Agua en el agroecosistema

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Agua en el agroecosistema

  1. 1. 38 Número 45, (38-43), Septiembre-Diciembre 2009 Definición de la aptitud de agua para riego en un agroecosistema del Sur de la Provincia de Córdoba, Argentina María Laura Gomez 1 RESUMEN tion, even for High Sodium–Adsorption ratio (SAR) and electrical conductivities values. FAO classi- La creciente demanda de agua del acuífero li- fications indicate “no restrictions” or “slightly res- bre para riego suplementario en la zona rural trictions” even with SAR >20 and very high electri- de Coronel Moldes, ha aumentado la necesi- cal conductivities values. It’s very well the effect dad de conocer su aptitud para tal uso. Según of soil salinisation and sodification risks for the use la clasificación de Riverside (US Salinity Labora- of inadequate irrigation water and partial studies. tory) el agua del acuífero resultó mayormente It is fundamental to consider integrated studies “inapropiada” por altos valores de Relación de edafo-climatic and the water irrigation quality, Adsorción de Sodio (RAS) y salinidades. Según la that allow to define sustainability practices. clasificación de la FAO, el agua del acuífero fue de “sin restricción” a “restricción ligera o mode- INTRODUCCIÓN rada”, incluso en casos con un RAS > a 20 y altas salinidades. La introducción de sodio y otros ca- El Sur de la provincia de Córdoba, Argentina, in- tiones en la solución del suelo puede imponer un tegra parte de la llamada llanura chaco-pam- estrés en los cultivos, afectar la estructura del sue- peana y posee una economía basada en las lo, permeabilidad y las características químicas actividades agro-ganaderas. En la zona rural de del agua subterránea. Es fundamental considerar Coronel Moldes (Figura 1) la agricultura y la gana- estudios integrados edafo-climáticos que junto a dería son prácticas comunes desde hace más de la calidad del agua para riego, permitan definir 100 años y la presión sobre los recursos ha tenido prácticas de manejo sustentables. un aumento exponencial en los últimos años. El mayor porcentaje del área es usada para el cul- ABSTRACT tivo de soja, maíz y maní, representando el 80 % de todos los cultivos. El resto del área es ocupada The demand of groundwater for irrigating use has por la ganadería y los cultivos de girasol y alfalfa. been increasing in rural area of Coronel Moldes. The aim of this work was to evaluate its aptitude Las condiciones climáticas, esto es, la ocu- for irrigation use. Riverside classifications indicate rrencia de años con meses muy secos y pérdi- that groundwater result “inappropriate” for irriga- da hidríca, junto con las demandas del merca- do nacional e internacional, han llevado a que muchos productores implementen el sistema de Palabras clave: Agua subterránea, aptitud para riego, riego suplementario con equipos de aspersión, a pampa argentina, RAS. partir del agua subterránea dado que es el único Key words: Groundwater, irrigation water quality, recurso hídrico disponible, incluso para el consu- Chacopampean plain, SAR. mo humano. Recibido: 17 de junio de 2009, aceptado: 24 de agosto de 2009 El objetivo del estudio se basa en la clasifica- 1 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. ción del agua del acuífero libre para riego, según (CONICET-IANIGLA), lgomez@mendoza-conicet.gov.ar dos de las clasificaciones más usadas, Riverside
