Congresos de la Universitat Politècnica de València, XXXIII Congreso Nacional de Riegos

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DISEÑO DEL PULSO ÓPTIMO DE RIEGO EN EL CULTIVO DE FRESA CON EL MODELO NUMÉRICO HYDRUS 2D
J. García Morillo, J.A. Rodríguez-Díaz, M. Martín Arroyo, E. Camacho Poyato, P. Montesinos Barrios

Última modificación: 27-05-2015

Resumen


1- Introducción. Objetivo del trabajo.

El riego por goteo está considerado como uno de los sistemas de riego más eficiente dado que permite tener un mayor control sobre las aplicaciones de agua, fertilizantes y pesticidas. El conocimiento del perímetro de bulbo húmedo que genera es crítico para manejar el sistema de riego por goteo de manera eficiente (Samadianfard, et al., 2012).

Los modelos numéricos de simulación son una herramienta útil para analizar la evolución del bulbo húmedo durante el riego a fin de explorar estrategias de manejo del riego por goteo que determinen el tiempo de riego y optimicen la eficiencia del uso del agua. HYDRUS 2D (Šimůnek et al, 1999) es un modelo que permite simular el movimiento del agua, temperatura y solutos en dos dimensiones en un suelo no saturado. La precisión del modelo para simular el movimiento del agua en el suelo ha sido puesta de manifiesto en varios estudios, por ejemplo Šimůnek et al. (2008).

El objetivo de este trabajo es aplicar el modelo numérico Hydrus 2D para estudiar la dinámica del agua en el cultivo de fresa bajo diferentes estrategias de riego. Para ello se ha calibrado el modelo con datos medidos de bulbo húmedo en una urna en laboratorio. Posteriormente se han simulado estrategias de riego orientadas a aplicar la evapotranspiración del cultivo, ETc, definiendo el pulso óptimo de riego que evite las pérdidas de agua por percolación.

2- Metodología

Para determinar la estrategia de riego óptima para las condiciones de producción de la fresa, se ha simulado el movimiento del agua en un lomo tipo para un periodo de una semana de duración en tres etapas del cultivo claramente diferenciadas, inicio (noviembre-enero), mediados (febrero-marzo) y finales de campaña (abril-junio).

Se ha adoptado una geometría plana, y se ha simulado la mitad de un lomo. El lomo presenta una profundidad de 50 cm, con una anchura en coronación de 25 cm y de 35 cm en la base. Las condiciones de contorno fijadas han sido flujo variable en una longitud determinada para simular el flujo del emisor, ausencia de flujo en el resto de la geometría, ya que está acolchado con plástico dentro de un túnel y por tanto no influye el agua de lluvia, y se permite drenaje libre en el límite inferior.

La textura del suelo considerada en la simulación corresponde al suelo de una finca comercial de fresa con un 94% arena, 4% limos y 2% arcilla; y los principales parámetros hidráulicos son los obtenidos por el modelo Rosseta para este tipo de suelo.

Se ha fijado la profundidad y ancho radicular para cada periodo de cultivo simulado. En los meses de mayor demanda, de abril a junio, se ha fijado la profundidad radicular en 40 cm y el radio máximo de raíces en 20 cm. Estos datos están en la línea de los empleados por Gärdenäs et al. (2005) para simular el flujo de agua en el cultivo de fresa.

Debido a que el lomo se encuentra acolchado, se ha considerado que toda la evapotranspiración es debida a la transpiración de las plantas (Jiménez-Martínez, 2010). Igualmente no se considera que la lluvia influya en el contenido de humedad del suelo debido a que el cultivo se desarrolla en lomos acolchados bajo túnel.

El contenido inicial de agua se ha fijado para todo el perfil en 0,20 cm3/cm3, cercano a capacidad de campo para un suelo con alto contenido en arena, como puede ser un suelo arenoso, arenoso-franco, o franco-arenoso.

En la fase inicial del cultivo (noviembre-enero) el tiempo de riego necesario para satisfacer las necesidades del cultivo oscila entre los 10 y 20 minutos para una cinta de riego de 5 l.h-1.m De la simulación realizada con el modelo se desprende que el pulso efectivo de riego en esta primera fase de la campaña comienza con un tiempo de 10 minutos y se irá incrementando hasta un máximo de 20 minutos a medida que las plantas se va desarrollando y las raíces van creciendo. Este pulso se registra a 12 cm de profundidad y es inapreciable a 25 cm, con lo que se consigue mantener la humedad en los primeros 12 cm de suelo, donde se concentran las raíces en esta etapa.

En la etapa de mediados de campaña (febrero-marzo) el tiempo de riego requerido por el cultivo oscila entre los 20-40 minutos diarios para una cinta de riego de 5 l.h-1.m. De la simulación realizada con el modelo se observa que el pulso efectivo de riego comienza con tiempos de riego cercanos a los 20-30 minutos que se pueden ir incrementando hasta 40 minutos a medida que aumentan las necesidades hídricas del cultivo y se va desarrollando el cultivo. Se observa que con estos pulsos de riego la humedad se registra a 12 cm y levemente a 25 cm, pero no se registra a 40 cm, favoreciendo la concentración de la humedad en los primeros 25 cm de suelo donde se encuentran las raíces.

En la etapa de final de campaña (abril-junio) los tiempos de riego para satisfacer las necesidades del cultivo son cercanas a los 60 minutos diarios para una cinta de 5 l.h-1.m. Se han simulado tres estrategias de riego consistentes en aplicar un pulso de 1 hora, 2 pulsos de 30 minutos, y 3 pulsos de 20 minutos. Se observa que las tres estrategias mantienen la humedad en los primeros 40 cm de suelo, máxima profundidad radicular, evitando la pérdida de agua por percolación. Es recomendable aplicar las necesidades en varios pulsos de menor duración ya que presenta la ventaja de que mantiene la humedad cercana a un valor medio a capacidad de campo en el perfil de las raíces durante más tiempo a lo largo del día.

3- Conclusiones

Se ha comprobado que el modelo Hydrus es una herramienta adecuada para simular el movimiento del agua en el suelo, y por tanto poder definir diferentes estrategias de riego eficientes que eviten las pérdidas de agua por percolación y de nutrientes por lixiviación. En el caso del cultivo de fresa se han simulado diferentes estrategias de riego para aplicar la ETc del cultivo con emisores de 5 l.h-1.m en tres etapas diferentes del cultivo, inicio, mediados, y final de campaña.

DOI:http://dx.doi.org/10.4995/CNRiegos.2015.1472

 


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