Realizacion Riego Sostenible Mediante Monitorizacion Sensores Huemedad Suelo
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Realización de un riego sostenible mediante monitorización: sensores de humedad de suelo Tel: (+34) 644 342 241 Mail: [email protected] El manejo eficiente del agua de riego empleada en la agricultura se fundamenta en la elección del sistema adecuado, la modernización de los regadíos, el ajuste de la dosis de riego a las necesidades reales del cultivo en cada momento y evitar las pérdidas de agua por escorrentía e infiltración fuera del alcance de la raíces. Una herramienta de gestión de riego asequible y fiable en nuestros días es la monitorización de la humedad del suelo, que permite mantener el nivel hídrico del suelo para que la planta no sufra estrés y conseguir cosechas ajustadas, en cuanto a calidad y cantidad, a los requerimientos de mercado. RIEGO La programación de riego se basa en la determinación de las necesidades hídricas de los cultivos, el conocimiento del estado hídrico de las plantas y determinación del agua disponible para el cultivo. Un dato básico para lograr un uso eficiente el agua es el consumo del cultivo para un periodo de terminado, evapotranspiración de cultivo (ETc), cálculo normalmente al alcance de un ingeniero. Con el empleo de biosensores (variación diámetro de tronco, flujo de savia…) podemos conocer el estado hídrico de la planta. Pero el manejo del riego se puede simplificar en el mantenimiento de un medio ambiente adecuado para el crecimiento de los cultivos, principalmente que los suelos no estén ni demasiados húmedos ni demasiados secos (foto 1). Foto 1. Cultivo frutales de hueso con registro climático y de suelo. La cantidad de agua en el suelo dependerá de sus características: textura (proporción de arena, limo y arcilla), su estructura (forma en la que sus partículas se unen formando agregados y creando diferentes tipos de poros) y el contenido de materia orgánica. La retención de agua en el suelo, potencial hídrico, es debido al potencial gravitatorio (fuerza de gravedad), potencial osmótico (fuerza debida a la presencia de sales), potencial de presión (debido a la presencia de otras gotas de agua) y potencial matricial (fuerzas debido a las cargas eléctricas del complejo arcillo-húmico). La planta para extraer el agua del suelo tendrá que contrarrestar todas estas fuerzas (presión de succión). En términos energéticos, la extracción por la planta de recursos de capas profundas es más costos que la de capas superficiales, hecho a tener en cuenta a la hora del manejo del riego. Un suelo saturado tiene ocupados todos sus poros por agua, a medida que el agua retenida por los macroporos es drenada quedando el agua retenida por los microporos, encontrándose el suelo en ese momento en capacidad de campo (CC). Es importante el concepto de CC (fig.1) para establecer una estrategia de control de riego, con el fin último de suministrar una humedad óptima para el crecimiento de la planta, productividad y reducir pérdida de nutrientes por lixiviación. Cuando el contenido de humedad del suelo está por debajo de cierto umbral, agua fácilmente asimilable (AFA), la velocidad de suministro de agua por el suelo es menor a la demanda del cultivo, sufriendo las plantas estrés hídrico. El AFA va a depender entre otros factores, de la
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7/17/2019 Realizacion Riego Sostenible Mediante Monitorizacion Sensores Huemedad Suelo
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Realización de un riego sostenible mediantemonitorización: sensores de humedad de suelo
Tel: (+34) 644 342 241
Mail: [email protected]
El manejo eficiente del agua de riego empleada en la agricultura se fundamenta en la elección del
sistema adecuado, la modernización de los regadíos, el ajuste de la dosis de riego a las
necesidades reales del cultivo en cada momento y evitar las pérdidas de agua por escorrentía e
infiltración fuera del alcance de la raíces. Una herramienta de gestión de riego asequible y fiable
en nuestros días es la monitorización de la humedad del suelo, que permite mantener el nivel
hídrico del suelo para que la planta no sufra estrés y conseguir cosechas ajustadas, en cuanto a
calidad y cantidad, a los requerimientos de mercado.
RIEGO
La programación de riego se basa en la
determinación de las necesidades hídricas de
los cultivos, el conocimiento del estado hídrico
de las plantas y determinación del agua
disponible para el cultivo. Un dato básico para
lograr un uso eficiente el agua es el consumodel cultivo para un periodo de terminado,
evapotranspiración de cultivo (ETc), cálculo
normalmente al alcance de un ingeniero. Con el
empleo de biosensores (variación diámetro de
tronco, flujo de savia…) podemos conocer el
estado hídrico de la planta. Pero el manejo del
riego se puede simplificar en el mantenimiento
de un medio ambiente adecuado para el
crecimiento de los cultivos, principalmente que
los suelos no estén ni demasiados húmedos ni
demasiados secos (foto 1).
