1. HUMEDAD DEL SUELO
Introducción
El manejo apropiado del riego requiere la evaluación de parte del agricultor de
sus necesidades de riego en base a medidas de varios parámetros físicos del
suelo. Algunos productores utilizan equipo sofisticado mientras que otros se
basan en métodos empíricos o en el sentido común.
Cualquiera que sea el método usado, cada uno tiene sus propios méritos y
limitaciones.
El agricultor generalmente se hace dos preguntas al desarrollar una estrategia
para el manejo del riego: “¿Cuándo regar?” y “¿Cuánta agua aplicar?”
Las tres formas en que el agua puede estar presente en el suelo.
Se denomina humedad del suelo a la cantidad de agua por volumen de tierra
que hay en un terreno.
Su medición exacta se realiza gravimétricamente, pesando una muestra de tierra
antes y después del secado. Esta es de gran importancia debido a que el agua
constituye un factor determinante en la formación, conservación, fertilidad y
productividad del mismo, así como para la germinación, crecimiento y desarrollo
de las plantas cultivadas.
Su medición en vivo plantea más dificultades, siendo el TDR y la sonda de
neutrones los sensores con mejores respuestas.
Para terrenos salinos o muy áridos, se emplea experimentalmente el SBIB capaz
de medir la humedad del suelo sin que le afecten las características del mismo y
con mayor sensibilidad en terreno árido.
Para medidas a largo plazo también se emplean métodos manuales como
bloques de yeso.
2. TÉCNICAS PARA MEDIR LA HUMEDAD DEL SUELO
MÉTODOS DIRECTOs
Procedimiento :
Toma de muestras de suelo
Pesaje de la nuestra (Mt)
Secado en estufa a 105°C hasta peso constante
Pesado de la muestra seca (Ms)
𝑤 =
𝑀𝑤
𝑀𝑠
𝑀𝑤 = 𝑀𝑡 − 𝑀𝑠
Reflectometría
La reflectometría se basa en la relación que existe entre el contenido de
humedad del suelo y su constante dieléctrica
El agua tiene una constante dieléctrica mucho más alta que la del suelo,
por lo que la constante dieléctrica del suelo húmedo dependerá
principalmente de su contenido de humedad
La constante dieléctrica del suelo se mide aplicando al suelo una onda
electromagnética de alta frecuencia y midiendo la velocidad de
propagación.
A mayor humedad, menor será la velocidad de la onda
Aspersor de Neutrones
Los neutrones rápidos son termalizados cuando ellos chocan con un
cuerpo de masa similar, tales como los núcleos de hidrógeno
La energía de los neutrones es transmitida a los protones y el “rebote o
choque” neutrónico es mucho más bajo. Este principio ha sido adoptado
para estimar la densidad del núcleo de hidrógeno en el suelo Aspersor de
Neutrones
Los neutrones rápidos son emitidos desde una fuente (Am-Be) en un tubo
instalado en el suelo; los neutrones lentos son contabilizados por un
detector
En la mayoría de los suelos el hidrógeno es asociado con el agua del
suelo, aunque en suelos orgánicos o densamente enraizados este no
sería el caso.
3. El número de neutrones lentos detectados es proporcional al número de
colisiones entre neutrones y núcleos de hidrógeno, los cuales reflejan el
contenido de agua del suelo. (Van Bavel et al, 1954).
Este método determina el contenido de humedad del suelo como el peso del
agua dentro de la matriz del suelo. Se evalúa como la diferencia de peso entre
una muestra de suelo húmeda y seca.
Este método implica la recolección de la muestra del suelo, pesándola de ser
posible en ese momento para determinar su peso húmedo. Luego se lleva al
laboratorio donde se seca en un horno a 105 ºC durante 24 horas, momento en
que es pesada nuevamente.
Método volumétrico. Este método se relaciona con el anterior. Expresa el
contenido de humedad del suelo en función del volumen que esta ocupa dentro
de la matriz del suelo. Para su cálculo se determina el peso del agua evaporada
durante el secado y luego su volumen.
Donde v, corresponde a la humedad del suelo [%]; msh, corresponde a la masa
de suelo húmedo [gr]; mss, corresponde a la masa de suelo húmedo [gr]; mw,
corresponde a la masa de agua en la muestra [gr]; dw, corresponde a la densidad
del agua [1 gr/cm3]; Vw, corresponde al volumen de agua en la muestra [cm3] y
Vs, corresponde al volumen de la muestra [cm3].
Los métodos de campo la determinan indirectamente fundamentándose en el
concepto de potencial del suelo (más concretamente del potencial mátrico).
Tensiómetro. El tensiómetro es un aparato que responde a los cambios de
humedad del suelo, por esto se utiliza para determinar indirectamente el
contenido de humedad del suelo.
El tensiómetro se compone de una copa cerámica, unida a un tubo hermético
lleno de agua libre de aire. El tubo está unido generalmente a un vacuómetro, el
cual se encarga de entregar la medida de la presión negativa al interior del tubo
Ver Figura 33.
