DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE CAMPO EN LOS SUELOS

DE TEXTURA FRANCO ARCILLO ARENOSA EN LA CIUDAD DE

IBARRA PROVINCIA DE IMBABURA ECUADOR

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL ECUADOR

SEDE IBARRA

Esp. Diego Guitarra B. (Docente Investigador)

Lennin Morillo, Miguel Rosero

dfguitarra@pucesi.edu.ec 593-9-84586225

RESUMEN:

El recurso hídrico es un limitante importante en la producción agrícola por lo que es

necesario optimizarlo, manteniendo el suelo en capacidad de campo y potenciando su

productividad. La presente investigación tiene como objetivo determinar la capacidad de

campo de un suelo de textura franco arcillo arenosa representativos de la zona de

influencia de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra con ayuda del

método gravimétrico para determinar la frecuencia de riego óptimo y la cantidad de agua

a ser utilizada. Se realizó un muestreo durante 76 horas consecutivas, partiendo de un

suelo previamente saturado, evitando la evaporación y posibles filtraciones laterales. Las

muestras fueron procesadas en una estufa por 24 horas a 105°C. Se definió como

variable dependiente la humedad del suelo a 25cm, y como variable independientes el

tiempo. Los resultados exponen que el suelo en estudio llega a capacidad de campo (CC)

luego de 30 horas iniciado el proceso de infiltración natural, manteniendo este estado

durante 30 horas, momento en el cual se inicia un nuevo descenso de la humedad. La

humedad gravimétrica promedio con la que el suelo llegó a CC fue de 24%, y para suelos

de similares texturas se determinó la siguiente ecuación de humedad:

y =-3E (-06)x4+0,0004x3-0,0166x2+0,1196x+25,924

Palabras clave: capacidad de campo, franco arcillo arenosa, agua en el suelo.

INTRODUCCIÓN

De acuerdo a los estudios por la FAO (2015) e Ibáñez (2014) se ha estimado que el 79%

del total de agua dulce que hay en la Tierra se encuentra en forma de hielo, tanto en los

polos como en los glaciares, un 20% está como agua subterránea en los acuíferos

profundos, lejos del alcance de las raíces de las plantas, por lo que el 1% se ubica en

lagos, ríos, suelos y atmósfera. De esta cantidad del 20 al 40% según diversos cálculos,

se encontraría en los suelos (en los primeros metros y al alcance de las plantas).

En el Ecuador de acuerdo a lo establecido en el Plan Nacional de Riego (2013) existe

una importante riqueza hídrica. Con sus dos vertientes, la del océano Pacífico y la del

Atlántico (río Amazonas) con un promedio de 432 000 hm3/año, que puede variar

bruscamente desde los 4´320 000 hm3 en la época lluviosa hasta los 146 000 hm3 en la

época seca. Teniendo una distribución espacial y temporal muy diversa y más ahora que

hay evidencia de los cambio climáticos.

El Ministerio de Agricultura y Ganadería MAGAP (2013) establece que se ha registrado

una reducción de las precipitaciones que han ocasionado la progresiva disminución de la

disponibilidad de agua que está estrechamente relacionada con fenómenos socio-

económicos y ambientales.

Con las condiciones climáticas y en muchas ocasiones la falta de agua de riego o la

subutilización de la misma los rendimientos de materia verde y seca de los diferentes

cultivos disminuyen su producción. (Murillo 2000)

El agua en el suelo influye en los procesos de formación, movilización y absorción de

nutrientes en las plantas, regulación de la temperatura, procesos de óxido reducción, y

problemas de erosión, además puede tener diversas sales disueltas, compuestos

orgánicos o inorgánicos solubles, moléculas provenientes de la degradación de

herbicidas y pesticidas y partículas coloidales, orgánicas o inorgánicas en suspensión

(Ratto, 2000).

