Necesidades hídricas de los cultivos de Sartaguda

Rotación del cultivo. Barbecho. Condiciones climáticas. Calidad del suelo. Evapotranspiración. Cálculo de coeficientes

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  • País: España España
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ÍNDICE

1.- Introducción

En este trabajo elaboraremos las necesidades hídricas de una rotación de dos años compuesta por los siguientes cultivos: Cebolla, cardo, y pimiento.

Los datos referentes a precipitaciones y temperaturas, proceden de una estación meteorológica manual, de la que se disponen datos desde 1920 hasta 2001. Para el resto de los datos climáticos utilizamos la estación automática de riegos de Navarra de la que se tienen datos desde 1992 hasta 1998. La serie de datos no es tan larga como la anterior, pero no se disponen de estos datos en la estación manual, y en la estación automática del Instituto Nacional de Meteorología había campos para los que no existían medidas. Aun así hay que señalar que en el caso de los campos de irradiación y dirección del viento existen días en los que se dan muchos fallos.

El esquema de la rotación es el siguiente:

Las coordenadas son las siguientes:

Latitud

Longitud

Altitud

UTM X

UTM Y

42º 21' 58'' N

1º 38' 08''

310

578235

4690609

La rotación se va a realizar en una parcela situada en el municipio de Sartaguda, situado en la ribera alta de Navarra.

Necesidades hídricas de los cultivos de Sartaguda

2.- Datos climáticos de Sartaguda

Las principales características del clima de esta zona regable según los datos disponibles  son:

  • La zona de estudio se caracteriza por su clima estepario semicálido (Papadakis).

  • El mes más cálido es julio, con una temperatura media de 22 ºC, y el más frío es enero con 5 ºC y una temperatura media de mínimas de 1,5 ºC.

  • La temperatura media anual es de 13 ºC, y en los meses estivales se alcanzan temperaturas máximas absolutas de 43 ºC.

  • El periodo con riesgo de heladas se extiende de finales de octubre hasta mediados de abril.

  • La precipitación media anual es de  477 mm. Las estaciones más lluviosas son la primavera y el otoño con 135 y 129 mm. respectivamente.

  • La evapotranspiración de referencia es de 742 mm. al año. En el periodo de mayo a septiembre es de 538 mm. (73%), y el mes punta es julio con 136 mm

3.- Cálculo de la evapotranspiración del cultivo de referencia ( Eto)

3.1.- Método de Blaney -Criddle

Este método se utiliza cuando solo se disponen de datos de temperatura, nosotros calcularemos ETo con este método porque la serie de datos mas larga que tenemos es la de temperatura.

La ecuación de Branley -Criddle calcula el factor de uso consuntivo ( f ), el cual precise la evapotranspiración basándose en datos de temperatura y porcentaje de horas diurnas.

f = p ( 0.46 T + 8.13 )

  • f.- Factor de uso consuntivo.

  • T.- Promedio de temperaturas máximas y mínimas diarias ( ºC ).

  • p.- Porcentaje diario medio de horas diurnas anuales.

Con este factor y teniendo en cuenta la velocidad del viento, la humedad relativa, y el término n/N, y utilizando la figura 1 de la página 16 de la FAO calculamos la Eto. Los resultados son:

Tª (ºC)

p

f

HR

HRmin

V (m/s)

n/N

ETo (nn/dia)

Eto (mm/mes)

Enero

5.38

0.21

2,227

79,09

59,09

2,612

0,704

0,8

24,8

Febrero

6,96

0,24

2,719

83,25

63,25

2,297

0,627

1,5

42

Marzo

9,79

0,27

3,411

66,90

46,90

0,367

0,574

2

62

Abril

12,13

0,3

4,114

64,86

44,86

2,728

0,524

3,2

96

Mayo

15,87

0,33

5,092

64,96

44,96

2,584

0,423

4,5

139,5

Junio

19,65

0,34

5,837

62,43

42,43

2,434

0,416

5

150

Julio

22,41

0,33

6,085

62,43

42,43

2,349

0,413

5,5

170,5

Agosto

21,97

0,31

5,653

64,23

44,23

2,134

0,413

5

155

Septiembre

18,89

0,28

4,709

67,14

47,14

1,949

0,436

3,2

96

Octubre

14,12

0,25

3,656

73,84

53,84

2,156

0,478

1,8

55,8

Noviembre

8,88

0,22

2,687

77,57

57,57

1,968

0,533

0,9

27

Diciembre

6,08

0,21

2,295

82,81

62,81

2,174

0,647

0,8

24,8

3.2.- Método de Penman

Utilizamos este método porque disponemos de los datos de temperatura humedad viento, y radiación; aunque hay que tener en cuenta que la serie de datos de la que se dispone no es tan larga como la que tenemos para temperaturas. Por eso calculamos la Eto con los dos métodos, así veremos luego cual de los dos se ajusta mejor.

