MANEJO EFICIENTE DEL AGUA DE RIEGO EN MANZANO MEDIANTE GOTEO Y ACOLCHADO DE SUBPRODUCTOS FORESTALES Alfonso Luis Orozco Corral XVIII Simposium Internacional sobre el Manzano 14 al 16 de Noviembre de 2012 Cuauhtémoc, Chihuahua, Mexico INTRODUCCION Uno de los principales factores que limita a la fruticultura en esta región es la poca disponibilidad de agua, producto de la sobreexplotación de acuíferos dado por un manejo ineficiente del agua de riego. DISTRIBUCION DE LA PRECIPITACION PLUVIAL ANUAL ACUIFERO CUAUHTEMOC Fuente: CNA, 2008 Precipitación Pluvial Promedio en Cuauhtémoc, Chihuahua 900 800 700 600 mm 500 400 300 200 100 0 Temperatura Anual Promedio en Cuauhtémoc, Chihuahua 16 15.5 15 14.5 °C 14 13.5 13 12.5 ACUIFEROS SOBREXPLOTADOS ACUIFERO CUAUHTEMOC Fuente: CNA, 2008 ORIGEN DEL AGUA UTILIZADA EN CHIHUAHUA AGUA SUPERFICIAL 1,900 Mm³ (37 %) AGUA SUBTERRANEA 3,200 Mm³ (63 %) Fuente: CNA, 2008 Acuífero Cuauhtémoc Existen 4,230 pozos. • Extracción • Recarga • Déficit • Abatimiento 360 Mm³ 87 Mm³ 273 Mm³ - 2.4 metros Fuente: CNA, 2008 Profundidad de Extracción PROFUNDIDAD PROMEDIO DEL NIVEL ESTATICO DE POZOS EN EL ACUIFERO CUAUHTEMOC 3000 2500 PROFUNDIDAD (Pies) 2500 y= 29.416x2 - 158.22x + 197.09 R² = 0.992 1600 1500 1300 1000 800 400 500 0 • • • • 2000 2000 4 30 60 1922 1940 1950 100 150 200 1960 1970 1980 1990 2000 Pozos secos Bajo el nivel estático Perforaciones > 1600 pies Perdida miles hectáreas manzano y otros cultivos 2010 2012 2020 2030 El crecimiento demográfico ha aumentado la presión sobre los recursos agua y suelo. La situación actual del agua es de escasez, sobreexplotación y contaminación. Es un factor limitante para un desarrollo sustentable. Manejo eficiente del agua para rescatar el recurso, tanto en cantidad como en calidad. El riego por goteo y el acolchado son técnicas eficientes para su conservación. Fuente imagen: Martínez, A. El Agua en México. Diario 24 Horas. Puebla, Pue, 25 de marzo de 2012. OBJETIVOS Medir el ahorro del agua de riego: 1. Riego de microaspersión vs goteo. 2. Riego de microaspersión vs goteo con acolchado de aserrín de pino. MATERIALES Y METODOS 417 hectáreas de manzano en Cuauhtémoc, Chihuahua Superficie (ha) Emisores/ha Gasto (lph) Microaspersión Goteo Goteo con Acolchado 133.1 203.3 80.4 596 11,250 11,250 65 4 4 Tratamientos, Variedades y Portainjertos Tratamiento Lotes Variedad Portainjerto 6 Red Delicious Franco 1 Golden Delicious Franco Microaspersión 1 Golden Delicious MM-111 Goteo Goteo con Acolchado Has. 78.9 18.4 21.14 2 2 6 Golden Delicious Golden Delicious Golden Delicious MM-106 Franco MM-111 14.67 31.7 144.6 2 Golden Delicious MM-106 26.95 8 Golden Delicious MM-106 63.81 2 Red Delicious MM-106 16.56 Cálculos Coeficientes de Cultivo (Kc) Evapotranspiración de Referencia (ETo) Evapotranspiración de Cultivo (ETc) Factor de Cobertura (Fc) Punto de Saturación (PS) Capacidad de Campo (CC) Punto de Marchites Permanente (PMP) Humedad Aprovechable (HA) Déficit de Humedad (DH) Densidad Aparente (Da) Velocidad de Infiltración (Vi) Horas Luz (HL) Programación del Riego MOMENTO DE RIEGO Cuando regar NUMERO DE RIEGOS Cuantas veces regar FRECUENCIA RIEGOS Cada cuando regar TIEMPO DE RIEGO Cuantas horas regar LAMINA DE RIEGO Cuanta agua regar ESTACION METEOROLOGICA RESULTADOS mm Evapotranspiración de Referencia (ETo) 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 y = 2E-09x4 - 1E-06x3 - 2E-05x2 + 0.0458x + 1.3185 R² = 0.6707 0 30 60 ETo 2005 90 ETo 2006 120 ETo 2007 150 180 ETo 2008 210 240 Eto 2009 270 300 Eto 2010 330 Eto 2011 360 Eto 2012 Evapotranspiración de Cultivo (ETc) 8.0 7.0 6.0 5.0 mm 4.0 3.0 y = 4E-09x4 - 2E-06x3 + 0.0003x2 + 0.0236x + 0.292 R² = 0.6717 2.0 1.0 0.0 0 30 Etc 2005 60 90 Etc 2006 120 Etc 2007 150 180 Etc 2008 210 Etc 2009 240 270 Etc 2010 300 Etc 2011 330 360 Etc 2012 Coeficiente de Cultivo (Kc) y Factor de Cobertura (Fc) 1.1 1 0.9 0.8 0.7 Valores 0.6 Kc y Fc 0.5 y = -0.0183x2 + 0.2422x + 0.0659 R² = 0.9164 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Ene Kc 0.35 Fc 0.1 Feb 0.4 0.15 Mar 0.6 0.15 Abr 0.7 0.4 May 0.85 0.85 Jun 0.95 0.95 Jul 0.95 0.95 Ago 0.8 0.95 Sep 0.7 0.95 Oct 0.6 0.85 Nov 0.5 0.5 Dic 0.4 0.15 Análisis Granulométrico Velocidad de Infiltración (Vi) PROGRAMACION DEL RIEGO Microaspersión Goteo sin Acolchado Goteo con Acolchado RH (mm) LR (mm) NR TR (Horas) RH (mm) LR (mm) NR TR (Horas) RH (mm) LR (mm) NR TR (Horas) Enero 18.56 23.12 1 6 12.65 8.98 1 2 6.51 8.98 1 2 Febrero 30.52 23.12 1 6 20.80 8.98 2 2 10.71 8.98 1 2 Marzo 60.11 23.12 3 6 40.97 8.98 5 2 21.09 8.98 2 2 Abril 106.37 23.12 5 6 72.51 8.98 8 2 37.32 8.98 4 2 Mayo 168.08 23.12 7 6 114.58 8.98 13 2 58.98 8.98 7 2 Junio 208.31 23.12 9 6 141.99 8.98 16 2 73.09 8.98 8 2 Julio 181.94 23.12 5 6 124.02 8.98 14 2 63.84 8.98 7 2 Agosto 147.94 23.12 3 6 100.85 8.98 11 2 51.91 8.98 6 2 Septiembre 104.48 23.12 2 6 71.22 8.98 8 2 36.66 8.98 4 2 Octubre 69.24 23.12 3 6 47.20 8.98 5 2 24.29 8.98 3 2 Noviembre 41.28 23.12 2 6 28.14 8.98 3 2 14.48 8.98 2 2 Diciembre 19.27 23.12 1 6 13.14 8.98 1 2 6.76 8.98 1 2 6 788 9 88 2 406 9 45 2 Mes TOTAL 1,156 23 41 RH=Requerimientos Hídricos, LR=Lamina de riego. NR= Numero riegos, FR= Frecuencia riegos, TR= Tiempo riegos Ahorro de Agua en Riego por Goteo y Goteo con Acolchado Microaspersión Goteo Goteo con Acolchado 133.1 203.3 80.4 NR 41 88 45 TR (horas) 8 2 2 LRp (m³/ha) 11,560 12,710 7,880 7,920 4,787 38 1.0 4,060 4,050 8,657 68 0.7 Superficie (ha) LRa (m³/ha) Ahorro (m³/ha) --- Ahorro (%) --- Ahorro