Preguntas más frecuentes sobre las sondas para la monitorización del agua en el suelo

Preguntas como: ¿Qué tipo de sonda elegimos?, ¿Es mejor medir el potencial o el contenido volumétrico del agua en el suelo?, ¿Qué sonda es más precisa?, ¿Necesito calibrarlas?, etc. son muy frecuentes a la hora de plantearnos monitorizar la humedad del suelo de nuestra parcela.

 

¿Qué tipo de sonda elegimos?

Existen en el mercado un extenso surtido de sondas y sistemas para medir la humedad del suelo. Excepto los tensiómetros, el resto de sondas utilizan métodos indirectos de medida, o sea: miden una propiedad eléctrica en el suelo y utilizan una función de calibración calculan la humedad del suelo.

La elección del tipo de sonda y la satisfacción final, es un compromiso, entre:

  • Precio
  • Simplicidad del sistema
  • Robustez del sistema
  • Servicio técnico y necesidad de mantenimiento
  • Buenas prácticas de instalación

 

¿Es mejor medir el potencial o el contenido volumétrico del agua en el suelo?

Si medimos el potencial del agua en el suelo (Tensiómetros, sondas Watermark®, etc…), el criterio para regar es el del potencial umbral, valor a partir del cual a la planta le cuesta más energía absorber el agua del suelo y por lo tanto se intenta evitar estrés hídrico.  En este caso, las sondas de potencial permiten saber el momento de regar, pero es mucho más difícil que den la información necesaria para ajustar la dosis de riego, saber si estamos perdiendo agua (y fertilizantes) por percolación, conocer cómo se mueve el agua en el suelo o visualizar el ritmo de absorción por parte de la planta.

 

Si estamos interesados en estos últimos aspectos, sería más recomendable monitorizar el contenido volumétrico de agua en el suelo.

Los sistemas con sondas capacitivas registran en continuo la humedad del suelo en contenido volumétrico, (m3 agua· m-3 suelo) a distintas profundidades. Por tanto, mediante la observación de los gráficos y alguna transformación numérica se puede estimar la dosis y el momento de riego, además de poder observar cómo en los eventos de riego/lluvia el agua entra, se almacena en el suelo y es absorbido por las raíces. Esta información permite al técnico de la finca tener un modelo conceptual del comportamiento del agua en la parcela, y en consecuencia evaluar los efectos de las condiciones climáticas y de las decisiones que vaya tomando.

De todas formas, también podemos monitorizar simultáneamente ambos parámetros en una misma parcela. Esto se ha visto de gran utilidad, por ejemplo, en fincas dónde aplicamos riego deficitario controlado y el potencial nos ayuda a fijar el límite máximo de estrés, sin pasarnos.

 

¿Qué sonda es más precisa?¿Necesito calibrarlas?

Para programar el riego, la mayoría de sondas existentes en el mercado tiene una exactitud más que suficiente (Fonseca y col., 2007) y por tanto no es necesaria una calibración específica.

En la práctica, la exactitud y precisión finales de una sonda depende sobre todo, de la calidad de la instalación.

La correcta instalación de las sondas es el punto más crítico para asegurar la calidad de los datos de humedad del suelo

 

¿Cuál es el volumen de exploración de la sonda?

Es importante conocer esta información. Y nos la debe facilitar el fabricante de la sonda. Por ejemplo, en el caso de Decagon:

¿Cuántas sondas tengo que colocar por hectárea? ¿Es suficiente un único PC dentro de la parcela?

Se entiende por Punto de Control (PC), la unidad mínima de registro, formada por sondas de humedad (de 3 a 5, normalmente), un datalogger donde se registran en continuo los datos de humedad de cada sonda y sensores ambientales, si los hubiera.

La clave a esta respuesta está en la capacidad de dividir la finca en unidades de manejo. La Unidad de Manejo (UM), es una superficie homogénea en cuanto a la especie y variedad, tipo de suelo y sobretodo, corresponde a un sector de riego independiente. Por tanto, un PC es representativo de la UM en la que está instalado.

Con este único punto, no se pretende tener un valor promedio de todo el sector ni saber la humedad en todos los puntos. Lo que se pretende es tener un indicador del estado de humedad del suelo y saber cómo la lluvia y el riego se infiltran y almacenan en el suelo y cómo las raíces van absorbiendo el agua. Con este indicador, podríamos pues guiar el riego de toda la UM.

De todas formas, para que esto se cumpla es necesario que en la UM:

  • el sistema de riego aplique el agua con una uniformidad mínima y que el tiempo que se necesita para que todos los goteros apliquen el mismo caudal sea el mínimo
  • la plantación sea uniforme, o lo que es lo mismo: que el tamaño de la copa del árbol sea lo máximo de uniforme, y que por tanto que la demanda hídrica sea parecida
  • la capacidad de retención de agua (CRAD) de los suelos de la UM sea similar. Esto equivale a que la combinación de profundidad efectiva del suelo, textura y cantidad de piedras sea parecida.
  • el PC no esté instalado en zonas no representativas de la UM; como zonas marginales con encharcamiento o sitios con marcados efectos de la erosión.

