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Calidad del agua para riego
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Calidad del agua para riego

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  • 1. CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO 1.- INTRODUCCIÓN El agua es un elemento esencial para el desarrollo agrícola sostenible; su aprovechamiento, utilización y conservación racionales constituyen elementos en cualquier estrategia de desarrollo. Según FAO (1992), el índice medio de expansión del riego fue del uno por ciento al año a principios de cada década de los sesenta alcanzando un máximo de 2.3 por ciento desde 1972 a 1975. Desde entonces, el índice de expansión se ha reducido y actualmente es inferior al uno por ciento anual. El suelo por otra parte, es un factor que debe ser tomado en cuenta en segunda instancia en todo programa de riego especialmente en cuanto a sus características físico-químicas iníciales. El clima, igualmente afecta el uso y manejo del agua de riego debido principalmente a la temperatura, precipitación, evaporación, etc. El cultivo, como objetivo final de toda actividad agrícola deberá estar en función directa de los tres factores antes mencionados, básicamente enfocados desde el punto de vista de la tolerancia relativa a la salinidad y sequía. Finalmente las prácticas de riego y drenaje así como las prácticas culturales en general, son las que están más directamente controladas por el hombre, deberán estar orientadas, al manejo racional del agua, del suelo y del cultivo, teniendo como objetivo final la objeción de rendimientos económicamente rentables sin deterioro de los mismos. 2.- OBJETIVOS – Determinar la composición química del agua – Determinar la calidad del agua según FAO y USDA 3.- REVISIÓN DE BIBLIOGRAFÍA EVALUACION DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO SEGÚN LA F.A.O. CUADRO N°1: DIRECTRICES PARA INTERPRETAR LA CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO TIPO DE PROBLEMA GUIA DE LA CALIDAD DEL AGUA unidades No hay problema Problema creciente Problema grave SALINIDAD: Afecta a la disponibilidad de agua para la planta ECw mmhos/cm  0,7 0.7 - 3  3 PERMEABILIDAD: Afecta a la tasa de infiltración del suelo ECw mmhos/cm  0,5 0,2 – 0,5  0,2 adj. SAR(1)  Montmorillonita – Smectita  Illita – Vermiculita  Kaolinita – Sesquioxidos < 6 < 8 <16 6 – 9(2) 8 – 16(2) 16 – 24(2) >9 >9 >24 TOXICIDAD IONICA ESPECIFICA(3): Afecta a cultivos sensibles
