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Microsoft Word - Las Relaciones Agua Suelo Planta Atmósfera2021
Microsoft Word - Las Relaciones Agua Suelo Planta Atmósfera2021
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1. Introducción.
La importancia del tema puede enfocarse desde varios puntos de vista dependiendo de un
interés particular y de la finalidad que se persigue. Por ejemplo para un estudio de
abastecimiento de agua, las plantas pueden considerarse sólo como consumidoras de agua y
protectoras contra la erosión y los suelos como un sistema de almacenamiento. Por otro lado,
para la producción vegetal es necesario conocer todas las relaciones. Para el ambientalista
este conocimiento debe ser mayor puesto que es necesario considerar la conservación del
ambiente en general y en ese sentido se debe incluir los aspectos de fauna y calidad de vida
para los seres humanos.
para no repetir errores del pasado. Por otra parte, la gran diversidad de métodos de riego y
la necesidad de ser más eficiente en el uso del agua, ha incrementado el interés por el
conocimiento sobre temas relacionados con la capacidad de retención de humedad de los
suelos, la infiltración y uso del agua por las plantas.
Dada la complejidad del tema y conociendo que esas relaciones ocurren simultáneamente,
es muy difícil realizar un análisis que incluya todos los factores. Tradicionalmente el análisis
se realiza considerando pares de componentes y luego se integran todos, por lo general
utilizando modelos de simulación. Siguiendo lo tradicional se hará un análisis de las
relaciones: agua-suelo, suelo-planta, suelo-atmósfera, agua-planta y planta-atmósfera.
A manera de ejemplo y para iniciar la discusión, se analizará la ecuación básica del balance
hídrico en el complejo suelo-cobertura:
6
O su equivalente:
P = Q + Et + ∆Alm (1)
En la cual las entradas al complejo están representadas por la precipitación, P. Las salidas
están integradas por la escorrentía, Q, y la evapotranspiración, Et. Los cambios de
almacenamiento se representan por ∆Alm. Puede notarse que todas las salidas dependen de
factores y variables relacionadas con el suelo, la atmósfera y las plantas. La escorrentía
depende de factores fisiográficos relacionados con suelos y plantas. La evapotranspiración
depende de las plantas, el suelo, el clima y la disponibilidad de agua. Finalmente, la cantidad
y cambios de almacenamiento, dependerán de las características de retención de humedad de
los suelos.
El cuadro 1.3.1 muestra algunos parámetros y variables relacionadas con agua, suelos y
plantas con sus respectivas influencias. De la misma manera, la figura 1.3.1 muestra, en
mayor detalle, las relaciones anteriores.
Influencia sobre
Escorren- Agua Almacena-
Variable o Parámetro
tía subterrá- miento
Et nea Erosión Agua en el Suelo
Textura X X X X X
Estructura X X X X X
Caract . químicas X X X
Retención Humedad X X X X X X
Albedo X
Infiltración X X X
Permeabilidad X X X
Percolación X X X X
Cobertura(plantas) X X X X X X
Clima X X X X X X
7
La retención de humedad se refiere a la capacidad que tienen los suelos de retener humedad.
Esta propiedad de los suelos depende de varios factores entre los cuales se destacan: la textura,
la densidad aparente, los coloides del suelo y la materia orgánica. Durante periodos relativamente
cortos, esa característica es constante, sin embargo, el manejo de los suelos puede cambiarla en
8
sentido positivo o negativo. Por ejemplo, la adición de materia orgánica mejora la retención; por
el contrario, la compactación de los suelos la disminuye.
La infiltración se refiere al paso del agua desde la superficie del terreno hacia el perfil del suelo.
La tasa de infiltración depende de varios factores fijos tales como: a) textura del suelo, b)
estratificación del suelo, c) materia orgánica, d) cobertura y de factores circunstanciales tales
como contenido de humedad del suelo y forma de aplicación del agua. Hay otros factores
modificadores como: compactación, salinidad, encostramiento, etc., que limitan la entrada de
agua.
