View
239
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
AGUA EN EL SUELO
INGENIERIA AGRICOLA IIICURSO DE RIEGO
Ing. Agr. (MSc) Pablo Moralespmorales@fagro.edu.uy
BIBLIOGRAFIA
Pizarro, F. 1990. Riegos localizados de alta frecuencia. Capitulo 1
Rovira, L. 2001. Orientaciones Básicas para el uso deriego en la producción granjera. PREDEG
Conceptos básicos
• El suelo desde el punto de vista agrícola, constituye la principal reserva de agua parael crecimiento de las plantas.
• El suelo esta compuesto por :material solidóaguaaire
• La capacidad de almacenaje de agua de un suelo depende:
TexturaEstructuraPorosidadDensidad aparenteProfundidad del perfil
Composición del suelo
45%
5%
25%
25%
materia mineral
materia organica
agua
aire
Material mineral
• La porción mineral del suelo esta formado por partículas:
Arena (2 a 0.05 mm)
Limo (0.05 a 0.002 mm)
Arcilla (inferior a 0.002 mm)
Textura : Es la proporción relativa de arena, limo y arcilla que contiene un suelo
Determinación de la textura del suelo
a) Análisis granulométrico (laboratorio) y utilización del triangulo textural
b) Tacto manual en el campo
Triángulo textural según clasificación del USDA
Estructura
• Es la disposición de las partículas del suelo para formar otras unidades de mayor tamaño llamados agregados.
• Los poros se encuentran ubicados entre los agregados (macroporos ) y dentro de estos (microporos).
• Esta propiedad es modificada por el manejo del suelo:
Ciclo de cultivosIntensidad de laboreoNivel de materia orgánica Compactación por pasaje de maquinaria pesada
Porosidad del suelo
• El agua y el aire del suelo se encuentran ocupando los poros de la fracción mineral del suelo.
La porosidad del suelo varia de 40 a 50 % .
Poros
Macroporos
Microporos
aire
agua
Poros de tamaño intermedio
Densidad aparente
• Es el cociente entre el peso seco del suelo y el volumen que ocupa la muestra del
suelo incluyendo el volumen de los poros.
• Densidad aparente = peso del suelo seco / volumen de la
muestra
Métodos para determinar la Densidad Aparente
a) Método de excavación
b) Cilindro muestreador
a) Método de excavación
• Se excava un hoyo juntando toda la tierra en una cápsula o bolsa para
posteriormente secarla y pesarla
• Se coloca una bolsa en el hoyo y se llena con agua hasta enrasar con la
superficie
• El volumen que ocupaba el suelo originalmente es igual al volumen de agua
vertida
b) Cilindro muestreador
• Se extrae una muestra con un cilindro de dimensiones conocidas
• Se enrasan bien los bordes del suelo con los bordes del cilindro
• Se seca la muestra de suelo y se obtiene el peso seco.
Valores de densidad aparente en función de la textura
Textura Densidad aparente
Arenoso 1.5 – 1.8
Franco Arenoso 1.4 – 1.6
Franco 1.3 – 1.5
Franco-arcilloso 1.3 – 1.4
Arcilloso 1.2– 1-3
Profundidad del suelo
• Suelos mas profundos sin limitantes físicas permiten alcanzar una mayor
profundidad radicular.
• En los suelos de Uruguay las raíces se concentran en los primeros 40 cm
de profundidad del suelo.
• Suelos con presencia de horizonte B textural, limitan la profundidad
radicular del cultivo.
• Agua en el suelo:
El suelo desde el punto de vista agrícola, constituye la principal reserva de agua para el crecimiento de las plantas y es el almacenamiento regulador del ciclo hidrológico a nivel de cultivo.
• Agua en las plantas:
El proceso de fotosíntesis implica la llegada de CO2 desde la atmósfera almesófilo de las hojas. Ello implica una apertura estomática y pérdida deagua hacia la atmósfera.
La pérdida de agua por las hojas (transpiración) debe ser compensada porla absorción de agua desde el suelo. Si no se logra esta compensación, laplanta se deshidrata, cerrando sus estomas, reduciendo la producción demateria orgánica por fotosíntesis.
