Contorl De Calidad Agua Y Suelo 1.pdf

GENERALIDADES • La salinidad de los suelos en alguna de sus manifestaciones ha sido la causante, en mayor o menor grado, de la reducción en la capacidad productiva de los suelos de muchas regiones del mundo y del ocaso de muchas civilizaciones. • Estudios de la Naciones Unidas indican que debido a la salinización existe hoy 1.5 veces más tierra improductiva que la que se encuentra bajo riego.

• En Perú, Zavaleta (1965) anotaba que prácticamente todas las tierras aluviales bajo riego presentaba síntomas de salinidad y

alcalinidad. • Según Abelardo de la Torre (2001):  88, 300 ha (30%). Problemas ligros. Suelos facilmente recuperables.  62, 300 ha (21%). Problemas de moderado a afuerte. Suelos recuperables.  145, 800 ha (49%). Problemas moderado afuerte. Suelos parcialmente recuperables.

• Esto hace que sea de la mayor importancia un manejo que considere el uso de prácticas económicas que hagan posible un manejo

sostenible; para ello es necesario tener en cuenta aspectos tales como la respuesta o la capacidad de adaptación de los cultivos a la salinidad

y

el

uso

de

materiales

de

enmiendas de bajo costo y fácil consecución

tales

como

residuos

industriales o agrarios.

o

subproductos

• En el Perú, Zavaleta (1965) anotaba que prácticamente todas las tierras aluviales bajo riego presentaban síntomas de salinidad y alcalinidad. • Abelardo de la Torre (2001) indica que existen: 88,300 ha con problemas ligeros de salinidad (suelos fácilmente recuperables), 62,300 ha con problemas de moderado a fuerte (Suelos recuperables) y 145, 800 ha con problemas de moderado a fuerte (suelos parcialmente recuperables).

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS AGRÍCOLAS AFECTADOS POR SALES • De acuerdo con el Laboratorio de Salinidad de USA (Richards 1974), la clasificación de los suelos agrícolas afectados por sales, se establece considerando dos características: La salinidad del suelo, que es el factor predominante para el desarrollo de las plantas. El porcentaje de sodio intercambiable, que determina la posible deterioración de la estructura. • Basados en los valores de CEe y PSI, los suelos agrícolas afectados por sales pueden clasificarse como sigue:

SUELOS SALINOS • A estos suelos también se le conoce como suelos de “Alcalí blanco” o Solonchacks”. • Sus principales características son:

CEe mayor que 4 mmhos/cm a 25 C PSI menor que 15 %

pH generalmente menor que 8.5

• Los principales aniones son el Cl- y el SO4= y en menor cantidad HCO3- y NO3-; los carbonatos solubles no existen debido a que en presencia de pH menores de 8.3, no hay carbonatos solubles. Por regla general el Na+ constituye menos del 50% de los cationes solubles. • Estos suelos mantienen su estructura y su permeabilidad es similar a la de los suelos no salinos. • Debido a los efectos que produce sales solubles en las plantas y los suelos, la mayoría de los cultivos instalados en ellos, sufren una reducción en su producción. • La recuperación de estos suelos aplicación de láminas de lavado.

requiere

la

SUELOS SALINOS-SÓDICOS • Las principales características de estos suelos son:

CEe mayor que 4 mmhos/cm a 25 C PSI mayor que 15 % pH raramente más alto que 8.5

• La apariencia y propiedades de estos suelos son similares a la de los suelos salinos, sin embargo éstas se pueden deteriorar si el

exceso de sales solubles es lavado sin considerar la necesidad de aplicación de enmiendas.

• La recuperación de estos suelos requiere la aplicación de enmiendas químicas y láminas de lavado. En suelos que contienen yeso solo se hace necesario la aplicación de láminas de lavado.

SUELOS SODICOS NO SALINOS • El proceso de sodificación de los suelos consiste en la sustitución de otros cationes en el complejo de cambio por el sodio, esto ocurre cuando el Na+ llega a ser el dominante en la solución del suelo. Estos suelos, frecuentemente se encuentran en las zonas áridas y semi áridas y se les denomina

también suelos de “Alcalí negro” y “Solonetz.

SUELOS SODICOS NO SALINOS Sus características son: • CEe menor que 4 mmhos/cm a 25 C • PSI mayor que 15 %

• pH comprendido, generalmente, entre 8,5 y 10; sin embargo, el pH

de suelos sin cal

pueden descender hasta 6,0.

