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INFORME TECNICO NQ 4

RÉdim€ll hídl'ico d€la . S€I'i€ AAFAELA

ISSN 0325 - 9129

t NTAEstaciÓn Experimental Regional Agropecuaria RArAELA

REGIMEN HIDRICO DE LA SERIE RAFAE LA

Autores

Ing. Agr. Jorge Alvarez * Ing. Agr. José L. Panigatti ** M. Normal María del Carmen Perez * *

* Técnico de la Estación Experimental Agropecuaria Oliveros

* * Técnicos de la Estación Experimental Regional Agropecuaria Rafdela

INFORME TECNICO N~ 4

INTA Repúbl ica Argentina

Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria Estación Experimental Regional Agropecuaria Rafaela

Noviembre 1979

1

RESUMEN

En la Estación Experimental de Rafaela se realizan determinaciones de humedad en suelos de la serie Rafaela (Argiudol típico) y lós muestreos se practican tres veces por semana, por triplicado a la profundidad de 15 y 30 cm. Mensualmente se ex­traen muestras a é:IJ y 100, cm.

Se tomaron los dotosdel período 1964-1976 para su promedio,análisis y estudio del régimen hídrico, expresando el contenido de humedad en mm de agua útil y la pro babilidad de que se presenten valores entre el P.M.P. y el L.P.I. -

La mayoría de los valores semanales de humedad del suelo a 15 y 30 cm se encuen tran entre el L.P.L yel P.M.P., con los registros más bajos en primavera-veranO': El horizonte B2t es el querealiza menores aportes de agua útil para las plantas.

El balance hídricodel suelo presenta períodos alternativos, de acumulación e insu ficiencia hídrica, de sólo uno o dos meses de duración cada uno. -

SUMMARY

In Rataela AgriculturalExperimental Station water content is determined in Rafaela Series (Typic Argiudoll) and the sampling are prpctised three times aweek, with three replicates at 15 and 30 cm depth. At é:IJ and 100 cm the samples are taken every month.

For this poper the data studied belongs to 1964-1976 period¡ they are analized to studythe soil water regime and they are expresed as mm of available water and it is calculated the probability that values remain between w.P. and L.P.L.

Most of the 15 and 30 cm weekly values of soil water content are between W.P. and L.P.L. with the lowest values in Spring-Summer. The B2t horizon has lower

. available water content for plants. Soil water balance presents alternate periods with water accumulation and deficits of only one or two months long.

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•

•

INTRODUCCION

El clima de la zona central de Santa Fe es considerado como húmedo-subhúmedo se gún Burgos yVidal (1951 ). No obstante cuando se analizan y comparan las precr­pitaciones de diversos grupos de afios se concluye que la variabilidades una carac teristica del clima de esta zona (Panigatti, 1974). Así las condiciones climóticas regionales evidencian sequías irregulares y estacionales que condicionan la produc ción agrícola y ganadera. -

El agua de lluvia infiltrada y almacenada en el suelo es un factor muy importante que puede determinar en gran parte el rendimiento de los cultivos. Thornthwaite ( 1965), explica que la sequía está directamente relacionada con la humedad del suelo y que comienza cuando se agota el agua útil o ésta no puede ser absorbida por la planta con la suficiente rapidez como para reemplazar la que transpira. Así, la sequía no comienza cuando cesa la lluvia, sino cuando las rarces no pueden ob­tener la hu~e?ad en la cantidad que las plantas la nec;s}tan. Por lo a~!es mencio­nado, es mas Importante conocer la cantidad de agua ut'! y su evoluclon en el sue lo, que determinar 1(:15 precipitaciones, dado que éstas sólo se aprovechan en la me dida en que el suelo las pueda captar y ceder a las plantas. -

El objetivo de este trabajo es determinar la dinámica del agua edáfica de la serie Rafaela, la probabilidad de su disponibilidad para las plantas en diversos periodos y el balance hrdrico para el área correspondiente.