Foto 1. Cultivo frutales de hueso con registro climático yde suelo.
La cantidad de agua en el suelo dependerá de
sus características: textura (proporción dearena, limo y arcilla), su estructura (forma en
la que sus partículas se unen formando
agregados y creando diferentes tipos de poros)
y el contenido de materia orgánica. La
retención de agua en el suelo, potencial hídrico,
es debido al potencial gravitatorio (fuerza de
gravedad), potencial osmótico (fuerza debida a
la presencia de sales), potencial de presión(debido a la presencia de otras gotas de agua)
y potencial matricial (fuerzas debido a las
cargas eléctricas del complejo arcillo-húmico).
La planta para extraer el agua del suelo tendrá
que contrarrestar todas estas fuerzas (presión
de succión). En términos energéticos, la
extracción por la planta de recursos de capas
profundas es más costos que la de capas
superficiales, hecho a tener en cuenta a la hora
del manejo del riego.
Un suelo saturado tiene ocupados todos sus
poros por agua, a medida que el agua retenida
por los macroporos es drenada quedando el
agua retenida por los microporos,
encontrándose el suelo en ese momento en
capacidad de campo (CC). Es importante el
concepto de CC (fig.1) para establecer unaestrategia de control de riego, con el fin último
de suministrar una humedad óptima para el
crecimiento de la planta, productividad y
reducir pérdida de nutrientes por lixiviación.
Cuando el contenido de humedad del suelo está
por debajo de cierto umbral, agua fácilmente
asimilable (AFA), la velocidad de suministro de
agua por el suelo es menor a la demanda del
cultivo, sufriendo las plantas estrés hídrico. El
AFA va a depender entre otros factores, de la
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capacidad de almacenamiento del suelo, del
tipo de suelo, del cultivo y la demanda
evaporante de la atmósfera, para condiciones
atmosféricas cálidas y secas, el contenido de
AFA deberá ser mayor para poder compensar la
alta tasa de evapotranspiración del cultivo.
Fig.1. Esquema contenidos de humedad del suelo. Paraun riego eficiente el contenido de humedad deberá estarentre CC y AFA en el perfil explorado por el sistemaradicular.
Las distintas etapas de un cultivo (nacencia,
desarrollo, medio y final) se caracterizan por
una velocidad de crecimiento o acumulación demateria seca. A cada etapa le corresponde una
demanda de agua, directamente relacionada
con el aumento de superficie foliar y por tanto
con su capacidad fotosintética. En el caso de
cultivos leñosos el fruto suele sufrir una curva
de desarrollo más variable, donde escalona
etapas de crecimiento rápido, con paradas.
MONITORIZACIÓN
La observación y toma de datos periódicamente
mediante distintos sensores o incluso imágenes
a distancia nos permite realizar un seguimiento
de la situación hídrica de los cultivos.
La utilización de la tecnología existente permite
dar un paso más desde la visión subjetiva a
una cuantificación objetiva, mediante la
realización de mediciones a lo largo del tiempo
y realizando punto de control CLIMA-SUELO-
PLANTA. De esta forma podemos conocer la
situación hídrica de nuestro cultivo al tener
datos facilitados por:
-
Sensores de clima (proporcionan
datos climáticos),
- Sondas de suelo (proporcionan
datos de humedad, temperatura,
salinidad, conductividad eléctrica del
suelo a varias profundidades)
- Y biosensores (permiten conocer la
respuesta de la planta al riego).
Los sensores de humedad del suelo (foto 2)dejan constancia de lo que ocurre en el suelo,
de cómo la planta toma el agua, a qué
profundidad lo hace y en qué cantidad, o a qué
profundidad del suelo llega la humedad cuando
regamos. De tal manera que la aplicación de
agua de riego debe centrarse en la zona
radicular efectiva, donde la planta realiza la
mayor absorción, ya que la planta no extrae
uniformemente el agua y los nutrientes de
suelo (figura 2). Conociendo el contenido de
humedad del suelo, podemos manejar el riego
de forma que el cultivo no sufra estrés y que le
sea más fácil absorber el agua y los nutrientes,
consiguiendo máximos rendimientos. También
el sensor nos ayuda en determinados cultivos a
los que queremos inducirle momentos de
estrés, indicando a qué nivel de humedad hay
que llegar para que este estrés ocurra.
Foto 2. Distribución radicular de cultivo cebolla ysistema de sensores de humedad a distinta profundidad
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Fig.2. Esquema distribución y absorción del sistemaradicular de una planta.
