Introducción

El cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L), es una planta herbácea anual, de origen centro y sudamericano. Actualmente es cosmopolita, cultivada para consumo fresco e industrializado. Dentro de la horticultura mundial el cultivo de tomate es uno de los rubros con mayor dinamismo (Allende, 2017Allende, C. (2017). Manual de cultivo del tomate al aire libre Chile: Andrea Torres P. Instituto de Desarrollo Agropecuario-Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Chile.
). En el ámbito mundial constituye la hortaliza más consumida y de mayor valor económico (López, 2017López, M. L. M. (2017). Manual Técnico del Cultivo de Tomate, Costa Rica: Laura Ramírez Cartín, INTA.
).

A nivel mundial la tecnología de riego superficial ha sido ampliamente utilizada para el riego de los cultivos entre ellos el tomate. Este método de riego representa más del 85% de la superficie agrícola irrigada del mundo (Zabala et al., 2013Zabala, S. M. (2013). Recomendaciones para mejorar la eficiencia en el riego discontinuo programando la valvula automatica. Facultad de Agronomía de Buenos Aires, Av. San Martín :. ingcatalinaromay@hotmail.com 4453C1417DSE, CABA.
). En Cuba es utilizado por la mayoría de los agricultores y ocupa el 71% del área total irrigada, siendo el método de riego más utilizado

Según Zabala et al. (2013)Zabala, S. M. (2013). Recomendaciones para mejorar la eficiencia en el riego discontinuo programando la valvula automatica. Facultad de Agronomía de Buenos Aires, Av. San Martín :. ingcatalinaromay@hotmail.com 4453C1417DSE, CABA.
esta técnica de riego continuará siendo utilizada para suplir las necesidades de los cultivos. No obstante, el estado económico actual de nuestro país impone la necesidad de encontrar medidas alternativas que conduzcan al incremento de la eficiencia de los sistemas de riego superficial, teniendo en cuenta que la eficiencia de aplicación y uniformidad de distribución son comúnmente muy bajas. Para ello, teniendo en cuenta la escasez de recursos hídricos a nivel mundial, se está originando un gran interés en la modernización de esta técnica de riego.

La tecnología de riego por pulsos (también llamado riego intermitente) se desarrolló a finales de la década del 70 en los Estados Unidos de América y consiste en aplicar el agua a surcos o bandas en series de “olas” o pulsos discontinuos, en vez de hacerlo continuamente. Esta estimuló un cambio novedoso en el riego superficial, motivando su ejecución y extensión en la mayor parte de los suelos llanos de ese país, así como, en otros países de nuestro continente (Sánchez, 2018Sánchez, F. J. D. (2018). Diseño hidráulico del riego por pulsos en las condiciones de la UCTB Pulido. Intituto de Investigacines de Igeniería Agrícola; Univesidad Tecnológica de La Habana “José Antonio Echeverría”; Centro de Investigacines Hidráulicas, La Habana Cuba.
).

El riego por pulsos utiliza un efecto natural que tienen todos los suelos en mayor o menor medida en la disminución de la capacidad de infiltración, cuando una vez mojado, se retira el agua y se deja "reposar" por un corto tiempo según Roque (2000); citado por Carbajal, 2004Carbajal, L. C. M. (2004). Metodología para el mejoramiento del uso del agua de riego empleando el sistema de riego intermitente [Tesis (Magíster Scientiae)]. Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola, Lima, Perú.
). El proceso se repite en cada ciclo durante el tiempo de desagüe y, por lo tanto, durante los próximos suministros de agua se va reduciendo la infiltración y la resistencia a la rugosidad de la superficie del suelo, consiguiendo que el flujo circule con rapidez y se consiga un avance mayor y una mejor uniformidad en el riego.

Tomando en consideración los elementos antes expuestos, se desarrolla el siguiente trabajo con el objetivo de determinar diferentes parámetros hidráulicos y de diseño de la tecnología de riego superficial con flujo discontinuo comparada con el riego superficial tradicional en un suelo Gleysol Nodular Ferruginoso.

Materiales y métodos

El trabajo se realizó en la finca “Julio Noris” perteneciente a la Unidad Empresarial de Base “Sierra Maestra” de la Empresa Integral de Granos “Los Palacios” de la provincia Pinar del Rio, en un suelo Gley Ferralítico Concrecionario, según la II Clasificación Genética de los Suelos de Cuba IS-Cuba (1975)IS-Cuba. (1975). Clasificación genética de los suelos de Cuba, Instituto de Suelos. II. Academia de Ciencias de Cuba, La Habana, Cuba, 25pp.
, y se correlaciona con el Gleysol Nodular Ferruginoso en la nueva clasificación de suelos de Cuba (Hernández et al., 2019Hernández, J. A., Pérez, J. J. M., Bosch, I. D., & Speck, N. C. (2019). La clasificación de suelos de Cuba: Énfasis en la versión de 2015. Cultivos Tropicales, 40(1), ISSN: 0258-5936, Publisher: Ediciones INCA.
).

