Calidad De Agua De Riego Para La Agricultura Se cuenta con los resultados del análisis de químico de riego del rio Majes – Camaná Camaná en la costa que son utilizadas para el riego por gravedad en el cultivo de pacae. La napa freática es fluctuante entre 1.00 y 1.20 m. de profundidad. Se estima un consumo de agua por año/campaña/Ha de 8000m2. Los rendimientos no han sido los esperados por lo que se le ha convocado para analizar los problemas y proponer mejoras a partir de la información disponible. Cuadro N0 1 ph 1:1 7.2
C. E. dS/m 0.38
Cationes (meq/l) Ca Mg++ K+ Na+ 1.6 0.5 0.1 0.8 ++
Aniones (meq/l) HCO-3 SO-4 CL- 1.7 0.2 1.0
B ppm
RAS
1.- verificar la corrección del análisis dela gua analizada usando al menos dos criterios a) suma de cationes: C.E.a = suma total de cationes/10 C.E.a = 1.6 + 0.5 + 0.1 + 0.8 / 10 = 0.3 semejante a 0.29 dS/m b) la suma total de cationes es igual o semejante a la suma total de aniones 1.6 + 0.5 0.5 + 0.1 + 0.8 = 1.7 + 0.2 + 1.0 3 = 2.9 2.- clasificación de las aguas de acuerdo al criterio de salinidad. a) según el criterio de salinidad de Richard R ichard (1954) Cuadro N0 2 Índice de salinidad C.E.a uMhos/cm Riesgo de salinidad C1 100 – 250 Bajo C2 250 – 750 Medio C3 750 – 2250 Alto C4 > 2250 Muy alto Interpretación: Según Richard Según Richard es un agua c4 con un alto índice de salinidad. b) según el comité de la universidad de california de los EE.UU. Cuadro N0 3 Indice de salinidad 1 2 3 4
C.E.a mmhos/cm < 0.75 0.75 – 1.5 1.5 – 3.0 >3.0
Riesgo de salinidad Bajo Medio Alto Muy alto
RAS
Interpretación: según la universidad de california esta es una clasificación más conservadora que la de Richard, pues el agua con una C.E.a de 750 a 1500 uMhos Richard, la clasifica de alto riesgo de salinidad y ello no es del todo cierto porque la mayoría de cultivos se desarrollan normalmente con esta agua. Más precisa es, la clasificación de MASS – HOLFMAN, que lo hace en función de la tolerancia real del cultivo y no en función al suelo. Cuadro N0 4 Cultivo frutal
Rendimiento potencial del cultivo 90 % 75% 50 % C.E.ex C.E.a C.E.ex C.E.a C.E.ex C.E.a
100 % C.E.ex C.E.a
0% C.E.ex C.E.a
pacae Interpretación: 3.- calcular la producción que se obtendría del cultivo con la utilización de esta agua: Para ello es necesario conocerla salinidad del extracto del suelo para poder calcular la producción que se obtendrá del cultivo. Ello se hace aplicando la fórmula siguiente: P = 100 – b (C.E.ex – a) < ó = 100 Si asumiéramos que el cultivo se conduce con riego tecnificado por goteo, entonces la salinidad de la solución suelo es el doble de la del extracto de saturación y el triple de la del agua de riego y en donde la primera condición equivalente a suponer que el suelo se ha consumido el 50 % de agua útil (Richard). Solución suelo: = 3 veces el agua de riego = 3 (0.29) = 0. 87 dS/m = 2 veces el extracto de saturación Extracto de saturación = 0.87/2 = 0.435 dS/m Cuadro N0 5
cultivo pacae Interpretación:
a
b
P (%)
Producción en kg/ha máxima esperada
4.- nivel al que hay que bajarla la salinidad para que los rendimientos se reduzcan en un 10 %. P = 100 – b (C.E.ex – a) < ó = 100
C.E.ex = 100 p + a B
C.E.ex. = 10 + 1.5 9.62
Cuadro N 6 cultivo pace
a
b
C.E.ex mmhos/cm
Interpretación:
