Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Irrigation Regime for Crops in Manabí, Ecuador: Edaphic Study

ABSTRACT The present work is a complement of the climatological study developed for the Province of Manabí in Ecuador. The objective of the study is to determine the hydrophysical properties of the soil (field capacity, real density, bulk density, infiltration rate and porosity) in order to provide the necessary information to define the irrigation regime of the main soils in Manabí. The study was carried out in three agricultural areas of the Province (Chone, San Ramón and Mapasingue). The results show a behavior of the field capacity between 34 and 37% pss in fine and medium texture soils. The real density was in the order of 1.85 to 2.48 g/cm3 while the bulk density was in the range of 1.05 to 1.12 g/cm3. The porosity of the soil reached an average value of 47.6% with higher values in Chone. The infiltration rate stabilized offered a behavior that can be classified into two groups of soils: soils with low infiltration velocity (less than 5 mm / min) corresponding to a limited area of Chone as well as in the territories of San Ramón and Mapasingue and soils with medium infiltration speed (10 mm/min) identified in Chone.

RESUMEN El presente trabajo es un complemento del estudio climatológico desarrollado para la provincia de Manabí en Ecuador. El objetivo del estudio es determinar las propiedades hidrofísicas del suelo (capacidad de campo, densidad real, densidad aparente, porosidad y velocidad de infiltración) con el propósito de aportar la información necesaria para definir el régimen de riego de los principales cultivos en Manabí. El estudio de suelos se realizó en tres zonas agrícolas de la Provincia (Chone, San Ramón y Mapasingue). Los resultados evidencian un comportamiento de la Capacidad de Campo entre el 34 y el 37 % pss en suelos de textura fina y media. La densidad real estuvo en el orden de 1,85 a 2,48 g/cm3 mientras que la densidad aparente estuvo en el intervalo de 1,05 a 1,12 g/cm3. La porosidad del suelo alcanzó un valor promedio del 47,6 % con mayores valores en Chone. La velocidad de infiltración estabilizada ofreció un comportamiento que puede catalogarse en dos grupos de suelos: suelos con baja velocidad de infiltración (inferiores a 5 mm/min) correspondientes a una zona limitada de Chone así como en los territorios de San Ramón y Mapasingue y suelos con velocidad de infiltración media (10 mm/min) identificados en Chone.

Stochastic Linear Modeling for the Forecast of Flows in Basin, Western Region of Cuba

ABSTRACT This study focuses on the subwatershed "V Aniversario", belonging to Cuyaguateje River Basin, Pinar del Río Province. Its latitudinal position leads to the development of a greater volume of runoff, higher than other karstic regions in the country, then numerous damages related mainly with floods are done. Therefore, the objective of this work is to forecast the runoff in advance at the subwatershed, on annual and monthly scales, through linear stochastic modeling. In order to comply with the above, White Noise, AR (p), MA (q) and ARMA (p, q) models for the annual runoff series were implemented in R software, being the White Noise model the best adjusted to it. However, the monthly runoff series must be modeled by SARIMA, because it presented a seasonal behavior. It is interesting to note that the latter had a better memory and linear correlation compared to the annual series.

RESUMEN Este estudio se enfoca en la subcuenca “V Aniversario”, perteneciente a la cuenca del Río Cuyaguateje, provincia de Pinar del Río. Su posición latitudinal favorece el desarrollo de un volumen de escurrimiento superior a otras corrientes en zonas cársicas del país, por lo que se producen numerosos daños relacionados fundamentalmente con las inundaciones. Por tanto, el objetivo de este trabajo es pronosticar con antelación el escurrimiento en esta subcuenca, a escalas anual y mensual, a través de la modelación lineal estocástica. Para dar cumplimiento a lo anterior, se implementaron en el software R los modelos: Ruido Blanco, AR(p), MA(q) y ARMA(p,q) para la serie de escurrimiento anual, ajustándose mejor a la misma el Ruido Blanco. Sin embargo, la serie de escurrimiento mensual debe ser modelada mediante un SARIMA, pues presentó un comportamiento estacional. Es de interés destacar, que esta última tuvo mejor memoria y correlación lineal en comparación con la serie anual.

