cultivos consumen
agua debido al efecto de las condiciones ambientales o climáticas, que generan
una diferencia o gradiente de potencial entre el agua que está en la planta y en el
suelo por una parte y el vapor de agua que hay en la atmósfera. En consecuencia,
se libera permanente vapor de agua desde la planta hacia la atmósfera, a través
del proceso de transpiración y desde la superficie del suelo a través del proceso
de evaporación. La velocidad de estos procesos de pérdida de agua, que en
conjunto se conocen con el nombre de evapotranspiración, está determinada no
sólo por el clima, sino también por el tipo de suelo, su contenido inicial de agua y
el tipo y etapa de desarrollo del cultivo(Peralta, 2005b; Aldabe y Dogliotti, 2010;
Chaterlán Durruthy, 2013).
La evaporación ocurre permanentemente, ello implica que el suelo debe
comportarse como reservorio o estanque, que de alguna manera retenga esa
9
agua y la entregue constantemente a las raíces de la plantas, para no detener el
proceso de evaporación, que está íntimamente relacionado con la velocidad de la
fotosíntesis del cultivo y como consecuencia con su productividad (Herrera Puebla,
2013).
1.2 Principales sistemas de riego en casas de cultivo
La casa de cultivo se emplea fundamentalmente para la producción intensiva de
productos agrícolas con un vertiginoso crecimiento en la modalidad de horticultura.
Estos han cobrado un notable auge y difusión desde la década de los noventa,
debido a la necesidad imperiosa de producir vegetales frescos en lugares y
épocas del año (Moreno, 2002). El cultivo protegido, además se emplea como
método para garantizar las semillas a partir de producción in vitro, como en el
cultivo de minitubérculos de papa (Agramonte y Jiménez, 2011).
Entre los sistemas de riego empleados en las casas de cultivo se encuentran los
miniaspesores. Este sistema está creado para todo tipo de cultivos en
invernaderos, con la posibilidad de obtener precipitaciones muy diversas. El más
utilizado es la modalidad de miniaspersión invertida, por su excelente relación
precio y calidad. Otro de los sistema es el tren de riego el cual consiste en una
rampa de riego regulable, que se desplaza sobre un carro, motor o tractor que
discurre sobre un perfil o guía, llevando consigo la tubería o manguera de
conducción de agua, originando un circuito de ida y vuelta, distribuida en la rampa
donde se sitúan las boquillas pulverizadores, que proporciona una alta
uniformidad. Su particularidad de diseño permite el riego de forma discontinua a lo
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largo de su recorrido, pudiendo definirse en diversa zona así como el número de
riegos, dentro de un mismo trayecto (Cun, 2012).
Se emplea además el sistema de riego localizado. Este sistema humedece una
parte del sus suelo, donde la planta podrá obtener el agua y los nutrientes que
necesita. Permite a la asfixia radicular, el desarrollo de enfermedades vasculares
y facilita el control de las malas hierbas, reduciendo su aparición en las zonas
húmedas. En ocasiones se usa el sistema de riego por manguera, el cual es el
sistema tradicional de riego manual, todavía útil y necesario en cualquier vivero.
Su utilidad abarca todas aquellas situaciones de deficiencia de agua que se
producen, como son el efecto borde (Carrión y Tarjuelo, 1994).
Uno de los sistemas de riego más empleados es el riego por goteo, el mismo fue
concebido en una primera versión con un lateral por hilera de plantas, separadas a
0,40 m entre emisores y 1,00 m entre laterales. En este sistema se agregó otro
lateral, llegando a ser dos canteros con una sola hilera de plantas al centro. La
separación entre emisores es de 0,40 m y entre lateral 0,30 m. Este cambio se
realiza para lograr mayor pluviometría, disminuyendo así la distancia entre planta
por metro cuadrado y por lo tanto aumentar los rendimientos (Ruiz y Rodrigo,
2011). Este sistema consigue humedecer el sistema radicular, aportando gota a
gota el agua necesaria para el desarrollo de la planta. A diferencia del riego
tradicional y de la aspersión, aquí el agua se conduce desde el depósito o la
fuente de abastecimiento a través de tuberías y en su destino se libera gota a
gota, justo en el lugar donde se ubica la planta, el agua se infiltra en el suelo
produciendo una zona húmeda restringida a un espacio concreto. Espacio que
funciona en vertical y horizontal formando lo que se ha venido en llamar por su
11
forma bulbo de humedad. El auténtico avance del riego por goteo ha sido
mantener la humedad necesaria en la zona radicular de cada planta, y sólo en esa
zona.
Otro sistema empleado es el riego por aspersión, este consiste en la distribución
del agua a los cultivos en forma de lluvia, mediante la presión de una bomba, una
o más líneas de tuberías y un conjunto de aspersores que la rocían. Los sistemas
de riego por aspersión, racionalizan y economizan el agua disponible, tienen la
posibilidad de regular la intensidad de la precipitación según el tipo de suelo y las
necesidades del cultivo. Se afirma que la eficiencia es de 70 a 80 %. Cualquiera
que sea su nivel de eficiencia, estos sistemas ahorra mano de obra, permitan
fertilizar o aplicar plaguicidas mientras se riega, pueden ayudar a proteger los
cultivos contra las heladas o, bien, enfriar las cosechas durante las temperaturas
pico para mantener los frutos en condición aceptable (Deloye y Rebour, 1967).
1.3 Sistemas de riego por nebulización
Un sistema de rociadores de neblina produce una pulverización muy fina o rocío
sobre las plantas. Los invernaderos, casa de cultivo o túnel de polietileno lo
pueden utilizar como sistema aéreo o como un banco de nebulización. Existen
diferentes tipos de nebulizadores, el sistema de riego por nebulizadores a utilizar,
dependerá de las necesidades del cultivo, el tamaño de la casa de polietileno y las
condiciones de crecimiento en el área cultivada (Montserrat, 2012). Los sistemas
de nebulización aéreos, son instalados en formas de línea en el techo de la
estructura de la casa de polietileno y estos riegan en forma de lluvia a las plantas.
Este tipo de sistema de riego es fácil de automatizar y produce una alta humedad
la cual permite el crecimiento de los cultivos. Para obtener una mejor cobertura
12
espacia los aspersores superiores alrededor del 50 a 60 por ciento del diámetro de
regado del aspersor. Los diferentes nebulizadores se adaptan bien a las plantas
que deben mantenerse húmedas, tales como las plantas de semillero y a la
reducción de las temperaturas en una casa de polietileno. Algunos sistemas de
riego pueden ser utilizados para rociar fertilizantes de manera uniforme y
finamente. Los fertilizantes aplicados de esta manera se absorben más fácilmente
en las plantas que los fertilizantes aplicados en el suelo. Permitiéndole variar la
humedad dentro de la casa de polietileno; los sistemas de riego también permiten
variar la temperatura y controlar las condiciones de crecimiento (Reynoso, 2011).
