EL USO DEL AGUA EN LA AGRICULTURA

UNIDAD III.

EL AGUA EN EL SUELO Y LAS PLANTAS: El uso del agua en la agricultura

Formas de agua en el suelo:

Son estadíos de agua líquida en el suelo, la cual se agrega en los espacios porosos del suelo.

El agua en los suelos

Con la excepción de las regiones extremadamente áridas, el agua es siempre un componente del suelo, encontrándose en éstos en forma de humedad intergranular o como hielo (suelos tipo permafrost), en mayor o menor abundancia en función de factores diversos. Debido a la propia dinámica del suelo, el agua siempre contiene componentes diversos en solución, y ocasionalmente también en suspensión, si bien la ausencia de una dinámica de consideración minimiza este último componente.

En función de la naturaleza y textura del suelo el agua puede encontrarse bien como fase libre, móvil en el suelo (en suelos con altas porosidades y permeabilidades), o bien como fase estática (absorbida o adsorbida), en los suelos de naturaleza más arcillosa. En el primer caso el agua podrá tener una cierta dinámica, que mantendrá una cierta homogeneidad composicional, mientras que en el segundo caso podrán darse variaciones composicionales más o menos importantes.

El agua en el suelo suele tener una dinámica bidireccional: el agua de lluvia o de escorrentía, por lo general poco cargada en sales (aunque no siempre), se infiltra desde superficie, y puede producir fenómenos de disolución, hidrólisis y/o precipitación de las sales que contiene. Por ejemplo, el CO2 atmosférico induce la formación de ácido carbónico: CO2 + H2O ® H2CO3, que a su vez induce la disolución de carbonatos: CaCO3 + H2CO3 ® Ca2+ + 2HCO3-. En épocas secas se produce el fenómeno inverso, y las aguas contenidas en los acuíferos tienden a subir por capilaridad o por gradiente de humedad hasta la superficie, donde se produce su desecación, de forma que durante este proceso de ascenso tienden a perder por precipitación las sales que contienen en disolución. Este proceso puede tener consecuencias desastrosas cuando interviene la mano del hombre, por ejemplo con irrigación de suelos en zonas áridas-semiáridas, con consecuencias de salinización extrema.

El agua existe en varias formas en el suelo, como agua gravitacional, agua capilar y agua higroscópica.

IMPORTANCIA FISIOLÓGICA DEL AGUA EN LAS PLANTAS

Casi todos los procesos en la planta son afectados directa o indirectamente por el suministro de agua. Por ejemplo, la respiración de las semillas en formación, es inicialmente muy alta, pero esta se reduce rápidamente durante la maduración. En semillas secas al aire, la respiración es muy baja, pero esta se incrementa lentamente en la medida que se aumenta el contenido del agua, hasta un punto crítico, en el cual hay un rápido incremento en la respiración, como respuesta a un aumento adicional del contenido del agua.

El crecimiento de las planta es controlado por la velocidad en la división y elongación celular y por el suministro de compuestos: orgánicos e inorgánicos requeridos para la síntesis de nuevo protoplasma y pared celular. El crecimiento de la célula es particularmente dependiente de al menos un mínimo grado de turgencia de la célula, la elongación del tallo y las hojas son rápidamente reducidas o detenidas por déficit de agua. Una reducción en el contenido de agua inhibe la fotosíntesis y generalmente disminuye la velocidad de respiración y otros procesos donde hay la intervención de las enzimas.

En resumen, la reducción en el contenido de agua es acompañado por la pérdida de turgencia y marchitamiento, cesación del ensanchamiento celular, cierre de los estomas, reducción de la fotosíntesis, y la interferencia con muchos otros procesos metabólicos. Eventualmente, una continúa deshidratación causa desorganización en el protoplasma y la muerte de la planta.

El agua gravitacional:

Es aquella que por efectos de la gravedad se percola (penetra, infiltra) a las partes más profundas del suelo. Este tipo de agua suele llamarse también como agua libre, dado que se filtra por efecto de las fuerzas de gravedad una vez que el suelo ha sido saturado (momento en el cual el suelo ya no puede retener más agua, pues todos sus espacios porosos ya están llenos, llamado también como punto de saturación). Es un tipo de agua que no es aprovechable porque no se encuentra retenida y porque es instantánea.