PARÁMETROS HIDRICOS DE LOS SUELOS
Capacidad de campo (CC):
Cantidad de agua máxima que el suelo puede retener, medida a las 48 horasdespués de una lluvia o riego.
Depende del tipo de suelo, especialmente de su textura.
Podemos estimarla en base a las siguientes fórmulas:
(Bodman y Mahmud):
CC (%ps) = 0.023 (% arena) + 0.25 (% limo) + 0.61 (% arcilla)
Horiz. Ecuación R2
A+B CC= 18.448-0.125(AR)+1.923(MO)+0.295(AC) 0.621
A CC= 21.977-0.186(AR)+2.601(MO)+0.127(AC) 0.815
B CC= 9.879+3.558(MO)+0.336(AC) 0.318
A aren CC= 8.658+2.571(MO)+0.296(L) 0.943
Regresión múltiple para estimar capacidad de campo a partir de la granulometría y materia orgánica
Fuente: Aspectos metodológicos en la determinación de la capacidad deretener agua de los suelos del Uruguay. Silva, A.; Ponce de León, J.;García, F. y Durán, A. Boletín de Investigación Nº 10, Fac. deAgronomía, 1988.
Punto de marchitez permanente (PMP):
Es el contenido de agua retenida a una tensión de 15 Bars. Su valordepende del tipo de suelo. Este es el límite de tensión hasta el cual unaplanta de girasol puede extraer agua.
Existen fórmulas para su estimación:
(Máximov):PMP %ps = 0.001 (%arena) + 0.12 (%limo) + 0.57 (%arcilla)
(Silva et al. ,1988)
PMP %ps = - 5 + 0.74 x (CC %ps)
Agua disponible
• Es el agua retenida entre Capacidad de Campo y el Punto deMarchitez Permanente.
• Es la máxima cantidad de agua que la planta puede disponer parasu absorción en un determinado perfil.
• No toda el agua disponible es fácilmente disponible para lasplantas.
Clasificación del agua en el suelo
Agua Higroscópica
Agua Gravitacional
DRENAJE RAPIDO
Saturación
Capacidad de Campo
Agua Capilar
DRENAJE LENTO
Punto de Marchitez Permanente
Agua
Disponible
Humedad No
Disponible
Propiedades físicas e hídricas de los suelos según textura
Textura del
suelo
Porosidad
(%)
D.Ap
(gr/cm3)
CC (%p) PMP (%p) H % P.S H% vol
(mm/10cm)
Arenoso 38 1.65 9 4 5 8
Franco
Arenoso
43 1.5 14 6 8 12
Franco 47 1.4 22 10 12 17
Franco
arcilloso
49 1.33 27 13 14 19
Arcillo
arenoso
51 1.3 31 15 16 21
Arcilloso 53 1.25 36 17 18 23
Israelsen y Hansen, 1979
SUELO HOR TRAN Da TEXT C.C. C.M.P. A.D
Brunosol
éutrico/subéutrico
A cl1.20 F(p) 35 18 17
Vertisol rúptico lúvico
A
B
C
gr
gr-cl
0.98
1.31
1.23
F Ac
Ac L
Ac L
393437
212126
181311
Brunosol subéutrico
típico
A
B
cl 1.25
1.41
FAc L
Ac L
3837
1825
2012
Brunosol subéutrico
ócrico melánico
A
B
cl 1.39
1.51
F Ar
Ac Ar
2533
1023
1510
Argisol subéutrico
melánico
A
B
ab 1.39
1.41
F L
Ac L
3238
1126
2112
Argisol/ Planosol
dístrico ócrico
A
B
ab 1.44
1.48
F Ar
Ac Ar
1836
626
1210
Lámina de agua en mm, retenida por algunos suelos del Uruguay, por cada 10 cm de profundidad
MEDICIÓN DEL AGUA DEL SUELO
a) Medidas del contenido de agua
1. Método gravimétrico2. Sonda de neutrones, TDR, FDR 3. Método empírico
b) Medidas del potencial del agua del suelo
1. Tensiómetros
Método gravimétrico
VENTAJAS
Poco equipo especializadoBuena precisiónCualquier profundidad, cualquier contenido de agua
DESVENTAJAS