MATERIALES y METODOS

En la Estación Experimental de Rafaela se real izan las determinaciones de humedad del suelo desdé hace 20 afios. Estas se llevan a cabo en una superficie de una ha, cubierta con vegetación natural compuesta por gramilla Cynodon dactylon (L) Pearson, pasto miel Paspalum dilatatum Poiret y trébol de carretilla Meaícago polymorph~ ( Benth) Shinners •

El suelo corresp·onde a la serie tentativa Rafaela, la que tiene una amplia difusión en el centro oeste de Santa Fe; algunas de las propiedades físicas de esta serie se adjuntan en el Cuadro 1. La densidad es la correspondiente a la de los terrones del suelo y las constantes hrdricas están expresadas en porcentaje de peso.

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CUADRO 1 - Propiedades físicCls de la serie Rafaela.

Limo 2 3

Prof. Arcilla Fino Grueso Areno Densidad P.M.P. C.C. L.P.!. . Horizonte cm

% g/ cm) %

Ap 0-14 27,9 42,1 28,1 1,9 . 1,36 16,5 33 3 . , . 24,9 A12 14-23 29,5 41,2 27,5 1,7 1,30 16,8 33,2 25,3 A3 23-29 31,5 39,2 27,6 1,7 1,33 16,7 33,4 Sl . 29-36 37,0 35,9 25,5 1,6 1,31 17,1 36,5 B2lt 36:768 47,8 29,7 21,3 1,2 1,59 21,8 35,8 24,6 B22t 68-90 49,3 29,2 19,8 1,7 1,58 22,8 36,5 B3 90-115 39,9 35,2 21,7 3,2 1,36 19,6 35,3 C 115-132 38,3 35,4 23,0 3,3 19,6 35,3

1 : P.M.P. : Punto de Marchitez Permanente (15 atmósferas). 2 : C.C. : Capacidad de Campo ( 1/3 atmósfera). 3 : L.P.!. : Límite Plástico Inferior.

El muestreo se realizó por triplicado con barreno y las extracciones se practicaron tres veces por semana a 15 y 30 cm de profundidad y mensualmente a fJ.) y 100 cm. Después de cada lluvia se dejó transcurrir por lo menos 24 horas antes de la extrae c i6n de las muestras. -

Lo humedad se determinó por el método gravimétrico y para este trabajo se analiza ron los valores obtenidos durante el periodo 1964/76 inclusive. -

Paro poder expresar la humedad del suelo en porcentaje de agua, porcentaje de aguo útil y milímetros en el perfil y por harizonfe, se utilizaron los valores presen todos en el Cuadro 2. -

CUADRO 2 - Valores ponderados de los propiedades fí§icas de lo Serie Rafaela.

Horiz. Prof. Dens.

P.M.P C.e. L.P.I. P.M.P. C.C. Aguo

L.P.I cm g/cm3 úti I A I

% mm

Al 0-23. 1,34 16,61 33,26 25,05 51, 1 102,5 51,4 77,2 B1 23..;36 1,32 16,91 35,06 25,30 29,0 60,1 31, 1 43,4 S2t 36-90 1,59 22,20 36,08 190,6 309,7 119,1 B3 90-115 1,36 19,60 35,30 66,6 120,0 53,4

Para expresar la humedad del suelo en milímetros Se usó la fó'rmula de Tschapek ( 1959) !

mm H20 = Prof. horizonte x densidad x % H20 x 0,1

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•

El agua útil de cada horizonte se obtuvo de la diferencia entre C.c. y P.M.P. Ade­más, se relacionó el agua presente en cada perrodo con el agua útil de cada hori­zonte y se determinó el porcentaje que aquella representaba sobre esta vlti ma ( Grá fi cos 4 y 5 ) • -

A los efectos de determinar la probabi I idad de que los valores de humedad edáfica se encuentre entre el P.M.P. y el L.P.I., se confeccionaron tablas de frecuencia ~ manales (4 semanas por mes) para 15 y 30 cm de profundidad. Un ejemplo se pres~ taen el Cuqdro 3, correspondiente a la primera semana de enero para 15 cm de pro fundidod. -

CUADRO 3 - Valores de humedad edófica registrados o 15 cm de profundidad y frecuencia porcentual acumulada para lo primera semana de enero (1964/76) •

rHumedad edáfica 'Frecuencia absoluto . mm

35, 1 35,7 48,0 48,8

53,8 58,8

60,4 61,1 69,9

71, 1 b 1,3

102,2

102,2

1

1 1

Frecuencia absoluta acumulada

1 2 3 4 5

6 7 8

~, 9

10 11 12 13

Frecuencia acumulada

%

7,69 15,38 23,07 30,76 38,45 46, 14 53,83 61,52 69,21 76,90 84,59 92,28 99,97

Con estos valores se preparó el Gráfico 1 de frecuencias donde, además, se inclu­yeron el P.M.P. (51, 1 mm) y el L.P.1. (77,2 mm) delhorizonte AL