El agua capilar:

Es el agua que queda atrapada en los pequeños poros del suelo, y que se mueve en diferentes direcciones por diferencias entre las fuerzas de tensión. Es el tipo de agua que aprovechan las plantas para cumplir con las reacciones de su metabolismo.

El agua higroscópica:

Es también llamada agua invisible, es el tipo de agua que queda herméticamente retenida en las partículas del suelo a una fuerza de tensión de más de 32 atmósferas, este tipo de agua no es aprovechable por las plantas.

Para hacer la medición y/o cuantificación del contenido de agua/humedad en el suelo se hace mediante el conocimiento de las constantes de humedad.

Las constantes de humedad, son valores de la humedad en el suelo, en los cuales existen respuestas de crecimiento por los cultivos.

Las principales constantes de humedad son:

CC: capacidad de campo

PMT: punto de marchitez temporal

PMP: punto de marchitez permanente

• Capacidad de campo, se define como el contenido de humedad en el suelo, después de que el exceso ha sido drenado y la velocidad de infiltración se ha reducido considerablemente.

Es la máxima cantidad de agua que puede retener un suelo.

La capacidad de campo se obtiene generalmente entre los 2 a 5 días después de un riego pesado o de una lluvia intensa.

La capacidad de campo es variable de in suelo a otro, debido a las características propias del suelo, tales como:

Porcentaje de porosidad

Textura

Estructura

Contenido de materia orgánica.

• Punto de marchitez temporal, es el contenido de agua retenido por las partículas del suelo a fuerzas te tensión menores que las fuerzas con las cuales las raíces succionan el agua. Es el estado en el cual, una vez que se aplica agua al suelo, las plantas recuperan su estado de crecimiento y turgencia.

• Punto de marchitez permanente, es el contenido de humedad en el suelo, en el cual las plantas ya no pueden reponer su crecimiento aun en atmósferas saturadas de humedad.

Es el punto en el cual la humedad que esta retenida por el suelo es igual o mayor a las fuerzas de succión de las raíces.

Contenido de humedad en el suelo:

El contenido de humedad en el suelo se determina con base al porcentaje (%) de peso del agua contenido en cierto peso de suelo.

Ejemplo:

100g de suelo seco, contiene 50% de agua.

Ps: Porcentaje (%) de humedad en el suelo

Ps=((Psh-Pss)/Pss) x 100

Ps: Porcentaje de humedad

Psh: Peso del suelo de la muestra

Pss: Peso del suelo seco (suelo secado en estufa, por 24 horas, a 105o C)

Ejemplo:

105g Psh

90g Pss

Ps= ((105g-90g)/90g) x 100

Ps= 16.6% de humedad

Constantes de humedad de los suelos de acuerdo a la textura:

Textura Ps CC (%) Ps PMP (%)

Arena 5-15 3-8

Franco arenoso 10-20 6-12

Franco 15-30 8-17

Franco arcilloso 25-35 13-20

Arcilloso 30-70 17-40

Utilidad de las constantes de humedad:

a. Determinar la cantidad de agua que vamos a aplicar a nuestro cultivo (lámina de riego, Lr).

b. Determinar el momento del riego.

Se tiene que determinar con toda precisión las constantes de humedad de nuestro suelo.

Lr = (CC-PMP)/100 x Pr x Da

Lr: lamina de riego (cm)

PsCC: Porcentaje de humedad a capacidad de campo

PsPMP: Porcentaje de humedad del punto de marchitez permanente

Dap: Densidad aparente

Pr: Profundidad de raíces.

Se entiendo por Lámina de Riego, como la cantidad de agua medida como una lámina de grosor variable sobre 10,000 m2.

Ejemplo:

PsCC: 25%

PsPMP: 13%

Dap: 1.45g/ml

Pr: 70 cm

Lr= ((25%-13%) x 1.45 x 70 cm)/100

Lr= 12.18 cm de riego

Lr=12.18 x 100 x 1000 = 1’218,000 litros.

Q: Caudal o gasto en m/s

Q: 30 lps

Tr: Tiempo de riego

Tr: Cantidad de agua/Q

Tr=1’218,000/30 = 11.27 horas.

EQUIVALENCIAS DE LA LÁMINA DE RIEGO (en cm) A METROS CÚBICOS POR HECTÁREA

Lámina de riego (cm) Volumen (m3/ha)

1 100

2 200

3 300

14 1400

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