  • 2. Sodio (Na)  Riego superficial  Riego por aspersión Cloruro (Cl)  Riego superficial  Riego por aspersión  Boro (B) Adj. SAR meq/l meq/l meq/l mg/l < 3 < 3 < 4 < 3 < 0,7 3 – 9 >3 4 – 10 >3 0,7 – 2 >9 >10 >2 EFECTOS DIVERSOS: afecta a cultivos susceptibles Nitrógeno (NO3 – N ó NH4 – N)(4) Bicarbonato (CO3H) aspersores Mg/l Meq/l < 5 < 1,5 5 – 30 1,5 – 8,5 >30 >8,5 PH gama normal (6,5 – 8,4) (1) Para los procedimientos del cálculo ver en cuadro N°3, los valores presentados se refieren al tipo dominante de mineral arcilloso en el suelo. (2) Utilice la gama inferior si ECw <0,4 mmhos/cm; la gama intermedia si 0,4< ECw<1,6 mmhos/cm; el límite superior si ECw >1,6 mmhos/cm. (3) La mayoría de las plantaciones arbóreas y plantas leñosas ornamentales son sensibles al sodio y al cloruro (usar valores indicados). La mayoría de los cultivos anuales no son sensibles. (4) NO3 – N significa nitrógeno en forma de NO3 mientras que NH4 – N significa nitrógeno en forma de NH4 CUADRO N°2: DETERMINACIÓN DE LABORATORIO NECESARIO PARA EVALUAR LA CALIDAD DE AGUA PARA RIEGO DETERMINACION DE LABORATORIO SIMBOLO UNIDAD(1) PESO EQUIVALENTE Conductividad eléctrica Calcio Magnesio Sodio Carbonato Bicarbonato Cloruro Sulfato Boro Nitrato – nitrógeno Acidez – alcalinidad ECw Ca Mg Na CO3 CO3H Cl SO4 B NO3 – N PH(2) mmhos/cm meq/l meq/l meq/l meq/l meq/l meq/l meq/l mg/l mg/l ph 20 12,5 23 30 61 35,4 48 14 Relación de adsorción de sodio ajustado adj. SAR(3) Potasio(4) Litio(4) Hierro(4) Amonio – Nitrato(4) Fosfato – Fósforo(4) K Li Fe NH4 – N PO4 - P meq/l mg/l mg/l mg/l mg/l 39,1 7 14 31
  • 3. (1) Mmhos/cm = milimhos/cm a 25°; (mmhos/cm x 640  mg/l); meq/l = miliequivalentes por litro; mg/l = miligramo por litro. (2) Acidez (ph 1-7); alcalinidad (ph 7- 14); neutro (ph =7,0) (3) Los procedimientos de cálculo figuran en el cuadro N° 3 (4) Situaciones especiales únicamente. CUADRO N°3: CALCULO DE LA RELACIÓN DE ADSORCIÓN DE SODIO AJUSTADA (RAS aj. Ó adj. SAR) La relación de adsorción de sodio ajustado, se calcula a partir de la siguiente ecuación 𝑎𝑑𝑗. 𝑆𝐴𝑅 = 𝑆𝐴𝑅 𝑥 (𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑒) 𝑎𝑑𝑗. 𝑆𝐴𝑅 = 𝑁𝑎 √ 𝐶𝑎 + 𝑀𝑔 2 𝑥 [1 + (8,4 − 𝑝𝐻𝑐)] Donde Na, Ca y Mg están en meq/l del análisis de agua, y pHc se calcula usando las tablas dadas más abajo, que se refieren a los valores de concentración obtenidos del análisis del agua. Luego, los valores de la tabla se sustituyen en la ecuación de pHc: 𝑝𝐻𝑐 = (𝑝𝐾2 − 𝑝𝐾𝐶) + 𝑝(𝐶𝑎 + 𝑀𝑔) + 𝑝(𝐴𝑙𝑘) TABLAS PARA CALCULAR pHc  𝑝𝐾2 − 𝑝𝐾𝐶 se obtine de la suma de Ca + Mg + Na en meq/l.  𝑝(𝐶𝑎 + 𝑀𝑔) se obtiene de la suma de Ca + Mg en meq/l.  𝑝(𝐴𝑙𝑘) se obtiene de la suma de CO3 + CO3H en meq/l. Suma de Ca2+ , Mg2+ y Na+ (meq/l) Valor de (pK2-pKc) Suma de Ca2+ y Mg2+ (meq/l) Valor de p(Ca + Mg) Suma de CO3 2- y CO3H- (meq/l) Valor de p(AlK) 0,05 2,0 0,05 4,6 0,05 4,3 0,10 2,0 0,10 4,3 0,10 4,0 0,15 2,0 0,15 4,1 0,15 3,8 0,20 2,0 0,20 4,0 0,20 3,7 0,25 2,0 0,25 3,9 0,25 3,6 0,30 2,0 0,30 3,8 0,30 3,5 0,40 2,0 0,40 3,7 0,40 3,4 0,50 2,1 0,50 3,6 0,50 3,3 0,75 2,1 0,75 3,4 0,75 3,1 1,00 2,1 1,00 3,3 1,00 3,0 1,25 2,1 1,25 3,2 1,25 2,9 1,50 2,1 1,50 3,1 1,50 2,8