Puede ser fácil sobre regar con cualquier tipo de sistema de nebulización. Para
evitar esto, se puede utilizar un temporizador para apagar y encender el riego. Las
boquillas de nebulización tienen agujeros muy finos que se pueden obstruir si se
dispone de agua dura. La nebulización también funciona mejor si la casa de
polietileno está completamente cerrada, ya que una brisa puede interrumpir el fino
rocío y causar que algunas áreas permanezcan secas. La nebulización puede no
ser adecuada para todos los tipos de plantas, así que si el invernadero contiene
muchos tipos diferentes de plantas, con diferentes tolerancias al agua, es posible
que se necesite regar cada tipo de planta individualmente, o utilizar bancos
individuales, en lugar de utilizar un sistema de riego aéreo (Maglof, 2012).
1.4 Sistema de riego por microaspersión
En el riego por micro aspersión el agua se distribuye en forma de lluvia muy fina
sobre un diámetro no mayor de 6 metros. Diseñados y recomendados en frutales
bajo las copas de los árboles, mejor conocida como aspersión radical, también
utilizada en jardines en zonas de arbustos o macizos y en invernaderos para la
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producción forestal o en cultivos de cobertura total resistentes al impacto que
pudieran provocar las gotas de forma aérea. Atendiendo su funcionamiento
hidráulico, los dispositivos de microaspersión pueden ser de largo conducto, de
orificio, de remolino o autocompensante. El riego por micro aspersión es homólogo
a la aspersión en la cual el microaspersor se diferencia de las variadas formas de
aspersión convencional debido a que el caudal y la presión de cada aspersor es
bajo (Pizarro, 2014).
El riego por microaspersión en la última década ha tenido gran aplicación en el
riego de árboles frutales e invernaderos. Se le puede considerar como el resultado
o híbrido entre el sistema de riego por goteo y el sistema de riego por aspersión.
Este sistema resuelve los problemas que presenta el riego por goteo en terrenos
con textura arenosa, ya que en este tipo de suelos no se forma bien el bulbo de
mojado característico de éste sistema de riego (Cun, 2012).
Los sistemas de riego por micro aspersión suministran el agua a los cultivos en
forma de lluvia artificial. La aspersión se aplica generalmente en cada árbol. Los
difusores de los microsaspersores tienen varias formas de asperjar el agua, como
la lluvia en círculos o sectores de círculos. Los microaspersores deben
seleccionarse
con
gastos
adecuados
para
evitar
encharcamientos
y
escurrimientos de agua. Deben de utilizarse láminas precipitadas horarias que no
excedan la velocidad de infiltración de agua en el suelo. El micro aspersor riega un
espacio más amplio y más uniforme dentro de la zona radicular de los árboles
frutales (Pizarro, 2014).
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El sistema de microaspersión es muy versátil, se adapta a todas las etapas de
desarrollo del cultivo de la papa, ahorra de agua, fertilizantes, mano de obra y
energía, mejora de la calidad, uniformidad de los tamaños y adelantamiento de las
cosechas (Pacheco, 2013). También permite el cultivo en terrenos arenosos y con
gran capacidad de filtración. Ayuda a una mejor lixiviación y alejamiento de las
sales fuera de la zona radicular de la planta. Se puede usar para mejorar
microclimas dentro de la misma huerta. Tiene un amplio uso en riego de
invernaderos y en viveros, tiene un control más estricto de malezas ya que estas
malas hierbas sólo crecen donde se aplica el agua. Hay un ahorro además de
nivelación de tierras.
Entre los principales inconvenientes del sistema de riego por microaspersión se
encuentran las siguientes. Alto costo inicial, está limitado a determinado número
de cultivos, ya que en separaciones como de plantaciones de 4x4 y en vid se
adapta mejor y es más barato usar riego por goteo. Interfiere las labores de cultivo
y preparación del terreno una vez establecido el riego. Es un sistema fijo que está
expuesto a averías y a ser destrozadas las mangueras y micro aspersores por los
animales y aún por el mismo hombre. Cuando el sistema se deja de trabajar las
boquillas y reguladores de presión se tapan debido a que se llenan de insectos
principalmente hormigas (Camejo B., 2013).
1.5 Principales problemas relacionados con los sistemas de riego
Durante la expansión de las áreas regadas en la década de 1960 y 1970, se dio
inicio a una serie de contradicciones en relación con algunas de las inversiones en
riego. A pesar de la heterogeneidad observada entre los países latinoamericanos
15
en diferentes aspectos, estos comparten problemas similares, en relación con el
proceso de inversiones en riego, como por ejemplo:
Construcción de obras mayores de riego sobre-dimensionadas. La capacidad
instalada en riego y drenaje está siendo subutilizada, por una sobre abundancia
de riego y el uso parcial de la superficie que puede ser regada efectivamente.
Sobre-evaluación de los beneficios del riego: muchos de los proyectos de riego en
América Latina tiene algunas deficiencias; mientras sus costos y beneficios están
subestimados. En vista de la diferencia que se presenta entre los beneficios
esperados y los beneficios reales, las instituciones de crédito han debido sobrevaluar la rentabilidad del riego. La mayoría de los proyectos de riego se han
diseñado y construido dé acuerdo con una serie de supuestos técnicos y si tan
solo uno de estos resulta inadecuado, la ejecución y posterior operación de la obra
resulta ser antieconómica. Deficiencias entre productividad y rentabilidad. En la
materia de los proyectos de riego en Latinoamérica no se ha logrado el objetivo de
rendimientos de los cultivos, ni tampoco se ha incrementado significativamente la
rentabilidad de la producción agrícola. Diversos factores que se consideraron para
justificar a priori las divisiones en riego, como por ejemplo, el incremento de la
productividad y la rentabilidad, factores sociales, como la distribución de la
riqueza, la igualdad de oportunidades económico-sociales, el desarrollo regional
integral (Raes y Smith, 2006).
