SALINIDAD EN CULTIVOS AGRÍCOLAS

Transcripción

1 SALINIDAD EN CULTIVOS AGRÍCOLAS Introducción. La salinización y la alcalinización (sodicación o sodificación) de los suelos agrícolas son quizás los problemas más serios que enfrenta la agricultura en nuestros días. La aceleración de estos procesos se debe a la intensificación global de la desertificación, al bombeo indiscriminado del agua para riego en zonas cercanas al mar y a la introducción masiva de sistemas de riego, sin asegurar que el destino final del drenaje sea el mar. Estos procesos provocan una disminución en el desarrollo y la producción de varios cultivos. En el caso de cultivos sensibles como aguacate, frutales y cítricos está en peligro su existencia. Dentro de los rangos normales de salinidad, la sensibilidad de la planta está determinada sobre todo por la composición de las sales y no por la concentración total de éstas. Concentración total de sales. La conductividad eléctrica (CE) nos sirve para medir la concentración total de sales en una solución, pero no indica qué sales están presentes. La CE se expresa en ds/m (anteriormente denominada mmho/cm). Cuando se habla de la CE, debemos siempre especificar si es la CE del agua de riego, la CE del agua de drenaje o la CE de la solución del suelo. En el caso de la CE de la solución del suelo, hay que especificar en qué estado de humedad del suelo. En laboratorios de suelo se determina la CE del extracto de suelo saturado o una relación determinada de suelo:agua. La siguiente tabla relaciona la medición de la CE en extracto de suelo saturado con la medición en distintas relaciones de suelo:agua : conductividad de extracto de suelo saturado conductividad de extracto de suelo 1:2 conductividad de extracto de suelo 1: a a a a a a a a a a a a a a a 1.10 > 6.00 > 2.25 > 1.10 A medida que el suelo se seca, la CE de la solución del suelo va en aumento. A una misma cantidad de sales aplicada al suelo, la concentración de las sales en la solución de suelo en capacidad de campo será menor, cuanto más agua sea capaz de retener el suelo. Conociendo la CE podemos evaluar, aproximadamente, otros parámetros: Contenido de sales en la solución (en gramos/litro) = CE (ds/m) a 25ºC x 0.64 Presión osmótica de la solución (en atmósferas) = CE (ds/m) x 0.36 Contenido de sales en el agua (en meq/l) = CE (ds/m) x 10

2 En relación con la CE, el Laboratorio de Salinidad de Riverside (USA) clasifica el agua en los siguientes seis grupos: GRUPO C1: CE entre 0.10 y 0.25 ds/m. Agua de Baja Salinidad, apta para el riego de cualquier cultivo, en cualquier tipo de suelo, con baja o nula probabilidad de generar salinidad en los suelos. GRUPO C2: CE entre 0.25 y 0.75 ds/m. Este tipo de aguas se consideran como de Salinidad Media ; pueden usarse para el riego de cultivos, a condición de que exista cuando menos, un lavado moderado de los suelos. La mayoría de cultivos, resisten esta agua, sin prácticas especiales de control. GRUPO C3: CE entre 0.75 y 2.25 ds/m. Este tipo de aguas se consideran como de Salinidad Alta y solamente deben usarse en suelos con buen drenaje y en cultivos resistentes a las sales. GRUPO C4: CE entre 2.25 y 4.00 ds/m. Este tipo de aguas se consideran como de Salinidad Muy Alta y en muchos casos no son recomendables para riego. Sólo deben usarse en suelos muy permeables y con buen drenaje, empleando volúmenes en exceso. Sólo para cultivos muy tolerantes a la salinidad. GRUPO C5: CE entre 4.00 y 6.00 ds/m. Agua de Salinidad Excesiva. Sólo debe usarse en casos muy especiales, extremando las precauciones. GRUPO C6: CE entre 6.00 y Agua no aconsejable para el riego en ningún caso. Composición de las sales del suelo. Los principales cationes presentes en suelo son: Ca2+, Mg2+, Na+ y K+. Los principales aniones presentes en el suelo son: HCO32-, Cl-, SO42-, CO32-, y NO3-. Para conocer la composición de las sales, debemos hacer un análisis químico de la solución. Cualquier elemento puede convertirse en tóxico para la planta si su concentración en la solución del suelo es alta, o si se encuentra en desequilibrio con otros elementos. Los elementos que más frecuentemente pueden encontrarse en la solución del suelo en niveles perjudiciales para las plantas son el cloro, el boro y el sodio, sobre todo en zonas áridas y semiáridas, aunque en determinadas condiciones pueden abundar también en regiones más húmedas. Entre los procesos que favorecen la salinización del suelo mencionaremos los siguientes: Calidad del agua de riego y su manejo. La fuente principal del cloruro, el boro y el sodio es, en muchos casos, el agua de riego. El manejo correcto del riego puede reducir la toxicidad de estos elementos. Bombeo exagerado, sobre todo de pozos cercanos al mar. Lluvias escasas. Una baja pluviometría no asegura el lavado de las sales que se acumulan en el suelo como resultado del riego. No hay aportes de agua a los acuíferos. Se usa agua de menor calidad. Alta evaporación. En regiones con una tasa alta de evaporación las sales se concentran en la capa superior del suelo. Capa freática superficial. Las sales que contiene el agua que llega con facilidad a la superficie del suelo por capilaridad se concentran en la capa superior del suelo. Alta capilaridad del suelo. Relacionado con los dos puntos anteriores. Tipo de suelo. Suelos arcillosos tienden a salinizarse con más facilidad.

