Como influye la textura del suelo en la gestión del agua de riego (3ª y última parte)

En este último caso nos encontramos en una parcela cultivada con almendros, variedad VAIRO, plantado en febrero de 2011 en los que se han instalado dos lineas de gotero 2,2 l/h a 75 cm.

La ubicación de la parcela es la siguiente:

25.JPG

En este caso los resultados de los análisis de la textura de los suelos nos llevaron a clasificarlos como arcillo arenosos:

25

En este caso la banda “optima” para mantener la humedad del suelo es más amplia que en el caso de los suelos arenosos y se ha fijado la CC:31 % y PR 22 .

Las lecturas de los equipos nos indican que se está manteniendo la humedad del suelo dentro de los rangos recomendados, sin aportar ni excesiva agua y sin llegar a provocar estrés hídrico al cultivo.

25 sondas.JPG

La mayor amplitud de la zona óptima entre 31 y 22 % nos permitiría, aunque en este caso no es así, ampliar la separación entre los riegos.

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Como influye la textura en la gestión del agua de riego (1ª parte)

Para la correcta aplicación y compresión de las lecturas de los equipos de sensores de humedad es básico conocer los los conceptos de Capacidad de Campo, Punto de Marchitez Permanente y Punto de Recarga. En uno de los primeros post de este blog “Agricultura de precisión mediante la utilización de sondas de humedad” los explícabamos brevemente a modo de introducción. En esta serie de post vamos a profundizar un poco más en estos términos, su relación con la textura del suelo y su aplicación para la lectura de la humedad del suelo.

Una de las explicaciones más claras que hemos encontrado al respecto nos la hicieron llegar desde LabFerrer una de las empresas con más experiencia y conocimiento en el mundo de los sensores y sondas de humedad. Ahí va:

CAPACIDAD DE CAMPO (CC): Contenido de agua al que se estabiliza el suelo una vez que, llevado a saturación después de un riego o una lluvia intensa, el agua drena a capas inferiores por gravedad. Es un proceso donde hay un vaciado rápido de los poros más grandes del suelo que normalmente, tarda entre 24 y 48h, aunque puede existir un drenaje muy rápido (en cuestión de minutos) cuando el suelo es franco o arenoso y hay piedras. El valor de CC depende de la textura, la estructura, el nivel de materia orgánica y el grado de compactación.

En la siguiente imagen se aprecia que despúes de un riego (por inundación) el 7 de julio la humedad llega hasta el 44 % para dos días después llegar hasta el 30 %, que sería la humedad de Capacidad de Campo.

CC 10

 

Este valor se puede confirmar de dos maneras, por un lado “in situ” en el momento de la instalación de las sondas se aporta una cantidad de agua que simule un riego de unos 10 l/m2 para que con las sondas podamos confirmar que la humedad se estabiliza a los 24-48 horas. Y, por otro lado mediante tablas que nos relacionan la textura con CC (FC en inglés) y PMP (PWP), con la aplicación Soil Water Characteristics:

swc

La textura la hemos obtenido a partir de análisis de suelos  en el Centro Tecnológico Cinco Villas que entre otros resultados nos indicaba los porcentajes de arena, limo y arcilla del suelo:

 

ct5v

PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE (PMP):  Es el contenido de agua a partir del cual no se observa una disminución asociada a la absorción de agua por las raíces. Se puede decir que es el límite por debajo del cual la planta no es capaz de absorber más agua. Depende de la textura, de la densidad de raíces, de la especie y de la demanda evaporativa. En verano cuando hay más demanda evaporativa, el valor de PMP suele ser superior al de otoño, cuando la planta absorbe agua en condiciones menos severas. Lo podemos obtener por medio del software  Soil Water Characteristics.

PUNTO DE RECARGA (PR): Es el contenido de humedad del suelo entre el Límite Superior y el Límite Inferior, donde se observa una disminución significativa del ritmo de absorción de agua por parte de la planta. Se asocia al momento en que se empiezan a cerrar los estomas y se reduce la transpiración. Por lo tanto, se asocia al momento de inicio de riego para que la planta no sufra estrés hídrico. Se puede establecer en el punto intermedio entre CC y PR.

A modo de resumen u orientación la siguiente tabla nos puede servir:

tabla cc y pmp

Adaptando las dosis de riego según las lecturas de las sondas de humedad.

