RESUMEN
La achira (Canna edulis) con su principal derivado, el
almidón, es muy apetecido y cotizado, en la elaboración de productos enlatados, en las industrias farmacéutica, textil, de papelería
y adhesivos; y, en uso medicinal. Es una especie
de gran importancia para la economía de las familias campesinas del
sector sur oriental del cantón Loja (Ecuador). En cuanto a su cultivo
aún se desconocen los elementos
básicos necesarios que permitan hacer una planificación en zonas irrigadas. Por lo antes mencionado, se planteó la presente
investigación denominada: "Determinación de los requerimientos de riego por aspersión en el cultivo de la
achira (Canna edulis) y la influencia
en sus etapas fenológicas en la provincia de Loja" El objetivo general fue determinar los requerimientos hídricos
de la achira, a través del análisis
de la evapotranspiración de referencia y del cultivo, y de la
determinación del coeficiente del cultivo, mediante
la utilización de riego por aspersión. Se aprovechó la presente investigación para conocer la influencia
de las dosis de agua de riego entregada al cultivo
y su rendimiento en almidón; la proyección hecha para una hectárea determinó que cuando se regó con tensiones de 40
centibares se obtuvo 8412,11 kg/ha (185 quintales/ha); con tensiones 30 cbar se logró 8157,03
kg/ha (179,45 quintales/ha); y, con tensiones
de 20 cbar se consiguió
7653,91 kg/ha (168,39
quintales/ha). Se comprobó
que la mejor tensión de humedad
para utilizar en el cultivo de achira
fue la de
40 centibares al haber alcanzado
el mayor rendimiento de 8412,11 kg/ha (185,0 quintales/ha); y mayor
concentración de almidón (14,61%).
Descriptores: Achira; requerimientos; coeficiente; fenológicos; almidón.
ABSTRACT
The achira (Canna edulis) with its main
derivative, starch, is highly sought after and
valued, in the production of canned products, in the pharmaceutical,
textile, stationery and adhesive
industries; and, in medicinal use. It is a species of great importance for the economy
of the peasant families of the south-eastern sector of the Loja canton (Ecuador). Regarding
its cultivation, the basic elements
necessary for planning
in irrigated areas are still
unknown. For the aforementioned, the present investigation was called: "Determination of irrigation
requirements for aspersion of the achira crop (Canna edulis) and its phenological stages". The general objective
was to determine the water requirements
of the achira, through the analysis of the reference evapotranspiration and the crop, and the determination of the
crop coefficient, through the use of sprinkler
irrigation. The present investigation was used to know the influence of
the doses of irrigation water
delivered to the crop and its yield in starch; the projection made for one hectare determined that when it was irrigated
with tensions of 40 centibares, 8412.11 kg
/ ha (185 quintals / ha) was obtained; with
stresses of 30 cbar, 8157.03 kg / ha (179.45
quintals / ha) was achieved; and, with tensions
of 20 cbar, 7653.91 kg / ha (168.39
quintals / ha) was achieved. It was found that
the best moisture tension to use in the cultivation of achira was that of 40 centibars
having achieved the highest yield of 8412.11
kg / ha (185.0 quintals
/ ha); and higher concentration of starch (14.61%).
Descriptors: Achira; requirements; coefficient; phenological; starch.
INTRODUCCIÓN
En los países
de la región andina, existen
muchas especies vegetales que aún son poco conocidas
para la ciencia o subutilizadas por la humanidad
y solo aprovechadas en forma
rudimentaria y en su estado silvestre (Sanchez, 2015). Este es el caso de la Achira (Canna edulis), que pese a conocer
sus múltiples usos de su almidón como ingrediente importante de alimentos elaborados, en enlatados, en la industria
farmacéutica, en textil,
en papelería y adhesivos, no se ha desarrollado adecuadamente.
En la provincia de Loja, el cultivo de achira y su
producto procesado conocido como “chuno”
(almidón obtenido del procesamiento del cormo), es un elemento que tiene gran importancia para la economía de las
familias campesinas del sector sur oriental del cantón Loja, (Caicedo
Guillermo, 1999).
Por su diversidad de aplicaciones, este cultivo nativo
tiene un enorme potencial para su desarrollo
y expansión, (Caicedo. G, 2014). Además, se están desarrollando iniciativas comunitarias interesantes para mejorar su procesamiento y comercialización, (Cáceres
y Camila, 2018)
Desde el punto de vista de riego-motivo del presente
trabajo -, el problema central en las áreas regadas de la provincia de Loja
y del país en general, es que apenas se cubre
un 7% del área cultivable según la Secretaría Nacional del Agua (SENAGUA, 2013), sumándose a ello el inadecuado uso del agua por falta de inversión,
experiencia y conocimiento.
Los problemas más sentidos son: baja eficiencia del riego (FAO, 2016); uso de métodos
de riego inapropiados para las condiciones de irregularidad topográfica;
frecuencias de riego generalmente mayores a los
requerimientos de cultivo; entre otros (Gallardo,
H. 2013).
Para mejorar el uso de agua se requiere generar
información local en base a programas de
investigación; y con los resultados que se vayan obteniendo emprender en
eventos estructurados de
capacitación, sobre temas como: la aplicación del agua en la parcela, el requerimiento hídrico de cada cultivo
según su etapa fenológica, los efectos del agua sobre el rendimiento de los cultivos, la distribución del agua a
nivel de sistema, etc. Adicionalmente,
es indispensable fortalecer las organizaciones de regantes, mejorar la administración de riego, perfeccionar la
infraestructura de riego y poner en marcha planes serios
de manejo de las micro
cuencas, (Cely, Germán. 2010).
