Resumen de Tesis

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA

“EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO INTERMITENTE POR TUBERÍAS MULTICOMPUERTAS MULTICOMPUERTAS Y DE RIEGO CONTINÚO POR GRAVEDAD EN EL CULTIVO DE BRÓCOLI, UBICADOS EN LA UNALM.”

RESUMEN DE TESIS

RENE ANTONIO HUACHOS CANCHARI Lima - Perú 2009

RESUMEN En el presente trabajo de investigación se evaluó los sistemas de riego intermitente por tuberías multicompuertas multicompuertas y continuo por gravedad en el campo experimental experimental del Programa Programa de Inve Investi stigac gacio iones nes en Horta Hortali lizas zas de la Univ Univers ersida idad d Nacio Nacional nal Agrar Agraria ia La Molina Molina,, determinándose las eficiencias del riego mediante estos dos sistema, el efecto que tiene el riego intermitente sobre la productividad del cultivo de Brócoli y el costo de instalación del sistema de riego intermitente.

Para la evaluación de los sistemas sistemas de riego se delimito el campo experimental en tres (03) variantes, una con cuatro ciclos de riego (Variante I) y otra con tres ciclos (Variante II), estas dos mediante el uso del sistema de riego intermitente; y en la última variante no existieron ciclos de riego, es decir, fue de flujo continuo (Testigo). En esta evaluación a cada variante se le destinaron dos surcos de 135 m. de longitud en promedio.

En las tres variantes se analizaron las eficiencias del riego donde los valores medios obtenidos fluctúan entre 36.24% y 80.31% (Variante I), entre 55.14% y 86.70% (Variante II) y entre 23.05% y 49.83% (Testigo); en cuanto a los rendimientos, estos se manifestaron superior superiores es en las dos variante variantess con riego riego interm intermiten itente, te, determi determinánd nándose ose rendimi rendimiento entoss de 8.54 tn/ha en la Variante I, 9.12 tn/ha en la Variante II y 8.29 tn/ha en el Testigo. Las mayores eficiencias de riego y mejores rendimientos alcanzados en el sistema de riego intermitente demuestran el potencial de este sistema comparado con el sistema de riego tradicional.

El costo de instalación del sistema de riego intermitente nos dio un valor aproximado de US$ 1,108.93 por hectárea, este costo es menor comparado con otros sistemas de riego presu presuriz rizado ado logra logrando ndo ser una alte alterna rnati tiva va de bajo bajo costo costo que puede puede ser adopt adoptado ado por agricultores de bajos recursos económicos.

ABSTRACT This research work evaluated the surge irrigation and continuous irrigation by gravity into the experimental field of Vegetables Vegetables Research Program of the University National National Agraria La Molina, was determined irrigation efficiencies by these two systems, the effect which has the surge irrigat irrigation ion on Broccol Broccolii crop productivi productivity ty and installa installatio tion n costs costs of surge surge irrigation system.

For the evaluation of irrigation systems delineates the experimental field in three (03) variants variants,, one with four cycles cycles of irrigati irrigation on (Varian (Variantt I) and another with three cycles cycles (Variant (Variant II), these two through the use of surge irrigation system and in the last variant not existed watering cycles, namely, namely, flow was continuous (control). In this evaluation evaluation to each variant will be assigned two furrows of 135 m. in length on average.

In the three alternatives were analyzed the efficiency of irrigation, obtained average values ranging between 36.24% and 80.31% (Variant I), between 55.14% and 86.70% (Variant II) and between 23.05% and 49.83% (control), in terms of yields, these were expressed higher in the two variants with surge irrigation, determining yields of 8.54 t / ha in Variant I, 9.12 t / ha in the Variant II and 8.29 t / ha in the Control. The greater efficiencies of irrigation and best yields achieved in the surge irrigation system demonstrates the potential of this system compared to traditional irrigation system.

The cost of installing the surge irrigation system gave us an approximate value of U.S. $ 1108.93 per hectare; this cost is minor compared to other pressurized irrigation systems getting to be a low cost alternative that can be adopted by farmers in low income.

INDICE Pág.

I. INTRODUCCION

1

1.1 Generalidades

1

1.2 Objetivos

2

1.2.1 Objetivo General

2

1.2.1 Objetivos Específicos

2

II. REVISION DE LITERATURA 2.1 Riego Intermitente

2 2

2.1.1 Antecedentes

2

2.1.2 Descripción General del Riego Intermitente

3

2.1.3 Descripción Física del Riego Intermitente

5

2.1.4 Comparación entre el Riego Intermitente y el Riego Continuo

5

2.1.5 Adaptación del riego intermitente a los campos y cultivos

6

2.2 Evapotranspiración Evapotranspiración

6

2.2.1 Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo)

7

2.2.2 2.2.2 Ev Evap apotr otrans anspir piraci ación ón del culti cultivo vo bajo bajo condic condicion iones es estánd estándar ar (ETc (ETc))

7

2.3 Método para estimar la evapotranspiración evapotranspiración de referencia (ETo) 2.3.1 Método del tanque evaporimetro

8 8

2.4 Coeficiente del cultivo (Kc)

9

2.5 Necesidades netas de riego

10

2.6 Eficiencia de aplicación

11

2.7 El cultivo de brócoli

11

2.7.1 Origen

11

2.7.2 Taxonomía

12

2.7.3 Requerimientos de clima y suelo

12

III. METODOLOGIA

13

3.1 Lugar de ejecución

13

3.2 Metodología de estudio

13

3.2. 3.2.1 1 Recolecc ección de inform ormación básic sica del campo exper xperiiment ental

13

3.2.2 Delimitación del campo experimental

16

Pág. 3.2.3 Nivelación del campo experimental

17

3.2.4 Diseño Agronómico

17

3.2.5 Diseño y construcción del sistema de riego intermitente

21

3.2.6 Evaluación del riego

22

3.2.7 Rendimiento del cultivo

24

3.2.8 Evaluación Económica del sistema de riego intermitente

24

IV. RESULTADOS Y DISCUSION

25

4.1 Resultados de diseño agronómico

25

4.1.1 Caudal máximo no erosivo

25

4.1.2 Lámina neta óptima y frecuencia de riego

25

4.1.3 Necesidad neta diaria

26

4.2 Evaluación de los riegos efectuados

29

4.2.1 Análisis de tiempos de apertura y cierre

29

4.2.2 Pruebas de avance registradas

29

4.2.3 Contenido de humedad en el suelo

35

4.2.4 Eficiencia de riego

38

4.3 Rendimiento total del cultivo

40

4.4 Costos de instalación del sistema de riego intermitente

42

V. CONCLUSIONES

44

VI. RECOMENDACIONES

46

VII. BIBLIOGRAFIA

47

VIII. ANEXOS ANEXO 01: Planos ANEXO 02: Tiempos de apertura y cierre ANEXO 03: Rendimientos del cultivo ANEXO 04: Panel fotográfico

I. INTRODUCCION 1.1 Generalidades El riego es una de las prácticas agrícolas que permite la producción en zonas donde las lluvias son escasas o nulas. Para establecer el riego de un cultivo con eficiencia, se debe seleccionar el o los métodos más adecuados y decidir el tiempo, profundidad a humedecer, la frecuencia y el intervalo, con vistas a optimizar el uso del agua y asegurar buenos rendimientos en los cultivos.

El sistema tradicional de riego por gravedad (flujo continuo) tienen una baja eficiencia de aplicación que está alrededor del 40%, este sistema presenta ineficiencias por percolación profunda en la cabecera del surco y por escurrimiento superficial en la cola, lo cual puede dar origen a un bajo rendimiento de los cultivos instalados, afectando la rentabilidad y pérdidas económicas para los agricultores.

Por lo descrito anteriormente, es necesario incrementar la eficiencia de riego del agua. Por lo que se propone fomentar la difusión y adopción de cambios tecnológicos sostenibles, como es el de realizar la tecnificación de un sistema de riego superficial empleando tuberías multicompuertas y la aplicación del agua mediante riego intermitente, el cual se presenta como una alternativa a los problemas encontrados en un riego superficial tradicional. Entre las ventajas que presenta el riego multicompuertas e intermitente, es que se requiere menos inversión que otros métodos de riego presurizado y no es exigente en lo que respecta a la calidad física del agua.

Esta evaluación permitirá identificar las cualidades que puedan existir en la operación de un sistema de riego intermitente frente a un riego tradicional, estableciendo un adecuado manejo del agua en el campo que signifique un ahorro en el uso del agua, mano de obra y energía, además de un aumento en la productividad de los cultivos agrícolas.

1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo General •

Evaluar el sistema de riego intermitente por tuberías multicompuertas en comparación con el riego continuo por gravedad.

