la ce del suelo. cómo medirla y cómo usarla para programar riegos

La Conductividad Eléctrica (CE) del Suelo: ¿cómo medirla y

cómo utilizarla en programación de riegos?

Basem Aljoujmani, Ph.D.

LabFerrer y Universitat Politecnica de Catalunya

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El problema

• Área regada 230 Mha (16% del

área agrícola total)

– 36% de la producción agraria

– La salinización del suelo disminuye

la cosecha de los cultivos un 20%

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¿Que causa la salinización del suelo?

Transpiración Riego agua + sal

Evaporación

Las Sales Permanecen Zona de Raíz

• Al regar, no solo incorporamos agua al suelo +++++++sales.

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Otro camino de entrada de sales al suelo

• por aguas subterráneas.

Transpiración

Evaporación

Zona de raíz Las sales permanecen

El agua y las sales se mueven hacia arriba cuando el nivel freático es alto

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¿Porque nos importa?

• Una alta concentración de

sales en el suelo provoca

estrés hídrico.

• Las plantas no pueden

extraer agua del suelo

+ +

sales

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la sensibilidad de los cultivos a la salinidad

Sensible Moderadamente

Sensible

Moderadamente

Tolerante

Tolerante

Albaricoquero Alfalfa Festuca Algodón

Almendro Apio Soja Cebada grano

Cebolla Arroz Sorgo Espárrago

Ciruelo Brócoli Trigo Remolacha

Fresa Coliflor

Judía Espinaca

Melocotonero Lechuga

Naranjo Maiz grano

Zanahoria Patata

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Las estrategias comunes de riego

Lo hacemos como lo han hecho nuestro padres. • cavar un agujero de vez en cuando y medir la humedad del suelo • Añadir agua suficiente y un poco mas

• costo de bombeo adicional • Perdida de los fertilizantes a través del perfil

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Las estrategias comunes de riego

• RIEGO POR EVAPOTRANSPIRACIÓN

– con los factores ambientales

– errores de medición

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Las estrategias comunes de riego

• Medir el estado del agua del suelo

– El contenido de agua – Medida del Potencial () – Si el suelo está en estado óptimo de humedad

para el crecimiento vegetal

• Punto completo (capacidad de campo) • Punto de recarga

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Medida del contenido volumétrico del agua en el suelo

• Fácil de medir

• Los dos puntos ( capacidad de campo y punto de recarga)

• Depende del tipo de suelo

• Depende de la curva de drenaje

• Depende de las características del cultivo

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ZONA ÓPTIMA

DE HUMEDAD

Expresión del Contenido Volumétrico de Agua (m3/m3 ó %), a cada

profundidad, en AGUA DISPONIBLE (A.D.,%).

A.D.= CC-PMP

100% A.D.=CC 0% A.D.=PMP 50%A.D.= PR

15 cm

30 cm

45 cm

Punto de Recarga (P.R.)

Interpretación de datos de humedad en continuo

Exceso de A.D. > CC

Déficit de A.D. > CC

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• Capacidad de campo: entre -5 y -33 kPa

• Punto de Marchitez Permanente: -1500 kPa

Medida del Potencial ()

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Medida del contenido volumétrico del agua en el suelo

Medida del Potencial ()

Medida el contenido de agua 13

13

Medir el estado del agua del suelo (limitaciones)

• No se puede saber si la acumulación de sales es un problema

• No se puede saber si el fertilizante se lixivia bajo la zona radicular

• Es difícil saber cuánta agua se lixivia mas allá de la zona radicular

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Concentración de sales Vs. la CE y el potencial osmótico

• Las sales en el agua aumentan la conductividad eléctrica

• Las sales disminuye la disponibilidad de agua para las plantas

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Unidades

• Resistencia eléctrica-ohm • Conductancia= 1/ohm mho-ahora Siemens • Unidades antiguas- mmho/cm • Nuevas unidades- mS/m o dS/m

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Tres mediciones de conductividad eléctrica

• CE del extracto saturado de suelo CEe - mejor medida de la salinidad

del suelo y de la respuesta del cultivo

• CE del suelo aparente CEb –medida por los sensores in

situ • CE del agua en los poros del suelo CEw – se detecta por las plantas. • Condición de saturación CEe = CEw

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CEe ( extracto saturado de suelo)

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Preparar una solución 1g sal /kg agua y medir la CE por GS3 y Procheck

1811 mS/= 1,81 dS/m

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Saturar el suelo con la solución preparada anteriormente (1,81 dS/m)

medir CEb del suelo saturado

571mS/= 0.571 dS/m

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Dejar drenar el agua de suelo y medir la CEb del suelo a capacidad de campo

91mS/= 0.091 dS/m

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¿Porque la CEb en el suelo es menor que en el agua?

