Revista Polo del Conocimiento


Polo del Conocimiento

 

 

Diseo y aplicacin del mtodo de riego por goteo en el cultivo de papa en la estacin experimental tunshi

 

Design and application of the drip irrigation method in potato cultivation at the tunshi experimental station

 

Projeto e aplicao do mtodo de irrigao por gotejamento no cultivo de batata na estao experimental de tunshi

 

Juan Eduardo Len-Ruiz I
juan.leon@espoch.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-5304-7959

,Juan Sebastin Silva-Orozco II
juan.silvaso@espoch.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-4271-8363
Paul Marcelo Tacle-Humanante III
ptacle@espoch.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-7850-6146

,Cristhiam Alfredo Lema-Asitimbay IV
cristhiam.lema@espoch.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-9819-5456
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Correspondencia: [email protected]

 

 

Ciencias Tcnicas y Aplicadas

Artculo de Investigacin

 

* Recibido: 03 de junio de 2022 *Aceptado: 27 de junio de 2022 * Publicado: 14 de septiembre de 2022

 

 

         I.            Doctoris Philosophiae en Recursos Hdricos, Docente Investigador, Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Centro Experimental del Riego, Grupo de Investigacin y Transferencia de Tecnologa en Recursos Hdricos (GITRH), Riobamba, Ecuador.

       II.            Ingeniero Agrnomo, Investigador. Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Centro Experimental del Riego, Grupo de Investigacin y Transferencia de Tecnologa en Recursos Hdricos (GITRH), Riobamba, Ecuador.

     III.            Ingeniero, PhD en Ciencias, Docente Investigador, Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (ESPOCH), Centro Experimental del Riego, Grupo de Investigacin y Transferencia de Tecnologa en Recursos Hdricos (GITRH), Riobamba, Ecuador.

    IV.            Ingeniero Agrnomo, Investigador independiente, Riobamba, Ecuador.

 

 

 

 


 

Resumen

El objetivo de este trabajo de investigacin es evaluar la eficiencia de la aplicacin del mtodo de riego por goteo, huella hdrica, y rendimiento en el cultivo de tubrculos de papa (Solanum tuberosum. L). variedad fripapa. Se ha realizado un estudio en estas condiciones en 10 plantas por repeticin cada 15 das en relacin con el ciclo productivo del cultivo. Se emplearon clculos mediante el diseo de un modelo de bloques completos al azar con 3 repeticiones. Se us las frmulas para calcular la uniformidad de distribucin propuestas por los autores Len y Christiansens. Se obtuvo la eficiencia del cultivo mediante el rendimiento por planta, por hectrea. Los resultados obtenidos en eficiencia fueron por goteo 93% de eficiencia, adems se calcul la huella hdrica de 115 L/kg y el rendimiento por parcela neta de 272,17 kg.

Palabras clave: riego; fluidos; riego por goteo; eficiencia riego; huella hdrica.

 

Abstract

The objective of this research work is to evaluate the efficiency of the application of the drip irrigation method, water footprint, and yield in the cultivation of potato tubers (Solanum tuberosum. L). fripapa variety. A study has been carried out under these conditions on 10 plants per repetition every 15 days in relation to the productive cycle of the crop. Calculations were used by designing a randomized complete block model with 3 replications. The formulas to calculate the uniformity of distribution proposed by the authors Len and Christiansens were used. Crop efficiency was obtained by yield per plant, per hectare. The results obtained in efficiency were 93% efficiency by dripping, in addition, the water footprint of 115 L/kg and the yield per net plot of 272.17 kg were calculated.

Keywords: irrigation; fluids; drip irrigation; irrigation efficiency; water footprint.

 

Resumo

O objetivo deste trabalho de pesquisa avaliar a eficincia da aplicao do mtodo de irrigao por gotejamento, pegada hdrica e produtividade no cultivo de tubrculos de batata (Solanum tuberosum. L). variedade de fripa. Foi realizado um estudo nessas condies em 10 plantas por repetio a cada 15 dias em relao ao ciclo produtivo da cultura. Os clculos foram usados ​​projetando um modelo de blocos completos casualizados com 3 repeties. As frmulas propostas pelos autores Len e Christiansens foram utilizadas para calcular a uniformidade de distribuio. A eficincia da cultura foi obtida pela produtividade por planta, por hectare. Os resultados obtidos em eficincia foram 93% de eficincia por gotejamento, alm disso, foi calculada a pegada hdrica de 115 L/kg e a produtividade por parcela lquida de 272,17 kg.

