Revista Científica UDO Agrícola Volumen 3.
Número 1. Año 2003. Páginas: 39-46
Evaluación de sistemas de subirrigación y
de aspersión en suelos cultivados con palma aceitera
Evaluation of subirrigation and sprinkling systems
in soils cultivated with palm oil
Barrios, Renny1,
Arteaga Andry2, Florentino, Adriana3 y Amaya, Guillermo2
1Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA).
San Agustín de
RESUMEN
Se
realizaron evaluaciones para determinar el comportamiento de un sistema de subirrigación,
una modificación del sistema de subirrigación y dos sistemas de riego por
aspersión en el suministro de agua a la palma aceitera bajo diferentes
condiciones de suelo. Las evaluaciones se realizaron en las fincas
“Agropecuaria El Zamuro”, “Agropecuaria El Águila” y “Agropecuaria Viboral”
ubicadas en el municipio Maturín, estado Monagas. Se evaluó la
distribución de agua en el sentido longitudinal y a través del perfil del
suelo. Se determinó que el sistema de subirrigación tiene poca influencia sobre
el contenido de humedad en los estratos superficiales debido a limitaciones
intrínsecas de los suelos que impiden el movimiento del agua. La introducción
de canales terciarios al sistema de subirrigación mejora la distribución de
agua tanto en el sentido horizontal como en el vertical. Los sistemas de riego
por aspersión presentes en las plantaciones comerciales del estado Monagas
tienen una eficiencia muy baja, lo cual se atribuye a fallas en el diseño y
operación de los mismos. El sistema de riego con aspersores de tres boquillas
aporta mayor cantidad de agua en lugares ubicados cerca de la base de la palma
aceitera; mientras que el sistema con aspersores giratorios distribuye el agua
con mayor uniformidad en la superficie del suelo, con mayor acumulación en
lugares donde ocurrió solapamiento entre aspersores.
Palabras Clave: Déficit hídrico, irrigación, eficiencia de aplicación,
uniformidad de distribución.
ABSTRACT
Evaluations were carried out
to determine the behavior of a subirrigation system, a modification of the
subirrigation system and two sprinkling systems on the supply of water to the
palm oil under different conditions of soil. The evaluations were realized in
the farms “Agropecuaria El Zamuro”, “Agropecuaria El Águila” y “Agropecuaria
Viboral” located in the municipality Maturin, state Monagas. The distribution
of water was evaluated in the longitudinal sense and through the profile of the
soil. It was determined that the subirrigation system has low influence on the
content of water in the superficial strata due to intrinsic limitations of the
soil that impede the movement of water. The introduction of tertiary channels
to the subirrigación system improved the distribution of water in the
horizontal and vertical sense. The sprinkling systems present in the commercial
plantations of the state Monagas has a very low efficiency, which was
attributed to deficiencies in the design and operation. The sprinkling system
with emissors of three mouthpieces supplied bigger quantity of water in places
located near the base of the palm oil, while the system with gyratory emissors
distributed the water with more uniformity in the surface of the soil with more
accumulation in places where overlapping
happened.
Key Words: Water deficit, irrigation, efficiency of application,
uniformity of distribution.
INTRODUCCIÓN
El cultivo de la palma
aceitera en Venezuela se ha desarrollado bajo condiciones limitantes de suelo y
clima. Debido a su impacto sobre la productividad, el agua constituye el factor
más limitante para la producción, ya que controla la temperatura interna,
participa en los procesos bioquímicos incluyendo la fotosíntesis, es un medio
de solubilidad, absorción y transporte de nutrimentos del suelo, transporta
productos de la fotosíntesis y procesos metabólicos y es constituyente esencial
del soporte de los tejidos celulares (turgencia).
Por otro lado, los
requerimientos de agua en palma de aceite no son constantes ni únicos y por lo
tanto para calcularlos es necesario tomar en cuenta la capacidad de
almacenamiento del suelo en la zona de las raíces, la disponibilidad de agua al
alcance de las palmas y los requerimientos de agua para procesos fisiológicos y
físicos (Granada, 2001).
El riego en la palma
aceitera permite estabilizar y aumentar la producción, proporcionar mayor
altura de las plantas en comparación con las no regadas, distribuir en forma
heterogénea el sistema radical con alta concentración de raíces finas
(absorbentes) hacia la zona húmeda, mayor precocidad en la producción de frutas
en áreas regadas comparadas con áreas no regadas y aumentar el rendimiento
alrededor de 10 % (Prioux et al, 1992; García y Briones, 1997; Lascano y
Munevar, 2000).