Total (Mm³) --- NR=Número de riegos. TR=Tiempo de riegos. LRa= Lámina de riego aplicada. LRp=Lamina de riego programada CONCLUSIONES 1. El cambio de sistema de riego por microaspersión a goteo generó un ahorro de 38% (4,787 m³/ha) 2. El acolchado del suelo con aserrín contribuyó a conservar la humedad, generando un ahorro de agua de 30% (3,870 m³/ha) 3. El cambio de microaspersión a goteo con acolchado generó un ahorro de 68% (8,657 m³/ha). USO EFICIENTE DEL AGUA DE RIEGO MEDIANTE SONDAS DE CAPACITANCIA (FDR) Una Alternativa de Modernización en la Agricultura hacia la Mitigación y Adaptación al Cambio Climático Alfonso Luis Orozco Corral XVIII Simposium Internacional sobre el Manzano 14 al 16 de Noviembre de 2012 Cuauhtémoc, Chihuahua, Mexico OBJETIVOS Manejar eficientemente riegos Disminuir consumo energía eléctrica Disminuir extracciones Minimizar impacto ambiental MATERIALES Y METODOS Rancho El Rosario, Mpio. Guerrero, Chih. 570 hectáreas. 27 pozos Sonda de capacitancia (FDR). 650 tubos de acceso. RESULTADOS Y DISCUSION Relación Humedad volumétrica y valor del sensor Arcillo Limoso 18.50 18.40 18.30 18.20 18.10 18.15 R2 = 0.9238 18.20 Humedad Volumetrica Humedad Volumetrica Arcillo Arenoso 18.25 18.30 18.35 18.40 18.50 R 2 = 0.9586 18.30 18.10 17.90 17.70 17.80 17.90 18.00 Valor del Sensor 19.98 20.00 humedad Volumetrica Humedad Volumetrica R = 0.9651 19.96 20.02 20.04 20.06 20.08 18.10 18.00 17.90 17.80 17.70 17.60 17.60 17.70 17.80 19.40 Valor del Sensor Humedad Volumetrica Humedad Volumetrica 2 19.35 18.00 18.10 Limo Arenoso R = 0.9786 19.30 17.90 Valor del Sensor Limo Areno Arcilloso 19.25 18.40 R2 = 0.9616 Valor del Sensor 19.60 19.50 19.40 19.30 19.20 19.10 19.20 18.30 Limo Arcillo Arenoso 2 19.94 18.20 Valor del Sensor Limo Arcilloso 20.10 20.05 20.00 19.95 19.90 19.92 18.10 19.45 19.50 19.55 20.20 20.10 20.00 19.90 19.80 19.80 2 R = 0.999 19.85 19.90 19.95 20.00 20.05 Valor del Sensor 20.10 20.15 20.20 ETo ETc Evapotranspiracion de Referencia Diaria 2005 - 2007 Zona El Rosario mm 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 y = -9E-05x2 + 0.0329x + 1.7498 R2 = 0.4922 mm 0 30 60 90 120 150 Eto Diaria 2005 180 DIAS Eto Diaria 2006 210 240 270 300 330 Evapotranspiracion de Cultivo Diaria 2005 - 2007 Zona El Rosario 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 y = -0.0001x2 + 0.0412x + 0.0793 R2 = 0.6529 360 0 30 60 90 mm Eto Diaria 2007 Etc Diaria 2005 R2 180 210 240 270 300 330 360 Etc Diaria 2006 Etc Diaria 2007 R2 Evapotranspiracion de Cultivo Promedio Mensual 2005 - 2007 Zona El Rosario 6.5 6.0 2 y = -0.0896x + 1.1106x + 1.1672 R2 = 0.7942 y = -0.1119x 2 + 1.4086x - 0.705 R2 = 0.8155 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 mm 