El ascenso capilar es el movimiento del agua desde el nivel freático por efecto de la capilaridad
de los suelos. El ascenso capilar depende de la textura y composición de los suelos y de los
gradientes de humedad existentes. El ascenso capilar puede alcanzar alturas mayores de un metro.
La curva de drenaje de los suelos indica la forma mediante la cual el suelo pierde agua por efecto
de la gravedad.
Los suelos pueden retener humedad de acuerdo a sus características físicas. El agua en el
suelo es retenida principalmente por los fenómenos de cohesión y adhesión. En el suelo las
partículas del mismo retienen el agua de acuerdo al área de las mismas. La fuerza con que
las partículas retienen el agua es conocida como potencial mátrico del agua en el suelo. El
término retención de humedad está íntimamente ligado a la disponibilidad de agua para las
plantas. Existen tres puntos característicos de humedad en el suelo: a) humedad de
saturación; b) capacidad de campo y c) punto de marchitez permanente.
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Contenido de Humedad (%)
30
25
20
15
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Succión (atm)
30cm(2) 90cm(1) 30cm(2) 60cm(2) 90cm(2)
10
En donde HS es la humedad del suelo y Pa y Ps son los pesos del agua y del suelo
respectivamente. El resultado de HS puede expresarse como una fracción o en
porcentaje. Esta metodología se denomina el método gravimétrico de determinación
de la humedad del suelo. La humedad del suelo se puede determinar por métodos
indirectos tal como se explica en el anexo A.
Otra manera de expresar la humedad del suelo es como un volumen. Esto se basa
en la consideración de que el agua en el suelo ocupa un volumen del mismo. La
figura 2.1.2 presenta un esquema de la conceptualización del volumen de agua
en un suelo. Puede observarse que el perfil del suelo se considera como un cubo
en el cual se presentan los tres componentes principales del suelo: el aire, el agua
y el suelo en sí. El espacio ocupado por el agua y el aire es el espacio poroso o
porosidad. Una muestra de suelo tomada en el campo contiene esos tres
componentes; al determinar la cantidad de agua en base a peso, no se puede
determinar qué volumen del suelo es ocupada por el agua. Al analizar la figura
antes mencionada se puede observar que la humedad de suelo en base a volumen
está representada por d y la profundidad del suelo por D.
11
θ = d/D (2.1.2)
Pa
d p Pa p
e= = w = x s (2.1.3)
D Ps Ps p w
ps
en donde θ es la humedad del suelo en base a volumen, Pa y Ps son los pesos del
agua y el suelo respectivamente y pw y ps son las densidades del agua y el suelo
respectivamente. Como HS = Pa/Ps (Ec, 2.1.1), la densidad del agua es igual a 1 y
la densidad del suelo es igual a la densidad aparente del mismo, pa, entonces:
θ=HS x pa (2.1.4)
dL= HS x pa x D (2.1.5)
retención de humedad de los suelos sólo se usa para estudios especiales. En el anexo
A se presentan métodos para realizar esas determinaciones.
Es necesario enfatizar que para poder realizar estudios detallados para proyectos de
desarrollo y en el manejo de proyectos de riego y drenaje es necesario realizar esas
determinaciones. El costo de los análisis requeridos es tan reducido, en comparación
con las inversiones, que sería irresponsable no hacerlo.
Figura 2.1.3 Variación de la retención de humedad con la textura del suelo y la materia
orgánica.
13
La humedad del suelo es una variable y como tal no se puede medir continuamente,
a no ser por intermedio de aparatos registradores. En la práctica la humedad del suelo
se mide con la finalidad de obtener información para aplicaciones tales como:
controlar el riego, calibración de modelos de simulación, controlar experimentos
agrícolas, estimar la evapotranspiración, etc. Existen varios métodos de medición y
estimación de la humedad; entre ellos se pueden mencionar: a) método gravimétrico,
b) tensiómetros, c) bloques de resistencia, d) sonda de neutrones, e) TDR, f) sensores
de conductividad del suelo.
