Bases para la determinación de las necesidades hídricas del

cultivo del calafate in situ, para su adaptación al manejo agronómico.

Ministerio de Agricultura, Instituto de Investigaciones Agropecuarias - INIA Kampenaike - INFORMATIVO N° 79

1Marzo de 2018

Alejandro Ojeda, Claudia Mc Leod, Karina Águila, María Teresa Pino.

El Calafate (Berberis microphylla G.Forst), es un arbusto que crece hasta una altura de 1,5 a 2,0 m. Tiene muchas ramas arqueadas, cada una cubierta con agujas tripartitas y con hojas de color verde oscuro brillante. Posee flores amarillas de hasta 1 cm de diámetro, solitarias y pedunculares. Sus frutos son bayas de hasta 1 cm de diámetro, carnosos, globosos y de color negro-violáceo con alto contenido de polifenoles y capacidad antioxidante. Se Distribuye en Chile desde Curicó (34 ° 59’0 “Lat S) hasta Tierra del Fuego (53 ° 28’33” Lat S), también en Argentina. Sin embargo, su mayor expresión en términos de diversidad se concentra en las regiones de Aysén y Magallanes.

Para lograr determinar los requerimientos hídricos del calafate, es necesario la realización de los cálculos preliminares con base en los antecedentes recopilados del hábitat en los cuales se desarrolla.

Bajo el marco del programa “Recuperación y Explotación del Calafate en la Región de Magallanes” (FONDEMA BIP 30136585-0), se han escogido tres sectores de estudio,

El Chingue - comuna de Torres del Paine, Isla Riesco - comuna de Rio Verde e INIA Kampenaike - comuna de Laguna Blanca. Los dos primeros porque representan los mejores frutos evaluados, e INIA por contar con una unidad de ecotipos en donde se realizan los primeros trabajos de manejo agronómico.

A continuación se detalla el trabajo realizado en la unidad experimental describiendo los conceptos evaluados y los resultados obtenidos.

Parámetros hídricos para la determinación de la humedad en suelo. El rango óptimo de contenido del agua del suelo para el crecimiento de las plantas generalmente se fija sobre criterios basados en la humedad aprovechable del suelo, HA o también conocida como agua disponible total ADT. El límite superior de la ADT se asocia con la capacidad de campo (CC), y el límite inferior, con el porcentaje de marchitez permanente (PMP). El agua no se encuentra disponible para las plantas en todo el rango de ADT (requiere de un gasto adicional de energía para poder extraerla), por lo cual se debe regar sólo cuando se agota una fracción de ADT, cantidad de agua que se denomina agua fácilmente aprovechable (AFA) o umbral de riego (UR).

Introducción

PRIMA IN TERRA CHILENSIS

Imagen 1: Representación del agua disponible en un perfil de suelo.

2 Marzo de 2018

Capacidad de Campo (CC)

Imagen 2: Pretil de 1 x 1 m para la determinación % humedad a CC.

Imagen 3: Método del cilindro, a) hincado del cilindro b) retiro y sellado en envases de aluminio c) secado al horno a 105°c por 48-72 horas.

Se define como la cantidad de agua retenida en un suelo después que el excedente de agua se haya drenado y que la tasa de drenaje sea prácticamente nula, lo que se obtiene normalmente dos a tres días posteriores a una lluvia o riego en suelo permeable y textura uniforme. En suelos con textura gruesa el drenaje del agua cae rápidamente, mientras que en suelos más finos la distribución del agua continúa por un número mayor de días. Sin embargo, el concepto de CC es aceptado como un criterio práctico y útil para fijar el límite superior de humedad aprovechable. Éste se expresa normalmente en porcentaje en base a masa (g de agua por g de suelo seco).

Una forma de determinar este valor es un método de terreno, el cual consiste en apretilar un área de 1 x 1 m al cual se le aplica por inundación agua en cantidad suficiente para mojar todo el perfil de suelo (unos 120 a 150 litros). Una vez que filtra, se cubre la zona con polietileno para evitar la evaporación, y al cabo de un

mínimo de dos a tres días se toman muestras de suelo a distintas profundidades mediante el método de los cilindros de volumen conocido. Éstos se hincan en el suelo hasta completar el volumen, posteriormente se determina el peso húmedo y son llevados al horno de secado a 105 °C, hasta obtener peso constante (48-72 horas aproximadamente), observando que las muestras no se quemen, sobre todo las que poseen contenido mayor de materia orgánica.

3Marzo de 2018

Dap g / cm3

ArenosoFranco ArenosoFrancoFranco ArcillosoArcillo ArenosoArcilloso

1,55-1,801,40-1,601,35-1,501,30-1,401,25-1,351,20-1,30

6-1210-1818-2623-3127-3531-39

CC % PMP %

El porcentaje ha sido definido clásicamente como “el contenido de humedad en la zona radicular del cultivo al cual la planta no puede recuperar su turgencia si ella es colocada en una atmósfera saturada de humedad durante 12 horas”. Este contenido de humedad se observó que estaba asociado a valores de potencial mátrico del suelo de -1000 KPa y -2000 KPa (-1.5 MPa y 2 MPa), usándose un valor promedio de -1500 KPa.

