Diagnóstico agrícola: análisis de agua, suelo y planta

II Máster de Nutrición Vegetal Módulo X: Diagnóstico Agrícola: Agua, Suelo y Material Vegetal
en Cultivos Hortícolas Intensivos
MÓDULO 10: DIAGNÓSTICO AGRÍCOLA. AGUA,
SUELO Y MATERIAL VEGETAL
Antonio L. Alarcón Vera
Dpto. Producción Agraria. Área Edafología y Química Agrícola
ETSIA. Universidad Politécnica de Cartagena
Antonio.Alarcon@upct.es
Este módulo pretende introducir al alumno en el diagnóstico agrícola, entendido
éste desde el punto de vista nutricional y dejando al margen otros aspectos del
diagnóstico agrícola (como el sanitario), que también poseen una gran relevancia. Para
ello se marcarán las pautas a seguir, proponiendo una serie de tablas de valores que
permiten interpretar, de forma general, los parámetros obtenidos en los análisis de agua
de riego, suelos y material vegetal.
I. INTRODUCCIÓN AL DIAGNÓSTICO AGRÍCOLA
1. Definición
El diagnóstico agrícola consiste en una herramienta de trabajo que nos permite
en base a unos análisis de suelo/sustrato, agua de riego y material vegetal, relacionar la
nutrición de la planta con la dosificación de fertilizantes con el objetivo de optimizar los
procesos de fertilización de un cultivo bajo unas determinadas condiciones
agroclimáticas.
Evidentemente, el diagnóstico agrícola cobra especial relevancia, cuando se trata
de agricultura intensiva, donde cualquier factor puede influir notablemente en los
rendimientos. De esta manera, es especialmente crítico cuando hablamos de
fertirrigación, y aún más cuando hablamos de hidroponía.
Está claro que la producción de cualquier cultivo es consecuencia de la acción
sinérgica de innumerables factores que interactúan a través del tiempo y del espacio,
dando como consecuencia unos malos o buenos rendimientos, con alta o baja calidad de
los productos cosechados.
Muchas veces se oye comentar cosas como “este año he utilizado un producto
fertilizante que ha hecho aumentar un 10% mi cosecha de tomates”. En realidad lo que
habría que decir es “escogí una buena semilla para mis condiciones, sembré en la época
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acertada, preparé bien el suelo, acompañaron las condiciones climáticas, mantuve un
adecuado estado sanitario en mi cultivo, utilicé una adecuada infraestructura para la
aplicación del riego y los fertilizantes, manejé bien el riego con agua de buena calidad,
llevé a cabo unas correctas labores culturales, diseñé un adecuado plan de riego y
abonado adaptándolo en cada momento a las condiciones agroclimáticas, y, por último,
utilicé productos fertilizantes de calidad que me permitieron ejecutar correctamente mi
plan de abonado, con lo que finalmente, con todo ello, pude aumentar un 10% mi
cosecha de tomates”.
Además, todo lo anterior debe ir ligado al mercado, no olvidemos nunca que la
agricultura es una actividad lucrativa, donde los rendimientos no deben medirse en
Kg/Ha, si no en $/Ha, donde la calidad postcosecha de los productos y la elección del
mercado en tiempo, producto y cliente, son cruciales para la viabilidad económica de
los proyectos agrícolas.
Tras esta pequeña introducción, y centrándonos en los métodos de diagnóstico,
podemos decir que éstos incluyen dos procesos principales:
• Adquisición de datos
- Recopilación de toda la información disponible sobre el cultivo y sus
condiciones agroclimáticas: clima, localización de las parcelas, tipo de
suelo/sustrato, frecuencia y dosis de riego y abonado, infraestructura de riego
y fertilización, orografía, cultivos previos, edad en cultivos arbóreos,
cosechas o rendimientos anteriormente obtenidos, plagas y enfermedades
comunes, plaguicidas utilizados, análisis anteriores de suelo, agua, foliares,
etc.
- Muestreo y preparación de las muestras: “nunca el análisis puede ser mejor
que la muestra”.
- Determinaciones o análisis de las muestras.
• Interpretación de los datos adquiridos
Para ello podemos tener como base la comparación con diferentes normas o
referencias, si bien el diagnóstico agrícola es algo más complejo que una
simple comparación de valores.
Los niveles de referencia que encontramos en la bibliografía, no pueden
tomarse como un dogma de fe, de nada sirven si no somos capaces de
adaptarlos convenientemente, en base a nuestra experiencia en el tema y en
la zona, a las condiciones específicas de cada una de nuestras parcelas de
cultivo, teniendo en cuenta cultivo y variedad, características del suelo, agua
de riego empleada, manejo de riego y fertilización, técnica de cultivo, estado
fenológico de la plantación, condiciones climáticas, época del año,
condiciones sanitarias del cultivo, etc.
Evidentemente el diagnóstico agrícola debe dar respuesta a una serie de
preguntas que se le plantean al agricultor, como son:
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- ¿Está el nutriente X en nivel deficiente?
- ¿Están los nutrientes en su correcto equilibrio y cantidad?
- ¿Existen problemas de salinidad?
- ¿Existe alguna toxicidad?
- ¿El programa actual de riego y abonado es correcto?
- ¿Existe un correcto manejo y monitoreo del riego y la fertilización?
- Si existe alguno de estos problemas ¿qué acciones hay que efectuar para
solventarlo?
2. Clasificación general
En principio podemos establecer la siguiente clasificación de los métodos de
diagnóstico utilizados:
• Métodos indirectos: análisis de suelo, agua de riego, material vegetal, tests de
actividad enzimática, técnicas con radioisótopos, etc.
• Métodos directos: fundamentalmente experiencias de campo y también pueden
incluirse el diagnóstico visual como un método de diagnóstico directo.
• Otros métodos (de menor relevancia actual y que también podrían encuadrarse
dentro de los métodos indirectos):
- Métodos integrados y que utilizan diferentes relaciones: DRIS, BNE, DOP,
CND, etc.
- Técnicas de absorción de nutrientes: Neubauer, Stanford y De Ment,
extrapolación de Dean, etc.
- Test biológicos.
3. Esquema de operación
Los métodos de análisis están normalizados (Ministerio de Agricultura, Pesca y
Alimentación en España), pero los resultados obtenidos deben ser correctamente
interpretados, si se pretende llevar a cabo un adecuado diagnóstico del cultivo.