• Los aniones importantes son, en general, Cl-, SO4= y HCO3- aunque a menudo también están presentes los carbonatos. El principal catión presente en la solución del suelo es el Na+ el Ca++ y Mg++ han precipitado en gran parte. • La estructura de los suelos sódicos es muy mala dado que sus partículas están desfloculadas, la permeabilidad es lenta y la penetración de las raíces de los cultivos es escasa, reflejándose en un desarrollo limitado de las plantas.

• Se les identifica fácilmente por la presencia de

materia

orgánica

en

la

superficie,

causando un ennegrecimiento con costras quebradizas.

Suelos

sódicos

con

alto

contenido de arcilla, generalmente presentan estructura prismática o columnar separadas por grietas.

CONDICIONES SALINAS • El criterio común para el diagnóstico de la salinidad del suelo es la determinación de la conductividad eléctrica del extracto de saturación (CE). • La CE resultante tiene unidades de mmhos/cm (mmho es el inverso de la unidad de resistencia: el ohm). Actualmente el Sistema Internacional de Unidades usa como unidad de CE el decisiemen por metro (dS/m) el cual equivale a mmho/cm.

CONDICIONES SÓDICAS • El criterio tradicional para determinar suelos sódicos ha sido el del porcentaje de saturación

de

sodio

intercambiable (PSI) igual o mayor que un 15% del valor

de

la

capacidad

Na (me / 100 g ) x100 de PSI  CIC (me / 100 g )

intercambio catiónico (CIC).

Matemáticamente el PSI se

calcula usando la siguiente expresión:

• El PSI se puede calcular indirectamente

a

partir de la RAS. Matemáticamente la RAS

se

RAS 

Na



Ca  2  Mg  2 2

calcula

usando la siguiente expresión: • El PSI se puede calcular a partir de la RAS, así:

100 0,0126  0,01475 RAS  PSI  1   0,0126  0,01475 RAS 

EFECTO DE LAS SALES SOBRE UN SUELO • El efecto de las sales sobre un suelo depende de muchos factores. Entre los principales se tienen: El tipo y cantidad de arcilla, la fuerza iónica de la solución del suelo y el tipo de cationes intercambiables presentes en ella. • El efecto de las sales es el de agregación o floculación de las partículas de suelo como consecuencia de las fuerzas de atracción que se generan sobre la superficie de las arcillas cargadas negativamente.

EFECTO DE LAS SALES SOBRE LAS PLANTAS Efecto osmótico • La planta extrae agua del suelo ejerciendo una fuerza de absorción mayor que aquella que retiene el agua en suelo. Si no puede hacer suficientes ajustes internos y ejercer suficiente fuerza no puede extraer agua en cantidades apropiadas para sus necesidades y sufrirá de estrés de agua; esto pasa cuando el suelo se seca demasiado, o cuando se acumulan sales que reducen su disponibilidad para el cultivo.

Cuantificación del efecto osmótico • El efecto osmótico se describen en términos de producción relativa y de CEe mediante la siguiente ecuación: Y = 100 - B (CEe - A) en donde: Y: Producción relativa expresada en porcentaje CEe: Conductividad eléctrica del extracto en dS/m B: Porcentaje de disminución en el rendimiento por unidad de aumento en la salinidad por encima del nivel crítico. A: Valor crítico de salinidad en dS/m o salinidad máxima permisible sin que ocurra reducción en los rendimientos.

Tolerancia a las sales de algunos cultivos Cultivo Caupí Cebolla Caña de azúcar Fríjol Lechuga Maíz Rábano Repollo Soya Tomate Zanahoria

Nivel crítico (A) 1.3 1.2 1.7 1.0 1.3 1.7 1.2 1.8 5.0 2.5 1.0

(B)* 14.00 16.00 5.90 19.00 13.00 12.00 13.00 9.70 20.00 9.90 14.00

Clasificación MS S MS S MS MS MS MS MT MS S

 *(B) Porcentaje de disminución en el rendimiento por unidad de aumento en salinidad más allá del nivel crítico.  S = Susceptible  MS = Medianamente susceptible  MT = Medianamente tolerante  T = Tolerante

Conductividad eléctrica del extracto máxima

Menestra Frijol común Caupí Lactao Pallar BB Frijol de palo

CEe (mS/cm) máxima 1.0 2.0 2.0 5.0 6.0

Efecto

de

iones

específicos

Hay casos en los cuales las plantas manifiestan susceptibilidad a ciertos iones, estos efectos son conocidos como efectos específicos de las sales.

• Los iones tóxicos más comunes son Cl, Na y B. • En algunos casos se presentan en menor extensión toxicidades por Mg, Li, SO4 y

elementos traza, residuos de pesticidas y contaminantes provenientes de desechos industriales.

