Introducci�n

En la actualidad la agricultura necesita aplicar nuevas tecnolog�as para mejorar la producci�n agr�cola, por ello es necesario desarrollar y aplicar m�todos de riego. Lo m�s importante es lograr que el sistema de riego sea lo m�s eficiente posible para que quede la mayor cantidad de agua disponible para el cultivo.

Es as�, que desde tiempos antiguos el ser humano a usado la ingenier�a 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 econom�a estaba basada primordialmente en la agricultura por lo que aprender las t�cnicas de distribuci�n del agua en regiones donde la lluvia no regaba correctamente los cultivos era de vital importancia. (Ferreyra, R., Sell�s Van, G., & Sell�s, I. 2019 citado en Rodr�guez Ure�a, 2020)

El riego se define como un sistema a partir del cual se logra un aporte de l�quido vital en los cultivos, para suplir las necesidades h�dricas de la planta, que no se ven cubiertas por las precipitaciones naturales, con el fin de utilizar el agua de manera eficiente, sostenible; adem�s de aumentar la producci�n agr�cola y la relaci�n costo/beneficio para el agricultor.

En la actualidad existen algunos sistemas de riego, algunos de ellos son: riego por goteo, por aspersi�n, por gravedad, por bombeo. En el riego por aspersi�n el agua llega a los cultivos por medio de tuber�as y se aplica una l�mina de l�quido vital por medio de pulverizadores llamados aspersores que humedecen el terreno de manera similar a la lluvia, el objetivo es que la l�mina 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.

�La demanda h�drica para la agricultura, se refiere a la suma del volumen de agua requerido para riego por cada uno de los cultivos en una unidad de �rea durante todo su per�odo de crecimiento. La demanda de agua para riego para un cultivo en particular es estimada a partir de la demanda de agua para cultivos de referencia, restada de la precipitaci�n efectiva. En el a�o 2010 la demanda de agua para riego en el Ecuador fue de 13.045 hm³, y para el a�o 2025 esta demanda se estima en 16.796 hm³, es decir la demanda aumenta un 22.4% en 15 a�os�. (Subsecretaria de Riego y Drenaje, 2019)

La conducci�n 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 conducci�n para riego a trav�s de la contracci�n gradual de una tuber�a. Adem�s, se menciona que mediante din�mica computacional se logra un enfoque �til para solucionar las ecuaciones que representan a la din�mica de los fluidos.(Tacle-Humanante & Tacle-Humanante, 2021b) Pudo calcular las p�rdidas debido al cambio transversal del �rea� en una tuber�a para conducci�n �mediante el estudio del flujo del fluido, es as� como mediante esta simulaci�n determin� valores de velocidad, presi�n y turbulencia cin�tica en diferentes secciones de la tuber�a. (Tacle-Humanante & Tacle-Humanante, 2021a), este fluido puede ser conducido �ptimamente sin p�rdidas para ser utilizado para riego. El riego por gravedad consiste en la distribuci�n del agua a trav�s de canales o surcos que se coloca a lo largo del �rea del cultivo. Algunas ventajas son: simplicidad de instalaciones e infraestructura, f�cil mantenimiento, el empleo de energ�a gravitatoria, conlleva necesidades energ�ticas escasas o nulas.

De esta manera, el presente trabajo tiene como finalidad analizar el dise�o y aplicaci�n del m�todo de riego por gravedad, evaluando los par�metros de eficiencia de la aplicaci�n del m�todo de riego, huella h�drica, y rendimiento, (J. E. L. Le�n Ruiz et al., 2022) (Tacle-Humanante et al., 2019)

Materiales y m�todos

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

Dise�o Experimental:

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

Figura 1: Estructura experimental del ensayo.

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

Se analiza para las siguientes condiciones, seg�n se muestra en la tabla 2.

Figura 2: Caracter�sticas del campo experimental

Eficiencia de riego

El m�todo para la determinaci�n de la eficiencia del riego por gravedad se realiz� en base a la uniformidad� de distribuci�n, se delimit� un �rea representativa del terreno para la evaluaci�n, 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 f�rmulas de uniformidad y de coeficiente de Christiansen la distribuci�n de agua en el �rea del cultivo.

Se usaron las siguientes f�rmulas:(J. E. Le�n Ruiz, 2011)

D�nde:

UD = Uniformidad de distribuci�n

CUC = Coeficiente de Christiansen

Huella H�drica

Para la determinaci�n de la huella h�drica verde se requiri� de la cantidad de incorporada por parte de la precipitaci�n efectiva obtenida de la estaci�n meteorol�gica de los meses que duro el cultivo y para la huella h�drica azul se requiri� la cantidad de agua usada en el riego a lo largo del ciclo productivo en cada tratamiento.

Se usan las siguientes f�rmulas para encontrar la huella h�drica del cultivo (Higuera S�nchez & Jaimes Hern�ndez, s. f.):

D�nde:

HHVERDE = Huella H�drica Verde (Precipitaci�n Efectiva)

HHAZUL = Huella H�drica Azul���� (Cantidad de agua usada en el riego)

HHTOTAL= Huella H�drica Total� (L / kg)

Rendimiento por categor�a

En la etapa final del cultivo a la cosecha la parcela neta se clasific� los tub�rculos de 10 plantas previamente etiquetadas en distintas categor�as, adem�s de los rendimientos en peso de la parcela neta que consta de una superficie de 96 m2.

Se analiza seg�n la siguiente clasificaci�n, como se muestra en la tabla 3. (Carraz�n Aloc�n, 2007)

Figura 3: Clasificaci�n por peso del tub�rculo.