En realidad, la experiencia indica que la obtención de una agricultura rentable y
sostenible en el tiempo no depende solamente de la infraestructura física o de la
eficiencia de las redes de la conducción del agua de riego, sino que, en mucho
mayor proporción, de la extensión y entrenamiento que deben recibir los
16
productores y el personal de campo responsable directamente del riego de los
cultivos agrícolas, para que las inversiones en obras de regadío mejoren la
producción y aseguren ganancias efectivas al sector beneficiado por la obra de
riego construida.
Por su parte, las pérdidas de agua llevan a una baja eficiencia en el
aprovechamiento de este recurso, estas se deben a procesos fundamentales tales
como las pérdidas por escurrimiento superficial al final del área que se riega, cuya
causa principal es generalmente el uso de grandes caudales de agua o tiempos de
riego exageradamente largo. Al proceso de percolación profunda bajo la zona
ocupada por las raíces de las plantas, proceso que se debe principalmente al uso
de superficies de riego muy grandes, asociadas con tiempos de riego también
exagerados. Al Lavado de nutrientes bajo la zona donde se desarrollan las raíces,
derivados principalmente de problemas de percolación profunda; asociado con
este lavado de nutrientes se puede producir una concentración de sales en el área
donde se desarrollan las raíces, como efecto de un drenaje deficiente o por el uso
continuo del agua con mucho contenido salino (Camilo, 2013).
Por falta o exceso de agua en diferentes lugares de una misma unidad de riego se
producirá un déficit de agua en aquellos lugares en que no se aplique en forma
adecuada el agua de riego por problemas de tiempo de riego muy cortos o riesgos
demasiado rápidos, y se producirán problemas de exceso de agua en aquellas
áreas de la unidad de suelo en que el agua es mantenida sobre la superficie
durante un tiempo muy largo (Varas, 2012).
17
1.6 Exigencias del riego en plantaciones de minitubérculos de papa
Entre las exigencias para
efectuar el riego en minitubñérculos es necesario
realizar un riego tres días ante la siembra para reducir los daños mecánicos en la
colocación de semilla del tubérculo, además para crear un ambiente fresco y
húmedo que evite su deshidratación y facilitar así un rápido brote. La norma
parcial neta a aplicar será entre 250 y 400 m 3 .h-1 en dependencia del grado de
humedad existente al suelo. El primer riego de la siembra debe hacerse entre uno
y tres días de efectuada, antes que se pierda la humedad del suelo, cuidando de
que no se produzcan excesos de humedad que puedan ocasionar pérdidas para la
producción de la semilla. Los sucesivos riegos hasta el día 15 después de la
siembra, deberán manejarse según la humedad retenida por el suelo, teniendo en
cuenta el tipo de semilla, picada o entera, la variedad o procedencia. Este intervalo
debe oscilar, si no llueve, entre los cuatro y seis días. Las decisiones tomadas
para el manejo del riego en este período y en el resto del ciclo del cultivo serán
controladas siempre por el jefe de cultivo, productor responsable y sanidad vegetal
de la producción. A partir de los 16 días de sembrada y hasta los 30 días se
comenzará el régimen de riego que corresponde. Durante esta etapa la
profundidad a humedecer será de 25 cm y los intervalos de riego podrán oscilar
entre los cuatro y cinco días, en dependencia de las variaciones climáticas
(Reynoso, 2011).
Cuando el tubérculo comienza a formarse, la norma neta a aplicar en esta fase se
debe humedecer a una profundidad de 30 cm. Los intervalos entre riego serán
entre cuatro y cinco días, destacando la posibilidad de que estos intervalos se
reduzcan a tres días debido a un aumento de la evaporación. Transcurridos dos
18
meses, los riegos se deberán realizar con cuidado, para evitar pudriciones de los
tubérculos y el tallo, sin dejar de suministrar el agua con la frecuencia y cantidad
necesaria. Se regará hasta llegar a los 30 cm de profundidad con un intervalo de
cuatro a cinco días. Se tomará precaución 15 días antes de la cosecha, evitando
las pudriciones, por lo que se realizaran riegos entre cinco y siete días. Si el
tubérculo se tomara para semilla, se eliminará el riego a los 65 días después de la
siembra para lograr menor tamaño, mayor consistencia y solidez del tubérculo. Al
ser un cultivo muy sensible a la humedad y los daños mecánicos las labores
culturales han de organizarse atendiendo sus exigencias (Aldabe y Dogliotti,
2010). Para determinar la frecuencia de riego de la papa es necesario tener en
cuenta el tipo de suelo. Los suelos arenosos o de textura gruesas requieren riego
más frecuentes y con menos agua que los suelos arcillosos o de texturas finas.
Hay que tener en cuenta además, la necesidad de agua del cultivo que va a
depender por un lado del estado de desarrollo del cultivo y de las condiciones
propias del clima. Mientras que el follaje de la papa no esté completamente
desarrollado los riegos pueden ser menos frecuentes en cuanto el suelo está
completamente cubierto por el follaje. Con relación al clima los riegos deben ser
más frecuentes en días calurosos con baja humedad relativa y con viento, que en
días con las características contrarias mencionadas (Allen y Pereira, 2006).
La producción de minitubérculos de papa en casa de cultivo con sustrato de
zeolita ha sido una de las alternativas para la producción de semillas de papa.
Para ello se emplean plantas cultivadas in vitro en fase de enraizamiento, después
de seis subcultivos de multiplican cada 21 días. La distancia de plantación se ha
establecido de 90 x 20 cm en campo y 20 x 20 cm en la casa de cultivo. Las
19
labores culturales se realizan en correspondencia con las normas para cada una
de las condiciones de cultivo (Agramonte y Jiménez, 2011).
1.9 Evaluación de la uniformidad y calidad del agua en el riego
La papa es susceptible a la sal en los suelos o en el agua de riego. Esto es más
marcado en los suelos pesados. Las sales son más fácilmente lavadas y
eliminadas de los suelos arenosos. El riego con agua que contiene sal en exceso
puede quemar el follaje. Entre los aniones Cl, SO4, y CO3, el Cl es el más
fitotóxico. El catión Na+ influye negativamente en la estructura del suelo. Un
contenido de 4g de NaCl en un litro de agua puede causar hasta 50% de
reducción del rendimiento. Cuando el contenido de sal en el suelo o en el agua es
alto, el límite de sequía es alcanzado más rápidamente. No se debe dejar que el
suelo se seque en condiciones normales sin presencia de sales. La salinidad del
suelo puede reducirse mediante el lavado con agua de riego que no contenga
sales, lo cual, debe anteceder varios meses a la plantación de la papa por ser este
un proceso lento muy influenciado por la conductividad hidráulica del suelo
(Camilo, 2013).