• Un problema de toxicidad difiere de uno de salinidad en que su efecto ocurre dentro de la planta y no se debe a un déficit de agua. Generalmente las plantas absorben iones y los acumulan en las hojas; cuando esta acumulación

excede

ciertos

niveles

se

presentan el daño, la magnitud del cual depende de la concentración, del tiempo, de la sensibilidad del cultivo y del uso del agua

por la planta.

Toxicidad de los Cloruros • Si la concentración de cloruros excede la tolerancia de la planta se presentan síntomas de toxicidad, los cuales incluyen quemazón o secamiento de los tejidos que se inicia por los ápices de las hojas y se extiende a lo largo de las márgenes a medida que la severidad de la toxicidad aumenta. • En casos extremos se produce necrosis y defoliación. Para plantas muy sensibles los síntomas se presentan cuando las hojas acumulan entre 0.3 y 1.0% de cloruros en base seca.

Sodio • La respuesta de las plantas al Na intercambiable varía dependiendo de la especie y de las condiciones de salinidad y sodicidad. • Una vez que la planta ha absorbido el Na+ su movilidad dentro de la planta determinará la respuesta de la misma. Si ésta lo puede substituir por K o aún inmovilizarlo tendrá cierto grado de resistencia. • El K actúa como detoxificante del Na y los Cl, por lo cual su aplicación produce efectos positivos. Esto está directamente relacionado con la relación K+/Na+ en la solución.

Boro • Bingham (1986) demostró que el efecto del boro sobre las plantas sigue la misma tendencia que el efecto salino osmótico. • El efecto tóxico del boro se puede atenuar mediante el uso de técnicas de lavado del suelo, pero se debe tener en cuenta que es necesario emplear tres veces más agua que la necesaria para remover las sales solubles.

Efectos Nutricionales • La salinidad o la presencia de determinados iones en el agua de riego induce desbalances nutricionales o deficiencias causando reducción en los rendimientos o daños directos a la planta. • La interacción de la salinidad con la absorción y utilización de nutrimentos tiene muchas implicaciones prácticas relacionadas primordialmente con el tipo de fertilizantes a usar, la adaptación de diversas especies a condiciones salinas y la influencia de la salinidad en la nutrición de iones como N, Ca, K y P.

PARAMETROS PARA EL DIAGNOSTICO DE LA SALINIDAD DE AGUAS Y DE SUELOS El diagnóstico de los problemas de salinidad potenciales o existentes, se hace con base a: El análisis del extracto de saturación de los suelos y a las aguas de riego y del drenaje. •En ellos los principales parámetros predictivos son la conductividad eléctrica (CE) y la relación de adsorción de sodio (RAS). •Adicionalmente, se debe incluir la determinación de algunos iones debido a su naturaleza tóxica como Na, Cl, B, etc.

TÉCNICAS DE MUESTREO DE SUELOS La metodología a emplear es función de la naturaleza de la fuente donde se tomará la muestra. Muestreo La cantidad mínima requerida de muestra para un análisis químico ordinario es de un kilo. Se recomienda que cuando en el suelo exista una capa o costra salina, ésta debe tomarse aparte. Luego de limpiar la superficie del suelo se procede a tomar las muestras a las profundidades predeterminadas.

Cada bolsa debe estar debidamente identificada, se le colocará una etiqueta que consigne el lugar y ubicación del muestreo, la fecha en que se tomó la muestra, el uso que se le da o se le dará al agua y el nombre de la persona que tomó la muestra. En el laboratorio se determinara: Conductividad eléctrica del extracto de saturación, pH, CIC. Cationes: calcio, magnesio, sodio, potasio. Aniones: cloruros, carbonatos bicarbonatos, sulfatos, nitratos.

Sitios de muestreo • Los lugares más frecuentes donde se toman muestras de agua para determinar su calidad y/o cuantificar los contenidos de diferentes iones, son los siguientes:  Canales de riego de diverso orden y regaderas  Pozos a tajo abierto o norias  Pozos tubulares  Presas de almacenamiento  Lagos  Ríos y arroyos  Manantiales  Drenes de diverso orden  Mantos freáticos

Técnicas de muestreo de aguas La metodología a emplear es función de la naturaleza de la fuente donde se tomará la muestra. Forma de muestreo  La cantidad mínima requerida de muestra para un análisis químico ordinario es de un litro.

 Se recomienda que el recipiente sea de plástico y que debe ser enjuagado junto con el tapón con la misma agua de la fuente. Evitar usar recipientes que hayan sido utilizados previamente con bebidas gasificadas.

