CURSO

AGUA y RIEGO

CALIDAD DEL AGUA DERIEGO, DETERIORO DE LA

CAPACIDAD PRODUCTIVA DE LOS SUELOS y RELACION SALINIDAD PRODUCTIVIDAD DE LOS CULTIVOS

OBJETIVOS DE LA CLASEMotivar al alumno en el tema de la salinidad del agua de riego y su interaccin con la capacidad productiva de los suelos y con la productividad de los cultivos agrcolas y forestales.

CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO El conocimiento de la calidad del agua de riego es fundamental para la eleccin del mtodo de riego, su manejo y el cultivo a implantar.

CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO RENDIMIENTO DEL CULTIVO. MANTENCIN DE LA CAPACIDAD PRODUCTIVA DE LOS SUELOS.

IMPACTOS AMBIENTALES.

El uso de aguas de riego salinas supone el riesgo de salinizar el suelo, provocando en numerosos casos:1. 2. 3. 4. Disminucin en la produccin del cultivo. Ocasionando toxicidad. Ocasionando problemas de infiltracin. Ocasionando obstrucciones en los sistemas de riego localizado.

Mediante un anlisis fiable del agua de riego se pueden determinar las estrategias de riego que deben llevarse a cabo, segn la salinidad del agua y la tolerancia de los cultivos a esta salinidad.

ASPECTOS RELEVANTES DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO Alkalinidad -- pH, carbonatos Sodio Salinidad total Iones especficos Na, Cl, B, Fe

SALINIDAD El agua de riego contiene determinadas sales que se aaden a las ya existentes en el suelo. Las sales que nos interesan son aquellas que, adems de ser solubles, se descomponen en iones:

SALES PRESENTES Cationes Calcio (Ca2+) Sodio (Na+) Magnesio (Mg2+) Potasio (K+)

Aniones Cloruro (Cl-) Sulfato (SO42-) Biocarbonato (CO3H-) Carbonato (CO32-)

La salinidad del agua de riego se puede determinar por dos procedimientos a) b) Medida del contenido de sales. Medida de la conductividad elctrica.

El contenido de sales y la conductividad elctrica estn relacionadas mediante la frmula:C = 0,64 * C.E C = Contenido salino (g/litro) CE = Conductividad elctrica (dS/m)

Evaluacin de la salinidad. FAO

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA DEL AGUA DE RIEGO+V I R1 cm

V IRR = V/I [ohms] Resistencia elctrica

EC = I/V = 1/R mhos Conductancia elctrica

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA DEL AGUA DE RIEGOmhos EC siemen cm mmho dS 1 1 cm m EC depende de la distancia entre los electrodos y de la concentracin de solutos en el agua.

CRITERIOS DE EVALUACIONC (g/litro)< 0.45

CE (dS/m)< 0,7

RiesgoNinguno

0.45 < C < 2>2

0.7 < CE < 3>3

Ligero a moderado Alto, severo

TOXICIDAD Un exceso de sodio produce sequedad o quemaduras en los bordes exteriores de las hojas. El exceso de cloruro suele manifestarse con quemaduras en la punta de las hojas y avanzar por los bordes.

PROBLEMAS DE INFILTRACIN. Los problemas ms frecuentes relacionados con una infiltracin baja suelen producirse cuando el sodio se incorpora al suelo y deteriora su estructura; los agregados del suelo se dispersan en partculas pequeas que tapan o sellan los poros y evitan que el agua pueda circular e infiltrarse con facilidad.

PROBLEMAS DE INFILTRACIN. El efecto contrario lo producen el calcio y el magnesio, por lo que para evaluar realmente el problema que puede generar un exceso de sodio hay que saber tambin la cantidad de calcio y magnesio que hay en el suelo.

RAS (Relacin de absorcin de sodio Para evaluar los problemas de infiltracin se ha establecido el ndice RAS (Relacin de absorcin de sodio), que viene definido por la siguiente frmula: Donde Na+, Ca2+, Mg2+ representan, respectivamente, las concentraciones de los iones de sodio, calcio y magnesio del agua de riego, expresado en meq/litro.

