Manual de manejo del riego localizado y la fertirrigación. Compatibilidad de fertilizantes

12 Julio 2017

El contenido de este artículo fue publicado en una presentación desarrollada por el  Instituto de Investigaciones Agropecuarias Chile, INIA y fue revisado y reeditado por Portalfruticola.com

Programación de riego

El manejo del riego consiste en lograr reponer a la planta el agua requerida para su desarrollo, en la cantidad y momento adecuado. El manejo de riego se puede dividir en dos etapas. Una que corresponde a la programación o calendarización de riego y otra al control de éste. El control se realiza a través del equipo de riego, de la humedad del suelo y/o del estado hídrico de la planta. La programación del riego localizado se realiza a partir del cálculo de la demanda bruta de agua del cultivo (Db). Para calcular la (Db) se debe considerar la evapotranspiración potencial (Eto), el estado de desarrollo en que se encuentre el cultivo (Kc) y la eficiencia del método de riego (Efa).

El método más utilizado y el más simple para medir la demanda diaria de agua por un cultivo es el método de la bandeja evaporimétrica clase A. Este método, como se mencionó anteriormente, consiste en correlacionar la evapotranspiración del cultivo, con la evaporación que tiene lugar en una superficie de agua libre contenida en una bandeja. En teoría se debiera integrar la influencia de la radiación, velocidad del viento, temperatura y humedad del aire, en un valor de evapotranspiración. La evapotranspiración potencial se puede obtener también a partir de información climática registrada en una estación microclimática (figuras debajo).

CARACTERÍSTICAS DE LA BANDEJA DE EVAPORACIÓN Y SU INSTALACIÓN

El método de la bandeja de evaporación es un sistema relativamente sencillo y entrega información adecuada para fines de programación. Su costo es del orden de $120.000 La bandeja de evaporación está normalizada y debe cumplir con las siguientes condiciones: 120.65 cm de diámetro, 25.4 cm de altura y construida de fierro galvanizado de 0.8 mm.

La estructura se coloca sobre apoyos de madera que a su vez descansan sobre el terreno. El fondo del tanque debe quedar a 15 cm del nivel del suelo. Luego este espacio se rellena con tierra, dejando sólo 5 cm libres bajo el fondo del tanque. El recipiente se llena de agua limpia y se rellena diariamente, procurando que el nivel del agua se mantenga siempre entre 5 y 7.5 cm del borde, como máximo.

Las mediciones se realizan con jarros debidamente calibrados (que contienen 1 y 0.1 mm). Las lecturas deben realizarse en forma diaria y en lo posible a la misma hora (8:30 horas), para hacerlas comparables a las lecturas de los días anteriores.

Aunque la pérdida de agua por el cultivo responde a las mismas variables climáticas que la evaporación de bandeja, hay una serie de factores que tienden a producir diferencias considerables entre ambas. Entre éstos se pueden mencionar los siguientes puntos:

• Diferencias microclimáticas sobre la superficie del agua y del cultivo (turbulencia, temperatura y humedad del aire) que finalmente pueden causar una subestimación o sobrestimación de la demanda evapotranspirativa.

• La bandeja de evaporación almacena calor durante el día y continúa evaporando durante la noche, mientras que la evapotranspiración de la mayor parte de los cultivos tiene lugar durante el día.

Las hojas de las plantas poseen estomas, lugar donde ocurre la transpiración de las plantas. Éstos tienden a cerrarse con altas temperaturas, viento y baja humedad relativa del aire, por ende, disminuye la transpiración. En cambio, en las mismas condiciones, la bandeja de evaporación continúa su proceso sin ninguna restricción. Para estimar los requerimientos de agua de los cultivos, a partir de los datos de la evaporación de bandeja, se deben hacer dos tipos de correcciones. La primera permite estimar la Eto (evapotranspiración potencial) de la zona. La segunda corrección debe tomar en cuenta el cultivo y su estado de desarrollo.

COEFICIENTE DE BANDEJA

* Distancia desde la bandeja hasta el límite de forraje o barbecho, medida desde barlovento (desde donde viene el viento).