 

¿Dónde colocamos las sondas?

Una vez localizada la zona dentro de la UM donde monitorizar la humedad del suelo, es necesario decidir el punto exacto de la UM dónde se emplazará el perfil de sondas.

Hay que tener muy presente que, el volumen de suelo que explorarán las sondas servirá para guiar el riego de la totalidad de la UM. Y también, tener siempre en mente que el volumen de suelo monitorizado deberá reflejar claramente los riegos y la lluvia y el ritmo de absorción de agua por parte de la raíces. En base a estas premisas determinaremos el punto donde se.

En este punto, es el momento de decidir dónde se colocará cada sonda en el perfil del suelo.

Para una plantación de frutales con riego localizado, las profundidades típicas a las que se colocan las sondas son:

–       Sonda Superficial: 15-30 cm.  Sonda que detecta los riegos y la lluvia. Zona de alta actividad radicular y de evaporación (cuando el suelo está húmedo).

–       Sonda de Control: 30-45cm. Sonda para definir el Frente de Humectación y controlar la dosis de riego (Pulso de Riego). Zona de alta actividad radicular y que por tanto refleja el ritmo de absorción de agua por la planta

–       Sonda de Drenaje: >45cm. Sonda situada por debajo de las raíces del cultivo, que detecta riegos de excesiva duración y eventos de drenaje. Permite ver si hay raíces activas a capas profundas.

Las profundidades que se detallan anteriormente son orientativas, y hay que adaptarlas a la combinación de suelo, clima y cultivo. La observación in situ de la densidad radicular y de la forma y tamaño del bulbo húmedo será crítica a la hora de definir las profundidades a monitorizar.

 

¿Qué pasa si al instalar las sondas modificamos la estructura del suelo?

Al instalar las sondas en el suelo se debe procurar mantener la estructura original del suelo, siempre que las condiciones del suelo lo permitan. En todos los casos, es necesario considerar un periodo de reconstitución de las condiciones originales del perfil  del suelo que hemos modificado al instalar las sondas antes de considerar que los datos son fiables (Fonseca y col., 2008). El tiempo de equilibrio será variable, dependiendo de los ciclos de humectación y secado que hayan ocurrido.

 

Éstas son solamente algunas de las preguntas más frecuentes. Si tenéis más preguntas sobre este tema, contáctenos e intentaremos ayudarle: info@lab-ferrer.com / 973532110

 

¿Para qué monitorizar la humedad del suelo?

Cómo programación del riego se entiende la manera en la qué reparten las necesidades de agua del cultivo a lo largo del ciclo (frecuencia y dosis de riego).

Para llevar al campo estos cálculos habrá integrar gran cantidad de información, desde las características particulares de cada parcela (tipo de suelo, sistema de cultivo y manejo),  al sistema de riego y a los condicionantes hidráulicos del diseño (de la finca y de la red), a la experiencia acumulada del agricultor o técnico y a las exigencias económicas, de mercado, medioambientales y de sostenibilidad exigidas por la sociedad.
Tradicionalmente, se ha determinado el “¿Cuánto y cuándo regar?” en base a la reposición del agua consumida por el cultivo (Evapotranspiración del cultivo, ETc), estimada a partir de datos meteorológicos y unas constantes de cultivo (Kc).

Tal y como se explicó en el artículo anterior.

Esta metodología es muy útil para el cálculo de dotaciones de riego y el establecimiento de calendarios de riego promedio. E incluso, incluyendo datos reales de ETo (semana anterior) y previsiones meteorológicas, podemos llegar a ajustar las necesidades al día a día del cultivo.

Sin embargo, como ya comentamos anteriormente, este método:

–       no considera el contenido de agua en el suelo, que es de donde el cultivo toma el agua, y por tanto no nos guía sobre el cómo repartir de forma eficaz estas necesidades: momento y duración de cada riego.

–       ni tampoco tiene en cuenta factores limitantes importantes, como la salinidad, ni el estado real del cultivo, ni los objetivos productivos de la finca, entre otros.

 

Por tanto, es clave para las decisiones precisas de riego la observación directa de la planta, el suelo y el ambiente; que es lo que llamamos monitorización. Y esta “monitorización” puede (y debe) hacerse de forma visual y/o mediante sensores. Cuanta más y mejor información tengamos, más precisas serán nuestras decisiones.

 

De todos los parámetros monitorizables mediante sensores, uno de los que proporcionan más información y que al mismo tiempo cuenta con tecnología asequible y fiable para la obtención de datos, es la humedad del suelo. Es decir, monitorizar las reservas de agua que hay en cada momento dentro de la zona radicular y el ritmo de absorción de agua por parte del cultivo.