Debido a las exigencias
económicas que implica la práctica de riego, se hace necesario la realización
de evaluaciones que permitan cuantificar los beneficios económicos que se
obtienen, en función de los costos de implementación de diferentes alternativas
de riego en las plantaciones comerciales de palma aceitera y de los incrementos
de productividad que se originen.
Dado el patrón de
distribución unimodal de las precipitaciones que caracteriza a la región
tropical, las zonas productoras de palma aceitera cuentan con excesos de agua
superficial en algunas épocas del año y con déficit hídrico marcado en otras
épocas, lo cual obliga a la realización de prácticas de riego y drenaje para
lograr un desarrollo adecuado del cultivo.
En el estado Monagas la
precipitación anual se concentra en un periodo de
Bajo este criterio, en
las plantaciones comerciales de palma aceitera del estado Monagas se ha
instalado una infraestructura de riego de
En tal sentido, en el
presente trabajo se plantea la evaluación de sistemas de subirrigación y de
aspersión en cuanto al aporte y distribución de agua a la palma aceitera, considerando
diferentes condiciones de suelo a fin de identificar limitaciones en el
desarrollo de sistemas de riego y sugerir alternativas para enfrentar tales
situaciones.
MATERIALES Y MÉTODOS
Las evaluaciones se
condujeron en las plantaciones comerciales de palma aceitera de la empresa
Palmas de Monagas C.A. (PALMONAGAS, C.A.), correspondientes a las fincas
“Agropecuaria El Zamuro”, “Agropecuaria Viboral” y “Agropecuaria El Águila”,
ubicadas en el Municipio Maturín del estado Monagas. En esta región el clima
está clasificado como Bosque Húmedo Tropical, con una temperatura media anual
de 27,3o C, la precipitación es del orden de
Sistemas de subirrigación
Las evaluaciones se realizaron en la
finca “Agropecuaria El Zamuro”, bajo suelos clasificados como Typic Plinthudults (Francosa
fina/plintita, mixta, isohipertérmica), con un estrato plintítico de
profundidad variable (
El sistema de subirrigación está
constituido por canales trapezoidales de
A dicho sistema se le introdujo una
modificación que consiste en la construcción de un canal derivado del canal
secundario, con un talud de 45o, y profundidades que oscilan entre
30 y
Se realizó un muestreo a diferentes
profundidades donde se evaluó el contenido volumétrico de humedad del suelo, de
acuerdo a la metodología descrita por Pla (1983). Para efectuar el muestreo se
trazaron cinco transectas de
Para efectos de comparación, los datos
fueron agrupados y promediados de acuerdo a la distancia de separación de los
canales secundarios de riego, y se procedió a graficar el contenido de humedad
a través del perfil.
Sistemas de aspersión
La evaluación de los
sistemas de riego por aspersión se realizó en las fincas “Agropecuaria Viboral”
con aspersores giratorios de una boquilla, y en la finca “Agropecuaria El
Águila” con aspersores fijos de tres boquillas.
Para la finca
“Agropecuaria Viboral” los suelos son clasificados como Histic tropaquepts (Inceptisol), francosa fina, mixta y ubicados
dentro del paisaje de terraza media plana del río Guarapiche. En el caso de la
finca “Agropecuaria El Águila” los suelos están clasificados como Aquic Udifluvents (Entisol), francosa
fina, mixta y ubicados dentro del paisaje de terrazas aluviales del río Guanipa
(Pérez, 1996).
En el Cuadro 1 se
describen las características de diseño y operación de los sistemas de riego
por aspersión evaluados. Cabe destacar que la principal diferencia entre los
sistemas de riego viene dada por las características del emisor utilizado.
|
Cuadro 1. Características
de diseño y operación de los sistemas de riego por aspersión empleados en las
Agropecuarias Viboral y El Águila en el Estado Monagas. |
||
|
Parámetro |
Inceptisol |
Entisol |
|
Tubería de la bomba (mm) |
160 |
250 |
|
Tubería principal (mm) |
142 |
90 |
|
Tuberías laterales (mm) |
71 |
32 |
|
Altura de los elevadores (cm) |
45 |
45 |
|
Presión de trabajo en el filtro
(KPa) |
467 |
576 |
|
Presión de trabajo en el
subcabezal (Kpa) |
260 |
360 |
|
Espaciamiento entre aspersores
(m) |
13,5 |
13,5 |
|
Espaciamiento entre ramales (m) |
15,6 |
16 |
|
Tipo de aspersor |
Giratorio
(1 boquilla) |
Fijo (tres
boquillas) |
|
Presión de operación (KPa) |
200 |
200 |
|
Caudal (L/h) |
315 |
360 |
Para efectos de
evaluación se seleccionó un área representativa con 4 aspersores, ubicada en la
zona central del bloque de riego. Se utilizaron 72 pluviómetros ubicados en
cuadrículas de 2 x
Al finalizar la prueba de
90 minutos de duración, los aspersores se cubrieron nuevamente y se midieron
los volúmenes recogidos en los pluviómetros dentro del área de evaluación. De
igual manera, se calcularon las láminas (cm) captadas y las tasa de aplicación
(cm/h) para cada pluviómetro y se corrigieron de acuerdo a la evaporación
medida fuera del área de evaluación, procediendo posteriormente a ordenar los
valores de acuerdo a coordenadas norte - este para graficar la distribución
espacial de la lámina de agua aportada por el sistema de riego y para el
análisis de los resultados.