  2. 2. 39 Número 45, (38-43), Septiembre-Diciembre 2009(Richards, 1954) y FAO (Ayers y Westcott, 1985), RESULTADOS Y DISCUSIÓNasí como la comparación de los resultados obte-nidos de cada método. Estas clasificaciones son Localización del área y características generales:las más utilizadas y difundidas en Argentina en el El área de estudio se localiza al Sur de la provin-asesoramiento a productores tanto del ámbito cia de Córdoba, entre los 33º 30’ y 33º 40’ latitudprivado como de los centros de investigación y Sur y 64º 30’ y 64º 45’ longitud Oeste (Figura 1).servicios públicos. Abarca 440 km2 y se eleva en promedio unos 400 m sobre el nivel del mar. Se intenta demostrar la limitación que puedeocurrir al definir la aptitud de aguas para riego Según la clasificación de Thornthwaite (1948)únicamente desde las características químicas y el clima de la zona es del tipo Mesotermal (me-cómo esto puede limitar una práctica eficiente dia de 16 ºC) subhúmedo-húmedo con nula ay sustentable de los recursos. El estudio preten- pequeña deficiencia de agua. La precipitaciónde aportar información necesaria en la tarea de media anual para una serie de 111 años (1896-clasificación de aptitudes de usos apropiados e 2007) es de 831 mm y con una evapotranspira-integrales. ción real de 719 mm/año. Alrededor del 80% de las precipitaciones ocurren durante los meses deMATERIALES Y MÉTODOS octubre y abril, marcando la clara estacionali- dad del clima para esta zona. Durante el periodoPara llevar a cabo los objetivos se realizaron es- más lluvioso la distribución de las precipitacionestudios meteorológicos, hidrogeológicos e hidro- es irregular ocurriendo meses de alta necesidadgequímicos del agua subterránea del acuífero de agua, aunque los más importantes ocurrenlibre en un área de 440 km2 (Figura 1). Se deter- durante los meses de invierno, registrándose aquíminaron análisis de texturales y de capacidad de los mayores déficits.intercambio catiónico a suelos y sedimentos dela zona. Estudios del INTA Manfredi (Gorgas y Tassile, 2003) señalan que los suelos de la zona rural de El análisis físico-químico de las muestras de Coronel Moldes corresponden a Haplustoles údi-agua incluyó la determinación de pH, conduc- cos, Haplustoles típicos y Agiustoles. Estos suelostividad eléctrica y de componentes mayoritarios son franco arenosos, profundos (más de 100 cm),(HCO3-, SO4-2, Cl-, Na+, K+, Ca+2 y Mg+2). con moderada capacidad de intercambio de bueno a algo excesivamente drenados. El recurso hídrico subterráneo fue clasificadoutilizando el conocido diagrama del Laboratorio El acuífero libre está conformado por sedi-de Salinidad de Riverside para riego definido por mentos arenosos finos-limosos de origen eólico,Richards (1954) y la clasificación de la FAO desa- se extiende hasta los 45-60 m de profundidad y larrollada por Ayers y Westcott (1985). profundidad del nivel freático varía entre los 2,6 y Figura 1. Mapa de ubicación del área de estudio.
  3. 3. 40 Número 45, (38-43), Septiembre-Diciembre 2009 14 m. Es común la presencia de niveles entosca- sodicidad y toxicidad (Richards (1980), Suárez dos (cementados con CaCO3) discontinuos y a (1981), Pizarro (1985) y Ayers y Westcott (1985). diferentes profundidades. La salinidad determina los efectos de las sa- La composición química del agua es domi- les en el crecimiento de los cultivos que son en nantemente bicarbonatada sódica y bicarbo- su mayoría osmóticos y están relacionados a la natada-sulfatada sódica, resultando, en general, concentración total de sales. La sodicidad está aguas dulces con conductividad eléctrica (CE) relacionada a la excesiva cantidad de sodio menor a 3130 µS/cm (Tabla 1). intercambiable en el suelo lo cual produce un deterioro de la permeabilidad y de la estructura Todas las muestras analizadas (38) presen- del suelo, mientras que la toxicidad hace referen- tan como catión dominante al Na+ (Tabla 1). La cia a que algunos solutos tienen efecto tóxico di- abundancia relativa de los cationes en el agua recto sobre los cultivos. subterránea es Na+ > Ca+2 > Mg+2 > K+ y el Na+ representa el 90% del total de éstos. El Ca+2 y el La CE y el Na+ son dos parámetros fundamen- Mg+2 representan el 8% del total de los cationes tales que definen la aptitud del agua para riego. y provienen del proceso de disolución de carbo- El alto contenido de sales en el agua de irriga- natos junto con los procesos de meteorización de ción genera un aumento de la presión osmótica los silicatos (anfíboles, piroxenos y