3 Depresiones del terreno. Las sales superficiales son arrastradas por el agua a las partes bajas del terreno. Baja capacidad de infiltración. Dificulta la lixiviación de las sales. Drenaje insuficiente. Para el lavado de las sales es necesario asegurar el drenaje interno y superficial. Cloro El cloro es uno de los elementos que más abundan en el agua de riego. Éste aparece como anión cloruro (Cl-). El cloruro es indispensable para el desarrollo de la planta, ya que actúa en procesos vitales como la fotosíntesis, transporte de cationes, apertura y cierre de estomas y división celular. Las plantas lo requieren en pequeñas cantidades (no más de 0.5 meq/l en la solución del suelo), pero cuando su concentración es muy alta el cloruro puede convertirse en un elemento tóxico. El cloruro es absorbido por las plantas en forma activa. Su movimiento de las raíces a las hojas es rápido, siempre acompañando cationes. El cloruro se concentra sobre todo en las hojas, pero se puede encontrar en concentraciones relativamente altas en otras partes de la planta. Según una recopilación de datos de diferentes fuentes, los daños que puede provocar el cloruro son los siguientes: Necrosis de las puntas de las hojas, que avanza con la acumulación de cloruros. En casos graves aparecen necrosis también en las puntas de las ramas. Caída de hojas, flores y frutos. Reducción de la conductividad de los estomas. Reducción del potencial hídrico de las hojas. Reducción de la fotosíntesis. Fruta pequeña y baja producción. Inhibición del crecimiento de la planta. Inhibición del crecimiento de las raíces. La toxicidad del cloruro está determinada por varios factores: Concentración del cloruro en la solución del suelo. Presencia de otros aniones en la solución del suelo. Factores climáticos. Selectividad de absorción por las raíces de la planta. Capacidad de translocación de raíces a hojas. Ritmo de crecimiento de la planta. Estado fisiológico de la planta. Tolerancia de los tejidos. Mecanismos fisiológicos de defensa. Boro El boro es un elemento esencial para el desarrollo de las plantas. Participa en el movimiento de fotosintatos (compuestos que tienen su origen en la fotosíntesis), favorece el movimiento del calcio y tiene mucha importancia en el proceso de polinización y fecundación del óvulo. Su carencia puede provocar problemas en el cuajado de los frutos. La diferencia entre la concentración requerida por la planta ( ppm) y la toxicidad (1.0 ppm en la mayoría de las plantas cultivadas) es muy pequeña, por lo que se debe tener especial cuidado con este elemento. Los síntomas de toxicidad son generalmente zonas amarillentas en las hojas, partiendo de las puntas y difundiéndose hacia la base.