Estimation of Water Available for Plants in Cuban Soils as a Function of Prevailing Texture

ABSTRACT The objective of this work is to determine the total soil water availability and easily usable reserve for plants as a function of predominant soil texture. That will be done from information existing for the most important Cuban soils. It will be used as a tool that facilitates efficient irrigation programming. Data were available from 131 soil subtypes and 11 soil groupings, according to the database of the Agricultural Engineering Research Institute (IAgric) of Cuba. The soil depth considered was 0.5 m and a predominant particle size value was assigned to each soil profile according to its texture. Values were adjusted with a logarithmic regression analysis of the gravimetric and volumetric soil water content corresponding to the point of field capacity (Cc) and permanent wilting point (PMP). The values of the Total Available Water in the Soil (ADP) and the Easily Usable Reserve (RFU) were also quantified. The obtained relationships allow predicting in more than 90%, the variation of the limits of these soil water reserves, based on the predominant particle size in its textural composition. The ranges of variation of these limits are higher than the ranges defined at international level for silt and clay, which is associated with the characteristics of the predominant clay in many Cuban soils. The results have a high practical value as a basis for the efficient programming of crop irrigation and allow reducing the hard field and laboratory work involved in these studies.

RESUMEN El objetivo del presente trabajo es determinar a partir de la información disponible para los suelos de mayor importancia agrícola de Cuba, la disponibilidad total del agua y la reserva fácilmente utilizable para las plantas en función de la textura predominante, como herramienta que facilite la programación eficiente del riego. Se dispuso de datos de 131 subtipos y 11 agrupamientos de suelos, según la base de datos del Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric) de Cuba. La profundidad considerada fue de 0,5 m y se asignó a cada perfil de suelo un valor de tamaño de partícula predominante según su textura. Se ajustaron los valores con un análisis de regresión logarítmica de las humedades gravimétricas y volumétricas correspondientes al punto de capacidad de campo (Cc) y punto de marchitez permanente (PMP). Se cuantificaron los valores del Agua total Disponible en el suelo (ADP) y la Reserva Fácilmente Utilizable (RFU) para las plantas. Las relaciones obtenidas permiten predecir en más del 90%, la variación de los límites de estas reservas en función del tamaño de partícula predominante en la textura del suelo. Los rangos de variación de estos límites son superiores a los definidos a nivel internacional para las clases texturales de limo y arcilla, lo que se asocia a las características de la arcilla predominante en muchos suelos cubanos. Los resultados tienen un alto valor práctico para la programación eficiente del riego de los cultivos y permiten disminuir el engorroso trabajo de campo y laboratorio implicado en estos estudios.

Distribuição da pressão estática em uma coluna de grãos de café: análise por elementos finitos

ABSTRACT Several are the post-harvest processes of agricultural products in which a fluid flows through a fixed bed of particles. Therefore, the objective of this work was to model the static pressure drop in a bed filled with coffee beans (Coffea arábica L.) with different water contents, submitted to different airflows. The pressure drop results using the finite element technique were satisfactorily adjusted to the data obtained by a classical method, where the pressure drop along the elevation of the coffee column varied linearly between 158.8 and 455.6 Pa, for the column depths of 0.45 and 0.95 m, respectively. The relative error, by this technique remained below 5 %, for all samples. The distributed resistance had an average of 7,2 x 107 m-2, with an average relative error of 0.3 %, for all treatments considered.

RESUMO Vários são os processos de pós-colheita de produtos agrícolas em que um fluido escoa através de um leito fixo de partículas. Partindo deste análise objetivou-se modelar a queda da pressão estática pela técnica de elementos finitos, em um leito recheado de grãos de café (Coffea arabica L.) com diferentes teores de água, submetido a diferentes fluxos de ar. Os resultados de queda de pressão empregando a técnica de elementos finitos se ajustaram de forma satisfatória aos dados obtidos pelo método clássico. A queda de pressão ao longo da altura da coluna de café variou linearmente entre 50,6 e 433,1 Pa para as profundidades na coluna de 0,15 e 0,95 m respectivamente. O erro relativo se manteve abaixo de 7 % para todas as amostras e a resistência distribuída média foi de 7,2 x 107 m-2, com erro relativo médio de 0,3 % para a média entre os tratamentos de resistência distribuída.

