1. Cómo evaluar humedad
de un suelo agrícola
Cátedra de Hidrología Agrícola
Facultad de Ciencias Agrarias UNCuyo
2. Factores que afectan la cantidad y uso de la
humedad disponible del suelo
Hábitos radicales - Patrón de enraizamiento
Tolerancia a la sequía
Estado de crecimiento
Planta
Temperatura y HR del aire
Velocidad de los vientos
Radiación
Clima
Succión matriz del suelo
Capacidad de Almacenaje Textura
Profundización, estratificación
Suelo
3. Técnicas para determinar oportunidad de riego
PLANTA
Registros de la
humedad del suelo
Wc, Wm, Wur
Ecuaciones para determinar ETc
(Penman Monteith, Blaney y Criddle,
Jensen y Haise, Tanque tipo A, etc.
BASADAS EN
SUELO CLIMA
Potencial hídrico de la hoja
Conductancia estomática
Contenido relativo de agua
Reflexión y temperatura de la hoja
Velocidad de flujo de la savia
Crecimiento (del fruto, tronco, brotes ápices)
Indicadores visuales
4. INSTRUMENTAL PARA EVALUAR AGUA DEL SUELO
MÉTODOS
Miden Energía de
Retención
Miden Contenido de
Humedad
¿Cuánto regar? ¿Cuándo regar?
“Cantidad” “Tiempo”
•Pesada
•Sonda de Neutrones
•Tensiómetro
•Bloques de yeso
•TDR - FDR •Bloques de matriz granular
5. METODO POR PESADAS
ESQUEMA DE
OPERACIÓN
VENTAJAS
•Es sencillo
•Es preciso-método patrón
•Es económico
DESVENTAJAS
•Es laborioso
•No es inmediato
•Disturba el sitio
(agujereado)
Barreno
Tapa de aluminio
ajustable
Cuerpo de aluminio
Pesafiltro
Balanza Estufa a 105°C Balanza
Y..........
6. Conteos en sonda de neutrones (N)
Humedad
volumétrica
Wv
(%)
Métodos que miden contenido de agua:
Sonda de neutrones
7.
8. RESUMIENDO
Mide el contenido de agua en forma indirecta, ya que es un equipo que
cuenta el número de partículas que “vuelven” luego de rebotar contra las
moléculas de agua. Mientras más número de neutrones se detecten, hay
más agua.
VENTAJAS DESVENTAJAS
•Requiere calibración
•Es preciso
•Personal habilitado
oficialmente
•Rapidez
•Perfil sin alterar
•Equipo y permisos
de uso, caros
•Sin esfuerzos
•Las lecturas se
pueden grabar
•Riesgo de irradiación
10. RESUMIENDO
Mide el contenido de agua en forma indirecta, ya que es un equipo que
cuantifica el aumento de la constante dieléctrica del suelo (“D”) con el aumento
del contenido de agua. Mientras más grande “D” hay más agua.
VENTAJAS DESVENTAJAS
•Rapidez
•Requiere calibración
•Perfil sin alterar
•No tan preciso como
la de neutrones
•Sin esfuerzos
•Las lecturas se
pueden grabar
•Equipo caro
•No es radiactivo •Requiere entrenamiento
11. Calibración de sonda FRD
Frequency Domain Reflectometry
Basado en el principio de Capacitancia
12. Objetivo del trabajo:
• Calibrar la sonda DIVINER 2000 y
determinar el contenido de humedad del suelo
para estimar la evapotranspiración del cultivo
y elaborar estrategias de riego
13. Metodología:
• Instalación de tubos de PVC (hermeticidad)
• Calibración: en el área de influencia de cada tubo se
procedió a tomar muestras de suelo con un barreno cada 10
cm de profundidad para determinar la humedad
gravimétrica en cada capa de suelo.
• Paralelamente se midió con la sonda la humedad relativa
(SF: scaled frequency = frecuencia de escala (0 ; 1)).
• Este trabajo se debe repetir varias veces a medida que el
suelo pierde humedad.
