MANEJO
DE LA IRRIGACIÓN
Fernando Braz Tangerino Hernandez
UNESP - Ilha Solteira
1.
INTRODUCCIÓN
Una irrigación
no puede y no debe ser entendida, única y exclusivamente, como
un procedimiento artificial para atender a las condiciones de humedad
del suelo visando a la mejoría de la producción agrícola,
tanto en cantidad como en calidad u oportunidad.
En realidad, se constituí de un conjunto de operaciones (componiendo
en sí un sistema) necesario a la atención de las necesidades
del agua para las plantas, bien como eliminar sus excesos, que transceden
a la relación suelo-agua-planta, pura y sencillamente. Se agrega,
ahí, el clima, el hombre, además de otros campos del conocimiento
de la humanidad con tan grande abarcamiento, que hoy se tiene intitulado
conocimiento básico de las ciencias ambientales.
La ciencia y el arte de la irrigación, como definida desde sus
primordios son amplios e interdisciplinarios, pasando por el campo de
las ciencias agrarias, exactas (ingeniería hidráulica,
civil, eléctrica, etc.), sociales (economía, sociología,
política, etc.). Ninguna de ellas es más importante que
a otra, pues cuando de la decisión final cuanto al uso del agua,
todos esos factores conjuntamente tienen que ser llevados en cuenta.
Sistemas deben ser entendidos como un conjunto de elementos que se integran
y que actúan agrupadamente para el objetivo general del todo.
Quien se dedica a la irrigación, quiera o no, debe tener un conocimiento
ecléctico, entender de todo el proceso de producción hasta
la comercialización, estar, por lo tanto, habituado a trabajar
con equipos multidisciplinares. No puede ser un especialista en generalidades,
no pudiendo, sin embargo, prescindir de una sólida formación
generalista en esas áreas.
Es consenso que el irrigante está de posesión de la más
moderna tecnología de producción agrícola disponible,
pues juntamente con un programa de fertilización equilibrado,
él reúne todas las condiciones para que su material genético
en campo, exprese todo su potencial productivo, lo que ciertamente no
sería obtenido sin esos insumos mencionados arriba. Todavía,
actualmente estos dos insumos, agua y nutrientes, pasan a andar juntos,
siendo posible disponerlos al suelo a la vez, a través de la
fertirrigación con innúmeras ventajas.
Así, la elección de variedades adaptadas a una región,
bien como espaciamientos de plantío adecuados, fertilización
que satisfaga las condiciones de altas productividades, control fitosanitario,
combate a la erosión, aplicación correcta del agua de
irrigación y por último la cosecha y la comercialización,
deben formar parte de un solo sistema de producción y no sean
consideradas actividades aisladas. Todas las técnicas envueltas
en estos procesos deben ser dominados por el irrigante.
Gran fuente de preocupación de los irrigantes son las dudas de
cuando y cuanto irrigar. Saber el momento cierto de iniciar las irrigaciones
y cuanto del agua debemos aplicar es el objetivo del manejo racional
de la irrigación. Los días actuales tiene se verificado
no solamente una elevación de los costes de la energía,
pero también la escasez del recurso agua, obligando el irrigante
a asumir posturas diferenciadas a cerca de este asunto. Por lo tanto,
el manejo racional de la irrigación pasa necesariamente por los
aspectos económicos envueltos en el proceso.
En ese sentido, aparece otro componente ni siempre diagnosticado por
el irrigante: tanto el exceso cuanto la falta del agua puede tener reflejos
expresivos en la productividad de una cultura. Por ejemplo, sabemos
que el frijol no es muy tolerante al exceso del agua, mientras por otro
lado, el pie de ananás soporta períodos mayores de déficits
hídricos.
Así, antes de ponerse en marcha un programa de manejo de la irrigación,
se vuelve fundamental el conocimiento de la fisiología de la
planta que pretendemos irrigar. Conocer la fisiología de una
cultura es saber cuáles los períodos críticos de
consumo del agua y sus reflejos en la productividad.
2. ASPECTOS GENERALES DE LOS SISTEMAS DE IRRIGACIÓN
Una irrigación
puede ser hecha por distintos métodos y sistemas, cada uno con
características propias. Los principales métodos de irrigación
son los por superficie, aspersión e irrigación localizada.