RELACION DE ADSORPCION DE SODIO RAS

RAS y SALINIDAD A partir del RAS del agua de riego y de la salinidad podemos estimar la reduccin de infiltracin a partir de la siguiente tabla.

Sodium and Salinity Determine Water Infiltration PropertiesSalinity, dS/m4 3 2 1 0 0 10 20 30 40

Good Water Infiltration Poor Water Infiltration

Sodium Adsorption Ratio

RIESGOS DE OBSTRUCCIONESLos slidos en suspensin, las sustancias disueltas o los microorganismos contenidos en el agua de riego pueden producir obstrucciones en los emisores de riego localizado. En la siguiente tabla se recoge el riesgo de obstruccin en funcin de diversas concentraciones.

ANLISIS DEL AGUA.Los anlisis requieren tomar una muestra representativa del agua a analizar, para ello se seguirn las siguientes normas: El recipiente debe ser de vidrio o plstico de aproximadamente un litro de capacidad, se debe de lavar varias veces el envase con el propio agua de riego.

ANLISIS DEL AGUA. La muestra debe ser tomada momento antes de ser llevada al laboratorio, ya que los resultados sern tanto mejor cuanto menor sea el intervalo de tiempo transcurrido entre la recogida de la muestra y el anlisis.

ANLISIS DEL AGUA. En pozos dotados de bomba, debe tomarse la muestra despus de algn tiempo de su puesta en marcha. En ros y embalses se recogen varias tomas en diferentes puntos representativos y se mezclan en una sola muestra. No deben tomarse en zonas estancadas, sino en lugares donde el agua est en movimiento.

ANLISIS DEL AGUA. La muestra debe tomarse a una profundidad intermedia entre la superficie el agua y el fondo. Deben mantenerse en una nevera a una temperatura de unos 5 C Hay que cerrar el envase y etiquetarlo.

ANLISIS DEL AGUA. Junto a la muestra debe acompaarse un informe indicando dnde ha sido tomada, para qu tipo de cultivo va a ser utilizada, caractersticas del suelo y cualquier otra informacin que pueda ser importante para determinar la calidad del agua.

Instrumentos para el anlisis de aguas:

Valores Normales:

INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS. A partir de los datos de CE y RAS se establece una clasificacin del agua segn las normas de Riverside, que es un mtodo fundamental para evaluar la calidad de las aguas de riego.

SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE SALINIDAD Lavado o lixiviacin de sales. Rotacin de cultivos. Cultivos resistentes o tolerantes. Drenaje.

Aplicacin de M. O.

Problemas con aguas alcalinas. Carbonatos y altos pH causan precipitacin de carbonato de calcio.

SOLUCIONES A RIEGO CON AGUA ALCALINA Soluciones buffer. Fertilizantes cidos. Acidificar el agua de riego.

EL FAMOSO HANDBOOK 60 http://www.ussl.ars.usda.gov/h b60/hb60.htm

Diagnstico de la Calidad del Agua.Calidad de las Aguas en los Ros de Chile

I Regin de Tarapac La mayor parte de las cuencas altiplnicas tiene aguas con un importante contenido de arsnico y boro de origen natural. Las zonas agrcolas de los ros Lluta y San Jos son fuentes potenciales de contaminacin por agroqumicos, aumentando la salinidad de los ros. II Regin de Antofagasta Las aguas del ro Loa se caracterizan por su elevada salinidad (producto del sector agrcola circundante ms la fuerte insolacin en la zona) y por el alto contenido natural de boro y arsnico, proveniente principalmente del ro Salado.

III Regin de Atacama El ro Salado contiene altas concentraciones de arsnico, cobre, boro y fierro. En la parte alta del ro, la salinidad se encuentra cercana al punto de saturacin, originndose formaciones de cristales en su curso. El ro Copiap presenta altos contenidos de salinidad, arsnico y boro, y bajos en sodio. Hacia la desembocadura, se registra un incremento de la salinidad, en trminos de cloruros, sodio y manganeso. El ro Huasco presenta un incremento de salinidad hacia aguas abajo, adems de concentraciones relativamente altas de arsnico y boro.