Para estimar la Eto, la evaporación de bandeja debe corregirse por un coeficiente llamado Kp, el cual variará de acuerdo a la ubicación, velocidad del viento y humedad relativa. En el Cuadro se muestran la tabla con los coeficientes de bandeja. La estimación de la evapotranspiración potencial del cultivo en función de la evaporación de bandeja se basa en la relación siguiente:

Eto = Kp x EB

Donde:

Eto = Evapotranspiración potencial

EB = Evaporación de bandeja

Kp = Coeficiente de bandeja

En general, se puede decir que para condiciones normales de verano (vientos moderados y humedades relativas de 40 a 70%), el coeficiente de la bandeja (Kp) varía entre 0.6 y 0.8. En la segunda corrección para estimar las necesidades brutas del cultivo se debe corregir la Eto por un coeficiente de cultivo y la eficiencia del sistema de riego, cuyos valores teóricos son 90% para goteo y 85% para microaspersión, siendo recomendable usar la eficiencia real o medida en el sistema a través de la determinación del coeficiente de uniformidad.

Db (mm/día) = (Eto (mm/día) x Kc)/ Efa

La demanda bruta diaria del cultivo (Db) se obtiene utilizando las siguientes relaciones:

Donde:

Db = Demanda bruta del cultivo

Eto = Evapotranspiración potencial

Kc = Coeficiente de cultivo factor que corrige el cultivo según su fase vegetativa

Efa = Eficiencia de aplicación

En los Cuadros 2 y 3 se presentan algunos coeficientes de cultivo según el tipo de cultivo y las distintas etapas de su desarrollo. Estos Kc se presentan a modo de referencia ya que deben ser validados en cada situación particular del predio. Una vez conocida la demanda bruta del cultivo en términos de lámina (mm/día) se deben calcular los litros de agua que va a consumir el cultivo. Para esto se debe multiplicar los mm/día por el marco de plantación (MP, en metros cuadrados). De esta forma se tiene lo siguiente:

RAP = Db x MP (litros/planta/día)

Donde:

RAP = Requerimiento de agua por planta Estimados los requerimientos de agua al día, se procede a calcular el tiempo de riego.

Valores de Kc correspondientes a árboles caducifolios y de nuez, en pleno crecimiento

Valores de los coeficientes de Kc para algunos cultivos anuales y frutales persistentes

Para calcular el tiempo de riego se deben conocer el tipo y caudal del emisor (Qe) y el número de emisores por planta (N°e), según la siguiente expresión:

TR = (RAP (horas))/ Qe x N°e

Ejemplo: cálculo de la demanda bruta y el tiempo de riego de un cultivo de uva de mesa en el período de pinta (Kc = 0.9). La uva de mesa está plantada a 3.5 x 3.5 m y regada por goteo (4 l/h, a un metro entre emisores). La evaporación de bandeja es de 8.7 mm y por sus condiciones de instalación posee un coeficiente Kp de 0.8.

ETo = 7 mm/día Db = 7 mm/día x 0.9 0.9

RAP = 7 mm/día x (3.5 x 3.5 m)

TR = /85 l/pl/día) /4 l/h x 3.5 emisores

TR = 6 horas de riego al día

CRITERIOS DE MANEJO DEL SISTEMA DE RIEGO

Los sistemas de riego localizados fueron concebidos para reponer el agua evapotranspirada por el cultivo en forma periódica con alta frecuencia (en general, para riegos diarios). Sin embargo, hay situaciones de suelo y de cultivo en las cuales el riego localizado da mejores resultados cuando no se realiza en forma diaria, sino con riegos distanciados mayor número de días, aplicando en un riego una cantidad de agua equivalente a la suma de las horas de riego diario.

Los riegos frecuentes se ajustan mejor a:

• Suelos con baja capacidad de retención de humedad

• Suelos delgados

• Suelos de texturas livianas

• Suelos poco profundos

• Cultivos con arraigamiento superficial.

Los riegos menos frecuentes, llamados golpes de agua o acumulación de horas de riego, se ajustan a:

• Suelos con alta capacidad de retención de humedad

• Suelos profundos

• Suelos de texturas finas

• Suelos compactados

• Cultivos con arraigamiento profundo

Fertirrigación

Se entiende por fertirrigación la aplicación de los fertilizantes disueltos en el agua de riego, de una forma continua o intermitente. Esta práctica se asocia básicamente con los sistemas de riego localizados de alta frecuencia (goteo y microaspersión).