En la irrigación por superficie, los sistemas de inundación
y surcos son más comunes. Estos sistemas tienen limitaciones
en relación a los terrenos muy accidentados y también
arenosos, donde la tasa de infiltración es alta. Son los sistemas
que más consumen agua.
El método de irrigación por aspersión es compuesto
por los sistemas de aspersión convencional (pudiendo ser tanto
sobre, como sub-office), por los autopropelidos y por los pivotes centrales,
sobre todo. Estos sistemas normalmente gastan menos agua que el método
anterior, pero necesitan de inversiones en la adquisición de
equipamientos y tienen un coste de operación tenido como alto,
una vez que trabajan a las altas presiones, necesitando de motores mayores.
Los principales sistemas que componen el método de irrigación
localizada son la microaspersión, el goteo y recientemente las
cintas gotejadoras. Son los sistemas que consumen menos energía
y agua, pues se caracterizan por la baja presión de servicio
y también por mojar sólo una parte de la superficie del
suelo. Su uso está siendo bastante incrementado en el pasar dos
años, sin embargo requiere inversiones iniciales mayores. La
práctica de la fertirrigación en este sistema es casi
que obligatoria, llevando a una mayor economía y eficiencia de
los fertilizantes.
3. CONTROL Y MANEJO DE LA IRRIGACIÓN
En el manejo
de la irrigación surge la palabra frecuencia de irrigación
o turno de riego, que nada más es que el número de días
transcurridos entre una irrigación y otra. La frecuencia de irrigación
puede ser fija o variable, dependiendo de la postura asumida por el
irrigante. La frecuencia de irrigación fija trae consigo la ventaja
de la posibilidad de la programación de las actividades enchufadas
a la irrigación de las culturas, una vez que se sabe por anticipación
cuando irrigar, quedando sólo la definición de cuanto
irrigar.
Por otro lado, con una frecuencia de irrigación variable, no
se sabe exactamente cuando se practicará la irrigación,
pero es posible tener en manos una aproximación bastante buena
de cuanto del agua aplicar.
Así, pasamos entonces a estudiar cuáles los factores envueltos
en el proceso de control de la irrigación, y cuáles los
mecanismos utilizados para tal fin. Pero antes de abrirse demanda de
irrigación es necesario un conocimiento de la cultura que será
irrigada. Así, las fases de la cultura o ciclo fenológico,
las exigencias del agua y sus períodos críticos deben
ser conocidos.
Existen tres procesos básicos de controlarse la irrigación:
procesos basados en las condiciones atmosféricas, en las condiciones
del agua del suelo y en las condiciones del agua en las plantas. Puede
ser hecha también la conjugación del control de la irrigación
vía atmósfera y vía suelo.
Antes de conocerse o definir cuál tipo de control a ser adoptado,
el irrigante debe tener en mente, que cuanto mayor sea la profundidad
efectiva del sistema radicular, mejor será para la cultura. El
aumento del sistema radicular de la planta es proporcional a la humedad
del suelo, donde este aumento está directamente relacionado con
la productividad. Así, prácticas culturales deben ser
realizadas de modo que garanticen ese objetivo.
3.1. Proceso basado en las condiciones del suelo
El control
de la irrigación vía suelo pasa necesariamente por el
conocimiento de sus características. Así densidad aparente,
granulometría, declive, velocidad de infiltración básica
(VIB), capacidad del agua disponible (CAD), humedad de saturación,
capacidad del campo, punto de marchita permanente y curva característica
del suelo son propiedades que deben formar parte del conocimiento del
irrigante.
Debemos considerar y hacer una analogía del suelo con un depósito
de agua y así consumir una cantidad del agua de tal modo que
no cause problemas para el auxilio futuro del agua a las plantas.
De manera simple podemos llamar la CAD de "tamaño del depósito"
y del Agua Disponible (AD) la cantidad del agua a ser consumida por
las plantas y que deberá ser repuesta por las irrigaciones. La
CAD es calculada por la diferencia entre la humedad en la capacidad
de campo (q CC) menos la humedad en el punto de marchita permanente
(q PMP), multiplicada por la profundidad efectiva del sistema radicular
(PESR).