Este suelo se caracteriza en el horizonte superficial por una textura franco arcilloso, de color pardo grisáceo, con presencia de perdigones. La profundidad efectiva del mismo es de 25 cm aproximadamente, debajo de la cual aparece un hard-pan ferruginoso. Posee una pendiente longitudinal de 1,13 % y con contenido de materia orgánica de 2,40%.

La densidad aparente es de 1,45 g cm^-3, límite superior de la reserva fácilmente utilizable 0,4250 g cm^-3, tasa de drenaje de 1,2 m día^-1, limite productivo 0,362 cm³ cm^-3 y conductividad hidráulica saturada de 131,7 cm h^-1 (Cid et al. 2012Cid, G.; López, T.; González, F.; Herrera, J.; & Ruiz, M.E. (2012). Características físicas que definen el comportamiento hidráulico de algunos suelos de Cuba, Ingeniería Agrícola, 2(2): 25-31.
).

El cultivo plantado en el área de estudio fue tomate (Solanum lycopersicum L), con una distancia de siembra de 0,3 x 1,40 m para una densidad de 23 810 plantas ha^-1. Las atenciones culturales se realizaron siguiendo las indicaciones de (Gómez et al. 2000Gómez, O.; Casanova, A.; Laterrot, H.; & Hanais, G. (2000). Mejora genética y manejo del cultivo del tomate para la producción en el caribe. Instituto de Investigaciones “Liliana Dimitrova”. La Habana. Cuba. ISBN: 959-7111-07-1.
).

En el estudio se aplicaron tres variantes de manejo del agua, cada uno contó con tres surcos espaciados a 1,40 m y 130 m de longitud, en caso de la variante I, se delimitaron intervalos de 30 m a lo largo de los surcos, cuatro pulsos de riego con un caudal de 0,6 L s^-1, La variante 2 los intervalos fueron de 40 m, y se trabajó con tres pulsos con un caudal de 1,0 L s^-1, en la variante 3 se regó mediante flujo continuo siendo esta la variante testigo. (Figura 1).

La caracterización de la geometría de los surcos consistió en mediciones directas de la profundidad, ancho de la cresta, ancho de fondo, ancho superficial y ancho medio utilizando un perfilómetro (Figura 2).

Para determinar la pendiente longitudinal del surco se realizó un levantamiento con un nivel topográfico su trípode y mira, dividiéndose el surco en estacionados cada 20 m. Estos datos fueron luego procesados en gabinete y determinada la pendiente longitudinal de los surcos.

El gasto máximo no erosivo sin que ocurra desbordamiento en el surco se estimó por la ecuación 1.

donde:

Para la determinación del caudal o gasto mínimo en el surco se utilizó la ecuación 2, teniendo en cuenta la longitud del surco y la capacidad media de infiltración.

donde:

Durante la evaluación, se procedió a registrar el tiempo de inicio del riego (hora, minutos), los tiempos (minutos) de arribo del frente de agua por cada estación, concluyendo cuando esta alcanza la cola del surco (Ta). Se registró el tiempo de corte del caudal de entrada en la cabecera del surco y el tiempo en que el agua desaparece de la superficie del suelo, coincidiendo con la fase de recesión en el riego por surcos.

Para determinar el avance del frente de agua sobre la superficie fueron establecidas estaciones de medición cada 30 metros a lo largo de los surcos.

El caudal de entrada y salida se determinó a través de aforadores del tipo canaleta con umbral (Figura 3), que se instalaron en la cabecera y en el final de los surcos.

La ecuación 3 representa la ecuación del caudal en función de la carga para el aforador RBC.

donde:

Para el correcto funcionamiento del controlador P&R se fijó en el mismo ¨El TIEMPO DE AVANCE¨, (h), este es el tiempo necesario para que el agua llegue al final de los surcos durante el riego. Una vez ingresado este dato, el controlador calcula automáticamente el tiempo total para cada lateral de riego y lo distribuye en ciclos y un remojo final.

Resultados y discusión

Los resultados obtenidos nos indican que para una pendiente (So) de 0,17% el gasto máximo no erosivo (Qmáx) es de 1,4 L s^-1 y el mínimo (Qmín) de 0,5 L s^-1 para las condiciones de este tipo de suelo.

Como podemos observar en la tabla 2, al aplicar un caudal de 0,6 L s^-1 y cuatro ciclos de avance, los tiempos de duración de los pulsos variaron entre 5 y 25 min, siendo el tiempo de remojo de 15 min, sin embargo, cuando se aplicó un caudal de 1,0 L s^-1 y 3 ciclos de avance los tiempos de duración de los pulsos variaron entre 10 y 35 min, siendo el tiempo de remojo también de 15 min. Resultados similares fueron informados por Hongolo, et al. (2020)Hongolo, E. J.; Perez, Y;. & Cruz, R. 2020. Evaluación del riego superficial en el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.). Avances, 22(2), 194-207.
evaluando el riego superficial en el cultivo del tomate.