Mathematical Techniques to Infer Post-Harvest Changes in the Properties of Agricultural Products

ABSTRACT Using statistical-mathematical methods, changes in the properties of agricultural products are inferred, in this case pineapple (Annanas Comosus) and Guava stored at room temperature, according to the CODEX and FAO standards. The use of statistical-mathematical modeling utilized for pineapple allowed establishing the maximum storage period of this fruit, defining dates of commercialization as fresh fruit and determining the speed with which changes in their properties occur. The mechanical response of guava (Red Dwarf variety EEA 1-23) to static charges using the Finite Element Method (MEF) was also simulated, obtaining a model capable of predicting the behavior of the fruit with an approximation of 90%. That made possible to perform virtual tests of guavas under load conditions in which physical tests are difficult to apply.

RESUMEN A partir de emplear métodos estadísticos-matemáticos se infieren cambios en las propiedades de productos agrícolas, en este caso piña (Annanas Comosus) y Guayaba almacenada a temperatura ambiente, según las normas CODEX y FAO. El empleo de la modelación estadístico- matemático empleada para la piña permitió establecer el periodo de almacenamiento máximo de este fruto, definir fechas de comercialización como fruto fresco y determinar la velocidad con que se suceden cambios en sus propiedades. Además mediante el método de elementos finitos (MEF) fue simulada la respuesta mecánica de la guayaba (variedad Enana Roja EEA 1-23) ante cargas estáticas, obteniéndose un modelo capaz de predecir el comportamiento del fruto con una aproximación del 90%, posibilitando efectuar ensayos virtuales de guayabas bajo condiciones de carga en las cuales los ensayos físicos son de difícil aplicación.

Analysis of Suction and Stability of Implement in Localized Soil Preparation for Sugarcane Planting

ABSTRACT Nowadays, it is interest of Cuban sugarcane agriculture, the introduction of conservationist methods during the preparation of soils for sugarcane sowing. Localized soil preparation, done exclusively in the area of root growth of the seedlings, is a viable alternative, both, from the point of view of soil conservation, as well as from point of view of economy of energy resources that are dedicated to the preparation of large areas of land. In this sense, a tillage implement having four staggered shanks with “V”- shaped blades has been developed, leaving a trapezoidal profile in the transverse plane of the soil removed, according to the demands of sowing. In the design process of this equipment, it was necessary to carry out certain analyses related to suction and stability, developing an analytical method and software that facilitates these analyses, avoiding the use of cumbersome traditional graphic methods, based on the construction of force polygons and rays, which make it difficult to evaluate multiple variants. The application of this method to the aggregate formed by an YTO-1604 tractor and a the tillage implement with four staggered shanks, made it possible to determine the most suitable position for the support wheel, as well as for the instantaneous center of rotation of the tractor suspension mechanism. It was also possible to evaluate the incidence of the wedge angle on the conditions of suction and stability.

RESUMEN Actualmente es interés de la agricultura cañera cubana la introducción de métodos conservacionistas durante la preparación de suelos para la siembra de caña de azúcar. La preparación localizada del suelo efectuada exclusivamente en la zona de crecimiento radicular de los plantones, constituye una alternativa viable, tanto desde el punto de vista de la conservación del suelo, como de economía de recursos energéticos que se dedican a la preparación de grandes extensiones de tierra. En este sentido, ha sido objeto de desarrollo un apero con una hilera de cuatro órganos escarificadores de alas, escalonados de menor a mayor profundidad, dejando un perfil trapezoidal en el plano transversal del suelo desterronado, según las exigencias de la siembra. En el proceso de diseño de este equipo ha sido necesario efectuar determinados análisis relacionados con la succión y estabilidad, desarrollándose un método analítico y un software que facilita estos análisis, evitando el empleo de engorrosos métodos gráficos tradicionales, basados en la elaboración de polígonos de fuerza y de rayos, que dificultan la evaluación de múltiples variantes. La aplicación de este método al agregado formado por un tractor YTO-1604 y el escarificador escalonado, posibilitó determinar la posición más adecuada para la rueda de apoyo, así como para el centro instantáneo de rotación del mecanismo de suspensión del tractor. Asimismo fue posible evaluar la incidencia del ángulo de la cuña sobre las condiciones de succión y estabilidad.