Palavras-chave: irrigao; fluidos; gotejamento; eficincia da irrigao; Pegada hdrica.

 

Introduccin

En la produccin agrcola la falta de humedad en el suelo afecta a los cultivos, por lo cual es necesario reponer esa falta de agua, esta reposicin se la realiza mediante el riego, por lo cual su adecuado y eficiente aprovechamiento hace que la eleccin del sistema de riego a implantar en la agricultura sea fundamental.

Es as, que desde tiempos antiguos el ser humano a usado la ingeniera para llevar agua a lugares remotos donde iba a ser usada, por ese motivo se vio en la necesidad de construir sistemas de riego para cultivar plantas que eran primordiales para su subsistencia. La economa estaba basada primordialmente en la agricultura por lo que aprender las tcnicas de distribucin del agua en regiones donde la lluvia no regaba correctamente los cultivos era de vital importancia. (Ferreyra, R., Sells Van, G., & Sells, I. 2019 citado en Rodrguez Urea, 2020)

El riego se define como un sistema a partir del cual se logra un aporte de lquido vital en los cultivos, para suplir las necesidades hdricas de la planta, que no se ven cubiertas por las precipitaciones naturales, con el fin de utilizar el agua de manera eficiente, sostenible; adems de aumentar la produccin agrcola y la relacin costo/beneficio para el agricultor.

En la actualidad existen algunos sistemas de riego, algunos de ellos son: riego por goteo, por aspersin, por gravedad, por bombeo. En el riego por aspersin el agua llega a los cultivos por medio de tuberas y se aplica una lmina de lquido vital por medio de pulverizadores llamados aspersores que humedecen el terreno de manera similar a la lluvia, el objetivo es que la lmina sea capaz de infiltrarse en el terreno sin producir escurrimientos. La uniformidad de riego debe cubrir el rea en un 80% para que su uso sea eficiente.

En el ao 2010 la demanda de agua para riego en el Ecuador fue de 13.045 hm3, y para el ao 2025 esta demanda se estima en 16.796 hm3, es decir la demanda aumenta un 22.4% en 15 aos. (Subsecretaria de Riego y Drenaje, 2019)

La conduccin del agua para los sistemas de riego es de alta importancia. (Toapanta Ramos et al., 2018) da a comprender la conducta que presenta el flujo de conduccin para riego a travs de la contraccin gradual de una tubera. Adems, se menciona que mediante dinmica computacional se logra un enfoque til para solucionar las ecuaciones que representan a la dinmica de los fluidos.(Tacle-Humanante & Tacle-Humanante, 2021b) Pudo calcular las prdidas debido al cambio transversal del rea en una tubera para conduccin mediante el estudio del flujo del fluido, es as como mediante esta simulacin determin valores de velocidad, presin y turbulencia cintica en diferentes secciones de la tubera. (Tacle-Humanante & Tacle-Humanante, 2021a), este fluido puede ser conducido ptimamente sin prdidas para ser utilizado para riego a presin por goteo.

El riego por goteo se caracteriza por ser una fuente eficiente de ahorro de agua se aplica en la proximidad de las plantas, a travs de un nmero variable de puntos de emisin, por medio de un sistema de vlvulas, tuberas y mangueras con emisores. Se ahorra entre un 40-60 % de agua con respecto a otros sistemas de riego. Facilidad para realizar fertirrigacin.

De esta manera, el presente trabajo tiene como finalidad analizar el diseo y aplicacin del mtodo de riego por goteo, evaluando los parmetros de eficiencia de la aplicacin del mtodo de riego, huella hdrica, y rendimiento para el cultivo de papa (J. E. L. Len Ruiz et al., 2022) (Tacle-Humanante et al., 2019)

 

Materiales y mtodos

Las evaluaciones se realizaron en la Estacin Experimental Tunshi. Parroquia Licto. Cantn Riobamba. Provincia de Chimborazo perteneciente a la ESPOCH, a una altitud de 2750 m.s.n.m. Se utilizaron Tubrculos de papa (Solanum tuberosum. L). variedad fripapa, con una estructura de suelo suelta, permeabilidad buena, temperatura 13, 10 oC.

Diseo Experimental:

Para el estudio se utiliz un diseo de bloques completos al azar con 3 repeticiones, como se muestra en la tabla 1.

 

 

 

 

 

Figura 1: Estructura experimental del ensayo.

Tabla

Descripcin generada automticamente

 

Para el anlisis funcional se emplea Prueba de TUKEY al 5% cuando exista diferencia significativa entre los tratamientos.

Se analiza para las siguientes condiciones, segn se muestra en la tabla 2.