El término densidad refleja la cantidad de masa que ocupa un volumen determinado, expresado en g/cm3. La Dap, al igual que la textura influye en la retención de humedad del suelo y en la profundidad radicular que pueden desarrollar los cultivos. En un suelo arenoso la densidad es alta, mientras que en un arcilloso es baja, siempre que este

Tabla 1: Densidad aparente, capacidad de campo y punto de marchitez permanente según textura.

Fuente: Israelsen y Hansen 1979.

Dap g / cm3

2-64-8

6-1012-1514-1816-20

Punto de Marchitez permanente (PMP)El contenido de humedad a PMP, al igual que la CC, se expresa en porcentaje en base a masa (g de agua por g de suelo seco). En términos prácticos para un suelo franco el valor de PMP se estima a partir de CC, dividiendo su valor en dos (CC/2), o a través de la siguiente formula en donde PMP=CC * 0,74 -5 (Silva et al., 1988).

último no se encuentre compactado.

A continuación se detallan las densidades aparentes, porcentajes de capacidad de campo y punto de marchitez permanente en valores gravimétricos para las distintas texturas de suelo.

Densidad Aparente (Dap)

Sistema de monitoreo

Imagen 4: Sonda capacitiva, datalogger y recolección de datos, mediante programa data trac.

En este estudio el sistema de monitoreo utilizado para el control de humedad en suelo es el de sondas capacitivas o FDR (Frequency Domain Reflectometry), de la marca Decagon®, que basan su medición en la constante dieléctrica del suelo.

Resultados y ejemplo de cómo calcular los parámetros hídricos. La unidad experimental de INIA Kampenaike, se ubica a 60 km al norte de la ciudad de Punta Arenas sobre la ruta Ch 255.Las muestras fueron tomadas en calafates manejados bajo túnel con cubierta de malla antiáfidos, cuyo suelo corresponde a una textura franco arcillo arenoso.

En primer lugar se determinó la capacidad de campo de forma gravimétrica mediante la siguiente formula:

HP%CC= (Peso fresco a CC – Peso Suelo Seco) / Peso Suelo Seco * 100

HP: humedad gravimétrica.

En la siguiente tabla se muestran los valores de capacidad de campo para 5 muestras tomadas mediante el método del cilindro a una profundidad de 30 cm.

Tabla 2: Capacidad de campo gravimétrica para un suelo franco arcillo arenoso.

Otro valor a determinar fue el punto de marchitez permanente, el cual se obtiene de la siguiente formula:

HP%PMP = H% CC * 0,74-5 (Silva et al., 1988)

Para este caso se obtuvo un valor de HP%PMP = 14 %.

Estos valores al ser gravimétricos se deben trasformar a valor volumétrico (g/cm3), para ello se requiere conocer la densidad aparente (Dap), de las muestras tomadas.

Peso Suelo Húmedo (g)

ABCDE

100,798,6

115,7115,2117,6

76,677,793,793,395,4

PROMEDIO

Peso Suelo Seco a las 72 horas (g)

Capacidad de Campo gravimétrica(HP)Cilindro

31,5%26,9%23,5%23,5%23,2%25,7%

4 Marzo de 2018

Tabla 3: Densidad aparente para un suelo franco arcillo arenoso.

Por tanto HP% CC 25,7 x 1,2 g/cm3, da como resultado una HV%CC de 30,8 %, lo que equivale a la humedad del suelo en volumen.

HV: humedad en volumen.

La humedad en volumen es equivalente a mm de agua por cada 10 cm de profundidad de suelo. Para el caso del suelo de Kampenaike se obtuvo 30,8 mm cada 10 cm de profundidad de suelo. Esto quiere decir que se obtiene 30,8 mm en 100 mm de profundidad al pasar de % a mm.

El PMP también debe transformarse a volumen multiplicándolo por la Dap, obteniendo como resultado HV%PMP de 16,8.

Por lo tanto para determinar el agua disponible total (ADT) en los 30 cm de suelo la fórmula a utilizar es la siguiente:

ADT = HV% CC – HV% PMP

Dando como resultado 30,8% - 16,8% = 14 % lo que equivale a 14 mm en 10 cm, por tanto en los 30 cm existen disponibles 42 mm.

Este volumen de agua disponible es todo lo que puede ser extraído del suelo, pero antes que llegue a PMP, la extracción se dificulta y comienza el cultivo a utilizar sus mecanismos de defensa como el cierre de sus estomas. Esto impide la deshidratación de la planta, pero significa una disminución del rendimiento.

Para ello existe lo que se conoce como Agua fácilmente aprovechable (AFA) o umbral de riego (UR), en el cual la planta puede extraer agua sin restricción, constituyendo agua fácilmente disponible.

Se considera como UR la mitad de la diferencia entre la CC y el PMP, por tanto para este caso se obtiene un valor

de lámina neta de 21 mm.