Para efectuar las
comparaciones se calcularon los parámetros tradicionales asociados a la
eficiencia de sistemas de riego por aspersión, como lo son: coeficiente de
uniformidad, eficiencia de aplicación y eficiencia de distribución según
metodología descrita por Christiansen (1942) y ASCE (1978). Adicionalmente se
realizó un análisis de la distribución espacial de las láminas de agua
recogidas en los pluviómetros utilizando kriging como sistema de interpolación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Sistemas de Subirrigación
En el caso del sistema de
riego original, se observa que el contenido de humedad en el perfil desciende a
medida que el punto evaluado está más alejado del canal de riego. En
Se evidenciaron
diferencias en la distribución del agua de riego, donde los estratos más profundos
muestran mayores contenidos de humedad que los superficiales, lo cual se
atribuyó a las diferencias en el contenido de arcilla con la profundidad,
situación típica de este tipo de suelos debido a la formación del horizonte
argílico. Sin embargo, los bajos contenidos de humedad en los estratos
superficiales (
Al examinar el
comportamiento del patrón de humedecimiento de los suelos bajo la modificación
introducida al sistema de riego, se observan ciertas similitudes con el sistema
de riego original, las cuales son debidas a las propiedades intrínsecas del
suelo. Al igual que en el caso anterior, el bajo contenido de humedad en los
estratos superficiales en el Ultisol indican la existencia de limitaciones al
movimiento del agua en el sentido vertical y se convierten en un impedimento
para el suministro adecuado de agua.
Trabajos realizados por
Barrios y Florentino (2001) sobre este tipo de suelo demostraron que existe una
serie de impedimentos físicos para la utilización del sistema de subirrigación,
debido a la presencia de capas compactadas que limitan el movimiento ascendente
del agua y a las pérdidas por percolación debido a la alta conductividad
hidráulica del estrato de plintita considerado impermeable en el diseño del
sistema de subirrigación.
El comportamiento de las
curvas refleja que la introducción de canales de riego al sistema original,
mejora enormemente la distribución de agua en el suelo, tanto en el sentido
horizontal como a través del perfil, lo cual se evidencia en valores más
elevados de humedad en todos los estratos en comparación al sistema de riego original
(Figuras 1a. y 1b.). Por otro lado, con la construcción de canales terciarios
se está conduciendo agua hasta el punto medio de separación entre las palmas de
las hileras más alejadas de los canales secundarios, con lo cual se garantiza
que habrá humedad disponible a distancias relativamente cercanas a cada planta.
También es importante
considerar que la mayor proporción de raíces absorbentes de la palma aceitera
se ubican en los estratos superficiales, a profundidades inferiores a
Comportamiento de sistemas de aspersión
Las evaluaciones
tradicionales de sistemas de riego por aspersión demostraron la baja eficiencia
de los sistemas de aspersión evaluados. Para el sistema de aspersores fijos de
tres boquillas, el coeficiente de uniformidad fue de 9%, la eficiencia de
distribución y la eficiencia de aplicación del sistema se ubicó en 1%, mientras
que para el sistema de aspersores giratorios se obtuvieron 39%, 3% y 1%
respectivamente, los cuales son considerados muy bajos de acuerdo a las
recomendaciones para la mayoría de los cultivos
con altas demandas de riego. Chistiansen (1942) y ASCE (1978) consideran
valores aceptables de coeficiente de uniformidad y eficiencia de distribución
superiores a 85%.
González (2000), en
evaluaciones de sistemas de riego en palma aceitera utilizando aspersores
giratorios, bajo las mismas condiciones de operación descritas para suelos
inceptisoles, también encontró una eficiencia muy baja, con coeficientes de
uniformidad entre 55 y 65%, uniformidad de distribución entre 40 y 50% y
eficiencia de aplicación entre 30 y 40%; destacando que las presiones de
operación, y en consecuencia, el caudal descargado, estaban por debajo de lo
recomendado por el fabricante.