Técnicas de muestreo de aguas • Cada recipiente debe estar debidamente identificado, se le colocará una etiqueta que consigne: lugar y ubicación del muestreo, fecha en que se tomó la muestra,

uso que se le da o se le dará al agua y nombre de la persona que tomó la muestra.

• En lo posible se debe inmediato el pH y la CE.

determinar

de

Frecuencia de muestreo • Queda definida por la finalidad del trabajo, la exactitud deseada y la disponibilidad de

personal. Para

caracterización

periódica

de

la

calidad del agua de riego: una vez al mes. Para muestreo de agua en canales, drenes y ríos, las muestras se tomarán del

agua en movimiento y a unos centímetros bajo la superficie

Para el caso de muestreo de aguas de pozos profundos,

se

recomienda

tomar

las

muestras después de una hora de iniciado el bombeo. Sí se desea utilizar las aguas del manto freàtico, se tomarán muestras cada mes; si las fluctuaciones son muy fuertes hay que

incrementar el número de muestras.

CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS DE ACUERDO A SU CALIDAD, CON FINES DE RIEGO DE CULTIVOS AGRICOLAS

 Inicialmente basándose en las características químicas del agua, el técnico concluye que el agua a utilizar es buena o no recomendable para el riego.  Con información adicional referente a suelos, cultivos y manejo, la calidad del agua quedará condicionada a estos factores y el técnico podrá definir si el agua es buena o no recomendable para esas condiciones.

 En la determinación de la calidad del agua debe tenerse en cuenta la siguiente observación de carácter general: Sí se carece de información previa sobre la calidad del agua de la fuente, debe llevarse un control completo de todos los parámetros de clasificación por lo menos durante un año. Sí se tiene información o si durante un año se han caracterizado los parámetros que hacen crítica la calidad del agua, en lo sucesivo bastará con centrar la atención en el o los parámetros problema.

CRITERIOS Y PARAMETROS UTILIZADOS EN LA CLASIFICACION Y DIAGNÓSTICO DEL AGUA DE RIEGO

Criterios Contenido de sales solubles

Efecto probable del sodio Sobre las características Físicas del suelo.

Contenido de elementos Tóxicos para las plantas

Parámetros a. Conductividad eléctrica. b. Salinidad efectiva. c. Salinidad potencial. a. Relación de adsorción de sodio b. Carbonato de sodio residual c. Porciento de sodio posible a. Contenido de Boro Contenido de cloruros

Símbolos CE SE SP RAS CSR PSP B CL

Concentración total de sales • Tradicionalmente se le conoce como total de sólidos disueltos (TDS) y se puede expresar

en términos de partes por millón (ppm) o como los miligramos por litro (mg/L). • Conociendo el TDS (para aguas entre 50 y 100 mg/L) se puede calcular el potencial osmótico del agua o solución de acuerdo con la siguiente ecuación: (bar) = - 5.6 x 10 –4 x TDS (mg/l)

Conductividad eléctrica • Es un índice de la concentración total de sales en un agua dada. Todos los valores se estandarizan expresándolos a una temperatura de referencia de 25° C. • Entre la CE y el potencial osmótico existe una relación dada mediante la siguiente expresión:  (bar) = -0.36 CE (dS/m) Esta relación funciona bien en aguas o soluciones con CE entre 3 y 30 dS/m.

• En consecuencia, TDS se puede expresar en términos de la CE usando la siguiente expresión (USSL, 1954): TDS (mg/L) = 0.64 x CE (dS/m)

Análisis químico • Incluye la determinación de cationes y aniones. • Entre los primeros se incluyen calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na) y potasio (K) y

• Entre los segundos se determinan =), corrientemente carbonatos (CO3 bicarbonatos (HCO3-), cloruros (CI-), sulfatos (SO4=) y, en algunos casos, nitratos (NO-3).

• Es posible comprobar la consistencia de los análisis de una manera sencilla, realizando las siguientes pruebas: La suma de cationes en me/L debe ser aproximadamente igual a la suma de aniones en me/L. Para valores de la CE entre 1.0 y 10.0 dS/m puede aplicarse la siguiente relación (U.S.S.L., 1954): Total de aniones o cationes (me/L) = CE (ds/m) x 10

El valor de pH puede compararse con la concentración de CO3=, si el pH del agua es inferior a 8.4 no deben aparecer carbonatos reportados. • A partir de los resultados del análisis químico se han propuesto varios índices para predecir el peligro de sodificación o salinización que produce el uso de un agua para riego de una determinada calidad. • Algunos de ellos cayeron rápidamente en desuso por cuanto comprobaciones experimentales realizadas por distintos investigadores mostraron poca correlación entre el índice y el efecto de las sales.