  • 4. 2,00 2,2 2,00 3,0 2,00 2,7 2,50 2,2 2,50 2,9 2,50 2,6 3,00 2,2 3,00 2,8 3,00 2,5 4,00 2,2 4,00 2,7 4,00 2,4 5,00 2,2 5,00 2,6 5,00 2,3 6,00 2,2 6,00 2,5 6,00 2,2 8,00 2,3 8,00 2,4 8,00 2,1 10,00 2,3 10,00 2,3 10,00 2,0 12,50 2,3 12,50 2,2 12,50 1,9 15,00 2,3 15,00 2,1 15,00 1,8 20,00 2,4 20,00 2,0 20,00 1,7 30,00 2,4 30,00 1,8 30,00 1,5 50,00 2,5 50,00 1,6 50,00 1,3 80,00 2,5 80,00 1,4 80,00 1,1 Fuente: FAO (1976). EVALUACION DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA RIEGO SEGÚN EL U.S.D.A. – Las características más importantes que determinan la calidad: – La concentración de sales solubles. – La concentración relativa del sodio con respecto a otros cationes. – La concentración de boro u otros elementos que pueden ser tóxicos – Bajo ciertas condiciones la concentración de bicarbonatos con relación a la concentración de calcio mas magnesio. Relación de adsorción de sodio (RAS ó SAR) La relación de sodio en una solución del suelo, se relaciona con la adsorción de sodio y, en consecuencia, esta relación puede usarse como “índice de sodio” o “del peligro de sodificación que tiene dicha agua”, esta relación es la siguiente: 𝑆𝐴𝑅 = 𝑁𝑎 √ 𝐶𝑎 + 𝑀𝑔 2 En donde: Na, Ca y Mg representan las concentraciones en meq/l de los iones respectivos. En la figura N° 1 se presenta un monograma para determinar el valor de SAR. En este mismo monograma y opuesta a la escala del porciento de sodio intercambiable (PSI) en la cual la relación entre SAR y PSI está dada por: 𝑃𝑆𝐼 = 100 (−0,0126 + 0,01475 𝑆𝐴𝑅) 1 + (−0,0126 + 0,01475 𝑆𝐴𝑅) Esta ecuación empírica se uso para establecer las relaciones entre las escalas PSI y SAR
  • 5. FIGURA N° 1: MONOGRAMA PARA DETERMINAR EL VALOR DE RAS DEL AGUA DE RIEGO Y PARA ESTIMAR EL CORESPONDIENTE VALOR DE PSI DE UN SUELO QUE ESTA EN EQUILIBRIO CON EL AGUA. Diagrama para determinar el RAS de las aguas de riego y para estimar el valor correspondiente del PSI del suelo en equilibrio con el agua. Fuente: Richars L.A (1974)
  • 6. FIGURA N°2: DIAGRAMA PARA LA CLASIFICACION DE LAS AGUAS PARA RIEGO Normas de Riverside para evaluar la calidad de las aguas de riego. (U.S. Soild Salinity Laboratory). Fuente: Blasco y de la Rubia (Lab. de suelos IRYDA, 1973)
  • 7. PELIGRO DE SALINIDAD (conductividad eléctrica) Tipos Calidad y normas de uso C1 Agua de baja salinidad, apta para el riego en todos los casos. Pueden existir problemas sólo en suelos de muy baja permeabilidad. C2 Agua de salinidad media, apta para el riego. En ciertos casos puede ser necesario emplear volúmenes de agua en exceso y utilizar cultivos tolerantes a la salinidad. C3 Agua de salinidad alta, que puede utilizarse para el riego de suelos con buen drenaje, empleando volúmenes de agua en exceso para lavar el suelo y utilizando cultivos