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Determinación de la humedad del suelo

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Pinova

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Disponer de información precisa sobre la humedad del suelo es esencial para elaborar programas y cantidades de riego precisos. Las prácticas modernas de riego se centran en aplicar sólo la cantidad de agua que las plantas necesitan para un crecimiento y desarrollo ininterrumpidos, sin reducir el rendimiento. Existen varios métodos para determinar los niveles de humedad del suelo.

Métodos para determinar la humedad del suelo

Inspección visual

Método gravimétrico

Cálculo matemático (balance hídrico)

Métodos basados en sensores:

Medición de la conductividad eléctrica (método electrométrico)

Medición de la tensión del agua del suelo

Sensor de marca de agua

Sensor volumétrico

Medición de la constante dieléctrica

Medición de las características térmicas

Reflexión espectral (teledetección)

Métodos de radiación radiactiva

La elección del método depende del presupuesto del productor, del tiempo disponible, de la precisión requerida y de la practicidad.

1. Método visual

Este método se basa en la inspección visual del suelo en el campo. Al ser subjetivo y poco fiable, no puede utilizarse para establecer programas de riego precisos. En el mejor de los casos, puede ayudar a determinar el momento oportuno para el cultivo del suelo u otras operaciones agrotécnicas, pero no se recomienda para la gestión del riego.

2. Método gravimétrico

También conocido como método de secado, es una forma directa de determinar la humedad del suelo. Se pesa una muestra de suelo antes y después de secarla a 105 °C hasta que se evapore toda el agua. La diferencia de peso representa el agua evaporada, que se utiliza para calcular la humedad del suelo como porcentaje en masa.

Para expresar la humedad como porcentaje en volumen, también debe conocerse la densidad aparente del suelo (determinada en un laboratorio). Este método es preciso y fiable, por lo que resulta adecuado para el trabajo experimental y para calibrar sensores. Sin embargo, dado que requiere un amplio muestreo a lo largo de la temporada de crecimiento, no resulta práctico para la gestión cotidiana del riego.

3. Método matemático (cálculo del balance hídrico)

Este método calcula el déficit hídrico del suelo a partir de los valores diarios de evapotranspiración. Existen docenas de fórmulas, pero la fórmula Penman-Monteith es la más utilizada porque proporciona resultados precisos tanto en climas húmedos como áridos.

Los datos necesarios son:

Temperatura del aire (media, mínima, máxima)

Humedad del aire (mín., máx.)

Radiación solar

Velocidad del viento

Precipitaciones

Coeficiente de cultivo (Kc)

Capacidad de campo del suelo y agua disponible

Registros de riego

La evapotranspiración de referencia (ETo) representa la pérdida de agua de una superficie de césped bien regada. Dado que los cultivos varían, se utilizan coeficientes de cultivo (Kc) para ajustar los valores a plantas y fases de crecimiento específicas. La evapotranspiración de los cultivos se calcula como:

ETc = ETo × Kc

A continuación, se determina el déficit hídrico del suelo con la fórmula

Dw = Dwpd + ETc - Pef - Irr

Donde:

Dw = déficit hídrico diario

Dwpd = déficit del día anterior

ETc = evapotranspiración del cultivo (mm)

Pef = precipitación efectiva (mm)

Irr = riego (mm)

Aunque tradicionalmente sólo se utilizaba en investigación debido a su complejidad, este método se ha vuelto más práctico con la disponibilidad de estaciones meteorológicas asequibles y aplicaciones informáticas o basadas en la web.

Algunos ejemplos son el riego en viñedos de Australia, Chile y California. En California, el proyecto CIMIS proporciona datos diarios de ETo, que los agricultores utilizan para planificar el riego. En viticultura, se aplica el método de riego deficitario regulado (RDI), en el que sólo se repone una parte de la ETc en función de la fase de la vid y de los objetivos de producción del viticultor.

4. Métodos basados en sensores

Las tecnologías basadas en sensores son las más utilizadas en la actualidad porque son rápidas, sencillas y eficaces para tomar decisiones de riego en tiempo real.

4.1. Tensiómetros

Los tensiómetros miden la fuerza de succión con la que el suelo retiene el agua. Actúan como una "raíz artificial", indicando cuándo debe iniciarse o detenerse el riego. Por ejemplo, el irrómetro utiliza un tubo lleno de agua con una punta porosa colocado en la zona radicular. A medida que el suelo se seca, el agua sale del tubo, creando una presión negativa que se muestra en el dial.

Ventajas: bajo coste, fácil instalación, uso sencillo.
Inconveniente: construcción frágil que requiere una manipulación cuidadosa.

4.2. Métodos electrométricos

Miden la humedad del suelo a través de la conductividad eléctrica. Existen dos tipos principales:

Sensores de marca de agua (a base de yeso):

En uso desde 1978

Pueden permanecer en el suelo toda la temporada

Proporcionan lecturas continuas y fiables que no se ven afectadas por el tipo de suelo, el pH o la temperatura

Los valores se indican en centibares (cb):

0-10 cb: suelo saturado

10-30 cb: agua adecuada

30-60 cb: suele ser necesario regar

60-100 cb: riego necesario en suelos más pesados

100-200 cb: suelo demasiado seco para rendimientos óptimos

Se pueden instalar varios sensores a distintas profundidades para realizar un seguimiento detallado

Sensores volumétricos:

Los electrodos miden la conductividad dieléctrica, convertida en contenido volumétrico de agua (%)

También pueden permanecer en el suelo durante toda la temporada

El tamaño del sensor determina el volumen de medición (0,3-1 litro), utilizándose unidades más pequeñas en invernaderos y más grandes en exteriores

4.3. Constante dieléctrica (TDR/FDR)

La TDR (reflectometría en el dominio del tiempo) mide la velocidad a la que un impulso electromagnético viaja a través del suelo, influido por su contenido de agua. Es preciso, no invasivo y en gran medida no se ve afectado por el tipo de suelo.

La FDR (reflectometría en el dominio de la frecuencia) funciona según el mismo principio, pero mide las diferencias de tensión.

Ventajas: alta precisión, medición simultánea de la CE, no necesita calibración.
Limitaciones: mayor coste, menor precisión en suelos muy salinos o arcillosos.

4.4. Propiedades térmicas

Este método mide cómo cambia la transferencia de calor del suelo con la humedad. Se utiliza una aguja calentada o un pulso térmico, y los cambios en la conductividad indican el contenido de agua. También es útil para determinar las constantes hídricas del suelo después de la calibración.

4.5. Reflexión espectral (teledetección)

Se utiliza con drones y satélites para estimar la humedad del suelo en grandes áreas. Los suelos húmedos absorben más radiación y reflejan menos en el rango del infrarrojo cercano. Los datos se analizan con software y se verifican sobre el terreno.

Inconvenientes: se ve afectado por la materia orgánica, la estructura y el cultivo del suelo.
Ventaja: cubre grandes superficies, lo que lo hace valioso para la agricultura moderna.

4.6. Métodos radiactivos

La humedad también puede medirse con dispositivos de neutrones o rayos gamma. Aunque son eficaces, requieren operadores formados y certificados y estrictas medidas de seguridad. Por ello, este método apenas se utiliza en la práctica.