Este año se ha presentado con una elevada pluviometría en primavera superior a un año promedio. En la estación meteorólogica instalada en la Comunidad de Regantes APAC de Mequinenza en la provincia de Zaragoza se han registrado los siguientes episodios de lluvia:

Capturalluvia.JPG

Con estas precipitaciones la humedad del suelo, para una de  las parcelas piloto cultivada con almendros, se ha mantenido en situación de saturación según muestra la siguiente captura de la plataforma de Pessl instruments que almacena y organiza los datos de los sensores instalados (la zona en color azul se encuentra por encima de la Capacidad de campo):

CapturaMAYO.JPG

Según los análisis de suelos y texturas la Capacidad de Campo está en el 28 %. Por lo tanto durante el mes de mayo se han aplicado unas dosis de riego superiores a las que se podrían considerar como óptimas: las líneas verticales nos indican pérdidas por percolación y no se ha llegado al Punto de Recarga, fijado en el 24 %.

Sin embargo a lo largo del mes de junio las dosis de riego se han ido reduciendo para ajustarlas hasta alcanzar el Punto de Recarga como se muestra en esta otra imagen:

Capturajunio7

Las dosis de riego medias aplicadas en este mes han sido de 21,65 m3/ha/dia  frente a los 36 m3/día aplicados el año pasado que tuvieron como consecuencia el resultado de humedad en el suelo siguiente:

Capturajunio 2017.JPG

Y algo parecido nos encontramos si comparamos los consumos de julio (hasta ayer día 22):

Capturajulio 2018.JPG

Con una dotación media de 26 m3/ha/dia frente a los 35 m3/ha/día en julio del año pasado:

Capturajulio 2017.JPG

La parcela piloto se encuentra en una zona que necesita rebombeo por lo que el riego se organiza en dos turnos de unas 4 horas entre semana mientras que los fines de semana la duración de los turnos es superior al disponer de 24 horas en el periodo P6 (el más económico) de las tarifas eléctricas.

Como se aprecia en la imagen, a lo largo del mes de julio del 2017 los fines de semana se mantenía la humedad del suelo por encima del 30 %, por encima de la Capacidad de Campo por lo que se perdía una parte del agua aportada.

Por otro lado, entre semana, cuando se alcanzaba el Punto de recarga sí que se iniciaba el riego (de la misma manera que se está haciendo este año 2.018) sin embargo la duración del mismo era superior y, como se ha demostrado más arriba, con un 25% menos de agua en el 2.018 ( 25 m3/ha/día vs. 35 m3/ha/día) se consiguen los mismos resultados respecto a mantener la humedad adecuada del suelo para el cultivo (entre CC y PR)

Nota: Evidentemente para que esta comparación pueda ser 100% exacta deberíamos comparar también las ETo en los dos años. En esta caso no lo hemos hecho y  consideramos que no hay unas variaciones del 25%. El artículo y el proyecto tiene una perspectiva más de transferencia que investigadora por lo que nos permitimos ciertas simplificaciones.

Sensores de humedad para el riego eficiente. Resultados en maiz y alfalfa.

EQUIPO 8 SOS (2).jpg

Hola a tod@s, seguimos con los primeros resultados de los equipos instalados en la Comunidad General de Bardenas. El primer gráfico (y la fotografía de cabecera) corresponde con el equipo nº 8, ubicado en Sos del Rey Católico (provincia de Zaragoza).

UBICACION EQUIPO 8.JPG

El campo de la imagen está sembrado las fechas desde 24/4 hasta 24/5 y se cosechará maíz para semilla.

El sistema de riego es por aspersión con un marco 18 x 18 y los aspersores son VYR 35. Se dispone de un bombeo a 3,5-4 atm. La pluviometría se estima que puede estar en torno a los 7 mm/h. Cada sector de riego se pone en marcha dos veces al día (a veces tres) durante 30 minutos (es decir cada día se riega una hora, lo que supone 7 mm/día y unos 50 mm/semana)

Con esta pluviometría se deberían de cubrir las necesidades de agua del cultivo, si bien nos encontramos con la siguiente situación, según lo que nos han medido las sondas:

EQUIPO 8 MES JUNIO.JPG

Aspectos a destacar:

Hemos tenido tormentas entre 3/4 junio (la primera curva ascendente en las gráficas) y el 26 y 28  (las dos últimas curvas ascendentes) del mismo mes.