Los resultados de la prueba de avance en los surcos empleando pulsos y cuando se trabaja con riego continuo, se aprecian en las curvas de las Figuras 4 y 5. Como podemos observar mediante pulsos el frente de avance llegó en menor tiempo al final del surco (65,00 minutos), mientras que con el riego continuo el frente de avance del agua llegó al final en 82,10 minutos.

En el momento del desarrollo de esta investigación, el cultivo del tomate se encontraba en la fase de maduración a primera cosecha por lo que la norma neta a aplicar fue de 225 m³ ha^-1. El promedio de las láminas totales de agua en cada una de las estaciones de medición dio como resultado que la norma bruta aplicada fue de 325 m³ ha^-1. Comparado este valor obtenido en el campo con la norma neta demandada por el cultivo se obtiene una eficiencia de aplicación del 69,23 %.

La Resolución 17/2020 del Instituto nacional de Recursos Hidráulicos según GOC-Cuba (2020)GOC-Cuba. (2020). “Resolución 17/2020” Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos. (GOC-2020-557-O61). La Habana, Cuba. Gaceta Oficial de la República de Cuba, 35pp. ISSN: 0864-0793, e-ISSN: 1682-7511.
, norma la eficiencia a obtener por la técnica de riego superficial en el 50%, resultando que la eficiencia obtenida en el riego intermitente supera en un 19,23% a la establecida por la resolución antes citada y en un 29,55% a la obtenida en la variante testigo.

La Eficiencia de aplicación y prueba de avance del riego en las tres variantes estudiadas se muestra en la tabla 3, donde se aprecia que en el variante número dos de cuatro pulsos y caudal de 0,6 L s^-1 se obtiene la mayor eficiencia de aplicación.

Los resultados obtenidos coinciden con Rodríguez et al. (2013)Rodríguez, G..; Santana, S.M.; Brown, M.O.; & Alonso de la Paz, F. (2013). Riego por surco con caudal intermitente asociado al cultivo de la cebolla y su eficiencia en las pérdidas de suelo y agua por escorrentía, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 22(4): 50-54. ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.
, quienes lograron incrementar la eficiencia de aplicación hasta 81%, disminuyendo sustancialmente las pérdidas de agua por escurrimiento al pie y percolación profunda, resultados que coinciden también con los obtenidos por investigadores en diferentes partes del mundo al estudiar el riego mediante caudal discontinuo (Raine et al., 1998Raine, S.; Mcclumont, D.; & Smith, R. (1998). The Effect of Variable Infiltration on Desing and Management Guidelines for Surface Irrigation. National, Inst. Centre for Engineering in Agriculture: The University of Southern Queensland, Queensland 4350, Australia.
; Cuesta et al., 2004Cuesta, T.; Neira, X.; Alvarez, C.; & Cancela, J. (2004). Evaluation of water-use in traditional irrigation An application to the lemons Valley irrigation district, northwest of Spain, Agricultural Water Management, 68.
; Playán et al., 2005Playán, E.; Lecina, S.; Isidoro, D.; Dechmi, F.; Causapé, J.; & Faci, M. (2005). Irrigation evaluation and simulation at the Irrigation District V of Bardenas 73 (Spain), Agricultural Water Management, 73: 223-245, ISSN: 0378-3774, e-ISSN: 1873-2283.
; Reyes et al., 2005Reyes, J.; Rodríguez, J.A.; & Pujol, R. (2005). Desarrollo del Riego Intermitente en Cuba, ventajas de esta técnica en el riego por superficie, Ministerio de la Agricultura, Instituto de Investigaciones de Riego y Drenaje, Informe de Investigación, La Habana, Cuba.
; Smith et al., 2009Smith, R., Gillies, M., Shanahan, M., Campbell, B., & Williams, B. (2009). Evaluating the Performance of Bay Irrigation in the GMID. Irrigation and Drainage Conference 2009, Irrigation Australia Ltd, Swan Hill, Vic, Australia.
).

Según Gurovich, (2001, citado por Carbajal, 2004Carbajal, L. C. M. (2004). Metodología para el mejoramiento del uso del agua de riego empleando el sistema de riego intermitente [Tesis (Magíster Scientiae)]. Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola, Lima, Perú.
), el riego por pulsos presenta menores tiempos de avance como resultado de la reducción en las velocidades de infiltración, el mismo que se origina por una reducción de la permeabilidad del suelo, siendo la principal causa de esta reducción la consolidación del suelo mojado durante la interrupción del flujo, debido a un incremento en la tensión suelo-agua. También puede ser ocasionada por la disminución de la rugosidad del surco y una sección de surco más estable durante la infiltración de agua entre pulsos y la entrada y captura de aire que ocurre entre pulsos.

Conclusiones

Referencias bibliográficas