Para evaluar la uniformidad de un sistema de riego por aspersión, el primer paso
es elegir la zona a evaluar. Deberá ser representativa del sistema en cuanto a
características de los aspersores, marco de riego, número de boquillas y diámetro.
También debe tener una presión cercana a la media (lo que ocurre a un tercio del
inicio de los ramales de aspersión si existe pendiente o es reducida) o a la mínima
(lo que se produce al final de los ramales si la pendiente es nula o ascendente
(Agricultura, 2009).
20
Para determinar el reparto de agua de los aspersores (pluviosidad) se coloca una
red de pluviómetros formando una malla de 3 x 3 m entre dos ramales, que
recogerán agua de seis aspersores. Como vaso podrá utilizarse cualquier
recipiente que tenga al menos 12 cm de diámetro y borde agudo sin
deformaciones. Los vasos se instalarán sobre el suelo cuando el cultivo no altere
la lluvia de los aspersores y justo sobre el cultivo en caso contrario. Si la parcela
se riega con un único ramal porta aspersor, los vasos se colocan a ambos lados
del ramal y se sumarán los volúmenes recogidos en los colocados a cada lado. Se
comenzará a regar, el tiempo de riego será como mínimo de 90 minutos. Cuando
finalice la evaluación, se dejará de regar y se medirá el volumen recogido en cada
vaso con ayuda de una probeta (Pacheco, 2004). La uniformidad dependerá
también del viento y de las condiciones atmosféricas, por lo que será necesario
anotar la temperatura y, aunque sea sólo aproximadamente, la dirección y
velocidad del viento, así como el día y la hora en que se realizó la evaluación
(Ruiz y Rodrigo, 2011).
1.10 Necesidades hídricas de la planta durante su desarrollo
Desde el punto de vista del destino o uso de los asimilados disponibles para el
crecimiento se pueden distinguir tres etapas bien diferenciadas en el ciclo del
cultivo de papa. La primera etapa va desde la plantación hasta el inicio de la
tuberización, en esta etapa los asimilados se destinan al crecimiento de hojas,
tallos, raíces y al final de la etapa a la formación de estolones. Desde la plantación
y hasta que cada planta tiene de 200-300 cm2 de área foliar, la fuente principal de
los nutrientes asimilados son los almacenados en el tubérculo semilla. Se necesita
21
para esta primera etapa un riego que este de un 90% para tener una adecuada
humedad (Aldabe y Dogliotti, 2010).
La segunda etapa comienza con el inicio de la tuberización hasta el fin del
crecimiento del follaje. En esta etapa los nutrientes asimilados disponibles se
comparten entre el crecimiento del área foliar y el crecimiento de los tubérculos y
estolones. A lo largo de esta segunda etapa, en la medida que se inician cada vez
más tubérculos y estos aumentan su fuerza, una porción creciente de los
nutrientes asimilados disponibles se destinan al crecimiento del follaje. Primero se
detiene la ramificación y la aparición de hojas nuevas y al final de la etapa cesa
totalmente el crecimiento del follaje.
22
CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Caracterización de las condiciones de producción
El trabajo se realizó en el Instituto de Biotecnológia de las Plantas (IBP) de la
Universidad Central ¨Marta Abreu de las Villas¨ entre los meses de enero y abril
del año 2014. El mismo está ubicado en la Carretera a Camajuaní Km 5½ Santa
Clara, Villa Clara.
El cultivo de los minitubérculos se realizó en condiciones de casa de cultivo para lo
cual se emplearon sistemas de riego clasificados como de microaspersores y de
nebulizadores, como sustrato para el cultivo se empleó el mineral de zeolita. Para
la caracterización de las condiciones de producción se
revisaron las cartas
constructivas de la casa de cultivo, los manuales de los sistemas de regadío y las
especificaciones comerciales del proveedor del sustrato.
2.2 Metodología para el muestreo de la humedad
Las muestras para la determinación de la humedad del suelo se tomaron en 8
puntos de la parcela (Figura 2.1), con tres réplicas cada una, las mediciones se
realizaron con un intervalos de 8 horas, comenzando después del riego y hasta las
siguientes 48 horas, momento en que se repite el riego. Estas 8 mediciones se
efectuaron cada 18 días en todo el período vegetativo de los minitubérculos.
23
Figura 2.1. Distribución de las muestras.
Para la determinación de la humedad las muestras de zeolita se tomaron a una
profundidad de 5 cm, se colocaron en cápsulas taradas independientes con
número de identificación. Las cápsulas identificadas se llevaron al laboratorio
donde se pesaron antes y después de secarse durante 10 horas a 105 ºC en la
estufa alcanzando un peso constante (Fig. 2.2).
Figura 2.2 Secado de las muestras de zeolita.
24
Posteriormente se calculó el por ciento de humedad sobre la base del peso de
suelo seco por la siguiente expresión:
(1)
donde:
hbss = humedad base suelo seco en %;
psh = peso de suelo húmedo en gramos;
pss = peso de suelo seco en gramos.
2.3 Medición de las variables meteorológicas
En cada una de las mediciones efectuadas se midieron además la presión
atmosférica, la temperatura del aire, la humedad relativa y la velocidad del viento
por medio de una miniestación meteorológica modelo MT306 (Fig. 2.6).
Figura 2.6 Miniestación Meteorológica
25
Las mediciones se realizaron a intervalos de 8 horas hasta pasadas las 48 horas
de aplicado el riego y se realizaron un total de 6 mediciones distribuidas de forma
diagonal dentro de la casa de cultivo, en cada una de ellas se compiló el valor de
cada variable. Los valores medios de las mediciones realizadas se tomaran como
referencia para los análisis posteriores.
2.4 Metodología para medir la altura de planta
La medición de la altura de las plantas fue realizada con una regla graduada de
1 mm de apreciación (Figura 2.3), las mediciones se repitieron cada 18 días
durante el ciclo vegetativo del cultivo, para la medición de la altura se seleccionó
una muestra de 10 plantas en cada tratamiento a la cual se le determinó la altura
media.
Figura 2.3 Medición de la altura de las plantas.
26
2.5 Metodología para el procesamiento de los datos
Para el cómputo de los resultados de las mediciones directas de cada experimento
realizado se emplearon las aplicaciones Microsoft Excel 2013 y MathLab ver:10.
Asimismo se empleó para construir las tablas de reultados y los gráficos de la
variación de las variables controladas. La determinación de los estadígrafos se
realizó empleando la aplicación Statgraphics Centurion, la misma se empleó
además para la comparación de muestras y la determinación de la correlación
entre las variables analizadas.