4 Sodio Para la mayoría de las plantas cultivadas no se ha demostrado que el Na sea esencial, aunque se sabe que puede reemplazar al potasio en algunos casos. Muchas plantas cuentan con mecanismos que reducen la absorción y la translocación del sodio a las hojas, por lo que no es común que aparezcan síntomas de toxicidad en éstas, ya que se acumula en tallos, troncos y raíces. Los síntomas de toxicidad del sodio en las hojas son manchas necróticas intervenales. El exceso de sodio puede provocar deficiencias de otros cationes, como potasio, calcio y magnesio. El efecto perjudicial del sodio sobre los cultivos es, en la mayoría de los casos, indirecto, debido a la influencia negativa que tiene este catión sobre la estructura del suelo. El sodio desplaza al calcio y al magnesio del complejo arcillo-húmico, provocando así la dispersión de las partículas del suelo, lo que acarrea el desmoronamiento de la estructura del suelo. El suelo pierde su capacidad de aireación y de infiltración. Además se produce la alcalinización del suelo, pudiéndose elevar el ph por encima de El peligro de alcalinización (o sodicación) del suelo puede determinarse con la ayuda de tres parámetros: Relación de Adsorción de Sodio (RAS), que se calcula según la ecuación: (Todas las concentraciones en miliequivalentes/litro) La importancia de medir el RAS radica en que el ion sodio tiene por característica una fuerte tendencia a desestabilizar la estructura del suelo, causando anorexia en las plantas. En relación con el valor RAS, el Laboratorio de Salinidad de Riverside clasifica el agua en los siguientes cuatro grupos: GRUPO S1 : Valor RAS entre 0 y 10. Son aguas de bajo contenido en sodio, útiles para el riego de la mayoría de suelos y cultivos. GRUPO S2 : Valor RAS entre 10 y 18. Son aguas de mediano contenido en sodio, útiles para el riego de suelos de textura gruesa o de suelos orgánicos con buena permeabilidad. GRUPO S3 : Valor RAS entre 18 y 26. Son aguas de alto contenido en sodio, solo aplicables a suelos yesíferos o a suelos con prácticas especiales de manejo. No son útiles para el riego de cultivos altamente sensibles al sodio, como lo son la mayoría de frutales.

5 GRUPO S4 : Valor RAS mayor de 26. Son aguas de muy alto contenido en sodio, prácticamente inadecuadas para el riego de la mayoría de suelos y cultivos. 2. Porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI), que se calcula según la ecuación: [Na+] [Ca2+] + [Mg2+] + [Na+] + [K+] X 100 (Todas las concentraciones en miliequivalentes/litro) El PSI expresa el porcentaje de Na+ respecto a los demás cationes adsorbidos. Se considera que un suelo puede sufrir problemas de sodicación y dispersión de la arcilla cuando el PSI > 15%. 3. Carbonato de Sodio Residual (CSR), Na2CO3, que se calcula según la ecuación: ( [CO32-] + [HCO3-] ) - ( [Ca2+] + [Mg2+] ) (Todas las concentraciones en miliequivalentes/litro) El concepto de Carbonato de Sodio Residual tiene en cuenta las concentraciones de los aniones carbonato y bicarbonato y de los cationes calcio y magnesio. Un suelo regado con agua con un CSR alto (exceso de carbonatos y bicarbonatos en relación con el contenido de calcio y magnesio) puede transformarse en sódico. Según la CSR podemos clasificar el agua en: Recomendable: CSR inferior a 1.25 meq/l Poco recomendable: CSR entre 1.25 y 2 meq/l No recomendable: CSR superior a 2.5 meq/l

6 Diagrama de Scholer El diagrama de Scholler combina la información de la conductividad eléctrica del agua con la del peligro de alcalinización. En dicho diagrama figuran 24 campos que se asocian a 24 tipos diferentes de aguas: Características de suelos salinos y de suelos sódicos Con respecto al contenido de sales los suelos pueden clasificarse como salinos, sódicos o sódicos-salinos. Suelos salinos: Alta concentración de sales solubles. Buena estructura. Buena permeabilidad. RAS bajo. ph menor de 8.5.