CAD
= (qCC - qPMP) x PESR
Así,
si un determinado suelo posee una humedad en la capacidad de campo (CC)
de 0,260 cm3.cm-3 y una humedad en el punto de marchita permanente (PMP)
de 0,083 cm3.cm-3 y la profundidad efectiva del sistema radicular es
de 300 milímetros (30 cm), tenemos una CAD de 53,1 mm. Es decir,
nuestro "depósito" deberá tener una capacidad
de 53,1 mm. Se consideramos una agua disponible (AD) de 50%, nuestra
mayor irrigación será de 26,6 mm. Arriba de este valor
estaríamos substituyendo el aire del suelo por agua, pudiendo
traer problemas para la cultura por el exceso del agua.
La saturación es el punto en que todos los poros del suelo son
rellenados por el agua, no restando oxígeno para ser utilizado
por las plantas, causando problemas. Ya el PMP es el límite de
absorción del agua por las plantas. Así, si la humedad
del suelo llegar a ese punto, las plantas no tendrán condiciones
de recuperarse.
La CAD es una característica del suelo, por lo tanto varía
de suelo para suelo, dependiendo de la suya granulometría, compactación
y tenor de materia orgánica. El turno de riego máximo
a ser adoptado por un agricultor será dado por la división
de la CAD por la máxima evapotranspiración, que sería
el mayor consumo del agua por las culturas.
La curva característica del suelo (CAD) es un gráfico
que relaciona el potencial del agua del suelo con la humedad a la base
del volumen del mismo. Como la mayor variación de la humedad
del suelo se da en la franja inferior a los 1000 centímetros
de columna del agua, o 1 atm, y la curva característica comprende
desde la saturación (0 atm o centímetros de columna del
agua) hasta 15 atm (15.000 centímetros de columna del agua),
es común la representación del potencial matricial en
logaritmo del módulo del potencial matricial, una vez que él
es negativo. El logaritmo del módulo del potencial matricial
es normalmente representado por pf. La Figura 1 ilustra la curva característica
de uno podzólico rojo amarillo.
En base en la lectura de los potenciales matriciais del agua del suelo,
a través de tensiómetros, y la curva característica
del suelo se puede determinar cuál el agotamiento máximo
del agua del suelo. Este punto pasa a ser llamado de tensión
crítica de manejo, siendo que al alcanzar este nivel debe ser
iniciada la irrigación.
A la rigor, el potencial matricial tiene su valor negativo, por lo tanto,
cuanto menor su valor, menor también será la humedad del
suelo. Pero en la práctica, utilizamos su valor en módulo,
para simplificar su utilización.
Cuando no se dispone de la curva característica del suelo, debe
ser adoptado un potencial matricial crítico basado en investigaciones
o informaciones de literatura. Para la cultura de la uva, el uso de
un potencial matricial (o tensión) de manejo de -500 cca (centímetros
de columna del agua) puede ser considerado crítico, aunque este
valor está extremadamente relacionado con la capacidad del agua
disponible de los suelos. Al practicarse una irrigación se debe
dar una cantidad del agua tal que el suelo quede con la humedad en la
capacidad de campo. Esta puede ser adoptada como la humedad correspondiente
a los 100 centímetros de columna del agua. Para la transformación
del potencial matricial en porcentaje de la CAD, es necesaria la conversión
de este para humedad actual.
FIGURA
1 - Representación esquemática de una curva característica
del agua en el suelo.
3.2. Proceso basado en las condiciones atmosféricas
El
conocimiento de los factores climáticos es de fundamental importancia
para el manejo racional de la irrigación. Estos factores permiten
con una aproximación bastante buena estimar la evapotranspiración,
que es el consumo del agua de un determinado local, a través
de la evaporación del agua del suelo y por la transpiración
de las plantas, ocurrida durante el proceso de fotosíntesis.
Llamamos de evapotranspiración de referencia (ETO), la evapotranspiración
estimada a través de las diferentes fórmulas empíricas
obtenidas por diferentes autores. Esas fórmulas se basan en dados
meteorológicos y se presentan en grandes variaciones, necesitando
desde pocos dados, hasta modelos más complejos, que exigen un
gran número de elementos climáticos.
Una manera bastante práctica y barata de estimarse la ETO, es
a través del Estanque Clase A. Se trata de uno evaporímetro
(estanque) circular, con 1,21 metros de diámetro, por 0,254 metros
de altura y construido en chapa galvanizada número 22. Es asentado
en el suelo sobre una tarima de cabrios de 0,10 x 0,05 x 1,24 metros,
nivelado sobre el terreno. El Estanque Clase A es lleno del agua limpia
hasta 5 cm del arcén superior y se permite un nivel mínimo
del agua de 7,5 cm, a partir del arcén, es decir, a cada 25 mm
(2,5 cm) de evaporación debemos restaurar el volumen del tanque.