Roberto Arcos (2015), la excesiva humedad causa un
desarrollo anormal del follaje y de los
rizomas, presentándose pudrición general de la planta. El requerimiento de agua durante
el periodo vegetativo es de 800 a 1 120 mm bien distribuidos
Bajo estas consideraciones se plantea la presente investigación, la misma que se circunscribe dentro de un sistema de riego
público no transferido, y con un cultivo nativo promisorio del que no se tiene referencias en cuanto a sus
estadios fenológicos ni de sus
requerimientos de agua para obtener rendimientos aceptables. La intención del presente trabajo, es dar los primeros
lineamientos que sirvan para la planificación del riego en la zona de estudio. La investigación se efectuó en el sector Cabrería – Chumberos, barrio La Palmira,
parroquia Quinara, perteneciente al cantón Loja, provincia de Loja
- Ecuador.
La presente investigación planteó determinar los
requerimientos hídricos de la Achira (Canna
edulis,), a través del análisis de la
Evapotranspiración (ETo, ETc) y de la determinación del Coeficiente del cultivo (Kc), mediante la utilización de riego por aspersión, que ayude a programar de manera
eficiente las labores de regadío.
METODOLOGÍA
El trabajo se realizó en el sector Cabrería - Chumberos,
que pertenece al barrio La Palmira,
parroquia Quinara, perteneciente al cantón Loja, provincia de Loja. El área experimental está bajo la influencia del sistema de riego público
La Palmira. Se encuentra
a aproximadamente 65 km de la ciudad de Loja; y a 3 km aproximadamente de la
cabecera parroquial (Véase figura 1).
Figura 1. Ubicación del área experimental
La parcela experimental tiene las siguientes características geográficas y climáticas: Coordenadas UTM, WGS84, zona geográfica 17 Sur:
Coordenada N: 9521930 m y 9521964
m
Coordenada E: 694455 m y 694532 m Área total: 2879,5 m2
Área neta: 1536 m2 (6 parcelas
de 256 m2 cada una) Altitud: 1576 m.s.n.m.
Temperatura media anual: 20ºC (PDYOT, 2011),
clima térmico subtropical (Maldonado N, 2005)
Precipitación media anual: 773,1 mm
Zona agroecológica: bosque seco Pre Montano (b.s.PM)
Tipo de clima: Sabana
Tropical de altura (AwH) (Álvarez,
2014).
Determinación de los
estadios fenológicos de la achira
En base a investigaciones hechas en la localidad y a la
opinión de los agricultores, se escogió
la variedad Morada de achira, que produce la más alta cantidad de almidón (16.6 % de chuno). Esta variedad se
caracteriza por tener hojas con una tonalidad
morada más intensa y flores de color rojo.
Los estadios identificados y adaptados a la escala fueron:
Estadio 0: Brotación de la
yema
Estadio 1:
Desarrollo de las hojas del tallo principal Estadio 2: Formación de brotes laterales
o ahijamiento
Estadio 3: Crecimiento longitudinal del tallo principal. Desarrollo de brotes
Estadio 4: Desarrollo foliar de
los hijuelos
Estadio 5:
Emergencia de la inflorescencia Estadio
6: Floración del tallo principal Estadio 7: Desarrollo del fruto
Estadio 8: Maduración de frutos y semillas
Estadio 9: Senescencia, comienzo
de la dormancia, cosecha.
Determinación de la evapotranspiración de referencia (ETo)
Para determinar la ETo se realizó el cálculo por dos
métodos: el recomendado por la FAO en
su manual 56 de Riego y Drenaje a través del procedimiento de Penman- Monteith; así mismo mediante el ensayo del
tanque evaporímetro clase A. Se adoptó el método combinado
de Penman – Monteith, como el nuevo procedimiento estándar para
la evapotranspiración de referencia…produce valores que
son más consistentes con datos reales
del uso de agua de los cultivos obtenidos mundialmente”, también indica “Los únicos factores que afectan la ETo
son los parámetros climáticos que pueden ser
calculados. Por tanto, ETo es también un parámetro climático
que puede ser calculado a partir de datos meteorológicos. ETo
expresa el poder evaporante de la atmósfera en
una localidad y época del año específicas, y no considera ni las
características del cultivo, ni los
factores del suelo”. Los parámetros requeridos por este método son: temperatura, humedad, velocidad del viento e insolación. Por lo expuesto,
en la presente investigación se utilizó el método antes
mencionado.
Estimación del
valor del coeficiente de cultivo Kc de la achira para las fases de cultivo
definidas por la FAO
Se utilizó la metodología propuesta FAO, en donde se
indica que el Coeficiente de Cultivo
(Kc) es el resultado de la relación entre la evapotranspiración de un cultivo
(ETc) durante una etapa definida,
con la evapotranspiración del cultivo
de referencia (ETo). Se aplicó
la siguiente fórmula:
Donde:
Kc = Coeficiente de cultivo
ETc =
Evapotranspiración del cultivo en análisis ETo = Evapotranspiración del cultivo de referencia
Para la obtención de los valores de ETc se lo hizo
mediante la instalación de un lisímetro,
al mismo que se le sembró plantas de achira en iguales condiciones que el resto del área experimental. Se hizo
monitoreos de acuerdo a los requerimientos y
formatos elaborados.