La fórmula de la ecuación utilizada por el método de Penman es:

ETo = c * (término de radiación + término aerodinámico ).

  • Término de la radicación = W* Rn

  • Término aerodinámico = ( 1 - W) * f ( u ) * (ea -ed )

  • ETo.- Evapotranspiración (mm / día ).

  • W.- Factor de ponderación

  • Rn.- radiación neta ( mm / día )

  • F ( u ).- función de viento.

  • ( ea - ed ).- Presión de saturación de vapor media del aire menos la presión real de vapor media del aire ( mbar ).

3.2.1.- Término de la radiación

Primero calculamos el índice de ponderación ( W ), que nos va a relacionar la temperatura, la altitud, y la radiación recibida en la superficie de la tierra ( Rs).

Los valores de W se obtienen del cuadro 11 de la página 44 interpolando los valores de temperatura y altitud.

Tª media (º C )

W ( 500 m )

W ( 0 m )

W (310 m )

Enero

5,38

0,5007

0,4807

0.493

Febrero

Marzo

6,96

0,5244

0,5044

0.517

9,79

0,5668

0,5468

0.559

Abril

12,13

0,6013

0,5819

0.594

Mayo

15,87

0,648

0,638

0.644

Junio

19,65

0,6947

0,6765

0.688

Julio

22,41

0,7241

0,7141

0.720

Agosto

21,97

0,7197

0,7095

0.716

Septiembre

18,89

0,6833

0,6734

0.680

Octubre

14,12

0,6218

0,6118

0.618

Noviembre

8,88

0,5532

0,5332

0.546

Diciembre

6,08

0,5112

0,4912

0.504

Ahora calcularemos la radiación neta, para lo cual necesitamos saber la radiación que entra y la que sale. Es decir, la radiación neta de onda corta, y la radiación neta de onda larga.

Radiación neta de onda corta

Para calcular la radiación neta de onda corta ( Rns ) hay que tener en cuenta la reflexión de la superficie de cultivo (  ), y la radiación extraterrestre ( Ra ):

Rs = ( 0.25 + 0.5 * n /N) * Ra

Rns = ( 1 -  ) * Rs


  • n.- horas de sol al mes / nº de días, (horas).

  • N.- horas / día, ( horas ).

  • Ra.- radiación extraterrestre, (mm/ día)

  • Rs.- Radiación solar, ( mm/ día ).

  • .- Reflexión, su valor es del 25 %.

  • Rns.- Radiación neta de onda corta, (mm/ día).


  • n

    N

    n/N

    Ra

    (mm /día )

    Rs

    Rns

    Enero

    6,6

    9,38

    0,704

    5,79

    3,48

    2,61

    Febrero

    6,63

    10,58

    0,627

    8,01

    4,51

    3,38

    Marzo

    6,84

    11,91

    0,574

    10,93

    5,87

    4,40

    Abril

    7,02

    13,4

    0,524

    14,37

    7,36

    5,52

    Mayo

    Junio

    6,18

    14,6

    0,423

    16,81

    7,76

    5,82

    6,34

    15,24

    0,416

    17,28

    7,91

    5,94

    Julio

    6,17

    14,95

    0,413

    16,68

    7,61

    5,71

    Agosto

    5,75

    13,92

    0,413

    14,95

    6,83

    5,12

    Septiembre

    5,605

    12,85

    0,436

    12,45

    5,83

    4,37

    Octubre

    5,298

    11,08

    0,478

    9,03

    4,42

    3,31

    Noviembre

    5,2093

    9,78

    0,533

    6,32

    3,26

    2,45

    Diciembre

    5,859

    9,06

    0,647

    5,11

    2,93

    2,20

    Radiación neta de onda larga

    Es la diferencia que existe entre la radiación de onda larga saliente y la entrante. Esta radiación depende de la presión saturada de vapor, de la presión de vapor, y de la relación n/ N.

    f (t)

    ea

    HR

    ed (mbar)

    f (ed)

    f (n/N)

