Agrosur, Vol. 31 N°2, 2003, pp. 47-59 CIENCIA AGRARIA
EFECTO DE NIVELES Y FRECUENCIAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN PAPA (Solanum tuberosum L.) *
Jaime Solano S. 1, Leovigildo Medina M. 1 y Juan Nissen M. 2 1
Escuela de Agronomía. Facultad de Ciencias Agropecuarias y Forestales,
Universidad Católica de Temuco. Casilla 15-D. Temuco, Chile. E-mail: jsolano@uct.cl,
lmedina@uct.cl. Abstract Effects of different levels
and frequencies of sprinkler irrigation on potatoes (Solanum
tuberosum L.). Key words: Potato production, sprinkler irrigation level and frequency, potato tuber sizes. Resumen El objetivo de la presente investigación fue establecer la respuesta del cultivo de papa a diferentes niveles de agua aplicados mediante riego por aspersión, asociados a distintas frecuencias, según los requerimientos de los diferentes estados fenológicos del cultivo. El estudio se llevó a cabo durante las temporadas agrícolas 1998/99 y 1999/00 en el predio "Los Copihues", IX Región, Chile. El diseño experimental utilizado fue completamente aleatorizado. El Tratamiento 1 correspondió a riegos semanales entre diciembre y febrero, con montos totales de agua que alcanzaron los 500 mm por temporada. El Tratamiento 2 incluyó frecuencias semanales en enero y quincenales en febrero, con montos totales de agua de 356,5 mm y 320,4 mm en cada temporada. El Tratamiento 3 recibió riegos quincenales en enero y febrero, con un total de agua aplicada de 254,6 y 208,4 mm en cada temporada. El Tratamiento 4 consideró una frecuencia quincenal en enero y ausencia de riego en febrero y con sólo 152,7 y 103,1 mm totales recibidos en cada temporada. Existieron diferencias significativas de rendimiento entre los tratamientos 1 y 4 durante ambas temporadas agrícolas. La aplicación de agua en niveles superiores a 500 mm durante el período de cultivo y frecuencias semanales durante los meses de diciembre a febrero (Tratamiento 1), alcanzó los mayores rendimientos durante las 2 temporadas, con 49.720 y 43.861 kg ha-1, respectivamente. Similar respuesta mostraron durante ambas temporadas los tratamientos 2 y 3, presentando rendimientos inferiores, pero sin diferencias significativas entre sí. Lo anterior, confirma que la papa responde positivamente a riegos frecuentes y uniformemente distribuidos desde fines de diciembre a febrero. Las frecuencias semanales de riego, con niveles de 500 mm de agua, dan origen a una mayor concentración de tubérculos de tamaño sobre 65 mm, en porcentajes que incluso superaran el 50% del total de la producción. Palabras clave: Producción de papas, nivel y frecuencia de riego por aspersión, calibre de papa.
INTRODUCCIÓN La papa es un cultivo tradicional de la zona sur de Chile. En la Región de la Araucanía, normalmente se establece en áreas de suelo húmedo, bajo condiciones de secano. Sin embargo, por ser un tubérculo suculento, en suelos con escasa influencia de niveles freáticos resulta importante el aporte de agua de riego al consumo del cultivo. Desde el punto de vista del riego, el cultivo de papa debe disponer de agua fácilmente utilizable desde las etapas de 50% de desarrollo de follaje a inicio de tuberización y desde tuberización a acumulación de carbohidratos en los tubérculos. Guglielmetti (1989) y Haverkort (1986) han demostrado que el factor riego es muy importante en la producción de papa, particularmente cuando no hay limitantes nutricionales y de población de plantas. Además de los efectos adversos sobre el rendimiento, se sostiene que una sequía al comienzo de la tuberización favorece el ataque de sarna (Streptomyces sacabies) y al final de ésta favorece el ataque de polilla (Phthozimaea operculella (Zeller.)). También se ha determinados que la producción de la papa es menos sensible a un déficit de agua en los estados vegetativos iniciales y durante la maduración. En consecuencia, un buen suministro de agua es necesario desde el inicio de la tuberización hasta la madurez. Además, un adecuado suministro de agua antes de la tuberización incrementa el número de tubérculos por planta y adicionalmente el tamaño del tubérculo (Solter y Goode, citados por Miller y Martín, 1985). Existen diversas metodologías utilizadas para la determinación del consumo de agua necesario para un cultivo. Por ejemplo, Tosso (1976), señala que el consumo de agua de un cultivo se determina in situ mediante el uso de la bandeja de evaporación tipo A, siendo ésta una técnica que permite aplicar el agua de riego al cultivo en función de factores relacionados con el estado de desarrollo fenológico (Kc). Por su parte, Doorenbos y Pruit (1975) reportan referencialmente los