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 Ene 1 Feb 2 Mar Abr 3 4 May 5 ETo 2005 Jun 6 ETo 2006 Jul 7 Ago Sep 8 ETo 2007 9 Oct 10 Nov 11 Dic 12 13 0 Ene 1 Feb 2 Mar 3 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 Feb Mar 2 3 Abr May 4 5 ETo 2005 ETo 2006 Jun Jul Ago 6 7 8 ETo 2007 5 Jun 6 Jul 7 ETc 2006 Ago Sep 8 Oct 9 ETc 2007 10 Nov 11 Di 12 13 R2 Evapotranspiracion de Cultivo Acumulada Anual 2005 - 2007 Zona El Rosario Eto Acum. 2005 = 1370 mm Eto Acum. 2006 = 1352 mm Eto Acum. 2007 = 1289 mm Ene May 4 ETc 2005 y = 119.67x - 62.498 2 R = 0.9889 0 Abr R2 Evapotranspiracion de Referencia Acumulada Anual 2005 - 2007 Zona El Rosario mm 150 DIAS Evapotranspiracion de Referencia Promedio Mensual 2005 - 2007 Zona El Rosario 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 120 Sep Oct Nov Dic 9 10 11 12 REGRESION mm 13 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 y = -3.368x 2 + 132.06x - 186.73 R2 = 0.9823 Eto Acum. 2005 = 934 mm Eto Acum. 2006 = 910 mm Eto Acum. 2007 = 875 mm 0 Ene 1 Feb 2 Mar 3 Abr 4 ETc 2005 May 5 Jun 6 ETc 2006 Jul 7 ETc 2007 Ago 8 Sep 9 REGRESION Oct 10 Nov 11 Dic 12 13 ANALISIS GRANULOMETRICO 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0 - 30 5 30 - 60 0 60 - 90 ARENA ARCILLA LIMO 0 - 30 30 - 60 60 - 90 LIMO 25.93 16.00 18.07 ARCILLA 20.59 41.29 32.62 ARENA 53.48 42.71 49.25 CORRELACION ENTRE CC Y LR 34 31 CC 28 25 R² = 0.99 22 19 16 15 18 21 24 27 Lamina LRRiego 30 33 PROGRAMACION DEL RIEGO RH/Mes (mm) RH/Día (mm) NR FR (Días) TR (Horas) Enero 18.56 0.58 1 39.7 6 Febrero 30.52 1.04 1 21.5 6 Marzo 60.11 1.94 2 11.9 6 Abril 106.37 3.55 5 6.5 6 Mayo 168.08 5.42 7 4.3 6 Junio 208.31 6.79 9 3.4 6 Julio 181.94 3.47 5 6.7 6 Agosto 147.94 2.37 3 9.7 6 Septiembre 104.48 1.76 2 13.0 6 Octubre 69.24 2.17 3 10.7 6 Noviembre 41.28 1.29 2 17.6 6 Diciembre 19.27 0.60 1 38.4 6 Mes TOTAL 1156.11 41 RH=Requerimientos Hídricos, NR= Numero riegos, FR= Frecuencia riegos, TR= Tiempo riegos 6 . LAMINAS DE RIEGO APLICADAS 10 8 4.0 6.2 6 Mm³ 9.8 9.4 AHORRO 8.9 4 LR 5.4 2 3.2 0 2005 2006 . 2007 2008 2009 CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA . 2.0 0.8 1.5 1.1 Kwh Millones AHORRO 2.0 2.0 1.9 CONSUMO 1.0 1.1 0.5 0.8 0.0 2005 2006 2007 2008 2009 CONCLUSIONES 1. Ahorro del 45% de agua de extracción 2. Ahorro del 42 % de energía eléctrica 3. Reduccion de 60 a 41 riegos por ciclo 4. Los balances hídricos impidieron la contaminación de los acuíferos por nitratos y fosfatos 5. Minimiza los impactos ambientales sobre los acuíferos 6. En 30 mil has el ahorro del agua seria de 209 Mm³ 7. Se debe transferir esta tecnología a otros cultivos IMPACTO AMBIENTAL DEL MONITOREO DE LA HUMEDAD DEL SUELO MEDIANTE SONDAS DE CAPACITANCIA FDR SOBRE LA CONTAMINACION DE ACUIFEROS POR