• Sección transversal para el flujo de energía es más pequeña en el suelo

• Trayectoria de flujo es más largo en el suelo

Agua Capacidad de campo Suelo saturado

CEb=CEw CEb= 1/10 CEw CEb= 1/3 CEw

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La conversión entre los tipos de CE

• CEb - se mide directamente por el sensor

• CEw • Depende de CEb y el contenido volumétrico del suelo ( la

permitividad dieléctrica)

• CEw se calcula a través de la ecuación de Hilhorst (2000)

CEb y la permitiviad dieléctrica se miden por el sensor 80 es la permitiviad del agua C es una constante (entre 4 y 6)

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La conversión entre los tipos de CE

• 5TE y GS3 hacen todas las medidas necesarias para la ecuación de Hilhorst (2000)

• Para la conversión de CEb a CEw es preciso que el contenido de agua en suelo sea alto (mayor al 10%)

• Data Trac calcula CEw

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La conversión entre los tipos de CE

• En el suelo saturado CEe = CEw

• CEe se puede calcular cuando se conocen: • El contenido volumétrico del agua (CVA) • La porosidad

• CAV es el contenido volumétrico del agua (m3/m3) se mide por el sensor • La porosidad es el espacio poroso total en el suelo (m3/m3) • La densidad aparente del suelo (g/m3)

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CE aparente (CEb)

• Depende del contenido de agua en suelo, la salinidad y la temperatura

• Disminuye con el contenido de agua

• Se puede medir en el suelo in situ (sensor)

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CE del extracto saturado del suelo (CEe)

• Una medida de la cantidad de sal en el suelo

• Nos dice que cultivos podemos cultivar en ese suelo

• Normalmente es de 3 a 10 veces la CEb

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CE del agua en los poros del suelo (CEw)

• Lo que la planta detecta

• Es igual a la CEe en condiciones de saturación • Podemos predecirla a través de CEb cuando el

agua en el suelo es mayor al 10%

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Fracción de lavado (FL)

Es la fracción de agua de riego que debe atravesar la zona radicular para desplazar las sales que allí se acumulan

FL = Ddrenaje/Driego

• Se puede utilizar para calcular el drenaje necesario para una calidad de agua determinada FL = CEriego/CEdrenaje

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Fracción de lavado (FL)

CEriego=0.4 dS/m CEdrenaje=4 dS/m

• CE del agua (riego + Lluvia)

• Agua de lluvia: casi no tiene sal

FL=0.1, 1/ 10 del agua

aplicada tiene que drenar para mantener CEdrenaje =4 dS/m

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Nueva forma de pensar acerca de la fracción de lavado (FL)

• Antes

FL =Ddrenaje/Da = CEa/CEdrenaje • Nueva manera de pensar Ddrenaje=Da * CE a/ CEdrenaje • Medir : Da , CE a , CEdrenaje

para calcular Ddrenaje

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Nueva forma de pensar acerca de la fracción de lavado (FL)

• Ejemplo:

CEriego=0,5 dS/m CEdrenaje=5 dS/m Driego =20 cm Dlluvia = 6 cm

• Fracción de lavado

El agua perdida

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Hacer las mediciones

• Monitor Dlluvia obtenerla del pluviómetro

• Monitor Driego medidor de flujo

• Monitor CEriego Sensores 5TE y GS3

• Monitor CEdrenaje Sensores 5TE y GS3

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Conclusiones

• La agricultura de regadío es un gran trabajo.

• Con el agua de riego viene sales

• Las sales reducen la germinación y el rendimiento del

cultivo

• Una buena manera de medir el contenido de sal en el suelo es medir su conductividad eléctrica

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Conclusiones

• Gestionar el riego es gestionar la CE.

• La CEe del extracto de saturación se puede determinar de manera fiable al medir la CEb del suelo

• La cantidad del agua para el drenaje de las sales se

puede calcular utilizando la CEdrenaje

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Conclusiones

• Antes

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Gestionar la salinidad Es gestionar el riego

Gestionar el riego es gestionar la salinidad

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Muchas gracias

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