 

Figura 2: Caractersticas del campo experimental

Imagen que contiene Tabla

Descripcin generada automticamente

 

Eficiencia de riego

El mtodo para la determinacin de la eficiencia del riego por goteo se realiz en base a la uniformidad de distribucin, se delimit un rea representativa del terreno para la evaluacin, se colocaron vasos separados a una distancia de un metro entre s, con el sistema en funcionamiento y un tiempo dado, se midi la cantidad de agua en los vasos, se determina el caudal de cada uno de ellos, se determin mediante las frmulas de uniformidad y de coeficiente de Christiansen la distribucin de agua en el rea del cultivo.

Se usaron las siguientes frmulas:(J. E. Len Ruiz, 2011)

Texto, Carta

Descripcin generada automticamente

Dnde:

UD = Uniformidad de distribucin

CUC = Coeficiente de Christiansen

 

Huella Hdrica

Para la determinacin de la huella hdrica verde se requiri de la cantidad de incorporada por parte de la precipitacin efectiva obtenida de la estacin meteorolgica de los meses que duro el cultivo y para la huella hdrica azul se requiri la cantidad de agua usada en el riego a lo largo del ciclo productivo en cada tratamiento.

Se usan las siguientes frmulas para encontrar la huella hdrica del cultivo (Higuera Snchez & Jaimes Hernndez, s. f.):

Dnde:

HHVERDE = Huella Hdrica Verde (Precipitacin Efectiva)

HHAZUL = Huella Hdrica Azul (Cantidad de agua usada en el riego)

HHTOTAL= Huella Hdrica Total (L / kg)

 

Rendimiento por categora

En la etapa final del cultivo a la cosecha la parcela neta se clasific los tubrculos de 10 plantas previamente etiquetadas en distintas categoras, adems de los rendimientos en peso de la parcela neta que consta de una superficie de 96 m2.

Se analiza segn la siguiente clasificacin, como se muestra en la tabla 3. (Carrazn Alocn, 2007)

 

Figura 3: Clasificacin por peso del tubrculo.

 

El anlisis de este trabajo es similar a otros trabajos reportados en la literatura cientfica como (Oropeza et al., s. f.) Donde se evaluaron rendimiento por variedad, se cuantifico el volumen de agua por cada mtodo de riego. Siendo el mtodo por goteo el ms eficiente, luego por aspersin y finalmente el de mangas multicompuerta.

 

Resultados y discusin

En la siguiente tabla 4. y en la figura 1. Se puede observar la eficiencia para el mtodo de riego por goteo.

 

Figura 4: Prueba de Tukey al 5% para eficiencia de riego

Grfico

Descripcin generada automticamente

Grfico, Grfico de barras

Descripcin generada automticamente

Figura 5: Eficiencia de aplicacin del mtodo de riego por goteo

 

Mediante este anlisis estadstico el tratamiento de riego por goteo tiene un 93% de eficiencia, lo cual es similar a otros estudios tericos reportados en la literatura de 65% hasta el 95%.(Rodrguez et al., 2007)

En la siguiente tabla 5. Se puede observar la huella hdrica para el mtodo de riego por goteo.

 

Figura 6: Huella hdrica por tratamiento

Tabla

Descripcin generada automticamente

 

Segn estudios realizados en Ecuador, en promedio nacional el cultivo de papa requiere 564 L/kg teniendo en cuenta el volumen aportado por el riego y por la precipitacin efectiva, esta ltima siendo el 70 % del aporte total.

La huella hdrica refleja la cantidad de agua usada y el rendimiento, en efecto la eficiencia de los sistemas de riego son un factor importante con el cual posee relacin directa, la cantidad de agua requerida por kilogramo producido determina la sostenibilidad con la que se manejan los recursos en situaciones locales, siendo el riego por goteo el de menor huella hdrica. Para el tratamiento por goteo para esta investigacin la huella hdrica es de 115 L/kg.

En la siguiente tabla 6. Se puede observar el rendimiento por parcela neta para el mtodo de riego por goteo.

 

Figura 7: Promedio y prueba de Tukey 5% para rendimientos por parcela neta.

Grfico, Grfico de cajas y bigotes

Descripcin generada automticamente

Con el tratamiento por goteo se obtuvo el mayor rendimiento adems del menor gasto de agua para la produccin a lo largo del ciclo(Lema Asitimbay, 2020). Segn varios reportes en la literatura cientfica, numerosas variedades de papa incluida la variedad fripapa dieron como resultado una diferencia global de rendimiento entre goteo y aspersin de 9.5 % favorable al mtodo goteo. En el anlisis de varianza para el rendimiento en parcela neta mostr diferencias significativas entre tratamientos con un coeficiente de variacin de 4,01 y un promedio general de 249,14 kg.