Determinación de los Requerimientos de Riego del Cultivo
de la Achira
La metodología utilizada para realizar estos cálculos es
la que propone la Organización de las
Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, FAO. Se calculó las necesidades de agua, de acuerdo
a la siguiente expresión:
Donde:
NH= ETo * Kc
También se expresa
como: = ∗
NH = Necesidades hídricas
(mm/década)
ETc = Evapotranspiración del cultivo en análisis
ETo =
Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/década) Kc = Coeficiente de cultivo (según el periodo
década considerado)
Luego se determinó las necesidades de riego; estos
valores son el resultado de la resta de
los valores de las necesidades hídricas de los cultivos y de la precipitación
efectiva determinada (RR = ETc – Pe);
para el presente caso se lo hizo en periodos decadales para todo ciclo de cultivo. Los valores obtenidos, fueron
afectados por la eficiencia de conducción
considerada en 98%, y la eficiencia de aplicación estimada en 75% (valor típico recomendado para el método de
aplicación por aspersión). Estos valores están
expresados en m3/ha y en l/s, tanto para la década correspondiente, como
para el ciclo de cultivo total.
El diseño experimental que se utilizó fue mono factorial
con distribución de bloques al azar, con tres tratamientos y dos repeticiones (figura 19). Los tratamientos estuvieron en relación con la tensión
de humedad del suelo: Tratamiento uno 40 centibares, tratamiento dos 20 centibares, tratamiento tres 30 centibares. La selección de las tensiones de humedad se debió a que se
conoce que el cultivo de la achira es exigente
en humedad, y por otro lado que generalmente todos los cultivos
producen adecuadamente cuando
están sometidos al menor estrés hídrico, y esto sucede cuando se presentan lecturas
en los tensiómetros entre 20 y 40 centibares, (Edward,
Martin
2017). La razón de esta
evaluación es conocer con que requerimientos de agua se logra los
mejores rendimientos de almidón.
El área experimental tuvo las siguientes características:
Unidades experimentales (UE) = 6 (3 bloques y 2 repeticiones) Área
útil de cada unidad experimental = 256 m2
(16 m x 16 m) Distancia entre unidades experimentales = 4.0 m
Distancia entre
plantas =
0.8 m
Distancia entre
hileras =
1.0 m
Distancia entre aspersores =
8,0 m
Área total
de experimentación =
2 879, 5 m2 Área neta de experimentación =
1 536 m2 Variable independiente: Tensiones de humedad
Variable dependiente: Rendimiento de la achira en almidón (chuno)
La forma de los bloques o réplicas del ensayo
experimental tuvieron forma rectangular, para
la orientación de cada bloque se consideró la homogeneidad del mismo. En este tipo de bloques es posible realizar el
análisis de varianza (ANOVA). En los tratamientos descritos se evaluó el efecto de tres tensiones de humedad en la
producción del cultivo de achira,
como variable principal; por lo que se utilizó las fórmulas que se describe en el cuadro
de análisis de varianza.
ANALISIS ESTADISTICO
Con la ayuda del software Microsoft Excel se realizaron los cálculos correspondientes, los mismos que se presentan cuadro 1.
Cuadro 1
ANALISIS ESTADISTICO DE LA PRODUCCIÓN DE ALMIDON DE ACHIRA
|
|
REPLICAS O REPETICIONES
|
SUMA
|
MEDIA
|
|
TRATAMIENTO
|
1
|
2
|
TRATAM.
|
|
1
|
172,85
|
257,85
|
430,70
|
215,35
|
|
2
|
265,97
|
125,91
|
391,88
|
195,94
|
|
3
|
171,28
|
246,36
|
417,64
|
208,82
|
|
SUMA
|
610,10
|
630,12
|
1240,22
|
413,41
|
|
MEDIA UE
|
203,37
|
210,04
|
413,41
|
206,70
|
|
yij
|
yij^2
|
S trat
|
S^2 trat
|
S
repet
|
S^2 repet
|
|
172,85
|
29877,12
|
430,70
|
185,502,490
|
610,10
|
372222,01
|
|
257,85
|
66486,62
|
391,88
|
153,569,934
|
630,12
|
3,970,512,144
|
|
265,97
|
70740,04
|
417,64
|
174,423,170
|
suma
|
769273,22
|
|
125,91
|
15853,33
|
suma
|
513,495,594
|
|
|
171,28
|
29336,84
|
|
|
246,36
|
60693,25
|
|
1240,22
|
272987,20
|
|
|
SUMA
|
1
|
Factor de corrección
|
FC=(G^2)tb
|
G = Gran Total
|
|
|
|
|
|
t = Nº de tratamientos
|
|
|
|
|
|
b= Nº de
bloques
|
|
|
|
|
FC =
|
2,563,576,081
|
|
2
|
Suma de cuadrados total
|
Sy²= Syij² - FC
|
i= tratamiento
|
|
|
|
|
|
j=repetición
|
|
|
|
|
Sy2=
|
1,662,959,393
|
|
3
|
Suma de cuadrados de tratamientos
|
|
|
|
|
|
SCT=((STi²)/b)- FC
|
3,901,889,333
|
|
4
|
Suma de cuadrados de bloques
|
|
|
|
|
|
SCB=((Sbj2)/t)- FC
|
6,680,006,667
|
|
|
ANALISIS DE VARIANZA
|
Desviación Estandar =
|
899,238,704
|
|
|
|
Suma Cuad
Desv =
|
|
|
|
|
|
|
|
bloques# de UE (N)=
|
6,00
|
|
|
2
|
|
# de obs/trat=
|
3
|
|
|
3
|
|
# de obs/repet=
|
2
|
|
|
|
|
SDC Total =
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
Suma de cuadrados del error
|
|
|
|
|
|
SCError=SCTotal-SCTrat- SCBloq
|
|
|
|
|
SCError=
|
1,617,260,493
|
|
6
|
ADEVA (análisis de varianza)
|
|
|
|
FL
|
SC
|
GL
|
CM
|
F calc
0,05 - 0,01
|
F tabul
0,05
|
0,01
|
|
Bloques
|
668,000,667
|
1
|
66,80
|
0,01
|
19
|
|
|
Tratamient
|
390,188,933
|
2
|
195,09
|
0,02
|
19,16
|
|
|
error exp.