1.2.2 Objetivos Específicos •

Determinar la eficiencia de riego en los sistemas de riego intermitente y continuo por gravedad.

•

Evaluar los rendimientos por volumen de agua aplicado al cultivo (Kg/m3) mediante los sistemas de riego intermitente y tradicional.

•

Determinar costos de instalación del sistema de riego intermitente.

II. REVISION DE LITERATURA 2.1 Riego Intermitente Según Gurovich (2001), citado por Carbajal (2004) , esta técnica puede ser definida como una aplicación superficial del agua en forma intermitente, ya sea por aplicación de agua a intervalos constantes de tiempo, o aplicando el agua en un surco de riego hasta que se cumpla el tiempo de avance, y después, repetidas veces hasta que se cumpla la lámina neta de reposición.

2.1.1 Antecedentes El sistema de riego intermitente, es una técnica aplicada que fue desarrollada en los EEUU para el control del agua de riego. Su origen se debió a la necesidad del gobierno norteamericano de proveer a sus agricultores de un medio económico y eficaz que permita un ahorro del agua y su manejo en suelos salinos. Fue entonces, cuando las oficinas de los Distritos de Agua en conjunto con diversas universidades, perfeccionaron a principios de la década de los 80’ esta metodología conocida en ingles como Surge Flow.

STRINGHAM y KELLER (1979), introdujeron el concepto de Surge Flow (riego intermitente) en la conferencia sobre especialidades en irrigación y drenaje de la American Society of Civil Engineers. En marzo de 1986, la oficina de patentes de los EEUU registro esta modalidad de riego como un método y sistema por surcos y otorgo la patente a los doctores Jack Keller y G. E. Stringham, en tanto que la Fundación de la Universidad del Estado de Utah quedo como cesionaria o apoderada. Desde entonces se han experimentado de manera continua en varios centros de universidades privadas y estatales de California y Texas, asi como en las de Kansas, Utah y Colorado, entre otras.

El uso de la tecnología del riego Intermitente usando tuberías multicompuertas en el Perú es relativamente nuevo, se puede afirmar sin temor alguno, que se encuentra en su etapa inicial en cuanto al desarrollo comercial. La cantidad de experiencias sobre esta tecnología en el país, que llegan al papel para difundirse, es todavía escasa. No obstante, durante estos últimos años, se han visto publicaciones y artículos en revistas y medios especializados tratando el tema ya sea en forma directa, o como integrante de un tema más amplio.

2.1.2 Descripción General del Riego Intermitente Roque (2000), citado por Carbajal (2004) , menciona que el riego intermitente consiste en aplicar el agua a una cierta cantidad de surcos o melgas usando tuberías de PVC, aluminio o mangas de polietileno con aberturas o compuertas enfrentadas a los surcos; al cabo de cierto tiempo, el agua es derivada a otro set o conjunto de surcos, que se halla en otro sector del campo, mediante una válvula mariposa en forma de “T” que tiene la capacidad de derivar el agua en dos direcciones. Luego de haber avanzado el agua en el otro sector hasta la misma distancia del primer sector, la válvula deriva nuevamente el caudal hacia el primer conjunto de surcos (Ver Figura Nº 01). Este procedimiento se repite las veces que sea necesario, logrando que el agua avance en cada pulso una cierta distancia mediante tiempos variables o constantes.

Figura Nº 01. Diagrama de un sistema de riego intermitente con tuberías Multicompuertas

El riego Intermitente, también llamado riego por pulsos, utiliza un efecto natural que tienen todos los suelos en mayor o menor medida. Y este es la disminución de la capacidad de infiltración que tiene un suelo, cuando una vez mojado, se retira el agua y se deja "descansar" por un corto tiempo. En este efecto intervienen muchas causas de distinto origen, pero en resumen se logra que el agua escurra más rápido por una superficie mojada previamente, logrando así que los caudales que llegan al final de cada ciclo de avance sean sensiblemente mayores que si fuera flujo continuo. Hay dos etapas de aplicación en este sistema de riego:

Avance. En esta etapa el objetivo es el mojado rápido del surco. Esto se logra con pulsos de agua en el surco, que en forma gradual mojan el surco hasta el final.

Remojo. Cuando hemos mojado toda la superficie del surco, hemos logrado igualar la capacidad de infiltración a todo lo largo. Esta particularidad nos permitirá entrar a la etapa de Remojo y lograr una infiltración pareja hasta el final, pudiendo regular y minimizar la lamina de agua necesaria para el riego.

2.1.3 Descripción del proceso físico del Riego Intermitente Según García (1991); citado por Carbajal (2004), durante el proceso de recesión, la estructura del suelo se altera, los terrones se disuelven parcialmente, las partículas se acomodan y forman una sedimentación que origina el aislamiento de la superficie. Aunque el flujo se suspenda en consecuencia la infiltración superficial también, las partículas de arcilla contenidas en el suelo humedecido continúan con un proceso de expansión tanto el agua como el suelo en contacto con la atmósfera captan aire por atracción capilar y bloquean las pequeñas superficies de los poros del suelo. El proceso se repite en cada ciclo durante el tiempo de desagüe y, por lo tanto durante los próximos suministros de agua se va reduciendo la infiltración y la resistencia a la rugosidad de la superficie del suelo, consiguiendo que el flujo circule con rapidez y se consiga un avance mayor y una mejor uniformidad en el riego.

2.1.4 Comparación entre el Riego Intermitente y el Riego Continuo Para comprender la técnica de riego intermitente, haremos una comparación con el riego continuo. Cuando se suministra agua al surco de forma continua el avance se produce lentamente, con lo cual la oportunidad de infiltración es grande en los primeros tramos, reduciéndose progresivamente a lo largo del recorrido. Al suministrar la cantidad de agua precisa a los tramos finales, se producen perdidas por precolación a lo largo del surco (mucho mayores en cabecera) y por escorrentía en el extremo de cola (Ver Fig. Nº 02).

Figura Nº 02. Diferencia en la aplicación del agua entre el riego intermitente y continuo

En el caso de que el surco reciba agua de forma intermitente, cuando cesa el flujo de agua las partículas de arcilla continúan un proceso de expansión, con lo cual disminuye el tamaño de los poros y se reduce la cantidad de agua infiltrada. Como consecuencia de ello, en los siguientes suministros el agua circula con mayor rapidez, consiguiéndose una mayor uniformidad en el tiempo de contacto del agua circulante con la superficie del suelo y, en suma, una mayor uniformidad de riego.

2.1.5 Adaptación del riego intermitente a los campos y cultivos Este sistema de riego se puede usar en cualquier sistema de labranza, convencional, reducida y cero. Se puede utilizar en cualquier cultivo que pueda regarse por gravedad y sembrado en hileras, sean cereales, oleaginosas, hortalizas, frutícolas, industriales y forestales. Asimismo funciona con agua de acequias, que normalmente transportan en suspensión materia orgánica, arcillas, limos y arenas. Se puede emplear en cualquier tipo de suelo, salvo en suelos de textura gruesa, con velocidad de infiltración muy rápida.

El largo de los surcos depende del tipo de suelo y la pendiente del terreno. En general se recomienda su aplicación en terrenos con pendientes de 0.1% a 2%.

2.2 Evapotranspiración Se conoce como evapotranspiración (ET) la combinación de dos procesos separados por los que el agua se pierde a través de la superficie del suelo por evaporación y por otra parte mediante transpiración del cultivo. La evaporación y la transpiración ocurren simultáneamente y no hay una manera sencilla de distinguir entre estos dos procesos. Aparte de la disponibilidad de agua en los horizontes superficiales, la evaporación de un suelo cultivado es determinada principalmente por la fracción de radiación solar que llega a la superficie del suelo. Esta fracción disminuye a lo largo del ciclo del cultivo a medida que el dosel del cultivo proyecta más y más sombra sobre el suelo. En las primeras etapas del cultivo, el agua se pierde principalmente por evaporación directa del suelo, pero con el desarrollo del cultivo y finalmente cuando este cubre totalmente el suelo, la transpiración se

convierte en el proceso principal. En el momento de la siembra, casi el 100% de la ET ocurre en forma de evaporación, mientras que cuando la cobertura vegetal es completa, más del de 90% de la ET ocurre como transpiración.