IV Regin de Coquimbo El ro Elqui presenta un incremento en la salinidad hacia aguas abajo, debido al uso agrcola y la actividad minera. El ro Toro presenta una elevada salinidad y altas concentraciones de arsnico, boro, cobre y fierro. El ro Malo no presenta problemas de arsnico y boro, pero s de cobre y fierro. El ro Turbio presenta tambin valores relativamente altos en boro. Aguas abajo, se produce un mejoramiento de la calidad del ro. Las aguas de la cuenca del ro Limar son de baja salinidad, con excepcin del estero Punitaqui. Los esteros El Ingenio y Combarbal presentan valores altos de elementos metlicos, aparentemente producidos por la actividad minera de la zona. Los ros Choapa y Quilimar no presentan problemas.

V Regin de Valparaso Los ros Petorca y la Ligua no presentan problemas. El ro Aconcagua no presenta problemas graves de calidad del agua, debido a su caudal. Adems, recibe las aguas servidas, sin tratar, de Los Andes, San Felipe y La Calera, por lo que presenta relativamente altos recuentos microbiolgicos.

Regin Metropolitana de Santiago El ro Maipo tiene altos contenidos de sales de calcio y magnesio, principalmente sulfatos. Los afluentes del curso medio e inferior no presentan esta caracterstica. Tanto el ro Maipo como el Mapocho presentan contenidos altos de fierro y cobre, asociados a los yacimientos mineros ubicados en la cordillera.

El ro Mapocho presenta acidez y altos contenidos metlicos en su cauce superior y altos contenidos de materia orgnica degradable y microorganismos a su paso por Santiago, experimentando una fuerte recuperacin por efecto del riego y afloramientos de aguas subterrneas en la zona comprendida entre Peaflor y El Monte.

VI Regin del Libertador Bdo. O'Higgins El estero Teniente presenta un pH cido y altos contenidos de cobre y fierro, los que se reducen hacia aguas abajo. Las aguas servidas de Rancagua se descargan sin tratamiento al ro Cachapoal, a travs del estero La Cadena, produciendo un impacto principalmente en trminos microbiolgicos.

VII Regin del Maule a XII Regin de Magallanes Los ros de la VII Regin al sur presentan, en general, una muy buena calidad. Algunos yacimientos minerales de importancia, de aluminio y zinc, se encuentran en la cuenca del ro Aysn. Los principales problemas estn asociados a los grandes centros urbanos, principalmente Concepcin, Temuco, Valdivia y Osorno. Un problema no evaluado es la contaminacin del agua por pesticidas y fertilizantes utilizados para aumentar la productividad agrcola.

Calidad de las Aguas en los Lagos y Embalses

Zona Norte ( I a III Regin) Todos los lagos de la zona norte (excepto el lago Chungar y lagunas circundantes) corresponden a salares, albergando una rica y exclusiva fauna, por lo que corresponden a zonas de proteccin ambiental. Los salares presentan condiciones de calidad muy especiales, con elevadas salinidades. En algunos de ellos, se explotan minerales como el potasio, boro y litio, actividades que podran estar asociadas con algunos problemas ambientales.

Zona Central (IV a VIII Regin) En la zona central, no hay lagos de importancia, pero en ella se concentran los principales embalses para uso agrcola y generacin de energa. El embalse para agua potable ms importante es el embalse Peuelas, en la V Regin. Existe una tendencia a la eutroficacin en los embalses del valle central hacia la costa. Esta tendencia se manifiesta tambin en la laguna de Aculeo y en el lago Rapel.

Zona Sur (IX a XII Regin) Los lagos naturales del sur se caracterizan por una buena calidad de aguas, pero existen problemas locales producidos por descargas de aguas servidas. Desde el lago Ranco al sur, existen numerosas crianzas de salmones, que compiten con el uso turstico del recurso, y que localmente alteran la calidad del agua (aumento de nutrientes). Los escasos lagos de las regiones XI y XII presentan extraordinarias condiciones de calidad. Las descargas de aguas servidas al subsuelo son un problema potencial de esta zona, ya que podran percolar y entregar su aporte de eutroficacin.