Es trabajosoResultados diferidos en el tiempoEs destructivoSe debe medir la Densidad aparente
Sonda de neutrones
VENTAJASMediciones rápidas
Mide el agua de un volumen
No es destructivo
DESVENTAJAS
Calibración para cada suelo y horizonte
Alto costo (U$S 5000 - 7000)
Radiactiva (en otros países se precisalicencia)
VENTAJAS
Método no destructivo
Portátil
No necesita calibración
DESVENTAJAS
Medida indirecta de humedad
Problemas para profundidades mayores a 30 cm
Costo del aparato: 5000 US$
TDR
Varilla metálicaEmisor-receptor
Método Empírico
Palpamiento o apariencia del suelo Agua disponible del
suelo Textura arenosa Textura media Textura arcillosa
0 a 25 % Seco, suelto, fluye entre los dedos
Seco, polvoroso, en ocasiones ligeramente costroso, pero fácilmente reducible a polvo
Duro, desecado, agrietado, en ocasiones con granos sueltos a flor de superficie
25 a 50 % Parece seco, no se forma bola con la presión
Tiende a desmoronarse pero se mantiene compacto con la presión
Algo moldeable, forma bola con la presión
50 a 75 % No se forma bola con la presión o tiende a formar bola, pero rara vez se mantiene compacta
Forma bola un tanto plástica y en ocasiones puede alisarse ligeramente con la presión
Forma bola, brota entre los dedos al apretar
75 % hasta capacidad máxima (100%)
Tiende a aglutinarse o forma bola de poca consistencia, se desmenuza fácilmente y nunca queda lisa
Forma bola y es muy moldeable; fácilmente se alisa siempre que tenga un porcentaje elevado de arcilla
Brota fácilmente entre los dedos; parece aceitosa al tacto
A capacidad máxima (100 %)
Al comprimir, no brotan gotas de agua en la superficie de la muestra pero sí queda en la mano el contorno húmedo de la bola
Al comprimir no brotan gotas de agua en la superficie de la muestra pero sí queda en la mano el contorno húmedo de la bola
Al comprimir no brotan gotas de agua en la superficie de la muestra pero sí queda en la mano el contorno húmedo de la bola.
Tensiómetros
VENTAJAS
Precio (150 a 200 U$S)Medida directa del potencial del agua. Buena exactitud en el rango 0-80 cb.Fácil instalación.
DESVENTAJAS
Mantenimiento frecuente: nivel del agua, control de crecimiento dealgas, vacuometroNecesitan calibración para obtener el contenido de agua envolumen (curva tensión – humedad)Trabaja solo en el rango de 0-85 cb.
Olla de Richards
Curvas representativas de la retención de la humedad por diversos suelos
0
5
10
15
0 10 20 30 40 50
Humedad del suelo(%vol)
Te
nsió
n de
l agu
a e
n e
l sue
lo(a
tm)
Relación tensión – agotamiento del agua disponible
Arenoso franco
Fr. Arenoso
10,0
20,0
Franco
0 25
0,5
5,0
1,0
10050 750,1
Bars
Fr. Ar Fino
Arcilloso
% de agotamiento del agua disponible
Formas de expresar el contenido de agua en el suelo
1) Porcentaje de agua en peso ( % HP) HUMEDAD GRAVIMETRICA
HP (%) = (Peso de agua / Peso de suelo seco) x 100
2) Porcentaje de agua en volumen % HV (Humedad volu métrica)
• % HV = (Vol. de agua / Vol. Suelo) x 100
• % HV = (Peso del agua / Peso de suelo seco ) x Dap.