Salinidad efectiva (Doneen, 1954) • Toma en cuenta la reducción en la concentración de sales a medida que se precipitan los carbonatos de calcio y magnesio. Se expresan mediante la siguiente ecuación: SE= Suma de cationes – (CaCO3 + Mg CO3 + CaSO4)

• En la ecuación se asume un producto de solubilidad prácticamente igual para los carbonatos de Ca y Mg y para el sulfato de calcio. De hecho, ellos difieren marcadamente en su solubilidad presentando valores de 0.015 g/L, 0.106 g/L y 2.0 g/L, respectivamente.

Salinidad potencial • También denominada por Eaton (1954) Salinidad efectiva,. Se calcula sumando el contenido de cloruros y la mitad de los sulfatos expresados en me/L. SP = CI- + ½ SO4= • Para clasificar las aguas de acuerdo con su salinidad efectiva (SE) o salinidad potencial (SP) se usa la siguiente Tabla.

Clasificación de las aguas de acuerdo con su salinidad efectiva (SE) o por su salinidad potencial (SP)

CLASE Buena Condicionada No recomendable

SE o SP me/l Menos de 3 3 a 15 Mayor de 15

Ambos parámetros fueron probados por Ingvalson, Rhoades y Page (1976) en alfalfa con resultados poco satisfactorios pues la correlación encontrada entre ellos y la producción, aunque significativa, fue baja. Esto hizo que su uso decayera rápidamente.

Peligro de sodificación • El sodio presente en una agua de riego

causa un aumento en el sodio presente en la solución del suelo y, en consecuencia, produce un aumento en la saturación del mismo con respecto a la capacidad de intercambio catiónico. Por ello esa relación ha sido tema de investigación por muchos años.

Relación de adsorción de sodio (RAS) • La RAS es un índice efectivo del peligro potencial de una agua en equilibrio con un suelo. Donde todas concentraciones expresan en (Richards, 1954)

las se me/L,

Na RAS  Ca  Mg 2

Carbonato de Sodio Residual (Eaton, 1950) • Otra aproximación empírica que ha sido usada ampliamente para predecir el peligro potencial del Na asociado con la precipitación del CaCO3 es el Carbonato de Sodio Residual (CSR). CSR = (CO3 = + HCO3 -) – (Ca+2 + Mg +2)

• Se debe evitar el uso de este índice puesto que asume la precipitación completa de una cantidad de Ca+2 y Mg +2, ó de bicarbonatos, sin considerar las diferencias en solubilidad de los carbonatos de Ca +2 y Mg +2

Clasificación de las aguas de riego de acuerdo con CSR

CLASE Buena Condicionada No recomendable

VALOR DE CSR (me/l) Menos de 1.25 1.25 – 2.50 Más de 2.50

Porciento de sodio posible (PSP) • Es la cantidad de Na+ que resultaría una vez precipitados los carbonatos de Ca+2 y Mg +2 y el CaSO4 los cuales al precipitarse aumentan relativamente la producción de sodio sobre los demás cationes. • Este índice, por contener la SE, adolece de los mismos defectos que se discutieron para ésta.



Na PSP  x 100 SE

Clasificación detallada de las aguas de riego de acuerdo con el porcentaje de Sodio Posible CONDICION DEL SUELO 1. Cualquiera 2. Suelos orgánicos o suelos livianos 3. Suelos minerales de texturas media o pesadas con menos de 4% de CaCO3 + MgCO3.

PSP 50 % 50 % ó 50 % *

CLASIFICACION buena para riego

50 % **

peligro de sodificación

buena para riego

* Con menos de 10 meq/L de sodio ** Con más de 10 meq/L de sodio

Criterios de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) • La tendencia actual de evaluación de la calidad del agua para riego tiende a ser más

cualitativa que cuantitativa, evitando el uso de clasificaciones rígidas y tratando cada caso en forma elástica y particular.

• Un agua de baja salinidad (menor de 0.5 dS/m y especialmente la menor de 0.2 dS/m) es corrosiva y tiende a lavar la superficie de los suelos eliminando minerales y sales, principalmente de Ca, reduciendo su efecto agregante estabilizador permitido que el suelo se disperse y que las partículas finas taponen los microporos, sellando la superficie y reduciendo la velocidad de infiltración del agua. Como resultado hay formación de costras superficiales y problemas para la emergencia de plántulas (Ayers y Westcot, 1985).

