La Condutividad electrica del suelo Cómo medirla ¿Por qué la CE del agua o la solución de fertirrigación es distinta que la CE del agua de Drenaje, y por qué es distinta que la CE del suelo???

1. 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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2. 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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3. ¿Que causa la salinización del
suelo?
• Al regar, no solo incorporamos agua al suelo
+++++++sales.
Transpiración
Riego
agua + sal
Evaporación
Zona de Raíz
Las Sales Permanecen
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4. Otro camino de entrada de sales al
suelo
• por aguas subterráneas.
Transpiración
Evaporación
Zona de raíz
El agua y las sales se
mueven hacia arriba cuando
el nivel freático es alto
Las sales permanecen
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5. ¿Porque nos importa?
• Una alta concentración de
sales en el suelo provoca
estrés hídrico.
• Las plantas no pueden
extraer agua del suelo
5
+
+
sales
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6. 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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7. 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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8. Las estrategias comunes de riego
• RIEGO POR EVAPOTRANSPIRACIÓN
– con los factores ambientales
– errores de medición
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9. 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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10. 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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11. Interpretación de datos de humedad en
continuo
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
Exceso de A.D. > CC
ZONA ÓPTIMA
DE HUMEDAD
15 cm
30 cm
45 cm
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Punto de Recarga (P.R.)
Déficit de A.D. > CC
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12. Medida del Potencial ()
• Capacidad de campo:
entre -5 y -33 kPa
• Punto de Marchitez
Permanente: -1500 kPa
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13. Medida del contenido volumétrico del agua en
el suelo
Medida del Potencial ()
Medida el contenido de agua
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14. 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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15. 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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16. 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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17. 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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18. CEe ( extracto saturado de suelo)
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19. 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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20. Saturar el suelo con la solución
preparada anteriormente (1,81 dS/m)
571mS/= 0.571 dS/m
medir CEb del suelo saturado
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21. 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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22. ¿Porque la CEb en el suelo es menor
que en el agua?
Agua
CEb=CEw
Suelo saturado
CEb= 1/3 CEw
Capacidad de campo
CEb= 1/10 CEw
• Sección transversal para el flujo de energía es más pequeña en
el suelo
• Trayectoria de flujo es más largo en el suelo
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23. 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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24. 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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25. 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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26. 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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27. 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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28. 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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29. 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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30. Fracción de lavado (FL)
CEriego=0.4 dS/m
CEdrenaje=4 dS/m
FL=0.1,
1/ 10 del agua
aplicada tiene que drenar para
mantener CEdrenaje =4 dS/m
• CE del agua (riego + Lluvia)
• Agua de lluvia: casi no tiene sal
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31. 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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32. 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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33. 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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34. 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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35. 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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36. Conclusiones
• Antes
Gestionar la salinidad
Es gestionar el riego
Gestionar el riego es
gestionar la salinidad
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37. Muchas gracias
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