Modelamiento estocástico de la humedad del suelo y el nivel freático en la zona bananera de Urabá

Abstract

El cultivo de banano es uno de los principales motores de la economía de la región del Urabá Antioqueño, y es uno de los productos agrícolas más importantes Colombia. La precipitación anual promedio de esta zona es del orden de 3000 mm, con una temporada seca entre diciembre y febrero aproximadamente. Tanto el exceso como la falta de agua en el suelo representan riesgos importantes para el cultivo, afectando el rendimiento. En este trabajo implementamos el modelo ecohidrológico de Laio et al. (2009) y Tamea et al. (2009) para las condiciones de cultivo de banano en Urabá. Este modelo incorpora la profundidad del nivel freático y su relación dinámica con la humedad del suelo en la zona radicular. Se determinaron las funciones de densidad de probabilidad de la capa freática y de la humedad del suelo a distintas profundidades, a partir de las características climáticas de la zona (cantidad y frecuencia de la precipitación diaria), las propiedades edáficas (conductividad hidráulica, porosidad y humedad a capacidad de campo) y características del cultivo (evapotranspiración y profundidad radicular). Se encontraron similitudes entre las FDP modeladas y los histogramas de frecuencias construidos a partir de las mediciones de nivel freático. Se observó que se presentan dos estados marcados muy probables de la profundidad de la capa freática correspondientes a la ´época húmeda y seca, donde en la ´época húmeda la capa freática es considerablemente más superficial respecto a la ´época seca, alcanzando la zona radicular del cultivo pudiendo ocasionar problemas fitosanitarios. En la época seca es probable que sea necesario aplicar riego en el cultivo para cubrir sus requerimientos hídricos. También se analizó la dinámica temporal del nivel freático para las tres fases del fenómeno ENSO. Durante El Niño y La Niña las lluvias en esta región disminuyen y aumentan, respectivamente. El análisis de variabilidad se hizo usando los valores de los parámetros estimados para cada fase del ENSO para alimentar el modelo ecohidrológico.

Abstract: Abstract: Banana crops is one of the main activities of the economy of the Urab ́a region of Antioquia, and is one of the most important agricultural products in Colombia. The annual precipitation of this zone is of the order of 3000 mm, with a dry season between December and February approximatel y. Both excess and lack of water in the soil represent important risks to the crop, affecting yield. In this work, we implemented the ecohydrological model of Laio et al. (2009) and Tamea et al. (2009) for the conditions of banana cultivation in Urab ́a, Colombia. This model incorporates the depth of the water table and its dynamic relationship with the soil moisture in the root zone. The probability density function s of the water table and soil moisture were determined at different depths, based on the climatic characterist ics of the region (amount and frequency of daily precipitation), soil properties (hydraulic conductivity, porosity and Moisture at field capacity) and crop characteristics (evapotranspiration and root depth). Similarities were found between modeled DPFs and frequency histograms constructed from groundwater measurements. It was observed that there are two very probable marked states of the water table depth corresponding to the wet and dry season, where in the wet season the water table is considerably more superficial with respect to the dry season, reaching the root zone of the crop Cause phytosanitary problems. In the dry season, it is likely to be necessary to apply irrigation to the crop to meet its water requirements. We also analyzed the temporal dynamics of the water table for the three phases of the ENSO phenomenon. During El Ni ̃no and La Ni ̃na rains in this región decrease and increase, respectively. The variability analysis was done using the values of the parameters estimated for each ENSO phase to feed the ecohydrological model