Evidentemente, es aconsejable elaborar y definir unos adecuados PNT
(Procedimientos Normalizados de Trabajo). El siguiente esquema define los pasos a
seguir para la emisión de un correcto diagnóstico de nutrición y de actuación en
consecuencia:
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Corrección y ajuste Corrección y ajuste
Interpretación Interpretación
personal (experiencia) métodos objetivos
Agua de
riego
Condiciones
climáticas
Suelo/sustrato
Fertilización y riego: plan
de riego y abonado
Cultivo: especie y
variedad, historial,
producción estimada
SUELO/SUSTRATO Y SOLUCIONES
PLANTA
Análisis de: Fertilidad, extractos,
drenaje, solución nutritiva
Análisis de: Hojas, savia, visual, otros (planta
completa, pecíolos, actividad enzimática)
Ensayos y experiencias de
campo
DIAGNÓSTICO
4. Información aportada y extraída de los diferentes tipos de análisis
A continuación se detalla la información que se puede extraer de cada uno de los
diferentes tipos de análisis a efectuar:
Agua de riego
• Determinaciones: pH, CE, cationes y aniones mayoritarios, elementos
minoritarios, índices de segundo grado.
• Objetivos:
- Determinación de su calidad agronómica.
- Dosificación de los fertilizantes de acuerdo a su composición.
- Ajuste o corrección de sus propiedades analíticas (acidificación, paliar
efecto de iones fitotóxicos, prevenir fenómenos de antagonismos).
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Suelo/sustrato
• Determinaciones: propiedades físico-químicas (textura, capacidad de
cambio, curva de retención hídrica), fertilidad (nitrógeno total, fósforo
asimilable), nutrientes (iones en disolución, iones de cambio, micronutrientes
asimilables), materia orgánica, pH, CE, carbonatos, etc.
• Objetivos:
- Caracterización de suelo/sustrato y determinación de su idoneidad.
- Ajuste de la dosis y frecuencia de riego.
- Ajuste o corrección de sus propiedades físico-químicas (enmiendas).
- Determinar el abonado de fondo.
- Corrección de plan de abonado en base al agotamiento de nutrientes.
- Determinar pérdidas de nutrientes a lo largo del perfil del suelo.
Extractos y soluciones
• Determinaciones: pH, CE, cationes y aniones mayoritarios, microelementos.
• Tipos:
- Solución nutritiva.
- Soluciones de drenaje.
- Extracto saturado de suelo/sustrato.
- Extractos diluidos de suelo/sustrato.
- Extractos de sondas de succión.
• Objetivos:
- Comprobación y corrección de la dosificación de fertilizantes (solución
nutritiva).
- Conocer la composición real de la disolución disponible para la planta, es
decir, disolución presente en el entorno radical en un momento o período
determinado (extracto saturado, extractos diluidos, extractos de sondas de
succión).
- Corrección de la fertilización o solución nutriente a aportar en base al
conocimiento de la demanda o consumo de la planta en un momento o
período determinado (solución de drenaje, extractos saturados, diluidos o
de sondas de succión).
- Control de los procesos de lavado debido a una salinización progresiva o
por un mal uso de la técnica empleada (solución de drenaje, extractos
saturados, diluidos o de sondas de succión).
- Evaluación de las pérdidas de fertilizantes y del riesgo de
contaminaciones (solución de drenaje).
- Determinación de dosis y frecuencia de riegos (solución de drenaje,
extractos saturados, diluidos o de sondas de succión).
- Determinación del porcentaje necesario de lixiviación (solución de
drenaje).
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Material vegetal
• Determinaciones: macro y micronutrientes (contenido total, iones en fluidos
vegetales, fracciones activas), otras determinaciones (azúcares, almidón,
aminoácidos, etc.).
• Tipos:
- Foliar.
- Savia.
- Plantas completas.
- Otros tejidos vegetales (pecíolos, flores, frutos).
- Actividades enzimáticas.
• Objetivos:
- Comprobación y corrección de la eficacia de la fertilización mediante
comparación con índices de referencia (todos).
- Evaluaciones rápidas del proceso de nutrición vegetal (savia, actividades
enzimáticas).
- Determinaciones de extracciones totales de la plantación (planta
completa).
- Evaluación de las reservas nutritivas de la planta (foliar, savia).
- Detección de problemas puntuales de nutrición mineral, es decir,
carencias, excesos, antagonismos, desequilibrios (foliar, savia, otros
tejidos vegetales).
- Confirmación de diagnósticos visuales o prevención de los mismos antes
de que aparezcan (foliar).
- Conocer deficiencias incipientes, fenómenos de antagonismos, etc.
(todos).
5. Métodos indirectos: tipos, ventajas e inconvenientes
Análisis de suelo
Razones a favor de un diagnóstico basado en el análisis de suelo:
• La composición del suelo es más homogénea y por consiguiente las muestras
más representativas que las del material vegetal.
• Permite la corrección de las deficiencias tanto antes de la cosecha como a lo
largo de su desarrollo.
• El análisis del perfil del suelo permite evaluar la pérdida de nutrientes, lo que
permite rectificar en lo sucesivo las técnicas de fertilización, así como
detectar la evolución de cualquier contaminante potencial de las aguas
subterráneas.
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Críticas hacia el diagnóstico basado en el análisis de suelo:
• El volumen de suelo explorado difiere de una especie a otra.
• El espesor de cada horizonte está sujeto a importantes variaciones.
• El desarrollo radical difiere con la edad y propiedades del suelo dentro de
una misma especie.
• La capacidad de la planta para absorber nutrientes del suelo varía con la
especie, edad, temperatura, régimen hídrico, plagas, radiación luminosa, etc.
• Existe dificultad para la correcta toma de muestra y su preparación.
• No es muy recomendable el análisis del suelo para el seguimiento de N, ya
que el estado del N en el suelo es muy variable.
• La actual agricultura intensiva donde el agua y los nutrientes son
suministrados bajo fertirrigación, convierten al suelo en un mero transmisor
que requiere solamente unas adecuadas propiedades físicas.
Uno de los problemas más graves a los que se ha enfrentado el análisis de suelos
es encontrar los extractantes adecuados, para que su comparativa no difiera a la
extracción potencial de las raíces del cultivo.
Por ejemplo, existen miles de publicaciones que hablan de extractantes idóneos
para determinar las concentraciones asimilables de micronutrientes, que no permiten
hablar de un extractante universal para cualquier tipo de suelo y que mantenga la
máxima eficiencia para todos los micronutrientes, más aún si pedimos que sea válido
para cualquier zona del planeta (uniforme en composición, accesible, etc.). Incluso unos
investigadores propusieron la “Coca Cola” como extractante para la determinación de
micronutrientes en suelo. Actualmente se utiliza mayoritariamente la extracción con
DTPA 0.005 M a pH 7.3, para Fe, Mn, Zn y Cu, aún sabiendo que no resulta igualmente
eficaz para todos ellos.
