CARACTERIZACIÓN FÍSICA DEL SUELO PARA EL RIEGO

Las características de un sustrato son el resultado de sus propiedades físicas. Estas dependen de la estructura de los componentes y vienen definidas por la proporción entre partículas de tamaño grande y pequeño, el conjunto de poros y los volúmenes relativos de agua y de aire que ocupan los poros. En definitiva, la elección de un sistema de riego y la decisión de cómo se proveerá de agua al cultivo implica el conocimiento, lo más profundo posible, del suelo sobre el cual se ha de implantar el cultivo.

El estudio de las propiedades del suelo son imprescindibles para la elección y manejo del sistema de Riego 

Esto significa que deben conocerse parámetros mínimos como textura, permeabilidad, retención de humedad, pendiente, etc. La identificación de las necesidades de manejo de suelo y agua exigen tener el conocimiento claro de las condiciones físicas del suelo ya que estas se pueden alterar radicalmente por actividades como la inversión del suelo por el movimiento o arado profundo.  Este tipo de técnicas puede alterar la  característica total del perfil del suelo, la necesidad de riego y la fertilización de los cultivos que sobre él se desarrollen.

LA CAPACIDAD DE CAMPO

La capacidad de campo es la máxima cantidad de agua que el terreno puede retener en condiciones tales que su drenaje esté asegurado, en otras palabras es la capacidad que tiene un suelo de retener agua después de una lluvia o un riego, expresada usualmente como Hc, FC, θ_cc, ó θ_FC. El término se introdujo en 1922 por los autores Israelson y West.

Características:
El flujo descendente del agua de la zona no saturada (percolación) se detiene, cuando las fuerzas gravitacionales están en equilibrio con las fuerzas de retención del agua (capilaridad), Sin embargo hay aun agua en la zona no saturada: el agua contenida en el suelo es este punto es llamada capacidad de campo.

La Capacidad de Campo que es capaz de retener el suelo luego de saturación o de haber sido mojado abundantemente y después dejado drenar libremente, evita la perdida por evapotranspiración hasta que el Potencial hídrico del suelo se estabilice (alrededor de 24 a 48 horas luego de la lluvia o riego).

Este es un concepto importante porque en esta situación no hay pérdida de agua hacia el acuífero. Se asume que sucede cuando pF (potencial de succión) = 2, se expresa en [%].

Se debe tener valor de humedad aceptable, porque  si el agua ocupa todos los poros del terreno durante un tiempo prolongado (capacidad de campo), la circulación del aire no existe, con el consiguiente fenómeno de asfixia de las raíces y fermentación anaerobia.

En pruebas de laboratorio, corresponde aproximadamente al contenido de agua que retiene una muestra de suelo saturada y luego sometida a una tensión de -0,33 bares (Richards y Weaver, 1944). Se obtiene de la siguiente manera:

Donde:

ω_cc  : Contenido gravimétrico de humedad en el suelo.( m³_H2O/m³_Suelo)

W_SH: Peso de la muestra de suelo húmedo sometido a -0,33 bares de tensión.

W_SS: Peso de la muestra de suelo secada hasta peso constante a 105°C.

En la práctica las muestras de suelo para obtener la Capacidad de Campo se toman en los diferentes Horizontes que el perfil de suelo posee.

Unos
valores orientativos del orden de magnitud de la capacidad de campo para diversos tipos de suelos son

Capacidad de Campo para diferentes tipos de suelos (FAO, 1998)

EL PUNTO DE MARCHITEZ

El punto de marchitez, Pm, es el grado de humedad del suelo más allá del cual las plantas se marchitan de manera permanente, ya que el agua que el suelo contiene en ese momento es retenida por él con una fuerza superior a la succión que puedan realizar las plantas. Expresado como Pm, WP, PWP ó θ_WP .

Características:

Cuando la planta succiona agua del suelo, el suelo se seca y la presión negativa, que es la que retiene el agua se incrementa, hasta cierto momento que la presión negativa es tan alta que la planta no puede extraer más agua del suelo

La planta sufre de falta de agua y finalmente muere; el contenido de agua al cual esto sucede es llamado (permanente) punto de marchites. Se asume que esto sucede cuando pF( potencial de succión) =  4.2, y se expresa en [%].

 Hasta este punto, una planta no puede seguir extrayendo agua del suelo y no puede recuperarse de la pérdida hídrica aunque la humedad ambiental sea saturada^[.

Los extremos de estos procesos corresponden a las situaciones anteriores, debiendo estar la humedad del suelo entre ambos valores. En efecto, cuando la humedad del terreno se agota (punto de marchitez), la microflora aerobia favorece la rápida oxidación de los componentes orgánicos y minerales del suelo, pero por carencia de agua estos elementos no pueden ser absorbidos por la planta.

 Unos valores orientativos del orden de magnitud del punto de marchitez para diversos tipos de suelos son:

 Punto de marchitez para diferentes tipos de suelos (FAO, 1998)

El agua de los espacios del suelo puede encontrarse en contacto con las paredes de las partículas o libre. Por ello, en un suelo arcilloso, donde la mayor parte de los poros son pequeños, la fuerza de retención, y por ello la capacidad de campo y el punto de marchitez, tiene un mayor potencial que en un suelo arenoso..

