LA SALINIDAD DEL AGUA DE RIEGO Y DEL SUELO
Natividad Ruiz Baena
Sistema de Asistencia al Regante (SAR)
IFAPA Centro Alameda del Obispo, Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa
INTRODUCCIÓN
La calidad del agua y su influencia sobre las características del suelo, han sido poco atendidas en el pasado, ya que se contaba con un suministro hídrico suficiente y de buena calidad. Hoy día, sin embargo, la escasez de agua es un hecho evidente por la creciente demanda que provoca la sobreexplotación de las fuentes de aprovisionamiento, impidiendo la recuperación en los periodos de recarga y, con ello el agotamiento de los recursos hídricos. La consecuencia para la agricultura es el necesario riego con aguas de baja calidad o con dotaciones deficitarias.
Las zonas de Andalucía más afectadas son las marismas del Guadalquivir y zonas costeras con problemas de sobreexplotación de los acuíferos que provocan su salinización por intrusión marina. Hoy día, un tercio de los suelos agrícolas están afectados por salinidad. Los efectos negativos de la salinización se concretan en la disminución del rendimiento de los cultivos y de manera más drástica en la inaptitud del suelo para el cultivo de manera irreversible. Es necesario por lo tanto, realizar las actuaciones oportunas en relación al mantenimiento de la fertilidad del suelo cuando estos son regados con aguas de mala calidad. Una alternativa sería la utilización de aguas residuales.
LA SALINIDAD Y SUS PARÁMETROS DE MEDIDA
La salinidad se define como la concentración de sales minerales disueltas, presentes en el agua o en el suelo, referidas a una unidad de volumen o de peso. Todas las aguas de riego contienen sales disueltas, cuyo tipo y cantidad depende de su origen y del curso que hayan seguido antes de su utilización. Los principales solutos son los cationes Na+, Ca2+, Mg2 + y K+, y los aniones Cl-, SO4 = , HCO3 -, CO3 = y NO3
-. También pueden encontrarse otros componentes como B, Sr, Li, SiO2, F, Mo, Mn, Ba y Al (Tanji, 1990).
Existen diferentes parámetros para me dir la salinidad: en estudios de campo, la salinidad del agua se suele expresar como conductividad eléctrica (CE), medida en dS m-1 o en mmho cm-1. La medida de la conductividad eléctrica se basa en la aplicación de un potencial eléctrico entre dos electrodos, observándose que la cantidad de corriente que circula varía directamente con la concentración total de las sales disueltas en el agua. La CE tiene en cuenta el efecto osmótico de los diferentes solutos cuando las soluciones están diluidas y los iones completamente disociados. La salinidad del suelo se expresa como la CE del extracto acuoso saturado del suelo, que se mide diluyendo el suelo y obteniendo una pasta saturada para eliminar los efectos de los cambios en el contenido de agua del suelo o en la composición de la solución del suelo. Otra forma de medir la salinidad es mediante el índice de sales solubles totales, expresado en % o en ppm. Para estudios fisiológicos es más común el uso de la concentración molar de la solución (mM o meq L-1).
La clasificación de un agua o un suelo como salino es relativa ya que las respuestas de las plantas y de los suelos a la salinidad son altamente variables. Así, con respecto a las
plantas, la salinidad se entiende como una concentración de sales solubles que excede la
necesaria para el crecimiento óptimo de la planta y tal que puede afectar significativamente las propiedades coligativas de la solución a las que las raíces están expuestas, especialmente por la reducción de su potencial osmótico (Läuchli y Epstein, 1990). En cuanto al suelo, es considerado salino si la conductividad eléctrica del extracto de saturación (CEE) excede de 4 dS m
-1
a 25 ºC.
La calidad de un agua de riego es subjetiva y se tiene que considerar en términos relativos, ya que la calidad real viene determinada por las condiciones específicas de uso, y por numerosos factores externos tales como el cultivo, el clima, el suelo, el método y manejo del riego, etc.
Los principales criterios que determinan la calidad del agua de riego son la salinidad, la sodicidad y la toxicidad iónica específica:
??La salinidad del agua se mide en términos de conductividad eléctrica, como ya se comentó anteriormente. Representa la cantidad total de sales inorgánicas disueltas en el agua.
