estimación de la evapotranspiración actual en un cultivo de

 ESTIMACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN ACTUAL EN UN CULTIVO DE SOJA EN
LA ZONA SEMIÁRIDA DE LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES USANDO EL MODELO
DEL COCIENTE DE BOWEN Y LA ECUACIÓN DE PRIESTLEY-TAYLOR.
M.D. Cargnel*, L.A. Orchansky, R.E. Brevedan
Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Complejo Palihue,
Depto.Agronomía, UNS (San Andrés 850), B8000FWB- Bahía Blanca, Argentina. Tel/Fax: +54
(0291) 4566129. [email protected], [email protected]
Introducción
El lugar de privilegio que ocupa el cultivo de la soja en nuestro país se debe a las
posibilidades agroecológicas y tecnológicas, como así también a la creciente demanda de sus
granos y derivados, convirtiéndose en el sector de la producción que más divisas aporta a la
nación. Hoy en día el área de producción sojera ha alcanzado 18.2millones de ha debido a la
integración de áreas destinadas a otros cultivos pertenecientes, en su mayoría, a la llanura
pampeana. El S.O. de la provincia de Buenos Aires constituye una zona potencialmente apta
para el cultivo de la soja, siendo el agua su principal limitante. En esta área, debido a su
condición de semiaridez, con distribución irregular de lluvias y fuertes vientos es importante
lograr el mejor aprovechamiento del agua disponible. Las precipitaciones se producen
principalmente en primavera y fines de verano-otoño, época esta última que coincide con el
llenado de grano, estadio en que la soja es muy susceptible al estrés de agua.
La estimación de la evapotranspiración actual (ETA) es esencial para estimar la eficiencia
del uso de agua por parte del cultivo ya sea bajo condiciones de riego o secano. Uno de los
modelos que aplican técnicas micrometeorológicas que ha adquirido mayor relevancia por
estimar directamente ETA es el cociente de Bowen (Hatfield et al., 1996; Steduto y Hsiao,
1998 a, b; Rana y Katerji, 2000; Saylan, 2000; Zhang et al., 2004, Hernandez-Ramirez et al.,
2009). Este método tiene la ventaja sobre otros, que no son necesarias mediciones de
turbulencia o de velocidad del viento, y por su independencia de las condiciones de
estabilidad atmosférica (Cellier y Brunet, 1992), aunque no se sabe aún si son necesarias
realizar correcciones de estabilidad atmosférica (Allen et al. 2011a). Otro modelo que estima
directamente ETA es la ecuación de Priestley-Taylor (PT) (Priestley y Taylor, 1972) que
requiere precisión en la determinación de los valores de αPT, demostrando que en condiciones
de mínima advección y 48 hs después del riego o lluvia los valores de αPT oscilan entre 1.08 y
1.34 siendo 1.26 el valor que se adopta para superficies húmedas. Varios autores coinciden
que el uso de la ecuación de PT es relativamente simple (Sumner y Jacobs, 2005; Fisher et
al., 2005; Pereira, 2004; Gavin, 2004). El objetivo de este trabajo fue estimar la ETA utilizando
el modelo del cociente de Bowen y la ecuación de PT durante la estación reproductiva (R5R8).
Materiales y Métodos
El trabajo se desarrolló en un cultivo de soja (Glycine max L. Merrill) en la localidad de
Nueva Roma (38º 29’ S, 62º 39’ W, 70m a.s.l.), ubicada en el S.O. de la provincia de Buenos
Aires. El ensayo se sembró el 27 de noviembre con semillas del cultivar ASGROW 3127. La
densidad de siembra fue de 400.000 pl ha-1, con una distancia entre surcos de 0.70m. Se
aplicó un solo riego, con agua proveniente del Río Sauce Chico, durante plena floración (R2)
(Fehr y Caviness, 1977). La modalidad de riego fue la de inundación por surco con una lámina
de agua de 60mm. El suelo del sitio de estudio se clasificó como Ustifluvent molico con 2.32%
de materia orgánica entre los 0.17 y 0.33m de profundidad .El total de lluvia caída durante la
etapa reproductiva fue de 185mm.