|
161,726,049
|
2
|
8086,30
|
|
|
|
|
Total
|
166,295,939
|
5
|
8348,20
|
|
|
|
|
7
|
CV = ((√CME)/ȳ)*100
|
CV=
|
21,75
|
|
8
|
Desviación estandar
|
|
|
|
|
DS =
|
√CMERROR
|
899,239
|
|
9
|
Error estandar de
las medias de
los tratamientos
|
|
|
ESxt=
|
√CMERROR/t
|
|
0
|
|
10
|
Error estandar de
las medias de los bloques o repeticiones
|
|
|
ESxBLOQUES=
|
√CMERROR/b
|
63,59
|
|
|
|
|
|
|
|
OTRAS ESTIMACIONES
%
%
|
CONCLUSIÓN:
|
|
1) Comparando el F calculada 0,01 < F tabulada 19,0, se
determina que entre los BLOQUES O REPETICIONES hechas con cada tratamiento NO HAY DIFERENCIA, o la
DIFERENCIA NO ES SIGNIFICATIVA, por tanto, se acepta la hipótesis de comparación y se concluye
que los bloques
no tienen ningún
efecto en el rendimiento de
la achira.
Las diferencias entre las
medias correspondientes se deben a errores fortuitos.
|
|
2) Comparando el F calculada 0,02 > F tabulada 19,16 se
determina que entre los TRATAMIENTOS NO HAY
DIFERENCIA, o la DIFERENCIA NO ES SIGNIFICANCIA, por tanto, se acepta
la hipótesis de comparación, y se concluye que los tratamientos no tienen ningún
efecto en el rendimiento de la achira.
La diferencia entre
las
medias correspondientes se deben
a errores fortuitos.
|
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Características físico químicas
del suelo
De acuerdo a resultados de los análisis de suelo el 50%
del área experimental tiene una textura
franco arcillo arenosa (FoAcAo), y el otro 50% es de textura franca (Fo). El
área de ensayo tiene un pH de 7,9 que
corresponde a ligeramente alcalino; el contenido de materia orgánica y de nitrógeno
es baja; en tanto que los contenidos
de fósforo (P2O5) y potasio (K2O) son muy bajos.
Fertilización del cultivo
Para el cultivo de la achira no se logró tener
recomendaciones de fertilización por parte del
laboratorio; en bibliografía recomiendan aplicar 12 ton/ha de humus. Con estas limitaciones y buen criterio se aplicó al
cultivo las siguientes cantidades de nutrientes: Humus: 6 ton/ha,
N: 50 kg/ha, P2O5:
50 kg/ha y K2O: 35 kg/ha
Infiltración
Para el caso del suelo del ensayo esta función resultante fue: I cum =
0.118 T0.87 (cm); tiempo (minutos)
Figura 2. Curva de lámina
infiltrada acumulada corregida con la función
I cum = 0.118 T0.87
La ecuación
obtenida para la velocidad de infiltración instantánea es:
I= 6,05T-0.13 (cm/h)
Mientras que la ecuación
de la velocidad de infiltración promedio es:
I= 7,09T-0.13 (cm/h)
El tiempo básico
calculado es de 78 minutos,
en tanto que la infiltración básica es de 0,8
cm/h (8,0 mm/h), dato que corresponde a un suelo franco arcilloso. En el
gráfico siguiente se observa lo mencionado.
Figura 3. Representación gráfica del tiempo
básico y velocidad de infiltración básica
Diseño hidráulico del sistema de riego por aspersión
La tubería de conducción principal y ramales al interior
de la parcela que se utilizó fueron de PVC, unión espiga campana,
los diámetros utilizados y calculados permitieron el paso de un caudal potencial
de 1,5 l/s. Las presiones máximas de trabajo
a las que estuvieron sometidas fueron de alrededor de 44 metros de
columna de agua (mca), - carga
estática - . Las presiones nominales
del material estuvieron entre 0,8 y 1,6
Mega pascales (MPa), que corresponden a las comúnmente encontradas en el comercio
para diámetros entre 50 mm y 25 mm.
La longitud de tubería utilizada para la línea principal
de abastecimiento de agua para el ensayo fue de aproximadamente 126 m de
longitud.