Un riego correcto consiste en dejar que la planta consuma 21 mm en los 30 cm, y entonces aplicar una lámina neta de 21 mm nuevamente.

En término de porcentaje volumétrico el UR corresponde al 23,8 % obtenido de la siguiente formula:

UR = (CC – PMP) / 2 + PMP

Estas plantas de calafates bajo túnel, están establecidas en sistemas de camellón con 2 tuberías de goteo de 2 litros por hora, cada 30 cm, dando como promedio 8 goteros por m2. Por tanto en una hora de riego esto equivale a 16 L/m2, es decir 16 mm. Por tanto para reponer la lámina neta de 21 mm se necesita de un tiempo de riego (TR) de 1 hora y 18 minutos. La frecuencia de riego estará definida por el tiempo de agotamiento de esta lámina neta.

En resumen se obtiene una CC de 30,8 % con un PMP de 16,8% y UR de 23.8%.

En el siguiente gráfico es posible apreciar tres situaciones que son muy claras, a comienzo de temporada el criterio de riego entre septiembre y diciembre fue regar poco tiempo pero más frecuente lo que sin duda fue un gasto adicional de agua, ya que siempre se mantuvo a CC no dejando agotar la lámina neta por completo. Sin embargo, con la realización de los cálculos anteriormente desarrollados, fue posible hacer un uso más eficiente del recurso hídrico aumentando los tiempos de riego a 1 hora y permitiendo agotar la lámina neta con frecuencias cada 6 a 7 días, dependiendo de las condiciones climáticas. Hacia fines de temporada marzo/abril, ya no es necesario el riego, ya que las condiciones de invierno con bajas temperaturas, disminución de la velocidad del viento y el aumento en la humedad relativa, permiten mantener los niveles de humedad en suelo a CC en forma natural.

Cm3 del cilindro

ABCDE

71,372,472,971,973,3

76,677,793,793,395,4

PROMEDIO

Peso Suelo Seco a las72 horas (g)

Dap(g/cm3)Cilindro

1,071,071,31,31,31,2

5Marzo de 2018

6 Marzo de 2018

Año 2018INFORMATIVO Nº 79

Este informativo es parte del Programa FONDEMA “Recuperación y explotación del calafate en la región de Magallanes” Código BIP30136585-0 Permitida la reproducción del contenido de esta publicación citando fuente y el autor.Comité Editor: Adriana Cárdenas y Claudio PérezINIA KAMPENAIKEAngamos 1056 – C.C. 277 – Teléfono (56) 612242322 – Punta Arenas, ChileFacebook: www.facebook.com/iniakampenaikeTwitter: @inia_kampenaike

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Entonces, se puede señalar a priori, que para los 7 meses (Sept-Marzo) de requerimientos hídricos, con una reposición de 21 mm (1 hora y 18 minutos) cada 8 a 10 días (obtenidos a través del uso de las sondas capacitivas), da como resultado un requerimiento hídrico que va del orden de los 450 a 550 mm (450-550 litros por m2)

ConclusionesEstos datos permiten ir esbozando los requerimientos hídricos del cafalate de acuerdo al tipo de suelo en el cual habita, entregando como resultado las tasas de riegos a aplicar (TR) y la frecuencia de éstos (FR).

La determinación en terrero de la CC, PMP y UR, mediante el método de los cilindros de volumen conocido y el apretilar el suelo, son herramientas de fácil acceso para tener datos reales del comportamiento hídrico del perfil de suelo.

Las sondas capacitivas representan la metodología de monitoreo de humedad de suelo que permite mantener un control preciso de los tiempos y frecuencias de riego logrando mantener los niveles de humedad entre valores de capacidad de campo y umbral de riego.

ReferenciasFerreyra E., Raúl, Gabriel Sellés Van Sch. 2013. Manuel de riego para frutales: uso eficiente del agua de riego y estrategias para enfrentar períodos de escasez. 319 p. Boletín n° 278. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centros Regionales de Investigación La Platina y la Cruz. Santiago, Chile.

Garcia Petillo, M.; Puppo, L.; Hayashi, R.; Morales, P. 2012. Metodología para determinar los parámetros hídricos de un suelo a campo. Facultad de Agronomía. Universidad de la Republica, Facultad de Agronomía, Departamento de Suelos y Agua. Montevideo, Uruguay.

programa DataTrac.

Imagen 6: Gráfica con los datos recopilados mostrando los porcentajes de humedad durante un período de tiempo.

Variación del Porcentaje de humedad en suelo para el Cultivo de Calafates (Septiembre 2016 - Julio 2017) - INIA Kampenaike

15,0017,0019,0021,0023,0025,0027,0029,0031,0033,0035,00

septiembre-16 octubre-16 noviembre-16 diciembre-16 enero-17 febrero-17 marzo-17 abril-17 mayo-17 junio-17 julio-17 agosto-17%HV %HVCC %HVUR %HVPMP

Gráfico 1: Gráfica con los datos recopilados mostrando los porcentajes de humedad durante un período de tiempo.