Difusividad del agua en el suelo: un método simple de laboratorio para su determinación

Abstract

La determinación de la Difusividad (D) del agua en el suelo es importante ya que caracteriza el flujo de agua en condiciones no saturadas. Estimarla es complejo, ya que consume tiempo y generalmente se necesita equipo costoso para hacerlo. Los objetivos de este trabajo fueron: 1- proponer una mejora en el método de Whisler et al. (1968) haciéndolo más simple y robusto, aportando herramientas para probar la validez de la ecuación de Richards en su forma de difusividad y el cumplimiento de los supuestos del modelo y 2- Determinar la D en función del contenido de humedad (θ) y S en un suelo bajo distintas situaciones productivas. Para esto, se tomaron muestras del horizonte superficial de tres lotes contiguos bajo distintos sistemas de manejo (T1: Pastizal natural, T2: Pastura polifítica y T3: Siembra Directa). Las muestras se secaron, tamizaron por 2 mm y se empaquetaron en columnas de PVC de 70 cm de largo y 10 cm de diámetro interno. Las columnas de suelo se sometieron a infiltración horizontal y se determinó la D a distintos valores de θ y la S. Se utilizaron sensores de humedad de capacitancia de bajo costo en puntos fijos de la columna. Los resultados encontrados muestran la validez de la metodología para los suelos estudiados. En cuanto a la influencia del manejo, se encontraron diferencias significativas en los valores de D entre los tratamientos. El T3 presentó mayores valores de D a todas las humedades, y de S, que T1 y T2 (los valores de D estuvieron entre 0,00033 y 0,0321 cm2 s-1), lo que indica mayor facilidad para transmitir agua en condiciones no saturadas en el manejo agrícola, lo cual se atribuyó a la influencia negativa del pisoteo animal. La metodología propuesta permitió estimar de manera consistente, simple y de bajo costo la D y estudiar su relación con el manejo del suelo.

Soil water diffusivity (D) determination is important as this hydraulic property is fundamental in order to characterize unsaturated water and solute transport in soils. Determination of this property is complex, time consuming, and requires quite expensive instruments. The objectives of this work were: i) to propose a simpler and more robust method based on an improvement of Whisler et al. (1968) to determine the soil water diffusivity function and ii) to determine D and sorptivity (S) in a soil under different management systems. Soil A-horizon was sampled under three management systems (T1: Natural grassland, T2: Polyphitic Pasture, and T3: no tillage). The samples were sieved through a 2 mm mesh, and afterwards packed into 70 cm long and 10 cm diameter columns. The columns were analyzed under horizontal infiltration and D was determined as a function of soil water content that varied in function of time for fixed positions along the column, these latter were obtained from low cost soil moisture capacitance sensors. The results showed that the proposed methodology was valid for the studied soils. The soil management system significantly affected D and S values. D values corresponding to T3 were greater compared to T1 and T2 (D values ranged between 0.00033 and 0.0321 cm2 s-1) implying that these soils had the ability to transmit water easier under non-saturated conditions than under grazing. In conclusion, the proposed methodology in this work allowed to determine D in a simple and low cost way, and to analyze the influence of soil management systems on this property.