plagioclasas) en la solución del suelo, disminuyendo la adsor- integrantes del loess (Gómez, 2009). Junto a estos ción de agua por parte de las plantas. Las sales, procesos se dan aquellos de intercambio con las además de afectar directamente el crecimiento arcillas, especialmente con la illita y montmorri- de las plantas, afecta la estructura del suelo, su llonita (Ortolani, 2007). Ambos elementos, Ca+2 y permeabilidad y estructura, afectando indirecta- Mg+2, son capturados por las arcillas ricas en Na+ mente el crecimiento de la planta (Douchafour, y K+, resultando en un aumento de Na+ y K+ en el 1984). agua subterránea. El Na+ en altas concentraciones en agua de Los procesos de intercambio iónico son impor- riego genera una peligrosidad sódica dada por tantes para las plantas y el control hidroquímico un aumento de este elemento en las posiciones del agua subterránea, por lo que su determina- de intercambio de las arcillas destruyendo la es- ción fue necesaria. Dado que los procesos de in- tructura del suelo, debido a la dispersión de las tercambio afectan principalmente a los cationes mismas (Douchafour, 1984). Como resultado, el es por ello que se habla de Capacidad de Inter- suelo se vuelve relativamente impermeable y cambio Catiónico (CIC). Los valores de CIC para puede llegar a ser muy difícil su cultivo. los sedimentos de esta zona resultaron entre 15,1 y 17,8 meq/100gr. La clasificación de agua para riego de Ri- chards (1954) considera la peligrosidad sódica y Aptitud para riego salina a partir del índice RAS y el valor de conduc- Los criterios más importantes que definen la ca- tividad eléctrica (expresada en µS/cm) respecti- lidad de agua para riego y su asociación con el vamente. La peligrosidad sódica mide la relación peligro potencial para los cultivos son salinidad, de Na+ respecto a la de Ca+2 según la relación de
  4. 4. 41 Número 45, (38-43), Septiembre-Diciembre 2009adsorción de sodio (sodium –adsorption ratio) oRAS (Relación de Adsorción de Sodio): El diagrama que relaciona la salinidad y el RASy define su aptitud para riego se presenta en laFigura 2. El otro método desarrollado por Ayers yWestcott (1985) para la FAO también se basa enlos valores de RAS y CE aunque con intervalos ycategorías de clasificación diferentes (Tabla 2),permitiendo valores de RAS superiores en rela-ción a la otra clasificación. Según la clasificación de Riverside el aguasubterránea de Coronel Moldes se ubica en loscampos C3S2, C3S3, C4S4, C4S2, indicando cali-dades “Buena a Regular”, esto sería, aptas perocon precauciones, y “Regular a Mala”, esto es,inapropiada, dada por su media a alta peligrosi-dad salina y su media a alta peligrosidad sódica(Figura 2). Según esta clasificación, el alto con- Figura 2. Diagrama para la clasificación del agua para riego (Labo-tenido en sales y de sodio determina que dichas ratorio de Salinidad de EEUU). Agua subterránea acuífero libre Co-aguas no sean aptas para riego, siendo mayor- ronel Moldes. Clase 1: Aptitud excelente. Clase 2: Aptitud buena.mente importante en suelos con drenaje limita- Clase 3: Aptitud buena a regular. Clase 4: Aptitud regular a mala.do. La clasificación de agua para riego según el ción es el del carbonato de sodio residual (CSR-laboratorio de Riverside se basa en criterios esta- tiene en cuenta los contenidos de carbonatos yblecidos para zonas áridas y semiáridas de EE.UU. bicarbonatos) dado que en los suelos, el aguay es muy exigente para zonas más húmedas don- puede precipitar o disolver carbonato de calciode se aplica menos agua con riego complemen- agravando o disminuyendo con ello su peligrosi-tario y si existe un exceso de agua, ésta lava las dad por sodio (U.S. Salinity Laboratory, 1964, 1965;sales en caso de acumularse al usar agua con alto Báez, 1999, entre otros). Las aguas de la zona,contenido en sales (Baccaro et al., 2006). Aun- principalmente, bicarbonatadas sódicas puedenque, según estos autores, las aguas de condición producir la precipitación de carbonato de cal-dudosa en cuanto a salini-dad podrían usarse siempreque se realice un monitoreoanual de sales en la zona delas raíces. Por su parte, Báez(1999) sostiene que puede  ocurrir que la presencia delas aguas sódicas presen-ten peligro potencial, porel hecho de que el lavadode suelo con agua de lluviano es tan efectivo para des-plazar al sodio como ocurrecon las sales. Otro parámetro que de-be integrarse a la clasifica-
