DOI:
https://doi.org/10.14483/23448350.23463Publicado:
12/24/2025Número:
Vol. 52 Núm. 2 (2025): Mayo-Agosto 2025Sección:
ArtículosHumedad del suelo y su relación con la cantidad de lluvia en la zona cafetera central de Colombia
Soil Moisture and its Ratio to Rainfall in the Central Coffee-Growing Area of Colombia
Palabras clave:
coffee, field capacity, water stress, accumulated rain, soil depth, drought, tensiometer, water pressure (en).Palabras clave:
café, capacidad de campo, estrés hídrico, lluvia acumulada, profundidad del suelo, sequía, tensiómetro, tensión hídrica (es).Descargas
Resumen (es)
Los cultivos de café en Colombia suplen sus requerimientos hídricos con el agua almacenada en el suelo producto de las lluvias. Dada la importancia de la relación entre la lluvia y humedad del suelo, se realizó una investigación entre 2018 y 2021 en un cultivo de Coffea arabica L. en etapa de producción, plantado en un suelo typic melanudands de la zona central de Colombia. Se registró la lluvia diaria y la humedad del suelo, expresada como tensión hídrica de 25 a 60 cm de profundidad del perfil, y se analizaron las series desde la escala diaria a anual. Con respecto a la normal climatológica de 1991-2020, la lluvia acumulada en 2018 fue superior, e inferior en 2019 y 2021. En 2020, estuvo dentro del rango histórico, con un predominio de décadas con lluvia >80 mm. La tensión hídrica del suelo en un 80 % estuvo entre 0 y -33 kPa, y fue diferente entre profundidades: a 25 cm reportó más días con el suelo cercano al grado de saturación, mientras que las otras profundidades estuvieron una cantidad de días similar con tensión hídrica menor a -50 kPa. En decádica, la primera década de agosto tuvo el suelo seco en los tres años, y 2019 el año con más eventos de suelo seco, concentrados entre enero-febrero y julio-agosto. El suelo presentó menor humedad en los eventos precedidos por décadas de lluvia <10 mm. Además, el suelo con tensiones hídricas menores a -50 kPa requirió una lluvia decádica >80 mm para alcanzar la capacidad de campo.
Resumen (en)
Coffee crops in Colombia meet their water requirements with water stored in the soil as a result of rainfall. Given the importance of the relationship between rainfall and soil moisture, a study was conducted between 2018 and 2021 in a productive Coffea arabica L. plantation established on a typic melanudands soil in the central region of Colombia. Daily rainfall and soil moisture, expressed as soil water tension from 25 to 60 cm depth in the profile, were recorded, and the series were analyzed from daily to annual scales. Relative to the 1991–2020 climatological normal, annual rainfall in 2018 was superior and inferior in 2019 and 2021. In 2020, it remained within the historical range, with a predominance of dekads with rainfall >80 mm. Soil water tension values were between 0 and -33 kPa for 80% of the time, and differed with depth: at 25 cm, there were more days with soil conditions close to saturation, whereas the other depths showed a similar number of days with water tension below -50 kPa. At the dekadal scale, the first dekad of August corresponded to dry-soil conditions over the three years, and 2019 was the year with the highest number of dry-soil events, concentrated between January-February and July-August. Soil water content was lower in events preceded by dekads with rainfall <10 mm. In addition, when soil water tension dropped below -50 kPa, a dekadal rainfall total >80 mm was required for the soil to reach field capacity.
Referencias
Barney, J. N., Mann, J. J., Kyser, G. B., Blumwald, E., Van Deynze, A., & DiTomaso, J. M. (2009). Tolerance of switchgrass to extreme soil moisture stress: ecological implications. Plant Science, 177(6), 724-732. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2009.09.003
Brocca, L., Ciabatta, L., Massari, C., Moramarco, T., Hahn, S., Hasenauer, S., Kidd, R., Dorigo, W., Wagner, W., & Levizzani, V. (2014). Soil as a natural rain gauge: Estimating global rainfall from satellite soil moisture data. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 119(9), 5128-5141. https://doi.org/10.1002/2014jd021489
Calvo-Alvarado, J., Jiménez-Rodríguez, C., & de Saá-Quintana, M. (2012). Intercepción de precipitación en tres estadios de sucesión de un Bosque húmedo Tropical, Parque Nacional Guanacaste, Costa Rica. Revista Forestal Mesoamericana Kurú, 9(22), ág-1. https://doi.org/10.18845/rfmk.v9i22.355
Cañón H., M. (2018). Determinación de las necesidades hídricas en un cultivo de café, en etapa productiva, con base en el conocimiento del balance hídrico [Tesis de maestría, Universidad de Manizales].