 

¿Cómo se monitoriza la humedad del suelo?

En España, se han usado, con distinto grado de continuidad, sensores tipo tensiómetro y Watermark®, que miden el potencial de agua en el suelo, en cbar o kPa; así como sensore

s que miden la humedad en volumen (m3 de agua por m3 de suelo) como las sondas de neutrones, los TDRs o las sondas capacitivas o FDR.

Actualmente, hay a nuestra disposición una amplia gama de sondas (Tabla 1), con sistemas de registro y adquisición de datos cada vez más asequibles y capacitados.

 

Tabla 1. Tipos de sondas de medida de la humedad del suelo más utilizadas actualmente en programación de riego (España, año 2010)

Nombre comercial Tipo Parámetro
Sondas perfil, con o sin tubo de acceso. Registros en continuo o puntualesEnviroscan, Diviner, Envirosmart (Sentek, Australia),C-probe (Agrilink, Australia) Capacitivo /FDR Contenido volumétrico de humedad (m3 agua m-3 suelo)
Sondas modulares, sin tubo de acceso. Registros en continuo o puntualesSondas ECH2O (Decagon, USA) Capacitivo /FDR Contenido volumétrico de humedad (m3 agua m-3 suelo)
Sondas modulares tipo bloque de yeso. Normalmente, registros puntualesWatermark (Irrometer, USA) Resistencia Potencial (cbar o kPa)
Sondas modulares tipo tensiómetro. Registros puntuales (varias marcas) Medida directa de la succión Potencial (cbar o kPa)

Es importante tener en cuenta que NO EXISTE LA SONDA PERFECTA; si no aquella/s que más de adapten a nuestros objetivos y condiciones.

Y además, aunque la sonda sea la adecuada, para sacar la máxima rentabilidad de una inversión, habrá que seleccionar un sistema robusto y asequible, instalar las sondas según unas buenas prácticas, realizar un correcto mantenimiento, y finalmente aprender a interpretar los datos y tomar decisiones.

 

¿Qué información puedo obtener instalando sondas de humedad de suelo en mi parcela?

  • Fecha de inicio y final de los riegos.
  • Ritmo y profundidad de absorción de agua por la planta.
  • Situaciones de estrés hídrico.
  • Balance de agua en el suelo.
  • Movimiento del agua en el perfil.
  • Problemas de infiltración, capa freática y escorrentía;
  • entre otros…

En este link podrán ver varios ejemplos prácticos en fincas agrícolas comerciales, sobre la aplicación de las sondas para la toma de decisiones de programación de riegos.

 

Si no tenemos experiencia o tiempo para dedicar a este tema, existen empresas -como las que implementan la metodología ECH2OSYSTEM®– que nos pueden apoyar en la implementación de un sistema de monitorización de la humedad del suelo; Este apoyo es clave y muy recomendable.

¿Cómo elaborar un calendario de riegos para mi parcela?

Antes de iniciar la campaña de riegos es básico determinar la estrategia de riego a seguir. Lo más habitual es establecer un calendario con las aportaciones totales de riego (en mm, en l/árbol o en h de riego) por semana.

Este calendario nos guiará durante la campaña de riego.

En primer lugar, debemos definir cuáles son los objetivos que persigo con el riego (cubrir las necesidades de agua del cultivo en épocas de déficit, incremento de la calidad de la producción, control del vigor, etc.  Y a continuación establecer un calendario (teórico) de riegos, cuantificando las necesidades y distribuyendo los aportes en función de las necesidades del cultivo y los objetivos perseguidos.

Riego en hortalizas
Riego en hortalizas

Y a continuación, debemos estimar las necesidades de agua teóricas del cultivo. El método más habitual para ello es el método del balance hídrico.

¿Qué necesito?

  • Datos de evapotranspiración de referencia (ETo) y Precipitación efectiva (Pe):

Si no disponemos de una estación propia, podemos acceder a la información pública de la estación agroclimática más próxima a nuestra finca, a través del Sistema de Información Agroclimática para el Regadío (SIAR). En el caso de Catalunya, a través de la Xarxa d’Estacions Meteorològiques Automàtiques (XEMA)  y en el caso de Euskadi, a través de Neiker.

  • Coeficiente de Cultivo (Kc), de:
    • Fuentes locales y bibliografía de investigación en condiciones locales
    • El propio Sistema de Información Agroclimática para el Regadío (SIAR) (cuyo origen, en algunos casos puede que sea el propio FAO 56)
    • Y si localmente no se ha desarrollado una Kc para nuestro cultivo, siempre podemos tomar como referencia los valores que se presentan en el boletín FAO 56.