    Rnl

    Enero

    11,91

    8,97

    79,09

    7,09

    0,235

    0,783

    2,191

    Febrero

    12,2

    9,98

    83,25

    8,31

    0,217

    0,712

    1,885

    Marzo

    12,67

    12,13

    66,90

    8,12

    0,219

    0,643

    1,784

    Abril

    13,13

    14,13

    64,86

    9,17

    0,208

    0,574

    1,568

    Mayo

    13,78

    18,04

    64,96

    11,72

    0,191

    0,483

    1,271

    Junio

    14,37

    22,91

    62,43

    14,30

    0,177

    0,476

    1,211

    Julio

    15,08

    26,69

    62,43

    16,66

    0,157

    0,473

    1,120

    Agosto

    15

    26,36

    64,23

    16,93

    0,155

    0,473

    1,100

    Septiembre

    14,38

    21,85

    67,14

    14,67

    0,173

    0,496

    1,234

    Octubre

    13,52

    16,21

    73,84

    11,97

    0,19

    0,532

    1,367

    Noviembre

    12,53

    11,4

    77,57

    8,84

    0,212

    0,543

    1,442

    Diciembre

    12,016

    9,45

    82,81

    7,83

    0,221

    0,728

    1,933

    • f (t ).- Corrección de la tª. Cuadro 15 página 47.

    • ea.- Presión saturante del vapor en mbar, a tª media del aire. Cuadro 7 página 40.

    • HR.- humedad relativa %.

    • ed.- Presión de vapor en mbar. , mbar.

    • f (ed).- Corrección para la presión de vapor. Cuadro 16 página 47.

    • f( n / N ).- Corrección para n / N. Cuadro 17 página 47.

    • Rnl.- Radiación nea de onda larga, mm/ día.

    • Rnl = f ( t ) * f ( ed ) * f ( n/N ).

    Radiación neta

    Luego la radiación neta es la diferencia entre la radiación solar de onda corta y la radiación solar de onda larga. Rn = Rns - Rnl

    Rns

    Rnl

    Rn

    W * Rn

    Enero

    2,61

    2,191

    0,422

    0,208

    Febrero

    3,38

    1,885

    1,499

    0,775

    Marzo

    4,40

    1,784

    2,619

    1,465

    Abril

    5,52

    1,568

    3,950

    2,346

    Mayo

    5,82

    1,271

    4,549

    2,930

    Junio

    5,94

    1,211

    4,725

    3,250

    Julio

    5,71

    1,120

    4,589

    3,306

    Agosto

    5,12

    1,100

    4,019

    2,877

    Septiembre

    4,37

    1,234

    3,137

    2,132

    Octubre

    3,31

    1,367

    1,946

    1,202

    Noviembre

    2,45

    1,442

    1,005

    0,548

    Diciembre

    2,20

    1,933

    0,264

    0,133

    Rns.- Radiación solar neta de onda corta, ( mm / día).

    Rnl.- Radiación solar neta de onda larga, ( mm / día).

    Rn.- Radiación neta, ( mm / día).

    W * Rn.- Término de la radiación, ( mm / día).

    W.- factor de ponderación de la radiación. Cuadro 11 página 44.

    3.2.2.- Término aerodinámico

    ea - ed

    U2

    f ( U )

    W

    T aerodin.

    Enero

    1,88

    2,612

    0,277

    0,493

    0,507

    Febrero

    1,67

    2,297

    0,276

    0,517

    0,483

    Marzo

    4,01

    0,367

    0,271

    0,559

    0,441

    Abril

    4,96

    2,728

    0,277

    0,594

    0,406

    Mayo

    6,32

    2,584

    0,277

    0,644

    0,356

    Junio

    8,61

    2,434

    0,277

    0,688

    0,312

    Julio

    10,03

    2,349

    0,276

    0,720

    0,280

    Agosto

    9,43

    2,134

    0,276

    0,716

    0,284

    Septiembre

    7,18

    1,949

    0,275

    0,680

    0,320

    Octubre

    4,24

    2,156

    0,276

    0,618

    0,382

    Noviembre

    2,56

    1,968

    0,275

    0,546

    0,454

    Diciembre

    1,62

    2,174

    0,276

    0,504

    0,496

    ea - ed.- Déficit de presión de saturación de vapor.

    U2.- velocidad del viento ( m/s).

    f ( U2 ).- función de viento. Cuadro 9 página 43.

    ( 1 - W ).- factor de ponderación para el viento y la humedad.

    W.- factor de ponderación para la radiación, cuadro 11 página 44.

    3.2.3.- Cálculo del factor de corrección “c”

    Este factor corrige la diferencia que existe entre la ETo real y la que se calcula en las condiciones estándar.