5.- principales sales toxicas y benéficas que se forman por la Etc. Del suelo. Primeramente debemos tener la máxima solubilidad de las principales sales del suelo así como su conductividad eléctrica que generan en la solución suelo en mmhos/cm., la misma que se puede transformar en presión osmótica, mediante la fórmula: p.o. = -0.36 x C.E. X 103
(C.E. X 10 = dS/m) Cuadro N0 7
Sal (1) MgSO4 Na2SO2 CaSO4 NaCl MgCL2 Na2CO3 NaHCO3 CaCO3 MgCO3
Conductividad máxima en el suelo debido a las distintas sales P.E. (g) (2) g/l (3) meq/l (4) Mmhos/cm (5) 60.19 262.00 4352 363.0 71.03 430.00 6054 504.0 68.07 2.04 30 2.5 58.35 318.00 5540 453.0 47.62 353.00 7413 618.0 53.00 441.00 8320 693.0 42.01 137.00 3261 272.0 ----10 0.8
Nota: (4) = (3) x 100/(2)
y (5) = (4)/12
P.O = - 0.36 X 453.0 = - 163.08 atmosferas que puede originar el NaCl (cuadro 07), es negativa la fuerza de succión que realiza la planta para tomar esta agua (potencial métrico) Si el agua analizada concentrara sus sales por la Etc. Arbitrariamente 10 veces, lo que realmente sucedería seria lo siguiente: Cuadro n0 8 pH 1:1 7.2
C.E.a dS/m 0.38
Cationes (meq/l) Ca Mg++ K+ Na+ 1.6 0.5 0.1 0.8 16 5 1 8 ++
Aniones (meq/l) HCO-3 SO-4 Cl- 1.7 0.2 1.0 17 2 10
B ppm
RAS 0.8
RAS 0.7
Nota: la concentración del carbonato supera el límite de so lubilidad por lo que se va a precipitar, mientras que la concentración del sulfato no.
En primer lugar precipita el carbonato de Ca, cuyo límite de solubilidad es de 10 meq/l, por lo tanto va a precipitar: 17 – 10 = 7 meq/l de CO3, precipitando de esta manera el Ca: 7/2 = 3.5 meq/l de carbonato de calcio, quedando en solución, Ca: 16 – 3.5 = 12.5 y MG 5 – 3.5 = 1.5 meq/l respectivamente. Luego como el sulfato no supera el límite de su solubilidad de 30 meq/l, este no va a precipitar Cuadro N0 9 ++
Ca -5.5 Interpretación:
Cationes (meq/l) Mg++ K+ 1.5 13
+
Na 8
-
HCO 3 10
Aniones (meq/l) SO-4 30
Cl10
Recomendación:
6.- física – química de los suelos salinos.
Mg/L ó ppm.: es el peso de una sustancia en solución contenidas en un millos de partes (1/1000000) y ello se cumple cuando la densidad de la solución es = a 1. P.e.: es el peso equivalente de una sustancia (elemento, ión o sal). Es el peso de una sustancia en gramos y que se combina con un gramo de hidrogeno ó también es el peso atómico o molecular de un ion, dividido por su valencia o cantidad de cargas (+) o (-) que comparte una sal.
6.1. Formas de expresar la salinidad.
C.E.a y g/L.: es la forma más exacta o precisa de expresar la cantidad de sales disueltas en un volumen de solución, mediante la fórmula siguiente: Meq/l = g/l. x 100 (cuadro n 07) mmhos/cm = meq/l. Ellos es igual a la concentración de cationes o aniones dividido entre 10 o también se una el valor de 12, cuando la C.E.a es mayor a 5000 meq/l C.E.a = suma total de cationes o aniones/12 C.E.a y g/l.(ppm.): es la forma menos exacta de expresar la cantidad de sales disueltas en un volumen de solución, utilizando como unidad de medida el g /l. o mg/l, y que se representa mediante la siguiente formula. g/l = C.E.a x 10 3 x 0.640 o mg/l 0 C.E.a x 106 x 0.640 ------- meq/l = mg/l./P.e. La C.E.a x 103 es equivalente a uHhos/cmnota: un agua se considera dulce cuando el peso del extracto de seca pesa menos de 2 g/l. si es superior se le considera como un agua salada.