Debido al descenso continuado, y alarmante,  de la humedad del suelo a partir del día 8, siempre hablamos de junio, decidimos confirmar que las sondas estaban funcionando correctamente y lo que hicimos fue verter 20 litros de agua encima de cada sonda el día 20. Las sondas respondieron y nos confirmaron que sí estaban funcionando correctamente.

Aparentemente, la humedad del suelo ha estado disminuyendo a pesar de las dosis de riego aportadas y, afortunadamente, las tormentas de finales de mes junto con el riego aportado han devuelto la humedad del suelo a su punto por encima de PR (punto de recarga).

En este post sobre sondas de humedad podeis encontrar alguna aclaración sobre terminología y criterios que estamos utilizando.

Las siguientes sondas de humedad corresonden al equipo nº 5, instalado en Sádaba (Zaragoza)

EQUIPO 5 UBICACION.JPG

Se trata de un campo cultivado con alfalfa, el sistema de riego es una cobertura enterrada con un marco 18 x 15. Aspersores SOMLO 30-C boquilla 4 x 2,4  con un bombeo de 30 mca.

somlo 30c.JPG

Según los datos anteriores la pluviometría es de unos 6.5 mm/hora. La gestión del riego se realiza de la siguiente forma: el  tiempo de riego es 60 min. /sector. Hay cuatro sectores de riego y se riega unas 36 horas seguidas y descansa 10 dias.  Es decir se aplican 9 turnos de riego de 6.5 mm, que suponen 58.5 mm en 11.5 dias (159 mm/mes)

Las necesidades de riego según la red SIAR para el mes de junio han sido de 123 mm.

EQUIPO 5 INSTALACION.JPG

Los resultados de las sondas de humedad aparecen en la siguiente tabla:

EQUIPO MES JUNIO

Aspectos a destacar de la interpretación de la gráfica:

Una de las sondas de humedad dejó de funcionar como resultado de que probablemente  un jabalí buscando comida  la sacó de donde había quedado instalada. La sonda fue reinstalada de manera provisional pero no quedó bien metida en el terreno y como consecuencia las lecturas fueron inferiores a las de la sonda que sí continuaba enviando informacion desde el principio.

El día 23 de junio la sonda se reinstaló correctamente y se aprecia que sus lecturas se correponden con las de la otra sonda.

Como consecuencia tenemos que si una sonda no queda bien instalada en el terreno nos puede enviar información que no es real. Será inferior a las lecturas correctas.

En este caso, y con las sondad funcionando correctamente, la humedad del suelo se mantiene entre los umbrales de CC y PR de acuerdo a los datos que nos envían las sondas de humedad (situadas ambas a 20 cm). Si bien la humedad tiende a estar en la zona de CC o por encima por lo que no sería extraño tener ciertas pérdidas por percolación. No lo podemos confirmar al haber instalado en este caso las dos sondas de humedad a la misma profundidad. El objetivo es confirmar que las lecturas son similares, aspecto que sí se está cumpliendo desde que se reinstaló correctamente.

En los siguientes post queremos seguir compartiendo con tod@s los primeros resultados del Proyecto. Recibiremos con mucho gusto cualquier sugerencia o comentario.

 

 

 

 

 

 

Teledetección aplicada a la gestión del riego en maíz.

EQUIPO 17 CAPTURA PANTALLA SPIDER.JPG

Os presentamos en este post los resultados obtenidos por medio de Spider-Gis en una parcela cultivada con maíz en la Comunidad de Regantes nº V de la Comunidad General de Regantes del Canal de Bardenas.

La metodología utilizada es la descrita en los post anteriores “Teledetección en la gestión en el riego” y “Teledetección para la gestión del riego en almendro. Caso de estudio.”

Con la diferencia que para el caso de cultivos extensivos aplicaremos la fórmula:

Kc = 1.25 NDVI + 0.1

Se ha obtenido la siguiente curva para el Kc a lo largo del ciclo de cultivo comparada con la obtenida de la red SIAR:

EQUIPO 17 CURVA KC 2016.JPG

Se observa que en la primera parte del ciclo Spider infravalora las necesidades, algo esperable tal y como ya se adelantó en el anterior post “Teledetección en la gestión en el riego” al considerar que para el establecimiento del cultivo después de siembra, en su fase inicial de nascencia, la relación

Kc = 1.25 NDVI + 0.1

puede infraestimar el valor requerido del Kc, pues en estos casos el comportamiento evaporativo del suelo desnudo es muy dominante.