El agua en el suelo está sujeta a varios potenciales que condicionan la retención de la misma
por el suelo y su movimiento. Los potenciales más importantes son: a) potencial mátrico, o
de succión; b) potencial gravitacional y c) potencial osmótico.
El potencial mátrico, como ya fue mencionado es el potencial de retención por la matiz del
suelo. El potencial gravitacional se refiere al potencial de la gravedad y se refiere a un cierto
plano de referencia. El potencial osmótico o potencial de solutos, se refiere a la fuerza con
que las sales retienen al agua. El potencial total del agua en un punto, será la suma de todos
los potenciales.
2.4. La Infiltración.
Un buen diseño y operación del riego requiere de la optimización del recurso agua y
consecuentemente una gran eficiencia de aplicación de la misma. Como pude verse en la
figura 2.4.3, cada método de aplicación de agua tiene una forma diferente del patrón de
distribución de agua y consecuentemente en cada caso se deberá escoger la metodología que
permita hacer una mejor estimación de la infiltración o manera de aplicar el agua. La gran
diferencia entre los métodos radica en la forma de aplicación de agua. Se pueden mencionar
varias formas de aplicación de agua de acuerdo a la manera de aplicar la misma, la
distribución espacial del agua y la distribución temporal de la aplicación.
Por la forma de aplicación del agua se pueden dividir en: a) superficial, b) aérea y c)
subterránea y d) localizada.
a. Superficial.
En esta forma se utiliza la superficie del terreno como medio de aplicación de agua. Los
casos típicos son el riego por inundación y el riego por surcos. Por lo general el agua se
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mantiene sobre la superficie del terreno por varias horas. La inundación consiste en la
aplicación de agua de tal manera que ésta inunde superficies rectangulares de tamaños
relativamente grandes; este es el caso del riego por melgas. El caso extremo lo
constituye el riego del arroz en el cual la superficie se mantiene inundada durante todo el
ciclo del cultivo. El otro caso lo constituye el riego por surcos en el cual el agua es
aplicada dentro de surcos los cuales sólo ocupan parte del terreno. En ambos casos,
durante la aplicación de agua, se mantiene una lámina cubriendo la superficie y el flujo
es básicamente vertical.
b. Aplicación aérea.
El agua se aplica utilizando el aire como método de aplicación de agua. En este caso, no
se permite el escurrimiento y en consecuencia la aplicación de agua se realiza a una tasa
inferior a la infiltración básica. Al igual que en la anterior, el flujo del agua en el suelo es
vertical. La aplicación aérea se corresponde al riego por aspersión.
c. Aplicación subterránea.
d. Aplicación localizada.
Otra forma de clasificación puede ser por la cobertura espacial y en ese caso se puede dividir
en: a) cobertura total, b) fuente lineal y d) fuente puntual.
a) Cobertura total.
b) Fuente puntual.
Como su nombre lo indica, el agua se aplica en un punto. En este caso, la infiltración
ocurre en todas las direcciones formando los llamados bulbos de humedecimiento y por
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c) Fuente lineal
Como puede deducirse, en este caso tampoco pueden ser utilizados los métodos clásicos
de infiltración.
3. Relaciones suelo-planta
La función más conocida del suelo es la de dar soporte o sustentación a la vegetación. El término
"sustentación" puede interpretarse como el de dar apoyo a la vegetación o como dar alimento o
ambas cosas. En realidad ocurren ambas cosas y de esa manera el suelo proporciona estabilidad
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a las plantas, le ofrece nutrientes y agua. Por otro lado, el suelo puede contener sales y sustancias
tóxicas que perjudican el crecimiento de las plantas y estratos compactados que limitan el
desarrollo de los mismos. Como contrapartida, la vegetación mejora los suelos incorporando
materia orgánica y dándole protección contra la erosión.