DETERMINACIÓN DE LAS FASES FENOLÓGICAS DE LA ACHIRA
De acuerdo al seguimiento y la escala referencial
utilizada, se puede indicar que la duración
de los estadios fenológicos del cultivo de la achira, para las condiciones de esta investigación fueron los siguientes:
|
Cuadro
2. Duración de los estadios fenológicos, según el seguimiento hecho
al cultivo de la achira.
|
|
Estadios
fenológicos de la achira (escala
BBCH
|
Duración (días)
|
|
Estadio
0:
|
Brotación de la yema
|
8 días
|
|
Estadio
1:
|
Desarrollo de las hojas
del tallo principal
|
91 días
|
|
Estadio
2:
|
Formación de brotes laterales o ahijamiento
|
164 días
|
|
Estadio 3:
|
Crecimiento longitudinal del tallo
principal. Desarrollo de brotes
|
127 días
|
|
Estadio
4:
|
Desarrollo foliar de los
hijuelos
|
87 días
|
|
Estadio
5:
|
Emergencia de la inflorescencia
|
50 días
|
|
Estadio
6:
|
Floración del tallo principal
|
63 días
|
|
Estadio
7:
|
Desarrollo del fruto del tallo principal
|
41 días
|
|
Estadio
8:
|
Maduración de frutos y semillas
|
56 días
|
|
Estadio
9:
|
Senescencia, comienzo de la dormancia, cosecha
|
33 días
|
|
Elaboración:
|
El autor
|
|
ANÁLISIS DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL
(ETo) A TRAVÉS DEL PROCEDIMIENTO DE PENMAN MONTEITH
Para este análisis,
previamente se procesó la información climática diaria generada en la estación INAMHI
– Quinara, relacionados con los parámetros que intervienen en su
determinación; estos son: velocidad del viento a 2 m de
altura, insolación, temperatura y humedad relativa.
Cuadro 3. Valores de ETo (mm/mes) obtenidos por el método de Penman
Monteith para la estación Quinara.
|
FEBR. 2017
|
MARZO 2017
|
ABRIL 2017
|
MAYO 2017
|
JUNIO 2017
|
JULIO 2017
|
AGOST. 2017
|
SEPT. 2017
|
OCT. 2017
|
NOV. 2017
|
DIC. 2017
|
ENERO 2018
|
|
19,76
|
66,70
|
43,73
|
83,41
|
118,01
|
157,44
|
132,55
|
131,13
|
37,23
|
13,85
|
27,17
|
45,97
|
Elaboración: El autor
Para el análisis de la información – durante el ciclo
del cultivo de la achira de este ensayo
específico -, indica que el mes que tuvo mayor ETo para la zona de Quinara fue julio con 157,44 mm/mes, que representó el
18% del total del ciclo; seguido de agosto y
septiembre con 132,55 mm/mes (15,1%),
y 131,13 mm/mes (15%). Este trimestre evapotranspiró 421,12 mm, que representa el 48% del total
anual.
Durante algunos meses que registraron menos
evapotranspiración fueron noviembre con
13,85 mm/mes, febrero con 19,76 mm/mes y diciembre con 27,17 mm/mes. Estos tres meses juntos
suman una ETo de 60,78
mm, que equivale
al 7,8% del total anual
Validación del tanque evaporímetro artesanal con relación
al tanque evaporímetro clase A
Para dar una solución práctica
a los agricultores de la zona bajo la influencia del sistema de
riego La Palmira, se colocaron juntos un tanque evaporímetro clase A y un balde plástico de 15.7 litros de
capacidad. La intención fue conocer la relación que existe entre ambos recipientes, y dar como alternativa de uso
para los agricultores la utilización del evaporímetro artesanal
con fines de reponer la cantidad de agua evaporada.
Figura 4. Correlación de lecturas
entre tanque evaporímetro artesanal y tanque
evaporímetro "clase A"
(*) La lámina evaporada
fue medida en periodos variables de tiempo (entre
uno y tres días).
Por lo expuesto se consideran aceptables los valores
obtenidos de evaporación del tanque
artesanal, se ha determinado un factor de ajuste entre el método de tanque evaporímetro artesanal y los valores del
tanque evaporímetro clase A, el mismo que es
de 0.8874; esto significa que a los valores de evaporación del tanque
evaporímetro artesanal hay que
multiplicar por dicho factor de ajuste para lograr la equivalencia a las lecturas
del tanque evaporímetro clase A.
Uso de la
información del tanque evaporímetro artesanal en la programación del riego
La validación del tanque evaporímetro artesanal resulta
importante, ya que con este procedimiento
sencillo se puede recomendar a los agricultores de la zona donde se realizó el experimento, que puedan
realizar una programación del riego basado en este dispositivo sencillo. Para comprender la aplicación de la misma
se presenta un ejemplo de programación de riego para la fase inicial del cultivo
de la achira.
|
INFORMACIÓN BASICA:
|
|
|
|
|
Capacidad de campo
|
CC
|
22,0
0
|
%
|
|
Punto
de marchitez
|
PMP
|
12,0
0
|
%
|
|
Agua aprovechable
|
AA
|
10,0
0
|
%
|
|
Densidad
aparente
|
Da
|
1,17
|
gr/cm3
|
|
Prof. Raíz
|
Pr
|
12
|
cm
|
|
% agotamiento permisible de humedad
|
40
%
|
|
|
Kp del tanque
|
|
0.7
|
|
|
Eficiencia de aplicación de riego
|
Ea 0.75
|
|
# emisores/m2
|
|
4
|
|
|
Caudal
del emisor
|
1,2
l/h
|
|
|
CÁLCULOS:
|
|
|
|
|
Lámina
aprovechable
|
Ln =
|
5,62
|
mm
|
|
Lámina
bruta de riego
|
Lb =
|
7,5
|
mm
|
Los cálculos realizados indican que cuando la lámina
bruta acumulada de riego esté alrededor de 7,5 mm se debe proceder a suministrar
riego al cultivo.
