El suelo es el depósito de agua de las plantas. Este depósito tiene límites superior e inferior de agua que puede almacenar para uso de cultivos. Comprender los diferentes umbrales de agua en el depósito de agua del suelo es importante para la programación del riego.
Términos de depósito de agua del suelo
Las Figuras 1 y 2 indican la reserva de agua del suelo y el crecimiento de las plantas en varios umbrales:
Saturación
Es el contenido de agua del suelo donde todos los poros del suelo están llenos de agua y el agua se filtra o drena fácilmente desde la zona de las raíces por la fuerza gravitacional.
Capacidad de campo (FC)
Es la cantidad de agua que queda en el suelo después de drenar todo el exceso de agua en la saturación. Generalmente, cuando se permite que los suelos arenosos drene durante aproximadamente 24 horas después de la saturación, se alcanza la capacidad de campo. En suelos de textura más pesada que tienen más limo y arcilla, se necesitan entre 2 y 3 días después de la saturación para alcanzar el FC.
Punto de marchitez permanente (PWP)
Cuando las plantas absorben toda el agua disponible para un suelo determinado, el suelo se seca hasta el punto de que no puede suministrar agua para evitar que las plantas mueran.
Capacidad de retención de agua disponible (AWC)
Esta es la cantidad máxima de agua que el suelo puede almacenar para ser extraída por las plantas. Es el agua retenida entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente. El agua total disponible en la zona de las raíces del suelo para un cultivo específico es igual a la profundidad de las raíces del cultivo multiplicada por la capacidad de retención de agua disponible por unidad de profundidad del suelo.
Diferencias de tipos de suelo
Los diferentes tipos de suelo tienen diferentes AWC. Por ejemplo, los suelos gruesos, como los arenosos y los franco arenosos, tienen poros relativamente grandes en comparación con un suelo de textura más fina como la arcilla (Figura 3). Los suelos finos, como los arcillosos o franco arcillosos, tienen pequeñas partículas minerales y poros muy pequeños.
Tener una mayor cantidad de poros pequeños significa que un suelo de textura fina puede retener más agua que un suelo de textura gruesa. Las Tablas 1, 2 y 3 muestran el AWC por diferentes texturas del suelo y ejemplos de la capacidad de retención de agua disponible de dos suelos irrigados típicos, respectivamente. Obtenga una visión detallada del suelo de su campo usando Encuesta de suelo web.
| Texture | Rango AWC (pulg/pulg) | Rango AWC (pulg/pies) | Est. AWC típico (pulg/pies) |
|---|---|---|---|
| Arena gruesa | 0.01 - 0.03 | 0.1 - 0.4 | 0.25 |
| Arena | 0.01 - 0.03 | 0.1 - 0.4 | 0.25 |
| arena fina | 0.05 - 0.07 | 0.6 - 0.8 | 0.75 |
| arena muy fina | 0.05 - 0.07 | 0.6 - 0.8 | 0.75 |
| Arena gruesa arcillosa | 0.06 - 0.08 | 0.7 - 1.0 | 0.85 |
| Arena arcillosa | 0.06 - 0.08 | 0.7 - 1.0 | 0.85 |
| Arena fina y franca | 0.09 - 0.11 | 1.1 - 1.3 | 1.25 |
| Arena franca muy fina | 0.10 - 0.12 | 1.0 - 1.4 | 1.25 |
| Franco arenoso grueso | 0.10 - 0.12 | 1.2 - 1.4 | 1.3 |
| Franco arenoso | 0.11 - 0.13 | 1.3 - 1.6 | 1.45 |
| Franco arenoso fino | 0.13 - 0.15 | 1.6 - 1.8 | 1.7 |
| Franco arenoso muy fino | 0.15 - 0.17 | 1.8 - 2.0 | 1.9 |
| Marga | 0.16 - 0.18 | 1.9 - 2.2 | 2 |
| Franco limoso | 0.19 - 0.21 | 2.3 - 2.5 | 2.4 |
| Limo | 0.16 - 0.18 | 1.9 - 2.2 | 2 |
| Franco arcilloso arenoso | 0.14 - 0.16 | 1.7 - 1.9 | 1.8 |
| Franco arcilloso | 0.19 - 0.21 | 2.3 - 2.5 | 2.4 |
| franco arcilloso limoso | 0.19 - 0.21 | 2.3 - 2.5 | 2.4 |
| arcilla arenosa | 0.15 - 0.17 | 1.8 - 2.0 | 1.9 |