NITRATOS Alfonso Luis Orozco Corral Martha I. Valverde Flores XVIII Simposium Internacional sobre el Manzano 14 al 16 de Noviembre de 2012 Cuauhtémoc, Chihuahua, Mexico INTRODUCCION La contaminación de acuíferos por NO³ es un problema medioambiental de gran importancia. Está relacionada con el uso de fertilizantes sintéticos u orgánicos o con la existencia de pérdidas en los sistemas sépticos. Si sobrepasa el contenido de N-NO³ de 10 mg/L (NOM-127-SSA1-1994), puede llegar a ser un problema grave de salud. OBJETIVOS Evaluar el impacto ambiental que ejerce la programación del riego optimizada mediante sondas de capacitancia FDR, comparado con el manejo tradicional, sobre la contaminación de acuíferos por nitratos. MATERIALES Y METODOS Se realizo en 2007-08 y 2008-09 en dos Huertas: El Rosario 570 ha con riego programado y sondas FDR y Las Macetas (testigo), 253 ha con riego tradicional. Se instalaron 20 tubos de succión con cápsulas de porcelana porosa a 150 cm de profundidad. El agua lixiviada se extrajo con periodicidad igual al monitoreo de la humedad (semanal de mar-sep y mensual de oct-feb) analizándose el contenido en N-NO³ por colorimetría. Se analizó el contenido de N-NO³ en 38 pozos (mensual). Al inicio y al final se analizo el contenido de N-NO³ del suelo tomándose las muestras de 0-30, 30-60 y 60-90. Laminas de Riego CICLO AGRICOLA ROSARIO MACETAS 2007-08 948 mm 1,720 mm 2008-09 564 mm 1,570 mm PRECIPITACION PLUVIAL EN 2008 Y 2009 300 250 200 150 100 50 MESES ic D Se p O ct N ov Fe b M ar A br M ay Ju n Ju l A go En e ic D Se p O ct N ov Fe b M ar A br M ay Ju n Ju l A go 0 En e mm 2008: 212 mm 2009: 592 mm NITRATO LIXIVIADO EN CICLOS AGRICOLAS 2007-08 Y 2008-09 45.0 40.0 35.0 30.0 N-NO3 25.0 (mg/L) 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP ROSARIO 10.1 0.0 0.0 0.0 0.0 16.7 24.9 10.9 18.4 25.6 18.5 14.6 8.4 0.0 0.0 0.0 MACETAS 18.1 0.0 0.0 4.1 6.7 25.9 36.4 25.6 33.1 34.8 28.6 23.9 20.9 0.0 0.0 9.4 10.8 23.1 38.9 20.2 37.4 32.1 36.9 28.8 MESES 0.0 12.9 25.9 9.5 15.9 22.5 17.8 15.4 NITRATOS EN POZOS EN CICLOS AGRICOLAS 2007-08 Y 2008-09 10.0 8.0 6.0 N-NO3 (mg/L) 4.0 2.0 0.0 OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP ROSARIO 4.3 4.1 4.3 4.5 4.4 6.1 5.5 6.1 7.5 8.1 8.2 4.3 4.2 4.2 4.5 4.3 4.4 5.8 5.4 6.1 7.8 8.3 8.4 4.3 MACETAS 4.2 4.2 4.2 4.6 4.5 7.0 6.2 6.9 8.9 9.2 9.4 4.4 4.3 4.1 4.2 4.6 4.6 7.3 6.5 7.0 9.1 9.4 9.6 4.5 MESES N-NO3 (m g/L) 20.00 18.00 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 ROSARIO CONTENIDO DE NITRATOS DEL SUELO 2007 2008 2009 0-30 6.25 6.97 7.01 30-60 6.79 8.14 9.98 60-90 8.44 9.54 9.61 ANO N-NO3 (m g/L) 20.00 18.00 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 M ACETAS CONTENIDO DE NITRATOS DEL SUELO 2007 2008 2009 0-30 