Determinación
del coeficiente de cultivo (Kc) de la achira-Contenido de humedad del suelo
Para obtener el balance de humedad del suelo, se elaboró
una curva que relaciona el contenido de humedad del suelo en peso versus las lecturas
del tensiómetro, los resultados
obtenidos son los que se muestran a continuación en el cuadro 6 y en la figura 5.
Cuadro 5. Relación entre las lecturas del tensiómetro (centibares) y el contenido
de humedad del suelo
|
Identificación de la muestra
|
Tensión
(cbs)
|
Contenido de humedad (%)
|
|
L
- 4
|
4
|
41,6
|
|
B1-T2-6
|
6
|
43,5
|
|
B1-T2-7
|
7
|
41,0
|
|
B1-T1-8
|
8
|
38,0
|
|
B1-T1-10
|
10
|
33,5
|
|
L-18
|
18
|
29,5
|
|
B1-T2-19
|
19
|
28,8
|
|
L - 30
|
30
|
27,0
|
|
B1-T1-40
|
40
|
21,8
|
|
B1-T2-60
|
62
|
17,4
|
Figura 5. Relación
Tensión - contenido
de humedad
Determinación del coeficiente de cultivo (Kc) de
la achira
En base a datos predeterminados en el ensayo y para las
condiciones puntuales, se ha obtenido
los valores del coeficiente de cultivo para la achira en base al lisimetro, los mismos
que se indica en la figura 6.
Figura 6. Curva de coeficiente de cultivo (Kc) de la achira
Para obtener los valores del coeficiente de cultivo Kc,
se relacionó mediante división los valores de la ETc alcanzada por el método
del lisímetro, y los valores
de la ETo obtenida por el
procedimiento de Penman Monteith utilizado por Gomariz-Castillo 2016; los valores promedios son los que se
encuentran representados en la figura anterior, y que son los siguientes:
·
Fase inicial: 0,66
·
Fase de desarrollo del cultivo: 0,77
·
Fase de mediados de temporada: 0,97
·
Fase final: 0,81
Cálculo de los
requerimientos de riego con la información de ETc generada en el lisímetro
Mediante la utilización del lisímetro, se tienen los
resultados que se reflejan en las figura 7.
Figura 7. Requerimientos hídricos de la achira
durante su ciclo
de cultivo, basados
en la ETc obtenida en el lisímetro.
La figura 7, indica que durante los doce meses que duró
el ciclo de cultivo de la achira para
las condiciones dadas en el presente ensayo – en referencia a la información obtenida del lisímetro -, se estableció que la necesidad de
agua requerida fue de 7427,69 m3/ha (742,77 mm/ha).
En la figura 7, se indica que, descontando los aportes
recibidos por la lluvia efectiva, las necesidades de riego de la
achira fueron de 5543,81 m3/ha (554,38 mm/ha).
Dada la variación climática de la zona en estudio, se
requirió un periodo de tiempo de riego
permanente que cubrió 5 meses, desde mayo a septiembre; el resto de tiempo fue cubierto
por las lluvias caídas en la zona. Durante estos cinco meses el cultivo
consumió 527,17 mm (95%
del total).
Determinación
de los requerimientos de riego, según las lecturas de tensiómetros establecidas en el ensayo
Para los requerimientos de riego del cultivo de la achira,
en esta investigación se planteó hacer
esta faena cuando el tensiómetro marcó 20, 30 y 40 centibares (dos repeticiones), según como consta
en el diseño experimental.
|
Cuadro
7. Fecha de cambios de ubicación de los tensiómetros en
relación
a la profundidad radicular durante
el ciclo de cultivo.
|
|
Profundidad
de colocación de los tensiómetros
(cm)
|
Fecha de
inicio
|
Fecha final
|
Duración
(días)
|
|
0 - 15
|
1 febrero/2017
|
22 abril/2017
|
82
|
|
15 - 20
|
23 abril/2017
|
1 agosto/2017
|
101
|
|
20 - 25
|
2 agosto/2017
|
12
septiembre/2017
|
42
|
|
25 - 30
|
13
septiembre/2017
|
3 octubre/2017
|
22
|
|
30 - 40
|
4 octubre/2017
|
31 enero/2018
|
119
|
|
|
Total
|
|
366
|
|
Elaboración: El Autor
|
|
Para llegar
a determinar los volúmenes reales
aplicados en las unidades experimentales, se hizo la medición del
tiempo que se requirió para que los tensiómetros
ubicados a diferentes profundidades: 10, 15, 20, 25, 30, 40 cm, lleguen
a marcar 4 cbar; el resultado de estas medidas
determinaron los siguientes valores.
Cuadro 8. Tiempo de aplicación del
riego hasta lograr
la disminución de la
lectura del tensiómetro a 4 centibares, a diferentes profundidades.
|
|
|
Cuadro 8.
|
|
|
|
Profundidad de ubicación del
tensiómetro (cm)
|
Tiempo de aplicación del riego (horas)
|
|
|
10
|
2.72
|
|
|
15
|
4.08
|
|
|
20
|
5.44
|
|
|
25
|
6.80
|
|
|
30
|
8.16
|
|
|
40
|
10.88
|
|
|
Elaboración: El Autor
|
|
Para las unidades
experimentales que se les proporcionó riego cada vez que el tensiómetro
llegó a marcar 20 centibares, el cultivo tuvo un requerimiento hídrico de 7305,57 m3/ha (730,56 mm/ciclo), y una
exigencia de riego de 4907,86 m3/ha (490,79 mm/ciclo), durante
todo su ciclo de cultivo.