    Rs

    Vdía/Vnoche

    HRmax

    C

    C

    Enero

    3,48

    1,3

    94,09

    0,903

    1

    Febrero

    4,51

    1,3

    98,25

    0,947

    1

    Marzo

    5,87

    1,3

    81,90

    0,925

    1

    Abril

    7,36

    1,3

    79,86

    0,951

    1

    Mayo

    7,76

    1,3

    79,96

    0,959

    1

    Junio

    7,91

    1,3

    77,43

    0,969

    1

    Julio

    Agosto

    7,61

    1,3

    77,43

    0,984

    1

    6,83

    1,3

    79,23

    0,934

    1

    Septiembre

    5,83

    1,3

    82,14

    0,937

    1

    Octubre

    4,42

    1,3

    88,84

    0,95

    1

    Noviembre

    3,26

    1,3

    92,57

    0,943

    1

    Diciembre

    2,93

    1,3

    97,81

    0,876

    1

    HR máx.- Es la humedad relativa media, más un 15 %.

    V día / V noche.- Tomamos el valor de 1.3 ya que es la media entre 1 y 1.5, valores típicos de las zonas de interior.

    c.- Cuadro 17.a, página 48. Finalmente tomamos el valor de C como 1 ya que varia entre 0.95 y 1.05. Además en las zonas de interior apenas si existe diferencia entre los valores de viento del día y de la noche.

    3.2.4.- Cálculo ETo

    W*Rn

    Taero

    C

    Eto/día

    Eto/mes

    Enero

    0,208

    0,263

    1

    0,471

    14,615

    Febrero

    0,775

    0,223

    1

    0,998

    27,941

    Marzo

    1,465

    0,480

    1

    1,944

    60,271

    Abril

    2,346

    0,559

    1

    2,905

    87,152

    Mayo

    2,930

    0,623

    1

    3,553

    110,154

    Junio

    Julio

    3,250

    0,743

    1

    3,993

    119,792

    3,306

    0,775

    1

    4,081

    126,499

    Agosto

    2,877

    0,739

    1

    3,616

    112,093

    Septiembre

    2,132

    0,633

    1

    2,765

    82,951

    Octubre

    1,202

    0,447

    1

    1,649

    51,128

    Noviembre

    0,548

    0,320

    1

    0,868

    26,048

    Diciembre

    0,133

    0,222

    1

    0,355

    11,018

    Para realizar los cálculos del resto del balance utilizamos la ETo obtenida con el método de Penman, ya que los valores que se obtienen se aproximan más a la realidad. Además en el libro de la FAO aconseja que en el caso de disponer de los datos de temperatura, humedad, viento y horas de insolación, se utilice el método de Penman modificado para calcular ETo.

    4.- Cálculo de los coeficientes de cultivo

    Los coeficientes de cultivo relacionan la ETo con la evapotranspiración del cultivo. Representan la evapotranspiración de un cultivo en condiciones y rendimientos óptimos.

    Nº de días de lluvia

    Frecuencia de lluvias

    ETo ( medía)

    Enero

    13

    2,38

    0,471

    Febrero

    7

    4,00

    0,998

    Marzo

    5

    6,20

    1,944

    Abril

    8

    3,75

    2,905

    Mayo

    13

    2,38

    3,553

    Junio

    8

    3,75

    3,993

    Julio

    5

    6,20

    4,081

    Agosto

    7

    4,43

    3,616

    Septiembre

    6

    5,00

    2,765

    Octubre

    11

    2,82

    1,649

    Noviembre

    10

    3

    0,868

    Diciembre

    14

    2,21

    0,355

    4.1.- Cebolla

    Fase

    Duración de la fase (días)

    Fecha

    Kc

    ETo

    (mm /día)

    Etc

    (mm /día)

    Meses

    I

    ( inicial )

    20

    1/11 - 20/11

    1.05

    0.868

    15.76

    Noviembre

    II

    (desarrollo)

    35

    21/11-25/12

    1.015

    0.355

    25.1

    Diciembre

    III

    (mediados)

    110

    26/12 - 10/4

    1

    0.471

    14.62

    Enero

    0.998

    27.94

    Febrero

    1.944

    60.3

    Marzo

    2.905

    84.12

    Abril

    IV

    ( final)

    45

    11/ 4 - 25/ 5

    0.775

    3.553

    68.85

    Mayo


    Kc1.- Figura 8 página 66.

    Kc3.- Cuadro 22 página 68.

    Kc4.- Cuadro 22 página 68.