El agua y el aire ocupan el espacio de poros del suelo (Ratto, 2000). En el estado de

saturación todos los poros están llenos de agua. En los suelos bien drenados es un

estado temporal ya que el exceso de agua se drena por los poros grandes por acción

de la gravedad para ser reemplazados por aire. (FAO, 2005)

Se conoce como Capacidad de Campo a la cantidad relativamente constante de agua

que contiene un suelo saturado después de 48 horas de drenaje. El drenaje ocurre por la

trasmisión del agua a través de los poros mayores de 0,05 mm de diámetro; sin embargo,

esta puede corresponder a poros que varían entre 0,03 y 1 mm de diámetro. Este

concepto se aplica únicamente a suelos bien estructurados donde el drenaje del exceso

de agua es relativamente rápido; si este ocurre en suelos pobremente estructurados, por

lo general continuará durante varias semanas y este tipo de suelos de estructura tan

pobre raramente tiene una Capacidad de Campo claramente definida, el suelo en este

estado se siente muy húmedo en contacto con las manos (FAO, 2005).

Según Viehmeyer y Hendrikson (1931) citado por Ratto (2000) la capacidad de campo

es definida como la cantidad de agua retenida en el suelo después que ha drenado el

agua gravitacional y cuando la velocidad del movimiento descendente del agua disminuye

sustancialmente. A este valor se lo conoce también con otras denominaciones como

capacidad normal de campo, capacidad normal de humedad, capacidad capilar,

capacidad de retención de agua y agua suspendida.

El límite inferior de cantidad de agua en el suelo se denomina punto de marchitez

permanente, cuando este ha perdido toda su agua a causa del cultivo y, por lo tanto, el

agua que permanece en el suelo no está disponible para el mismo. En esas condiciones,

el cultivo está permanentemente marchito y no puede revivir cuando se le coloca en un

ambiente saturado de agua. Al contacto manual, este suelo se siente casi seco o muy

ligeramente húmedo (FAO, 2005).

Los suelos contienen diferente cantidad de agua dependiendo de su textura y estructura,

así después de un evento de lluvia o de riego que satura el suelo, hay un rápido

movimiento descendente (drenaje) de una parte del agua del suelo debido a la fuerza de

gravedad, durante este proceso, la humedad del suelo disminuye continuamente. La

velocidad de drenaje está relacionada con la conductividad hidráulica del suelo, este es

más rápido en los suelos arenosos en comparación con los suelos arcillosos. Después

de un tiempo, el rápido drenaje se hace insignificante y en ese punto, la humedad del

suelo se denomina “capacidad de campo.” (Zotarelli L.)

OBJETIVO GENERAL

Determinar la capacidad de campo en los suelos de textura franco arcillo arenosa usando

mediciones de humedad de suelo para optimizar el uso del recurso hídrico en la granja

experimental ECAA de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra,

provincia de Imbabura, Ecuador.

MATERIALES Y MÉTODOS

Localidad

La provincia de Imbabura en el norte del Ecuador está conformada por seis cantones, su

capital Ibarra presenta suelos del tipo Mollisol con una textura moderadamente gruesa

que son expresados en la investigación realizada por el Ministerio de Agricultura y

Ganadería (2012).

La Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra, cuenta con tres granjas

Experimentales, y la que se utilizó para la presente investigación es la granja

experimental ECAA, la cual presenta suelos representativos de la zona.

Cuadro 1. Ubicación geográfica de la Granja Experimental ECAA

COORDENADAS GEOGRAFICAS

LATITUD N 00°21'50''

LONGITUD W 78°15'40''

ALTITUD 2220 m.s.n.m

Fuente: Estación Meteorológica (ECAA - PUCE SEDE IBARRA, 2015)

Cuadro 2. Características Agroclimáticas de la Granja Experimental ECAA

CARACTERISTICAS AGROCLIMATICAS

TEMPERATURA 16.27° C

PRECIPITACIÓN 135.8 mm

HUMEDAD RELATIVA 83.83%

Fuente: Estación Meteorológica (ECAA - PUCE SEDE IBARRA, 2015)

El principal recurso hídrico del cantón Ibarra, es la cuenca del río Mira, atravesándolo

desde el noreste del cantón siendo el principal afluente el río Chota que corre en dirección

este – oeste alimentado entre otros ríos por el río Ambi el mismo que recoge las aguas

del río Tahuando del cual se toma el agua de riego para la granja (GPI, 2010).

Para el estudio se utilizó un área de 10m2 los mismos que fueron divididos en tres

parcelas, estas a su vez fueron delimitadas con madera de 50 cm de alto en cuadrados

de 1mx 1m, como protección para evitar posibles filtraciones estas fueron enterrada

25cm, además se cubrió con plástico esta área para disminuir la pérdida de humedad por

evaporación; para llevar un control de la humedad se instaló tensiómetros de control.