| Arcilla limosa | 0.15 - 0.17 | 1.8 - 2.0 | 1.9 |
| arcilla | 0.14 - 0.16 | 1.7 - 1.9 | 1.8 |
Fuente: Capítulo 2 “Suelos”, Guía de Riego, Servicio de Conservación de Recursos Naturales- Manual Nacional de Ingeniería
| Profundidad del perfil (pulg.) | Clase de textura | AWC por pulgada (pulg.) | AWC por zona (pulg.) | AWC acumulativo |
|---|---|---|---|---|
| 0 - 12 | Marga | 0.21 | 2.52* | 2.52 |
| 12 - 18 | Franco arenoso | 0.16 | 0.96 | 3.48 |
| 18 - 60 | Arena y grava | 0.02 | 0.84 | 4.32 |
*Calculado multiplicando 12 pulgadas x 0.21 pulgadas por pulgada = 2.52 pulgadas
| Profundidad del perfil (pulg.) | Clase de textura | AWC por pulgada (pulg.) | AWC por zona (pulg.) | AWC acumulativo |
|---|---|---|---|---|
| 0 - 12 | Arena | 0.09 | 1.08 | 1.08 |
| 12 - 24 | Arena | 0.06 | 0.72 | 1.8 |
| 24 - 36 | Arena | 0.06 | 0.72 | 2.52 |
| 36 - 60 | Arena | 0.06 | 1.44 | 3.96 |
Agotamiento o déficit máximo permitido (MAD)
El agotamiento permitido por el manejo especifica la cantidad máxima de agua del suelo que el administrador de riego elige para permitir que el cultivo extraiga de la zona de raíces activas entre riegos. Sólo una parte de la capacidad de retención de agua disponible es fácilmente utilizada por el cultivo antes de que se desarrolle el estrés hídrico. Como se ilustra en la Figura 1, la MAD del suelo es menor que su AWC total.
Históricamente, los riegos se han planificado para evitar que el déficit de agua del suelo exceda el 50 por ciento de la capacidad total de agua disponible en la zona de raíces. Pero las investigaciones afirman que el límite de agotamiento se puede variar para optimizar la producción del campo dependiendo del cultivo, la etapa de crecimiento, la capacidad de agua del suelo y la capacidad de bombeo del sistema de riego.
El agotamiento permitido por el manejo generalmente se expresa como un porcentaje de la capacidad total de agua disponible en la zona de raíces. Es necesario convertirlo a pulgadas de agua del suelo para un cultivo y una situación del suelo específicos. Para convertir el porcentaje de agotamiento a pulgadas de agua, multiplique el porcentaje de agotamiento dado por el agua total disponible en la zona de la raíz.
Por ejemplo, si se desea un límite de agotamiento del 30 por ciento para un suelo que contiene 3.50 pulgadas de agua, el nivel de agotamiento en pulgadas de agua del suelo sería de 1.05 pulgadas:
30 x 3.50 pulgadas = 1.05 pulgadas
La Tabla 4 enumera los límites de agotamiento de agua del suelo permitidos recomendados y las estrategias de manejo para varios cultivos irrigados cultivados en Minnesota. Estas recomendaciones son el resultado de varios proyectos de investigación en los estados del centro norte y pautas publicadas en otros estados.
| Cultivo | Etapa de crecimiento | ENOJADO (%) |
|---|---|---|
| Maíz | Aparición1-12 hojas (V12) Polinización de 12 hojas Polinización-Abolladura temprana Madurez |
60 - 70 40 - 50 50 60 - 70 |
| Papas | Aparición1-Rendimiento de tubérculos Rendimiento de tubérculos-Inicio de formación Iniciación de formación-Bulking Periodo de maduración |
40 - 60 30 - 40 30 - 40 40 - 65 |
| Soja | Aparición1-Flor inicial Flor inicial-Vaina inicial Pod inicial-pod completo Madurez |
65 - 70 60 - 65 50 50 - 70 |
| Frijoles comestibles | Aparición1-Brotación auxiliar Flor auxiliar de brotación-inicio Floración-vaina completa Madurez |
60 - 70 60 50 50 - 70 |
| Grano pequeño | Aparición1-Primer nodo Primer nudo-Floración Leche floreciente Madurez |
60 40 - 50 40 50 - 70 |
1Considere un agotamiento del 10% en la zona de germinación de las semillas.
