Comprendiendo las propiedades del agua en el suelo y la conservación en agronomía.

El Profesor Isidro Salines da la bienvenida a los estudiantes a una sesión sobre la conservación y uso racional del agua en el curso virtual de ingeniería agronómica. Habla sobre las propiedades físicas del suelo, centrándose en cómo el suelo absorbe, retiene y libera agua durante los procesos naturales.

La conferencia abarca conceptos importantes como la capacidad máxima de retención de agua en el suelo, la capacidad de campo, el punto de marchitez y el punto de marchitez permanente. Estos conceptos son cruciales para la planificación del sistema de riego, la gestión y la evaluación del rendimiento potencial de las plantas cultivadas en función de su satisfacción hídrica.

El agua en el suelo proviene principalmente de la lluvia durante el invierno y el verano, aplicaciones de agua a través de sistemas de riego e infiltraciones laterales. El profesor Salines da ejemplos de infiltraciones laterales de agua cerca de la Universidad Nacional Agraria en Managua, Nicaragua, donde la humedad del suelo se mantiene debido a la intrusión de agua del lago cercano, asegurando pastos verdes incluso durante las estaciones secas.

La conferencia destaca casos únicos como las tierras fértiles de Chinandega, Nicaragua, conocidas por su suelo profundo, excelentes propiedades físicas y alta productividad incluso sin lluvias o riego en verano. El ejemplo de la exitosa producción de sandías en Chinandega durante las temporadas secas sin riego muestra las características de ascenso capilar del suelo que sostienen la disponibilidad de agua para las raíces en la producción de cultivos.

El agua juega un papel crucial en la formación del suelo y la fertilidad en las granjas. El dicho popular 'donde hay agua, hay vida' subraya su importancia. Sin agua, surge el estrés ya que no se pueden producir fases líquidas, afectando la porosidad del suelo y la disponibilidad de agua para las plantas.

El estado energético del agua en el suelo es vital para comprender su comportamiento. Varias energías como la potencial, gravitatoria y calórica regulan el movimiento del agua. El potencial de succión, que retiene el agua en el suelo, difiere en suelos arcillosos y arenosos, afectando la absorción de agua por las raíces de las plantas.

El concepto de retención de humedad en el suelo es crucial para el crecimiento de las plantas. El potencial de humedad expresa niveles específicos de energía que afectan la difusión de la humedad. Los suelos salinos tienen una menor energía libre, lo que dificulta la absorción de humedad por parte de las plantas debido al contenido de sal.

Las aguas del suelo pueden clasificarse según propiedades físicas como el agua gravitacional, capilar y percolante. El agua gravitacional puede fluir lentamente o rápidamente, mientras que el agua capilar se mantiene a presiones de 31 atmósferas o más.

El agua capilar se refiere al agua contenida en los capilares, que es de interés económico. Puede clasificarse como absorbible o no absorbible. El agua capilar absorbible tiene una fuerza de succión que va de 31 a 15 atmósferas, lo que la hace disponible para los sistemas de raíces.

Hay diferentes tipos de agua relevantes para el crecimiento de las plantas, como el agua gravitacional, el agua capilar y el agua higroscópica. El agua gravitacional está influenciada por la gravedad y se drena de forma natural, mientras que el agua higroscópica está firmemente retenida y no está disponible para las raíces. El agua capilar llena los poros, conservando la humedad para que las plantas puedan acceder a ella durante varios días.

Las unidades de presión son cruciales en la agricultura, siendo la atmósfera un punto de referencia común. La presión atmosférica es equivalente a una columna de mercurio de 760 mm de altura a 0 grados Celsius bajo la aceleración normal de la gravedad. Otras unidades como el bar y el torr también se utilizan con fines prácticos.

Una atmósfera es aproximadamente igual a 1 bar, lo cual también es equivalente a 760 mm de mercurio a 0 grados Celsius. Además, una atmósfera corresponde a alrededor de 10.33 metros de altura de columna de agua. Estos equivalentes de presión son prácticos para aplicaciones agrícolas.

El agua del suelo se clasifica desde una perspectiva física y biológica. Biológicamente, se categoriza en capacidad máxima, capacidad de retención y otras clasificaciones. La capacidad máxima se refiere al volumen total de agua que el suelo puede retener cuando todos los poros están llenos de agua. La capacidad de retención es la cantidad máxima de agua que el suelo puede retener sin pérdidas inducidas por la gravedad.

Las propiedades del agua del suelo incluyen la porosidad total, la capacidad de campo y el punto de marchitez. La porosidad total es el volumen de agua que el suelo puede contener cuando está saturado. La capacidad de campo es la cantidad de agua retenida después de que el agua gravitacional se ha drenado, crucial para el crecimiento de las plantas. El punto de marchitez es cuando el agua del suelo se retiene con una fuerza mayor a la que las raíces de las plantas pueden extraer.