EJERCICIO DE APLICACIÓN. Estimar la cantidad de sales aportadas con el riego al suelo en una campaña, en T/Ha si el volumen de agua aplicada es de 8000 m3/Ha, la eficiencia teórica del riego es de un 100%. Solución: q/l = 5.83 mmhos/cm x 0.640 = 3.73 g/l. 3.73 x 1KG x 1000L = 3.73 Kg/m3 ----------> 3.73 Kg ------- 1m3 1L 1000 g 1 m3 x ------- 8000 m3 x = 29.84 T/Ha 7.- haga usted la interpretación de los resultados del análisis del agua de riego para utilizarla en el cultivo del pacae. Interpretación: Agua con bajo contenido de Ca (1.6 meq/l), muy bajo de Mg (0.1) así como también de k (0.1 meq/l) y Na (0.8). en cuanto al sulfato también es de contenido bajo ( 2.0) y el cloruro ( 1.0). de lo que se refiere que es un agua con bajo contenido de sales de cloruro de sodio por lo que su color no va a variar mucho. Por su bajo contendido de sales los riegos pueden ser periódicamente, ya que el agua fácilmente utilizable se va a encontrar en mayor cantidad que en un agua salada y los síntomas de sequía serán más fácilmente apreciados y por consiguiente la planta quemara m enos carbohidratos para tomar el agua de la solución suelo. CUADRO N0 10 ELEMENTO Ca ++ (meq/) Mg++ (meq/) Na+ (meq/) K+ “ SO “ CL “ HCO3 “ NO3 B+++ TSD
MUY BAJO 0 - 0.1 0 – 0.2 0 – 0.1 0 – 0.5 0 – 0.5 0 – 0.2
BAJO 0.1 – 5.0 0.2 – 3.0 0.1 – 2.0 0.5 – 1.0 0.5 – 5.0 0.2 – 2.0
MEDIO 5.0 10 3.0 – 6.0 2.0 – 4.0 1.0 – 5.0 5.0 – 20 2.0 – 5.0
ALTO 10 – 20 6.0 – 20 4.0 – 15 5.0 – 10 20 – 30 5.0 – 10
MUY ALTO >20 >20 >15 >10 >30 >10 >10
0 – 0.5
0.5 – 1.0 < 160
1.0 – 1.5 160 - 500
1.5 – 2 500 - 1500
>2 >1500
8.- determinar la cantidad de sales catiónicas y sales aniónicas aportadas con el agua de riego durante la campaña. 8.1: cationes:
Ca: 1.6 meq/l --- mg/l = 1.6 x 20.04 = 32.064 mg/L o ppm. Mg : 0.5 meq/L --- mg/l = 0.5 x 12.15 = 6.075 mg/L o ppm.
K : 0.1 meq/L Na : 0.8 meq/L
--- mg/l = 0.1 x 39.01 = 3.901 mg/L o ppm. --- mg/l = 0.8 x 23.0 = 26.4 mg/L o ppm 36.376 mg/L o ppm 3 36.376 mg/L --- 36.376 -------- 0.001 m X -------- 8.000 m3 x = 291.008 T/Ha de sales
8.2 aniones:
HCO3 : 1.7 X 61.01 = 103.717 mg/L o ppm SO4 : 2 X 48.03 = 96.06 mg/L o ppm Cl : 1.0 x 35.46 = 35.46 mg/L o ppm 235.237 235.237 mg/l --- 235.2 g --------- 0.001 m3 X -------- 8.000 m3
x = 1881600 T/Ha de sales
9.- determinar la cantidad de Ca, Mg, K y S aportado por el agua del suelo/campaña como fertilizante: nitrato de calcio (26.5 % de CaO Y 15.5 % de N, sulfato de Mg (MgO: 16% y S: 13 %), nitrato de potasio (K2O: 45%, n-nitrico:13.5%) y como yeso agrícola (CaO:32%,SO4:52%) respectivamente, si el agua aplicada/campaña es de 8.000 m3 y la eficiencia de riego es de cien por ciento (teóricamente).