El número promedio
de riegos proporcionados al cultivo fue de
16, para este caso específico.
La diferencia existente en la cantidad de agua requerida y
suministrada al cultivo en los diferentes tratamientos fue:
·
20 cbar y 30 cbar: 629,21
m3/ha/ciclo (62,92 mm/ha/ciclo)
·
20 cbar y 40 cbar: 943,80
m3/ha/ciclo (94,38 mm/ha/ciclo)
·
30 cbar y 40 cbar: 314,61
m3/ha/ciclo (31,46 mm/ha/ciclo)
Comparando los valores obtenidos con el lisímetro y los
logrados con el uso de los tensiómetros
tenemos que, los del lisímetro tienen mayor semejanza con los obtenidos con los del tensiómetro
a 20
centibares. El resumen
se muestra en el cuadro 9.
|
Cuadro 9. Requerimientos hídricos y de riego
del cultivo de la achira, determinados con diferentes
tensiones de humedad y lisímetro.
|
|
|
Método
|
Requerimientos hídricos
|
Requerimientos de riego
|
|
m3/ha/ciclo
|
mm/ha/ciclo
|
m3/ha/ciclo
|
mm/ha/ciclo
|
|
|
20 cbar
|
7305,57
|
730,56
|
4907,86
|
490,79
|
|
|
30 cbar
|
6676,36
|
667,64
|
4278,65
|
427,89
|
|
|
40 cbar
|
6361,75
|
636,18
|
3964,04
|
396,40
|
|
|
Lisímetro
|
7427,69
|
742,77
|
5543,81
|
554,38
|
|
Elaboración: El Autor
|
|
|
|
EFECTO DEL
MANEJO DE LA TENSIÓN DE HUMEDAD SOBRE EL RENDIMIENTO DE LA ACHIRA
EN PESO DE CORMAS Y EN
PESO DE ALMIDÓN
En cuanto a los rendimientos en peso de cormas y en peso
de almidón se obtuvo del universo de plantas (350 plantas por unidad experimental); los valores por cada bloque y tratamientos se muestran en el siguiente cuadro.
Cuadro 10. Valores de rendimientos del
cultivo de la achira en comparación con los tratamientos de humedad dados.
|
Tratamientos
|
Repetición 1
|
Repetición 2
|
|
Tratamiento 1
|
Peso en corma: 1219,55 kg
|
Peso en corma: 1713,45 kg
|
|
(40 centibares)
|
Peso en almidón: 172,85 kg
|
Peso en almidón: 257,85 kg
|
|
Tratamiento 2
|
Peso en corma: 1748,96 kg
|
Peso en corma: 1265,69 kg
|
|
(20 centibares
|
Peso en almidón: 265,97 kg
|
Peso en almidón: 125,91 kg
|
|
Tratamiento 3
|
Peso en corma: 1632,14 kg
|
Peso en corma: 1848,50 kg
|
|
(30 centibares)
|
Peso en almidón: 171,28 kg
|
Peso en almidón: 246,36 kg
|
Elaboración: El Autor
Con la finalidad de realizar el análisis estadístico se
tomó en cuenta el rendimiento en peso del almidón (chuno).
La hipótesis nula planteada fue que el rendimiento de
almidón de achira es igual en las tres
tensiones de humedad (tratamientos); del análisis estadístico se determina que efectivamente no hay diferencia, por lo tanto, la hipótesis
planteada se acepta.
Con la proyección de la producción media obtenida por
los tratamientos de tensión de humedad, a una hectárea
de cultivo tenemos los siguientes
valores.
T1 (40 cbar): 8412,11
kg/ha (equivalente a 185 quintales/hectárea)
T2 (20 cbar): 7653.91
kg/ha (equivalente a 168,39 quintales/hectárea)
T3 (30 cbar): 8157,03
kg/ha (equivalente a 179,45 quintales/hectárea)
El porcentaje promedio de almidón
obtenido en relación
con el peso de corma (tubérculo), de acuerdo
a los tratamientos dados es:
T1 (40 cbar): 14,61 % (por cada cien libras de corma se recogen
14,61 libras de chuno) T2 (20 cbar):
12,58 % (por cada cien libras de corma se recogen 12,58 libras de chuno) T3 (30
cbar): 11.91 % (por cada cien libras
de corma se recogen 11,91
libras de chuno)
CONCLUSIONES
Con la ejecución de este trabajo se llegó a las siguientes conclusiones:
·
Dentro de la escala general
de la BBCH los estadios fenológicos de la achira
determinados en este experimento y su duración
son:
·
Estadio 0 (brotación de la yema),
8 días.
·
Estadio 1 (desarrollo de las hojas
del tallo principal), 91 días.
·
Estadio 2 (formación de brotes laterales o ahijamiento), 164 días.
·
Estadio 3 (crecimiento longitudinal del tallo principal/desarrollo de brotes), 127 días.
·
Estadio 4 (desarrollo foliar de los hijuelos), 87 días.
·
Estadio 5 (emergencia de la
inflorescencia), 50 días.