siguientes valores de coeficientes de cultivo (Kc) para el cultivo de papa: estados iniciales de 0,4 a 0,5; desarrollo vegetativo de 0,7 a 0,8; estado medio de desarrollo de 1,05 a 1,2; estado tardío de desarrollo de 0,85 a 0,95; estado de maduración de 0,7 a 0,75. En este contexto, García Huidobro (1980) señala que para el cultivo de papa, el coeficiente de cultivo alcanza su máximo valor cuando se inicia el desarrollo de tubérculo hasta el término del crecimiento del follaje. Bajo las condiciones climáticas de la Novena Región de Chile (37°- 40° Latitud Sur; 70° –74° Longitud Oeste), Jerez et al. (1994), utilizando riego por aspersión, reportan los siguientes valores de coeficiente de cultivo (Kc) para papa por mes: octubre 0,25; noviembre 0,41; diciembre 0,7; enero 0,77; febrero 0,74 y marzo 0,59. Respecto del total de agua aplicada al el cultivo de papa, Doorenbos y Pruit (1975) y Haverkort (1986) indican requerimientos de 400 a 800 mm de agua por temporada. Jerez et al. (1994), en sus estudios realizados para la localidad de Carillanca, Novena Región de Chile, estimaron una distribución de 34,7; 27,64; 117,07; 74,58 y 42,85 mm durante los meses de noviembre, diciembre, enero, febrero y marzo, respectivamente. Al hacer este tipo de estudios es necesario diferenciar la aplicación de agua en relación a la distribución de calibres por planta. Por ejemplo, resultados obtenidos por Sandoval (1993), indican que aplicaciones crecientes de cantidades de agua se asocian a incrementos de rendimiento de papa para consumo y no así para la producción de semilla. Algunas variedades responden mejor al riego en estados tempranos de la formación de tubérculos, mientras que otras muestran una mejor respuesta hacia el final del período vegetativo. Variedades de pocos tubérculos pueden algunas veces ser menos sensibles a déficit de humedad que aquellas de muchos tubérculos (Doorenbos y Pruit, 1975; Chile, INIA, 1999). Sanders (1997), señala que la humedad de suelo adecuada es de –0,35 kPa, siendo el período más crítico de déficit hídrico el que se presenta después de la floración. Por otra parte, se señala también que variaciones en la humedad del suelo afectan la calidad de la papa, pudiendo causar, además de crecimiento secundario, tubérculos partidos (Guglielmetti, 1989). García-Huidobro (1980) estima que para el área de Santiago se requeriría de riegos muy frecuentes, mientras que en la zona de Temuco, sería posible disminuir la frecuencia de los riegos. Al respecto, Guglielmetti (1989) recomienda la utilización de taqueado en suelos de baja velocidad de infiltración, coincidiendo con lo señalado por García-Huidobro (1980). Para la zona de Valdivia (sur de Chile) se determinaron frecuencias promedio de entre 9 y 17 días entre cada riego (Nissen et al., 1985). En relación a los métodos de riego, el método de irrigación más común en el cultivo de papa es riego por surco y aspersión (Doorenbos y Pruit, 1975; Sanders, 1997). Se han observado, por ejemplo, altos rendimientos con sistema de riego por aspersión cuando las pérdidas por evapotranspiración son suplidas cada dos días. Kincaid et al. (1993), estudiaron el efecto del manejo del riego por aspersión sobre la calidad comercial de papa Russet Burbank, aplicando alta (3 riegos por semana) y baja (1 riego por semana) frecuencia y con dos y tres diferentes cantidades de agua. Los resultados indicaron que ni la frecuencia ni la cantidad de agua afectaron significativamente el rendimiento de papa. Sin embargo, establecieron que riegos más frecuentes originan tubérculos de calidad ligeramente superior y con menor incidencia del síndrome de azúcar terminal cuando se les fríe. La IX Región de Chile presenta una fisiografía de cordones montañosos, que hace que posea una diversidad edáfica y climática. En función del relieve en algunas áreas se justifica realizar riego por surco, a pesar de ser un método de baja eficiencia (30% a 60%) en la utilización del agua. Sin embargo, y considerando que para la Región en la mayoría de las situaciones se debe contar con una elevación mecánica para habilitar áreas de riego, el uso de sistema de riego por aspersión se presenta como una alternativa más eficiente (75% a 85%) en la utilización del recurso agua. A lo anterior se suma una fuerte variación en la distribución de las precipitaciones ocurridas en los últimos años. Se observa también una baja cultura de riego por parte de los productores de papa, además de una falta de sistematización de la investigación orientada al manejo de agua en función de los estados fenológicos, todo lo cual conlleva a la necesidad de generar información con aplicación local.