Calidad del agua de riego según la cantidad de sales disuelta (gramos/litro)
Fuente: Vega y Muñoz-Cobo (2005)
Calidad del agua de riego según su conductividad eléctrica (dS/m)
Conductividad eléctrica (dS/m) Calidad del agua Peligro de salinidad 0 - 1 Excelente a buena Bajo a medio 1 - 3 Buena a marginal Alto
> 3 Marginal a inaceptable (1) Muy alto (1)
Según cultivos
Fuente: Vega y Muñoz-Cobo (2005)
??La sodicidad del agua es la cantidad relativa de sodio. Las aguas de riego con un alto contenido de sodio tienden a producir suelo con niveles altos de sodio intercambiable. El sodio influye en la estabilidad de la estructura del suelo. Para caracterizar el nivel relativo de sodio en las aguas de riego, así como en las soluciones del suelo, se usa la relación de adsorción de sodio (RAS): RAS = Na+/[ (Ca2+ + Mg2+)/2 ]1/2 , donde todas las concentraciones están expresadas en meq l-1. El calcio y el magnesio producen un efecto unificador de las láminas de arcilla del suelo y favorecen el mantenimiento de la estructura del suelo, por lo que el RAS determina la relación entre el elemento disgregador y los elementos unificadores de la estructura de un suelo. Calidad buena Calidad media Calidad baja < 0,77 0,77-2,24 > 2,24
Clasificación de las aguas de riego según RAS y recomendaciones generales para su empleo
RAS Clase de agua Recomendaciones
0 - 10 Baja alcalinidad Se puede usar en casi todos los suelos
10 - 18 Alcalinidad media Puede dar problemas en suelos arcillosos
18 - 26 Alcalinidad alta
Se puede usar en suelos bien drenados y ricos en materia
orgánica y yeso
26 - 30 Alcalinidad muy alta
No se pueden utilizar, salvo que los suelos tengan una salinidad
baja y se realice el enyesado Fuente: Vega y Muñoz-Cobo (2005)
Para más información consultar el libro ‘Cultivo del olivo con riego localizado’ de Miguel Pastor Muñoz-Cobo (Consejería de Agricultura y Pesca-Junta de Andalucía. 2005).
??La toxicidad iónica específica representa la existencia de problemas para los cultivos por la presencia de iones que provocan daños en las plantas a concentraciones superiores a las toleradas. El cloruro, el sodio y el boro son los que pueden presentar mayores problemas de toxicidad en los cultivos.
??Además, hay que tener en cuenta el carbonato sódico residual y las concentraciones máximas recomendadas de oligoelementos en el agua de riego.
LA SALINIDAD DEL SUELO Y EL RIEGO
La salinidad del suelo es un problema que se encuentra, fundamentalmente, en las regiones áridas y semiáridas, relativamente bajas y que carecen de un drenaje apropiado. Es el resultado de la movilización de cantidades de sal por riegos excesivos y la acumulación de las aguas de drenaje en estas áreas, ya sea debido a la baja permeabilidad de los suelos de textura fina que se encuentran en las cuencas y en depresiones o sea por la presencia de una capa freática a poca profundidad y donde las sales ascienden hasta la superficie del suelo como consecuencia de procesos causados por la evaporación.
También en las regiones húmedas, el suelo puede llegar a ser salino en zonas que bordean el mar, sometidas a inundaciones periódicas que hacen que el nivel de salinidad fluctúe, o en marismas y en dunas, donde el rocío salino desempeña un papel importante.
El método de riego empleado tiene una gran influencia tanto en la acumulación y la distribución de las sales en el perfil del suelo como en la producción del cultivo. Asimismo, con un manejo adecuado del riego se puede controlar eficientemente la concentración de sales en el suelo. Cada método de riego tiene unas ventajas y unos inconvenientes:
En el riego por surcos, la salinidad se incrementa preferentemente en ciertas áreas, según la forma de los surcos o de los caballones, lo que puede permitir a las plantas escapar de las altas concentraciones de sales. El riego por inundación en superficies bien niveladas permite aplicar agua de peor calidad que en otros métodos, ya que el control de la salinidad es más sencillo. Sin embargo, en ambos métodos de riego, el consumo hídrico es muy alto y éste es un parámetro que, en zonas áridas y semiáridas es muy importante, más aún si la textura del suelo es gruesa y la infiltración es alta (Losada, 1997).
Por otra parte, el riego por aspersión ofrece la posibilidad de aplicar cantidades inferiores de agua a las que se necesitan en los riegos por superficie. El principal inconveniente de aplicar aguas salinas con este método de riego es que las sales entran en contacto con la superficie foliar y al ser absorbidas provocan daños directos (quemaduras). De hecho, la sensibilidad de los cultivos al riego por aspersión con aguas salinas está más relacionada con la tasa de acumulación foliar de sales (Na+ y Cl-) que con la tolerancia del cultivo a la salinidad del suelo per se (Maas, 1990). Las hojas de árboles frutales como el almendro, el albaricoquero y el cerezo absorben Na+ y Cl- incluso más fácilmente que los cultivos herbáceos (Ehlig y Bernstein, 1959). También las hojas de los cítricos absorben estos iones en cantidades que causan quemaduras foliares, aunque lo hacen más lentamente (Harding et al., 1958).
Por todo ello es necesario usar aguas de mayor calidad en riego por aspersión que en riego por superficie. La extensión del daño depende, además, de la frecuencia y duración del riego y de ciertos factores climáticos: en el riego con aguas salinas por aspersión se deben aplicar dosis mayores y menos frecuentes, ya que el daño foliar está más relacionado con la frecuencia que con la duración (Francois y Clark, 1979). Además, es mejor el riego por la noche, cuando la evaporación es menor. De día se deben evitar las altas temperaturas y el viento.