·
Estadio 6 (floración del tallo principal), 63 días.
·
Estadio 7 (desarrollo del fruto del tallo principal), 41 días.
·
Estadio 8 (maduración de frutos y semillas), 56 días.
·
Estadio 9 (senescencia, comienzo
de la dormancia, cosecha), 33 días.
Según esta escala no es necesario la terminación de una
fase para el comienzo de la otra,
específicamente en esta especie.
Las etapas de crecimiento según la metodología de la FAO
determinadas para el cultivo de la
achira y con las condiciones de este ensayo fueron: Etapa inicial 57 días;
etapa de desarrollo del cultivo 119
días; etapa de mediados de temporada 100 días; etapa de finales de temporada 89 días. El ciclo total del cultivo duró 365 días.
La Evapotranspiración de referencia determinada por el procedimiento de Penman Monteith durante el ciclo del cultivo,
registró su mayor valor el mes de julio con 5,08 mm/día; éste valor corresponde a la época más seca del año. Los
meses con mayor precipitación registraron los valores de ETo menores;
así: octubre 0,48 mm/día y febrero
con 0,68 mm/día. El valor total de ETo total durante el ciclo del cultivo fue
de 876,95 mm.
Existe baja correspondencia (r = 0.51) entre los valores
de ETo obtenidos por los métodos de Penman Monteith
y los del tanque evaporímetro clase A. En meses lluviosos la ETo del tanque evaporímetro
presentó valores más altos que la ETo de Penman Monteith; y en meses con poca o ninguna
precipitación los resultados se dieron a la inversa.
La diferencia entre ambos métodos fue de 64,19 mm, siendo mayores
los registros totales del tanque evaporímetro clase A.
Para que los valores del tanque evaporímetro artesanal
sean semejantes a los del tanque
evaporímetro clase A, se ha determinado que se requiere multiplicar su registro por un factor de ajuste de 0,8874.
Los valores medios del coeficiente de cultivo determinados
en el ensayo fueron: fase inicial
0,66; fase de desarrollo del cultivo 0,77; fase de mediados de temporada 0,97;
y, fase final 0,81.
A través del análisis de la ETo, ETc y Kc; utilizando el
riego por aspersión, y para las condiciones
dadas en el experimento, se determinó que la necesidad de agua de la achira durante su ciclo de cultivo es de
7427,69 m3/ha; es decir 742,77 mm/ha; y las necesidades de riego fueron
de 5543,81 m3/ha (554,38 mm/ha).
Las demandas hídricas de la achira cuando se utilizó
como referencia máxima 20 centibares
fue de 7305,57 m3/ha (730,46 mm/ha); y una exigencia de riego de 4907,86 m3/ha (490,79 mm/ha). Para cubrir este
requerimiento de riego fueron necesarios 16 riegos.
Las demandas hídricas de la achira cuando se utilizó
como referencia máxima 30 centibares
fue de 6676,36 m3/ha (667,64 mm/ha); y una exigencia de riego de 4278,65 m3/ha (427,87 mm/ha). Para cubrir esta
demanda de riego fueron necesarios 15 riegos.
Las necesidades hídricas de la achira cuando se utilizó como referencia
máxima 40 centibares fue de 6361,75
m3/ha (636,18 mm/ha); y una exigencia de riego de 3964,04 m3/ha (396,40 mm/ha). Para cubrir este
requerimiento de riego fueron necesarios 13 riegos.
Se ha podido determinar que la cantidad y oportunidad de
agua aplicada al cultivo es determinante
para conseguir buenos rendimientos; la cantidad de almidón lograda en todos los tratamientos es superior a la que consigue el productor local.
Para las condiciones dadas en el presente trabajo, se
requirió un periodo de tiempo de riego
permanente que cubrió 5 meses, desde mayo a septiembre; el resto de tiempo fue cubierto
por las lluvias caídas en la zona.
La mejor tensión de humedad para utilizar en el cultivo
de achira fue la de 40 centibares al
haber alcanzado el mayor rendimiento de 8412,11 kg/ha (185,0 quintales/ha); y mayor concentración de almidón (14,61%).
No siendo necesario
utilizar tensiones menores
y por tanto frecuencias de riego más cortas.
Los rendimientos por hectárea alcanzados para todos los
tratamientos son superiores a los reportados en otras regiones
del país y similares a los mejores
rendimientos obtenidos en Colombia.
RECOMENDACIONES
Se debe realizar una investigación similar del cultivo,
haciendo variaciones en la época de
siembra. Al parecer sembrando en el mes de octubre se puede reducir el ciclo de cultivo y posiblemente incrementar la
acumulación de mayor cantidad de almidón en el
corma, ya que se cosecharía
en los meses secos.
Investigar con tensiones de humedad más altos,
posiblemente partir de 40 cbs, 60 cbs y 80
cbs, utilizando el nivel de fertilización aplicado en este ensayo en relación
con los resultados de laboratorio de suelos.
Investigar el nivel de correlación que existe entre los
procedimientos para determinar la evapotranspiración
de referencia para los sectores más representativos de la provincia de Loja; específicamente los métodos de Penman Monteith
versus el del tanque evaporímetro clase A.
Para los diseños de sistemas de riego en donde esté
incluido el cultivo de la achira, se puede
partir con los datos generados en esta investigación. No se cuenta con otra información generada al respecto.
Realizar investigaciones similares, en otros pisos
climáticos, otros tipos de suelo y de forma participativa con los productores.
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