27
CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 Caracterízación del sustrato empleado
El suelo de la casa de cultivo seleccionada está clasificado como sustrato de
zeolita del tipo litonita al 100% (Fig. 3.1).
Figura 3.1 Zeolita empleada como sustrato.
Este es un sustrato inorgánico de granulometría 4 mm el cual posee la siguiente
composición química (%): SiO2 66.2, Al2O3 11.2, TiO2 0.5, Fe2 O3 0.3, Mg 0.6,
CaO 4.5, K2O 1.3, P2O5 0.07, H2O según la descripción comercial y que coincide
con las exigencias para el cultivo (Febles y Ruíz, 2011)
28
3.2 Caracterízación de los sistemas de riego empleados
Para la producción de minitubérculos de papa se emplean los sistemas de riego
clasificados como nebulizadores (modelo Hadar 7110) y el sistema de riego por
microaspersión (modelo Mamkad 2200) resultando apropiados para el riego en la
germinación de plántulas de minitubérculos (Maglof, 2012). El agua al sistema se
suministra mediante una motobomba de 4,8 kW y 3 200 rpm con un caudal de 200
L/min. El régimen de riego empleado se caracterizó por intervalos de riego de 48
horas hasta alcanzar el 90% de humedad, la cual se define como la capacidad de
campo de la zeolita empleada (Corominas, 1991).
3.2.1 Características del sistema de riego por nebulizador
El sistema se instaló con el empleo de tuberías de polietileno de Ø16 mm de alta
resistencia (Fig 3.2). Durante el riego el agua se aplica en forma de neblina, y las
presiones de operación están entre 2 y 4 kg/cm2.
Figura 3.2 Sistema de riego por nebulizador.
Este sistema se clasifica como nebulización aérea, para lo cual se instalaron
líneas o aspersores en el techo de la estructura de la casa de polietileno y estas
riegan en forma de lluvia hacia las plantas.
29
3.2.2 Características del sistema de riego por microaspersión
El sistema de microaspersión se instaló en una tubería de polietileno de Ø50.8 mm
de alta resistencia. Para obtener los caudales deseados el mismo cuenta con un
regulador integrado.
Fig 2.3 Sistema de riego por microaspersión.
Las presiones de trabajo para este sistema de riego están entre 2.5 y 5 kg/cm2. En
la casa de cultivo se instalaron seis microaspersores espaciados a 5 m y se
ubicaron al centro del área del túnel de la casa de cultivo, la lluvia provocada
abarcó los límites transversales de la misma.
3.3 Características de la casa de cultivo
La casa de cultivo empleada cuenta con un techo único inclinado en ángulos de
15º (dientes de sierra), orientados en sentido este-oeste y con presentación del
techo hacia la posición este-oeste para el hemisferio sur-norte (Fig. 3.4).
30
Figura 3.4 Casa de cultivo.
La instalación cuentan con 40 m de largo y 56 m de ancho, el ancho del túnel es
de 8.0 m, la altura a canaleta es de 4.5 m y una altura máxima de 7.2 m, posee
una abertura ventila cenital de 2.0 m, además tiene una capacidad de carga de
cultivo de 30 a 40 kg/m². La instalación posee una resistencia al viento de 120 a
130 Km/h, sus columnas son de acero galvanizado de 2 mm de espesor y las
mallas empleadas son antiácidas.
3.4 Características del minitubérculo empleado
La variedad de papa empleada se denomina Yara (Fig. 3.5) y fue obtenida por el
Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), la misma fue propagada por
métodos biotecnológicos en el IBP.
Figura 2.5 Variedad de papa seleccionada.
31
Esta variedad posee rendimientos superiores a las 32 t/ha, con más del 90%
clasificada como comercializable. Esta variedad presenta un buen desarrollo foliar,
su altura media es de 0,50 a 0,60 m, presenta un color verde oscuro en sus hojas,
sus flores son pocas y son de color blanco. Su período vegetativo es precoz de 80
a 85 días (Ordex, 2013).
3.5 Análisis de la uniformidad del riego
La uniformidad del riego se determinó
mediante la medición de la humedad
alcanzada en el sustrato después de realizarse el riego para cada uno de los
sistemas estudiados, los datos de cada una de las muestras en los diferentes
puntos experimentales según el diseño empleado se muestran en la Tabla 3.1.
Tabla 3.1. Variación de la uniformidad de la riego
Uniformidad del riego
Nebuliz
Muestra
1
2
3
4
5
6
7
8
Average
Standard deviation
Coeff. of variation
Minimum
Maximum
Range
Stnd. skewness
Stnd. kurtosis
Microasp
%u
93.2
89.3
92.1
90.3
92.5
89.7
89.3
92.2
91.075
1.58813
1.74%
89.3
93.2
3.9
0.0406475
-1.24174
92.5
91.2
93.6
88.9
91.2
92.3
88.5
92.1
91.2875
1.77236
1.94%
88.5
93.6
5.1
-0.772188
-0.319158
32
Los resultados muestran una similitud en cuanto a los valores medios alcanzados
en cada caso con desviación estándar y coeficientes de variación en rangos
permisibles según estudios de otros autores referentes a la uniformidad necesaria
para el cultivo de la papa (Pacheco, 2004; Ruiz y Rodrigo, 2011; Ajete, 2013). De
igual modo en ambos casos se alcanza la capacidad de campo a partir de los
valores medios, no obstante existen variaciones en los diferentes puntos que si
bien no afectan la humedad deseada si dan criterios respecto a la disposición de
los surtidores en ambos casos como muestran las Figuras 3.1.
Figura 3.1 Variación de la humedad en la parcela.
De forma general la humedad promedio para los dos sistemas de riego varía en un
rango entre 88.5% y 93.6% valores que corresponden ambos con el sitema de
riego por microaspersores. El valor medio de humedad para la parcela es superior
90% lo que a pesar de no ser un valor constante para cada uno de los puntos
medidos satisface el 90% de la capacidad de campo deseada.
33
La variación espacial de la uniformidad del riego por nebulizadores se muestra en
la Figura 3.2, en la misma se destaca que los valores máximos se obtuvieron en
las zonas centrales en ambos extremos de la parcela mientras el centro de la
parcela resultó ser la menos regada. No obstante, considerando el 90% como
capacidad de campo
podemos establecer que los extremos resultaron
sobreirrigados.
Figura 3.2 Variabilidad de la uniformidad de riego en nebulizadores.