Para evaluar la ETA se utilizaron datos provenientes de la estación micrometeorológica
ubicada dentro del ensayo. El instrumental utilizado para la medición de la radiación solar
incidente (RsIN) y reflejada (RsOUT) fue un Piranómetro LI-COR LI-200SZ. La radiación neta
-1Ecofisiología y Climatología
(Rn) se midió con un Radiómetro Neto tipo Fritschen modelo REBS Q5. El flujo de calor en el
suelo (G) se midió utilizando transductores (REBS Inc. Modelo HFT-1), instalados a 0.01m de
profundidad. Los flujos de calor latente (LE) y sensible (H) fueron medidos con psicrómetros
reversibles con ventilación forzada, ubicados a diferentes alturas dentro de la capa límite
interna. Todos los sensores fueron interrogados por el registrador de datos (Campbell
Scientific 21 XL) cada 10 segundos e integrados cada media hora. Los datos almacenados en
memoria electrónica fueron periódicamente bajados a una computadora. El sistema de
baterías fue alimentado mediante un panel fotovoltaico modelo ARCO M63.
La ecuación utilizada para estimar ETA mediante el método del cociente de Bowen (Bowen,
1926) fue:
ETβ=LE=(Rn-G)/(1+ β) (1)
Los valores β definidos como H/LE fueron calculados usando los valores promedio de H y LE
al medio día. La ecuación de Priestley-Taylor utilizada para estimar ETA fue:
ETPT=LE=α (Rn-G) S/(S+γ) (2)
donde α es el parámetro de PT, S la pendiente de la curva de presión de saturación de vapor
y γ es la constante psicrométrica y (Rn-G) la energía disponible. El valor de αPT utilizado fue
1.26, 48 hs después del riego o lluvia.
Resultados
Los valores totales diarios de RsIN, RsOUT y Rn fueron representados en la figura 1 a lo largo
de la estación reproductiva. Se puede observar que las curvas de radiación van disminuyendo
desde el comienzo hacia el final del ciclo con el avance de la estación.
30
Rs IN
Flujo de Energía(MJm -2día-1)
Rs OUT
25
Rn
20
15
10
5
0
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95
Días del año
-2
-1
Figura 1. Flujo de energía (MJm day ) entre los meses de enero y abril
El análisis de regresión realizado entre RsIN y Rn (Fig. 2) fue altamente significativo
(p<0.0001) con un coeficiente de determinación de 0.99. La pendiente de la curva nos indica
que, aproximadamente el 70% de la RsIN está disponible para Rn. La magnitud de la
pendiente concuerda con lo reportado por Fritschen (1967) y Kaminsky y Dubayah (1997)
para cubiertas vegetales completas de cultivos bajo riego.
-2Ecofisiología y Climatología
25
Rn (MJm -2día-1)
20
15
10
Rn=-0.49+0.70Rs IN
r 2=0.98
n=75
5
0
0
10
20
30
-2
40
-1
Rs IN (MJm día )
-2
-1
-2
-1
Figura 2. Radiación Neta (MJm día ) en función de la Radiación Incidente (MJm día ).
La tabla 1 presenta los resultados obtenidos del análisis de regresión efectuado entre la
energía disponible (Rn-G) y ETA utilizando los modelos del cociente de Bowen y PriestleyTaylor. Las pendientes (0.89-0.94) indican que, aproximadamente el 90% de la energía
disponible a nivel de la canopia es consumida como LE, confirmando que la energía
disponible para ET se originó en el balance radiativo del sistema, sin detectarse aportes
significativos de calor sensible advectivo.
Tabla 1. Parámetros del análisis de regresión lineal entre ETA y la energía disponible (Rn-G) comparando los modelos
del cociente de Bowen y Priestley-Taylor.
Estadios
R5-R8
R5-R8
*p<0.0001
n
35
35
Pendiente
0.94
0.89
Intercepción
-0.39
-0.84
r2
0.96
0.82
Modeo
PT
Bowen
Conclusión
Los resultados de este estudio indicaron que los modelos del cociente de Bowen como la
ecuación de Priestley-Taylor pueden ser usados para estimar la ETA en un cultivo de soja bajo
riego en la región semiárida de la provincia de Buenos Aires. Es importante destacar que el
desarrollo de este trabajo podrá permitir la dirección de futuros esquemas de riego que
contribuirán a la introducción de un cultivo de indudable interés para los productores de la
región.
Agradecimientos
Este trabajo fue financiado por el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y
Técnicas (CONICET), Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida
(CERZOS) y el Depto. de Agronomía (UNS). Agradecemos a Nidera S.A. por proveernos las
semillas.
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-4Ecofisiología y Climatología