Su operación es bastante simple y la variación del nivel
del agua es medida con el auxilio de una punta de medida, tipo gancho,
asentada arriba del pozo tranquilizador, también debidamente
nivelado, siendo la precisión de la medida de cerca de 0,02 mm.
La lectura del nivel del agua es realizada a diario y la diferencia
entre lecturas caracteriza la evaporación en el periodo.
Con las lecturas diarias todavía no tenemos la evapotranspiración,
por lo tanto se vuelve necesaria la conversión de la evaporación
del Estanque Clase A, para evapotranspiración de referencia (ETO).
ETO es definida como la pérdida del agua sufrida por una superficie
cubierta de vegetación zancadilla, en fase de desarrollo activo,
cubriendo totalmente el terreno, en el cual la humedad no limita el
desarrollo óptimo de la planta. Estas condiciones observadas
determinan que solamente los parámetros externos a la superficie
(parámetros climáticos) sean los responsables por el proceso
de evapotranspiración. Así, ETO puede ser calculada por
la expresión:
ETo
= ECA x Kp
Kp = f (viento, humedad relativa, bordadura)
donde,
Kp = coeficiente del Estanque.
El coeficiente del Estanque Clase A (Kp) depende de la velocidad del
viento, de la humedad relativa y del tamaño de la bordadura formada
por hierbas “batatais” plantada alrededor del Estanque Clase
A. Para la nuestra región, la mayor parte del año se presenta
con uno Kp del orden de 0,75.
Sin embargo, lo que realmente se desea es la evapotranspiración
de la cultura, es decir, debemos reponer el agua que fue consumida por
la cultura de interés económico y este consumo varía
en función de la práctica del desarrollo de la cultura
y de cultura para cultura. Así, la evapotranspiración
de la cultura es obtenida multiplicándose la evapotranspiración
de referencia por el coeficiente de cultura (Kc)
ETc
= ETo x Kc
donde Kc = f (especie, estadio)
El
ciclo de la cultura es dividido en fases fenológicas y cada fase
asume valores distintos de Kc. Para la cultura de la uva en la región
noroeste del Estado de São Paulo estos valores varían
entre 0,3 y 0,7. Así, estas fases son llamadas de periodo de
crecimiento (o periodo vegetativo) cultura, floración, formación
de la cosecha (aumento del tamaño de los frutos) y maduración.
Los valores de Kc deben ser multiplicados por ETO para la obtención
de la evapotranspiración cultural (ETC).
3.
3. Proceso conjugado de control de la irrigación
En
el control de la irrigación por el proceso conjugado, toda la
irrigación es hecha con base en la evapotranspiración
y es vigilada por los tensiómetros instalados en el suelo. Caso
se verifique que para una dada condición, el suelo alcanzó
la CAD crítica, se procesa la irrigación.
4.
EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE IRRIGACIÓN
La práctica
de la irrigación debe ser entendida no solamente como un seguro
contra secas o periodos de lluvia en el verano, pero como una técnica
que puede dar condiciones para que el material genético en campo
exprese todo su potencial productivo. Además, si bien utilizada,
la irrigación es un instrumento muy eficaz en el aumento de la
rentabilidad de los emprendimientos, permitiendo la racionalización
de los insumos, por ejemplo, a través de la fertirrigación.
Sin embargo, para que el proceso sea eficiente, es imperativo que el
sistema de irrigación tenga un alta uniformidad de aplicación
del agua, conseguido a través de buenos proyectos, que son hechos
a partir de materiales idóneos y cálculos hidráulicos
precisos.
Una vez instalado un proyecto de irrigación, es interesante verificar
si las condiciones previstas inicialmente se confirman en el campo.
Para tanto, es necesario hacer una evaluación del campo, donde
se levantan las condiciones de presión, caudal y láminas
aplicadas. En relación a las láminas de irrigación
aplicadas, el CUC, o Coeficiente de Uniformidad de Christiansen, es
el índice más utilizado para verificarse como está
la distribución del agua en el área irrigada.