En riego es muy práctico expresar el contenido de agua en el suelo en forma de altura o lámina de agua
1 mm = 1 litro por m2 = 10000 litros por há = 10 m3 por há
Velocidad de infiltración
• La velocidad de infiltración de un suelo, es la velocidad a la cual ingresa el agua a un suelo
• Depende básicamente de la textura y del contenido de humedad
• Los suelos arenosos tienen velocidades de infiltración básica mas altos
• Su determinación en el campo es muy útil para el diseño de los sistema de riego por aspersión y por superficie
• El método mas utilizado a nivel universal es el uso de doble anillo infiltrometro
Doble anillo infiltrómetro
Materiales a emplear:
Dos anillos
Maceta
Regla graduada en cm y mm
Cronómetro
Pala y balde
Depósito de agua
Hoja de registro
Doble anillo infiltrometro
Clasificación de suelos según la velocidad de infiltración
TIPO DE SUELO VELOCIDAD INFILTRACIÓN BASICA (VIB)
Suelo de VIB MUY ALTA + 30 mm / hora
Suelo de VIB ALTA 15 a 30 mm / hora
Suelo de VIB MEDIA 5 a 15 mm / hora
Suelo de VIB BAJA menos 5 mm / hora
UMBRAL DE RIEGO
� El suelo retiene el agua con más fuerza a medida que se vuelve más seco.
� Al principio, luego de una lluvia o riego, el cultivo extrae el agua del suelocon gran facilidad.
� A medida que el suelo se seca, las fuerzas de retención aumentan y la plantadebe realizar un esfuerzo osmótico para abastecerse de agua.
� Llega un momento en que la velocidad de transpiración es mayor que lavelocidad de absorción y la planta pierde turgencia (comienza a marchitarse)
� Para evitar la deshidratación la planta pone en marcha sus mecanismos decontrol estomático, cerrándolos, reduciendo la transpiración (ysimultáneamente la fotosíntesis)
ET(mm/día) Tipo de cultivo 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cebolla, morrón, papa 0.5 0.43 0.35 0.3 0.25 0.23 0.2 0.2 0.18
Banana, col, poroto, tomate 0.68 0.58 0.48 0.4 0.35 0.33 0.28 0.25 0.23
Alfalfa, judía, cítricos, maní, girasol, melón, trigo
0.8 0.7 0.6 0.5 0.45 0.43 0.38 0.35 0.3
Algodón, sorgo, olivo, viña, maíz, soja, remolacha, tabaco.
0.88 0.8 0.7 0.6 0.55 0.5 0.45 0.43 0.4
Umbral (% de agotamiento de A.D) recomendados para distintos tipos de cultivo en función de la evapotranspiración
Fuente: Doorenbos y Kassam (1979)
P =fracción del agua disponible que se puede agotar sin que se
produzcan síntomas de estrés hídrico
Hortícolas p (*)Lechuga 0.3
Cebolla 0.3
Raíces y tubérculosPapa 0.35
Boniato 0.65
CerealesMaíz 0.55
Ejemplo de calculo de una lamina de riego
• Un suelo de textura franco limosa: 36 % de arena
12 % de arcilla
52 % de limo
• La profundidad radicular corresponde a 40 cm
• La densidad aparente del suelo es de 1.35 gr/cm3
1) Debemos determinar el contenido de agua a Capacidad de Campo
CC % p = 0.023 *(36) + 0.25 *(52) + 0.61*(12) = 21.15
2) Debemos determinar el Punto de Marchitez Permanente
CMP %p = -5 + 0.74 x (21.15 ) = 10.65
Expresamos los valores en volumen (mm / 10cm)
CC = 21.15 * (1.35) = 28.55 mm / 10 cm
PMP= 10.65 * (1.35) = 14.4 mm / 10 cm
En los 40 cm de profundidad tenemos los valores de CC y PMP son:
CC = 28.55 * 4 = 114 mm
PMP= 14.4* 4 = 58 mm
Entonces el agua disponible en los 40 cm del suelo son:
• Agua disponible = CC – PMP
CC = 114
PMP = 58
Agua Disponible = 114 – 58 = 56 mm
Con el Agua disponible calculamos la Lamina neta de riego
Tenemos que fijar un umbral de riego: UR
Si el cultivo fuera maíz podemos fijar un UR de 55 % del agua
disponible
Agua disponible = 56 mm
Lamina neta de riego: 56 mm * 0.55 = 31 mm
Ningún método de riego es 100 % Eficiente,
• Para aplicar 31 mm netos al suelo, debemos aplicar una lamina mayor, es decir una Lamina Bruta.
• Lamina Bruta = Lamina neta / Eficiencia de riego
Lamina Bruta de riego
Lamina neta = 31 mm
Eficiencia de riego por aspersión = 70 %
Lamina Bruta = 31 / 0.7 = 44 mm
Recommended