U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L N O R D E S T E C

Resumen: A-070
UNIVERSIDAD
Comunicaciones
NACIONAL
Científicas
DEL
y
NORDESTE
Tecnológicas
2004
Infiltración de agua en el suelo con diferentes usos
en el Departamento 9 de Julio (Chaco).
Ruiz Estevez, Fernando - Venialgo, Crispín A.
Gutierrez, Noemí C. - Ingaramo, Octavio - Briend, María C.
Cátedra de Conservación y Manejo de Suelos – Facultad de Ciencias Agrarias – UNNE.
Sargento Cabral 2131 -3400- Corrientes. Argentina
E-mail: [email protected]
ANTECEDENTES
La infiltración se define como el proceso por el cual el agua penetra por la superficie del suelo y llega hasta sus
capas inferiores. Muchos factores del suelo afectan el control de la infiltración, así como también gobiernan el
movimiento del agua dentro del mismo y su distribución durante y después de la infiltración. (Vélez et al, 2002).
Si se aplica agua a determinada superficie de suelo, a una velocidad que se incrementa en forma uniforme, tarde o
temprano se llega a un punto en que la velocidad de aporte comienza a exceder la capacidad del suelo para absorber
agua y, el exceso se acumula sobre la superficie, este exceso escurre si las condiciones de pendiente lo permiten.
Entonces la capacidad de infiltración conocida también como “infiltrabilidad del suelo” es simplemente el flujo que el
perfil del suelo puede absorber a través de su superficie, cuando es mantenido en contacto con el agua a presión
atmosférica. Mientras la velocidad de aporte de agua a la superficie del suelo sea menor que la infiltrabilidad, el agua se
infiltra tan rápidamente como es aportada, esto nos dice que la velocidad de aporte determina la velocidad de
infiltración (o sea, el proceso es controlado por el flujo). Sin embargo existe también la posibilidad que la velocidad de
aporte exceda la infiltrabilidad del suelo y en ese mismo momento ésta última es la que determina la velocidad real de
infiltración; de ese modo el proceso es controlado por las características del perfil (Gurovich, 1985).
Muchos investigadores han tratado de modelizar el fenómeno de infiltración, a través de formulaciones matemáticas
usando algunos supuestos y simplificaciones entre los que se puede mencionar a Horton (1 933 - 1 939), Green y Ampt
(1 911), Kostiakov (1 932), citados por Baver et al. (1 973). Entre las fórmulas propuestas por estos investigadores, se
destaca la ecuación de Kostiakov:
L=k*Tn
donde:
L: es la lámina infiltrada.
T: es el tiempo.
k: es un parámetro que depende de la estructura y la condición del suelo en el momento en que se aplica el agua
(Gavande et al. 1 972).
n: es un parámetro que depende de los cambios de estructura del suelo, resultantes de la
mojadura(Gavande et al. 1 972).
Esta fórmula no tiene un fundamento físico, ni es dimensionalmente homogénea, pero se ajusta muy bien al fenómeno
de infiltración, dentro de los límites agronómicos (Fernández et al. 1 971).
La velocidad de infiltración depende de muchos factores, como ser el espesor de agua empleado para el riego o lluvia,
la temperatura del agua y el suelo, la estructura y la compactación, textura, estratificación, contenido de humedad,
agregación y actividades microbianas (Gavande et al. 1 972), además los distintos manejos que se le imponen al suelo
modifican a estos factores y por ende las labranzas modifican la velocidad de entrada de agua al perfil de suelo. Cuando
las labranzas modifican la distribución del tamaño de los poros, en la capa arable, se produce un incremento en la
capacidad del suelo para retener agua a bajas succiones lo que hace que incremente la infiltración, por debajo de la capa
arable la capacidad de retención de agua es menor por lo que hace disminuir la infiltración, esto es debido a los cambios
en la geometría del espacio poroso (compactación, piso de arado) inducidos por las labranzas (Pla Sentis, 1 994).
También no hay que olvidarse que la infiltración del agua posee un rol fundamental en los procesos de escorrentía como
respuesta a una precipitación dada en una cuenca, dependiendo de su magnitud; lluvias de iguales intensidades pueden
producir caudales diferentes, esto es de gran importancia práctica dado que su velocidad determina generalmente la
cantidad de agua de escurrimiento superficial y con ello el peligro de “erosión hídrica”.
El objetivo de este trabajo fue evaluar la Infiltración en la serie Las Breñas (Durustol), con distintas situaciones de usos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Las diferentes situaciones de manejo de suelos se ubicaron en el Departamento 9 de Julio (Chaco); caracterizado por
clima con inviernos secos y veranos húmedos. La precipitación promedio anual es de 952 mm y la temperatura media
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anual es de 21ºC. Los suelos en estudio corresponden a la serie Las Breñas, Durustol, familia limosa fina,
mixta,
hipertérmica (Ledesma, Zurita, 1 994).
Las situaciones de manejo de suelos analizadas están geoposicionadas, explicadas en la siguiente tabla:
Tabla 1: Localización Geográfica de las diferentes situaciones deUso de suelo.