Los ensayos realizados con electroultrafiltración (EUF) parecían ser
prometedores, ya que se trataba de una combinación de electrodiálisis y ultrafiltración
mediante un programa adecuado de voltajes y tiempos, que se aproxima a las
condiciones reales de campo. Utiliza agua como extractante y permite diferenciar el
factor intensidad (nutriente en la disolución del suelo), el factor cantidad (nutriente
adsorbido a los coloides) y la capacidad de desplazamiento del equilibrio:
Disolución Adsorción a coloides.
Pero el hecho es que es un método que no se ha generalizado y que actualmente
no puede servir de referencia válida a gran escala.
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Análisis de material vegetal
Razones a favor de un diagnóstico basado en el análisis de material vegetal:
• El estudio de todos los factores que condicionan la producción vegetal ha de
estar contrastado con la respuesta en planta.
• En un estado óptimo de desarrollo, el análisis de material vegetal permite
determinar exactamente las necesidades nutritivas.
• La posibilidad de analizar diferentes partes de la planta, permite detectar
alteraciones fisiológicas y metabólicas originadas por factores adversos.
Críticas hacia un diagnóstico basado en el análisis de material vegetal:
• La concentración del nutriente varía con la especie, la parte analizada, el
estado fenológico, abundancia y distribución de las raíces, las condiciones
ambientales, etc.
• Fenómenos de dilución y antagonismo pueden llevar a conclusiones
erróneas.
• Proporciona información tardía para la corrección de alteraciones
(deficiencias, excesos, etc.).
• Falta de estándares de referencia adecuados.
• Los análisis de hoja para cultivos anuales pueden servir de poco, ya que
cuando aparece la deficiencia, ya no da tiempo a corregirla.
Actualmente es la hoja el órgano más extensamente analizado, aunque en
determinados casos, puede ser más representativo seleccionar partes de la hoja o de la
planta como limbo, pecíolo, tallos herbáceos o tejidos conductores (savia) que permite
determinar los nutrientes en forma iónica y parcial o totalmente metabolizados, lo que
posibilita estudiar su metabolización e integración en sustancias orgánicas.
Otros
Isótopos radioactivos
Según Fried y Dean (1952), cuando una planta absorbe un nutriente de más de
una fuente, lo hace en proporción directa a las cantidades asimilables de cada una de las
fuentes.
Existen métodos utilizando isótopos radiactivos que pueden establecer la
cantidad de nutrientes procedentes del suelo y la cantidad procedente de fertilizantes, a
través de la ecuación:
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A = B (1-y)/y
Donde A: cantidad de nutriente asimilado.
B: cantidad de nutriente radiactivo (fertilizante) aplicado.
y: proporción de nutriente en la planta que procede del fertilizante
marcado.
De esta forma, A es independiente de la cantidad de nutriente aplicado por lo
que no es preciso cultivar en condiciones de deficiencia extrema, además no afecta la
cuantía del desarrollo de la planta y es independiente (en cierta medida) de los factores
agroclimáticos.
Actividades enzimáticas
Para la validez del uso de sistemas enzimáticos como indicadores de la actividad
de un elemento determinado en tejidos vegetales, son esenciales los aspectos siguientes:
• La especificidad del sistema enzimático para dicho elemento.
• Posibilidad de medida de la actividad enzimática por medio de técnicas
relativamente simples y precisas.
De esta forma existe literatura que cita las medidas de las siguientes actividades
enzimáticas:
• Peroxidasa: Fe.
• Ascórbico oxidasa: Cu.
• Ribobucleasa y anhidrasa carbónica: Zn.
• Nitrato reductasa: Mo, también puede utilizarse como indicador bioquímico
para el N.
• Aconitasa: Fe y Mn (aquí pierde rotundidad el principio de que el sistema
enzimático debe ser específico).
• Piruvato quinasa: desequilibrios K-Ca-Mg, de nuevo aquí pierde valor el
principio de especificidad.
Productos metabólicos como indicadores de deficiencia
Así por ejemplo, una deficiencia de Mo lleva a una acumulación de nitratos en
planta. Del mismo modo, una deficiencia de K lleva a una acumulación de aminas.
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Savia
Consiste en extraer savia de toda la planta u órgano de referencia y determinar
los elementos minerales (en sus diferentes formas metabólicas), compuestos orgánicos y
fracciones orgánicas. Así podemos seguir la evolución de la absorción de nutrientes en
cada momento y su incorporación a moléculas orgánicas.
Para el análisis de savia es necesario establecer un órgano representativo:
- Bien definido (edad, posición, orientación).
- Que posea pequeñas variaciones diarias en su composición.
- Que pueda tomarse en diferentes estados fenológicos.
6. Métodos directos
Los métodos directos para determinar los requerimientos de nutrientes por las
plantas están basados en ensayos y experiencias de campo.
Las experiencias “in situ” si bien constituyen una medida exacta de la fertilidad
del suelo, tienen dos inconvenientes:
• Requieren que sean a largo plazo.
• Son válidas estrictamente para las especies, variedades, condiciones
agroclimáticas y técnica de cultivo bajo las que se desarrollan.
7. Otros métodos
Métodos integrados DRIS
El Sistema Integrado de Recomendación de Diagnóstico (DRIS), es un sistema
de cálculo que utiliza relaciones de concentración de nutrientes como parámetros para
diagnosticar las deficiencias, excesos y desequilibrios nutritivos (N/P, K/P, etc.). Estos
parámetros se seleccionan en base a diferencias significativas de dos plantaciones de
alto y bajo rendimiento pertenecientes a una misma especie.
Se puede calcular un índice DRIS para cada nutriente, basado en la desviación
media de cada relación seleccionada de su valor óptimo, es decir, el índice DRIS óptimo
para cada nutriente es 0. Los índices negativos indican deficiencias y los positivos
excesos. Su cálculo es relativamente sencillo una vez determinadas las relaciones
nutrientes significativas.
Estos métodos presentan la ventaja de su independencia de factores como la
edad del tejido, posición de la hoja, variedad, etc., factores éstos que sí afectan
sensiblemente al análisis de material vegetal directo.
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Se ha venido aplicando relacionado con análisis foliar, aunque los resultados
hallados en el caso de análisis de suelos son prometedores.
Está claro que es necesario previamente de un extenso banco de datos
constituido por los análisis foliares o de suelos de un gran número de muestras y los
rendimientos de cosecha correspondientes.