El concepto de evapotranspiración incluye diferentes definiciones:

2.2.1 Evapotranspiración del cultivo de referencia (ET o) La tasa de evapotranspiración de una superficie de referencia, que ocurre sin restricciones de agua, se conoce como evapotranspiración del cultivo de referencia, y se denomina ETo. La superficie de referencia corresponde a un cultivo hipotético de pasto con características específicas. El concepto de evapotranspiración de referencia se introdujo para estudiar la demanda de evapotranspiración de la atmósfera, independientemente del tipo y desarrollo del cultivo, y de las prácticas de manejo. Los únicos factores que afectan ETo son los parámetros climáticos. Por lo tanto, ETo es también un parámetro climático que puede ser calculado a partir de datos meteorológicos. ETo expresa el poder evaporante de la atmósfera en una localidad y época del año específicas, y no considera ni las características del cultivo, ni los factores del suelo. Desde este punto de vista, el método FAO Penman-Monteith se recomienda como el método de determinación de ETo con parámetros climáticos. También se puede hacer la determinación de la ETo a partir de la evaporación del tanque Clase A.

2.2.2 Evapotranspiración del cultivo bajo condiciones estándar (ET c) La evapotranspiración del cultivo bajo condiciones estándar se denomina ETc, y se refiere a la evapotranspiración de cualquier cultivo cuando se encuentra exento de enfermedades, con buena fertilización y que se desarrolla en parcelas amplias, bajo óptimas condiciones de suelo y agua, y que alcanza la máxima producción de acuerdo a las condiciones climáticas reinantes.

La

cantidad

de

agua

requerida

para

compensar

la

pérdida

por

evapotranspiración del cultivo se define como necesidades de agua del cultivo . A

pesar de que los valores de la evapotranspiración del cultivo y de las necesidades de agua del cultivo son idénticos, sus definiciones conceptuales son diferentes. Las necesidades de agua del cultivo se refieren a la cantidad de agua que necesita

ser proporcionada al cultivo como riego o precipitación, mientras que la evapotranspiración del cultivo se refiere a la cantidad de agua perdida a través de la evapotranspiración. La necesidad de riego básicamente representa la diferencia entre la necesidad de agua del cultivo y la precipitación efectiva. La relación ETc/ETo que puede ser determinada experimentalmente para diferentes cultivos y es conocida como Coeficiente del Cultivo (Kc), y se utiliza para relacionar ETc a ETo de manera que ETc = K c x ETo.

2.3 Método para estimar la evapotranspiración de referencia (ETo) 2.3.1 Método del tanque evaporimetro La tasa evaporativa de los tanques de evaporación llenos de agua puede ser fácilmente obtenida. En ausencia de lluvia, la cantidad de agua evaporada durante un período (mm día-1) corresponde a la disminución de la altura de agua en el tanque en ese período. Los tanques proporcionan una medida del efecto integrado de la radiación, viento, temperatura y humedad sobre el proceso evaporativo de una superficie abierta de agua. Aunque el 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 libre evaporante y de una superficie cultivada.

A pesar de la diferencia en los procesos ligados a la evaporación del tanque y la evapotranspiración de superficies cultivadas, el uso de la evaporación del tanque para predecir la ETo para períodos cortos puede ser considerado confiable si se usa correctamente. La evaporación del tanque está relacionada con la evapotranspiración de referencia por un coeficiente empírico derivado del mismo tanque: ET o

=

K p E tan

Donde: ETo : Evapotranspiración de referencia [mm día-1] K p

: Coeficiente del tanque evaporimetro [-]

Etan : Evapotranspiración del tanque evaporimetro [mm día-1]

Cuadro Nº 01. Coeficientes del tanque evaporímetro (K p) para el tanque Clase A

Fuente: Serie FAO Riego y Drenaje No. 56

2.4 Coeficiente del cultivo (Kc) Es un factor que indica el grado de desarrollo o cobertura del suelo por el cultivo del cual se quiere evaluar su consumo (Vásquez y Chang, 1992).

El coeficiente de cultivo (K C) describe las variaciones en la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. Durante el período de crecimiento del cultivo, la variación del coeficiente del cultivo Kc expresa los cambios en la vegetación y en el grado de cobertura del suelo. Esta variación del coeficiente Kc a lo largo del crecimiento del cultivo está representada por la curva del coeficiente del cultivo. Para describir y construir la curva del coeficiente del cultivo se necesitan solamente tres valores de Kc: los correspondientes a la etapa inicial (Kc ini), la etapa de mediados de temporada (Kc med) y la etapa final (Kc fin).

Figura Nº 03. Curva generalizada del coeficiente del cultivo (Kc)

2.5 Necesidades netas de riego Las necesidades netas de riego (Nn) vienen definidas por las siguientes variables:

•

La necesidades de agua del cultivo (ETc)

•

Aportaciones de la precipitación efectiva (Pe)

•

Aporte capilar desde una capa freática próxima a las raíces

•

Variación en el almacenamiento de agua en el suelo

Nn =ETc – Pe – Aporte capilar – Variación de almacenamiento

Del total de agua de precipitación que cae sobre la superficie de un terreno, una parte se infiltra y se incorpora a la zona radicular, otra parte percola en profundidad fuera del alcance de las raíces, otra parte se pierde por escorrentía superficial y otra parte queda interceptada por la vegetación, desde donde se evapora posteriormente. Se llama precipitación efectiva a la proporción de agua retenida en la capa radical con relación a la cantidad de lluvia caída. Su magnitud depende:

•

De las características del terreno: condiciones físicas, grado de humedad,

pendiente, cobertura del cultivo, etc.

De las características de la precipitación: altura de agua caida, intensidad,

•

duración y frecuencia.

Salvo en casos muy particulares no se tiene en cuenta el aporte capilar desde la capa freática ni la variación en el almacenamiento de agua en el suelo. En riego localizado tampoco se considera la lluvia efectiva.

2.6 Eficiencia de aplicación Se define como eficiencia de aplicación del agua en sistema de riego a la proporción entre la cantidad de agua almacenada en la zona del sistema radicular (disponible para la planta) y la cantidad de agua aplicada por el sistema de riego. Ea

=

N n N t

Donde: Ea

: Eficiencia de aplicación

Nn

: Necesidades netas

Nt

: Necesidades totales o volumen de agua aplicada

2.7 El Cultivo de Brócoli 2.7.1 Origen La palabra brócoli, es de origen italiano y se deriva del latín “brachium” que significa brazo o rama. Su origen parece que está ubicado en el Mediterráneo oriental y concretamente en el Próximo Oriente (Asia Menor, Líbano, Siria, etc.). A pesar de ser conocida y consumida en época de los romanos, recién se ha generalizado su cultivo en diversas áreas del mundo, presentando una gran tasa de expansión y un incremento notable de su producción en los últimos años. En Estados Unidos, las primeras descripciones de brócoli datan de inicios del siglo XIX; hoy en día es el principal país productor y consumidor. En Asia, a pesar de ser un cultivo también reciente, hay producción en diferentes países, destacando Japón, donde se ha realizado un significativo mejoramiento genético de esta variedad botánica

2.7.2 Taxonomía Clase

:

Dicotiledónea

Orden

:

Rhoedales

Familia

:

Cruciferae

Tribu

:

Brassiciceae

Sub Tribu

:

Brassicinae

Genero

:

Brassica

Especie

:

Brassica Oleracea L.

Variedad

:

Itálica

Cultivar

:

Pirata

Nombre Común

:

Brócoli, Broccoli (Ingles)

2.7.3 Requerimientos de clima y suelo a. Clima El Brócoli es un cultivo de clima frío, muy tolerante a este, con temperaturas de 0ºC la mínima, una máxima de 18ºC y una optima de 14ºC. La compactación de la inflorescencia esta estrechamente relacionada con la temperatura, las mejores cabezas se obtienen a temperaturas bajas (1218ºC), si el calor es excesivo, el desarrollo de los brotes puede truncarse lentamente (Montes y Holle, 1970; citado por Mendoza, 2004), la temperatura baja es esencial para una buena producción de producto cosechable (Knott, 1967; citado por Mendoza, 2004).

b. Suelo En lo referente a suelos son recomendables los suelos fértiles y ricos en materia orgánica, con buen drenaje y un pH de 6.8 a 7 (Montes, 1990; citado por Mendoza, 2004). Frente a la acides es ligeramente tolerante a esta (Bravo, 1984; citado por Mendoza, 2004), estando el rango de tolerancia a pH de 5.5 a 6.5 (Castaños, 1993; citado por Mendoza, 2004) .

III. MATERIALES Y METODOS 3.1 Lugar de ejecución El presente trabajo de investigación se llevo a cabo en el campo San Juan 2 (1.165 ha.) del Programa de Investigaciones en Hortalizas de la Universidad Nacional Agraria La Molina, ubicada en el distrito de La Molina, provincia de Lima y departamento de Lima (ver anexo 01: Plano de ubicación) . Dentro de este campo selecciono un área de 0.67 ha. para la ejecución del proyecto.