  5. 5. 42 Número 45, (38-43), Septiembre-Diciembre 2009 cio, aumentando la concentración de sodio del severa. A su vez, esta última no impone restric- suelo, con el riesgo de alterar su estructura y, con- ciones en aguas con CE > a 5000 µS/cm y RAS secuentemente, la permeabilidad del mismo. entre 20 y 40. Además, debe tomarse en consi- deración que cada clasificación considera um- Según Báez (1999) aún con valores relativa- brales diferentes, vinculado esto al propósito y a mente bajos de sodio de intercambio pueden las condiciones climáticas bajo las cuales fueron inducir a una dispersión con encostramiento su- definidas. perficial, principalmente, cuando ingresa al suelo agua de muy bajo contenido salino, como es el Con lo anteriormente expuesto, queda claro caso del agua de lluvia. que la definición de aptitud de agua para riego basada únicamente en clasificaciones según las Las mismas muestras calificadas para riego se- características químicas resultan en una mirada gún la FAO (Ayers y Westcott, 1985) (Tabla 2) re- parcial y limitada de las aptitudes y necesidades sultaron en una clasificación entre “ninguna res- del sistema suelo-planta. tricción” a “ligera o moderada” incluso en casos con un RAS > a 20 y altas salinidades. Para hacer En ésta parte del país se ha vuelto una prác- una interpretación más amplia, deben señalar- tica común en la asesoría a productores, tanto se los estudios realizados por el INTA Pergamino desde ámbitos privados como públicos, el definir (2006) en la región pampeana, a partir del cual aptitudes del agua para riego a partir de una mi- las clasificaciones de aguas para riego utilizadas rada exclusiva desde las características químicas en este estudio como único criterio, resultarían sin que éstas sean integradas al complejo sistema inadecuadas. Los estudios señalan que la aptitud suelo-planta-agua. del agua para suelos con las mismas caracterís- ticas (con CIC entre 15 y 17 meq/100 gr franco Estudios de Vázquez et al. (2006) sobre la sus- limosos en superficie, materia orgánica = 1,5–2%) tentabilidad del riego en suelos de otras partes de y las mencionadas condiciones climáticas, las la pampa argentina indican que los procesos de aguas con RAS < 5 se consideran aceptables, salinización/sodicidad encontrados en algunos con un RAS = 5 – 10 dudosas y para RAS > 10 de sitios dependen de las características propias de alto riesgo. Si se observa, contradictoriamente, cada agroecosistema y que las clasificaciones según la clasificación de Riverside, estos valores de aptitud de agua no reflejan estos procesos. de RAS se encuentran dentro de la categoría de “baja peligrosidad sódica”. Por su parte, los estu- Los estudios demuestran que es necesario co- dios del INTA también señalan para estos suelos nocer las características edafo-climáticas de la la dudosa aptitud de riego con aguas con CE > zona junto a la calidad del agua para riego a fin a 2000 µS/cm. de poder definir la aptitud de un agua y asegurar prácticas de manejo sustentables en condiciones Si se observan ambas clasificaciones, para tales que el aumento en la demanda nacional e un mismo valor de CE (supóngase un promedio internacional de productos alimentarios generan de 2000 µS/cm) y un RAS promedio de 16 para una mayor presión sobre los recursos naturales. el agua de la zona, según la clasificación del la- boratorio de Riverside se consideraría inapropia- CONCLUSIONES da, mientras que según la FAO resultaría en un grado de restricción ligero a moderado. Debe En el manejo de los sistemas