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F¡~ %

100

--- ~ ~ ~---------------------------~

90

80

I I I

./ I I I 60 I I

I I I

/ I

50

40

® ~------------------- I I

30

I

20 I

~: 10 I

I I I

" I I

O , ® @"

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Humedad edáfica en mm

GRAFICO 1 - Frecuencia acumulada de la humedad edáfica a 15 cm para la primera semana de enero (1964/76). .

El cálculo del balance hrdrico mensual se determinó aplicando la fórmula de Bur­gos y Tschapek (citado por Tschapek 1959), usando para ello los registros de pre­cipitaciones de la Estación Meteorológica de Rafaela para el mismo perrodo estu­diado.

RESULTADOS Y DISCUSION

Los promedios semanales de la humedad del suelo a 15 y 30 cm se presentan en el

Gráfi-co 2, en el que se incluyen los valores de L.P.1. y P.M.P. de cada uno de los

horizontes •.

-10-

PMP: ~l.l mm ~-=------------------------------------~----~~r--------

l-~,----______________ ._~~::"":::':":"'-________________ -l:L~f-_____ P:..-.M---:.P: 29. O mm

JI A s o N D Meses

GRAF..IC02 - VQlores semanales de la humedad del suelo a 15 y 30 cm {1964/76).

la m~yoria de los. valores se encuentran entre el l.P.l.y el P.M.P., registrándose, para ambas profundidades, vQlores más bajos en primaverQ-verano.

En el mes de marzo se registra un aumento de la humedad, la que se mantiene con valores máximos hQsta julio y luego se produce un marcado descenso a partir de la primera semana de agosto.

Durante el otoi"io e invierno los valores en el horizonte Al, a 15 cm de profundi­dad, están próximos al l.P.!. y si se considera el perrada marzo-julio inclusive, en un tercio del mismo los valores son iguales o superiores al l.P.I.

Sólo durante la tercera semana de noviembre se registran valores menores al P.M.P. para los dos horizontes superficiales.

Comparando las dos curvas de humedad/se pone en evidencia la mayor fluctuación existente a 15 cm de profundidad, lo que demuestro la mayor influencia de la OC"

ción de las IluviQS y la desecación por evapotranspiración. En ambas curvas las fluctuaciones son mayores en 105 meses de octubre-marzo, periodo donde las prec..!. pitaciones y la evapotranspiración alcanzan los valores máximos.

Para IQS mayores profundidades, esto es tIJ y 100 cm, que corresponden a los hori-, zontes 82t y B3,respectivamente,se promediaronlosvQloresmensuales (Gráfico 3).

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200 .I-____ -,-~o!.:-=--------O-~..::: ... :._..7'I"'""¿ ... =--... -O-... ------~-------O-... - .. ....:: .... ""_7r_" ... :-... _ ... _O_ ... ....::. .... ""7 ___ P_MP: 190, 6 mm .... 0 __

o.... , ..... , ""'Cf'

60 cm (BZt) -"'0 180

160

140

100

60

80

L_~:::::::9::::::::::::==~:::~=~~==~=~=~======~==:::o..!P~MP: 66,6 mm

40 100 Cm (B3)

20

E F A M JI A s 'N D Meses

G~FICO :3 - Valores mensuales de la humedad del suelo a UJ y 100 cm {1964/76} •

...

Dejos valores de humedad en el horizonte B2t se observa que la mitad de ellos no alcanza el P.M.P. y que existe un período de cuatro mesés, que coincide con el verano, donde no hay agua útil a ese nivel del suelo.

A 100 cm de profundidad hay una gran homogeneidad en los promedios registrados y todos ellos sobrepasan, aunque en general por escasos milímetros, al P.M.P. Al igual que en el gráfico anterior, en éste, se manifiesta una mayor fluctuación de los valores del horizonte más próximo a la superficie, lo que se atribuye a las mis­mas razones ya mencionadas.