3.2 Metodología de estudio Con la finalidad de alcanzar el objetivo propuesto, en el presente estudio se realizo la siguiente metodología:

3.2.1 Recolección de información básica del campo experimental a. Topografía En un sistema de riego por gravedad el agua fluye por la superficie del terreno y el movimiento del agua dependerá de la pendiente del terreno y la carga o tirante de agua. De acuerdo a lo anteriormente mencionado, para el presente estudio se realizo un levantamiento topográfico del área seleccionada para el experimento con el fin de obtener un plano topográfico a curvas de nivel, con una equidistancia de 10 cm. entre curvas que nos permita apreciar los desniveles del terreno (Ver Anexo 01: Plano Topográfico).

b. Fuente de agua La fuente de agua utilizada para el proyecto es superficial, el cual se caracteriza por ser proveniente del río Rimac y transportada hacia el campo experimental a través de una red de canales de tierra y concreto (Fig. Nº 04).

Figura Nº 04. Fuente de agua

c. Muestreo y análisis del suelo Se tomaron muestras de suelo del campo experimental a diferentes profundidades: 0-15cm, 15-30cm y 30-45cm (Fig. Nº 05), obteniéndose así una información mas detallada de las características físico-químicas e hídricas del suelo. Las muestras se enviaron al Laboratorio de Análisis de Agua y Suelos del Departamento Académico de Recursos de Agua y Tierra de la Facultad de Ingeniería Agrícola en la Universidad Nacional Agraria La Molina.

Figura Nº 05. Toma de muestra de suelo

d. Clima Según los datos meteorológicos del Observatorio "Alexander Von Humboldt", ubicada dentro de la Universidad Nacional Agraria La Molina, en la zona del proyecto se presentan temperaturas media mensuales que van desde 16.55 ºC (Agosto) hasta 24.62 ºC (Febrero), con valores máximos que ascienden hasta 28.94 ºC (febrero) y valores mínimos que descienden hasta 13.87 ºC (Agosto) a lo largo del año. El clima ideal para el desarrollo del cultivo de brócoli se presenta entre los meses de Mayo a Noviembre (cuadro Nº 02).

Cuadro Nº 02. Parámetros Climatológicos Periodos 1993-2007

Latitud

:

Fuente: Elaboración propia * Datos Procesados con el Programa CROPWAT 4.3

Altura e. Cultivo

:

Cultivo utilizado, brócoli ( Brassica Oleracea Var. Italica ) cv Pirata. Cultivar Pirata: Es un hibrido recomendado para estaciones de temperaturas

bajas e intermedias. Son plantas de cabeza grande, compactas, firmes, cóncavas, de granulometría muy fina y poseen un llamativo color verde

Temp. (º

azulado, el ciclo vegetativo es de 70 a 80 días de transplante a cosecha según la altitud de la zona de siembra. El cv Pirata en campo muestra una

Mes

buena tolerancia al mildiú y al marchitamiento por Fusarium. Aceptable tanto para el mercado fresco como para la industria congelada.

Figura Nº 06. Semilla de Brócoli cv Pirata

3.2.2 Delimitación del campo experimental Se delimito en el campo seleccionado tres variantes de acuerdo a diferentes parámetros teniendo la presencia de un testigo dentro de estas variantes. A cada variante se le destinaron dos surcos de 135m de longitud en promedio cada uno; en la variante I los intervalos de riego (pulsos) son de 35m., por lo que se trabajara con cuatro ciclos o pulsos de riego, en la variante II los intervalos son de 45m. con lo que se trabajara con tres ciclos y en la última variante no existirán intervalos, es decir, será de flujo continuo a su vez está tercera será el testigo (ver Fig. Nº 07). La preparación de suelo se efectuó por el método tradicional con empleo de maquinaria agrícola, realizándose el surcado para los marcos de plantación del cultivo de brócoli.

Figura Nº 07. Esquema de delimitación del campo experimental L E Y E N D A Camara de Carga Tuberia Multicompuerta

. m 0 0 . 0 2

. m 0 6 . . 9 m 4 0

DIRECCION DE RIEGO

TESTIGO 02 surcos x 135m --- continuo VARIANTE II 02 surcos x 135m --- 3 pulsos

6 . 9 2

VARIANTE I 02 surcos x 135m --- 4 pulsos

135.00 m.

O U N I T N O C O G E I R

S O S L U P R O P O G E I R

3.2.3 Nivelación del campo experimental La labor de nivelación se realizo con la finalidad de eliminar el microrelieve, logrando así un riego uniforme a lo largo de toda la superficie. Mediante esta labor se pudo obtener una pendiente constante, no erosiva y que al mismo tiempo permita el movimiento del agua a través de los surcos. Para el cálculo de la nivelación del área de ensayo se utilizo el método del centroide, ya que es el más aplicable de acuerdo a las condiciones del predio, como lo son terrenos relativamente planos.

Con la finalidad de nivelar el área de ensayo se realizaron las siguientes actividades:

a. Se coloco un sistema de cuadricula en campo, con un espaciamiento de 5m x 10m, estacándose cada vértice de la cuadricula con estacas de madera, determinándose las cotas de terreno en cada vértice de cuadricula mediante un levantamiento con nivel de ingeniero.

b. Procesamiento de datos (cotas de terreno) en gabinete, determinándose las cotas de nivelación en cada vértice de la cuadricula mediante el método del centroide.

c. Replanteo en campo con nivel de ingeniero para determinar las cotas de nivelación de cada vértice de la cuadricula en el terreno. Se nivelaron las estacas con el fin de que sirvan como estacas de ejecución para el movimiento de tierra (cortes y rellenos).

d. Movimiento de tierra mediante maquinaria y equipo de nivelación. 3.2.4 Diseño Agronómico a. Cálculo y medición del caudal máximo no erosivo Se determino teóricamente el caudal máximo no erosivo utilizando la relación matemática siguiente:

Qm.n.e

c =

S

a

Donde: Qm.n.e :

caudal máximo no erosivo de surcos (l/s)

c

:

constante (ver cuadro Nº 03)

S

:

pendiente del terreno (%)

a

:

constante (ver cuadro Nº 03)

Cuadro Nº 03. Valores de constantes según la textura de suelo Tipo de suelo

C

a

Muy fina

0.892

0.937

Fina

0.998

0.55

Media

0.613

0.733

Gruesa

0.644

0.704

Muy gruesa

0.665

0.548

Fuente: Olarte, W. 1987. Manual de riego por gravedad

Luego de realizados los cálculos se eligen dos o más caudales superior e inferior al caudal máximo no erosivo teórico. Luego, seleccionamos igual número de surcos en el campo, con pendiente, forma y longitud similares y se le asigna a cada uno de ellos un caudal específico de acuerdo a la elección hecha en el paso anterior. Los valores de caudales de ingreso a cada surco se obtendrán mediante la regulación de las aberturas de las ventanas en las tuberías y comprobando los valores mediante un aforo por el método volumétrico. Culminada la prueba, se efectúa un recorrido del campo para observar los niveles de erosión que se han producido en cada uno de los surcos así como la uniformidad de humedecimiento. El caudal que ha generado la menor erosión será el Caudal Máximo no Erosivo Real.

b. Parámetros de diseño En el cuadro Nº 04 se observa los parámetros de diseño considerados para la evaluación de las tres variantes.

Cuadro Nº 04. Parámetros de diseño

Parám Campo c. Calculo de la Lámina neta Óptima Para lograr calcular este valor es necesario conocer los parámetros, tales como: la humedad, a capacidad de campo (CC) y a punto de marchitez permanente (PMP) y la densidad aparente del suelo (Da); también fue necesario establecer un criterio de riego (porcentaje o fracción de agotamiento), que fue considerado 60%. Por último, establecer la profundidad efectiva de raíces, para esto se tomo en cuenta la etapa de crecimiento del cultivo. Ln

(CC PMP ) −

=

100

* Da * Pr of . * F agot

Donde: Ln

:

Lamina Neta (cm)

CC

:

Capacidad de Campo (% en masa)

PMP

:

Punto de Marchitez Permanente (% en masa)

Da

:

Densidad aparente (gr/cm3)

Prof.