    HRmin= 54.21 %


    4.2.- Barbecho

    Meses

    Kc

    ETo

    (mm /día)

    Etc

    (mm /día)

    Junio

    0.81

    3.993

    97.02

    4.3.- Cardo

    Fase

    Duración de la fase (días)

    Fecha

    Kc

    ETo

    (mm /día)

    Etc

    (mm /día)

    Meses

    I

    ( inicial )

    43

    1/ 7 - 12 /8

    0.55

    4.081

    69.574

    Julio

    II

    (desarrollo)

    79

    13/8 - 31/9

    0.76

    3.616

    79.146

    Agosto

    2.765

    63.043

    Septiembre

    1.649

    38.857

    Noviembre

    III

    (mediados)

    92

    1/11 - 31/1

    0.97

    0.868

    25.267

    Diciembre

    0.355

    10.687

    Enero

    0.471

    14.176

    Febrero


    Kc1.- Figura 8 página 66.

    Kc3.- Cuadro 22 página 67.

    Kc4.- Cuadro 22 página 67.

    HRmin = 53.79 %


    4.4.- Barbecho

    Meses

    Kc

    ETo

    (mm /día)

    Etc

    (mm /día)

    Febrero

    0.92

    0.998

    25.706

    Marzo

    0.7

    1.944

    42.190

    Abril

    0.85

    2.905

    74.07

    4.5.- Pimiento

    Fase

    Duración de la fase (días)

    Fecha

    Kc

    ETo

    (mm /día)

    Etc

    (mm /día)

    Meses

    I

    ( inicial )

    30

    1/5 - 30 / 5

    0.87

    3.553

    92.742

    Mayo

    II

    (desarrollo)

    35

    31/ 5 - 4 /6

    0.65

    3.993

    113.803

    Junio

    III

    (mediados)

    40

    5/ 7 - 13/ 8

    1

    4.081

    121.269

    Julio

    IV

    ( final)

    20

    14/ 8 - 2/ 9

    0.82

    3.616

    106.419

    Agosto


    Kc1.- Figura 8 página 66.

    Kc3.- Cuadro 22 página 68.

    Kc4.- Cuadro 22 página 68.

    HRmin = 43.03 %


    4.6.- Barbecho

    Meses

    Kc

    ETo

    (mm /día)

    Etc

    (mm /día)

    Septiembre

    0.6

    2.765

    49.771

    Octubre

    1

    1.649

    51.128

    5.- NAP y NAP crítico

    El suelo es franco limoso y la humedad del suelo a capacidad de campo es de 25%. Página 97.

    5.1.- Pimiento

    Los niveles de agotamiento de agua salen del cuadro 36 de la página 115.


    NAP crítico: 0,5 atm ! 19% vol. agua

    NAP normal: 1,5 atm ! 12% vol. agua


    Profundidad de las raíces (mínima): 40 cm. Cuadro 33 página 102.

    NAP crítico = 10 dm x 10 dm x 4 dm x (0,25 - 0,19) = 24 mm

    NAP normal = 10 dm x 10 dm x 4 dm x (0,25 - 0,12) = 52 mm

    Reserva máxima = 10 dm x 10 dm x 4 dm x 0,25 = 100 mm

    Necesidades hídricas de los cultivos de Sartaguda

    5.2.- Cebolla


    NAP crítico: 0,4 atm ! 21% vol. agua

    NAP normal : 0,7 atm ! 17,6%


    Profundidad de las raíces (mínima): 30 cm

    NAP crítico = 10 dm x 10 dm x 3 dm x (0,25 - 0,21) = 12 mm

    NAP normal = 10 dm x 10 dm x 4 dm x (0,25 - 0,176) = 22,2 mm

    Reserva máxima = 10 dm x 10 dm x 3 dm x 0,25 = 75 mm

    Necesidades hídricas de los cultivos de Sartaguda

    E valores que obtenemos para el NAP crítico nos parecen que es un valor muy bajo. Pero dado que es un valor que procede de datos obtenidos en las tablas, hemos decidido dejarlo así en lugar de utilizar otro valor mayor, ya que no sabemos si el valor que podríamos haber utilizado es correcto o no.

    5.3.- Cardo


    NAP crítico: No tiene

    NAP normal: 0,7 atm ! 17,6% vol. agua


    Profundidad de las raíces (mínima): 40 cm

    NAP normal = 10 dm x 10 dm x 4 dm x (0,25 - 0,176) = 22,2 mm

    Reserva máxima = 10 dm x 10 dm x 4 dm x 0,25 = 100 mm

    Necesidades hídricas de los cultivos de Sartaguda

    6.- Balance hídrico


    CEBOLLA