Criterios para evaluar la calidad del agua de riego Problema potencial Salinidad CEa ó TDS Infiltración RAS = 0 – 3 y CEa = = 3–6 = = 6 – 12 = =12 – 20 = =20 – 40 = Toxicidad de iones específicos Sodio (Na+) Riego superficial Riego por asepersión Cloruros (Cl-) Riego superficial Riego por aspersión Boro (B) Elementos traza (ver tabla) Nitratos (N -NO3) Bicarbonatos (HCO3) pH

Unidades

dS/m mg/l

RAS me/l me/l me/l mg/l me/l Rango normal

Grado de restricción en el uso Ligero a Ninguno severo moderado < 0.7 < 450

0.7 – 3.0 450 – 2000

> 3.0 > 2000

> 0.7 >1.2 > 1.9 > 2.9 > 5.0

0.7 – 0.2 1.2 – 0.3 1.9 – 0.5 2.9 – 1.3 5.0 – 2.9

< 0.2 < 0.3 < 0.5 < 1.3 < 2.9

< 3.0 < 3.0

3.0 – 9.0 > 3.0

> 9.0

< 4.0 < 3.0 < 0.7

4.0 – 10.0 > 3.0 0.7 – 3.0

< 5.0 < 1.5

5.0 – 30 1.5 – 8.5

6.5

8.4

> 10.0 > 3.0 > 30.0 > 8.5

Diagrama para la clasificación de las aguas de riego por su CE x 106 y por su RAS

CLASIFICACION DEL AGUA DE RIEGO (Inicial) U.S Salinity Laboratory. CE a 25°C Clasificación gr/l (aprox) mhos/cm C.1. Agua de baja salinidad. 0-250 < 0.2 C.2. Agua de salinidad media. 250-750 0.2-0.5 C.3. Agua altamente salina. 750-2250 0.5-1.5 C.4. Agua muy altamente salina. 2250-5000 1.5-3.0

CLASIFICACION DEL AGUA DE RIEGO (Actual) U.S Salinity Laboratory. CE a 25°C Clasificación mhos/cm Baja salinidad. 0-250 Moderada salinidad. 250-750 Media salinidad. 750-2250 Alta salinidad. 2250-4000 Muy alta salinidad. 4000-6000 Excesivamente alta salinidad. >6000

CLASIFICACION DEL AGUA DE RIEGO U.S Salinity Laboratory. Clasificación S.1. Agua baja en sodio. S.2. Agua media en sodio. S.3. Agua alta en sodio. S.4 Agua muy alta en sodio.

CE=100 mhos/cm 0-10 10-18 18-26 >26

CE=750 mhos/cm 0-6 6-12 12-18 >18

Calidad del agua en riego por goteo • Los equipos de riego por goteo han sido diseñados para funcionar repartiendo a las plantas cantidades muy bajas de agua por unidad de tiempo. Esto implica que el agua debe pasar a través de goteros o aspersores muy pequeños, los cuales pueden ocluirse fácilmente afectando la uniformidad del proceso de riego y otras labores tales como fertilización, control de plagas, enfermedades y malezas que pueden hacerse a través del mismo.

• Los agentes potenciales de daño están relacionados con la calidad del agua para riego y son de tipo químico, físico y biológico. Ellos

actúan

independientemente

pero

también pueden hacerlo en combinación, en cuyo caso los efectos pueden ser más

graves.

• Los agente de tipo físico más importantes son los sólidos en suspensión entre los cuales se tienen las arenas, limos, arcillas y materia orgánica. Los

agentes de tipo químico están relacionados con las precipitaciones de carbonatos de calcio y magnesio, de sulfato de calcio, de fertilizantes

como fosfatos, hierro, zinc, cobre y manganeso y con la presencia de metales pesados en forma de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y

sulfuros, Los agentes biológicos comprenden algas y bacterias de varios tipos.

Máximas concentraciones permisibles de elementos traza en el agua de riego Elemento

Máxima Concentración Permisible (mg/L)