Calidad de las Aguas Subterrneas

Cuenca del Ro Lluta Su agua presenta conductividades elevadas, similar a sus aguas superficiales, producto de condiciones geolgicas de la zona. No se detecta presencia de elementos nocivos por efecto de agentes no naturales. Cuenca del Ro San Jos Calidad del agua aceptable para riego y agua potable, con algunas excepciones localizadas. Se detecta presencia de arsnico en algunos puntos, debido a las caractersticas geolgicas de la zona, y sales en algunos pozos de la ciudad de Arica prximos a la costa, debido al fenmeno de intrusin salina.

Pampa del Tamarugal Calidad del agua deficiente por su alto contenido salino debido a causas naturales, aunque existen sectores que presentan aguas de mejor calidad, los cuales se explotan actualmente. En el mediano y largo plazo, existira un riesgo potencial de deterioro de la calidad en tales sectores, producto de una inversin de flujo ocasionada por el intenso bombeo. Cuenca del Ro Loa Las aguas subterrneas difieren muy poco en su calidad en relacin a aguas superficiales. Se detecta una amplia variacin de salinidad y niveles significativos de boro y arsnico, producto de condiciones naturales. Existen sectores en la parte alta de la cuenca con aguas de mejor calidad. No se detecta presencia natural de elementos txicos.

Cuenca del Ro Copiap En general, la calidad del agua es aceptable, con ciertas restricciones para agua potable y riego, debido a la presencia de sulfato en niveles relativamente altos y a conductividades elevadas, por efecto de las caractersticas geolgicas. No se detecta presencia de elementos txicos.

Cuenca del Ro Huasco No se detectan elementos nocivos; sin embargo, se ha encontrado nitrato y nitrito, en niveles bajos.

Cuenca del Ro Elqui No se detectan problemas de contaminacin, ni elementos nocivos. Se ha detectado nitrato, en niveles bajos. Cuenca del Ro Limar Presentan una composicin similar a las aguas superficiales, con un mayor contenido de sales. En algunos sectores, se detectan niveles de cloruro, sulfato, magnesio y salinidad que superan la norma de potabilidad. Se detectan algunos puntos con problemas de contaminacin que se atribuyen a la presencia de actividad minera.

Cuenca del Ro Choapa Calidad de las aguas aceptable en general, con excepcin de algunos pozos de las quebradas Auc, Mincha y Norte, que presentan alto contenido de sales y nitratos. Cuenca del Ro Aconcagua En general, el agua es apta para riego, con valores de sodio y boro en niveles tolerables. Se detecta nitrato en algunos sectores, pero en niveles bajos. Dada su evolucin natural, las aguas se clasifican como duras. No existen antecedentes respecto a elementos nocivos. En la desembocadura existen antecedentes que indican contaminacin por intrusin salina, atribuible tanto a condiciones naturales como a explotacin de los acuferos (en menor grado).

Cuenca del Ro Maipo Se detecta problema de nitrato en los sectores de Maip y Renca. El nitrato sobrepasa los valores aceptables en La Cisterna, Buin, Paine, Renca, San Miguel y Colina.

Cuenca del Ro Rapel En general las aguas son de buena calidad para cualquier uso. Hay pocos casos en los cuales se detecta presencia de elementos txicos, pero en niveles bajos.

Cuenca del Ro Maule Calidad del agua en general aceptable para riego y agua potable; comportamiento homogneo a lo largo del valle. Cuenca del Ro Mataquito Las aguas son aceptables para riego y agua potable, con excepcin de algunos casos en los cuales se han detectado niveles de nitrito sobre los valores aceptables. Cuenca del Ro Itata En general calidad aceptable; se detectan niveles altos de fierro y manganeso atribuibles a factores naturales. Anlisis de pesticidas en principales cursos superficiales indican niveles bajos o no detectables.

Calidad del agua Propiedades fsicas, qumicas, biolgicas y organolpticas del agua. Condicin general que permite que el agua se emplee para usos concretos. La calidad del agua est determinada por la hidrologa, la fisicoqumica y la biologa de la masa de agua a que se refiera. Las caractersticas hidrolgicas son importantes ya que indican el origen, cantidad del agua y el tiempo de permanencia, entre otros datos. Estas condiciones tienen relevancia ya que, segn los tipos de substratos por los que viaje el agua, sta se cargar de unas sales u otras en funcin de la composicin y la solubilidad de los materiales de dicho substrato. Las aguas que discurren por zonas calizas (rocas muy solubles) se cargarn fcilmente de carbonatos, entre otras sales.