Cantidad de Ca como CaO 360.72 mg/l = 0.361 g ------- 0.001 m3 X ------- 8.000 m3 x = 20888 Kg – Ca 2.888 x 1.4 = 4.043 u. de CaO. C.F =4.043/26.5X100 =15.256.6 Kg
Ca = 40 O = 16 56
Rpta.: el agua aportada/campaña el equivalente de 15.256.6 Kg de CaO en nitrato de Ca.
Cantidad de magnesio como MgO 54.68 mg/l = 0.0547 g ------- 0.001 m3 Mg = 24 X ------- 8.000 m3 x = 437.6 Kg-Mg O = 16 437.6 x 1.66 = 726.4 u. de MgO. C.F.= 726.4/45x100 = 332.8 Kg de K2O 40 Rpta: el agua aporta un equivalente de 4.540 Kg de MgO en sulfato de magnesio.
Cantidad de potasio como K2O 15.60 mg/l = 0.0156 g ----- 0.001 m3 K2 = 78 X ------ 8.000 m3 x = 124.8 Kg-k O = 16 124.8x1.2=149.76 u. de K2O C.F.= 149.76/45x100 = 332.8 Kg de K2O 94 Rpta: el agua aporta un equivalente de 332.8 Kg de K2O como nitrato de potasio. Cantidad de sulfato como yeso agrícola. 811.71 mq/l = 0.812 g ------- 0.001 m3 X ------- 8.000 m3 x= 6.496 Kg-SO4 C.F. = 6.496/52x100 = 12.492.3 Kg de SO4 Rpta: el agua aporta 12.492.3 Kg de sulfato como yeso agrícola.
10- halle usted el RAS de Richard y el RAS0 de Suarez e interprételo según el contenido de sales.
Na = C.E. X 106 – (Ca + Mg) -------- Na = 380000 – (2.1) = 3.79 meq/l 100 100 Interpretación: es un agua con bajo contenido de sodio y el resultado es equivalente al obtenido en el análisis, que es otra cosa que comprobar la corrección del análisis del agua que se está trabajando.
Determinación del RAS de Richard RAS = 0.8 / 1.6 + 0.5 = 0.8 = 0.78 2 1.024
Estimación del ras0 de Suarez RAS0 = 0.8 / 1.06 + 0.5 = 0.8 = 0.90 2 0.88
Clasificación del agua según el RAS (FUENTES-YAGUE) Cuadro n0 11 RAS 0 – 10 10 – 18 18 – 26 26 - 30
CLASES DE AGUA Baja alcalinidad Alcalinidad media Alcalinidad alta Alcalinidad muy alta
RECOMENDACIONES Se puede usas en todos los suelos Puede dar problemas en suelos arcillosos Solo usar en suelos ricos en materia orgánica Usar solo y hay salinidad baja y se ha encalado
INTERPRETACION: el agua analizada es de alcalinidad baja, se ubica en el rango de 0 – 10 de RAS, que se puede usar en todos los suelos. El RAS calculado por Richard es menor que el RAS calculado por Suarez y ello debido a que no toma en cuenta el bajo contenido de calcio con relación al sodio y no nos previene del daño que va a ocasionar el sodio a la estructura del suelo al disminuir la velocidad de infiltración del agua de riego pudiendo provocar el encharcamiento en el riego por gravedad así como el de mayor tiempo de riego. Clasificación del agua de riego de acuerdo al RAS y C.E. según Richard. Cuadro n0 12 CLASIFICACION S.1. Baja sodicidad S.2 sodicidad media S.3. alta sodicidad S.4. muy alta sodicidad
C.E.a 100 0 – 10 10 – 18 18 – 26 > 26
RAS en MMHOS/CM C.E.a 750 0 – 6 6 – 12 12 – 18 > 18
C.E.a 250 0 – 4 4 – 9 9 – 14 > 14
Interpretación: según la clasificación de Richard, esta agua se clasifica en un agua C2S1, y según la clasificación de Suárez (RAS 0), esta agua se clasifica como c2s2. Con un mínimo peligro de sodio. Esta agua puede ser usada en todos los suelos.