Al

5.0

As

0.10

Cd

0.01

Co

0.05

Cl

0.10

Cu

0.20

F

1.00

Fe

5.00

Li

2.50

Mn

0.20

Mo

0.01

Ni

0.20

Pb

5.00

Se

0.02

V

0.10

Zn

2.00

Sn, Ti, W

Observaciones Causa restricción en el crecimiento en suelos ácidos (pH 5.5). Toxicidad para las plantas variables, por ejemplo 12 mg/L para Pasto Sudán; 0.05 mg/L para arroz. Tóxico para frijoles, remolachas y nabos a concentraciones tan bajas como 0.1 mg/L en soluciones nutritivas. Debido a su acumulación potencial en plantas se recomienda límites conservadores pues puede ser tóxico para humanos. Tóxico para tomate en soluciones nutritivas en concentraciones de 0.1 mg/L. Tiende a inactivarse en suelos neutros y alcalinos. Puede causar toxicidad en algunas plantas. Debido a desconocimiento de sus efectos se recomiendan límites conservadores. Tóxico para muchas especies de plantas en soluciones nutritivas entre 0.1 y 1.00 mg/L. Se inactiva en suelos neutros y alcalinos. No es tóxico para las plantas en suelos bien aireados, pero puede contribuir a la acidificación del suelo, causando disminución del P y Mo aprovechables. En el agua de riego puede causar depósitos en las hojas y equipos. Tolerable por la mayoría de los cultivos hasta 5 mg/L, excepto por los cítricos para los cuales en tóxico a bajas concentraciones (< 0.075 mg/L); actúa en formas similar al boro. Tóxico para muchos cultivos a muy bajas concentraciones. Su toxicidad en común en suelos ácidos. No tóxico para las plantas en las concentraciones normales en los suelos y aguas. Puede ser tóxico para animales que se alimenten con forrajes cultivados en suelos altos en este elemento. Para muchas plantas es tóxico a concentraciones entre 0.5 y 1.0 mg/L. La toxicidad se reduce en suelos alcalinos y neutros. Puede inhibir el crecimiento celular a altas concentraciones. Concentraciones tan bajas como 0.025 mg/L pueden causar toxicidad en plantas. En animales se puede presentar seleniosis cuando se alimentan con forrajes altos en este elemento. Tóxico para muchas plantas a concentraciones relativamente bajas. Es tóxico para muchas plantas a concentraciones variables. A pH 6.0 se reduce su toxicidad. En suelos finos y orgánicos se reduce su toxicidad. Son excluidos efectivamente por plantas.

• Lo anterior implica que debe realizarse un análisis muy completo del agua para determinar las medidas preventivas y equipos adicionales necesarios. Ese análisis debe incluir: • • • • • • • • • •

Sales Dureza Sólidos en suspensión Total de sólidos disueltos Demanda biológica de oxígeno (DBO) Demanda química de oxígeno (DQO) Materia orgánica y otras sustancias orgánicas Microorganismos Metales co0mo Fe, Mn, Zn, Cu Presencia de sulfatos, silicatos, carbonatos, bicarbonatos, óxidos e hidróxidos de metales • Bacterias • Bacterias reductoras de sulfatos

Influencia de la calidad del agua como peligro potencial de solución a sistemas de riego por goteo Problema potencial

Unidades

Grado de restricción en el uso Ligero a Ninguno moderado Severo

Físico Sólidos en suspensión

mg/l

< 50

50 - 100

> 100

< 7.0

7.0 – 8.0

> 8.0

Químico pH Sólidos disueltos

mg/l

< 500

500 – 2000

> 2000

Manganeso

mg/l

< 0.1

0.1 – 1.5

> 1.5

Hierro

mg/l

< 0.1

0.1 – 1.5

> 1.5

Sulfuro de hierro

mg/l

< 0.5

0.5 – 20.0

> 2.0

Número máximo/ml

< 10000

10000 – 50000

> 50000

Biológico Poblaciones bacteriales

MEJORADORES O ENMIENDAS QUÍMICAS • Para recuperar un suelo afectado por sodio se debe lograr que el sodio cambiable se transforme en sodio soluble; esto se logra

adicionando

mejoradores

o

enmiendas

químicas, es decir sustancias que contengan calcio o en el caso que los suelos contengan

suficiente

calcio

precipitado,

generadores de ácidos.

ácidos

o

Los mejoradores pueden agrupar en:

químicos

• Sales solubles de calcio: Yeso SO4Ca.2H2O Cloruro cálcico CaCl2.2H2O • Ácidos o formadores de ácidos: Azufre Polisulfuro de calcio S5Ca Ácido sulfúrico H2SO4 Sulfato de hierro FeSO4.7H2O Sulfato de aluminio Al2(SO4)3.18H2O

se

• Sales de calcio de baja solubilidad Caliza CO3Ca • Residuos industriales

Espumas de azucarería Cales residuales de acetileno.

YESO • Es el mejorador más utilizado debido a su bajo costo; en nuestra zona se le encuentra en las minas de la localidad de Morrope – Lambayeque. Este mejorador es indicado para todo tipo de suelo. • Se le obtiene al pulverizar el yeso sin cocer, dándole una finura tal que el tamaño de las partículas sea igual o menor a 2 mm.

suelo.Na2  SO4Ca  suelo.Ca  SO4 Na2

Se le puede aplicar al suelo de dos maneras: • Extendiéndolo directamente sobre la tierra es decir al voleo, incorporándolo luego con un arado o rastra. A veces se le aplica en dos partes, una antes de pasar los discos y la otra después, posteriormente se le debe aplicar una lámina de lavado; esta práctica permite lograr una buena distribución del yeso entre la superficie y la capa a recuperar.