En el otro extremo, los cursos de agua que discurren sobre substratos cristalinos, como los granitos, se cargarn muy poco de sales, y aparecer en cantidad apreciable la slice. La cantidad y la temperatura tambin son importantes a la hora de analizar las causas que concurren para que el agua presente una calidad u otra. Lgicamente, para una cantidad de contaminantes dada, cuanto mayor sea la cantidad de agua receptora mayor ser la dilucin de los mismos, y la prdida de calidad ser menor. Por otra parte, la temperatura tiene relevancia, ya que los procesos de putrefaccin y algunas reacciones qumicas de degradacin de residuos potencialmente txicos se pueden ver acelerados por el aumento de la temperatura.

El agua encontrada en estado natural nunca est en estado puro, sino que presenta sustancias disueltas y en suspensin. Estas sustancias pueden limitar, de modo igualmente natural, el tipo de usos del agua. Las aguas hipersalinas o muy sulfurosas, por ejemplo, no se pueden usar como agua potable o de riego. En estos casos, con frecuencia, el carcter del agua la hace indicada para un uso reservado a la conservacin, pues suelen albergar comunidades naturales raras. Los parmetros ms comnmente utilizados para establecer la calidad de las aguas son los siguientes

Oxgeno disuelto pH Slidos en suspensin DBO Fsforo Nitratos Nitritos Amonio Amoniaco Compuestos fenlicos Hidrocarburos derivados del petrleo Cloro residual Zinc total Cobre soluble

Tambin se pueden emplear bioindicadores para evaluar la calidad media que mantiene el agua en periodos ms o menos largos. En este sentido, los propios peces indican las condiciones existentes pero, para anlisis ms finos, se pueden emplear los invertebrados del agua, muy diferentes en sensibilidad a las condiciones del agua dependiendo de las especies. Debido a la cantidad de parmetros que participan en el diagnstico de la calidad del agua y a lo complejo que ste puede llegar a ser, se han diseado ndices para sintetizar la informacin proporcionada por esos parmetros. Los ndices tienen el valor de permitir la comparacin de la calidad en diferentes lugares y momentos, y de facilitar la valoracin de los vertidos contaminantes y de los procesos de autodepuracin.

Los primeros ndices de calidad se aplicaron en los Estados Unidos en 1972. Constan de los valores de diferentes parmetros preseleccionados a los que se aplica un "peso" o importancia relativa en el total del ndice. Para su clculo se seleccionaron, en el caso de los Estados Unidos, el oxgeno disuelto, los coliformes fecales, el pH, la DBO, los nitratos, los fosfatos, el incremento de temperatura, la turbidez y los slidos totales. En Espaa se dise el ndice de calidad con el oxgeno disuelto, los coliformes, el pH, el consumo de permanganato potsico, el amonio, los cloruros, el incremento de temperatura, la conductividad y los detergentes.

NORMAS COMBINADAS Y DIRECTRICES PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL AGUA Las normas combinadas se usan para catalogar la calidad agronmica de un agua. Las de aplicacin ms extensa son: Normas Riverside. Normas Green. Normas Wilcox.

Directrices FAO de calidad del agua para el riego. Las directrices FAO de calidad de un agua de riego se basan en las directrices para evaluar la calidad del agua de riego publicadas por Ayers y Wescot en 1984 y que fueron adoptadas por la FAO en 1987.

Directrices FAO de calidad del agua para el riego. Estas directrices de calidad del agua tratan de cubrir la amplia gama de condiciones existentes en la agricultura de regado en California. Se han utilizado varias hiptesis para definir el mbito de aplicacin de estas directrices. Si las condiciones de utilizacin del agua son muy diferentes de las que aqu se han tenido en cuenta, estas directrices tendrn que ser modificadas. Una discrepancia importante con las hiptesis de partida puede dar lugar a juicios errneos sobre la idoneidad de una determinada fuente de abastecimiento, especialmente si sus caractersticas se sitan en los valores lmites de una de las categoras.