La fertirrigación comienza en el cabezal de riego, en donde son mezclados los fertilizantes (solución madre) e inyectados al sistema. Posteriormente esta disolución es conducida por tuberías y localizada en el suelo, donde puede ser absorbida por las plantas. La fertirrigación presenta las siguientes ventajas con respecto al abonado tradicional:

• Los fertilizantes se localizan en forma homogénea en el bulbo de mojamiento, zona donde se desarrollan las raíces.

• La fertirrigación con fósforo y potasio puede alcanzar una profundidad de 50-60 cm, lo que facilita una mejor absorción por las plantas.

• Los fertilizantes se suministran a la planta conforme a sus necesidades en las distintas etapas de su desarrollo.

• Cuando aparecen síntomas carenciales se puede actuar con mucha rapidez para corregirlos.

• Reducción de pérdidas por lavado y volatilización. Además, hay un mejor aprovechamiento de los fertilizantes por los cultivos, suponiendo un ahorro que puede alcanzar el 30%.

• Menor costo de aplicación de los elementos nutritivos. Sin embargo, necesita una fuerte inversión en implementación del equipo.

• Posibilidad de usar aguas salinas con mayor grado de tolerancia que en otros sistemas de riego.

• Menor uso de maquinaria y por ende, menor compactación del suelo. La mayoría de los inconvenientes asociados a la fertirrigación no se deben al método en sí, sino a un manejo incorrecto o al desconocimiento que existe acerca de los aspectos de la nutrición de las plantas. Por tal motivo, al momento de fertirrigar es necesario tomar las siguientes precauciones:

• Realizar la dosificación de fertilizantes de acuerdo a las necesidades de la planta para no producir daño al cultivo.

• Usar productos solubles para evitar que precipiten y así, minimizar las obturaciones en los sistemas de riego. Preocuparse de disolverlos bien.

• Los fertilizantes que se usen en una misma solución deben ser compatibles entre sí. Es decir, que no produzcan precipitados.

Esquema de un cabezal de riego presurizado tipo, señalando la inyección de fertilizantes

SISTEMAS DE INYECCIÓN

Los equipos de inyección permiten aplicar fertilizantes en el sistema, junto con el agua de riego (fertirrigación). Para realizar esta operación se utilizan estanques de 20 a 200 litros, en donde se prepara la solución madre del fertilizante con agua y desde donde es inyectada a la red de riego. Los sistemas de inyección son básicamente tres: uso de inyector que utiliza la presión del agua en la red de cañerías (inyector tipo Venturi), uso de bombas auxiliares y la inyección por succión positiva en el chupador de la bomba.

Venturi

Son dispositivos muy sencillos que consisten en una pieza en forma de T con un mecanismo Venturi en su interior. Este mecanismo aprovecha un efecto vacío que se produce a medida que el agua fluye a través de un pasaje convergente que se ensancha gradualmente. El Venturi funciona cuando hay diferencia entre la presión del agua entrante y la presión de la mezcla de agua y fertilizante que sale al sistema de riego. Este dispositivo generalmente se instala en paralelo, debido a que el caudal que circula por el sistema rebasa la capacidad del propio Venturi. Por este motivo los dispositivos más usados se basan en una combinación del principio Venturi y de diferencia de presión.

Si se decide instalar el Venturi en paralelo, se requerirá una diferencia de presión entre la entrada y salida del orden del 20%. Es necesario indicar que el Venturi tiene una capacidad de succión reducida, por lo que su uso, se recomienda principalmente en instalaciones peque- ñas. La mayor ventaja de este tipo de fertilizador es su bajo costo y fácil mantención.

Existen varios tamaños de Venturi y se deben seleccionar en base a las necesidades. El modelo a utilizar está en función de:

• Caudal de succión deseado (litros/hora)

• Caudal que pasa por el inyector (litros/min)

• Pérdida de carga que produce al sistema (m.c.a.)

• Forma o modalidad de instalación

Bombas inyectoras auxiliares

El uso de bombas inyectoras auxiliares es el método más utilizado en fertirrigación, ya que permite un control muy estricto de las dosis a aplicar y de la frecuencia y el tiempo que dura la aplicación. Estas bombas se caracterizan por su bajo caudal y alta presión de trabajo, y están construidas de materiales resistentes a la corrosión como acero inoxidable, compuestos cerámicos de alta resistencia o sintéticos similares al polietileno. Existen dos tipos de bombas, las de membrana o diafragma y las centrífugas. Las de membranas son ideales para la aplicación de ácidos en donde se requiere inyectar en forma continua un caudal pequeño. Las bombas centrífugas son de mayor caudal y permiten la inyección de grandes volúmenes de solución madre en poco tiempo.