Otros métodos que utilizan relaciones entre nutrientes
• BNE: Balance Nutriente Evolutivo. Estudio la evolución de los nutrientes a lo
largo de las diferentes etapas fenológicas del cultivo.
• DOP: Desviación del Óptimo Porcentual. Utiliza la comparación del contenido
de nutrientes con los valores de referencia, pero cuantificando la desviación en
porcentaje para establecer una ordenación en función del efecto limitante de
cada nutriente.
• CND: Compositional Nutrient Diagnosis. Al igual que el DRIS utiliza índices
individuales para cada nutriente, pero utilizando su relación respecto a la media
geométrica de todos los nutrientes.
Técnicas de absorción de nutrientes
Se trata de desarrollar plantas en condiciones controladas (cámaras de cultivo).
No son técnicas rápidas y precisan de una confirmación posterior en campo.
• Neubauer: ensayos en contenedores.
Nutrientes en planta = nutrientes en semilla + nutrientes extraídos del suelo
• Stanford y De Ment: ensayos con un desarrollo inicial en arena
(contenedores) y posteriormente en el suelo a ensayar.
Nutrientes absorbidos = adicionados + presentes – lixiviados
• Extrapolación de Dean: utilización de curvas de absorción del nutriente por
la planta en respuesta a la fertilización con el mismo.
P absorbido (Kg/Ha)
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A 0 100 200
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Test biológicos
Técnicas para diagnosticar la fertilidad de los suelos con plantas inferiores
(algas, hongos) y superiores.
• Técnicas de incubación: ejemplo se puede medir el nitrógeno mineral
producido al incubar el suelo a la temperatura adecuada.
• Técnicas microbiológicas: se conoce que Azotobacter y Aspergillus se
desarrollan en condiciones aerobias en función de la concentración del
elemento que actúa como factor limitante. También los ensayos con algas
permiten diagnosticar la asimilabilidad de N, P y S.
II. DIAGNÓSTICO DE AGUAS DE RIEGO
1. Introducción y toma de muestras
Introducción
La agricultura de regadío moderna, depende tanto de la cantidad como de la
calidad de las aguas de riego. Para la evaluación de esta calidad, se tienen en cuenta las
características físicas y químicas del agua, y son escasas las ocasiones en las que se
consideran otros factores. La calidad del agua no se puede considerar aisladamente,
depende de múltiples factores como son las características del suelo/sustrato, el cultivo,
el tipo de riego, el laboreo del suelo, las condiciones climáticas, etc.
El uso de agua de una determinada calidad está determinado por su manejo, por
las condiciones que controlan la acumulación de sales y por el efecto sobre el
rendimiento de los cultivos. Los efectos del suelo más comunes, según los cuales se
evalúa la calidad del agua empleada, son los relacionados con la salinidad, la velocidad
de infiltración del agua en el suelo, la toxicidad debida a iones específicos y otros
problemas menos habituales.
La preocupación por el problema de la salinidad del agua empleada en el riego
no es nueva, ya en 1906, Hilgard propuso una primera clasificación de las aguas de
riego de acuerdo con su contenido en sales solubles. La concentración salina total puede
estimarse indirectamente mediante la medida de conductividad eléctrica (CE). Un valor
elevado de esta CE induce, a su vez, una serie de efectos indirectos de los cuales los
más importantes son:
• La disminución de absorción de agua por las raíces debida al aumento de la
presión osmótica en la disolución del suelo.
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• El deterioro de las características físico-químicas de los suelos como
consecuencia de una adsorción excesiva del ión sodio en el complejo coloidal
y/o una acumulación de sales solubles en el perfil del suelo.
• La toxicidad específica para las plantas de algunos constituyentes tales como
boro, cloruros y sodio.
Como principales efectos beneficiosos de la aplicación de aguas de riego, aparte
del suministro de agua y algunos nutrientes, señalar la lixiviación de las sales
acumuladas y, según la composición química del agua empleada, el mejoramiento de la
estructura del suelo por reemplazamiento del sodio adsorbido por el calcio y el
magnesio contenidos en el agua.
Quizá la publicación escrita más completa sobre la calidad de las aguas de riego,
sea la debida a Ayers y Westcot (Estudio FAO, riegos y drenajes nº 29), en ella se
desarrollan los criterios básicos actualmente utilizados para la evaluación de la calidad
de las aguas de riego. Pero estos criterios debemos contemplarlos desde las condiciones
agroclimáticas propias de cada zona. En el Sureste español, y en general en todas las
zonas áridas y semiáridas del planeta, la potencialidad agrícola alcanza valores máximos
en regadío, siendo mucho más baja en secano. Este incremento de potencialidad, junto a
la escasez de recursos hídricos superficiales, ha determinado frecuentemente la
sobreexplotación de acuíferos de litoral, con aguas subterráneas dotadas de altos niveles
de sales solubles, capaces de provocar una salinización secundaria o antrópica del suelo.
Muestreo de aguas de riego
Ha de tomarse una muestra representativa del agua a analizar para poder
determinar a partir de ella sus características físicas y químicas.
Los recipientes en que se recojan las muestras han de tener unas características
determinadas, estar limpios y que no puedan contaminar la muestra. Por ejemplo, tomar
muestras en recipientes de productos fitosanitarios o fertilizantes, constituye un elevado
riesgo de que los resultados analíticos obtenidos no se correspondan con los parámetros
reales del agua. Fundamentalmente, los recipientes deben cumplir los requisitos
siguientes:
• No desprender materia orgánica, elementos alcalinos, boro, sílice u otros que
puedan contaminar la muestra recogida.
• Que la adsorción ejercida por sus paredes sea mínima sobre cualquiera de los
componentes presentes en la muestra de agua.
• Que el material constituyente del recipiente no reaccione con los
componentes de la muestra.
• Deberán poderse cerrar y sellar herméticamente.
En cualquier caso, el objetivo fundamental es conseguir que la porción de agua
tomada sea representativa de la empleada en el riego del cultivo. En fuentes, redes de
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distribución, pozos dotados de bomba de extracción y casos similares será necesario
dejar fluir el agua el tiempo que se estime conveniente para conseguir que la muestra
sea verdaderamente representativa. En ríos y corrientes superficiales, será preciso
considerar diversos factores, tales como profundidad, flujo de corriente, distancia a la
orilla, etc., evitando zonas estancadas, y procurando tomarla del seno de la corriente en
flujo. Siempre que sea posible, el recipiente se enjuagará varias veces con el agua objeto
del muestreo.