El suelo es el principal suministrador de nutrientes para las plantas, sin embargo, el mismo
suelo puede ofrecer limitaciones para el uso de los mismos, tales como el pH. La
disponibilidad de nutrientes para el uso de las plantas dependerá de las formas como están
los nutrientes den el suelo y de la capacidad de intercambio de cationes. Además de lo
anterior, la disponibilidad de nutrientes en el suelo dependerá del contenido de humedad de
los mismos, por otro lado, la absorción de nutrientes por las plantas dependerá de aquellos
nutrientes que estén en menor cantidad, en respuesta a la famosa "ley del mínimo". Este es
un tema muy complejo que no puede ser tratado en detalle en este tipo de documento. El
cuadro 3.1.1 muestra los nutrientes extraídos por algunos cultivos comerciales, indicando la
necesidad de reposición de éstos a fin de mantener la fertilidad de los suelos.
Figura 3.2.1 Rendimiento relativo del maíz de acuerdo al nivel de riego. (Millar, 1984)
El contenido de sales de los suelos tiene influencia sobre la asimilación de agua por los
cultivos ya que aumenta el potencial osmótico de la solución del suelo; esto trae como
consecuencia una disminución del crecimiento de los cultivos. Por otra parte, el contenido de
sodio de los mismos afecta la estructura de los suelos y disminuye la infiltración. La
determinación del contenido de sales de los suelos se realiza mediante análisis de laboratorio
o utilizando métodos indirectos que utilizan la conductividad eléctrica, CE, de la solución del
suelo. En el anexo A se explica la metodología.
El contenido de sales puede expresarse como sales totales (me/l), contenido de sodio (%) o
como conductividad eléctrica, CE, la cual se expresa como milimhos por centímetro
(mmhos/cm). En el caso de sodio se expresa como porcentaje de sodio intercambiable, PSI.
De acuerdo al contenido de sales y de sodio, El United States Bureau of Reclamation ,
USBR(1954) clasifica los suelos como: salinos, salino-sádicos y sódicos no salinos. El
cuadro 3.3.1 presenta los detalles.
23
3.4. Toxicidad
Algunos componentes minerales del suelo pueden ser tóxicos para las plantas o interfieren
la asimilación de nutrientes. Los casos más importantes son los del boro y el aluminio. El
boro puede perjudicar el desarrollo foliar de los cultivos induciendo necrosis de los tejidos.
El aluminio. El aluminio puede perjudicar el desarrollo de las raíces en ciertos estratos
ácidos. Una de las formas de cuantificar ese efecto es el índice de saturación de aluminio.
3.5. Compactación
En los temas anteriores se ha mencionado el efecto de los suelos sobre las plantas; en esta
sección se mencionarán algunos aspectos positivos de las plantas sobre los suelos. Entre los
efectos más importantes son: a) incorporación de materia orgánica, b) protección contra la
erosión, c) mejoramiento de la infiltración, d) fijación de nitrógeno y e) formación del suelo.
25
Uno de los efectos más importantes es la incorporación de materia orgánica al suelo, la cual,
a su vez, además mejorar la fertilidad del suelo, tiene influencia sobre la infiltración, retención
de humedad y erosión. En la figura 2.1.3, antes explicada, puede notarse la influencia de la
materia orgánica sobre la retención de humedad. La erodabilidad de los suelos (factor K de
la USLE) está directamente relacionado al contenido de materia orgánica.
Otro de los efectos de la vegetación lo constituye la fijación de nitrógeno por las bacterias del
suelo, las cuales establecen una simbiosis con las raíces de algunos cultivos, en especial las
leguminosas.
El suelo nace y evoluciona a partir de un material original inerte y de una materia orgánica,
expuestas a la acción del clima y de la vegetación. Este proceso de evolución, denominada
edafogenesis, presenta fases de juventud y madurez, a lo largo de los cuales el material
original y el orgánico se transforman, formando un cuerpo natural tridimensional.
El perfil del suelo es un corte vertical del terreno, que permite estudiar el suelo en su conjunto
desde su superficie hasta el material originario. Al observar un perfil pueden distinguirse
capas que se denominan horizontes dado que su disposición suele ser horizontal o
subhorizontal. Cada uno de ellos suele tener características y propiedades diferentes en un
mismo suelo, de ahí la importancia de su identificación para estudiarlos, describirlos y
muestrearlos separadamente.