Fuente: adaptado de los resultados de varios proyectos de investigación en los estados del centro-norte y directrices publicadas de otros estados (Dorn et al., 1989—Nebraska; Stegman, 1988—Dakota del Norte; Fishbach et al., 1988—Nebraska; Curwen et al., 1985—Wisconsin; Al-Kaisi et al., 2014).
Las pautas de gestión para desarrollar un plan de gestión y establecer límites de agotamiento permisible de gestión (MAD) se pueden encontrar en Estrategias de gestión del riego
Déficit de agua del suelo
Esta es la cantidad de agua extraída por el cultivo desde la profundidad de enraizamiento activo. Asimismo, es la cantidad de agua necesaria para rellenar la zona de raíces para llevar las condiciones actuales de humedad del suelo a la capacidad de campo. El agua del suelo disminuye a medida que el cultivo utiliza agua (evapotranspiración) y aumenta a medida que se añaden precipitaciones (lluvia o riego). Expresada en déficit hídrico del suelo, la evapotranspiración aumenta el déficit y la precipitación lo disminuye. Por lo general, se expresa en pulgadas de agua y se puede estimar o medir mediante varios métodos que se describen en secciones posteriores.
Para la programación del riego, siempre que el déficit de agua del suelo sea igual o superior a la DMA, se debe activar el riego. Las cantidades de riego deben rellenar la zona de raíces hasta la capacidad del campo y al mismo tiempo dejar algo de espacio para posibles precipitaciones.
Profundidad de enraizamiento del cultivo
La profundidad de las raíces de los cultivos determina a cuánta agua del suelo pueden acceder los cultivos. Un cultivo de raíces poco profundas tiene menos acceso al agua del suelo en comparación con un cultivo de raíces profundas. La Tabla 5 enumera las profundidades de enraizamiento sugeridas para el manejo del agua de riego de cultivos comúnmente irrigados en Minnesota. Cada cultivo puede potencialmente desarrollar una mayor profundidad de enraizamiento.
Cuadro 5. Profundidad de enraizamiento de los cultivos para el manejo del agua de riego
| Cultivo | Profundidad (pulgadas) |
|---|---|
| Alfalfa (establecida) | 48 |
| maíz, remolacha azucarera | 36 |
| Patata, grano pequeño | 24 |
| Soja, haba | 24 |
| Tomate, melón | 12 - 24 |
| Brócoli, coliflor | 12 - 18 |
| arándano, fresa | 12 - 18 |
Sin embargo, debido a que la mayoría de las raíces de una planta están ubicadas en la parte superior de la zona de las raíces, las aplicaciones de agua de riego generalmente se manejan a una profundidad menor que la profundidad total de las raíces del cultivo. Para los cultivos anuales, esta profundidad de enraizamiento generalmente no se logra hasta 30 a 50 días después de la siembra. Tenga en cuenta que las condiciones climáticas y del suelo locales pueden reducir estos valores. La Figura 4 muestra el patrón típico de extracción de agua en un perfil de suelo uniforme.
Agradecimientos
El autor desea agradecer a los ex colegas de la Universidad de Minnesota, Joshua Stamper y Jerry Wright, por sus esfuerzos de desarrollo previos en versiones anteriores de este contenido.
Al-Kaisi, MM, I. Broner y AA Andales. 2014. Uso del agua en cultivos y etapas de crecimiento. Extensión de la Universidad Estatal de Colorado. Hoja informativa núm. 4.715.
Curwen, D. y L. Massie. 1985. WISP: Programa de programación de riego de Wisconsin. Actas de la Conferencia Nacional sobre Avances en la Evapotranspiración. Sociedad Estadounidense de Ingenieros Agrícolas. Michigan.
Dorn, D. Eisenhauer y P. Fischbach. 1989 Programación del riego mediante tensiómetros en suelos arenosos. Actas del curso breve sobre riego, Servicio de Extensión Cooperativa de la Universidad de Nebraska.
Fischbach, PE (editor) 1988. Programación de riego: manual de gestión. Servicio de Extensión Cooperativa, Universidad de Nebraska.
Stegman, CE 1988. Capítulo V. Administracion del Agua. Manual de Mejores Prácticas de Manejo para el Área de Riego de Oakes. Universidad Estatal de Dakota del Norte.
Revisado en 2019