:

Profundidad de la capa enraizada de suelo (cm)

Fagot

:

Fracción de agotamiento permisible

Factor de cultivo ( d. Calculo de la frecuencia de riego

Para la obtención de este valor, el cual nos da una idea de cual seria la frecuencia de riego, se empleo la siguiente ecuación:

Fr

=

Ln ET c

Donde: Fr

: Frecuencia de riego [día]

Ln

: Lamina neta [mm]

ETc

: Evapotranspiración del cultivo [mm dia-1]

e. Calculo de la Evapotranspiración del Cultivo - Necesidad Neta Con la información meteorológica disponible se procedió al cálculo de la evapotranspiración diaria de referencia (ETo) durante todo su ciclo vegetativo mediante el método del Tanque Evaporimetro. Una vez determinado la ETo se procedió a calcular la evapotranspiración diaria del cultivo (ETc) multiplicando la ETo por el coeficiente del cultivo (K c) determinando así la necesidad neta del cultivo (Nn) en cada riego. El Ciclo de vida del cultivo esta dividido en cuatro etapas y los valores de Kc varían para cada etapa. Para la obtención de la Necesidad neta del cultivo se empleo las siguientes ecuaciones:

ET o

=

ET c

=

N n

K p E tan

ET o K c

10 x ET c

=

Donde: ETo

: Evapotranspiración de referencia [mm]

K p

: Coeficiente del tanque evaporimetro [-]

Etan

: Evapotranspiración del tanque evaporimetro [mm]

ETc

: Evapotranspiración del cultivo [mm]

K c

: Coeficiente del cultivo [-]

Nn

: Necesidad neta del cultivo [m3 ha-1]

Para el cálculo de coeficiente del tanque evaporimetro se utilizo la ecuación de regresión derivada del cuadro de coeficientes de tanque evaporimetro para tanque Clase A (Serie FAO Riego y Drenaje No. 56):

K p

0 .1 0 8

=

- 0 .0 2 8 6

V

0 .0 4 2 2

+

L n (B O R D E )

0 .1 4 3 4

+

L n (H R )

- 0 .0 0 0 6 3 1 [ L

n (B O R D E ) ]

Donde: K p

:

Coeficiente del tanque evaporimetro [-]

V

:

Velocidad promedio diaria del viento [m s-1]

HR

:

Humedad relativa media diaria [%]

BORDE :

Distancia al borde de la superficie identificada en donde se encuentra localizado el tanque [m]

3.2.5 Diseño y construcción del sistema de riego intermitente Los criterios técnicos para el diseño y construcción de las diferentes estructuras, tienen en cuenta los aspectos de funcionalidad hidráulica, economía en los recursos a emplear, tanto en materiales como en recursos humanos, así como el planteamiento de estructuras simples que faciliten las labores de construcción y operación. Los componentes que conforman el sistema de riego intermitente por multicompuertas que contempla el proyecto, se detallan a continuación:

Cámara de Carga La cámara de carga, permitirá conectar la acequia de riego con el sistema de tuberías multicompuertas, para lo cual, aguas abajo del ingreso del agua a la cámara se construirá una estructura de retención en albañilería de ladrillo y ataguías de madera con el objeto de captar y mantener el nivel de agua constante en la cámara.

Levantamiento de borde de canal de regadío En caso de que los desniveles topográficos no sean suficientes, se realizara el levantamiento de los bordos de la acequia alimentadora, aguas arribas del campo experimental.

2

L n (H R )

Tubería s multicompuertas Las tuberías encargadas de entregar el flujo de agua a los surcos, se encuentran conformadas por tuberías de PVC de Clase 2.5, con diámetros 160 mm, con tratamiento para soportar los rayos ultravioleta y sistema de unión flexible con anillos de jebe, de 6.15 metros de longitud c/u. las cuales cuentan con ventanas o compuertas regulables a 80 cm. de distancia de acuerdo al distanciamiento entre surcos para el cultivo de brócoli.

Tapas de PVC Permiten la operación de apertura y cierre del flujo de agua desde la cámara de carga hacia las tuberías multicompuertas, la cual será completamente manual, permitiendo de esta manera realizar la intermitencia en el sistema de riego a presión (variante I y Variante II).

Aditamento Antierosivo Se ha considerado colocar aditamentos de plásticos (Bolsas de fertilizantes), a la salida de cada ventana o compuerta, con el objetivo de disminuir la presión de salida del chorro de agua que pueda producir erosión en el suelo.

3.2.6 Evaluación del riego a. Pruebas de Avance Para la determinación de las curvas de avance se realizaron pruebas de campo al momento de efectuar el riego por caudal continuo y discontinuo en los surcos seleccionados para cada variante. La prueba de campo consiste en medir el tiempo transcurrido hasta que el frente de agua alcance las señales previamente colocadas en los surcos (estacas distanciadas cada 10m). En las Variantes I (4 pulsos) y II (3 pulsos) los caudales de ingreso al surco fueron regulados, manteniéndolos constantes por medio de la abertura de las ventanas o compuertas, mientras que en el testigo el caudal de ingreso fue variable y su aforo se realizo utilizando un aforador Parshall.

Figura Nº 08. Prueba de avance

b. Control de humedad en el suelo Utilizando un barreno se realizaron muestreos de suelo antes y después del riego, a 15, 30 y 45cm. de profundidad, para determinar el contenido de humedad en el suelo.

Figura Nº 09. Control de humedad utilizando un barreno

c. Determinación del contenido de humedad Mediante el método Gravimétrico. Las muestras tomadas en campo antes y después del riego fueron pesadas y luego secadas en la estufa a una temperatura de 105 ºC, durante 24 horas.

d. Determinación de la eficiencia de Riego La Eficiencia de Aplicación se determino mediante la relación existente entre la lámina de agua que se debe aplicar al campo y la lámina de agua aplicada. La lámina de agua que se debe aplicar al campo (Ln) se evaluó a partir de la necesidad neta, calculada diariamente mediante el método del Tanque Evaporimetro. Y la lámina de agua total aplicada al campo (L b) se determino mediante los siguientes datos: Tiempo de riego, caudal promedio por surco y el área de humedecimiento del surco (longitud x ancho de humedecimiento del surco). Ea

L b

=

Ln L b

=

*100

Q * Tr ls * w

* 60

Donde: Ea

: Eficiencia de aplicación (%)

Ln

: Lamina neta de agua a aplicar (mm)

Lb

: Lamina de agua total aplicada (mm)

Q

: Caudal promedio de ingreso al surco (l/s)

Tr

: Tiempo de riego (min)

ls

: Longitud de surco (m)

w

: Ancho de humedecimiento del surco (m)

3.2.7 Rendimiento del cultivo Se obtuvo pesando todas las inflorescencias tanto principales como secundarias cosechadas en dos surcos por cada variante, con estos datos se calcularon los rendimientos totales por hectárea y por volumen de agua de riego aplicada en cada variante.

3.2.8 Evaluación Económica del sistema de riego intermitente Se realizo con la finalidad de cuantificar la inversión necesaria para implementar un sistema de riego intermitente.

IV. RESULTADOS Y DISCUSION

4.1 Resultados de diseño agronómico 4.1.1 Caudal máximo no erosivo Considerando la pendiente longitudinal del terreno igual a 0.65% y los valores de constantes según la textura del suelo “c” y “a” igual a 0.613 y 0.733 respectivamente se obtuvo una caudal teórico de 0.84 l/s empleando la ecuación del caudal máximo no erosivo. Teniendo en cuenta que el suelo tiene un considerable contenido de arena, para la obtención del caudal de diseño, mediante una prueba de campo se asigno a los surcos de prueba valores de caudal cercanos al caudal máximo.

Cuadro Nº 05. Caudal máximo no erosivo

Cultivo 4.1.2 Lámina neta óptima y frecuencia de riego Los valores de contenido de humedad, a capacidad de campo (CC) y a punto de marchitez permanente (PMP), la densidad aparente del suelo (Da), profundidad de raíces y porcentaje de agotamiento, permitieron calcular la lamina neta optima requerida para sustituir la humedad en el suelo en cada etapa de crecimiento del cultivo. Se trato de establecer una programación de riego, con mayor detalle, debido a que se contaba con información meteorológica, información del cultivo y las condiciones del suelo. Todo ello, junto con un criterio de riego establecido, el cual indica que el riego se debe iniciar cuando el 60% de agua disponible para la planta era consumido y que se debe aplicar toda la lámina necesaria para reponer este déficit de humedad. En el cuadro Nº 06 se puede observar el cálculo de la lámina neta óptima y frecuencia de riego.

Cuadro Nº 06. Calculo de lámina neta óptima y frecuencia de riego

Los valores obtenidos de frecuencia de riego nos proporciono una idea de

Capacidad de Campo cual seria esta frecuencia durante toda la etapa de crecimiento del cultivo,

pero esta quedó restringida a la disponibilidad de agua en el momento de riego.

Punto de Marchitez Pe 4.1.3 Necesidad Neta diaria

Para el cálculo de la necesidad neta se tomaron valores diarios de

evaporación, humedad relativa y velocidad del viento registrados en el Observatorio "Alexander Von Humboldt".