Para iniciar la investigación se realizó un análisis físico del suelo y se determinó que la

textura es franco arcillo arenoso, con estructura granular y una profundidad de 25 cm.

Foto 1.- Instalación de ensayo granja ECAA 2015

A continuación se saturó el área con 200 litros de agua y se procedió a extraer muestras

de suelo cada hora durante 73 horas consecutivas, con la ayuda de un barreno a 25 cm

de profundidad, procurando la homogeneidad de las muestras.

Estas fueron pesadas inmediatamente antes de perder humedad, luego se secaron en

estufa a una temperatura de 105 °C durante 24 horas y se volvieron a pesar.

Foto 2.- Secado de muestras

La diferencia entre el peso de la muestra húmeda y la seca se consideró como la cantidad

de agua presente en el suelo, que relacionada con el peso seco del suelo, representa el

porcentaje de humedad en el momento de muestreo. (García, Puppo, & Morales, 2012)

W% = (Ma / Ms) x 100

Siempre debe considerarse que las plantas tienen capacidad para extraer agua desde

una importante profundidad de suelo. Sin considerar los aspectos fisiológicos que regulan

el crecimiento de las raíces, el mismo solo estará limitado por impedimentos físicos del

suelo. Por lo tanto, la toma de muestras siempre se realizó a 25 cm de profundidad.

RESULTADOS

Los resultados del análisis de laboratorio de las muestras del suelo del área de estudios