De la comparación y anólisis de los Gróficos 2 y 3 surge que la profundidad que ha ce menores aportes de agua útiles la de UJ cm, correspondiente al horizonte B2t: Las épocas críticas para el aporte de agua están dadas en verano y primavera. En los meses de enero y noviembre, algunas semanas presentan condiciones de hume­dad iguales o por debajo del P.M.P. en los horizontes superficiales del suelo.

Analizando en conjunto las curvas para las dos profundidades mayores, se observa que--Ios menores valores se registran en febrero y diciembre, esto esaproximad.amen te un mes después de las mínimas de los horizontes superficiales. . . -

Con la relación porcentual establecida entre la humedad presente a 15 y 30 cm de profundidad y el agua útil, se confeccionó el Gráfico 4. En ambas curvas se notan las mayores fluctuaciones en los meses de primavera y verano, con un incremento en otoño y valores máximos en esta estación e invierno. A los 15 cm se alcanzan valores de hasta el 70% de agua útil, mientras que para la profundidad de 30 cm hO sobrepasan el 400/0.

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e, ("'

y:

: % agua útil I

70 0--0 15 cm (Al)

._ - __ e 30 Cm (BI)

60

50

40

30

2.0

10

O

E F M A M J A s o N D Meses

GRAFICO 4 - Porcentajes de agua útil del suelo a 15 y 30 cm ( 1964/76).

Con los valores mensuales de (:JJ y 100 cm se establecieron las mismas relaciones, las que Se presentan en el Gráfico 5. Es de destacar que los valores de humedad en contrados a los (:JJ cm no superan el 10% del agua útil, lo que evidencia que el hO­rizonte B2t no es un reservorio de agua para proveer a los cultivos que se desarro-': Itan en. este suelo. .

Un,a situación muy distinta es la que muestra el horizonte B3 a 100 cm de profundi­dad, dcmde la humedad mensual registrada supera siempre el 10% de agua útil y tle ga a valores que representan el 35% en el mes de marzo. -

0/0 agua útil

40

35

30

25

20

15

10

O

E F

100 cm (B 3)

0, , , / .... / , ° ° 60 cm (B 2t) / '0---- ... ,0,

","" .--.... ~ ""'......." ...... ;' ........ 0-- __ ~ ....... ;'" ............

M A M J JI A s o N D

,~RAFICO 5 - Porcentai~s de agua útil del suelo a (:JJ y 100 cm ( 1964/76).

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Meses

''ro

. Con las probabil idades de que los valores semanales del contenido de agua en el i suelo sean manores que el P.M. P., se confeccionó el Grófico 6. Estos valores mues ,tran, para los horizontes superiores, cual es la probabilidad de no poseer agua Útn; parala~ plantas. Entre ambas curvas existe cierta similitud o paralelismo, particu-: farmente en las épocas de niáximas y mrnimas. Así, las probabilidades menores se,

. encuentran en el perrodootOl"ío-invierno, lo que de otra forma ya fue sel"íalado an-! teriormente como la ép9ca de mayor acumulación de agua en el suelo y menores fluctuaciones.

70 0---0 15 cm (Al)

60

50

40

30

20

10

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• ____ • 30 cm (Bl)

E F M M J Jl A s o D :'1eses

GRAFICO 6 - Probabilidad semanal de valores de agua menores que el P.M.P. ( 1964/76). . ,~

A 15 cm de profundidad lo probabilidad de encontrar valores por debajo del P.M.P. es menor· de 4O%en el perrodo que va desde la segunda semana de marzo hasta lo primera de setiembre inclusive, con la única excepción de la segundo de mayo. Para la profundidad de 30 cm y también para la probabilidad de 40% menor que el P.M.P., el período también comienza en la segunda semana de marzo pero finaliza en la tercera de setiembre. Hay períodos muy importantes que superan ese Irmite a! bitrario del 40% y abarcan todo el mes de mayo, la primera quincena de junio y la primer semana de ju lio. . '

La menor probabilidad de que el suelo tenga valores inferiores al P.M.P. a 15 cm con respecto a 30 cm, durante los meses de invierno, debe atriburrse o las escasas precipitaciones de esta estación. Estas sólo Ilegarran a humedecer al suelo superfi­cialmente y en muchos casos el agua no alcanza la profundidad de 30 cm.