El presente trabajo se desarrolló en la Novena Región de Chile y se enmarca en el contexto de la economía de agua y optimización de su uso, siendo el objetivo establecer la respuesta del cultivo de papa a diferentes niveles totales de agua aplicados mediante riego por aspersión, asociados a diferentes frecuencias y considerando los requerimientos de los diferentes estados fenológicos del cultivo que determinan la producción. MATERIAL Y METODO La presente investigación fue realizada en el predio “Los Copihues”, ubicado a 20 km al Este de Temuco, Novena Región, Chile (38° 43’ Latitud Sur; 73° 08’ Longitud Oeste). El suelo corresponde a la serie Vilcún, de topografía plana (pendiente < a 2%), profundidad de suelo que varía entre 50-80 cm y con pluviometría en primavera 250-300 mm en primavera y 100–150 mm en verano (Chile, INIA 1985). En ambas temporadas, la variedad de papa estudiada correspondió a Desirée, utilizándose para la siembra semilla corriente. El cultivo se condujo bajo las especificaciones habituales de la zona. Los resultados del análisis de suelo se presentan en el Cuadro 1. Durante las temporadas agrícolas 1998/99 y 1999/00 se establecieron cultivos de papa en forma manual, con fechas de siembra 10 y 24 de octubre y sobre pre-cultivos de praderas y avena, respectivamente. En ambas temporadas la fertilización del cultivo fue de 130 kg de N, 300 kg P2O5 y 140 kg K2O por hectárea. Durante la temporada 1998/99, previo a la siembra, se aplicaron 2.000 kg de cal por hectárea. El manejo agronómico consideró una aplicación de herbicidas, abono foliar y aplicaciones de insecticidas en dosis comerciales. Para el riego, durante la temporada 1998 se realizó la construcción de un pozo artesanal, cuyo volumen de acumulación fue de 24 m3. Se utilizó una moto-bomba de combustión marca Robin, modelo EY 20, con Hmax.= 75 m.c.a. y Qmax = 600 L min-1. El sistema de riego utilizado fue el de aspersión móvil, con 2 aspersores de 20 m de radio, una disposición rectangular y con caudales de riego de 120 L h-1 cada uno. Las hileras del cultivo se distanciaron 0,8 m entre sí. La distancia de plantación sobre hilera fue de 0,3 m, para alcanzar 41.600 plantas ha-1. El cultivo se estableció en parcelas de 40 m de largo por 40 m de ancho. Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorizado, con 4 tratamientos y 5 repeticiones por tratamiento. Los tratamientos utilizados en la presente investigación correspondieron a diferentes niveles totales de agua aplicada y frecuencias de riego, sin considerar las precipitaciones ocurridas durante el período en los montos totales de agua aplicada. Estos se detallan en el Cuadro 2.
La cosecha en ambas temporadas se realizó en forma manual durante el mes de abril. Los tubérculos cosechados fueron llevados a laboratorio, clasificados por calibre, para posteriormente determinar su peso en términos de kilogramos por hectárea. Los datos obtenidos fueron sometidos a un análisis de varianza y al test de comparación de media de Tukey. Se usó el programa computacional JMP (SAS Institute Inc.) Versión 5.0. Cuando fue necesario los valores observados fueron sometidos a transformación angular, considerando lo indicado por Little y Hills (1985).