La vista y el tacto, como sentidos, un cuchillo y una lupa de mano serán instrumentos básicos de
una prospección de campo.
Para estudiar, describir y muestrear un individuo suelo se delimita de forma arbitraria un volumen
mínimo. Y se puede utilizar como unidad mínima de descripción y muestreo el pedión. Los suelos
presentan una variabilidad espacial significativa con cambios laterales graduales. Pediones cuyas
características varían dentro de intervalos estrechos de unos a otros pueden agruparse en una
misma unidad. Se trata de isopediones: conjunto de pediones contiguos constituyen un
polipedión.
El desarrollo de una clasificación de suelos se propone ordenar los conocimientos y tiene claras
implicaciones en la transferencia de conocimientos y de tecnología. La taxonomía de suelos debe
permitir alcanzar la máxima solidez en la identificación y descripción del objeto, en este caso el
suelo, que sirve de soporte a distintos usos: agrícola, forestal, ingeniería civil, de ocio,
depuración natural, etc.
El fundamento del Soil taxonomy son los horizontes de diagnóstico, los cuales son la respuesta
a un conjunto de procesos edáficos en el espacio y en el tiempo, para dar como producto, un
horizonte.
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Orden
Suborden
Grangrupo
Subgrupo
Familia
Serie
Para definir los niveles taxonómicos, Soil Taxonomy, utiliza como criterios:
Horizontes de diagnóstico
Régimen de humedad:
Ordenes de suelos
Histosol
Son suelos orgánicos que se forman siempre que la producción de materia orgánica sobrepasa a
su mineralización, por lo común en condiciones de saturación casi continua con agua, que impide
la circulación de oxígeno en el suelo.
Aridisol
Falta de agua por aridez del clima o salinidad extrema. Suelos con horizonte ócrico y presencia
de sales en superficie e hidromorfía temporal; o bien, sin presencia de hidromorfía con horizonte
cálcico, o de costra calcárea, o gípsico o cámbico o argílico o nátrico a menos de 1 m de
profundidad. Clima árido en el que la evapotranspiración potencial sobrepasa de lejos a las
precipitaciones durante la mayor parte del año y no se infiltra agua en el suelo.
Vertisol
Mollisol
Riqueza en materia orgánica, horizonte superficial bien estructurado, mullido, rico en bases. Son
casi todos los suelos con superficie profunda, oscura y relativamente fértil (epipedón móllico) se
forman bajo vegetación de pastizales. Poseen saturación de bases, en el perfil, superior al 50%.
Inceptisol
Los inceptisoles son suelos que no han desarrollado características de diagnóstico para otros
órdenes, pero que tienen ciertas características además del epipedón ócrico y los horizontes
álbicos permitidos en los entisoles. Suelos incipientes, poco desarrollados.
Ultisol
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Suelos subtropicales y tropicales muy evolucionados, pobres en bases, con iluviación de arcillas
- horizonte argílico- fuerte alteración, aunque incompleta, de los minerales primarios, saturación
de bases inferior al 35%. Últimas etapas de meteorización y evolución.
Oxisol
Suelos tropicales, ricos en óxidos de Fe y Al, ácidos, pobres en bases, escasa cantidad de
minerales alterables. Se trata de suelos minerales con un horizonte óxico a menos de 2 m de
profundidad o plintita que forma una fase continua dentro de los 30 cm de la superficie mineral
del suelo y sin horizonte espódico o arcilloso sobre el óxico.
Andisol
Espodosol
Suelos ácidos de clima húmedo con procesos de iluviación de materia orgánica con Fe y Al.
Suelos con horizonte espódico situado a una profundidad máxima de 2 m en su inicio -complejo
orgánico con hierro y aluminio.