Con estos datos, aplicando la fórmula (1), tendremos las necesidades de riego netas (NRn, en mm) para nuestro cultivo, en base diaria, semanal o mensual, según hayamos elegido.

NRn=ETo*Kc-Pe     (1)

Para calcular las necesidades de riego brutas o totales (NRb), deberemos también introducir la eficiencia de aplicación (Ea), que depende del sistema de riego que utilizamos. FAO establece unos valores de referencia de: Riego localizado Ea=90%, para aspersión=75% y para riego por superficie=60% (Annex I, Irrigation Scheduling Manual, FAO).

Así como la fracción de lavado (FL), que está en función de la máxima salinidad que soporte nuestro cultivo para mantener una productividad del 100% y la salinidad media de nuestra agua de riego (fertilizantes incluidos, en caso de fertirrigar).

De este modo:

NRb= NRn*Ea/(1-FL) (2)

Siendo:

 FL= CEa/(2*CEmax)

Con CEa, la conductividad del agua de riego (fertilizantes incluidos) y CEmax la máxima conductividad soportado por el cultivo para mantener un potencial productivo del 100% (FAO nº56).

 

Con estas directrices, podemos elaborarnos nosotros mismos el plan. Sin embargo, vale la pena insistir en que en el Estado Español disponemos también de servicios regionales especializados de asistencia al regante; los cuales nos pueden facilitar la información que comentábamos antes y además, la mayoría de ellos, también nos ofrecen servicios de cálculo de recomendaciones de riego personalizadas, que nos envían de forma periódica , en base a datos meteorológicos de la semana anterior, el cultivo y características de éste (sistema de riego, marco de plantación, edad del cultivos, etc….).  Algunos tienen en cuenta más factores que otros, pero en todo caso, siempre puede servirnos de orientación.

Riego por pivot
Riego por pivot

Por tanto, recomendamos utilizar estos Servicios de Asistencia  al Regante Regionales (SARs):

Andalucía: Sistema de Asistencia al Regante

Aragón: Oficina del Regante.

Castilla La Mancha: Sistema Integral de Asesoramiento al Regante

Castilla y León: InfoRiego

Catalunya: Oficina del Regant de RuralCat

Comunidad Valenciana: Servicio de Tecnología del Riego (IVIA)

Extremadura: REDAREX

La Rioja: Servicio de Información Agroclimática

Navarra: Servicio de Asesoramiento al Regante (Riegos de Navarra)

Región de Murcia: Servicio de Información Agraria de Murcia (SIAM)

País Vasco: Neiker

Canarias: Instituto Canario de Investigaciones Agrarias

 

De todas formas, hay que tener siempre en cuenta que las necesidades reales no vienen determinadas únicamente por las condiciones meteorológicas.

Para que este calendario constituya una herramienta eficaz para planificar el riego de una explotación, es importante caracterizar conocer:

  • Las características principales de los suelos que regamos: la textura del suelo, la pedregosidad, la profunda efectiva de suelo, etc; y así poder estimar cual será nuestro reservorio de agua o capacidad de retención de agua (CRAD).
  • Su distribución respecto a los sectores de riego
  • Las dimensiones del bulbo húmedo (riego localizado)
  • Las limitaciones del diseño: el pulso mínimo de riego, el coeficiente de uniformidad del sistema de riego

 

Si no conocemos ni cuantificamos estos parámetros, aplicar las recomendaciones de riego sin más, pueden generar zonas donde se aplique más o menos cantidad de agua y, a la larga, crear provocar una heterogeneidad indeseable dentro del sector de riego y complicar el manejo.

 

¡Vamos, no perdamos tiempo, a elaborar el Calendario de Riego 2013 de nuestro cultivo!

Nuevo sensor SRS para medir NDVI y PRI

Sensor SRS que a finales de este mes de abril empezarán a comercializar nuestros compañeros de Decagon Devices Inc.

El sensor se conectará a los dataloggers de la serie EM50 y hay que instalarlo por encima de la cubierta vegetal para tener poder hacer un seguimiento de los valores de NDVI (Índice de Vegetación Diferencial Normalizado) y PRI (Índice de Reflectancia Fotoquímica).

El NDVI está correlacionado con la biomasa, la estructura de la cubierta (por ejemplo, LAI) y el contenido de clorofila foliar. El PRI se correlaciona con la eficiencia fotosintética del dosel. Combinados, NDVI y PRI nos proporcionan una idea de la estructura del dosel y su función fisiológica, que son los componentes clave de la productividad de la cubierta vegetal y para predecir la acumulación de biomasa

En este video encontrareis más información sobre el nuevo Sensor SRS

y con este enlace podreis volver a ver el Seminario Online del pasado 28 de marzo “NDVI y PRI: Teoría de Medida, Métodos y Aplicaciones”

Y si quieres saber más acerca del nuevo Sensor SRS mándanos un mail a info@lab-ferrer.com