En la fase de máximo consumo las necesidades del cultivo coinciden para los dos procedimientos de cálculo y es en la última fase del cultivo donde aparecen más diferencias. La Kc calculada según la FAO 56 empieza a disminuir desde el 12 de agosto mientras que si la calculamos con Spider-Gis la tendencia a la baja se inicia diez días después y con menor pendiente.

A modo de primeras conclusiones podemos decir que las diferencias en la última parte del ciclo se pueden deber a que la Kc obtenida por medio del índice NDVI nos podría estar dando valores locales, y reales, del cultivo frente a los valores teóricos de la metodología FAO 56.

Los resultados de esta primera comparación se llevarán a cabo de nuevo al finalizar esta campaña para intentar confirmar estos primeros resultados.

Teledetección para la gestión del riego en almendro. Caso de estudio.

EQUIPO 7 CAPTURA PANTALLA SPIDER.JPG

La Comunidad de Regantes Apac de Mequinenza en Zaragoza,  tiene en riego una superficie total que abarca 1.535 has, repartidas en un total de 166 agrupaciones, con un tamaño medio por agrupación de 9,25 has. Los cultivos predominantes, todos leñosos, son almendro, cerezo, melocotón, nectarina y paraguayo.

En el caso que nos ocupa se ha obtenido, mediante la técnica de teledetección, el NDVI en la parcela 22 del polígono 12 de Mequinenza, cultivada con almendro, variedad Velona y plantado en 2.012 a un marco de 5,5 x 3 m.

El sistema de riego es  de dos lineas de goteo (2,2 l/h a 75 cm) por línea de árboles.

El objetivo del caso de estudio es identificar las necesidades de riego del almendro en la campaña de 2.016 a partir del NDVI obtenido con los satélites Landsat 8 y Sentinel (gracias a Spider Gis de la empresa Agrisat).  El tamaño de los píxeles es de 30 x 30 m. y 10 x 10 m. respectivamente.  Esta información será contrastada con las necesidades de la campaña de 2.017.

UBICACION EQUIPO 7 MEQUINENZA.JPG

El procedimiento seguido es el siguiente: Se han seleccionado cinco puntos dentro de la parcela y se han obtenido los valores de NDVI desde el 30/3/2016 hasta el 29/09/2016 y con estos cinco puntos se ha calculado la media. Posteriormente se ha procedido ha un filtrado de la información, tomando tendencias para eliminar diferencias debidas a diferentes sensores instalados en Landsat y Sentinel.

En algunas de las imágenes se han encontrado nubes en la misma parcela (que impiden la lectura del NDVI) o en las proximidades de la parcela (que distorsionan la información). En este segundo caso se produce una lectura errónea  del índice NDVI al generarse  un efecto multiplicador de la reflectancia que hace que ese valor se eleve por encima de lo habitual, por lo que en a alguna imagen ha sido necesario descartarlo.

Finalmente se han comparado los resultados obtenidos con las fases del ciclo anual del almendro, como se muestra en las siguientes imágenes donde hemos hecho coincidir el eje horizontal (tiempo)

EQUIPO 7 RESULTADOS SPIDER 2016.JPG

Lo que nos hemos encontrado es una correspondencia con las necesidades hídricas del cultivo, de acuerdo a lo publicado por Joan Girona en el Respuesta productiva del Almendro al Riego 

en el que indica que

“…durante la primavera tienen lugar todos los procesos importantes de crecimiento (Fase I, Figura  situada más arriba de la curva Kc), y el crecimiento es muy sensible a la falta de agua. También durante la Fase I se ha producido la floración y el cuajado de los frutos, a la vez que se ha iniciado el crecimiento de yemas que al año siguiente, si pasan a flor, pueden dar frutos. 

En verano (Fase II en la figura), casi únicamente se realiza el transporte de los carbohidratos de las hojas y de los puntos de reserva hacia el fruto (proceso poco sensible al déficit hídrico), aunque es necesario evitar una situación de sequía muy fuerte porque hay que mantener en funcionamiento la fotosíntesis en las hojas y, así, seguir produciendo carbohidratos (también el proceso de la fotosíntesis es bastante tolerante al déficit hídrico).