agropecuarios, y la considerarse que la introducción de sodio y otros definición de prácticas suplementarias de riego, cationes en la solución del suelo puede imponer requiere además de los estudios propios del agua un estrés en los cultivos disminuyendo sus rendi- (su cantidad y calidad), de un análisis integrado mientos. Aunque, por otro lado, Baccaro et al. de las características edafo-climáticas, que no (2006) señalan que algunos cultivos pueden pro- sólo se base a los requerimientos hídricos de una ducir rendimientos aceptables a niveles de sali- región, sino en las necesidades edáficas y fisioló- nidad relativamente altos (hasta 6500 µS/cm). Si gicas existentes. se observan los rangos de aptitud definidos en Ri- verside puede verse que ésta considera un agua Las clasificaciones empleadas reflejan lími- excelente para riego para salinidades y RAS que, tes de aptitud diferentes pudiendo provocar considerando estos intervalos en el cuadro de problemas de salinidad y sodicidad en el recur- clasificación de la FAO, presentan una restricción so suelo cuando la definición de su aptitud se
  6. 6. 43 Número 45, (38-43), Septiembre-Diciembre 2009basa únicamente en las características físico- rio, permitirá brindar recomendaciones prácticasquímicas del agua. La disparidad en las clasi- por parte de quienes trabajan en el manejo deficaciones de Riverside y FAO, es originada por los recursos y promueven la agricultura en unlas condiciones edafo-climáticas para las cuales marco de desarrollo sustentable.fueron desarrollados dichos criterios y pone enevidencia la invalidez de su extrapolación, sin AGRADECIMIENTOSajustes locales (Vázquez et al., 2006) debiendoincluirse estudios vinculados a las características Se agradece a la Secretaría de Ciencia y Técni-texturales, climáticas y fisiológicas del cultivo. ca de la Universidad Nacional de Río Cuarto y al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Un conocimiento acabado de los factores que Técnicas por subsidiar la investigación.intervienen en la práctica del riego suplementa- REFERENCIAS• AYERS, R.S. Y WESTCOTT, D.W. Water quality for agri- • PIZARRO, F. Drenaje agrícola y recuperación de suelos culture. FAO Irrigation and Drainage Paper 29 Rev.1, salinos. Agrícola Española, S.A., 542 pp., 1985. Roma, 174 pp., 1985. • RICHARDS, L.A. Diagnosis and improvement of saline• BACCARO, K. et al., Calidad del agua para consumo and alkali soils. USDA Agricultural Handbook 60, 160 humano y riego en muestras del cinturón hortícola de pp., 1954. Mar del Plata. RIA, 35 (3): 95-110, 2006. • SUÁREZ, D.L. Relation ship between pH. and SAR and• BÁEZ, A. Efecto de la calidad del agua de riego sobre an alternative method of estimating SAR of soil or drai- las propiedades del suelo. INTA Balcarce. 53 pp., 1999. nage water. Soil Science Society American Journal 45: 469 – 475, 1981.• DOUCHAFOUR, P. Edafogénesis y clasificación. Barce- lona: Masson, 450 pp., 1984. • THORNTHWAITE, A. An approach towards a rational classification of climate. Geographic Review 38 (1), • FAO. Water quality for agriculture, irrigation and drai- 221-229, 1948. nage. Technical paper Nº 29. Rome, Italy, 1985. • VÁZQUEZ, M.; G. MILLÁN y P. GELATI. Efecto del riego• GOMEZ, M. L. “Modelado geoquímico de contaminan- complementario sobre la salinidad y sodicidad de di- tes procedentes de efluentes urbanos e industriales en ferentes suelos del NO y Centro-E de la provincia de el acuífero clástico del área de Cnel Moldes, Córdo- Buenos Aires, Argentina. Revista de la Facultad de ba”. Universidad Nacional de Río Cuarto. Tesis de Doc- Agronomía, 57-67, 2006. torado, 290 pp., 2009. Dictiotopografía• GORGAS, J. A. Y J. L. TASSILE. Recursos naturales de la provincia de Córdoba: Los Suelos. INTA Manfredi, 150 • www.inta.gov.ar. 2006. pp., 2003.• ORTOLANI, C. Estratigrafía del Cuaternario del tramo me- dio del arroyo Achiras del Gato, Cba. UNRC, 94 pp., 2007.

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