En cuanto al riego por goteo, evita el daño en las hojas y disminuye el consumo de agua, conservando la humedad del suelo alta, lo que permite mantener baja la concentración de sales debido a la frecuencia de las aplicaciones. Es especialmente beneficioso en los suelos arenosos que tienen una baja capacidad de retención de agua y donde la variación en el contenido de agua durante el intervalo de riego es más pronunciada que en suelos de texturas más gruesas. El único inconveniente es la necesidad de eliminar las sales que se acumulan en el frente del bulbo.
Por último, con los sistemas de riego subsuperficial, el principal inconveniente es el lavado de la zona por encima del emisor, ya que la evaporación y el movimiento ascendente de las sales puede causar la acumulación de las mismas cerca de la superficie, pudiendo alcanzar niveles que pueden llegar a ser tóxicos.
EL LAVADO DE SALES Y EL USO DE AGUAS SALINAS
En todos los métodos de riego, para prevenir la acumulación excesiva de las sales en la zona radical, es necesario aplicar una cantidad extra de agua, la fracción de lavado, de manera que supere a la necesaria para la evapotranspiración. Esta fracción de agua debe pasar a través de la zona radical para desplazar, de este modo, el exceso de sales. La frecuencia y la cantidad de lavado depende de la calidad del agua, del clima, del suelo y de la sensibilidad del cultivo a la salinidad.
Como consecuencia del consumo de energía relativamente bajo, la inundación es el método tradicionalmente empleado para el lavado de sales, aunque no necesariamente es el más eficiente (Losada, 1997). Para un manejo eficiente de las dosis de lavado, éste debe efectuarse en las etapas más sensibles del cultivo. En cuanto a la calidad del agua aplicada en la fracción de lavado, hay que considerar que su conductividad eléctrica debe ser más baja que la de la solución del suelo, ya que cuanto menor sea el contenido de sales del agua de lavado, más efectivo será éste.
El control de la salinidad que lleva a cabo el lavado, se realiza con mayor facilidad en suelos arenosos, donde la evacuación de las sales puede tener lugar incluso con lluvias relativamente escasas. A medida que la textura del suelo es más fina, las dificultades para
prevenir la acumulación de sales en el suelo van aumentando, especialmente si el drenaje es insuficiente.
Dependiendo del grado de lavado y de drenaje, la distribución de sales en el perfil del suelo puede ser uniforme o ser muy irregular. Se puede producir el caso de que el excesivo lavado de sales provoque un aumento en la concentración de éstas en el agua de drenaje. La reutilización de estas aguas sin un manejo adecuado puede afectar a otras zonas que se encuentren aguas abajo. Por ello, la intercepción de las aguas de drenaje es una buena práctica para evitar estos problemas: en la medida que el agua de drenaje todavía sea utilizable para la transpiración por un cultivo de mayor tolerancia a las sales, debe ser interceptada, aislada y reutilizada para el riego (Rhoades, 1989).
Una última técnica de manejo es la mezcla o dilución de las aguas de drenaje con aguas de buena calidad con el fin de aumentar el suministro de agua. Generalmente, se puede obtener una mayor producción de los cultivos manteniéndolas separadas. Esta opción hay que considerarla especialmente cuando se riegan cultivos sensibles a las sales o que se encuentran en una fase de crecimiento más sensible.
Se han propuesto diversas estrategias para el uso de aguas salinas (o reutilizacion de aguas de drenaje salinas). Una es el uso del agua directamente para el riego. Otra forma es alternar aplicaciones de agua salina con aguas de mejor calidad (donde exista esta disponibilidad). Una tercera forma es mezclar el agua de buena calidad con el agua salina. Obviamente, la estrategia mas óptima depende de las circunstancias, o sea el nivel de salinidad del agua salina, la calidad del agua no salina, la tolerancia del cultivo, el tipo de suelo, etc. Aunque no se puede esperar una regla universal para todos los casos, en opinión de algunos autores (Grattan and Rhoades, 1990; Hillel, 1994) es preferible la ‘estrategia ciclica a la de mezcla porque permite al suelo ‘renovarse’ cada cierto tiempo.
BIBLIOGRAFÍA
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Francois, L.E. y Clark, R.A. 1979. Accumulation of sodium and chloride in leaves of
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Grattan, S. R. and J. D. Rhoades (1990). Irrigation with saline ground water and drainage
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Hillel, D. (1994). Rivers of Eden: the struggle for water and the quest for peace in the Middle
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Losada, A. 1997. Fundamentos de la hidrología y de la práctica de los riegos. ETSIA,
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(Tanji, K.K., ed.), pp. 262-304. Amer. Soc. Civil Eng., ASCE Manual and Reports on Engineering Practice Nº. 71, ASCE, New York.
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del Olivo con Riego Localizado. Ed. Mundi Prensa. Coedición Consejería de Agricultura y Pesca. Junta de Andalucía.
Rhoades, J.D. 1989. Intercepting, isolating and reusing drainage waters for irrigation to
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