Existe sólo una semana, la cuarta de abril, donde siempre se registró humedad en el s~elo por sobre el P.M.P. a 15 cm de profundidad. Los valores máximos, que su­pe~an al 60%, se registraron durante la tercera semana de enero y la última de no­vi~mbre en ambos horizontes superficiales. , /

-14-

j

1- .... I El L.P.I. es una constante para cada horizonte y tiene gran importancia para la uti,

H~ación del suelo, ya sea con labranza, pisoteo animal o tráfico de vehtculos o lmplemc;tntos. Por ello se c(ilculó la probabilidad de qu~ cada valor semanal de hu­.medad de suelo a 15 cm, esté por debajo del L.P.I. En el Gráfico 7 se muestran ~:.O" prohabiI idClC:les yseobserva que los valores menores se concentran enotOrlo-invierno

. con un ,marcado incremEtntoa partir de la primerasernana de agosto. En la ter~ero 'semanQ de noviembre la probabilidad de valores menores del L~P.I. es de 100%, lo

. <rile denota un riesgo mínimo de destrucción de estructura por laboreo o pisoteo.,

Pc;tacuerdo a lo visto en el Gráfico 2 ésta es la única semana en la cuQlel cont~· nido de agua del suelo es menor al P.M.P.

,. 100

90

80

70

60

SO

40

30

ZO

/ 10

O Meses

E F M A M J J A o N D

GRAFICO 7 - Probabilidad semanal de valores de agua a 15 cm menores que el L.P.I. ( 1964;76).

ParQ determinar el balance htdrico mensual, se aplicó la fórmula ya citada (Tsch~

pek, 1959) la que permite conocer la marcha promedio del agua edáfica. Los re­

sultados se muestran en el Gráfico 8.

-15-

160

140

120

100

80

60

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20

JI A s o N D E F

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\ \ \ \ \

A

G.RAFICO 8 - Balance hídrico para la serie Rafaela ( 1964/ 76).

______ Precipitación

-- ETSuelo

C=::J Almacenaje

M ¡ JI Meses

D~el anál isis del gráfico surge que existen diversos perrodas de acumulación' e insu­f¡ciencia de agua y ql,Je además estos son alternativos y nunca duran más de dos me ses. Asr es que los meses de acumulación de agua en el suelo o de precipitaciones mayores que la evapotranspiración, son marzo, junio y octubre y los meses de insu fidencia de humedad en el suelo son: enero, febrero, mayo, julio, setiembre y­noviembre. Abril, agosto y diciembre tienen valores similares en cuanto a lluvia y evapotranspiración, por lo cual no se producen acumulaciones ni deficiencias.

CONCLUSIONES

De~acuerdo a los resultados obtenidos surgen las siguientes conclusiones:

- La mayorra de los valores semanales de humedad del suelo a 15 y 30 cm se en­cuentran entre el L.P.1. yel P.M.P. los valores más bajos se registran en prima­vera-verano.

- En los dos horizontes superficiales (Al y B1) las fluctuaciones en el contenido de humedad son mayores en el período que va de octubre a marzo.

- El horizonte B2t es el que menores aportes realiza en agua útil para las plantas.

-16-

a

... A la profundidad de 100 cm o 83' el contenido de agua se mantiene siempre con .. valores sobre el P.M. P.·

-- los horizontes superficiales registran mayores fluctuaciones, en sus contenidos de agua, que los más profundos. _ .

- A /0 profundidad de 15 cm se alcanzan valores máximos de 70% del agua útil del suelo, mientras que para los 30 cm los valores máximos no sobrepasan el 40%.

- La probabilidad de que la humedoda 15 cm se encuentre por debajo del P.M.P. durqnte el verano puede sobrepasar el 65%, en cambio es menor en el período mario-setiembre.

- El mes de marzo es el que manifiesta mayor contenido de humedad edáfica hasta el metro de profundidad.. -

- El balance hídrico del suelo presenta varios perrodos olternativos de acumulación e insuficiencia hfdrica de sólo uno a dos meses de duroción cada uno.

BJBLlOGRAFIA

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. taFe. -

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I N .... Secretarra de Estado de Agricultura y Ganadería 1" Estación Experimental Regional Agrop. Rafaela Impreso en el Servicio de Comunicaciones y Relaciones Públicas

500 ejemplares

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