Crichlow, A., Roopnarine, R., Eudoxie, G., & Pinongcos, F. (2024). Nature-based solutions for regulating moisture content in an expansive clay soil. Nature-Based Solutions, 5, 100125. https://doi.org/doi.org/10.1016/j.nbsj.2024.100125
da Silva-Dias, R., Raposo-Díaz, X., García-Tomillo, A., & López-Vicente, M. (2024). Response time of soil moisture to rain in a vineyard with permanent cover. Geoderma, 444, 116866. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116866
Federación Nacional de Cafeteros de Colombia (FNC) (1986). Estudio de zonificación y uso potencial del suelo en la zona cafetera del departamento de Quindío. FNC.
García, J.C. (2013). Dominio de recomendación y representatividad de las estaciones experimentales del Centro Nacional de Investigación en Café Cenicafé. Universidad de Caldas.
Han, Y., Wang, G., Xiong, L., Xu, Y., & Li, S. (2024). Rainfall effect on soil respiration depends on antecedent soil moisture. Science of the Total Environment, 926, 172130. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172130
Hlaváčiková, H., Novák, V., Kostka, Z., Danko, M., & Hlavčo, J. (2018). The influence of stony soil properties on water dynamics modeled by the HYDRUS model. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 66(2), 181-188. https://doi.org/10.1515/johh-2017-0052
Huisman, J. A., Sperl, C., Bouten, W., & Verstraten, J. M. (2001). Soil water content measurements at different scales: accuracy of time domain reflectometry and ground-penetrating radar. Journal of Hydrology, 245(1-4), 48-58. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00336-5
Jaramillo R., A., Baldíon R., J. V., Guzmán M., O. (1999). El evento cálido del Pacífico y el cultivo del café. Agronomía (Colombia), 9(2), 13-17.
Jaramillo, Á., Ramírez, V., & Arcila, J. (2011). Patrones de distribución de la lluvia en la Zona Cafetera. Centro Nacional de Investigaciones de café (Cenicafé). https://doi.org/10.38141/10779/0410
Kokila, A., Nagarajaiah, C., Hanumanthappa, D. C., Shivanna, B., Sathish, K., & Mahadevamurthy, M. (2024). Effect of tree canopy cover on soil moisture dynamics in different agroforestry systems under semi-arid condition. International Journal of Environmental Climate Change, 14(9), 485-489. https://doi.org/10.9734/ijecc/2024/v14i94432
Lacerda, K. S., Vargas, R. C., Ribeiro, K. M., Dias, M. D. S., Ribeiro, K. D., & Abreu, D. D. (2022). Load-bearing capacity and critical water content of the coffee plantation soil with management in full sun and shaded. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 46, e0220051. https://doi.org/10.36783/18069657rbcs20220051
Lauzon, N., Anctil, F., & Petrinovic, J. (2004). Characterization of soil moisture conditions at temporal scales from a few days to annual. Hydrological Processes, 18(17), 3235-3254. https://doi.org/10.1002/hyp.5656
Lince Salazar, L. A. (2021). Capacidad de almacenamiento de agua en suelos cultivados en café y otras propiedades edáficas relacionadas. Revista Cenicafé, 72(1), e72101. https://doi.org/10.38141/10778/72101
Lince Salazar, L. A., & Khalajabadi, S. S. (2023). Propiedades hidrofísicas de suelos de la zona cafetera colombiana y su relación con el material parental. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 14(1), 51-84. https://doi.org/10.22490/21456453.5891
Lince Salazar, L. A., Sadeghian-Khalajabadi, S., & Sarmiento Herrera, N. G. (2024). Evaluación de parámetros relacionados con el crecimiento de plantas de café (Coffea arabica L.) en respuesta al déficit hídrico del suelo. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 15(2), 11-34. https://doi.org/10.22490/21456453.6805
Liang, Z., Chen, X., Wang, C., & Zhang, Z. (2024). Response of soil moisture to four rainfall regimes and tillage measures under natural rainfall in red soil region, southern China. Water, 16(10), 1331. https://doi.org/10.3390/w16101331
Liu, Y., Cui, Z., Huang, Z., López-Vicente, M., & Wu, G. L. (2019). Influence of soil moisture and plant roots on the soil infiltration capacity at different stages in arid grasslands of China. Catena, 182, 104147. https://doi.org/10.1016/j.catena.2019.104147
Parkin, G. W. (2008). Water budget in soil. EN W. Chesworth (Ed.), Encyclopedia of Soil Science (pp. 811-813). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-3995-9_622
Peña, A. J., Ramírez, V. H., Valencia, J. A., & Jaramillo-Robledo, A. (2012). La lluvia como factor de amenaza para el cultivo del café en Colombia. https://doi.org/10.38141/10779/0415
Phogat, V., Petrie, P. R., Collins, C., & Bonada, M. (2024). Plant-available water capacity of soils at a regional scale: Analysis of fixed and dynamic field capacities. Pedosphere, 34(3), 590-605. https://doi.org/10.1016/j.pedsph.2022.11.003
Poveda, G., & Mesa, O. (1999). La corriente de chorro superficial del Oeste (“del Chocó”) y otras dos corrientes de chorro en Colombia: climatología y variabilidad durante las fases del ENSO. Revista Académica Colombiana de Ciencia, 23(89), 517-528.