La variación de reserva de agua en el suelo en
un intervalo de tiempo (Δt) es función del
contenido de humedad, que varía enprofundidad (z) y tiempo (t), variación que
puede ser medida con sondas de humedad (fig.
3). El modelo de programación de riego basado
en FAO56 puede mejorar su eficacia mediante
la combinación de sensores de humedad de
suelo, sobre todo porque realiza una excelente
modulación en los momentos de inicio de riego
y cuando ocurrentes eventos de lluvia
reduciendo el agua aplicada durante estos
momentos.
Fig.3. Esquema variación del contenido de humedad delsuelo, ΔH, para dos eventos de riego. A, la humedad el
riego se concentra en la profundidad idónea. B, lahumedad de riego llega en profundidad donde no existeraíz, por tanto no aprovechable por la planta.
El riego de precisión consiste en realizar el
manejo de un sistema que pueda determinar el
momento adecuado para regar y la cantidad
adecuada de agua por aplicar, en función del
estado de humedad del suelo y de la planta y
con una uniformidad en el reparto de agua del
sistema. En la actualidad el manejo espacial
variable para una superficie cultivada se ha
basado solamente en la búsqueda de
desarrollar nuevas tecnologías que aporten la
cantidad de agua necesaria en tiempo real a la
planta, tomando en cuenta las diferentes zonas
encontradas en la superficie de cultivo. Una de
las maneras de lograr el riego de precisión es
mediante el monitoreo de la humedad del
suelo.
Consejos para monitorización humedad suelo:
- No es práctico monitorizar todas la
partes del campo, instalar las sondas en
lugares representativos (zonas medias),
evitar bordes o zonas especialmente
húmedas o secas. La elección de la zona
representativa, con la ayuda del
agricultor, es un factor importante.
- Los sensores se entierran a diferentes
profundidades, según el tipo de cultivo
(profundidad de raíz), con el fin de
evaluar el movimiento y la extracción
de humedad en el perfil del suelo a lo
largo de la temporada del cultivo. La
gestión del agua debe centrarse en la
zona radicular efectiva, donde la plantaabsorbe la mayor parte del agua.
- En cultivos leñosos colocar lejos del
tronco pero dentro de la línea de goteo.
- Para detectar la percolación profunda y
exceso de agua, colocaremos un sensor
debajo de la zona radicular.
La monitorización mediante sensores de
humedad instalados de forma apropiada en
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zonas representativas del cultivo nos permite
observar y estimar la distribución de la
humedad. Por tanto el monitoreo constituye
una técnica efectiva para obtener cosechas
ajustadas, en cuanto a calidad y cantidad, a los
requerimientos de mercado.
Para culminar con éxito la monitorización es
imprescindible pasar por las siguientes etapas:
- Adquisición de datos. Mediante sistemas
de monitoreo y constatación con la
realidad del campo.
-
Interpretación. Los datos tienen que ser
recogidos, interpretados y analizados
para la toma de decisiones. Hasta ahora
esto era un gran obstáculo.
- Evaluación. La agronomía y la economía
del sistema son esenciales para la
retroalimentación y la mejora de la
eficiencia del sistema.
DATALOGGER /INTERPRETACIÓN
Datalogger (registrador de datos) es un
dispositivo electrónico que registra datos en
tiempo y en relación a una ubicación por
medio de instrumentos y sensores propios o
conectados a él externamente (foto 3). Cuenta
con unos elementos mínimos:
microcontroladores, memoria interna de
almacenamiento de datos, fuente de
alimentación y un microprocesador. Los
datalogger más innovadores incorporan un
módem GSM/GPRS integrado permitiendo una
conectividad M2M y enviando datos a través de
redes móviles, consiguiendo datos en tiempo
real. Una de los principales beneficios de estos
datalogger es la capacidad de recopilar y enviar
automáticamente datos.
Foto. 3. Datalogger con tecnología GSM/GPRS yalimentación mediante placa solar, registrando yenviando información de humedad de suelo en cultivo deolivar.
Hasta hace poco, la recogida, interpretación y
análisis de los datos era una tarea laboriosa.
Actualmente los datos pueden ser enviados
mediante redes móviles, procesados mediante
software específicos que los grafican de forma
adecuada para que el análisis y la
interpretación sean realizados en el menor
tiempo posible (fig.3).
Fig. 3. Representación gráfica de humedad de suelo y dosis de riego de información recogida y enviada por datalogger(bynsebox) que es procesada y graficada por software específico (bynsecloud).