muy tolerantes a la salinidad. C4 Agua de salinidad muy alta que en muchos casos no es apta para el riego. Sólo debe usarse en suelos muy permeables y con buen drenaje, empleando volúmenes en exceso para lavar las sales del suelo y utilizando cultivos muy tolerantes a la salinidad. C5 Agua de salinidad excesiva, que sólo debe emplearse en casos muy contados, extremando todas las precauciones apuntadas anteriormente. C6 Agua de salinidad excesiva, no aconsejable para riego. Clasificaciones de las aguas según las normas Riverside PELIGRO DE SODIO (relación de adsorción de sodio) Tipos Calidad y normas de uso S1 Agua con bajo contenido en sodio, apta para el riego en la mayoría de los casos. Sin embargo, pueden presentarse problemas con cultivos muy sensibles al sodio. S2 Agua con contenido medio en sodio, y por lo tanto, con cierto peligro de acumulación de sodio en el suelo, especialmente en suelos de textura fina (arcillosos y franco-arcillosos) y de baja permeabilidad. Deben vigilarse las condiciones físicas del suelo y especialmente el nivel de sodio cambiable del suelo, corrigiendo en caso necesario S3 Agua con alto contenido en sodio y gran peligro de acumulación de sodio en el suelo. Son aconsejables aportaciones de materia orgánica y empleo de yeso para corregir el posible exceso de sodio en el suelo. También se requiere un buen drenaje y el empleo de volúmenes copiosos de riego. S4 Agua con contenido muy alto de sodio. No es aconsejable para el riego en general, excepto en caso de baja salinidad y tomando todas las precauciones
  • 8. apuntadas. 4.- RESULTADOS Y DISCUCION Ca 0,9 meq/l Mg 1 meq/l Na 0,6 meq/l CO3 0 meq/l CO3H 1,2 meq/l PH 6,28 CE 0,197 mmhos/cm Boro 0,5 ppm 𝑺𝑨𝑹 = 𝑵𝒂 √ 𝑪𝒂 + 𝑴𝒈 𝟐 𝑆𝐴𝑅 = 0,6 √0,9 + 1 2 = 0,616 𝒑𝑯𝒄 = (𝒑𝑲 𝟐 − 𝒑𝑲 𝑪) + 𝒑(𝑪𝒂 + 𝑴𝒈) + 𝒑(𝑨𝒍𝒌) 𝑝𝐾2 − 𝑝𝐾𝐶  Ca + Mg + Na en meq/l. = 2, 5  2, 2 + 𝑝(𝐶𝑎 + 𝑀𝑔)  Ca + Mg en meq/l. = 1, 9  3, 0 𝑝(𝐴𝑙𝑘)  CO3 + CO3H en meq/l. = 1, 2  3, 0 8, 2 𝒂𝒅𝒋. 𝑺𝑨𝑹 = 𝑺𝑨𝑹 𝒙 [𝟏 + (𝟖, 𝟒 − 𝒑𝑯𝒄)] 𝑎𝑑𝑗. 𝑆𝐴𝑅 = 0,616 𝑥 [1 + (8,4 − 8,2)] 𝑎𝑑𝑗. 𝑆𝐴𝑅 = 0,7392 CE = 0,197 mmhos/cm La clasificación de la FAO relaciona el riesgo de pérdida de estructura no solo con el RAS sino también con la CE del agua de riego. Sin problema Problema creciente Problema grave CE mmhos/cm RASad >0,5 <6 0,5 – 0,2 6 - 9 <0,2 >9
  • 9. SEGÚN FAO: Sin problemas para RASad, sin embargo hay problemas en la CE EVALUACION DE LA CALIDAD DE AGUAS PARA RIEGO: EFECTOS DE LA RAS Y LOS ELECTROLITOS SOBRE LA INFILTRACION PROBLEMA POTENCIAL GRADO DE RESTRICCION EN EL USO NINGUNO LIGERO A MODERADO SEVERO RAS = 0 – 3 y CEai 6 – 12 12 – 20 20 - 40 > 0,7 >1,9 >2,9 >5,0 0,7 – 0,2 1,9 – 0,5 2,9 – 1,3 5,0 – 2,9 < 0,2 <0,5 <1,3 <2,9 FAO, 1985 SAR = 0,616 CE = 0,197 mmhos/cm 15°C  CLASIFICACION SEGÚN USDA   C1 – S1   Apta para riego en cualquier caso