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Impacto del agua de riego sobre las propiedades químicas del suelo.

Andriani, J.Especialista en dinámica del agua, técnico del INTA EEA Oliveros.

Palabras claves: riego, calidad agua, PSI.

Introducción

El riego suplementario es una de las técnicas que se ha incrementado mucho en la segunda mitad de la década del 90, con miras a obtener mayores y más estables rendimientos en los cultivos extensivos de la región pampeana. Sin embargo el agua utilizada para este fin proviene en su gran mayoría de aguas subte-rráneas y se caracterizan por ser bicarbonatadas só-dicas, las cuales pueden tener un impacto negativo sobre las propiedades físicas y químicas del suelo y la producción de los cultivos. En la provincia de San-ta Fe los acuíferos son muy heterogéneos y en casi todos los sistemas de riego suplementario se utiliza agua subterránea, que en la mayoría de los casos es de regular a mala calidad. El contenido de sales y la relación de absorción del sodio (RAS), varía mucho de localidad en localidad, y más aún entre regiones. Sin embargo, en líneas generales, el agua de los acuí-feros empleada para riego suplementario en su gran mayoría posee valores medios de concentración de sales, con valores de RAS muy elevados (Castiglioni y col., 2000).

Al ingresar al suelo el agua de riego produce un nuevo equilibrio químico en el mismo, y como con-secuencia, una parte del sodio va a quedar adsorbido a las partículas sólidas. Una medida relativa utilizada para conocer la cantidad de sodio adsorbido por el suelo es la determinación del porcentaje de sodio de intercambio (PSI). Este último valor expresa qué pro-

porción de los sitios totales de adsorción del suelo conocidos como complejo de intercambio catiónico (CIC) está siendo ocupado por el sodio.

El sodio sustituye al calcio y al magnesio en el complejo del suelo y cuando alcanza un valor aproxi-mado de un 15 % de PSI, variable según la textura y tipo de arcilla, el proceso de degradación se tor-na casi irreversible. A medida que aumenta el PSI, las partículas de suelo se hacen más inestables y por lo tanto comienza a producirse una pérdida de la estructura de los suelos. Los rasgos más típicos, observables en un principio, son el encostramiento superficial y la compactación del suelo, que en defi-nitiva producen una disminución en la infiltración del agua en el perfil de suelo. Otra consecuencia de la presencia de altos niveles de sodio es el efecto direc-to de este sobre las plantas produciendo mermas en los rendimientos de los cultivos.

Las sales que contribuyen a generar un problema de salinización son siempre sales solubles y, por lo tanto, fácilmente transportables por el agua. Como el agua es el principal transporte, su acumulación en la zona radical de los cultivos se produce por aporte directo del agua de riego (Prieto y Angueira, 1996). Una alta concentración de sales en el suelo reduce principalmente la disponibilidad de agua para las plantas.

Aún las mejores aguas de riego contienen sales solubles, por lo que en cada aplicación de riego se están incorporando sales al suelo. Si consideramos un agua de valores medios para los acuíferos del sur de Santa Fe de 800 miligramos por litro de sales to-tales, estaremos agregando 8 Kg/ha de sal por cada

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milímetro de agua aplicada con el riego. Es decir, en un promedio de 200 mm de agua de riego al año, un total de 1,6 Tn/ha/año de sales. Para que estas can-tidades de sales no se acumulen en los horizontes superficiales del suelo y afecten la producción de los cultivos es necesaria que las mismas sean arrastra-das por el agua de lluvia y en algunos casos el agua de riego. De tal manera que el agua percole dentro del perfil del suelo y conduzca las sales a capas más profundas fuera del área de crecimiento de las raíces. Si ocurriera esto, las sales solubles en el agua de rie-go no serían un problema para la producción agrícola bajo riego suplementario.

Para evaluar el impacto que puede tener sobre el suelo el agregado de aguas subterráneas con sales de alto contenido en sodio, se realizó un monitoreo anual del suelo en varias localidades del sur de Santa Fe.