En la prueba de Tukey 5% para el rendimiento por parcela neta compartiendo categoras A Y B se encuentra el tratamiento por goteo con 272,17 kg.

 

Conclusiones

Se plantea las siguientes conclusiones:

         La eficiencia de aplicacin de riego por goteo es del 93 %, en las condiciones dadas para la variedad fripapa, valor que entra dentro del rango de eficiencia encontrados en la literatura cientfica.

         El promedio nacional el cultivo de papa requiere 564 L/kg teniendo en cuenta el volumen aportado por el riego y por la precipitacin efectiva, esta ltima siendo el 70 % del aporte total. Para el tratamiento por goteo para esta investigacin la huella hdrica es de 115 L/kg.

         Con el tratamiento por goteo se obtuvo el mayor rendimiento por parcela neta. Se investig numerosas variedades de papa incluida la variedad fripapa dieron como resultado una diferencia global de rendimiento entre goteo y aspersin de 9.5 % favorable al mtodo goteo. El rendimiento por parcela neta es de 272,17 kg. Los resultados obtenidos por ha son los siguientes: Mtodo por goteo con 28 ton/ha, 26 ton/ha aspersin y 23 ton/ha gravedad.

 

Referencias

1.      Carrazn Alocn, J. (2007). FAO. Manual prctico para el diseo de sistemas de minirriego. 218.

2.      Higuera Snchez, C. C., & Jaimes Hernndez, O. J. J. (s. f.). EVALUACIN DE INDICADORES DE HUELLA HDRICA EN LA PRODUCCIN DE UN CULTIVO DE CEBOLLA DE BULBO Y PAPA EN LOS MUNICIPIOS DE DUITAMA Y SAMACA BOYAC. 75.

3.      Lema Asitimbay, C. A. (2020). EFICIENCIA DE APLICACIN DE TRES MTODOS DE RIEGO EN EL CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum. L) EN LA ESTACIN EXPERIMENTAL TUNSHI.

4.      Len Ruiz, J. E. (2011). Planificacin, Produccin Agropecuaria y Diseo de Mtodos de Riego y Drenaje. Riobamba.

5.      Len Ruiz, J. E. L., Parra, V. J. P., Orozco, J. S. S., Murillo, R. F. P., & Robalino, D. A. R. (2022). Requerimientos hdricos para el cultivo de frjol variedad Calima en Riobamba, Ecuador. 1, 13.

6.      Oropeza, J. C., Aguilar, D., & Condori, R. S. (s. f.). Evaluacin de mtodos de riego tecnificado en variedades industriales de papa en el Centro de Innovacin INIAF, Municipio Zudaez, departamento Chuquisaca. 10.

7.      Rodrguez, M., Rey, R., Torralba, V., & Puig, O. (2007). Riego por aspersin de baja intensidad en el cultivo del banano con el empleo del miniaspersor Mamkad 2255 pruebas de campo. 16(2), 6.

8.      Subsecretaria de Riego y Drenaje. (2019). PLAN NACIONAL DE RIEGO Y DRENAJE 20192027. 160.

9.      Tacle-Humanante, P. M., Moya-Rodrguez, J. L., & Marty-Delgado, J. R. (2019). El ndice de Robustez como parmetro para evaluar el comportamiento de las transmisiones por engranajes cilndricos de dientes rectos. Ingeniera Mecnica, 22, 57-66.

10.  Tacle-Humanante, P. M., & Tacle-Humanante, C. (2021a). Diseo de una metodologa para anlisis de flujo de una tubera de conduccin para riego. 7, 17.

11.  Tacle-Humanante, P. M., & Tacle-Humanante, C. (2021b). Diseo de una metodologa para analisis de flujo en 2d de transporte utilizando dinamica de fluidos computacional. 6(10), 14.

12.  Toapanta Ramos, L. F., Bohrquez Peafiel, G. A., Caiza Vivas, L. E., Sarzosa, W. Q., Toapanta Ramos, L. F., Bohrquez Peafiel, G. A., Caiza Vivas, L. E., & Sarzosa, W. Q. (2018). Anlisis numrico de los perfiles de velocidad de un flujo de agua a travs de una tubera con reduccin gradual. Enfoque UTE, 9(3), 80-92. https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v9n3.290

 

 

 

 

 

 

 

2022 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).x

 

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