PRESENTACION Y DISCUSION DE RESULTADOS En el Cuadro 3 se presentan los valores de precipitaciones promedio de 20 años, los cuales son usados como referencia. Se incluyen los registros de precipitación presentados durante el período de cultivo de ambas temporadas de crecimiento. Se observa que para la temporada 1998/99 a la fecha de la plantación del cultivo existía un déficit de precipitación acumulado que alcanzaba un 56,2%. El mes de octubre correspondió al más seco en relación a un año normal, no obstante y considerando lo indicado por Doorenbos y Pruit (1975) y Haverkort (1986), esto coincidió con una de las etapas menos sensibles del cultivo. Por otra parte, durante la temporada 1999/00 los meses de diciembre y enero fueron los más secos, presentando a la vez un cambio radical de condición climática desde un fuerte déficit en enero a superávit desde febrero a abril. En el Cuadro 3 es posible observar que la temporada de cultivo correspondiente a 1998/99 fue muy seca, con un 44,8% de déficit, lo cual obligó a realizar las debidas correcciones en la aplicación de agua mediante el riego, para mejorar la producción del cultivo. En cambio la segunda temporada de cultivo 1999/00 fue muy similar en monto total al valor promedio, presentando sólo un 5,2% de déficit. En general, las lluvias tuvieron una distribución muy desuniforme y concentrada en relación a un año normal. Por otra parte, en el Cuadro 4 se presenta la cantidad total de agua mensual aplicada en cada uno de los tratamientos de ambas temporadas agrícolas. La cantidad se asocia directamente con el número y frecuencias de riego planificado. En general, durante ambos años el tratamiento 1 superó los 500 mm de agua recibidos, en tanto que los tratamientos 2 y 3 superaron los 300 mm y 200 mm, respectivamente. El tratamiento 4 fue el que recibió la menor cantidad de agua durante las dos temporadas, situación que en parte se asocia directamente con el superávit presentado entre los meses de febrero a abril del año 2000, señalados en el Cuadro 3.
En el Cuadro 5, se presenta el efecto de los tratamientos sobre el rendimiento del cultivo de papa durante las 2 temporadas que duró este estudio.
Los resultados obtenidos muestran que existieron diferencias significativas entre tratamientos durante ambas temporadas agrícolas. La aplicación de agua en niveles superiores a los de 500 mm durante el período de cultivo y una frecuencia semanal durante los meses de diciembre a febrero, alcanzó los mayores rendimientos, con 49.720 y 43.861 kg ha-1, respectivamente. Similar respuesta mostraron durante ambas temporadas los tratamientos 2 y 3. Si bien los rendimientos fueron inferiores, estas diferencias no fueron estadísticamente significativas en relación al tratamiento 1. Lo anterior confirma que la papa responde positivamente a riegos frecuentes y uniformemente distribuidos desde fines de diciembre a febrero, período que coincide con los estados de definición del número de tubérculos por planta y la etapa de llenado de tubérculos. Ambos tratamientos incluyen frecuencias quincenales, las cuales coinciden con las frecuencias promedios determinadas por Nissen et al. (1985), quienes para la zona de Valdivia recomiendan frecuencias entre 9 y 17 días entre cada riego. Las diferencias observadas entre los tratamientos estuvieron más bien asociadas a la presencia de agua durante el período de llenado de tubérculos. La ausencia de riegos, ya sea semanales o quincenales durante el mes de febrero, afectó significativamente el rendimiento del cultivo durante la temporada 1999/00. Los resultados presentados en el Cuadro 5, concuerdan con los obtenidos mediante frecuencias de riego semanales (espaciados cada 7 días) por Varas et al. (1995). Además, coinciden con los reportados por Porter et al. (1999) y Opena y Porter (1999), quienes reportan mayores respuestas del rendimiento mediante riegos moderados, con incrementos cercanos al 36%. No obstante, señalan que la respuesta al riego es diferencial entre diferentes temporadas agrícolas, lo cual se atribuye a variaciones en los patrones de disponibilidad de agua durante los diferentes estados de crecimiento y que va asociado a la distribución de las precipitaciones y la planificación del riego. Por otra parte, los resultados productivos presentados se asocian directamente con la distribución de los tubérculos por calibre que se presentan en el Cuadro 6.