Densidad aparente

En el cuadro Nº 07 se pueden observar los valores de necesidad neta diaria, obtenidos mediante el método del tanque evaporimetro, estos valores están directamente relacionados con la evapotranspiración de referencia (ETo) y el Kc asignado en cada periodo vegetativo (cuadro Nº 08). La suma de la necesidad neta diaria nos determino los valores de lámina de agua (Ln) que se

Profundidad radicular debe aplicar al campo para cada riego.

Cuadro Nº 08. Duración de etapas de crecimiento* vegetativo (días) y valores de Kc

Agotamiento permisibl Fuente: Estudio FAO Riego y Drenaje 56 * Las duraciones de las etapas de crecimiento presentadas en este Cuadro son las que se obtuvieron durante el desarrollo del proyecto.

(al Lamina neta optima Eva otrans iración de

Cuadro Nº 07. Necesidad neta por riego mediante datos de evaporación de tanque tipo "A"

Distancia del Tanque al bo

MES

DIA 15 16 17 18 19

CR

Cuadro Nº 07. Continuación

MES

DIA 1 2 3 4 5 6 7 8

4.2 Evaluación de los riegos efectuados

CR

Para lograr la intermitencia el sistema contó con dos alas de tuberías multicompuertas (Variante I y II), con compuertas frente a cada surco, lo cual nos permitió utilizar intervalos de aplicación de agua (3 y 4 pulsos) a los surcos y pausas sin aporte de agua a los mismos. Durante el experimento se realizaron 05 riegos, con un caudal promedio por surco de 0.95 l/s en la modalidad de riego intermitente por tuberías multicompuertas y un caudal variable de 0.82 – 1.88 l/s en la modalidad de riego continuo por gravedad. La ejecución de estos riegos se realizó en las siguientes fechas:

•

Primer Riego

: 24/06/2008

•

Segundo Riego

: 08/07/2008

•

Tercer Riego

: 22/07/2008

•

Cuarto Riego

: 05/08/2008

•

Quinto Riego

: 06/09/2008

4.2.1 Análisis de tiempos de apertura y cierre La operación de apertura y cierre del flujo de agua desde la cámara de carga hacia las alas de tuberías multicompuertas se realizo manualmente. Mediante el uso de una tapa de PVC se logro realizar cambios en el ingreso del agua entre el ala derecha e izquierda. En el Anexo Nº 02: Tiempos de apertura y cierre, se pueden observar el análisis de los tiempos de apertura y cierre en cada ciclo de riego (pulso) para las variantes I y II, así como también los tiempos de riego para cada riego efectuado durante el periodo vegetativo del brócoli en las variantes I, II y testigo.

4.2.2 Pruebas de avance registradas Con los datos de prueba de avances registrados en cada riego se obtuvo las curvas de avance para cada variante como se pueden apreciar en las figuras Nº 10, 11, 12, 13 y 14. En estas figuras se puede observar que las curvas de avance por pulsos presentan características que lo diferencian a las curvas de riego continuo.

Figura Nº 10. Curvas de Avance – Prim er Riego (Comparación de riego intermitente y continuo) VARIANTE I Surco 02

VARIANTE I Surco 01 70.00

70.00

60.00

60.00

50.00

50.00

) n i m 40.00 (

) n i m 40.00 (

20.00

20.00

o p m 30.00 e i T

o p m 30.00 e i T

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QPulso = 0.95 l/

10.00

QContin. = 0.82 l/

QContin. = 0.82 l/s 0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

0

10

20

30

40

50

60

Longitud (m) Pulso 01

Pulso 02

70

80

90

100

110

120

130

140

Longitud (m)

Pulso 03

Pulso 04

Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

VARIANTE II Surco 01

Pulso 04

Com


50.00

50.00

45.00

45.00

40.00

40.00

35.00

35.00

) n 30.00 i m (

) n 30.00 i m (

o 25.00 p m e 20.00 i T

o 25.00 p m e 20.00 i T

15.00

15.00

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QContin. = 0.82 l/s

QContin. = 0.82 l/s

5.00

5.00

0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

0

10

20

30


Pulso 02

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130


Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Comtinuo

14

Figura Nº 11. Curvas de Avance – Segundo Riego (Comparación de riego intermitente y continuo) VARIANTE I Surco 02


80.00

70.00

70.00

60.00

60.00

) 50.00 n i m (

) 50.00 n i m (

o 40.00 p m e i T 30.00

o 40.00 p m e i T 30.00

20.00

20.00

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QContin. = 0.89 l/s

QContin. = 0.89 l/s 0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1 30

1 40

150

0

10

20

30

40

50

60


Pulso 02

70

80

90

100

110

120

130

14

Longitud (m)

Pulso 03

Pulso 04

Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Pulso 04

Comt


VARIANTE II Surco 01 60.00

60.00

50.00

50.00

40.00

) n i m ( o 30.00 p m e i T

) n i m (

40.00

o 30.00 p m e i T

20.00

20.00

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QPulso = 0.95 l/

10.00

QContin. = 0.89 l/s 0.00

QContin. = 0.89 l/

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1 30

140

150

0

10

20

30


Pulso 02

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

14


Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Comtinuo

Figura Nº 12. Curvas de Avance – Ter cer Riego (Comparación de riego intermitente y continuo) VARIANTE I Surco 02


80.00

70.00

70.00

60.00

60.00

) 50.00 n i m ( o 40.00 p m e i T 30.00

) 50.00 n i m ( o 40.00 p m e i T 30.00

QPulso = 0.95 l/s QContin. = 1.88 l/s

20.00

20.00

10.00

10.00

0.00

QPulso = 0.95 l QContin. = 1.88 l

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

120

1 30

140

1 50

0

10

20

30

40

50

60


Pulso 02

70

80

90

100

110

120

130

14

Longitud (m)

Pulso 03

Pulso 04

Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Puls o 04

C



60.00

50.00

50.00

40.00

) n i m ( o 30.00 p m e i T

) n i m (

QPulso = 0.95 l/s

40.00

QPulso = 0.95 l/

o 30.00 p m e i T

QContin. = 1.88 l/s

20.00

QContin. = 1.88 l/

20.00

10.00

10.00

0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 20

1 30

140

150

0

10

20

30


Pulso 02

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

14


Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Comtinuo

Figura Nº 13. Curvas de Avance – Cuarto Riego (Comparación de riego intermitente y continuo) VARIANTE I Surco 02


80.00

70.00

70.00 60.00

60.00

QPulso = 0.95 l/s

) 50.00 n i m (

QPulso = 0.95 l

) 50.00 n i m (

QContin. = 0.96 l/s

o 40.00 p m e i T 30.00

QContin. = 0.96 l

o 40.00 p m e i T 30.00

20.00

20.00

10.00

10.00

0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

1 40

1 50

0

10

20

30

40

50

60


Pulso 02

70

80

90

100

110

120

130

14

Longitud (m)

Pulso 03

Pulso 04

Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Pulso 04

C



60.00

50.00

50.00

40.00

40.00

) n i m ( o 30.00 p m e i T

) n i m ( o 30.00 p m e i T

20.00

20.00

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QPulso = 0.95 l/

10.00

QContin. = 0.96 l/s

QContin. = 0.96 l/

0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

120

130

1 40

150

0

10

20

30


Pulso 02

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

14


Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Comtinuo

Figura Nº 14. Curvas de Avance – Qui nto Riego (Comparación de riego intermitente y continuo) VARIANTE I Surco 02


70.00

60.00

60.00 50.00

50.00 ) n i 40.00 m (

) n i 40.00 m (

QPulso = 0.95 l/s QContin. = 1.43 l/s

o p m 30.00 e i T

QPulso = 0.95 l QContin. = 1.43 l

o p m 30.00 e i T

20.00

20.00

10.00

10.00

0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10

1 20

1 30

140

1 50

0

10

20

30

40

50

60


Pulso 02

70

80

90

100

110

120

130

14

Longitud (m)

Pulso 03

Pulso 04

Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Pulso 04

C



60.00

50.00

50.00

40.00

40.00

) n i m ( o 30.00 p m e i T

) n i m ( o 30.00 p m e i T

20.00

20.00

QPulso = 0.95 l/s

10.00

QPulso = 0.95 l/

10.00

QContin. = 1.43 l/s

QContin. = 1.43 l/

0.00

0.00 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 20

130

140

1 50

0

10

20

30


Pulso 02

40

50

60

70

80

90

100

1 10

120

1 30

14


Comtinuo

Pulso 01

Pulso 02

Pulso 03

Comtinuo

“EVALUACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO INTERMITENTE POR TUBERÍAS MULTICOMPUERTAS Y DE RIEGO CONTINÚO POR GRAVEDAD EN EL CULTIVO DE BRÓCOLI, UBICADOS EN LA UNALM.”