5. CONSIDERACIONES FINALES
La productividad
máxima de una especie es dependiente del potencial genético
del material, de la disponibilidad del agua y nutrientes y de la población
de plantas. La combinación racional de esos elementos llevará
ciertamente al productor a una excelente cosecha.
Así, el irrigante tiene en la irrigación y fertilización,
dos elementos para el aumento inmediato de sus productividades, nunca
menospreciando la necesidad de la elección de semillas y esquejes
de calidad, factor inicial y esencial para la obtención de altas
productividades.
Todo el proceso envuelto en la agricultura irrigada empieza por la elección
del sistema de irrigación. De tal manera, la elección
del sistema debe poseer criterios, observando la seriedad de la empresa
proyectista, el proyecto propiamente dicho, su capacidad técnica
y también su capacidad en prestar asistencia técnica,
pues es deseable que el sistema de irrigación adquirido acompañe
el agricultor por un largo tiempo.
6. LITERATURA CONSULTADA
ABID. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE IRRIGAÇÃO
E DRENAGEM. Uma ABID para os novos tempos - Mais dinâmica e mais
atuante. Boletim Informativo, Ano XVIII, número 158, junho-novembro,
4p. 1993.
COSTA, E.F., VIEIRA, R.F., VIANA, P.A. Quimigação: aplicação
de produtos químicos e biológicos via irrigação.
EMBRAPA - CNPMS, Brasília, 315p. 1994.
DOORENBOS, J., KASSAM, A.H. Efeito da água no rendimento das
culturas. FAO/UFPb, Campina Grande, 1994. 306p. (Estudos FAO: Irrigação
e Drenagem, 33).
DOURADO NETO, D., BOTREL, T.A., LIBARDI, P.L. Curva de retenção
de água no solo: algoritmo em QuickBasic para estimativa dos
parâmetros empíricos do modelo de GENUCHTEN. ESALQ-USP,
Piracicaba, 34p. 1990.
GENUCHTEN, M. Th. Van. A closed-form equation for predicting the hydraulic
conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J., v.41, p. 892-8,
1980.
HERNANDEZ, F.B.T. Potencialidades da fertirrigação. In:
Simpósio Brasileiro sobre Fertilizantes Fluidos, ESALQ-USP, Piracicaba,
1993. p. 199-210.
KELLER, J., BLIESNER R.D. Sprinkle and trickle irrigation. Van Nostrand
Reinhold, New York, 1990. 651p.
LEMOS FILHO, M.A.F. HIDRISA: Contribuição à elaboração
de balanços hídricos - O caso da região de Ilha
Solteira. Ilha Solteira, FEIS-UNESP, 1994, 59p. (Trabalho de Graduação)
REICHARDT, K. Processos de transferência no sistema solo - água
- atmosfera. Fundação Cargill, Campinas, 1985. 466p.
REICHARDT, K. Controle da irrigação do milho. Fundação
Cargill, Campinas, 1993. 20p.
TOSSO, J.T., TORRES, J.J. Relaciones hídricas de la vid, bajo
diferentes niveles de riego, usando goteo, aspersión y surcos.
I - Evapotranspiração y eficiencia en el uso del agua.
Agricultura Técnica, v.46, n.2, p.193-98, 1986.
Lectura:
lectura diaria en el Tanque Clase A ECA: Evaporación del Tanque
Clase A (mm/día).
Kp: Coeficiente del Tanque Clase A
ETO: Evaporación de Referencia (mm/día) = ECA * Kp Kc:
Coeficiente de cultura
ETC: Evapotranspiración de la cultural (mm/día) TI: Tiempo
de Irrigación (horas)
NI Acum: ETC Acumulada entre una irrigación y otra.
ETo
= ECA * Kp ETc = ECA * Kp * Kc
TI
(horas) = NIAcum / Precipitación del aspersor
CONTROL
DE LA IRRIGACIÓN LOCALIZADA
Lectura
= lectura diaria en el Tanque Clase A
ECA: Evaporación del Tanque Clase A (mm/día).
Kp = _____; Kc = _____ ; Kr = FCS = ____ Acum = Acumulada
K = (Kp * Kc * Kr * A) / (Np * Ef) = A La = Área (metros cuadrados)
Np = Número de plantas por área Ef = Eficiencia del sistema
V = Volumen por planta por día TI: Tiempo de Irrigación
(horas)
Obs.: Atención
para cuando utilizarse número diferente de emisores para cada
planta.