En el Cuadro 6 se observa que las frecuencias semanales de riego, con niveles de 500 mm de agua, dan origen a una mayor concentración de tubérculos de tamaño sobre 65 mm y en porcentajes que incluso superaran el 55% de la producción. Esta tendencia, también se observó en el tratamiento 3, que aunque sólo recibió 254,6 mm y 208,3 mm en cada temporada con frecuencias de riego quincenales, alcanzó sobre un 50% de su producción con papa calibre mayor a 65 mm. Lo anterior concuerda con lo señalado por Porter et al. (1995) pues riegos, ya sean reducidos o moderados, incrementan el porcentaje de tubérculos entre 57 y 102 mm, el cual alcanza valores entre el 86 y 87%, dependiendo de las características climáticas que se presentan durante el crecimiento del cultivo. Por el contrario, la ausencia de riegos durante el mes de febrero originó que casi el 60% de la producción de papa se concentrara en papa tamaño semilla en cualquiera de sus calibres. Estos resultados están confirmando lo señalados por Varas et al. (1995), quienes indican que una menor frecuencia de riego produce disminuciones del rendimiento y aumenta el porcentaje de calibres menores. Frecuencias de riego semanales (cada 7 días) concentran más del 50% del rendimiento en papa consumo y a medida que se distancian los riegos disminuye el rendimiento y se incrementa el porcentaje de calibres menores. En este sentido, si el objetivo es producir tubérculo semilla, debe mantenerse alta frecuencia, pero disminuyendo la distancia de plantación en la hilera. Lo anterior también coincide con lo indicado por Sandoval (1993), quién muestra que al aumentar la cantidad de agua aplicada, a valores de 4.000 – 5.000 m3 ha-1, se incrementa también el rendimiento de papa consumo y no así el de papa semilla. Los resultados anteriores, para las dos temporadas, se observan en las Figuras 1 y 2. Es importante destacar que la concentración de papa de calibres inferiores a 55 mm prácticamente no varió por efectos de distintos niveles de agua y frecuencias de riego usadas. En la presente investigación, las principales diferencias en el rendimiento y concentración de calibres fueron acentuadas por la presencia de agua durante la etapa de llenado de tubérculo, período que coincide con el máximo valor Kc del cultivo y por lo tanto, cuando más requerimientos netos presenta. En este sentido se podría concluir que la variedad Desirée, al ser un cultivar semitardío, responde positivamente a un riego frecuente y tardío, resultando fundamental mantener el riego durante el mes de febrero. En este sentido, Nissen (1999) reporta para la misma variedad incrementos en la zona de Valdivia del 111,4% y 152,2% para riegos frecuentes y poco frecuentes, respectivamente, en relación a un testigo secano. Los presentes resultados también mostraron que el componente número de tubérculos por planta determina en menor grado el rendimiento final (Cuadro 7). Esto se explica, probablemente porque en la variedad Desirée este componente se define antes de iniciar los meses críticos de déficit hídrico para el área de estudio. En el Cuadro 7 se aprecia que no existieron diferencias entre los tratamientos, a excepción de los tratamientos 2 y 3. Lo anterior se debe a que el tratamiento 2 presentó una producción de tubérculos por metro cuadrado muy baja, situación que se asocia al bajo rendimiento total de dicho tratamiento (Cuadro 5). Además, este tratamiento fue el que presentó la menor producción en términos de toneladas por hectárea de papa consumo, situación que se asocia también a un reducido número de tubérculos en calibre superior a 65 mm en la temporada 1998/99. Del mismo modo, este tratamiento durante la temporada 1999/00 redujo significativamente el porcentaje de papa semilla en el calibre 45-55 mm.