Poveda, G., Jaramillo, Á., Gil, M. M., Quiceno, N., & Mantilla, R. I. (2001). Seasonality in ENSO-related precipitation, river discharges, soil moisture, and vegetation index in Colombia. Water Resources Research, 37(8), 2169-2178. https://doi.org/10.1029/2000WR900395
Poveda, G., Waylen, P. R., & Pulwarty, R. S. (2006). Annual and inter-annual variability of the present climate in northern South America and southern Mesoamerica. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 234(1), 3-27. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2005.10.031
Ramírez B., V. H., Arcila P., J., Jaramillo R., A., Rendón S., J. R., Cuesta G., G., Menza F., H. D., Mejía M., C. G., Montoya, D. F., Mejía M., J. W., Torres N., J. C., Sánchez A., P. M., Baute B., J. E., & Peña Q., A. J. (2010). Floración del café en Colombia y su relación con la disponibilidad hídrica, térmica y de brillo solar. Cenicafé, 61(2), 132-158.
Ramírez B., V. H., Jaramillo R., Á., & Arcila P., J. (2010). Rangos adecuados de lluvia para el cultivo de café en Colombia. Avances Técnicos Cenicafé, (395), 1-8. https://doi.org/10.38141/10779/0395
Ramírez, V. H., Jaramillo R., A., & Arcila P., J. (2013). Factores climáticos que intervienen en la producción del café en Colombia. En CENICAFE (Eds.), Manual del cafetero colombiano: Investigación y tecnología para la sostenibilidad de la caficultura (pp.205-237). FNC, CENICAFÉ.
Ran, B., Xing, Z., Fang, J., Yang, Y., He, Y., Li, X., Liu, X., & Liu, G. (2025). Analysis of soil moisture dynamics and its response to rainfall in the Mu Us Sandy Land. Water, 17(1), 105. https://doi.org/10.3390/w17010105
Rao, B. K., & Saikranthi, K. (2025). Observational evidence of impact of heavy rainfall events on surface energetics and soil variables over a tropical station Tirupati. Atmospheric Research, 315, 107831. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107831
Rendón S., J. R., & Giraldo H., A. (2019). Distribución de raíces en café variedad Castillo® bajo dos arreglos espaciales. Revista Cenicafé 70(1), 7-17. https://doi.org/10.38141/10778/70101
Teuling, A. J., & Troch, P. A. (2005). Improved understanding of soil moisture variability dynamics. Geophysical Research Letters, 32(5). https://doi.org/10.1029/2004GL021935
Urrea, V., Ochoa, A., & Mesa, O. (2019). Seasonality of Rainfall in Colombia. Water Resources Research, 55(5), 4149-4162. https://doi.org/10.1029/2018WR023316
Wang, J., & Bras, R. L. (2011). A model of evapotranspiration based on the theory of maximum entropy production. Water Resources Research, 47(3), W03521. https://doi.org/10.1029/2010WR009392
Wen, Y., Liu, B., Yu, Q., Xu, Y., Lin, L., Zhang, B., Li, T., Wu, W., & Song, Q. (2024). Response of soil moisture to prewinter conditions and rainfall events at different distances to gully banks in the Mollisol region of China. Earth Surface Processes and Landforms, 49(6), 1858-1868. https://doi.org/10.1002/esp.5803
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