Physical-Mechanical Properties of Pigeon Beans and Pods for the Design of a Sheller Machine

ABSTRACT The study of the physical-mechanical properties is important for the design and construction of equipment and structures, for the management, collection, transportation, cleaning, classification, and agro industrial processing, as well as the input data to the theoretical model that bases the parameters of design and operation of the sheller machine. The work was carried out in the Agricultural Mechanization Center of the Faculty of Technical Sciences, Agrarian University of Havana, which had as objective to determine the physical-mechanical properties of the grains and green Gandul pods of the variety Gwailor-3, for its use of parameters of design and operation of a machine for the husking of green pigeon peas. Obtaining a width of the pods that oscillates between 12.5 and 15.8 mm, while the length is between 46.8 and 78.9 mm. The average friction values of the grains on rubber, wood and steel surfaces are 43.6º; 21.07º and 20.13º respectively and for the pods angles of 34.9º; 35.38º and 25, 95º.

RESUMEN El estudio de las propiedades físico-mecánicas es importante para mejorar eficientemente el diseño y construcción de equipos y estructuras, para el manejo, recolección, transporte, limpieza, clasificación, y procesamiento agroindustrial, así como su utilización como datos de entrada al modelo teórico que fundamenta los parámetros de diseño y de operación de la máquina desgranadora. El trabajo se realizó en el Centro de Mecanización Agropecuaria de la Facultad Ciencias Técnicas, Universidad Agraria de la Habana, el cual tuvo como objetivo determinar las propiedades físico -mecánicas de los granos y vainas de gandul verde de la variedad Gwailor-3, para su utilización como parámetros de diseño y operación de una máquina para el desgranado de gandul verde. Obteniéndose un ancho de las vainas que oscila entre 12,5 y 15,8 mm, mientras que el largo se encuentra entre 46,8 y 78,9 mm. Los valores medios de ángulos de fricción de los granos sobre superficie de goma, madera y acero son de 43,6º; 21,07º y 20,13º respectivamente y para las vainas ángulos de 34,9º; 35,38º y 25, 95º.

Behavior of Operating Indicators of Massey Fergunson 5650 Grain Harvester

ABSTRACT Due to the high cost of Massey Fergunson 5650 grain harvesters, proper use of these machines is necessary. In Ciego de Ávila Province, with many areas dedicated to the cultivation of grains, these machines have a wide use. The work consisted of evaluating the balance of shift time of the harvesters, technical availability coefficient, the most frequent failures and productivity and agricultural yield of the fields. The coefficient of technical availability 0.82, still has the potential to improve the use of machines and it is possible to take technical and organizational measures. The most frequent faults were in the cutting system and in the harvest system. The productivity of the harvesters with an average of 1.6 t / h was low considering the potential of these machines. The main causes of this poor performance are given by low effective use of shift time (average 69%), low agricultural yields (average of 1.15 t / ha) and inadequate state of the fields for harvesting.

RESUMEN Debido al alto costo de las cosechadoras de granos Massey Fergunson 5650, es necesario un apropiado uso de estas máquinas. En la provincia de Ciego de Ávila, con muchas superficies dedicadas al cultivo de granos, estas máquinas tienen un amplio uso. El trabajo consistió en evaluar: el balance de tiempo de turno de las cosechadoras, coeficiente de disponibilidad técnica, las fallas más frecuentes, productividad y rendimiento agrícola de los campos. El coeficiente de disponibilidad técnica 0,82 posee aún potencial para mejorar el uso de las máquinas se puede toman medidas técnicas y organizativas. Las fallas más frecuentes estuvieron localizadas en el sistema de corte y el sistema de cosecha. La productividad de las cosechadoras con una media de 1,6 t/h resultó bajo si se consideran las potencialidades de estas máquinas. Las causas principales de este pobre desempeño están dadas por: baja utilización efectiva del tiempo de turno (media 69%), bajos rendimientos agrícolas (media de 1,15 t/ha) e inadecuado estado de los campos para la cosecha.