Situaciones de usos
Latitud Sur
Longitud Oeste
2 años de labranza cero sobre convencional (T1)
26° 55’ 37.6”
61° 11’ 13.4”
2 años de labranza cero a partir de desmonte (T2)
26° 55’ 37.6”
61° 11’ 13.4”
Monte degradado (T3)
26° 55’ 37.6”
61° 11’ 13.4”
Labranza convencional con mas de 60 años (T4)
26° 55’ 37.6”
61° 11’ 13.4”
1 año de labranza cero sobre convencional (T5)
27° 07’ 42.2”
61° 05’ 04.4”
Labranza convencional con mas de 60 años (T6)
27° 07’ 42.2”
61° 05’ 04.4”
Al momento del muestreo T1, T2 y T5 presentaban un cultivo de soja para ser cosechado, T4 cultivo de soja en llenado
de grano y T6 presentaba el suelo preparado para la siembra. Los sitios de muestreos son determinados en forma
sistemática, con cuatro repeticiones
La infiltración se determinó por el método del doble anillo concéntrico (Forsythe, 1 975), en la capa superficial. A partir
de los datos experimentales tomados a campo de tiempo y lámina se calcularon las constantes “K” y “n” de la ecuación
de Kostiakov (Fernández et al. 1 971), luego se estableció la velocidad de infiltración y la infiltración básica.
Los valores obtenidos se analizaron por ANOVA. Se determinó por la prueba de Tukey al 5% para la diferencia entre
medias.
DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
En los gráficos 1, 2 y 3 se observan las curvas de infiltración de todos los tratamientos muestreados. En la figura 1 se
comparan los tratamientos que tienen labranza cero con el monte degradado, donde se ve que los (T5) y (T2) poseen
una curva de velocidad de infiltración superior al monte degradado y no así el (T1).
En la figura 2 la comparación se hace entre los tratamientos de labranza convencional con el monte degradado y aquí
los (T4) y (T6) presentan la curva de velocidad de infiltración superior al monte degradado.
Para el caso de la figura 3 la comparación se hace entre la labranza cero del (T5) versus las convencionales del (T4) y
(T6), y vemos que la curva de velocidad de infiltración del (T5) en un principio es menor pero cuando alcanza los cinco
minutos ya supera a las curvas de (T4) y (T6).
La Ib tiene diferencias significativas en las diferentes situaciones de uso, (T5) el sistema que difiere (T3) y (T1) con Ib
de 3,86; 1,18 y 0,975 cm h-1 respectivamente. Analizando las constantes de la ecuación de Kostiakov, se encontró que K
en el (T3) 4,07 y (T6) 3,86 presentan un valor significativamente mayor que (T5) 1,37; el valor n de (T5) 0,522 es
estadísticamente diferente de (T2) 0,297, (T6) 0,25, (T3) 0,175 y (T1) 0,17, mientras que la labranza convencional (T4)
0,378 difiere de (T3) y (T1).
Tabla 2: Valores de los parámetros “k”, “n” y de la infiltración básica de los diferentes usos.
k
n
Ib
T1
2.66
0.175
0.97
T2
2.93
0.297
1.82
T3
4.06
0.17
1.18
T4
1.96
0.377
2.02
T5
1.37
0.522
3.86
T6
3.86
0.25
1.80
Media
2.41
0.199
2.66
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8
4
12
30
2
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2
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1
3
1
6
90
1
2
1
5
120
1
2
1
4
Tiempo (min.)
Figura 1: Comparación de la labranza cero de 2 años (T1), labranza cero sobre desmonte (T2) y labranza cero de un año
sobre convencional (T5) con monte degradado (T3).
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8
30
2
5
5
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1
3
3
90
1
3
2
120
1
2
2
Tiempo (min.)
Figura 2: Comparación del monte degradado (T3) con la labranza convencional con soja en plena floración (T4) y la
labranza convencional en barbecho para la siembra (T6).
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2
4
2
Tiempo (min.)
Figura 4: Comparación de la Labranza Cero de un año sobre labranza convencional (T5) con la labranza convencional
con soja en plena floración (T4) y la labranza convencional en barbecho para la siembra (T6).
CONCLUSIÓN
La infiltración del agua en suelos pertenecientes a la serie “Las Breñas”, presenta variaciones con los diferentes usos del
suelo..
La infiltración básica mas alta es en suelos realizados con labranza cero de un año sobre convencional.
BIBLIOGRAFÍA
BAVER LD, GARDNER WN, GARDNER WR. 1 973. Ed. UTEHA. p. 299–434.
FERNÁNDEZ PC, LUQUE JA, PAOLONI JD. 1 971. Análisis de la Infiltración y su aplicación para
diseño de riego en el valle inferior del Río Colorado. Publicación Nº 130 INTA. pp 29.
FORSYTHE W. 1 975. Física de Suelos. Ed. IICA. p 157–170.
GAVANDE SA. 1 972. Física de Suelos. Principios y Aplicaciones. Ed. Limusa Wiley. p 199–232.
GUROVICH, L. 1985. Fundamentos y diseño de sistema de riego. Instituto Interamericano de cooperación
para la agricultura (CIIA). Primera Edición, San José, Costa Rica. Capítulo 6. p. 143-168.
GURUVICH LA, JARAMILLO GR (h). 1 977. Modelos matemáticos y mediciones experimentales en la
determinación de la Infiltración de agua en el suelo. Ciencia e Investigación Agrarias. 4:3: p 197–208.
LEDESMA LL, ZURITA JJ. 1 994. Carta de Suelos de la República Argentina. Provincia del Chaco. Los
Suelos del Departamento 9 de Julio. pp 223.
PLA SENTIS I. 1 994. Curso sobre efectos de la labranza en las propiedades físicas de los suelos.
Instituto de Suelos. C.I.R.N. INTA Castelar. Capitulo II, Labranzas y Propiedades Físicas de los Suelos.
pp 20.
VÉLEZ, M., VÉLEZ., J. 2002. Capítulo 8:Infiltración. Universidad Nacional de Colombia, Unidad de
Hidráulica