Las hiptesis bsicas tenidas en cuenta son las siguientes: Productividad potencial: Se ha supuesto que los cultivos pueden alcanzar su total capacidad productiva, sin necesidad de prcticas especiales, siempre que las directrices no indiquen restriccin sobre el uso del agua. Una restriccin sobre el uso del agua indica que puede haber limitaciones en la eleccin del cultivo o que ser necesario adoptar tcnicas de gestin especiales a fin de mantener la total capacidad productiva del cultivo. No obstante, la existencia de una restriccin sobre el uso del agua no significa que el agua sea inadecuada para regar.

Condiciones del lugar: La textura del suelo vara entre franco-arenosa y arcillosa con buen drenaje interior. La lluvia es escasa y no tiene una importancia significativa para satisfacer las necesidades de agua del cultivo o para el lavado del suelo. En las zonas de las Sierras Nevadas y de la coste Norte de California, en donde la precipitacin es intensa durante gran parte del ao, las restricciones contenidas en las directrices son excesivamente severas. Se supone la existencia de un buen drenaje y la ausencia de un nivel fretico prximo a la superficie.

Mtodos y horas de riego: Se consideran tanto mtodos de riego superficial como de riego por aspersin. El agua se aade peridicamente, a medida que es necesaria, y el cultivo utiliza una considerable porcin del agua intersticial del suelo, igual o superior al 50%, antes de proceder al siguiente riego. Al menos un 15% del agua aadida percola por debajo de la zona radicular, es decir, la fraccin de lavado es igual o superior al 15%. Las directrices son excesivamente restrictivas para mtodos especializados de riego, tales como el riego localizado, en los que el riego tiene lugar casi diariamente o a intervalos muy frecuentes. Estas directrices no son aplicables a riegos bajo la superficie del suelo.

Consumo de agua por los cultivos: Cada cultivo tiene un ritmo de utilizacin de agua, pero todos absorben agua de la zona prxima a las races en que sta sea ms fcilmente accesible. Cada riego lava la parte superior de la zona radicular y la mantiene a un nivel relativamente bajo de salinidad. La salinidad aumenta con la profundidad y alcanza su mximo valor en la parte inferior de la zona radicular. La salinidad media del agua intersticial es aproximadamente tres veces superior a la del agua de riego.

Las sales arrastradas desde la parte superior de la zona radicular se acumula en cierta manera en la parte baja de las mismas, aunque en ltimo trmino es arrastrada por los sucesivos lavados por debajo de la zona radicular. Los cultivos responden a la salinidad media de la zona radicular. El elevado grado de salinidad en la parte inferior de la zona radicular no tiene gran importancia si la parte alta de dicha zona, que es la parte ms activa, se mantiene en condiciones adecuadas de humedad.

Estas directrices ponen el nfasis en los aspectos de gestin necesarios para poder hacer servir satisfactoriamente agua de cierta calidad. A medida que la calidad del agua es peor las opciones disponibles se reducen y la gestin es ms determinante.

Las restricciones en el uso indicadas a continuacin se han dividido en tres categoras en funcin de la capacidad de gestin necesaria. Si las directrices no indican ninguna restriccin sobre el uso del agua, se supone que los cultivos consiguen su mxima capacidad productiva. Si las directrices indican restricciones severas es posible que el usuario del agua experimente problemas con el suelo y los cultivos, o obtenga una menor produccin por hectrea debido a la deficiente calidad del agua por lo que se harn necesarias tcnicas de gestin especiales. Restricciones moderadas hacen tomar atencin a la seleccin de los cultivos.

REFERENCIAS COMPLEMENTARIAS http://www.unesco.org.uy/phi/libros/uso_eficiente/warkent in.html http://www.infoagro.com/riegos/diagnostico_aguas.asp http://www.infoagro.com/riegos/energia_solar.asp

http://www.usbr.gov/niwqp/biblio/biblmain.html

http://www.ianr.unl.edu/pubs/water/g328.htm http://mie.esab.upc.es/arr/T21E.htm

http://www.chileriego.cl/revista/rev14/006.htmhttp://www.ussl.ars.usda.gov/assessm/assess0.htm