15. ¿Cómo mide la sonda?
La sonda emite una onda electromagnética de
alta frecuencia para medir la humedad del
suelo.
Pero para obtener lo que llamamos dato
relativo (SF) necesitamos introducir 2 datos:
• Fw y Fa. Medidos en agua y aire
• SF = (FA - FS) * (FA - FW)–1
• FS: se mide con la sonda en el suelo.
16. Técnica de Capacitancia
(Frequency Domain Reflectometry)
Esta técnica se basa en la medición de la constante
dieléctrica del material que rodea las placas de la
sonda, entre ellos el suelo con su contenido
variable de humedad, midiendo el tiempo de carga
de un condensador que utiliza (en este caso el
suelo) como medio dieléctrico.
Empíricamente se ha determinado una relación
entre la constante dieléctrica del suelo y su
contenido de humedad.
17. Trabajo en gabinete:
lectura
• Construcción
relativa de
de curvas vinculando la
la sonda SF con la humedad
volumétrica, utilizando el programa Excel
• Aplicación de un modelo de regresión para
vincular el valor de SF con el de humedad
volumétrica para cada capa de suelo y para todo el
perfil.
• Obtención de la ecuación potencial que describe a
cada curva.
18. Ubicación de los puntos: en la finca se
colocaron 3 tubos para hacer las mediciones de
humedad del suelo.
Cabeza
Medio
Pie
20. Curva de calibración para el perfil completo
y = 0.4566x
0.1196
R
2
= 0.1653
0,4
0,7
0,65
0,6
0,55
0,5
0,45
0,9
0,85
0,8
0,75
0 10 20 30 40 50
cm
3
% cm
3
S
F
Humedad del suelo
Humedad
relativa
de
la
sonda
SF
21. Curva de calibración para
por estrato (60 y 120 cm)
60 cm
y = 0.3815x0.1721
R2
= 0.9416
0,7
0,68
0,66
0,64
0,62
0,6
0,58
0,56
0,54
5 35
15 25
cm3
%cm3
SF
120 cm
y = 0,3x0,1827
0,53
R2
= 0,9388
0,50
0,48
0,45
0,43
0,55
5 25
15
cm3
%cm3
SF
24. Métodos que miden energía de retención
Medidor de vacío
(vacuómetro)
Tubo de plástico
Cápsula porosa
Tensiómetros
Tapa a rosca
Líquido para relleno (reserva)
26. Cultivo de raíces profundas
y riego superficial
Forma y Criterios de instalación
Cultivos de raíces superficiales
27. ¿Cómo interpreto las lecturas?
Lectura = 0, el suelo está saturado
Lectura entre 0 y 10 exceso para la mayoría de los cultivos. Dura
unos pocos días hasta que drena. Si persiste, indica problemas de
permeabilidad
Lectura entre 10 y 20 suelos arcillosos: no requieren riego suelos
francos: no requieren riegos suelos arenosos: sólo en cultivos
sensibles al déficit hídrico
Lectura entre 20 y 40 suelos arcillosos: no requieren riego suelos
francos: no requieren riegos suelos arenosos: inicio de riego (20 -
30 muy arenosos, 30- 40 areno francosos)
Lectura entre 40 y 60. Suelos arcillosos pesados: no requieren
riego. Suelos francos: no requieren riegos. Suelos arenosos:
demasiado secos
Lectura entre 60 y 80. Suelos arcillosos pesados: podrían no
requerir riego o aplicarlo en 70. Suelos francos: demasiado secos.
Suelos arenosos: demasiado secos. Riesgo de daño
28.
29. VENTAJAS DESVENTAJAS
•No se calibra •Uso limitado en suelos
arcillosos
•No altera el perfil
•Requiere mantenimiento y
servicios
•Es relativamente
económico
•La cápsula pierde
funcionalidad con el tiempo
•Se puede usar en suelos
salinos
30. Método Conductométrico
El método conductométrico se basa en la medida de la variación de
las propiedades eléctricas de un medio poroso, por efecto del
contenido de humedad.