4.2.3 Contenido de humedad en el suelo En los siguientes cuadros se presentan los resultados obtenidos del contenido de humedad promedio, a diferentes profundidades a lo largo de los surcos evaluados, antes de cada riego (A.R) y después de cada riego (D.R) para cada variante.

En el cuadro Nº 08 y 09 se presentan los resultados de las Variantes I y II, donde se observa que los volúmenes de agua aplicados en los riegos fueron un poco menores al volumen necesario para restituir la humedad del suelo a capacidad de campo, esto nos indica que el tiempo utilizado para cada riego debe aumentarse levemente.

En el cuadro Nº 10, se observa que en el testigo los volúmenes de agua aplicadas en la mayoría de los riegos fueron mayores a el volumen requerido para restituir la humedad del suelo hasta la capacidad de campo, lo que nos indica que se debe disminuir los tiempos de riego ya que el exceso de humedad es perdido por precolación.

Cuadro Nº 08. Contenidos de humedad – Variante I

Cultivo: Fecha de Tran

40


Cuadro Nº 09. Contenidos de humedad – Variante II


Cuadro Nº 10. Contenidos de humedad – Testigo


1 La distribución del contenido de humedad en el suelo a la profundidad de 045 cm, en las diferentes variantes, se muestra en las figuras Nº 15, 16 y 17.

41

2


Figura Nº 15. Contenidos de humedad – Variante I 18.00 16.60

16.60

) 16.00 a s a m % ( x 14.00 θ d a d e 12.00 m u h e d o 10.00 d i n e t n o C 8.00

16.1

15.58

15.51

15.26

14.75

12.16 11.67

11.78

11.37

10.71

8.81

6.00

l u J 4 0

n u J 4 2

n u J 4 1

l u J 4 1

l u J 4 2

o g A 3 0

o g A 3 1

o g A 3 2

p e S 2 0

Tiempo (dias) -

Figura Nº 16. Contenidos de humedad – Variante II 18.00 16.75

16.60 ) 16.00 a s a m % ( 14.00 x θ d a d e m 12.00 u h e d o 10.00 d i n e t n o C 8.00

6.00

16.60 15.9

15.21

15.37

14.66

12.50 11.44

11.39 10.77

10.48

8.81

n u J 4 1

n u J 4 2

l u J 4 0

l u J 4 1

l u J 4 2

o g A 3 0

Tiempo (dias)

42

o g A 3 1

o g A 3 2

p e S 2 0

e S 2 1


Figura Nº 17. Contenidos de humedad – Testigo 20.00

) a 18.00 s a m % ( 16.00

17.80

17.02

16.90

16.60

16.60 14.66

14.67

x

θ d 14.00 a d e m u h 12.00 e d o d i 10.00 n e t n o C 8.00

13.36

12.83

12.39 11.74

11.16

8.81

6.00 n u J 4 1

n u J 4 2

l u J 4 0

l u J 4 1

l u J 4 2

o g A 3 0

o g A 3 1

o g A 3 2

p e S 2 0

p e S 2 1

Tiempo (dias) -

4.2.4 Eficiencia de riego La eficiencia de aplicación del agua en los sistemas de riego se determino aplicando la proporción: “Lamina de agua que se debe aplicar al campo y la lamina de agua aplicada”. Según los resultados calculados en los cuadros Nº

11, 12 y 13 se observa que los valores de eficiencia de aplicación de riego promedio obtenidos en el sistema de riego intermitente fluctúan entre 36.24% y 80.31% en la Variante I y entre 55.14% y 86.70% en la Variante II; y en el sistema de riego continuo por gravedad fluctúan entre 23.05% y 49.83%. Los valores de lámina neta para cada riego se obtuvieron del cálculo de la necesidad neta diaria, mientras que los valores de lámina bruta se calcularon mediante los datos de tiempo de riego, caudal promedio por surco y el área de humedecimiento del surco. Teniendo los tiempos de riego en cada variante y multiplicándolos por los valores de caudales de ingreso en los surcos evaluados, se logro determinar los volúmenes de agua aplicados a cada surco en cada variante durante los cinco riegos, los cuales se muestran en el cuadro Nº 14.

43


Cuadro Nº 11. Eficiencias de aplicación de riego – Variante I

Ancho de Surcos:

Nº de

Fec

Cuadro Nº 12. Eficiencias de aplicación de riego – Variante II

Ancho de Surcos: 1

24/06/20

Nº de

Fec

44


Cuadro Nº 13. Eficiencias de aplicación de riego – Testigo

Ancho de Surcos:

0.8 m

T Nº de riego

Fecha de evaluacion

Ha (cm)

Caudal (l/s)

1

24/06/2008

4.00

0.82

Surco

L

01

Cuadro Nº 14. Volúmenes totales de aplicación de agua

3

Volumen total aplic 22/07/2008 6.80 1.88 3 (m ) VARIANTES

V ag h

4

05/08/2008

Surco 4.40 01

Surco 0.96

5

06/09/2008

Variante I

16.07 5.70

16.32 1.43

16.20

12.38

13.06

12.72

4.3 Rendimiento total del cultivo

Variante II

Las primeras recolecciones se realizaron para cosechar la cabeza principal (inflorescencia primaria) del cultivo de brócoli y posteriormente se cortaron las cabezas laterales secundarias (inflorescencia secundaria). Estas recolecciones se

Testigo

24.71

---

24.71

realizaron a ambos lados de los surcos evaluados, cogiendo dos hileras de cultivo por surco con un ancho de influencia de 1.6 m. Los rendimientos se comportaron bajo producto a la incidencia de plagas (pulgones y Plutella xilostella) y enfermedades causadas por hongos (Botrytis cinerea), aunque se realizó un muestreo minucioso desde el punto de vista sanitario. Estos contratiempos dieron lugar a rendimientos por debajo de lo normal.

45


Los mayores rendimientos se obtuvieron en la variante II donde se aplicaron tres ciclos de intermitencia reportándose 198.40 Kg. promedio por surco que reportan el 35.14 % del rendimiento promedio total (inflorescencias primarias y secundarias). De las restantes, la variante I rindió 187.26 Kg. promedio por surco que es el 33.16 % mientras que en el testigo los resultados fueron los más bajos con solo 178.98 Kg. promedio por surco que es el 31.70 % del rendimiento promedio total de los surcos evaluados, estos resultados se puede observar en el cuadro Nº 15 y Figura Nº 18.

Cuadro Nº 15. Rendimientos de surcos evaluados en cada variante

Peso (Kg)

VARIANTES

Promed.

(

Surco 01

Surco 02

Primera

64.82

81.35

73.09

3,

Segunda

119.25

109.10

114.18

5,

Subtotal

184.07

190.45

187.26

8,

Variante I

Primera 73.55 95.30 por surco en84.43 Figura Nº 18. Porcentajes de rendimiento promedio cada variante

3,879.83

Segunda

117.60

RENDIMIENTOS (% )

110.35

113.98

5,237.82

Subtotal

191.15

205.65

198.40

9,117.65

Testigo

31.70%

33.16% Variante 1 Variante 2

Primera

54.80

Segunda

125.70

En cuanto Subtotal

63.05 35.14%

180.50

58.93

2,728.01

114.40

120.05

5,557.87

177.45

178.98

8,285.88

Testigo

a resultados generales el cultivo de brócoli reporto los mayores

rendimientos en la variante II (3 pulsos), con un valor promedio de 9,118 Kg/ha de rendimiento total y una eficiencia del uso de agua promedio de 7.80 Kg de inflorescencia producida por 1 m3 de agua de riego aplicada.

46


Figura Nº 19. Rendimiento de inflorescencia por hectárea RENDIMIENTOS PROMEDIO (Kg/ha) 10,000

9,118 8,543

8,286

8,000

) a h / g K ( 6,000 o t n e i m 4,000 i d n e R 2,000

3 Pulsos

Continuo

4 Pulsos

0

Variante I

Variante II

Testigo

Figura Nº 20. Rendimiento de inflorescencia por volumen de agua aplicado RENDIMIENTOS PROMEDIOS (Kg/m3) 10.00

)

3

7.80

8.00

m / g K ( 6.00 o t n e i m 4.00 i d n e R 2.00

5.78

3 Pulsos

3.65

4 Pulsos Continuo

0.00

Variante I

Variante II

Testigo

Variante

En el Anexo Nº 03: Rendimientos del cultivo, se pueden observar los rendimientos obtenidos en cada cosecha realizada para cada variante.