La acción capilar en el agua del suelo es vital para el crecimiento de las plantas. Se mide por la fuerza de succión necesaria para retener el agua en el suelo. Esta fuerza varía para diferentes cultivos, típicamente reconocida en un tercio de una atmósfera, equivalente a aproximadamente 43 metros de columna de agua.

La capacidad de campo se determina sometiendo muestras de suelo a una fuerza de succión de un tercio de una atmósfera en el análisis de laboratorio. El contenido de humedad en este punto indica la capacidad de campo del suelo, esencial para comprender la disponibilidad de agua para las raíces de las plantas.

El punto de marchitamiento significa el nivel de humedad en el suelo donde las raíces de las plantas no pueden extraer agua de manera efectiva. Es crucial para las prácticas agrícolas entender la disponibilidad de agua para el crecimiento y desarrollo de las plantas.

La forma más sencilla de expresar el contenido de humedad volumétrica es como un porcentaje del peso del agua en una muestra de suelo en relación con el peso seco de la muestra. En este contexto, el peso seco se refiere al peso de la muestra después de ser secada en un horno a 105 grados Celsius durante 24 horas. El contenido de humedad volumétrica se calcula como el volumen de agua en la muestra en relación con el volumen total de la muestra.

En términos prácticos, el porcentaje volumétrico de agua se puede calcular fácilmente a partir del contenido gravimétrico, que se determina en el laboratorio. Este cálculo implica multiplicar el porcentaje de agua por el peso seco de la muestra por la densidad a granel. Este método proporciona una forma sencilla de determinar el contenido de humedad volumétrica en muestras de suelo.

Otra forma de expresar el contenido de humedad es en términos de altura. Por ejemplo, los datos de lluvia en Managua o cualquier ciudad de Nicaragua pueden indicar que cayeron 20 milímetros de agua. Esta medida también puede representar el contenido de humedad del suelo en milímetros lineales. Al convertir la lluvia en medidas de altura, se vuelve posible cuantificar el contenido de humedad en términos de volumen.

El método gravimétrico es una forma sencilla de determinar el contenido de humedad del suelo. Implica tomar una muestra de suelo a la profundidad deseada, determinar su peso con el contenido de agua en el momento de la toma de la muestra. Este método es similar a pesar un camión para calcular el peso de su carga. Restando el peso del contenedor del peso total, se puede medir con precisión el contenido de humedad de la muestra de suelo.

Para determinar el contenido de humedad del suelo, un método implica pesar un recipiente lleno de suelo, luego secarlo para eliminar la humedad. La diferencia de peso antes y después del secado representa el contenido de agua en el suelo.

La diferencia de peso entre el suelo húmedo y el suelo seco indica el contenido de agua. Por ejemplo, si el suelo húmedo pesa 10 unidades y el suelo seco pesa 8 unidades, la diferencia de 2 unidades representa el contenido de agua.

El contenido de agua gravimétrico se determina multiplicando el peso del agua por la densidad aparente del suelo, lo que resulta en el contenido de agua volumétrico.

En Nicaragua, el análisis del suelo ha demostrado que el suelo arcilloso puede almacenar 250 milímetros de agua por metro de profundidad. Esta información es crucial para los cálculos del balance hídrico en los campos agrícolas.

Para calcular el volumen de agua en una determinada área, convierta la profundidad del agua a metros y multiplique por el área en metros cuadrados. Esto proporciona el volumen de agua en metros cúbicos, esencial para la planificación de riego.

Cuando la profundidad del suelo varía del valor asumido, ajuste los cálculos en consecuencia. Por ejemplo, si la profundidad del suelo es de 60 centímetros en lugar de 1 metro, la capacidad de almacenamiento de agua cambia proporcionalmente.

Diferentes tipos de suelo tienen capacidades de retención de agua variables. Por ejemplo, el suelo arcilloso limoso puede retener hasta 140 milímetros de agua, mientras que se deben hacer ajustes para profundidades de suelo más superficiales.

El orador enfatiza la importancia de factores como la presión atmosférica, la capacidad de retención de agua del suelo, la capacidad de infiltración, la textura del suelo, la estructura y la profundidad en la determinación del movimiento del agua en los perfiles del suelo. Mencionan valores específicos como 10.3 metros de agua, 760 milímetros de mercurio, y discuten cómo la textura del suelo influye en la retención de agua, con el suelo arcilloso reteniendo más agua que el suelo arenoso. Además, destacan el papel de la estructura del suelo en la conservación del agua, mencionando que un suelo bien estructurado con tamaños de poro específicos retiene más agua.

El orador profundiza en los elementos físicos que impactan la disponibilidad de agua en el suelo, incluyendo la textura del suelo (arenoso, limoso), estructura, profundidad, nivel de agua y tasa de infiltración. Explican cómo factores como la textura y estructura del suelo afectan la disponibilidad de agua a diferentes profundidades, con el suelo arenoso influyendo más en la disponibilidad en la superficie. El orador también insinúa la importancia de la pendiente y la vegetación superficial en el movimiento del agua, centrándose en propiedades intrínsecas del suelo como la textura, estructura, profundidad, densidad aparente y tasa de infiltración.