Asimismo la distribución espacial para la parcela sometida al riego por
microaspersores muestra la variación según la distribución de los puntos
experimentales donde se destaca que los menores valores de humedad fueron
alcanzados en uno de los laterales el cual corresponde con la zona más alejada
de la ubicación de los microaspersores. De forma similar a la uniformidad obtenida
en el sistema de nebulizadores, las mayores concentraciones de humedad se
alcanzaron en los extremos de la parcela experimental (Fig. 3.3).
34
Figura 3.3. Variabilidad de la uniformidad de riego en microaspersores.
La causa de tal distribución se puede relacionar con las diferencias de caudal de
los aspersores empleados y la tendencia al escurrimiento del agua por ligeras
desviaciones del nivel. Trabajos similares en casas de cultivo empleando sistemas
por goteo reflejan que la uniformidad experimenta variaciones hasta un 5% a
pesar de lograr una adecuada nivelación (Ajete, 2013), de igual modo el caudal de
los aspersores
puede tener una determinada variación, lo que debe ser
controlada mediante el aumento de la presión en las secciones de la tubería.
3.6 Comportamiento de la humedad del suelo entre intervalos de riego.
El comportamiento de la humedad del suelo medido a intervalos de 8 horas a
partir de la humedad alcanzada después de efectuado el riego a lo largo del
período vegetativo de la planta se muestra en la Tabla 3.2. Como promedio de las
48 horas sin riego se alcanzaron valores entre 37.2% y 38.8% de humedad, por lo
que solamente en las primeras 8 horas la humedad alcanzada se acerca a la
35
capacidad de campo con valores superior al 60%. La rápida disminución de la
humedad además de responder a los procesos de evapotranspiración de la planta
se debe a la alta capacidad de infiltración de la zeolita que favorece el drenaje por
lo cual la humedad baja considerablemente durante el ciclo de riego establecido.
Este resultados coincide con estudios realizados en suelos de diferentes
clasificaciones (Rollan, 1984) y reflejan la pérdida de la humedad por conceptos
de infiltración, escorrentía y evapotranspiración.
Tabla 3.2. Comportamiento de la humedad empleando nebulizadores durante el ciclo.
Muestreo, h
0.00
8.00
16.00
24.00
32.00
40.00
48.00
Average
Std deviation
Coeff. of variation
Minimum
Maximum
Range
Stnd. skewness
Stnd. kurtosis
0
91.05
63.6
42.50
22.10
18.40
18.60
12.30
38.36
29.33
0.76
12.30
91.05
78.75
1.25
0.13
Humedad por días, %
15
32
50
92.30
91.50
87.60
66.2
64.2
64.2
42.60
41.70
45.60
21.60
21.10
20.10
18.20
17.60
16.40
17.90
18.30
18.90
13.10
12.90
11.70
38.84
38.19
37.79
30.12
29.67
29.00
0.78
0.78
0.77
13.10
12.90
11.70
92.30
91.50
87.60
79.20
78.60
75.90
1.23
1.27
1.06
0.03
0.13
-0.23
68
90.70
64.8
43.80
20.60
17.90
17.30
12.80
38.27
29.72
0.78
12.80
90.70
77.90
1.18
-0.03
90
89.80
60.2
40.40
21.50
18.50
18.00
12.30
37.24
28.55
0.77
12.30
89.80
77.50
1.34
0.35
Un comportamiento similar tuvo lugar para la variación de la humedad mediante el
riego por microaspersores, como muestra la Tabla 3.3. Los valores promedios
durante el intervalo de riegos se mantuvieron entre 37.4% y 39.1. De igual forma
se alcanzó en todos los casos durante el riego la capacidad de campo de la zeolita
en todo el ciclo vegetativo.
36
Tabla 3.3 Comportamiento de la humedad empleando microaspersores durante el ciclo.
0
92.40
65.4
44.70
24.70
17.90
17.90
12.50
39.3571
29.9368
76.06%
12.5
92.4
79.9
1.17209
0.02293
Muestreo, h
0.00
8.00
16.00
24.00
32.00
40.00
48.00
Average
Std deviation
Coeff. of variation
Minimum
Maximum
Range
Stnd. skewness
Stnd. kurtosis
15
91.40
67.7
43.60
22.80
17.90
17.20
13.50
39.1571
30.0654
76.78%
13.5
91.4
77.9
1.1543
-0.1234
Humedad por días, %
32
50
91.50
89.30
60.4
64.2
42.20
46.20
22.70
21.60
18.10
17.40
17.40
16.90
14.10
13.10
38.0571 38.3857
28.8886
29.277
75.91% 76.27%
14.1
13.1
91.5
89.3
77.4
76.2
1.35616 1.10078
0.3885 -0.1505
68
90.60
63.6
49.70
22.50
16.80
16.50
12.50
38.8857
29.8767
76.83%
12.5
90.6
78.1
1.03863
-0.2008
90
88.50
60.3
43.00
21.40
18.50
18.40
12.10
37.4571
28.229
75.36%
12.1
88.5
76.4
1.24247
0.18025
En la Figura 3.4 se muestra el comportamiento exponencial de la humedad del
suelo después de aplicar el riego empleando ambos sistemas.
100
90
Nebulizadore
s
Humedad, %
80
70
60
50
y = 82.542e-0.042x
R² = 0.9458
40
30
20
10
0
0
8
16
24
32
40
48
56
Intervalo, horas
Figura 3.4 Variación promedio de la humedad durante intervalos de riego.
Según investigaciones realizadas por Roque (2010) la humedad mínima no debe
disminuir de 20% por peligro al estrés hídrico para condiciones de suelos pesados,
no obstante, trabajos realizados sugieren determinados períodos cortos de valores
37
bajos de humedad para favorecer el crecimiento radicular (Peralta, 2005a).
Debido a las propiedades de la zeolita estos valores pueden tener variaciones las
que deben ser compensadas con la disminución del tiempo entre riegos o
intervalo.
Como muestra la Figura 3.4, la tasa de decrecimiento de la humedad es menor en
las últimas 24 horas, lo que posibilita un mantenimiento durante este tiempo con
bajos valores, para este tiempo solamente la planta se expone 12 horas como
promedio lo que posibilita su sustento hasta el próximo riego que se realiza en
horas de la mañana. Por su parte, la combinación entre las humedades más bajas
en el sustrato en horarios nocturnos con el riego posterior evita la mencionada
deshidratación de la planta.