5.54 4.92 4.41 30-60 7.49 5.74 4.85 60-90 9.43 12.74 17.77 ANO CONCLUSIONES Las programación del riego optimizada con sondas de capacitancia FDR reduce la lixiviación de NO³, al mismo tiempo hay un importante ahorro de agua. DRENAJE AGRICOLA CON NEUMATICOS FUERA DE USO (NFU) Y SU EFECTO SOBRE LA SALINIDAD DEL SUELO Alfonso Luis Orozco Corral XVIII Simposium Internacional sobre el Manzano 14 al 16 de Noviembre de 2012 Cuauhtémoc, Chihuahua, México INTRODUCCION Según FAO (1990), el riego deteriora una superficie de suelo igual a la que entra en servicio bajo irrigación, debido a la salinización y saturación causada por drenaje inadecuado y riego excesivos. Los NFU son un serio problema ambiental por su lenta descomposición, riesgos de incendios y su contribución a la propagación de enfermedades infecciosas y cancerígenas. OBJETIVOS Disminuir la concentración de sales del suelo. Impedir anegamientos (pudrición de raíces) Captación de agua para reutilizarla en riegos. Determinar el efecto del drenaje agrícola con NFU, sobre la salinidad del suelo. MATERIALES Y METODOS Se realizo en 2007-08 y 2008-09 en dos Huertas: Las Macetas: 253 ha con riego tradicional; se implementó el drenaje agrícola con NFU con una extensión de 8.5 Km, distribuidos en una área de 75 has y El Rosario: 570 ha con riego programado con sondas FDR y drenaje natural. En cada huerta se marcaron 20 sitos para la toma mensual de muestras de suelo a las profundidades de 0-30, 30-60 y 6090 cm. Las medidas de conductividad eléctrica (C.E) se realizaron por el método de extracción acuosa en las muestras del suelo, con un probador con sensores de grafito. VOLUMEN AGUA DRENADA EN CICLOS AGRICOLAS 2007-08 Y 2008-09 275 250 Rosario: 1.5 Mm³ Macetas: 1.1 Mm³ 225 200 175 Miles de 150 m³ 125 100 75 50 25 MESES Rosario (Drenaje Natural en 570 ha) Macetas (Drenaje NFU en 253 ha) JU L AG O SE P JU N DI C EN E FE B MA R AB R MA Y JU L AG O SE P OC T NO V JU N DI C EN E FE B MA R AB R MA Y V NO OC T 0 Conductividad Electrica del Suelo 1.80 1.60 1.40 60-90 1.20 Rosario 0-30 Macetas 0-30 Rosario 30-60 1.00 Macetas 30-60 30-60 0.80 Rosario 60-90 Macetas 60-90 0.60 0-30 0.40 0.20 MESES DI C EN E FE B MA R AB R MA Y JU N JU L AG O SE P V DI C EN E FE B MA R AB R MA Y JU N JU L AG O SE P OC T NO V NO T 0.00 OC C.E (dS/m) CONCLUSIONES El drenaje con NFU captó el 13% del volumen total de agua aplicada por riego durante 2007-08 y 2008-09 (1.1 Mm³) y fue rebombeada. Disminuyó los riesgos de salinización ya que favoreció el lavado de las sales perjudiciales acumuladas en el suelo. DRENAJE AGRICOLA (NFU) Red de 8.3 Km 51 MIL NFU (55 % del mpio.) Disminución de C.E (salinidad) y saturación del suelo Reciclaje Recuperación de agua Aprovechamiento Integral del Agua