El volumen de la muestra estará en función del número de ensayos y
determinaciones que se pretenden realizar, en principio con 0.25-1 litro bastará. No es
posible alcanzar una perfecta y completa conservación, pues nunca se consigue una total
estabilización de cada constituyente. Como máximo las técnicas de conservación
retrasan los procesos químicos o biológicos, los cuales después de tomada la muestra
continúan. Así pues, en cuanto al tiempo entre la recogida y su análisis puede decirse,
como norma general, que cuanto menor sea este intervalo mejores serán los resultados
del análisis. Conviene guardarla en frigorífico mientras no se lleve a laboratorio, ya que
el frío ralentiza las reacciones en el seno de la disolución y además se ofrece protección
ante la luz, que podría alterar el valor de algunos parámetros a analizar.
Obtenidas las muestras se cerrarán convenientemente y se precintarán,
etiquetándolas para su perfecta identificación (procedencia, cultivo, tipo de riego, fecha
de muestreo, otras observaciones).
2. Evaluación de la calidad de las aguas de riego
Composición de las aguas de riego
Los componentes más abundantes de las aguas de riego y que determinan en
gran parte su calidad, son los cationes calcio, magnesio, sodio y potasio, y los aniones
cloruro, sulfato y bicarbonato. Si el pH es superior a 8.3 las concentraciones de
carbonatos pueden llegar a ser significativas.
Entre los componentes menores de las aguas de riego, merece especial atención
el boro. Este elemento, que habitualmente aparece como borato, es esencial para el
desarrollo vegetal en cantidades inferiores a 0.5 ppm, pero resulta extraordinariamente
tóxico para la mayoría de los cultivos en cantidades sólo ligeramente superiores al
óptimo. Dentro de este grupo de componentes menores, se incluyen también sílice,
fluoruro, ioduro, litio, nitrato, nitrito, amonio, sulfito, fosfato, hierro, aluminio,
manganeso, cinc, plomo, cromo, pesticidas, herbicidas, materia orgánica, aceites,
fenoles, etc. En las zonas en las que se sospeche la existencia significativa de alguno de
estos constituyentes, éstos deben ser incluidos en el análisis del agua.
En los análisis ordinarios del agua de riego se determinan, además de los
componentes mayores, la CE y el pH. En ciertos casos, también se determina la
presencia de partículas sólidas en suspensión, evaluada usualmente como turbidez, que
puede crear problemas en los sistemas de distribución de agua en las técnicas de riego
por aspersión o por goteo.
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Criterios para la evaluación de la calidad del agua
Los riesgos más comunes, según los cuales se evalúan los efectos de la calidad
del agua son los relacionados con:
• Salinidad.
• Infiltración del agua.
• Toxicidad de iones específicos.
• Otros problemas menos habituales.
3. Efectos en suelo y cultivos
Problemas de salinidad
Efectos sobre el suelo
El grado de concentración salina se mide indirectamente basándonos en el hecho
de que conforme aumenta la concentración de sales solubles ionizadas en una
disolución, ésta conduce mejor la electricidad, luego la medida de la CE nos informa
sobre la concentración de sales existente. De este modo se puede conocer la cantidad
aproximada de sales (en g/l) que tenemos en disolución midiendo la CE (dS/m) y
multiplicándola por un factor que suele variar entre 0.65 y 0.85 en función del tipo de
sales que predominen.
Cuando se aplican aguas de riego a un suelo, una parte se infiltra y otra es
retenida en el propio suelo. Esta fracción retenida es la que aporta sales al suelo. La
acumulación se produce en determinados puntos del perfil, precisamente en aquellos
lugares donde tiene lugar o bien la evaporación o bien la extracción de agua por las
raíces.
Cada planta tiene unos límites de tolerancia a la salinidad, si bien éstos son
mayores en invierno y en estado adulto que en verano y plantas jóvenes. En cualquier
cultivo, su rendimiento no se ve afectado conforme aumenta la salinidad, hasta alcanzar
un nivel (valor umbral) a partir del cual el incremento salino conlleva una progresiva
disminución, más o menos rápida, de la producción.
En la tabla 1 se indican los valores umbrales de CE para diferentes cultivos
referidos a plantas adultas y riegos tradicionales. En germinación y en estado de
plántulas, estos valores generalmente son menores. Valores mayores de los indicados
pueden suponer pérdidas de rendimiento superiores al 10%, aunque se debe tener en
cuenta que la climatología de la zona, la variedad, el portainjerto, las propiedades y el
tipo de suelo pueden hacer variar notablemente los datos expuestos, que deben tomarse
exclusivamente como referencia.
Al contenido salino del agua de riego hay que añadir el que aportan los distintos
fertilizantes, todos (excepto la urea) son sales que se disocian en sus iones
correspondientes en el agua, aumentando la CE de la misma. Además, hay que tener en
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cuenta factores como la propia salinidad del suelo, las lluvias, la frecuencia de riego,
etc., que van a influir en la CE de la disolución del suelo.
Tabla 1. CE umbral (dS/m a 25ºC) del extracto de saturación del suelo (CEs) y del agua de riego
(CEa) estimadas para distintos cultivos en estado adulto y con métodos tradicionales de riego.
CE umbral CULTIVOS CE umbral CULTIVOS CE umbralCULTIVOS
HORTÍCOLAS CEs CEa FRUTALES CEs CEa EXTENSIVOS CEs CEa
Fresa 1.3 0.9 Aguacate 1.8 1.2 Fríjoles 1.5 1.0
Judía 1.5 1.0 Banana 2.0 1.3 Alfalfa 3.4 2.2
Zanahoria 1.7 1.1 Morera 2.2 1.5 Lino 3.4 2.3
Cebolla 1.8 1.2 Albaricoquero 2.2 1.5 Cacahuete 3.5 2.4
Lechuga 2.0 1.3 Almendro 2.2 1.5 Habas 3.7 2.9
Rábano 2.0 1.3 Ciruelo 2.2 1.5 Caña de azúcar 4.4 3.0
Pepino 2.1 1.4 Melocotonero 2.2 1.5 Lenteja 4.6 3.0
Berenjena 2.5 1.7 Manzano 2.3 1.5 Arroz 4.8 3.1
Pimiento 2.5 1.7 Naranjo 2.4 1.6 Maíz 5.7 3.5
Patata 2.5 1.7 Limonero 2.4 1.6 Soja 6.0 3.7
Col 2.8 1.9 Peral 2.4 1.6 Avena 6.0 3.8
Sandía 3.3 2.2 Nogal 2.4 1.6 Trigo 6.4 4.0
Melón 3.5 2.4 Pomelo 2.5 1.6 Sorgo 6.4 4.0
Tomate 3.8 2.5 Vid 3.5 2.2 Girasol 7.0 4.0
Calabaza 3.8 2.6 Granado 3.8 3.0 Azafrán 7.0 4.8
Bróculi 3.8 2.6 Algarrobo 3.9 3.1 Colza 9.5 5.5
Apio 4.0 2.8 Higuera 4.0 3.2 Remolacha az. 10.0 6.5
Espinaca 4.2 2.9 Olivo 4.3 3.5 Algodón 10.0 6.7
Espárrago 4.5 3.2 Palmera datilera 7.0 4.8 Cebada 11.0 7.5
Bajo climas áridos con ausencia de lluvias que permitan un lavado de las sales
del suelo en profundidad, y en cultivos protegidos, se favorece la acumulación de sales
en el suelo, más aún si se emplean aguas de elevado contenido salino y/o existe un uso
inadecuado de fertilizantes. Es por esto, que sea necesaria una correcta dosificación del
abonado y el uso de aguas de riego de buena calidad o al menos, acordes con el cultivo
establecido. Por esta razón resulta imprescindible el control de la CE en el suelo.