El� an�lisis de este trabajo es similar a otros trabajos reportados en la literatura cient�fica como (Oropeza et al., s. f.) Donde se evaluaron rendimiento por variedad, se cuantifico el volumen de agua por cada m�todo de riego. Siendo el m�todo por goteo el m�s eficiente, luego por aspersi�n y finalmente el de mangas multicompuerta.

Resultados y discusi�n

En la siguiente tabla 4. y en la figura 1. Se puede observar la eficiencia para el m�todo de riego por gravedad.

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

Figura 5: Eficiencia de aplicaci�n del m�todo de riego por gravedad

Mediante este an�lisis estad�stico el tratamiento de riego por gravedad tiene un 46% de eficiencia, lo cual es similar a otros estudios te�ricos reportados en la literatura de 40% hasta el 85%.(Rodr�guez et al., 2007)

En la siguiente tabla 5. Se puede observar la huella h�drica �para el m�todo de riego por gravedad.

Figura 6: Huella h�drica por tratamiento

Seg�n 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 precipitaci�n efectiva, esta �ltima siendo el 70 % del aporte total.

La huella h�drica 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 relaci�n 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 h�drica. Para el� tratamiento por �gravedad �para esta investigaci�n la huella h�drica es de 228 L/kg.

En la siguiente tabla 6. Se puede observar el rendimiento por parcela neta� para el m�todo de riego por gravedad.

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

La diferencia entre el tratamiento gravedad que present� un 17,3 % (Lema Asitimbay, 2020), por debajo del rendimiento del tratamiento goteo, en contraste con otras investigaciones reportadas en la literatura donde la diferencia de rendimiento entre gravedad y goteo fue de 23.8 % teniendo un rendimiento mucho menor el m�todo por gravedad, y entre los m�todos aspersi�n y gravedad no present� diferencias significativas, posiblemente por las diferencias clim�ticas sin embargo remarca la significativa diferencia de rendimiento en el m�todo goteo.

En el an�lisis de varianza para el rendimiento en parcela neta mostr� diferencias significativas entre tratamientos con un coeficiente de variaci�n de 4,01 y un promedio general de 249,14 kg.

En la prueba de Tukey 5% para el rendimiento por parcela neta compartiendo categor�as A Y B se encuentra el tratamiento por gravedad con 225,02 kg.

Conclusiones

Se plantea las siguientes conclusiones:

�         La eficiencia de aplicaci�n de riego por gravedad es del �46 %, en las condiciones dadas� para la variedad fripapa, valor que entra dentro del rango de eficiencia encontrados en la literatura cient�fica.

�         El promedio nacional el cultivo de papa requiere 564 L/kg teniendo en cuenta el volumen aportado por el riego y por la precipitaci�n efectiva, esta �ltima siendo el 70 % del aporte total. Para el� tratamiento por� aspersi�n para esta investigaci�n la huella h�drica es de 228 L/kg.

�         Con el tratamiento por gravedad present� un 17,3 % por debajo del rendimiento del tratamiento goteo. Se investig� numerosas variedades de papa incluida la variedad fripapa dieron como resultado rendimiento por parcela neta de 225,02 kg. Los resultados obtenidos por ha son los siguientes: m�todo por goteo con 28 ton/ha, 26 ton/ha aspersi�n y 23 ton/ha gravedad.

Referencias

1.      Carraz�n Aloc�n, J. (2007). FAO. Manual pr�ctico para el dise�o de sistemas de minirriego. 218.

2.      Higuera S�nchez, C. C., & Jaimes Hern�ndez, O. J. J. (s. f.). EVALUACI�N DE INDICADORES DE HUELLA H�DRICA EN LA PRODUCCI�N 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 APLICACI�N DE TRES M�TODOS DE RIEGO EN EL CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum. L) EN LA ESTACI�N EXPERIMENTAL TUNSHI.

4.      Le�n Ruiz, J. E. (2011). Planificaci�n, Producci�n Agropecuaria y Dise�o de M�todos de Riego y Drenaje. Riobamba.

5.      Le�n Ruiz, J. E. L., Parra, V. J. P., Orozco, J. S. S., Murillo, R. F. P., & Robalino, D. A. R. (2022). Requerimientos h�dricos para el cultivo de fr�jol variedad Calima en Riobamba, Ecuador. 1, 13.

6.      Oropeza, J. C., Aguilar, D., & Condori, R. S. (s. f.). Evaluaci�n de m�todos de riego tecnificado en variedades industriales de papa en el Centro de Innovaci�n INIAF, Municipio Zuda�ez, departamento Chuquisaca. 10.

7.      Rodr�guez, M., Rey, R., Torralba, V., & Puig, O. (2007). Riego por aspersi�n 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 2019�2027. 160.

9.      Tacle-Humanante, P. M., Moya-Rodr�guez, J. L., & Marty-Delgado, J. R. (2019). El �ndice de Robustez como par�metro para evaluar el comportamiento de las transmisiones por engranajes cil�ndricos de dientes rectos. Ingenier�a Mec�nica, 22, 57-66.

10.  Tacle-Humanante, P. M., & Tacle-Humanante, C. (2021a). Dise�o de una metodolog�a para an�lisis de flujo de una tuber�a de conducci�n para riego. 7, 17.

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

12.  Toapanta Ramos, L. F., Boh�rquez Pe�afiel, G. A., Caiza Vivas, L. E., Sarzosa, W. Q., Toapanta Ramos, L. F., Boh�rquez Pe�afiel, G. A., Caiza Vivas, L. E., & Sarzosa, W. Q. (2018). An�lisis num�rico de los perfiles de velocidad de un flujo de agua a trav�s de una tuber�a con reducci�n gradual. Enfoque UTE, 9(3), 80-92. https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v9n3.290

� 2022 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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