Inyector tipo Venturi

FERTILIZANTES UTILIZADOS EN FERTIRRIGACIÓN

Para utilizar un fertilizante a través del sistema de riego es necesario conocer la composición de los productos y la solubilidad de cada uno de ellos. De acuerdo a normas internacionales, el nombre de cada compuesto va seguido de un paréntesis con tres números. El primero indica el contenido de nitrógeno en porcentaje (%), el segundo indica el contenido de fósforo en la forma de P2O5 (%) y el tercero el contenido de potasio en la forma de K2O (%). Por ejemplo el nitrato de calcio posee los siguientes números [15.5-0-0], por lo tanto, este fertilizante no contiene fósforo ni potasio. A continuación se presentan los principales productos comerciales y sus características:

• Nitrato de calcio Ca (NO3) 2 [15.5- 0-0]. Aunque prácticamente abandonado en los programas de fertilización tradicional debido al alto costo de la unidad de nitrógeno, este producto es utilizado en fertirrigación por su aporte de calcio cuando este elemento es necesario.

• Nitrato de potasio (Salitre potásico) (KNO3) [15-0-14]. El salitre potásico posee un 15% de nitrógeno y un 14% de potasa. Este fertilizante no se disuelve completamente, dejando impurezas no solubles en el fondo del recipiente.

Urea (CO(NH2) 2) [46-0-0]. La urea se comercializa como fertilizante granulado con un 46% de nitrógeno, es de alta solubilidad y fácil de manejar, lo que la hace un producto muy utilizado en fertirrigación. No saliniza el agua, por lo que resulta apropiado en el caso de aguas y suelos salinos. La urea baja la temperatura del agua en el proceso de mezcla y disolución. Existe en forma perlada y en forma cristalina. Ambas pueden ser utilizadas en fertirrigación. La primera posee un 1% más de Biuret. La segunda es más soluble y contiene menos impurezas, por lo que resulta de mayor costo.

• Ácido fosfórico (H3P04) [0-51-0]verde [0-54-0]blanco. El H3P04 contiene entre un 51 y 54% de P2O5. Aquel que posee un contenido de 51% es de color verde, debido a las impurezas que le otorgan ese color. El de 54% es de color blanco. La mezcla de agua en ácido fosfórico libera calor, el cual se disipa en corto tiempo. El ácido fosfórico blanco es utilizado preferentemente en la preparación de soluciones nutritivas en sistemas de riego localizado, pero su uso se ve limitado por su disponibilidad y precio.

• Fosfato diamónico ((NH4) 2HPO4) [16-48-0]. Con una concentración alta de nitrógeno y P2O5, tiene una reacción ligeramente alcalina, por lo tanto es necesario adicionar ácido nítrico para bajar el pH. La dosis adecuada es de 0.9 litros de ácido por kilo de fosfato diamónico.

• Nitrato de potasio (KNO3) [13-0- 44]. El nitrato de potasio es de alto costo pero otorga beneficios al agricultor por ser un producto que contiene nitrógeno y potasio en forma simultánea. Esta es la segunda fuente de potasio en importancia después del cloruro de potasio (KCl); es muy utilizada debido a que no contiene iones cloruros.

• Sulfato de potasio (K2SO4) [0-0- 50]. El K2SO4 es una fuente en potasio y azufre. No es un producto popular en fertilización debido a su relativa baja solubilidad en comparación al cloruro de potasio y nitrato de potasio. La solubilidad en agua es de 120 gramos/litro.

• Ácido sulfúrico (H2SO4) [0-0-0]. El ácido sulfúrico no es un fertilizante, por eso su ley es 0-0-0 (no contiene nitrógeno, fósforo ni potasio). Se encuentra en forma líquida con una densidad de 1.83 kg/l cuando está concentrado. El ácido sulfúrico es un líquido claro y transparente, que no tiene olor. Se utiliza para reducir el pH del agua de riego. Cuando se mezcla con agua libera una apreciable cantidad de calor. El ácido sulfúrico es un compuesto químico extremadamente peligroso y se requiere mucho cuidado en su manipulación, transporte y almacenaje. Los tambores de almacenaje deben ser herméticos para evitar filtraciones o evitar el contacto del líquido en alguna fuente de agua. Se utiliza para bajar el pH y realizar lavados químicos de la red de riego para evitar taponamientos.