4. El principio de funcionamiento se basa en la conductividad hidráulica en medios
porosos. En este caso el medio poroso es una copa cerámica, la cual se pone
en contacto con el suelo a una profundidad determinada, estableciendo un
equilibrio hidráulico con el suelo luego de un tiempo determinado.
Como el agua en el suelo se agota por efecto de la evapotranspiración, el agua
al interior del tensiómetro pasa a través de la copa porosa y establece un
equilibrio con el suelo adyacente a la misma. El volumen de agua que sale del
tubo, genera un vacío al interior del mismo, que se mide gracias al vacuómetro.
Esto quiere decir que cuando se desea establecer el potencial mátrico del perfil
del suelo, se debe introducir un tensiómetro para cada punto que se desee medir,
es decir a una profundidad diferente para muestrear todo el perfil. Cuando se
mide directamente el potencial mátrico, el potencial total, se calcula de la misma
forma vista anteriormente.
Un método que se usa comúnmente para determinar cuándo regar es monitorear
la disminución de agua en el suelo. Cuando una planta crece, utiliza el agua del
suelo alrededor de su zona de raíces. A medida que las plantas utilizan el agua,
la humedad en el suelo baja hasta un nivel en el cual se requiere aplicar un riego
o el cultivo comienza a estresarse por falta de agua. Si no se aplica agua, la
planta continuará haciendo uso de la poca humedad que queda hasta que
finalmente utilice toda el agua disponible en el suelo y muera de sed.
Cuando el perfil del suelo está lleno de agua y alcanza lo que se llama capacidad
de campo (CC), se dice que el perfil está al 100% de su contenido de humedad
disponible o a aproximadamente 0.1 bares de tensión. La tensión es una medida
que determina la fuerza con la que las partículas del suelo retienen a las
moléculas de agua: a mayor retención de humedad, más alta es la tensión. En
el punto de capacidad de campo, cuando existe una tensión de solo 0.1 bar, el
agua no es retenida fuertemente por las partículas del suelo y es fácil para las
plantas extraer el agua. A medida que las plantas agotan el agua, la tensión en
el suelo aumenta.
TIPOS DE MÉTODOS DE MEDICIÓN DE HUMEDAD DE SUELO
Métodos directos: miden la cantidad de agua que hay en el suelo
Métodos indirectos calculan la humedad mediante una calibración entre
humedad y una propiedad que es más fácil de medir (ej. tensión)
La gran mayoría de los métodos son indirectos
MÉTODOS INDIRECTOS
Tensiómetros
Método indirecto de determinación de humedad de suelo
5. Mide Potecial mátrico (ψm)
Funcionan en el rango de 0 a -0,07 Mpa (-70 cb), que corresponde al 50%
de la humedad aprovechable aproximadamente.
Menos sujeto a la variabilidad espacial que muestreo gravimétrico
Bloques de Resistencia
Su operación se basa en el hecho de que la conductividad eléctrica de
muchos materiales varia en función del contenido de agua.
La conductividad de los bloques aumenta a medida que la cantidad de
agua del suelo absorbido por los bloques aumenta.
Los más comunes son los bloques de yeso
Necesita calibración, que puede ser por gravimetría o poniendo el bloque
en un aparato de membrana de presión
Funcionan en el rango de –0,5 a –15 bares, por lo que son adecuados
para suelos secos. Complementan a tensiómetros
Termómetros de Luz Infrarroja
Un termómetro de Luz Infrarroja (IR, por sus siglas en inglés) mide la
temperatura térmica de la planta, particularmente de las hojas del cultivo.
De igual forma que las personas sudan para mantenerse frescas, las
plantas transpiran a través de unas aberturas llamadas estomas. Una vez
que las plantas comienzan a sufrir de estrés hídrico, comienzan a cerrar
sus estomas y dejan de transpirar provocando que la planta “se caliente”
6. y la temperatura de las hojas aumente. Con las lecturas de rayos
infrarrojos se puede detectar este aumento de temperatura en la planta.
Sensores WATERMARK
El cual es calibrado, método indirecto de medición de tensión de agua del suelo.
Estos "sensores de Matriz Granular" electrónicamente leen la cantidad de
humedad absorbida a través de una "matriz granular" especial, que es una
mezcla de materiales compuestos con precisión. Esta mezcla especial amortigua
al sensor contra los efectos de diferentes salinidades y garantiza una vida mucho
más larga que los tradicionales "bloques de yeso". Las lecturas están calibradas
para reflejar los mismos valores que se han generado por un tensiómetro.
Estos sensores no requieren mantenimiento alguno y se pueden dejar en el suelo
de forma permanente, con una vida esperada de 5 + años. Los sensores
WATERMARK requieren muy poca energía para leer e integrar perfectamente
con los sistemas electrónicos de registro de datos o telemetría.