Clasificación dela gua de riego de acuerdo al RAS y C.E. según la FAO. Tabla n0 13
C.E.a RAS
Sin problemas < 0.05 dS/m < 6.0
Problemas crecientes 0.05 – 0.2 6.0 – 9.0
Problemas graves > 0.2 > 0.9
11. en el mismo análisis de agua que se está trabajando y referido al cultivo de pacae, indique cual sería la fracción de lixiviación y requerimiento de lavado que deberá hacerse. Nota: la C.E.ex de suelo determinada teóricamente es 8.74 Ds/m y la C.E.ex del suelo para que el rendimiento del cultivo no sea mayor del 90% es 2.54 Ds/m. DETERMINACIÓN DE LA FRACCIÓN DE LIXIVIACIÓN F.lix. = C.E.ex F.Lix = 0.38 = 0.05 5 C.E.ex – C.E.a 5 (2.54) – 0.38
INTERPRETACION: Cuando la fracción de lixiviación es igual o mayor de 0.5 se dice que es alta y cuando es igual o menor a 0.15 se dice que la F. de Lix. Es baja. Para la determinación de la F. de Flix. Del suelo se deben usar valores que corresponden al rendimiento del cultivo que no baje de un 90 % y si la C.E.a es lata se debe seleccionar valores de la C.E.ex que corresponde a un 100% del rendimiento. (Tabla 4). Para el caso se ha determinado que la F.Lix. Es 0.84, lo que significa que el agua aplicada que corresponde a la ETC. ES 9% (1 – 0.05 = 0.9 %). Calculo de la lámina de agua de riego (la) para satisfacer la Etc. Asi como la cantidad de agua para el lavado de sales. La = Etc. La = 800 mm = 800 mm = 888.8 1 – F.lix. 1 – 0.05 0.9
Comprobación del agua de Etc.: 888.8 x 0.9 = 800
Hallando la C.E.ad dela gua de drenaje: C.E.ad = C.E.a C.E.ad. = 0.38Ds/m = 7.6 Ds/m F.lix. 0.05
INTERPRETACION: A mayor cantidad de agua aplicada, menor será la C.E.ad del agua de drenaje
12. peligro del sodio basado en su valor del carbonato de sodio residual. Valores negativos 0 – 1.25 1.25 – 2.5
2.5
Peligro bajo, pero existe alguna remoción de Ca y Mg del agua de riego(precipitación) Existirá un peligro medio apreciable debido a la presencia de carbonatos que harán precipitar al Ca y Mg de la solución suelo Peligro alto, la mayor parte del Ca y Mg es removido y precipitado como carbonatos en la solución suelo originando la acumulación de Na interc.
CSR = (CO3 + HCO3) – (Ca + Mg) --- (0.0 + 1.7) – (1.6 + 0.5) = 1.4 INTERPRETACION: Es un agua que presenta un relativo peligro apreciable debido a la presencia de carbonatos que harán precipitar al Ca y el Mg de la solución suelo.
13.- calidad del agua analizada para usarla en el cultivo de la vid según el contenido de boro.
Tolerancia máxima de boro : 0.5 – 0.75 ppm El agua analizada no tiene problemas de toxicidad
Cultivos sensibles (toxicidad) que a esta agua: limonero, palto, naranjo, melocotonero, pecana, cebolla, alcachofa, frijol, maní, arveja, para, etc.
Importancia del boro para la planta.
Elemento que no es fácilmente traslocado en la planta por lo que su deficiencia atrofia primero los puntos de crecimiento hojas nuevas. Nutriente esencial para la germinación del grano de polen y crecimiento del tubo polínico, debe tener una relación óptima constante de Ca/B para el crecimiento vegetal.