4.4 Costos de instalación del sistema de riego intermitente En el cuadro Nº 16 se presenta el presupuesto de instalación del sistema de riego intermitente, el mismo que asciende a S/. 1,286.36 (US$ 443.57) para un área experimental de 0.40 ha (Variante I y Variante II), el cual representa un valor de S/. 3,215.90 (US$ 1,108.93) por hectárea. 47


Cuadro Nº 16. Presupuesto de instalación de sistema de riego intermitente

Proyecto: INSTALACION DEL SISTEMA DE RIEGO INTERMITENTE POR TUBERI Lugar:

PROGRAMA DE HORTALIZAS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL AGRA LIMA - LIMA - LA MOLINA

Item

Descripción

01

TRABAJOS PRELIMINARES

01.01

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO INICIAL DEL PROYECTO

02

OBRAS CIVILES

02.01

CAMARA DE CARGA

02.01.01

EXCAVACION MANUAL PARA ESTRUCTURAS

02.01.02

CONCRETO 1:10 PARA SOLADO

02.01.03

MURO DE SOGA CON LADRILLOS PANDERETA

02.01.04

TARRAJEO MEZCLA 1:5

02.01.05

MALLA METALICA

02.02

ENCIMADO DE BORDE DE CANAL

02.02.01

ENCIMADO CON SACOS LLENOS DE TIERRA

02.03

REVESTIMIENTO CON GEOMEMBRANA

02.03.01

SUMINISTRO E INSTALACION DE GEOMEMB RANA

02.04

ATAGUIA DE MADERA

02.04.01

ATAGUIAS DE MADERA

03

SISTEMA DE RIEGO

03.01

TUBERIAS PVC MULTICOMPUERTAS 160mm x 6.15m C-2.5 UF

03.01.01

SUMINISTRO E INSTALACION DE TUBERIA MULTICOMPUERTA 160mm x 6

03.01.02

TAPONES PVC 160mm .

03.02

ACCESORIOS ANTIEROSIVOS 48

03.02.01

SUMINISTRO E INSTALACION DE PLASTICO ANTIEROSIVO


V. CONCLUSIONES 

Las eficiencias de aplicación determinadas en la evaluación de los sistemas de riego intermitente y continuo por gravedad fluctúan entre 36.24% y 80.31% en la Variante I (4 pulsos), entre 55.14% y 86.70% en la Variante II (3pulsos ) y entre 23.05% y 49.83% en el testigo (continuo).



Las eficiencias de riego con el sistema de riego intermitente son más altas que para el riego continuo.



Los mayores rendimientos del cultivo de brócoli se obtuvieron al manejar el riego con el sistema de riego intermitente, determinándose rendimientos de 8,542.88 Kg/ha en la Variante I (4 pulsos), 9,117.65 Kg/ha en la Variante II (3 pulsos) y 8,285.88 Kg/ha en el Testigo (Continuo).



Los rendimientos por volumen de agua aplicado al cultivo de brócoli obtenidos en la Variantes evaluadas, fueron de 5.78 Kg/m3 en la Variante I (4 pulsos), 7.80 Kg/m3 en la Variante II (3 pulsos) y 3.65 Kg/m3 en el testigo (continuo).



Los rendimientos obtenidos en las tres variantes evaluadas son considerados bajos, siendo los principales motivos que ocasionaron estos resultados los ser afectados por incidencia de plagas y enfermedades.



Los volúmenes totales de agua aplicados en los sistemas de riego intermitente y continuo fueron los siguientes: En riego intermitente a la Variante I se le aplico un volumen de 1,477.92 m3/ha y a la Variante II se le aplicaron 1,169.13 m 3 /ha y en riego continuo por gravedad al testigo se le aplico un volumen de 2,288.33 m3/ha. Como se puede observar se aplico un mayor volumen de agua en el sistema de riego continuo por gravedad.



Las variantes I y II (riego intermitente) superan en cualquier análisis al testigo (riego continuo).

49




Los costos de instalación del sistema de riego intermitente para un área de 0.40 ha (Variante I y Variante II) nos dio un valor de US$ 443.57 y haciendo una proyección de este sistema para que pueda regar un área de 1 ha nos da un costo aproximado de US$ 1,108.93.



El costo de instalación del sistema de riego intermitente es menor comparado con otros sistemas de riego presurizado (aspersión, microaspersión y goteo) cuyos valores pueden fluctuar aproximadamente entre los 1,500 y 3,000 US$/ha.



El sistema de riego intermitente puede ser una alternativa de bajo costo que puede ser adoptado por agricultores de bajos recursos económicos.



El manejo del sistema de riego intermitente resulta sencillo, reduciendo el uso de mano de obra en comparación con el sistema de riego continuo por gravedad y esto se podrá apreciar notablemente cuando se maneje áreas de cultivos de mayor extensión.

50


VI. RECOMENDACIONES 

Continuar la investigación sobre el riego intermitente con vistas a introducir este sistema para el riego de hortalizas en la UNALM.



Realizar investigaciones sobre el comportamiento del riego intermitente teniendo como variables la longitud de surco, pendiente y caudal de ingreso a los surcos.



Realizar evaluaciones del sistema de riego intermitente para determinar los volúmenes de agua recomendables a aplicar a diferentes cultivos mediante este sistema.



Realizar investigaciones con el uso de fertilizantes empleando el sistema de riego intermitente por multicompuertas (Fertirriego) para mejorar los rendimientos del cultivo y disminuir la cantidad de fertilizante aplicado al campo.



Se recomienda dar capacitación a los regadores en técnicas de optimización del sistema de riego por gravedad dentro de la UNALM, en particular en el manejo del sistema de riego por tuberías multicompuertas, para ir introduciéndolos en la tecnología de riego tecnificado.

51


VII. BIBLIOGRAFIA 1. CARBAJAL Llosa, Carlos Miguel. Metodología para el mejoramiento del uso del agua de riego empleando el sistema de riego intermitente. Tesis (Magíster Scientiae). Lima, Perú. Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola. 2004. 172 p.

2. RODRIGUEZ Hernández, Marco Antonio. Producción de tres cultivares de brócoli (Brassica Oleracea L. Var. Botrytis) en relación a diferentes dosis de fertilización nitrogenada. Tesis (Ingeniero Agrónomo). Tingo Maria, Perú. Universidad Nacional Agraria de la Selva, Facultad de Agronomía. 1995. 95 p.

3. MERECEDES Maekawa, William Henry. Efecto de la fertirrigacion N-P-K y sin micronutrientes en el rendimiento del cultivo de brócoli (Brassica Oleracea Var. Itálica) cv. Legacy bajo R.L.A.F: goteo. Tesis (Ingeniero Agrónomo). Lima, Perú. Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Agronomía. 2003. 57 p.

4. GUERRA Allende, Guido Edgar. Efecto del momento de dosis de fertilización nitrogenada, con y sin materia orgánica en el cultivo de brócoli (Brassica Oleracea). Variedad itálica. Tesis (Ingeniero Agrónomo). Ayacucho, Perú. Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, Escuela de Formación Profesional de Agronomía. 1997. 84 p.

5. MENDOZA Layme, Gabriela Silvia. Efecto de bioestimulantes y acidos humicos en el rendimiento y calidad del cultivo del brócoli (Brassica Oleracea L. Variedad Itálica cv. Legacy). Tesis (Ingeniero Agrónomo). Lima, Perú. Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Agronomía. 2004. 84 p.

6. GONZALES Ponce, Hermelinda Doris, Simulación del balance hídrico en la zona radicular del cultivo de brócoli cv. “Pirata” usando el programa IRSIS. Tesis 52


(Ingeniero Agrícola). Lima, Perú. . Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola. 1994. 113 p.

7. GUERRERO San Martín, Edwin Ronald, Evaluación del sistema de riego por gravedad en el fundo San German. Tesis (Ingeniero Agrícola). Lima, Perú. . Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola. 2001. 71 p.

8. ARAPA Quispe, José Bernardino, Nivelación automatizada de tierras con fines de irrigación. Tesis (Ingeniero Agrícola). Lima, Perú. . Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola. 2000. 123 p.

9. Evapotranspiración del cultivo. Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. Roma. FAO Estudio Riego y Drenaje No. 56. 1990.

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12. FUENTES, José Luis. Técnicas de riego. España, Grupo Mundi-Prensa. 2003. 483 p.

13. p&r Argentina S.A, Hojas Técnicas, http://www.pyrargentina.com.ar/hojastecnicas.asp.

53


54

ANEXOS

ANEXO 01

Planos

ANEXO 02

Tiempos de apertura y cierre

ANEXO 03

Rendimientos del cultivo

Resumen de Tesis

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