La solubilidad es la capacidad de disolución de algún producto en el agua. En fertirrigación se pueden combinar dos o más fertilizantes, sin embargo puede volverse menos soluble la mezcla final. Los productos de baja solubilidad o menos solubles no deben ser utilizados, ya que producirán problemas de taponamientos de los emisores, desuniformidad de los sistemas de riego y, por lo tanto, problemas productivos al no cumplir con los requerimientos de demanda del cultivo.

Algunos fertilizantes se disuelven muy bien, como es el caso de la urea, el nitrato de calcio, el nitrato de sodio. Otros son de mediana solubilidad como el cloruro de potasio, fosfato diamónico y nitrato de amonio. Los menos solubles son el sulfato de calcio, el superfosfato triple, superfosfato normal y sulfato de hierro.

Existen en el mercado líneas de fertilizantes solubles preparados para riego por goteo, que son comercializados por diferentes empresas químicas. En el Cuadro se presenta una lista de la solubilidad de los principales productos usados en fertirrigación. La úrea no ocasiona problemas, excepto si el agua contiene la enzima ureasa, que se presenta cuando está cargada de algas. Las algas no son eliminadas por la filtración, por esto, hay que vigilar el agua de pozos con altos contenidos de nitratos.

El ion nitrato se desplaza con el agua de riego y acaba localizándose en los bordes del bulbo húmedo, por lo que disminuye su eficiencia. Por ello resulta más satisfactorio su aplicación en pequeñas dosis en cada riego. El fósforo es el elemento más difícil de aplicar, pues, además de su baja solubilidad, existe el peligro de precipitación al reaccionar con el calcio que pueda contener el agua de riego y que produce el paso del fosfato monocálcico a bicálcico. Similares efectos se producen al mezclar fósforo y magnesio. Los microelementos (Fe, Zn, Cu, Mn) se aplican en forma de quelatos.

COMPATIBILIDAD DE PRODUCTOS

Cuando se mezclan dos o más tipos de fertilizantes en una misma solución, es posible que se produzca la reacción de los compuestos que los forman. Si se aplica ácido, este se debe aplicar antes que los fertilizantes. El ácido se aplica sobre el agua, lentamente (nunca hay que aplicar agua sobre el ácido). En seguida se aplican los fertilizantes, partiendo de los menos solubles. Se recomienda realizar la mezcla de fertilizantes en la mitad del volumen de agua a utilizar. Agitar vigorosamente y luego agregar agua hasta completar el volumen total de agua. En general, no se debe mezclar fertilizantes con alto contenido de calcio (nitrato cálcico) con ácido fosfórico. La reacción química de ambos productos puede formar fosfato de calcio, el cual obstruye los emisores.

Si se debe aplicar nitrato de calcio, debe hacerse agregando ácido nítrico concentrado, en una relación de 0.3 litros por kg de nitrato de calcio. El ácido nítrico aporta 16% de nitrógeno, por lo que sería necesario descontarlo al momento de realizar el programa de riego. Tampoco se recomienda aplicar cualquier tipo de ácido (nítrico, sulfúrico o fosfórico) junto al hipoclorito de sodio, ya que puede haber desprendimiento de gases tóxicos.

En general, se deben seguir las recomendaciones de los fabricantes señaladas en los envases de los diferentes productos y, en caso de duda, realizar un test de compatibilidad. Este test consiste en colocar los fertilizantes a utilizar en un balde con la misma agua que se usará para regar, observando si existe la ocurrencia de precipitados o turbidez. Estos fenómenos deberán aparecer en un tiempo de una o dos horas. Si hay turbidez, la inyección de esa mezcla en el sistema de riego podría causar el taponamiento de los goteros. Se recomienda utilizar una dilución aproximada a la esperada en las líneas de goteo.

Compatibilidad química de la mezcla de fertilizantes

Para obtener toda la información completa, descarga el manual completo: Manual Completo de Riego y Fertirrigación

Fuente: Instituto de Investigaciones Agropecuarias Chile, INIA

Portalfruticola.com

También podría interesarte
Comentarios
2 Commentarios

Deja un comentario

  1. Orlando Alfaro dice:

    Muchas Gracias por la información, es muy util..