Al analizar la
distribución espacial de la lámina de agua aportada por los sistemas de riego
(Figura 2), se observó que varían de acuerdo al tipo de aspersor utilizado. Los
aspersores fijos tres boquillas de 120° suministran agua en forma localizada a
tres plantas de palma de aceite, estas boquillas pueden ser graduadas para
dirigir el agua hacia la zona de interés. En el caso de los aspersores
giratorios se evidenció mayor superficie de suelo humedecida y la distribución
de las láminas aplicadas en toda el área de estudio fue más uniforme.
La potencialidad del uso de
aspersores fijos de tres boquillas radica en que el operador del sistema de
riego puede regular la dirección del agua emitida para mayor aprovechamiento
por parte de la planta, lo cual sería de gran utilidad en plantaciones jóvenes
donde el sistema radical es poco extenso. De esta forma, se puede limitar el
área humedecida, lo que permite un uso más eficiente del agua, principalmente
en suelos del estado Monagas donde la capacidad de retención de agua y
nutrientes es muy baja, que a su vez favorecería el crecimiento vigoroso de la
palma al limitar la competencia con el complejo de malezas.
Como desventaja puede
señalarse el hecho de que la lámina de agua aplicada en lugares cercanos al
platón puede superar la velocidad de infiltración del suelo y afectar en forma
negativa las raíces de la planta al existir exceso de agua, además de favorecer
el crecimiento de malezas. En tal sentido, se hace necesario realizar un manejo
adecuado del sistema de riego de manera que permita aplicar las cantidades de
agua para cubrir las necesidades hídricas del cultivo.
La distribución espacial
más uniforme de las láminas de agua aplicadas por el sistema de riego de
aspersores giratorios garantiza una mayor superficie humedecida, situación que
es muy favorable en plantaciones adultas donde el sistema de raíces es
superficial. Al existir mayor superficie humedecida puede favorecer el
crecimiento y desarrollo de malezas principalmente en palmas jóvenes. Esta
competencia es poco marcada en plantaciones de palma aceitera adultas debido a
su gran crecimiento y desarrollo radicular, el cual se extiende en forma
paralela a la superficie del suelo y en donde las malezas se ven afectadas por
la sombra que genera el dosel del cultivo.
CONSIDERACIONES FINALES
En vista de la distribución
general del sistema radical de la palma aceitera descrito por Jourdan y Rey
(1997) y a las similitudes encontradas por Barrios (1998) en plantaciones
comerciales de palma aceitera del estado Monagas, donde se señala que la mayor
proporción de raíces absorbentes se encuentra en los primeros
Los trabajos realizados por
Barrios (1998) y Barrios y Florentino (2001) indican la necesidad de la
aplicación del agua en forma superficial, lo cual implica el uso de sistemas de
aspersión o de gravedad a través de canales superficiales. No obstante, de acuerdo a
los parámetros tomados en cuenta en las evaluaciones tradicionales de riego por
aspersión, los sistemas estudiados tienen una eficiencia muy baja.
La
potencialidad de los sistemas de aspersión varía de acuerdo a la edad de la
planta. En tal sentido, en etapas jóvenes del cultivo sería adecuado utilizar
aspersores fijos de tres boquillas para aplicar el agua en forma dirigida si
exceder la velocidad de infiltración de los suelos a fin de garantizar la
satisfacción de los requerimientos hídricos de la planta y limitar el desarrollo
de malezas, y en la medida que el sistema radical del cultivo se extienda,
cambiar a aspersores giratorios que distribuyan el agua de una manera más
uniforme.
CONCLUSIONES
1.
El sistema de subirrigación tiene poca influencia sobre
el contenido de humedad en los estratos superficiales donde se concentra la
mayor proporción de raíces absorbentes de la palma aceitera, debido a
limitaciones intrínsecas de los suelos que impiden el movimiento del agua de
acuerdo a los principios de diseño del sistema.
2.
La introducción de canales terciarios al sistema de
subirrigación mejora la distribución de agua tanto en el sentido horizontal
como en el vertical, y representa una alternativa para mejorar la
infraestructura de riego existente en las plantaciones comerciales.
3.
De acuerdo a los parámetros tradicionales de evaluación
de eficiencia de sistemas de riego por aspersión, los sistemas presentes en las
plantaciones comerciales del estado Monagas tienen una eficiencia muy baja, lo
cual se atribuye a fallas en el diseño y operación de los mismos.
LITERATURA CITADA
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