Materiales y métodos

A partir del año 1996 y en algunos casos en 1997, se comenzó un muestreo anual del suelo en lotes destinados a cultivos extensivos bajo riego su-plementario. Se eligieron 12 sitios distribuidos en 5 localidades del sur de Santa Fe. Las localidades fue-ron: J.B. Molina, Bombal, Murphy, Maggiolo y Santa Isabel. En todos los sitios en que se hizo el muestreo de suelo el equipo de riego utilizado fue de aspersión con pivote central, excepto en J. B. Molina en donde se utilizó un cañón autoenrrollable.

Los muestreos de suelo se realizaron en los tres primeros horizontes y también en los primeros 5 cm cuando el sistema productivo estaba en siembra di-recta. La extracción de la muestra compuesta por va-rias submuestras se realizó anualmente durante los meses de julio o agosto. Se eligieron estos meses porque en el invierno se producen las menores preci-

pitaciones, permitiendo obtener valores más estables de equilibrio químico.

En todos los casos que fue posible se extrajeron muestras de suelo sin regar del mismo lote de pro-ducción. Las muestras de suelo fueron analizadas químicamente para determinar los siguientes pará-metros: pH, Conductividad eléctrica, Capacidad de intercambio catiónico, Calcio, Magnesio, Potasio y Sodio, y en el último año, Materia Orgánica. Con los valores de Sodio divididos por el de capacidad de intercambio catiónico (CIC), se obtuvo el porcentaje de sodio de intercambio (PSI).

En la Tabla 1 se detallan los tipos de suelo con sus respectivos horizontes y la profundidad de los mismos para las localidades donde se recolectaron las muestras.

En todos los casos se llevó un registro de la cantidad de agua aplicada con el riego y las lluvias ocurridas durante el período de evaluación, como así también de la secuencia de cultivos utilizada.

Resultados

En la Tabla 2 se pueden observar los valores de pH, concentración de sodio y PSI obtenido de los análisis químicos de muestras extraídas antes de comenzar el riego y del último muestreo realizado. En algunos casos (Maggiolo 1 y 2 y Murphy 1,y 2) el riego había comenzado antes del primer muestreo y en ese caso se tomaron muestras del sector no regado del mismo lote. En los sitios de J.B. Molina no hay dato inicial porque todo el lote es barrido por el equipo de cañón y al momento del primer mues-treo ya tenían una campaña agrícola con riego. Las lluvias y los riegos aplicados están expresados en milímetros totales acumulados desde el inicio del rie-go hasta julio del 2000.

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En todos los casos la utilización de agua subte-rránea en el riego produjo un aumento en los valores de pH, en la concentración de sodio en el suelo y por ende un aumento en el PSI, para una amplia gama de valores RAS en el agua. Las diferencias más gran-des en PSI se presentan con la utilización de agua de alto RAS combinada con los milímetros de agua aplicada, aunque existen algunas excepciones como en los sitios de Bombal 1 y Maggiolo 1. Evidente-mente, si bien el RAS del agua y la cantidad aplicada son factores importantes en el aumento del PSI, en el equilibrio químico del suelo intervienen una gran cantidad de factores que pueden hacer varias esas relaciones. Algunos de estos factores podrían ser: los cultivos intervinientes, la cantidad de agua de llu-via (principalmente la posterior cercana a un riego), y el contenido de materia orgánica en el horizonte superficial.

En la Figura 1 se grafican 4 casos del total de los sitios evaluados para mostrar la evolución de la so-

dificación a través de los años. En teoría, al agregar continuamente agua que contiene un RAS medio a alto, el contenido de sodio en el complejo de suelo se eleva progresivamente y el agua de lluvia ayudaría aún más a que el sodio permanezca en el complejo de intercambio (Suárez, 1981). Solo con el agregado de enmiendas cálcicas o magnésicas podría despla-zarse al sodio del complejo del suelo. Sin embargo, hay años coincidentes con bajas aplicaciones de rie-go donde el PSI baja sólo por acción de factores am-bientales que aún no se conocen con precisión. Este hecho puede apreciarse en algunos de los gráficos de la Figura 1, pero también ha ocurrido en otros de los casos evaluados y en algunos establecimientos con riego complementario de la provincia de Buenos Aires y Córdoba (Costa J.L. y Salas P., Comunicación personal).