Los suelos arenosos tendrán una débil capacidad de retención de agua, y por ser
muy permeables, drenarán más fácilmente y su salinización será más difícil. Aquellos
suelos que tengan una textura muy fina (arcillosos), tendrán una capacidad de retención
grande, su lixiviación será difícil, sobre todo si en su complejo de cambio predominan
los iones sodio, como después veremos. En este caso, debido al gran volumen de agua
retenida, ésta proporcionará una gran cantidad de sales y el riesgo de salinización será
máximo.
De este modo, las aguas de riego y los fertilizantes incorporan sales al suelo (o
sustrato) y las aguas de drenaje las eliminan. Cuando la cantidad de sales aportadas
supera a la cantidad eliminada, el suelo (o sustrato) sufre un proceso de salinización. Un
16

suelo se considera salino cuando tiene una CE superior a 4 dS/m en el extracto de
saturación.
La recuperación de los suelos salinos es muy complicada y costosa. En primer
lugar hay que establecer un sistema de drenaje que permita el lavado de sales en exceso,
después hay que efectuar este lavado mediante riego, el problema se agrava cuando el
riego se realiza también con aguas salinas, lo que exige un control riguroso del
contenido de sales del agua y del extracto del suelo mediante medidas de CE.
Para efectuar el control de la salinidad del suelo se aconseja:
• Agua de riego adecuada.
• Buen drenaje.
• Sistema de riego apropiado.
• Volúmenes de agua adecuados y repartidos en cuantas más veces mejor.
• Abonado en cantidades pequeñas y frecuentes.
• Control exhaustivo de la CE del medio.
Es aconsejable que los suelos sean permeables si el agua de riego tiene un
contenido salino alto. De forma generalizada y sabiendo que son factores críticos la
climatología de la zona, el tipo de suelo y la especie y variedad cultivada, se puede
aconsejar que en riego por aspersión no se sobrepasen los 2.0 dS/m de CE, en riego por
inundación el límite puede situarse en 2.5 dS/m y en riego por goteo, con un buen
manejo del mismo, se pueden alcanzar niveles de 4.0 dS/m en la mezcla fertirrigante sin
merma alguna del cultivo.
Consideraciones en fertirrigación
El concepto de fracción de lixiviación (FL), se define como la fracción de agua
de riego que debe atravesar la zona de raíces para impedir que la salinidad del suelo
exceda de un valor deseado. Respecto a lo anterior, en riego por goteo, de forma
orientativa, se puede aplicar la fórmula siguiente:
CEa
Necesidades de lixiviación FL =
2CE máx (extracto saturado)
Siendo:
• CEa = CE del agua de riego.
• CE máx = Máxima CE del extracto saturado que tolera un determinado
cultivo (varía entre 8 y 12 según cultivo).
En la tabla 2 se exponen los valores de CE máx (dS/m a 25ºC) para diferentes
cultivos.
17

Tabla 2. CE máxima (dS/m a 25ºC) estimada para el crecimiento de diferentes cultivos.
HORTÍCOLAS CE máx FRUTALES CE máx EXTENSIVOS CE máx
Fresa 4.5 Aguacate 6.0 Fríjoles 6.0
Judía 6.0 Banana 7.0 Alfalfa 16.0
Zanahoria 8.0 Morera 8.0 Lino 11.0
Cebolla 8.0 Albaricoquero 7.0 Cacahuete 7.0
Apio 9.0 Almendro 7.5 Habas 13.0
Lechuga 10.0 Ciruelo 7.5 Caña de azúcar 15.0
Rábano 10.0 Melocotonero 7.0 Lenteja 15.0
Pepino 11.0 Manzano 8.5 Arroz 13.0
Berenjena 12.0 Naranjo 9.0 Maíz 11.0
Pimiento 10.0 Limonero 9.0 Soja 11.0
Patata 11.0 Peral 8.5 Avena 15.0
Col 12.0 Nogal 9.0 Trigo 22.0
Sandía 15.0 Pomelo 9.0 Sorgo 20.0
Melón 16.0 Vid 13.0 Girasol 18.0
Tomate 14.0 Granado 15.0 Azafrán 16.0
Calabaza 16.0 Algarrobo 15.0 Colza 20.0
Bróculi 14.0 Higuera 15.0 Remolacha az. 26.0
Espinaca 16.0 Olivo 15.0 Algodón 30.0
Espárrago 20.0 Palmera datilera 35.0 Cebada 32.0
La distribución y el flujo de sales en el suelo se ve afectado por la frecuencia y
por la localización de los riegos. Tras la aplicación de un riego, debido a los procesos
evapotranspirativos, va descendiendo la humedad del suelo/sustrato, lo que provoca una
progresiva concentración de las sales disueltas, sobre todo de aquéllas
proporcionalmente menos absorbidas por el cultivo, hasta la aplicación del siguiente
riego.
Cuanto mayor sea el intervalo entre riegos, mayores valores de salinidad total se
alcanzarán en la disolución del suelo, y mayor será la presión osmótica de la solución,
esto añadido a la mayor dificultad de absorción debida al descenso de humedad, se
traduce en enormes dificultades para la absorción de agua por parte de la planta.
Se estima que en condiciones normales la concentración de sales del agua
aplicada en el riego aumenta de 4 a 10 veces en la disolución del suelo. La
programación del riego, cuando la salinidad es un factor importante en la disponibilidad
del agua por las plantas, debe tender a que se suministre el agua requerida y se evite el
estado de estrés hídrico en los cultivos.