Software for the Hydraulic Design of Central Pivot Irrigation Systems

ABSTRACT CurvePivot 2.0 software was developed for the hydraulic design of central pivot irrigation systems for specific operating conditions. The programming language that was used was C # with a simple interface for the user. The program was based on a mathematical model that considers hydrogeological, hydraulic, edaphic, agronomic and economic variables, through which the design flow is obtained quickly and efficiently with the lowest investment and operation cost of the irrigation system. In addition, other parameters are determined like efficiency and depletion of the well, radius of influence of the well, parameters of the centrifugal pump, operating point of the system, rainfall at the end of the lateral, diameters and lengths of the pipes, working pressure, tower number and speed of the last tower. This tool has been used in several agricultural companies in the province of Ciego de Ávila, Cuba.

RESUMEN Se elaboró un software CurvePivot 2.0 para el diseño hidráulico de los sistemas de riego de pivote central para las condiciones específicas de operación. El lenguaje de programación que se utilizó fue C# con una interfaz sencilla para el usuario. El programa se fundamentó en un modelo matemático que considera variables hidrogeológicas, hidráulicas, edáficas, agronómicas y económicas, a través del cual, se obtiene de forma rápida y eficaz el caudal de diseño con el menor costo de inversión y operación del sistema de riego. Además se determina la eficiencia y abatimiento del pozo, radio de influencia del pozo, los parámetros de la bomba centrífuga, el punto de funcionamiento del sistema, la pluviosidad en el extremo del lateral, los diámetros y longitudes de las tuberías, presión de trabajo, número de torre y la velocidad de la última torre. Esta herramienta ha sido utilizada en varias empresas agrícolas de la provincia de Ciego de Ávila, Cuba.

Restrictive Factors for the Mechanization of Sugarcane Cultivation in Manabí Province, Ecuador

ABSTRACT The cultivation of sugarcane has a great tradition in Manabí Province, although it does not appear within larger production volumes in Ecuador. It represents one of the main sources of income in the agricultural sector in the province. The level of mechanization associated with these productions is very low due to a number of objective and subjective factors that have prevented its introduction. From this, the present study aimed to determine the limiting factors for the mechanization of sugarcane production in Manabí Province, Ecuador. A questionnaire for conducting surveys to producers was developed and a survey team was trained for collecting information. The results allowed defining, the limiting factors to use means mechanized in the production scheme of sugarcane in the province, according the matching criteria of respondents. It was shown that they are associated with problems of topography of the planting areas (slopes, 50 to 70%) and the limited availability of conventional or specialized mechanized means for work at maximum slope. Moreover, the insufficient training of technicians and producers in the management, administration and technical assistance of the mechanized means, the preference of producers for cultural practices that exclude the use of mechanized means and the high cost of renting these means.

RESUMEN El cultivo de la caña de azúcar posee gran tradición en la provincia Manabí, a pesar de que la misma no consta dentro de las de mayores volúmenes de producción en el Ecuador. El mismo representa una de las principales fuentes de ingreso del sector agropecuario en la provincia. El nivel de mecanización asociado a estas producciones es muy bajo debido a una serie de factores objetivos y subjetivos que han imposibilitado su introducción. A partir de esto, se desarrolló el presente trabajo con el objetivo determinar los factores limitantes para la mecanización de la caña de azúcar en la provincia Manabí, Ecuador. Se elaboró un cuestionario para la realización de encuestas a los productores y se capacitó a un equipo encuestador para el levantamiento de la información. Los resultados permitieron definir según los criterios concordantes de los encuestados los factores que limitan el empleo de los medios mecanizados en el esquema productivo de la caña azúcar de la provincia, evidenciándose que los mismos están asociados a problemas relacionados con la topografía de los terrenos en las zonas de plantación (pendientes 50 a 70%); la poca disponibilidad de medios mecanizados convencionales o especializados para el trabajo en máxima pendiente; la insuficiente capacitación de técnicos y productores en el manejo, administración y asistencia técnica de los medios mecanizados; el arraigo de los productores al desarrollo de prácticas culturales que excluyen el uso de los medios mecanizados; y el elevado costo del alquiler de estos medios.