Alfisol
Suelos con iluviación de arcilla, que ha dado lugar a la formación de horizontes Bt. Riqueza en
bases de media a alta. Son suelos que tienen cantidades significativamente mayores de arcilla en
el horizonte B que en él A, se dividen entre este orden y el de los ultisoles más intemperizados.
Entisol
Suelos jóvenes o escasamente desarrollados. Del inglés recent incluyen suelos de desarrollo tan
superficial y reciente que solo se han formado un epipedón ócrico o, simplemente, horizontes
artificiales.
Gelisol
Suelos formados a partir de materiales minerales u orgánicos gélidos que muestran evidencias de
cryoturbación. Son suelos que contienen materiales gélidos dentro de los 100 cm de la superficie
del suelo; así mismo materiales minerales u orgánicos permanentemente congelados.
30
4. Relaciones agua-planta
El agua es el más importante factor de crecimiento de las plantas. Un suelo fértil con buena
temperatura, pero seco, no puede produce nada. De la misma manera un suelo con mucho agua
no permite un normal desarrollo de las plantas. En esta sección se tratarán los temas de a) agua y
crecimiento, b) déficit de agua, c) excesos de agua, d) calidad del agua y d) evapotranspiración
real.
El crecimiento potencial de las plantas sólo puede ocurrir cuando la humedad del suelo sea
suficiente. El estudio de la relación agua - crecimiento es de suma importancia en la
planificación de la agricultura de secano y en el diseño de riego y drenaje. La respuesta de
las plantas al contenido de humedad dependerá de los potenciales de agua del suelo; de esa
manera, al mismo contenido de humedad, en un suelo arenoso hay mejores condiciones que
en un suelo arcilloso.
capacidad de campo (0.33 atmósferas) y que a -4.9 atm. Los rendimientos se reducen en un
50%. En el caso de la papa, a una tensión de -2.5 atm. Los rendimientos se reducen a 50 %,
indicando las diferencias de respuesta de diversos cultivos.
5
Maiz
4 Papa
Succión (atm)
0
90 80 70 60 50
Rendimiento relativo (%)
31
Lo expuesto en el tema anterior indica que los déficits de agua limitan el crecimiento de las
planta y por lo tanto es necesario definirlos para poder planificar el uso de la tierra y para la
operación de sistemas de riego. Sin embargo, en la práctica, las deficiencias de agua no
ocurren todo el tiempo y por lo tanto es necesario hacer estimaciones, tomando en
consideración el uso de agua por las plantas y el contenido de humedad de los suelos. En el
caso de operación de sistemas de riego se puede determinar la humedad del suelo con una
metodología idónea y tomar las decisiones pertinentes. En el caso de planificación, los
déficits son estimados mediante la utilización de balances hídricos diarios o con modelos de
simulación. Para ello es necesario conocer las características de humedad de los suelos y el
clima. El cuadro 5.2.1 muestra el resultado de balances hídricos diarios para la localidad de
Turén, Portuguesa, Venezuela.