En la Tabla 3 se muestran los valores de conduc-tividad eléctrica del extracto de saturación para todos los horizontes evaluados. Debido a la estrecha rela-

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ción entre Conductividad eléctrica (CE) y el contenido total de sales, se utiliza esa medida como indicadora de la salinidad en el suelo. Por lo tanto a mayor valor de CE mayor contenido de sales en el suelo.

Ayres y Wescot (1985), y Rohoades, Kandiah y Mashali (1992) determinaron la tolerancia de los cul-tivos y el rendimiento potencial bajo la influencia de distintos niveles de salinidad en el suelo. Encontraron que las plantas de los cultivos expresaban el 100% de su potencial productivo por debajo de ciertos valores de CE del suelo, variables según la especie. Estos valores límites de CE (dS/m) para el máximo potencial de los principales cultivos extensivos, se-gún grado de sensibilidad eran: Maíz 1.7 dS/m, Soja 5.0 dS/m, Trigo 6.0 dS/m, Sorgo 6.8 dS/m y Cebada 8.0 dS/m.

Como se puede observar en la Tabla 3 los valores de CE en el suelo aumentaron con el agregado de agua de riego en todos los sitios en los horizontes superficiales, mientras que en los horizontes más profundos no aumentaron en todos los casos. Estos incrementos en la CE del suelo, aún en el valor más alto alcanzado de 1.268 dS/m (Bombal 1, Horizon-te A), no superan el límite correspondiente al cultivo más sensible (maíz: 1.7 dS/m), para nuestros siste-mas de producción de cultivos extensivos bajo riego suplementario.

Estos datos demuestran que el régimen de lluvias del sur de Santa Fe es suficientemente abundante como para arrastrar las sales agregadas en los rie-gos hacia capas más profundas del perfil.

Conclusiones

• Los valores de soficicación del suelo en su ho-rizonte superficial medidos por el PSI aumenta con el aumento de los años de riego.

• Los actuales registros de PSI en el suelo obte-nidos con el empleo de aguas de riego de alto RAS, alcanzan valores preocupantes desde el punto de vista de la conservación del suelo y la sostenibilidad del sistema.

• En ningún caso los contenidos de sales en el suelo en sistemas bajo riego suplementario en el sur de Santa Fe alcanzan niveles perjudiciales para los cultivos extensivos.

• Bajo los regímenes de lluvia del sur de Santa Fe, las sales aportadas por el agua de riego son arrastra-das hacia capas profundas del perfil del suelo.

• Aún no se han observado pérdidas de rendi-miento en los cultivos extensivos bajo riego suple-mentario por efecto de la sodificación, pero sí proble-mas de estructuración y compactación del suelo.

Bibliografía

• AYERS, R.S. y WESCOT D.W., 1985. Water quality for agriculture. FAO, Irrigation and Drainage, Paper N° 29 rev 1, Roma.

• CASTIGLIONI MARTA, ANDRIANI JOSE M y PECO-RARI CARLOS., 2000. Calidad química de las aguas sub-terráneas destinadas a riego en la provincia de Santa Fe. Para mejorar la producción 13, El agua en los sistemas productivos. INTA EEA Oliveros.

• PRIETO DANIEL y ANGUEIRA, CRISTINA, 1996. Calidad de agua para riego, módulo II. Curso a distancia Métodos de Riego. INTA, Buenos Aires.

• ROHADES J.D., KANDIAH A. y MASHALI A.M., 1992. The use of saline waters for crop production. FAO, Irrigation and Drainage, Paper N° 48, Roma.

• SUAREZ, D.L. 1981. Relation between pHc and so-dium adsorption ratio (SAR) and an alternative method of estimating SAR of soil or drainage waters. Soil Sci. Soc. Am. J., 45: 469-474 (1981).