• Añadiéndolo junto con el agua de riego, utilizando dispositivos especiales o en forma práctica abriendo el saco de yeso, colocando la parte abierta en la acequia,

de preferencia en un punto donde el agua tenga cierta turbulencia.

CLORURO CÁLCICO • Mejorador de elevada solubilidad, 427 gr./l a 20°C; su empleo está limitado por su elevado costo. Este mejorador es indicado para todo tipo de suelo. • Se le aplica extendiéndolo sobre el suelo o con el agua de riego. Una vez incorporado al suelo y en contacto con la humedad del suelo, se produce la siguiente reacción:

suelo.Na2  Cl2Ca  suelo.Ca  2ClNa

AZUFRE • Mejorador de acción lenta, una vez aplicado el azufre, no se debe aplicar la lámina de lavado hasta que éste se oxide y forme ácido sulfúrico (H2SO4). Esta reacción es función entre otros de la finura del azufre, la dosis aplicada, la mezcla con el suelo y otros. En el momento de su aplicación el suelo debe estar en su humedad óptima.

• Este mejorador es indicado para suelos que contengan carbonatos alcalineoterreos. • La manera de aplicación es similar a la del yeso, con la diferencia que no se le aplica agua inmediatamente, par evitar sea lavado. • Previo a su aplicación se debe comprobar sí la dosis a aplicar puede generar la acidificación del suelo, para lo cual se toma una muestra de suelo y se le aplica una cantidad equivalente de ácido sulfúrico;, al medir el pH, éste no debe se menor de 6,0 a 6,5.

• Una vez aplicado y en contacto con la humedad del suelo, se producen las siguientes reacciones:

S 2  3O2  2SO3 (oxidación microbioló gca ) SO3  H 2O  H 2 SO4 H 2 SO4  CO3Ca  SO4Ca  CO2  H 2O suelo.Na2  H 2 SO  suelo.Ca  SO4 Na2

RESIDUOS INDUSTRIALES • Estos productos pueden comportarse como acidificadores o como aportadores de calcio o ambas cosas a la vez. • Las espumas de azucarería, aportan CO3Ca, en forma de un precipitado muy fino fácilmente soluble. El contenido de materia orgánica de estos residuos, estabilizan la estructura del suelo y aportan nutrientes esenciales para el desarrollo de la planta; según Pizarro, la dosis usual de espumas de azucarería es de 10 a 12 tm/ha.

MEJORADORES VS TIPO DE SUELO • De acuerdo al tipo de suelo, unos mejoradores serán adecuados, otros inútiles y otros hasta peligrosos. • Los suelos se pueden reunir en tres grupos: Suelos que contienen carbonatos alcalineotérreos Suelos prácticamente libres de carbonatos alcalineotérreos y con pH > 7.5 Suelos prácticamente libres de carbonatos alcalineotérreos y con pH < 7.5

MEJORADORES Yeso Cloruro de calcio Azufre Polisulfuro de calcio Ácido sulfúrico Sulfato de hierro y aluminio Caliza Espumas de azucarería

• • • • •

A : MA: AR: PU: I :

a) A A MA MA MA MA I I

SUELOS b) A A A A A A PU PU

Apropiado Muy Apropiado Apropiado con restricciones poco útil Inútil

c) A A AR AR AR AR A A

CÁLCULO DE LA DOSIS TEORICA DE UN MEJORADOR

 PSI D t

Dt PSIi PSIf CIC

= = = =

Pe h da p

= = =

i

 PSI f .CIC.Pe.h.d ap 100

Dosis teórica [kg/ha] PSI inicial, en % PSI final, en % Capacidad de intercambio catiónico [me/100 g de suelo] Peso equivalente del mejorador profundidad del terreno a mejorar, [cm] Densidad aparente del suelo [g/cm3].

MEJORADOR Yeso (SO4Ca.2H2O) Cl2Ca.2H2O Azufre (S) Polisulfuro de calcio (S5Ca) SO4H2 Sulfato de hierro (SO4Fe.7H2O) Sulfato de aluminio ((SO4)3ªl2.18H2O) Caliza (CO3Ca) Espuma de azucarería

Pe 86 73 16 100 49 139 111 50 17-23

C 1,25 1,10 1,25 1,25 1,10 1,10 1,10 1,25

DOSIS PRÁCTICA DE UN MEJORADOR

Dp  C.Dt Dp

=

Dosis práctica