Después de la cosecha, y hasta la caída de hojas (Fase III  en la figura), es importante mantener el árbol funcionando ya que se han de producir las reservas de carbohidratos que necesitará al inicio del ciclo del año siguiente en la floración-cuajado e inicio de la vegetación. Estos procesos son altamente exigentes en carbohidratos y, como el árbol no tiene hojas, estos han de venir de las reservas acumuladas en la Fase III del año anterior…”

Aspectos que se corresponden de manera bastante directa con la curva obtenida para la Kc: en la Fase I la Kc aumenta hasta inicios de mayo, para disminuir durante la Fase II y volver a repuntar en la última Fase III a inicios de septiembre.

Nuestro objetivo es repetir este análisis al final de la presente campaña en la misma parcela así como realizar un análisis similar en otro cultivo leñoso y dos herbáceos para poder disponer de más información y confirmar si los resultados de este primer caso de estudio se confirman.

Podeis ver más información sobre la metodología usada en el post “Teledetección en la gestión en el riego

Nota: las conclusiones de este post se deben en gran medida a las aportaciones realizadas por Andrés Cuesta (Agrisat), al que le agradecemos desde aquí su colaboración.

 

 

 

 

 

 

Sensores de humedad instalados para monitorizar el riego. Gestión del riego en maíz con Pivot.

En los anteriores post hemos ido mostrando algunos de los resultados de la monitorización con sondas de humedad en diferentes cultivos como maíz y alfalfa en riego por aspersión. También hemos visto diferentes resultados en función de la gestión del riego: como evoluciona la humedad en el perfil del suelo según los tiempos de riego, los periodos entre riegos,…

Hoy os presentamos los resultados de un equipo instalado en la Comunidad de Regantes nº V de la Comunidad General de Regantes de Badenas, concretamente en el Término Municipal de Biota, en Zaragoza. La ubicación en Google Maps se puede ver en la siguiente imagen:

EQUIPO 6 UBICACION.JPG

El equipo que estaba previsto instalar inicialmente era una sonda de 60 cm. de SENTEK del tipo DRILL and DROP pero que como consecuencia de la existencia de un estrato de roca muy duro a unos 40 cm. no se pudo instalar. Se decidió cambiar el sensor de humedad por dossondas 10 HS. que se instalaron a 20 cm. de profundidad. En la siguiente imagen se puede ver como quedó instalado el equipo en las proximidades del pivot.

BIOTA 1.jpg

Los resultados de las lecturas de las sondas se muestran en la siguiente gráfica, en la que se aprecia el aumento de humedad en el suelo por las lluvias de principios de mes (4-5 de junio), un periodo de disminución de la humedad como consecuencia de que no se aportó ningún riego hasta el 9 y, sobre todo, se puede ver como a pesar del riego aportado hay una tendencia a la baja hasta llegar a humedades inferiores al PR a mediados de mes. La Comunidad de Regantes decidió aumentar las dosis de riego el día 15, que se corresponde con que la gráfica de la sonda a 20 cm. se mantiene entre PR y CC hasta que la combinación de las aportaciones de agua, tanto de lluvia como de riego, han llevado a la humedad por encima del punto de CC.

EQUIPO 6 LECTURAS SONDAS JUNIO.JPG

Las necesidades de agua del maíz en esta zona en el mes de junio son:

NECESIDADES MAIZ BIOTA HASTA JUNIO.JPG

Y, según la Comunidad de Regantes, se ha aportado con el riego:

1ª semana: 30 l/m2

2ª semana: 35 l/m2

3ª  y 4ª semana: 50 l/m2

Es “sorprendente” ver como existe una relación causa-efecto en el comportamiento de la humedad del suelo como consecuencia del manejo del riego y como a partir de un incremento de la dosis de riego se ha corregido la tendencia a la baja a partir de la 3ª semana, cuando se empezó a aplicar 50 l/m2.

Por otro lado, el aumento de las dosis de riego conjuntamente con las lluvias que aportaron las tormentas de final de mes llevaron a la situación opuesta, a un exceso de agua en el perfil del suelo que mantuvo la humedad por encima de CC.