7 Suelos sódicos: Baja concentración de sales solubles. Mala estructura. Reducción de la permeabilidad. Reducción de la aireación. RAS mayor de 13. PSI mayor de 15%. CSR mayor de 2 mm. ph mayor de 8.5 Formación de costra. Suelos sódico-salinos: Alta concentración de sales solubles. Estructura algo dispersa. Permeabilidad algo afectada. Aireación algo afectada. RAS alto. PSI alto. CSR mayor de 1.5 mm. Lavado de sales provoca sodicación. Manejo de agua salina. Siempre tenemos que tener en cuenta que el cultivo no se desarrolla en el agua de riego, sino en la solución del suelo, en la que las sales pueden estar mucho más concentradas. Cuando nos vemos obligados a usar agua con un nivel de salinidad relativamente alto, debemos evitar en lo posible la acumulación de sales en la zona radicular y manejar la fertirrigación de tal forma que se reduzca la absorción de elementos tóxicos. Por sus características el riego por goteo es el más indicado para su uso con agua salina. El riego por goteo nos permite mantener en la zona radicular una humedad cercana a la capacidad de campo, lo que evita una concentración alta de sales. La zona del bulbo mojado que ocupan las raíces se lava continuamente, lo que previene la acumulación de sales. No se mojan las hojas con el agua de riego (las hojas de algunos cultivos absorben con facilidad las sales disueltas en el agua de riego). Hay que tener en cuenta que cuando se riega por goteo existe un riesgo en el momento que comienzan las lluvias. Si no llueve lo suficiente como para desplazar las sales por debajo de la zona radicular, el agua de lluvia puede introducir a la zona radicular las sales acumuladas en la parte superior del bulbo mojado. Por esta razón se recomienda mantener el riego activo durante las primeras lluvias del otoño, si estas son débiles, para evitar la entrada de las sales a la zona radicular. Cuando se riega por goteo, el sistema radicular de la planta es más reducido y, además, hay un lavado constante, por lo que es necesario fertilizar todo el tiempo para evitar carencias y desequilibrios.

8 Requerimientos de lixiviación. Para evitar la acumulación de sales cuando existe un problema de salinidad, se utiliza al regar una cantidad adicional de agua a la que llamamos Requerimiento de Lixiviación (RL). La fórmula más frecuente para calcular el RL es la que desarrollaron en el Laboratorio de Salinidad de Riverside, según la cual: en la que: RL = Requerimiento de lixiviación CEagua = Conductividad eléctrica del agua (ds/m) CEe = Conductividad eléctrica umbral del extracto de suelo saturado (ds/m) Para calcular la cantidad de agua a aplicar con el riego: en la que: (1 + RL) x Qriego Q riego = cantidad de agua de riego programada, según coeficiente de evapotranspiración. En el caso de fertirrigación, el abono se comienza a inyectar después que se hay aplicado el agua de riego adicional. Mejoramiento de suelos sódicos. En el caso de suelos sódicos el proceso de mejoramiento puede llevar años si la estructura del suelo fue dañada, por lo que se debe controlar continuamente la composición de las sales del suelo cuando existe peligro de sodicación. Los medios que se emplean para la enmienda de suelos sódicos son físicos y químicos y están encaminados a mejorar la estructura del suelo. Generalmente se deben combinar dos o más de los siguientes métodos: Siembra de pastos tolerantes para mejorar la capacidad de infiltración. Asegurar drenaje apropiado, también subterráneo si es necesario. Aplicaciones de materia orgánica para mejorar la estructura del suelo. Aplicaciones de azufre para reducir el ph. Aplicación de yeso (SO4Ca) para intercambiar el Na+ por el Ca2+. Aplicaciones de yeso (SO4Ca x 2H2O) como enmienda de suelos sódicos. Para este fin se usa, generalmente, el yeso que se forma en el proceso de fabricación del ácido fosfórico (a veces llamado yeso agrícola), que contiene aproximadamente 90% de sulfato cálcico. Durante el proceso de intercambio del calcio con el sodio adsorbido al complejo arcillo-húmico del suelo se forma sulfato sódico (SO4Na2) que es muy soluble y se lava con facilidad.

9 Al determinar la cantidad anual de yeso a aplicar se debe tener en cuenta que la solubilidad del SO4Ca es muy baja, 2 gramos / litro. El yeso necesario para desplazar 1 meq Na+/100 g de suelo, a una profundidad de 50 cm, es de aproximadamente 8 toneladas de yeso agrícola por hectárea. Según el sodio que queremos desplazar y el agua que recibirá el terreno durante el año se pueden calcular los años necesarios para completar el proceso. En la siguiente tabla se presentan los datos de un suelo sódico que fue tratado con yeso durante 10 años, según Kelley y Brown: Antes de comenzar las aplicaciones de yeso: Al cabo de diez años de aplicaciones: Cationes intercambiables (meq/100 g suelo) Profundidad cm Na + K + Ca 2+ +Mg 2+ PSI ph Cationes intercambiables (meq/100 g suelo) Profundidad cm Na+ K+ Ca2++Mg2+ PSI ph Departamento Agronómico. Gat Fertilíquidos.