3.7 Variación de la temperatura del aire y la humedad relativa
Los valores promedios de la temperatura del aire y la humedad relativa obtenidos
en las mediciones realizadas muestran una variación de las mismas relacionadas
con el momento en que se toman, estas se muestran en la Figura 3.5,
correspondiente al riego por nebulizadores y en la Figura 3.6 referida al riego por
microaspersión.
Las temperaturas máximas coinciden con las mediciones realizadas en horas del
día, las que se encuentran superiores a 30°C, por su parte, las menores
temperaturas pertenecen a los horarios de las madrugadas las que decrecen
hasta los 22°C. La diferencia entre estos valores se considera adecuado para
esta etapa del año y coincide con resultados obtenidos en el estudio de variables
meteorológicas referentes al cultivo de minitubérculos (Mendez Jocik, 2012).
38
100
35
31.5
Humedad , %
80
30
31
30
29.2
26
70
60
25
24
60
58
50
57.6
20
48.4
40
43.5
15
42.2
30
Grados, C
90
H. del suelo
H. relativa
Temp del aire
10
20
5
10
0
0
0
8
16
24
32
Intervalo de riego, horas
40
48
Figura 3.5 Comportamiento de la humedad relativa y la temperatura del aire en riego con
nebulizadores.
Por su parte, la humedad relativa muestra valores entre 60% y 41%, mostrando
una mayor uniformidad que la temperatura del aire. Esta variable es más
susceptible a estabilizarse bajo condiciones de casas de cultivo donde el
intercambio de humedad, con el medio circundante, es limitado debido a la
cobertura de la instalación. Sin embargo, se aprecia una reducción gradual
durante el intervalo sin riego, lo que demuestra el efecto de la aplicación del riego
sobre la humedad relativa en la casa de cultivo y favorece el desarrollo fisiológico
de las plantas.
39
100
35
31.5
Humedad , %
80
31
30
30
29.2
26
70
60
25
24
60
58
50
57.6
20
48.4
40
43.5
15
42.2
30
Grados, C
90
H. del suelo
H. relativa
Temp del aire
10
20
5
10
0
0
0
8
16
24
32
40
48
Figura 3.6 Comportamiento de la humedad relativa y la temperatura del aire en riego con
microaspersores.
3.8 Efecto de la presión atmosférica y la velocidad del viento
En la Figura 3.7 se muestra la variación de la presión atmosférica y velocidad del
viento en la casa de cultivo con riego por nebulizadores. El valor promedio osciló
entre 1010.3 y 1014.8 hPa, los mismos están en correspondencia con la altura
geográfica de la zona experimental, las diferencias registradas son resultado
fundamentalmente al cambio de la velocidad del viento a diferentes niveles en la
atmósfera (Carrión y Tarjuelo, 1994). La velocidad del viento por su parte muestra
un promedio de 0.28 m/s con valores entre 0.3 m/s y 1.32 m/s no obstante a la
protección que brinda la cobertura lateral en lo que influye la posición de la casa
de cultivo respecto a las corrientes de aire que circulan entre las construcciones
aledañas y la vegetación (Maglof, 2012).
40
Presión atmf, hPa
1017
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1015
1013
Presión atmf
1011
V. del viento
1009
1007
1005
0
8
16
24
32
40
Velocidad viento m/s
48
Figura 3.7 Variación de la presión y la velocidad del vienten (nebulizadores).
Las valores de las correlaciones entre las variables agrometeorológicas
estudiadas
se muestran en la Tabla
3.4 y Tabla 3.5,
Donde se pone de
manifiesto la débil relación existente entre estas y la humedad del sustrato para un
nivel de significancia del 95%. Los valores de P-Value menores a 0.05 sólo se
registraron respecto a la humedad relativa lo que sugiere que entre ambas existe
fuerte correlación para ambos sistemas de riego.
Tabla 3.4 Correlación entre las variables en el riego por nebulizadores.
Humedad, %
T. del aire, °C
H. Relativa, %
Presion Atm, hPa
V. Viento, m/s
Correlación entre las variables
Humedad T. del aire H. Relativa Presion Atm
(%)
(°C)
( %)
(hPa)
0.7885
0.0042
0.8279
0.7885
0.3839
0.1457
0.0042
0.3839
0.8036
0.8279
0.1457
0.8036
0.9778
0.8632
0.5583
0.6498
V. Viento
(m/s)
0.9778
0.8632
0.5583
0.6498
41
Tabla 3.5 Correlación entre las variables en el riego por microaspersores.
Correlación entre las variables
Humedad T. del aire H. Relativa Presion Atm
(%)
(°C)
( %)
(hPa)
Humedad, %
0.5277
0.0089
0.3952
T. del aire, °C
0.5277
0.7855
0.3952
H. Relativa, %
0.0089
0.1274
0.8036
Presion Atm, hPa
0.3952
0.3157
0.8001
V. Viento, m/s
0.2164
0.9348
0.4127
0.2384
V. Viento
(m/s)
0.2164
0.8632
0.4127
0.2384
El comportamiento promedio de la presión atmosférica se muestra en la figura 3.8
para el riego por microaspersión, los valores oscilan entre 1014.6 y 1012.6 hPa.
Por su parte la velocidad del viento muestra un promedio de 0.38 m/s con valores
entre 0.3 m/s y 1.5 m/s. El comportamiento tanto de la presión atmosférica como
1017
Presión atmf.
1015
Veloc. del viento
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1013
1011
1009
1007
1005
0
8
16
24
32
40
Velocidad viento m/s
Presión atmf, hPa
de la velocidad del viento se manifiesta de forma análogo en ambos tratamientos.
48
Figura 3.8 Variación de la presión y la velocidad del vienten (microaspersores).
Estas variaciones se manifiestan en determinadas horas del día y no influye de
forma significativa en el comportamiento de la humedad del suelo. La variación en
la velocidad del viento se considera aceptable para las condiciones citadas, los
42
valores obtenidos coinciden con estudios realizados al empleo de plaguicidas en
casas de cultivo respecto a la variación de la velocidad del viento dentro de casas
de cultivo (Mesa Bocourt, 2013).
3.9 Comportamiento del riego durante el ciclo
Durante el ciclo vegetativo de la planta, para satisfacer las necesidades de agua
se necesita entre 400 y 800 mm, de acuerdo con las condiciones climáticas y de la
duración del cultivo. Se debe considerar que el exceso de agua en el suelo
provoca un desarrollo pobre de las raíces, la pudrición de los tubérculos recién
formados y de los que se utilizan como semilla, los cuales son especialmente
susceptibles, máxime si se siembran y tapan estando húmedos (Franco, 2011). El
desarrollo foliar del cultivo de la planta dentro de la casa de cultivo se muestra en
la Figura 3.9.