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
DEFICIENCIAS
81 157.2 121.5 133.7 78.1 o o o o o o 1.9 6o.2
83 14o.8 157.7 2o3.8 89.2 o o o o o o o 41.5
84 115 158.8 2o5.7 173.7 4o.7 o o o o o o 14.4
85 151.7 169.2 196.9 146.6 o 5.1 o o o o o 42.2
86 129.7 148.4 185.9 178.5 o o o o o o 6.4 95.1
87 119.6 168.3 165.3 148.9 25.7 o o o o o o 35.8
88 15o.2 164.6 226.1 186.8 59.4 o o o o o o 43.3
89 129.2 152.4 188 176.8 6o.7 o o o o o o 77
9o 136.5 153.7 179.5 147.1 o o o o o o 19.8 124.6
91 155.4 17o.5 122.2 74.1 29.4 5.5 o o o o o 1o.5
92 151.7 152.2 197.8 98.4 1.6 o o o o o o 37.9
93 118.4 157.4 184.9 69.1 o.4 o o o o 1.9 31.1 1o5.8
94 128.5 161.6 2o1.9 182.8 29.1 o o o o o o 62.7
95 153.9 177.3 126 49.2 3.7 o o o o o o 95.7
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
DIAS DE EXCESO DE AGUA EN EL PERFIL
81 o o o o 11 21 18 22 6 o o o
83 o o o o 12 19 6 18 5 7 o o
84 o o o o o o 7 9 5 3 o o
85 o o o o o o o 7 4 o o o
86 o o o o 3 4 13 1 o 3 o o
87 o o o o 5 9 14 8 5 13 o o
88 o o o o o 2o 21 23 18 1 o o
89 o o o o o 8 o 2 1o 2 o o
9o o o o o o 18 14 16 o 6 o o
91 o o o o o 1 13 14 o o o o
92 o o o o o 13 21 13 8 o o o
93 o o o o o 8 4 4 4 o o o
94 o o o o o 1 11 16 9 1 o o
95 o o o o o 14 17 8 6 o o o
32
El exceso de agua en el suelo tiene efectos negativos para el crecimiento de los cultivos. Entre
los efectos negativos se pueden mencionar: a) disminución de la aireación del suelo, b)
disminución de la temperatura del suelo, c) reacciones químicas en el suelo. De todos ellos la
disminución de la aireación del suelo es la más importante. En la práctica es difícil determinar
por separado cada uno de los efectos y por tal motivo, el conocimiento actual de la influencia
de los excesos de agua sobre el crecimiento de los cultivos se hace de manera global basado
en el tiempo de duración de los excesos de agua. Por lo general no se hace distinción entre la
inundación y el exceso de humedad.
Durante una inundación el suelo está totalmente cubierto de agua y por lo tanto el intercambio
gaseoso entre la atmósfera y el suelo se interrumpe y la aireación tiende a cero. Luego del
cese de la inundación el suelo tarda algún tiempo en drenar el exceso de agua. En el caso de
excesos de agua sin inundación, el efecto principal es una limitación del contenido de aire de
los suelos: este es el caso de niveles freáticos altos y de humedad alta en lugares de clima
húmedo.
La calidad del agua puede ser referida a calidad física y calidad química. La calidad física
principal se refiere al contenido de sedimentos y por lo general no afecta a las plantas de
forma apreciable. La calidad química afecta a las plantas de dos maneras: a) por salinidad y
b) por toxicidad.
La calidad del agua de riego es solamente uno de los factores que involucra la salinidad o
alcalinidad de los suelos. Su papel, en muchos casos se ha sobrevalorado o por el contrario
se ha despreciado.
El uso de cualquier agua de riego, a largo plazo, depende más de factores como la intensidad
y frecuencia de lluvias, sistema de riego, drenaje, prácticas de manejo de suelos y tolerancia
de los cultivos a la salinidad y toxicidad más que la calidad del agua en sí misma.
33
Es el parámetro más importante. Este contenido suele ser peligroso cuando al agua
contiene más de 1 gr/Lt Se expresa en términos de conductividad eléctrica (C.E.), que se
define como la facilidad con que la corriente eléctrica pasa a través del agua. Esta medida
es directamente proporcional a la cantidad total de sales ionizadas e inversamente a la
resistencia eléctrica.
S.T. = C.E. x K
K = Constante de proporcionalidad
Por tanto:
PO = 0.36 x C.E.
Donde:
Ejemplo:
Se ha determinado que el agua del río Negromayo (Ayacucho), tiene una C.E. a 25ºC de
3.85 milimhos/cm. Calcular: a) la cantidad de sales solubles totales e interpretar el
resultado; b) la presión osmótica.
Interpretación
Indice de
salinidad C.E. (dS m-1) Riesgo de salinidad
1 < 0.7 Sin problemas
Plantas Forrajeras
Plantas hortícolas
Frutales
Este índice evalúa la acción degradante del agua de riego por la presencia de carbonatos y
bicarbonatos. Esta acción se presenta cuando hay un exceso de éstos sobre la concentración
de Ca y Mg. En estas circunstancias, se presenta las condiciones para que estos cationes
precipiten en forma de carbonatos a medida que la solución del suelo se concentra más; ésta
acción, en circunstancias ordinarias no se completa totalmente, pero a medida que se va
36
Interpretación
0 - 1.25 Buena
Ejemplo:
Se refiere a la proporción relativa en que se encuentra el ion sodio y los iones Ca y Mg; la
acción de estos últimos sobre las propiedades físicas del suelo es contraria a la de aquel.