En general el cultivo se desarrolló bastante sano, en términos de enfermedades de la piel en todos los tratamientos, y no fue posible distinguir grados de deformaciones en los tubérculos por efecto de los distintos niveles de agua aplicada al cultivo. No obstante lo anterior, durante la temporada 1999/00 se observó la presencia de sarna en los tubérculos (Cuadro 8) y por ello se analizó el efecto de los tratamientos sobre el posible estímulo del desarrollo de sarna común. Para ello se procedió a estimar la proporción de tubérculos con presencia de lesiones visibles en la piel, tanto del tipo costras superficiales, como de sarna reticular. Se utilizó la pauta propuesta por las Normas Específicas de Certificación de Semilla de Papa del Servicio Agrícola y Ganadero de Chile (SAG, 1997). Los resultados indicaron que no existieron diferencias significativas entre los tratamientos en cuanto a los porcentajes de sarna observados, situación que contrasta con lo señalado por Haverkort (1986). No obstante lo anterior, se observó una tendencia a mayor presencia de lesiones en los tubérculos de calibres superiores, es decir, tanto en calibres de 55-65 mm, como en los mayores a 65 mm. En relación al efecto de los tratamientos sobre el peso seco del sistema radicular a la cosecha, no se observan diferencias significativas entre tratamientos. Estos resultados coinciden con el observado en el contenido de materia seca de tubérculos Desirée por Nissen et al. (1986), quienes encontraron que el riego no tuvo efectos significativos sobre este parámetro. En relación a los costos operacionales requeridos para establecer riego por aspersión en el cultivo, éstos se presentan en el Cuadro 9. Para el análisis se considera la habilitación de captación, implementación y uso del equipo de riego con una autonomía de riego en una superficie de 6 hectáreas, considerando además una duración del equipo de 5 años.
Considerando los costos de inversión del equipo de riego y la construcción del pozo, regar una hectárea fluctúo entre $146.153 y $353.353 para la temporada 1998/99 al considerar 3 o 10 riegos, respectivamente. No obstante, la diferencia de producción entre ambas condiciones significó 15.973 kg de papas por hectárea a favor de la mayor frecuencia de riego, distribuidos en 55,3% papa consumo y 44,7% en papa semilla en cualquiera de sus calibres. En este contexto Simpfendorfer (2001), señala que lograr una frecuencia de riego adecuada es uno de los problemas más comunes en el manejo del riego. Sin embargo, y teniendo presente que las situaciones de riego son particulares para las diferentes áreas geográficas, tipos de suelo y condiciones de clima de cada año, un riego de 50 mm debería bastar para un período de 10 a 15 días, en zonas con 5 a 3,5 mm de evaporación de bandeja.
Con todo es fundamental continuar las investigaciones del efecto del riego en este cultivo, evaluando también los otros métodos de riego, como el riego por goteo, y determinar las cantidades de agua a aplicar en función de los parámetros de evaporación. CONCLUSIONES Sobre la base de los antecedentes presentados se pueden señalar las siguientes conclusiones: - Para ambas temporadas agrícolas el mayor rendimiento del cultivo de papa se alcanzó mediante aplicación de niveles superiores a los 500 mm de agua en frecuencias de riegos semanales (50 mm por riego). No obstante, similar respuesta se alcanzó con la aplicación de cantidades de agua entre 200 y 300 mm con frecuencias de riego quincenales. Si bien los rendimientos fueron inferiores, las diferencias no fueron estadísticamente significativas. - El riego del cultivo de papa, ya sea mediante frecuencia semanal o quincenal, es determinante durante el período de llenado de los tubérculos. Esto está directamente relacionado con la producción de tubérculos en calibres de papa consumo y, por lo tanto, con el rendimiento total. - Diferentes niveles de agua y frecuencias de riegos afectan principalmente la producción de papa consumo. Mayores frecuencias de riegos originan sobre el 50% de la producción con tubérculos de calibre > 65 mm. - La concentración de tubérculos de papa en calibres inferiores a 45 mm no se alteró por efectos de los distintos niveles de agua y frecuencias de riego aplicados. - La variedad Desirée, al ser de ciclo vegetativo semi-tardío, responde positivamente a riegos frecuentes y uniformes, especialmente durante la etapa de llenado de tubérculos. Resulta fundamental para la zona geográfica y condiciones climáticas similares, mantener riego semanal y/o quincenal durante el mes de febrero. BIBLIOGRAFÍA DOORENBOS, J.; PRUIT, W. 1975. Crop Water Requeriments Rome, Food and Agriculture Organization of the United Nations. Irrigation and Drainage Paper. 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