Fuentes de variabilidad que intervienen en la medicion de contenido de agua en el suelo en parcelas de manzano regadas por goteo

Abstract

El riego por goteo aplica el agua en el suelo de manera eficiente, reduciendo la superficie mojada y aportando el agua cerca de las raíces. Pero ello determina una distribución de la humedad del suelo heterogénea, que complica la monitorización con sensores. La finalidad de este trabajo es caracterizar la incertidumbre que aportan distintas fuentes de variabilidad implicadas en la medición con sensores de tipo capacitivo en un cultivo de manzanos regado por goteo. Para ello se ha analizado (1) cómo varía en condiciones reales de campo la extensión superficial de los bulbos húmedos y su centrado respecto a los goteros, (2) el ajuste en laboratorio, para el suelo objeto de estudio, entre la permitividad dieléctrica y el contenido relativo de agua, que es el principio en que se basan los sensores de tipo capacitivo, y (3) la respuesta individual de los sensores Decagon 10HS a medios de permitividad dieléctrica conocida. Los resultados muestran que, aun fijando la posición de los sensores en relación a los goteros, la mayor fuente de desviación entre mediciones del contenido relativo de agua en el suelo corresponde a la propia variabilidad de los bulbos húmedos (RMSE = 0.088 m3 m-3), mientras que la respuesta de distintos sensores individuales a la permitividad es muy repetitiva (RMSE = 0.003 m3 m-3). Un uso adecuado de sensores en condiciones de riego localizado deberá contemplar la variabilidad entre bulbos húmedos, tanto en la instalación de los sensores como en su interpretación.

Drip irrigation applies water to the soil in an efficient way, reducing the wet surface and supplying water close to the root zone. However, it determines a heterogeneous distribution of water in the soil that complicates its monitoring with sensors. The purpose of this work was to characterize the main sources of uncertainty involved in the measurement with capacitive-type sensors in a drip-irrigated apple orchard. To that end, we analyzed (1) the variability in real field conditions of the extension and centering of wet bulbs, (2) the relationship in laboratory conditions, for the soil of interest, between dielectric permittivity and water content, which is the principle on which capacitive-type sensors are based; and (3) the response of individual sensors Decagon 10HS to different media of known electrical permittivity. The results show that, even at fixed positions relative to drippers, the largest uncertainties in the assessment of relative soil water content comes from the variability of the wet bulbs (RMSE = 0.088 m3 m-3), while the response of individual sensors to permittivity was very repetitive (RMSE = 0.003 m3 m-3) An adequate use of sensors under localized irrigation should consider the variability between wet bulbs, both in the installation of the sensors and in their interpretation.