Comúnmente se usan como medio poroso bloques construidos de
muy diversas formas, tamaño y materiales, aun cuando afectan la
conductividad, por lo que deben ser estándar. Cuando la humedad
aumenta, a su vez se incrementa la cantidad de yeso disuelta y, como
consecuencia, decrece la resistencia entre los electrodos.
José A. Morábito
31. Curva que relaciona la resistencia eléctrica con la disponibilidad de agua
José A. Morábito
33. VENTAJAS DESVENTAJAS
•Uso limitado en suelos
salinos
•Los bloques se disuelven.
Duran 1 o 2 temporadas
(según régimen de humedad
•Afectado por la
temperatura
•Fácil de manipular
e instalar
•Es relativamente
económico
•No altera el perfil
•Apta para unir a
dispositivo de grabación
34. Pérdidas
Agua disponible
del suelo
“Agotamiento”
permitido
6,3 2
ETc día
6,3
7,6
7,6
8,9
8,9
7,6
1
3
4
5
6
7
52,1 7
PROCEDIMIENTO DEL BALANCE
HÍDRICO
ETo = Ev * Kp
ETc = ETo * Kc
RIEGO
¿CUÁNDO? Después de 7 días
Aplicar 52,1 mm
de agua + pérdidas
(considerar eficiencias)
¿CUÁNTO?
35. ETc ETm
Wr(t 1) Wr(t)
CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DIARIA PARA
DIFERENTES SITUACIONES DE ESTADO HÍDRICO EN EL SUELO
(MÉTODO DE RIJTEMA Y ABOUKHALED, 1975)
Condición 1: el agua disponible en el suelo es
mayor que el umbral de riego
si Wr(t) (1-p)* Wd
en el suelo cuando ETa ETm
Wd agua disponible en el suelo
según profundida d de raíces
p fracción del agua total disponi
Wr(t) agua remanente a día t
ETm evapotrans piración máxima
t
Condición 2: el agua disponible en el suelo es
menor que el umbral de riego
ETc evapotrans piración real
(1 p)Wd
ETc
Wr(t 1) Wr(t)
* ETm
si Wr(t) (1-p)* Wd
36. Cultivo = Vid
Ejemplo
Sa.D = Wd (mm/m) = 100
D (m) = 1
p = 0.6
Wd vid (mm/m) = 100
Condición 1
St.D = Wr (t) (mm) = 90
(1-p) * Wd (mm) = 40
St.D = Wr (t-1) (mm) = 96
intervalo de tiempo (días) = 1
ETc = ETm = (mm/día) = 6
38. PLANTA
Potencial hídrico de la hoja
Conductancia estomática
Contenido relativo de agua
Reflexión y temperatura de la hoja
Velocidad de flujo de la savia
Crecimiento (del fruto, tronco, brotes ápices)
Indicadores visuales
42. Medición de Transpiración en árboles:
Método de la Sonda de Disipación Térmica (Granier)
Heat transport
with sap flow
dT
Esquema del sensor constituido por las dos sondas (agujas), testigo y calentada
según fabricante UP Sap Flow-System.
44. u = 0,714 * ((dT noche /dTactual)-1)1,231
u: es la densidad de flujo de savia y se expresa en ml cm-2 min-1.
dT noche: es la diferencia de temperatura máxima debido al flujo de savia mínimo
o nulo durante la noche,
dT actual: es la diferencia de temperatura medida
45. Tronco del árbol con un sensor instalado en cada rama principal. Se observan las
dos sondas que componen cada sensor, a 10 cm una de otra, sobre la misma rama.
La zona de las ramas donde están insertos los sensores está aislada térmica.
Detalle del datalogger
46. Detalle de la perforación para instalar el
tubito de aluminio dentro del cual irá la
sonda superior. Vista de la sonda inferior
ya fijada al árbol
Detalle de la fijación del sensor
con enduído plástico e instalación
de la placa de aislación térmica.
