Manejo de riego mediante un monitoreo hídrico en tiempo real determinado con la técnica Frequency Domain Reflectometry.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo Mención: Manejo de Suelos y Aguas

Desde el 17 de diciembre del 2003 al 17 de marzo del 2004, se llevó a cabo un estudio tendiente a obtener las ecuaciones de calibración del equipo Diviner 2000 (FDR) y mostrar la evolución del contenido de agua del suelo, a través de lecturas periódicas obtenidas en tiempo real por el equipo. Todo esto para un suelo de la serie Pudahuel cultivado con uva de mesa var. Thompson Seedless, cuyo manejo del riego se basó en la reposición de la evapotranspiración y la revisión de calicatas. Para alcanzar los objetivos planteados, se determinaron periódicamente las lecturas de frecuencia en tres tubos de acceso ubicados en el suelo en cuestión, paralelamente se calibró el equipo para las condiciones particulares del suelo. Para la calibración se ubicaron tres pares de tubos de acceso a distintos contenidos de agua cada par, se tomaron las frecuencias con el equipo en cada tubo de acceso, cada 0,10 m hasta los 0,60 m de profundidad y luego a través de un foso se tomaron muestras de suelo, para determinar el contenido de agua a cada profundidad leída. La ecuación de la curva de contenido de agua v/s frecuencia normalizada (relación entre la frecuencia leída en el tubo de acceso en el suelo y la leída por el equipo al aire y al agua), corresponde a la ecuación de calibración para la profundidad en cuestión. Se obtuvo las ecuaciones de calibración para los 0,10, 0,20, 0,30, 0,40, 0,50, y 0,60 m de profundidad (R2=0,9255, RMSE=0,0177 (cm3·cm-3); R2=0,9143, RMSE=0,0429 (cm3·cm-3); R2=0,9619, RMSE=0,0320 (cm3·cm-3); R2=0,939, RMSE=0,0401 (cm3·cm-3); R2=0,7342 RMSE=0,0642 (cm3·cm-3); R2=0,5882 RMSE=0,0780 (cm3·cm-3)). Se obtuvo además una ecuación de calibración para el perfil completo, que resultó de la relación contenido de agua v/s frecuencia de todos los datos de todos los tubos de acceso (R2=0,8125, RMSE=0,0467 (cm3·cm-3)). Luego de obtenidas las ecuaciones de calibración, se hicieron análisis tendientes a establecer la ecuación más precisa en determinar el contenido de agua real. Las comparaciones se realizaron empleando: la ecuación de calibración de fábrica, las ecuaciones de calibración por profundidad y la ecuación de calibración para el perfil. Los resultados mostraron a las ecuaciones por profundidad como las más precisas. Se reemplazaron los valores de las frecuencias leídas periódicamente durante la temporada, en las ecuaciones de calibración por profundidad y se obtuvo la evolución del contenido de agua del suelo durante el período de estudio. Es así que el tubo instalado en la parte alta del relieve, la mayoría de las veces medidas (53,97%) presentó déficit en el contenido de agua, el tubo ubicado en la parte media la mayor parte del tiempo estuvo con un contenido en exceso (el 46,77 % de las veces medidas) y en tanto el tubo de la parte baja prácticamente todas las veces estuvo con un contenido excesivo de agua (96,83%). Este estudio demuestra la factibilidad y conveniencia del uso del equipo Diviner 2000 en la determinación y monitoreo, en tiempo real, del contenido de agua del suelo.

During the 2003-2004 growing season, a study was performed in order to obtain the Diviner 2000 customized calibration equations on a Vitrandic Durixerolls (Mollisol) in the central area of Chile. In addition the evolution of the soil water content was monitored with the Diviner 2000, checking the irrigation management based on pan evaporation and soil pit evaluation. Three sets of access tubes were installed and kept at different water content condition (wet, moist and dry). These readings allowed generating a calibration curve, since the water content read by the sensor was compared to the real water content measured on soil samples taken right next to the access tube. The instrument readings were taken in depth with increments of 0,1 m from starting at 0,1 m down to 0,6 m. The soil samples were taken at the same depths. A calibration curve relating frequency readings and water content was generated, for individual horizons and the whole profile. Calibrations equations at 0,1, 0,20, 0,30, 0,40, 0,50, 0,60 m were obtained with (R2=0,9255, RMSE=0,0177 (cm3·cm-3); R2=0,9143, RMSE=0,0429 (cm3·cm-3); R2=0,9619, RMSE=0,0320 (cm3·cm-3); R2=0,939, RMSE=0,0401 (cm3·cm-3); R2=0,7342 RMSE=0,0642 (cm3·cm-3); R2=0,5882 RMSE=0,0780 (cm3·cm-3)) respectively. Moreover a soil profile calibration equation was obtained using all soil water content data versus frequency readings of all access tubes (R2=0,8125, RMSE=0,0467 (cm3·cm-3)). After the calibrations equations were obtained, the resulting values were analyzed to define the most accurate equation to determine the real soil water content. The equation comparisons were realized using: the default calibration equations, adding individual depth calibration equations and the complete profile calibration equation. The results showed that the addition of individual depth calibrations equations were the most accurate ones to determine the real soil water content. In addition three locations in the field were monitored along the season. The soil of all location was similar differing in topogaphic position, therefore in soil water balance. The sensor was able to show clearly this differences, so the access tube located in the highest point showed 53,97 % of measured times, water deficit, the one located in the middle showed water excess 46,77 % of the measured times, and the one in the lowest point 96,83 % of the times indicated water excess as well. This study demonstrated the feasibility and convenience of the use of the Diviner 2000 sensor in the determination and monitoring of real time soil water content.