De este modo, una mayor frecuencia de riegos favorece la absorción de agua por
parte de las raíces por el doble efecto de mantener elevada la humedad en el suelo y
evitar aumentos desmesurados de la salinidad en la disolución del suelo. Por esta razón,
aguas de riego que por su elevado contenido salino resultan inutilizables mediante
métodos de riego tradicionales, pueden ser empleadas en riego por goteo, siempre y
cuando se efectúe un adecuado manejo del mismo, y se mantenga un adecuado drenaje.
18

Por otro lado, la distribución de sales en el perfil del suelo es consecuencia
directa del régimen de humedad de éste. Así en riego por goteo, bajo el emisor, se
presenta una zona muy lavada de sales que se acumulan en la superficie que delimita el
bulbo húmedo generado y, sobre todo, en la superficie del suelo, donde se muestran las
características afloraciones salinas de color blanco.
De las características físico-químicas del suelo, especialmente de su textura y
estructura, y de los caudales y volúmenes de riego empleados depende la forma del
bulbo húmedo y por tanto la distribución de sales en el perfil del suelo. La consecuencia
agronómica de esto es evidente, en la zona interna del bulbo, más lavada, se ve
favorecido el crecimiento radicular, mientras que la periferia del bulbo donde se
acumulan las sales, constituye una barrera para el desarrollo de las raíces, con lo que
éstas permanecen en una zona muy localizada dentro del perfil del suelo, y de este
modo, el cultivo se hace extremadamente dependiente del adecuado manejo del riego.
Cuando ocurren lluvias no muy intensas, se corre el peligro de que parte de las
sales acumuladas en la superficie del suelo se arrastren hasta la zona de desarrollo del
sistema radicular, por esta razón conviene regar cuando llueva para favorecer la
migración de las sales fuera de la zona de máximo desarrollo del sistema de raíces.
En condiciones de salinidad, y siempre y cuando podamos mantener una
correcta oxigenación del sistema radical, conviene que los riegos sean frecuentes y que
cada uno de ellos lleve consigo su porcentaje de lavado, es decir, el exceso necesario
para arrastrar las sales fuera de la zona de influencia de las raíces y mantener baja la
salinidad dentro del bulbo y, a la vez, aumentar el volumen de la zona de baja salinidad.
Las necesidades de riego a emplear son consecuencia de tres factores:
• La cantidad que necesita el suelo para mantener su capacidad de campo, y
que dependerá fundamentalmente de los procesos evaporativos que sufra éste.
• La que consuma el cultivo en cuestión en función de su transpiración.
• La necesaria para mantener las sales fuera de la zona de influencia de las
raíces. Estas necesidades de lavado pueden ser calculadas orientativamente
mediante la fórmula antes mencionada.
Efectos sobre los cultivos
Existe un desequilibrio en la dinámica del agua en la planta en condiciones de
salinidad, hay mayor resistencia a la pérdida de agua por la hoja al incrementarse el
nivel salino. El nivel de quinetina, que controla la apertura estomática, es bajo, mientras
el del ácido abcísico, que es responsable del cierre de los estomas, aumenta en
condiciones de salinidad.
La fotosíntesis se ve reducida siempre en condiciones salinas. Cuando el nivel de
salinidad es alto, el daño del aparato fotosintético se incrementa, lo que se traduce en
síntomas foliares de clorosis, necrosis y paralelamente una reducción de la fotosíntesis
por unidad de superficie foliar.
19

Bajo condiciones salinas la planta requiere más energía para absorber agua y
nutrientes, energía que debe ser suministrada por los procesos de fotosíntesis y
respiración, por tanto, en condiciones de salinidad se evidencia una disminución en la
fijación del CO2 y del desarrollo de la planta. Algunas especies, incluso algunas
variedades dentro de una misma especie, son más tolerantes que otras, y pueden extraer
el agua con mayor facilidad.
Problemas de infiltración
Algunas propiedades físicas de los suelos, tales como la dispersión de las
partículas, la estructura del suelo o la estabilidad de los agregados, están directamente
relacionadas con el tipo de iones intercambiables.
Así, los iones divalentes, y en particular el calcio, proporcionan características
físicas favorables a los suelos, floculando los agregados, mientras que el sodio
adsorbido determina la dispersión e hinchamiento de las arcillas, llegando, cuando su
proporción es suficientemente elevada, a causar la dispersión y la reducción de la
permeabilidad de los suelos.
Se considera generalmente que cuando el sodio de cambio del suelo alcanza el
10% de la capacidad de cambio catiónica, el deterioro de las características físicas es ya
importante, tanto más cuanto más elevado sea su contenido en arcilla.
Las aguas de salinidad muy baja (<0.5 dS/m) también pueden provocar
problemas de infiltración, ya que tienden a lixiviar las sales y minerales solubles,
incluyendo las de calcio, reduciendo así la influencia de este elemento sobre la
estabilidad de los agregados y la estructura del suelo frente al efecto dispersante del
sodio.
El mecanismo de degradación consiste en que el sodio reemplaza, en el
complejo de cambio del suelo, a los cationes calcio y magnesio, produciendo una
disgregación de los agregados, con lo que quedan libres partículas muy finas que
obstruyen los poros, creando capas impermeables y compactas. Esto origina una falta de
infiltración del agua, provocando encharcamientos y una disminución de los poros que
afecta a la respiración de las raíces. Los suelos se vuelven más densos y compactos
dificultando el laboreo.
Para la estimación del riesgo de impermeabilización del suelo por dispersión de
arcillas debida al efecto del sodio (alcalinización), se define la relación de adsorción de
sodio (RAS) (Richards, 1954) en el agua de riego como:
RAS = Na / ( , los cationes se expresan en meq/l) /Ca Mg+ 2
Esta relación está estrechamente relacionada con el porcentaje de sodio de
cambio en el complejo adsorbente del suelo (figura 1).
20

Figura 1. Nomograma para determinar el RAS de las aguas de riego y para estimar el valor
correspondiente del porcentaje de sodio de cambio del suelo en equilibrio con el agua (Richards,
1954).
Problemas de toxicidad
Aparte del efecto osmótico, la presencia de sales solubles en la zona radicular
determina la absorción de algunos iones específicos que se acumulan en los diversos
tejidos y especialmente en la hoja, llegando a provocar efectos tóxicos debidos, bien a la
toxicidad del propio ión, a la formación inducida de productos metabólicos tóxicos o a
desequilibrios iónicos y/o nutricionales.
En las aguas de riego normales, los componentes más comunes que pueden
provocar problemas de toxicidad son cloruro, sodio y boro.