Figura 3.9 Plantas de papas durante el crecimiento.
La relación entre la altura de las plantas y el número de hojas durante todo el ciclo
se muestra en la Figura 3.10 para los nebulizadores y en la Figura 3.11 para los
microaspersores.
43
Altura, mm
Hojas
Número de hojas
16
15.2
15.2
13.5
80
12
60
8.4
40
34
4.3
20
8
44.8
44.8
4
17.9
9
0
0
0
0
Altura de la planta,mm
100
15
30
45
60
Ciclo vegetativo, días
75
90
Figura 3.10 Indices de crecimiento de las plantas.
Series1
20
Número de hojas
Series2
80
16.1
16
14.4
12
46.1
43.7
8
13.9
60
40
7.8
5
20
0
4
18.2
8.5
0
0
32.8
15
0
30
45
60
Ciclo vegetativo, días
75
90
Figura 3.11 Indices de crecimiento de las plantas.
Altura de la planta,mm
100
44
Según muestra el desarrollo de las plantas el crecimiento tuvo lugar hasta los 50
días, a partir de esta fecha predominó el desarrollo del tubérculo y luego la planta
alcanza la madurez. Estos índices de crecimiento de la planta se consideran
adecuados y responden en gran medida a que durante su desarrollo contaron con
el agua suficiente disponible en el sustrato para los procesos de hidratación a
pesar de la intermitencia en cuanto a la humedad provocada por la rápida
disminución de la capacidad de campo (Roque, 2010).
La comparación entre los dos tratamientos (Tabla 3.6) muestra la similitud entre
los valores de altura media de las plantas así como la cantidad de hojas de las
mismas. Mediante la comparación de la desviación estándar empleando la prueba
de Fisher (F-Test) se obtuvieron intervalos de confianza para la altura de las
plantas de 0.17 a 5.99 reflejando que no hay diferencias significativas entre ambas
muestras a un intervalo de confianza de 95.0%. De igual forma el número de hojas
durante el ciclo vegetativo no mostró diferencias significativas mostrando una tasa
de desviación de la varianza (R) en el intervalo de 0.17 a 5.84.
Tabla 3.6. Índice de desarrollo de las plantas.
Estadígrsfos
Frecuencia
Media
Varianza
Desviación típica
Mínimo
Máximo
Rango
Asimetría tipi.
Curtosis típificada
Altura de las plantas, cm
Nebuliz
Microasp
7
7
27.9
27.6571
354.943
353.716
18.8399
18.8073
0
0
44.8
46.1
44.8
46.1
-0.556342
-0.525991
-0.936618
-0.927864
Número de hojas
Nebuliz
Microasp
7
7
10.2571
10.3286
37.9929
37.8124
6.16383
6.14918
0
0
15.2
16.1
15.2
16.1
-0.969194 -0.927183
-0.429752 -0.396906
45
En la Figura 3.12 se muestra las necesidades hídricas para el cultivo de la papa
en función de su desarrollo fisiológico de la misma. Durante la etapa de
germinación las cantidades asimilables de las semillas son considerablemente
inferiores a las necesarias durante a tuberización y crecimiento de los tubérculos,
la reducción definitiva del agua en el ciclo se efectúa en la etapa de maduración
final (Pacheco Seguí y Pérez Corra, 2010).
Fig. 3.12 Variación del riego durante el ciclo.
Como se muestra en la figura 3.12, las necesidades de agua fueron cubiertas de
forma alternativa, oscilando entre una ligera sobredosis con promedio de 820 mm
de agua después del riego y 415 mm a las 48 h posteriores. No obstante los
valores promedios están en 610 mm durante el ciclo lo que posibilitó el adecuado
crecimiento de las plantas en términos generales.
Considerando el riego promedio en los primeros 20 días la parcela resultó sobre
regada lo que ocasiona gastos innecesarios de energía, recursos y mano de obra,
esta situación se repite después de los 60 días incluyendo la maduración terminal
46
de la papa. A pesar de ello en el intervalo restante el riego promedio no resulta
suficiente a pesar de tener valores máximos de más de 800 mm. Estos resultados
sugieren la necesidad de estableces diferentes dosis de riego considerando la
etapa del cultivo lo que implica además una variación de los intervalos entre riego.
47
CONCLUSIONES
Las casas de cultivo empleadas para la producción de minitubérculos de papa
cumplen las normas establecidas para este tipo de producción, el sistema de riego
empleado garantiza un suministro estable para las labores de riego y muestra
adecuadas condiciones para el drenaje.
El análisis de la uniformidad del riego en la parcela mostró una sobredosis de
humedad ubicada en la zona central de los extremos de la parcela; esta variación
puede ser atribuible a posibles afectaciones en el caudal de los nebulizadores así
como el escurrimiento del agua por ligeras desviaciones del nivel.
La humedad del sustrato después del riego alcanza de forma satisfactoria la
capacidad de campo y se caracteriza por tener un descenso exponencial. No
obstante, durante el intervalo de riego la humedad se reduce a valores críticos en
las últimas 16 horas lo que pueden afectar el crecimiento de las plantas.
Bajo la dosis de riego empleada, las variables de temperatura del aire, velocidad
del viento y presión atmosférica no expresan una correlación significativa con el
descenso de la humedad del suelo, solo la variación de humedad relativa mostró
dependencia de esta.
48
La planificación del riego durante el ciclo vegetativo de los minitubérculos no se
ajusta a las necesidades hídricas de las plantas según su período de crecimiento,
resultando en sobre-irrigación durante la brotación y maduración del tubérculo y
siendo el riego insuficiente durante la tuberización y el crecimiento del mismo.
El uso de nebulizadores y microaspersores durante el riego mostró un desempeño
similar en cuanto a la calidad del mismo, considerando la complejidad y los costos
del sistema de microaspersión se considera más adecuado el sistema de
nebulizadores para el riego de minitubérculos de papa en casas de cultivo.
49
RECOMENDACIONES
Evaluar los caudales y las presiones de trabajo de los dispositivos surtidores en nebulizadores y
microaspersores para determinar el escurrimiento del agua con vistas a lograr un valor de
uniformidad de riego mayor en la parcela.
Emplear para el cultivo de microtubérculos de papa el sistema de nebulizadores a partir de su
menor complejidad de instalación, costo y gastos de mantenimiento.
50
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Tesis presentada en opción al título académico de Master en

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