POTENCIAL DE SUCCIÓN «Pf»

Otro modo de definir estos dos términos es a través del concepto de pF. Para extraer el agua que está en el interior del terreno, habría que realizar una succión, la cual varía según el contenido de agua que tenga el terreno desde un valor 0 para un suelo saturado en agua hasta un valor 107 cms. para un suelo desecado en estufa.

Si estos valores los representamos mediante logaritmos, aparece el concepto de pF, definido éste como el logaritmo decimal de la succión expresada en cms. Por tanto, las variaciones entre 0 y 107 cms. de la succión suponen un pF entre -∞ y 7, según se indica en la figura

Las plantas pueden succionar el agua del terreno hasta que el contenido de humedad desciende de tal manera que la fuerza de succión necesaria alcanza el valor de 16.000 cms (aproximadamente 16 atmósferas), correspondiente a un pF de valor 4,2 (punto de marchitez), marchitándose irreversiblemente la vegetación. Sin embargo, se observa que para que las producciones de los cultivos sean buenas es necesario que la succión ejercida no supere ciertos valores específicos para cada cultivo, menores que el teórico de 16 atmósferas.

Curva Pf vs CH %

 Valores de Pf (en atm)  

AGUA TOTAL DISPONIBLE (ATD)

El volumen de agua que está en el perfil del suelo disponible para la planta. Esta es la diferencia entre el contenido de agua a su Capacidad de campo y su Punto de marchites. Esto puede ser expresado como un porcentaje de volumen total de suelo, pero cuando la profundidad de la zona radicular (Zr) es conocida, de la siguiente manera:

ATD = 1000 (θ_FC – θ_WP) Zr

Donde:

ATD :   agua total disponible en el suelo en la zona radicular [mm]

θ_FC    :   contenido de agua a su capacidad de campo [m³/m³]

θ_WP   :    contenido de agua a su capacidad de campo [m³/m³]

Zr     :  profundidad de la zona radicular [m]

TEXTURA DEL SUELO

Es la proporción relativa de arena, limo y arcilla. Conociendo esta propiedad se pueden inferir otras que permitan estimar la cantidad de agua que se le puede aplicar a un suelo o la frecuencia de los riegos.

Para determinar el tipo granulométrico o clase textural de un suelo, se recurre a varios métodos. Se utilizan cada vez más los diagramas triangulares, siendo el triángulo de referencia un triángulo rectángulo o un triángulo equilátero. Se usa actualmente, de un modo casi unánime, un triángulo equilátero. Cada uno de sus lados a un eje graduado de 10 en 10, de 0 a100, sobre el cual se transporta la cantidad del elemento que representa; en general un lado del triángulo corresponde a la arcilla, el otro al limo, el tercero a la arena.

 Triangulo de texturas USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos)

HUMEDAD EN EL SUELO

 El conocimiento del contenido de agua es fundamental para determinar los momentos óptimos de riego y su magnitud. La cantidad de agua se expresa como porcentaje en base al peso seco del suelo, en base al volumen del suelo o como lámina en milímetros cada 10 cm en profundidad, según las siguientes relaciones:

  

LA DENSIDAD APARENTE DEL SUELO

Es Relación de la masa de suelo seco por Unidad de volumen del suelo, generalmente se seca a una T° de 110°C. Incluye el volumen de partículas sólidas y espacio poroso.  Depende de la textura, la  estructura y la compactación. Se expresa generalmente en g/cm³.

La densidad aparente del suelo está en relación a la porosidad, textura, materia orgánica y grado de compactación. Mientras más fino y más poroso sea un suelo, mayor será su densidad aparente, y mientras más grueso y menos poroso sea menor será dicho valor.

La cantidad de materia orgánica contribuye a tener menos densidad aparente en el suelo, así como la profundidad, donde hay mayor grado de compactación y menos materia orgánica, tendré un suelo con mayor densidad aparente

 USOS:

1. Transformar humedad gravimétrica en volumétrica

2. Calcular lámina de riego

3. Estimar la masa de la capa arable

4. Calcular porosidad del suelo

5. Índice de compactación (capas endurecidas)

6. Estimar capacidad de aireación y drenaje

DENSIDADES APARENTES 

Punto de marchitez para diferentes tipos de suelos (FAO, 1998)

Es conveniente el conocer los parámetros físicos siguientes:

• Granulometría, tamaño y proporción de las partículas

• Densidad aparente, masa por unidad de volumen, incluido el volumen de poros.

• Densidad real, masa por unidad de volumen de la fase sólida, no incluyendo el volumen de poros.

• Porosidad total o espacio poroso total, % del volumen de poros, llenos de aire y de agua, en relación al volumen total

• Fase sólida (% vol.), diferencia entre 100 y la porosidad total.

• Contenido de aire (% vol.) diferencia entre la porosidad total y el volumen de agua medido a 10 cm de tensión.

• Agua fácilmente disponible (% vol.), diferencia entre los volúmenes de agua a 10 y 50 cm de tensión.

• Agua de reserva (% vol.), diferencia entre los volúmenes de agua medidas a 50 y 100 cm de tensión.

Es asimismo importante el conocer las características químicas del sustrato según los parámetros siguientes:

• PH capacidad de intercambio catiónico (CIC).

• Contenido de sales solubles.

REFERENCIAS:

Food and Agriculture Organization (FAO)

INIA – Perú

Centro tecnológico de Bahía Blanca, Argentina.

BALAIRÓN PÉREZ, LUIS. Gestión de Recursos Hídricos. Universidad Politécnica de Cataluña, España, 2000