PLANIFICACIÓN Y MANEJO DEL AGUA EN LA AGRICULTURA IRRIGADA. Roberto P. Marano

Transcripción

1 PLANIFICACIÓN Y MANEJO DEL AGUA EN LA AGRICULTURA IRRIGADA Relación suelo-agua Roberto P. Marano

2 Retención de agua La matriz del suelo retiene agua por dos mecanismos: * el agua puede ser adsorbida a las partículas; * el agua puede ser mantenida en los poros por capilaridad

3 Cuando el agua entra en el suelo, el movimiento rápido ocurre en poros grandes. El movimiento en poros de menor tamaño ocurre lentamente.

4

5

6 Poros de diámetro 30µm no consiguen retener agua debido al efecto de atracción de la fuerza de la gravedad. El agua contenida en estos poros drena a hacia capas inferiores.

7

8 Gravedad versus Capilaridad Movimiento vertical debido principalmente a gravedad Movimiento horizontal debido a capilaridad

9 Retención de agua La matriz del suelo contiene poros de forma y tamaños variados como resultado de la distribución específica del tamaño de partículas (textura) y distribución del tamaño de los agregados (estructura).

10

11

12

13

14

15

16

17

18 Potencial del agua en el suelo Medida del estado de energía del agua Importante porque refleja el trabajo que las plantas deben realizar para extraer agua Unidades: MPa, bares o atmósferas Potencial de agua: negativo (succión) Agua se mueve: Ψ mayores (menos -) a Ψ menores (más negativos) Suelos no saturados: Ψ = Ψg g + Ψm

19 Capacidad de campo Curva de retención de agua Punto de Marchitez permanente θ Curva de retención hídrica Humedad en capacidad de campo Humedad en punto de marchitez permanente Agua disponible Medio poroso Intervalo temporal y/o espacial Ψcc ψ Ψpmp

20

21

22 INFILTRACIÓN Proceso por el cual el agua entra en el suelo a través de su superficie, en contacto con la atmósfera.

23

24

25

26 Factores que afectan la Relacionados al fluido Propiedades del fluido (T, Viscosidad, etc). Intensidad de lluvia infiltración Presencia de partículas en suspensión Presencia de ciertas substancias (sales, etc)

27 Relacionados al suelo Textura Factores que afectan la Estructura infiltración Contenido inicial de agua Presencia de costras Presencia de grietas Cobertura Pendiente Profundidad del perfil

28 * Capacidad de infiltración: Cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones. * Velocidad de infiltración: Velocidad con que el agua penetra al suelo y se expresa en términos de mm/h o cm/h. * Velocidad de infiltración básica: Velocidad con que el agua penetra al suelo en el equilibrio.

29 Velocidad de infiltración vs. textura La velocidad de infiltración básica, o estabilizada, corresponde a la velocidad de infiltración instantánea en el momento en que la variación o incremento entre 2 valores continuos es igual o menor a 10%. Infiltración básica según tipo de suelo: Tipo de suelo mm/hr Arenoso grueso 25 a 60 Arenoso fino 18 a 25 Franco arenoso 14 a 18 Franco limoso 10 a 14 Franco arcilloso 7 a 10 Arcillo limoso 4 a 7 Arcilloso compacto 2 a 5

30 Velocidad de infiltración vs. manejo del suelo

31 * Infiltración acumulada: Cantidad total de agua que penetra al suelo en función del tiempo. La infiltración acumulada esta íntimamente relacionada con la velocidad de infiltración (VI) que presente el suelo, ya que a mayor velocidad de infiltración mayor infiltración acumulada.

32 Infiltración acumulada para suelos con texturas diferentes

33 Métodos para determinar Infiltración Métodos directos: Valoran la cantidad de agua infiltrada en una determinada superficie de suelo 1. Lisímetros: Es un depósito enterrado (cilindro de 2m), de paredes verticales, abierto en su parte superior y relleno del terreno que se quiere estudiar. La superficie del suelo está sometida a los agentes atmosféricos y recibe las precipitaciones naturales. El agua de drenaje es medida, al igual que la humedad y la temperatura del suelo a diferentes profundidades. 2. Simuladores de lluvia: Aplican agua en forma constante reproduciendo lo más fielmente el acontecer de la precipitación. Las gotas son del tamaño de las de la lluvia y tienen una energía de impacto similar, comparándose los efectos. El área de lluvia es variable entre 0,1 m 2 y 40 m 2. La diferencia entre precipitación y escorrentía representa la valoración del volumen infiltrado. 3. Infiltrómetros: Para realizar el ensayo de infiltración en el campo se utiliza el infiltrómetro. Consta de uno o dos tubos de chapa de diámetro fijo. Se clava en el suelo a una profundidad variable, se le agrega una cierta cantidad de agua y se observa el tiempo que tarda en infiltrarse.

34 Lisímetros

35 Simulador de lluvia

36 Doble anillo

37 Tensio-infiltrómetro

38 Infiltración en surcos *Infiltración no es unidireccional *Se considera longitud del surco y perímetro de mojado * Se mide caudal de entrada al surco y de salida del surco * Se mide tiempo

39 Tasa de Infiltración vs. Tasa de aplicación de riego

40 Métodos para directos para determinar Humedad Gravimétrico: método patrón Mide la masa de agua (θ m ) Colecta la muestra pesa seca en estufa a 105 grados pesa

41 Sonda de neutrones Mide humedad volumétrica (θ v ) Principio: mide la atenuación que sufren neutrones de elevada energía por átomos de hidrógeno del agua Ventajas: Mide humedad en muestra de suelo relativamente Se puede medir en el mismo sitio y diversas profundidades Exactitud Desventajas: Elevado costo Utiliza elementos radiactivos

42 Sonda de neutrones

43 Constante dieléctrica Se determina la velocidad de propagación de un pulso electromagnético que se envía hacia abajo a través de las púas instaladas en el suelo. Para eso se mide el tiempo que tarda el pulso en bajar por la púa y subir. La velocidad de propagación depende de la constante dieléctrica del suelo en contacto con la púa. La constante dieléctrica del agua libre es 80, la del suelo varia 3-6. A medida que cambia la humedad del suelo, también cambia la constante, que afecta la velocidad del pulso. * Time domain reflectometry (TDR) * Frequency domain reflectometry (FDR)

44

45

46

47 Referencia a B N RCEM Perfil Completo Ecuación general propia 0,3970 2, ,04321 Ecuación general default 0,4940 3, ,07709 Ecuación general de Guessing y col (2004) 0,5183 2, ,10736 Horizonte Superficial Ecuación para horizonte superficial (0-40 cm) 0,4310 2, ,05002 Resultados utilizando en el horizonte superficial (0-40 cm) la ecuación general propia 0,3970 2, ,05265 Horizonte Subsuperficial Horizonte subsuperficial (40-90 cm) 0,431 2, ,03070 Horizonte subsuperficial (40-90 cm) con ecuación general propia 0,3970 2, ,04460 Horizonte Profundo Horizonte profundo ( cm) 0,4052 2, ,03003 Horizonte profundo ( cm) con ecuación general propia 0,3970 2, ,03109

48 Métodos indirectos para determinar agua en el suelo Tensiómetros Mide el potencial de agua (tensión) Rango de operación práctico: 0 a 0.8 bares Bloques de resistencia eléctrica Mide el potencial de agua (tensión) Trabaja mejor en tensiones elevadas (bajo contenido hídrico)

49

50

51

52 Tensiómetro Reserva de agua Longitud del tubo variable Cápsula de cerámica porosa Medidor de vacío (0-100 centibares)

53

54

55

56

57 Bloques de resistencia eléctrica