se muestran a continuación Tabla 1

Tabla 1. Humedad gravimétrica del suelo de la granja de la ECAA

HUMEDAD GRAVIMETRICA

Tiempo total Hora Muestra 1 (%) Muestra 2 (%) Muestra 3 (%) Humedad %

1 9:00 22,22 27,06 25,99 25,09

2 10:00 27,28 26,16 23,56 25,67

3 11:00 24,35 29,10 25,84 26,43

4 12:00 23,15 26,87 27,75 25,93

5 13:00 26,13 27,35 24,52 26,00

6 14:00 27,94 25,04 25,72 26,23

7 15:00 33,07 18,97 25,50 25,85

8 16:00 29,32 24,76 23,61 25,89

9 17:00 24,19 28,17 26,22 26,19

10 18:00 24,11 29,97 25,45 26,51

11 19:00 25,44 27,80 26,59 26,61

12 20:00 29,00 24,03 25,20 26,08

13 21:00 25,02 27,82 24,47 25,77

14 22:00 25,27 25,19 23,35 24,60

15 23:00 26,15 24,46 24,45 25,02

16 0:00 23,99 25,08 29,17 26,08

17 1:00 27,52 28,27 26,76

18 2:00 25,51 26,21 24,26 25,33

19 3:00 24,46 25,47 22,98 24,31

20 4:00 23,26 24,56 22,67 23,50

21 5:00 25,05 22,00 23,12 23,39

22 6:00 24,59 23,07 23,96 23,87

23 7:00 23,44 26,76 20,47 23,56

24 8:00 22,97 27,46 24,07 24,83

25 9:00 24,93 22,57 25,04 24,18

26 10:00 24,13 25,64 23,80 24,52

27 11:00 21,51 24,28 22,56 22,78

28 12:00 27,18 19,62 23,38 23,39

29 13:00 28,52 21,09 21,56 23,72

30 14:00 24,90 23,50 23,12 23,84

31 15:00 26,39 22,95 22,08 23,81

32 16:00 23,81 23,17 23,87 23,62

33 17:00 23,90 22,31 24,79 23,67

34 18:00 22,94 23,44 23,06 23,15

35 19:00 26,69 23,31 22,19 24,06

36 20:00 26,37 23,92 21,65 23,98

37 21:00 22,26 24,74 23,99 23,66

38 22:00 22,58 22,91 22,44 22,64

39 23:00 23,33 25,85 18,16 22,45

40 0:00 27,16 22,76 22,42 24,11

41 1:00 22,36 24,95 22,32 23,21

42 2:00 24,90 24,71 21,23 23,61

43 3:00 22,16 23,56 24,08 23,27

44 4:00 25,00 23,28 23,18 23,82

45 5:00 23,77 24,82 22,42 23,67

46 6:00 22,51 22,41 21,43 22,12

47 7:00 24,58 12,64 22,15 22,56

48 8:00 25,19 42,33 14,53 22,30

49 9:00 21,28 21,93 24,09 23,00

50 10:00 25,07 22,00 21,80 24,10

51 11:00 27,56 25,52 24,05 24,10

52 12:00 23,89 23,79 24,34 24,01

53 13:00 24,25 25,00 24,99 24,75

54 14:00 20,56 25,64 22,18 22,80

55 15:00 23,22 24,85 23,53 23,87

56 16:00 24,89 21,82 22,97 23,23

57 17:00 25,71 24,58 24,07 23,95

58 18:00 22,98 23,66 22,93 23,19

59 19:00 16,10 23,69 22,14 22,68

60 20:00 26,42 25,05 23,03 23,83

61 21:00 25,26 23,97 23,63 23,29

62 22:00 26,62 24,60 22,99 23,73

63 23:00 19,08 21,02 21,70 21,60

64 0:00 20,38 17,04 20,99 21,35

65 1:00 18,60 21,65 21,49 21,30

66 2:00 23,06 22,06 20,60 21,91

67 3:00 23,91 21,50 21,20 22,21

68 4:00 22,20 22,21 21,27 21,90

69 5:00 23,15 19,67 18,90 20,57

70 6:00 20,24 20,00 19,39 19,88

71 7:00 21,78 20,30 20,80 20,96

72 8:00 20,73 19,80 19,50 20,01

73 9:00 19,39 20,32 18,38 19,36

74 10:00 20,29 17,48 12,52 16,76

Mediante el análisis de las muestras de suelo, se realizaron varios escenarios de

modelaje determinando la eliminación de seis puntos de muestreo, por ser extremos.

Posteriormente se realizó un análisis de correlación y la obtención de una ecuación que

identifique la cantidad de agua en el suelo en el tiempo. Gráfico 1.

Gráfico 1. Humedad gravimétrico del suelo de la granja experimental de la ECAA – PUCE

SEDE IBARRA

Con este análisis se determinó que los datos obtenidos en el ensayo tienen una

correlación del 87,29 % y una ecuación de humedad del suelo

y = -3E-06x4 + 0,0004x3 - 0,0154x2 + 0,0877x + 26,028

Se observó que el suelo se mantuvo en capacidad de campo durante 30 horas con una

humedad gravimétrica promedio del 24%.

y = -3E-06x4 + 0,0004x3 - 0,0154x2 + 0,0877x + 26,028R² = 0,8729

15,00

17,00

19,00

21,00

23,00

25,00

27,00

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Hu

me

dad

gra

vim

étr

ica

%

Tiempo horas

HUMEDAD GRAVIMÉTRICADEL SUELO

Continuación Tabla 1

Estos resultados fueron comprobados mediante pruebas de laboratorio en el cual se

sometió a las muestras de suelo a un vació de 253,33 mm de mercurio por un lapso de

30 horas en la cual se obtuvo una humedad gravimétrica de 26,3%

CONCLUSIONES

La humedad gravimétrica cuando el suelo se encuentra en capacidad de campo fue de

24% que comparada con los datos estimados por la FAO (2015) son inferiores en un 6%

y comparados con los datos presentados por García y León (sf) citados por (Ibañez J. ,

2007) son superiores en 4%, estas variaciones podrían ser causadas por los métodos de

análisis utilizados; sin embargo esta disminución o incremento en la humedad del suelo

influyen en la cantidad de agua necesaria para la producción de los cultivos presentes en

la granja ECAA.

El tiempo que el suelo tardo en llegar a capacidad de campo fue de 30 horas que se

encuentra dentro de los rangos establecidos por la FAO (2015); Ibañez (2014) Maldonado

(2001), (UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOVA) y otros; lo que demuestra que el

ensayo cumplio con los parámetros establecidos.

El conocimiento generado de esta investigación permite que en suelos de similares

caracterísitcas se optimice el uso de agua para la agricultura, especialmente en las zonas

donde esta es un limitante.

Con la metodología probada en la investigación sera posible obtener datos sobre

capacidad de campo en diferentes tipos de suelo, que permitirá una planificación

adecuada de la infraestructura de riego.

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IjtzOjM6IjgwMCI7czo2OiJoZWlnaHQiO3M6NDoiNjAw&parameters[1]=bSI7czo3OiJib2R5VGFnIjtz

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