EJERCICIOS: SI el agua de riego analizada tuviera 1.7 ppm de boro. Indique Ud. La cantidad de boro aplicada al suelo como fertilizante de ácido bórico, B (OH)3, si la lámina de riego aplicada es de 800 mm. Y la eficiencia de riego teórica es del 100 %: 1.6 1.7 mg/l 1.7 B(OH)3 P.M. = 61.0 g --- B: 10.8 x 1 = 10.8 ;O : 16 x 3 = 48.0 ; H: 1 x 3 = 3.0
1.8 mg --- > 1L 1.9 x ---- > 8 000000 L x = 13.6 Kg – B
61.8 Kg B(OH)3 ---- 100 % 10.8 Kg B (OH) 3 ---- x
= 17.4 % - B
C.F. = 13.6 X 100 = 78.16 Kg – Acid. Boric. = 3.12 sac/25 KG c/u El nivel satisfactorio de boro en vid en base a materia seca es de 25 – 40 ppm, pero en el análisis tisular indica 10 ppm, diga Ud. Como prepararía un abono foliar a una concentración de 30 ppm a partir del fertilizante que tiene una ley de 11.3 % - B. Solución: 11.3 mg – B ---- 100 mg mg solución 30.0 mg – B ---- x = 265.5 mg. 1000000 mg
= 0.266 ----- x
1L 200 L
x = 53.2 – Borax
Nota: Si la eficiencia de utilización por la planta del calcio foliar aplicado es de 100 % así la solubilidad del fertilizante utilizado, con una aplicación se puede corregir la deficiencia presentada. 14.- calidad del agua analizada para usarla en el cultivo de vid según el contenido de cloro. Tolerancia máxima al cloro del pacae: 4.6 meq/l INTERPRETACION: Agua con relativa baja peligrosidad para usarla en el cultivo tanto en riego por gravedad como por RLAF FORMA DE CONTROL: Como el cloro es un anión que se mueve libremente en el suelo se puede prevenir su toxicidad mediante el lavado de sales que pueden formar. La cantidad de agua a aplicar ya se determinó anteriormente al analizar sales; cuando se debe reducir la salinidad para que los rendimientos no bajen más de un 10 % (cuadro n 6).
Ejercicio de aplicación: Calcular la cantidad de cloruros que se aplican con el riego en una la lámina de agua de 800 mm/Ha/campaña, si se realizan con una eficiencia de riego de 75 %. Solución:
800 m3 ------ > 75 % X ----- 100 %
x = 10.666.6 m3/Ha
mg/l = meq/l x P.e.
Mg/L = 38.5 meq/ x 35.46 Pe. = 1365.2 mq/l 1.37 g ---- 0.001 m3 X ---- 10 666.6 m3 X = 14.6 T de cloruros/Ha/campaña. Nota: la toxicidad del cloro en las hojas de la planta (necrosis) comienza por las puntas de las hojas, en comparación con la toxicidad del sodio que comienza por alrededor por los bordes de las mismas.
15.- indique Ud. Las correcciones a las que habría de hacer al agua para poderla utilizar en los caldos pesticidas y/o herbicidas. Como todos los pesticidas trabajan óptimamente a un pH ligeramente acido o acido, y el agua analizada tiene un pH: 7.02 deberá por tanto necesariamente corregirse su ligera alcalinidad caso contrario la materia activa de los productos pueden hidrolizarse, disminuyendo su efectividad o poder residual. La situación se hace más específica con los herbicidas como el cloruro de mepiquat que trabajo con un agua de pH menor de 4.5. Diferenciar al acido húmico que es de reacción alcalina y que trabaja óptimamente a un pH mayor de 8.5 por lo tanto debe aplicarse folearmente solo, pero debe detenerse en cuenta que su elevado peso molecular (400000 Dalton) las hojas no va a permitir su fácil ingreso, por el espacio intersticial de la célula, luego su eficiencia de absorción es reducida comparada con el ácido fulvico que es de reacción acida, y que se puede aplicar con los diversos pesticidas y sus moléculas pesan menos de 5000 Dalton pudiendo ingresar fácilmente por la hoja. El ácido húmico se recomienda que sea de aplicación al suelo con los fertilizantes debido a sus propiedades complejante y estimulante al igual que el ácido fulvico pero de diferente reacción. Así mismo su alto contenido de sales indican también que deban buscarse la precipitación de las sales de cluros de sodio, además de la corrección de pH; particularmente no se recomienda su uso para preparar los caldos pesticidas.