Na
RAS = ------------------------
√ ½ (Ca + Mg)
Ejemplo:
Se ha determinado que el agua del río Santa Rosa (Lucanamarca – Ayacucho), contiene 888
ppm de calcio, 237 ppm de magnesio y 2.5 meq/Lt de sodio. Calcular la RAS e interpretar el
resultado.
38
Interpretación
S1 0 - 10 Bajo
S2 10 - 18 Medio
S3 18 - 26 Alto
d) La concentración de Boro
La toxicidad es un problema interno donde intervienen también otros iones. Cuando éstos son
absorbidos principalmente por las raíces, se acumula en las hojas mediante la transpiración,
llegando a alcanzar concentraciones nocivas
Los iones tóxicos más frecuentes en las aguas de riego son cloro, sodio y boro.
39
Interpretación
Sodio 3 3 - 9 >9
Cloro 4 4 - 10 > 10
Na Na
-------------------- < 1.0 ---------------------------- < 0.5
Ca + Mg Ca + Mg + K + Na
Ejemplo:
El análisis químico de una muestra de agua del río Manzanayocc (Cangallo) reporta los
siguientes resultados:
f) pH
Normalmente el pH de las aguas, varían entre 7 a 8, fuera de estos valores debe considerarse
como dudosa.
Una forma de disminuir la dureza es aereándola, para que de esta manera se pueda provocar
la precipitación del calcio y el magnesio en forma de carbonatos. En el caso que se requiera
recuperar suelos con excesivo contenido de sodio.
(Z x 2.5) + (Y x 3.5)
G.H.F. = ------------------------------------
10
Donde:
7 - 14 Dulce
14 - 22 Medianamente dulce
22 - 32 Medianamente dura
32 - 54 Dura
Ejemplo:
El análisis químico de una muestra de agua del manantial Utari (Huancasancos), arrojó
los siguientes resultados:
Ca = 360 mg/Lt
Mg = 75 mg/Lt.
EJERCICIOS
1. Un agua de riego tiene las siguientes características: CE = 6.5 mmhos/cm a 25ºC, Lámina de
riego = 0.10 m, Total de riegos = 5. Calcular la cantidad en kg/ha de sales solubles depositadas
en el terreno.
Cationes Aniones
Evaluar el agua para el riego, estableciendo la clase de suelos que podrían ser irrigados sin
riesgo de salinización. Use las normas y el diagrama de Riverside.
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PROBLEMAS PROPUESTOS
Aniones (meq.Lt-1) A B
CO3= 00 0.30
HCO3- 1.54 2.75
SO4= 1.12 2.29
Cl- 0.08 7.07
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Cationes ((meq.Lt-1)
Calcular: %Na, Na2CO3 residual (CSR) e indique la calidad del agua de riego.
5. Las Inter-relaciones.
Todas las relaciones pueden ocurrir simultáneamente y en consecuencia, es muy difícil medir
todo lo que ocurre. El caso más complejo es el del riego. Cuando un cultivo se riega por superficie,
por ejemplo, antes del riego está ocurriendo la redistribución de la humedad por causa de los
potenciales de agua en el suelo; al mismo tiempo el cultivo está evaporando agua y tomando
nutrientes. Durante el riego ocurre infiltración y movimiento de agua en el suelo y continúa la
evaporación y toma de nutrientes por las raíces.
Es muy difícil analizar las Inter-relaciones separadamente y por tanto, es necesario recurrir
a metodologías complejas, como los modelos de simulación, para poder estudiar el
comportamiento de cada uno de los elementos de una manera continua o por eventos.