Toxicidad por cloruros
El ión cloruro es muy móvil tanto en el suelo como en la planta y emigra
fácilmente hacia las partes de actividad fisiológica: hojas, tallo de gramíneas, tejidos
parenquimatosos, etc. Los síntomas visuales característicos son necrosis o quemaduras
21

que aparecen inicialmente en los ápices de las hojas, con un característico tono
bronceado en los primeros estados. Si la concentración es muy elevada la necrosis se
extiende e incluso se puede producir una defoliación. La tabla 3 muestra la tolerancia a
cloruros de diferentes cultivos.
Tabla 3. Tolerancia aproximada de diferentes cultivos a los cloruros, expresados en meq/l en la
disolución del suelo.
CULTIVO CLORUROS
ADMITIDOS
CULTIVO CLORUROS
ADMITIDOS
Aguacate 4 Lechuga 8
Judía 4 Pimiento 8
Limón 4.5 Geranio 8
Tabaco 4.5 Pepino 10
Fresa 6 Tomate 15
Naranja 7 Gladiolo 20
Arroz 7 Algodón 20
Sorgo 7.5 Remolacha 25
Toxicidad por sodio
La relación de adsorción de sodio (RAS) elevada y el alto nivel de porcentaje de
sodio de cambio, están ligados a una absorción aumentada de sodio por parte de la
planta. Por esta razón, se utilizan estos parámetros para evaluar el riesgo de toxicidad
por sodio.
Los síntomas foliares en el caso del sodio consisten en necrosis o quemaduras
que se inician a lo largo del borde de las hojas más viejas, y se extienden a las zonas
intervenales al aumentar la concentración de sodio. El sodio puede alterar el balance
nutritivo de la planta causando deficiencia relativa de calcio, potasio o magnesio.
Valores relativamente bajos de sodio cambiable en el suelo (2-10%) ya pueden provocar
toxicidad en el caso de especies sensibles.
Toxicidad por boro
Normalmente un nivel de 0.1-0.2 ppm de boro en el agua de riego es suficiente
para cubrir las necesidades de las plantas. Los síntomas visuales de exceso aparecen
habitualmente en las hojas más viejas, y consisten en necrosis de puntas y bordes y
moteado amarillo o pardo característico en el limbo de la hoja.
Las especies sensibles pueden presentar toxicidad con contenidos relativamente
bajos de boro en el agua de riego (0.5-1 mg/l).
La tabla 4 muestra la tolerancia de diferentes cultivos a la toxicidad provocada
por el boro contenido en el agua de riego.
22

Tabla 4. Tolerancia relativa de diferentes cultivos al contenido en boro (mg/l) en las aguas de riego.
CULTIVOS
HORTÍCOLAS
NIVEL
CRÍTICO
CULTIVOS
FRUTALES
NIVEL
CRÍTICO
CULTIVOS
EXTENSIVOS
NIVEL
CRÍTICO
Zarzamora 0.5 Limonero 0.4 Cacahuete 1.3
Pimiento 1.3 Pomelo 0.5 Avena 1.5
Calabaza 1.4 Aguacate 0.6 Maíz 1.7
Guisante 1.9 Naranjo 0.7 Trigo 1.8
Rábano 2.0 Albaricoquero 0.8 Cebada 1.8
Tomate 2.1 Melocotonero 0.8 Girasol 2.5
Patata 2.4 Cerezo 0.8 Tabaco 2.9
Pepino 2.4 Níspero 0.9 Trébol dulce 2.9
Zanahoria 2.5 Caqui 1.0 Sorgo 3.0
Lechuga 2.6 Higuera 1.0 Alfalfa 3.5
Coliflor 2.7 Vid 1.0 Veza 3.5
Col 2.7 Manzano 1.1 Remolacha 3.6
Apio 2.7 Peral 1.1 Algodón 3.8
Nabo 2.8 Nogal 1.1
Alcachofa 2.8 Ciruelo 1.1
Melón 2.9 Olivo 1.8
Cebolla 3.0 Palmera 3.8
Haba 3.2
Espárrago 4.0
Otros problemas menos habituales
Otras toxicidades
Los sulfatos, a elevadas concentraciones, más que un efecto de toxicidad,
ejercen una acción limitadora en la absorción del calcio por la planta y un aumento en la
absorción de sodio y potasio, además de contribuir a la elevación de la presión osmótica
del medio.
Los iones bicarbonato y magnesio, también pueden producir algún tipo de
toxicidad específica, aunque en la mayoría de los casos es un efecto indirecto, bien por
precipitación del calcio o bien por disminución de la absorción de éste.
Las aguas naturales contienen cantidades muy pequeñas de micronutrientes (Fe,
Mn, Zn, Cu, Mo) y de otros elementos traza (Ni, Co, Cd, Ag, Cr, Pb), de ordinario la
concentración es inferior a 0.1 ppm y no existen problemas de toxicidad. Sin embargo,
puede producirse una contaminación industrial de las aguas naturales de modo que se
alcancen concentraciones elevadas, en este caso conviene considerar el riesgo de
toxicidad, tanto para el vegetal como para el hombre.
En la tabla 5 se muestra una estimación de las máximas concentraciones
permisibles de elementos traza en el agua de riego:
23

Tabla 5. Máxima concentración permisible de elementos traza en el agua de riego, para no causar
toxicidad en los cultivos ni en los consumidores (adaptado de Ayers y Wescot, 1987).
ELEMENTO CONCENTRACIÓN MÁXIMA
PERMISIBLE (ppm)
Aluminio (Al) 5.0
Arsénico (As) 0.1
Cadmio (Cd) 0.01
Berilio (Be) 0.1
Cinc (Zn) 2.0
Cobalto (Co) 0.05
Cobre (Cu) 0.3
Cromo (Cr) 0.1
Flúor (F) 1.0
Hierro (Fe) 5.0
Litio (Li) 2.5
Manganeso (Mn) 3.0
Molibdeno (Mo) 0.2
Níquel (Ni) 0.3
Plomo (Pb) 5.0
Selenio (Se) 0.05
Vanadio (V) 0.2
Interacciones entre nutrientes influenciadas por el factor salinidad
El potasio y el calcio son los dos únicos iones que pueden ser deficientes como
consecuencia de la salinidad en el medio radicular. Altas concentraciones de ión sodio
en la disolución del suelo pueden limitar grandemente la absorción del calcio y, en
menor medida, la del potasio, ya que la absorción de este ión se realiza a través de un
proceso altamente selectivo.
Por otra parte, parece existir una concentración óptima de nitratos en función del
grado de salinidad de la solución, más concretamente en función del nivel de cloruros
existente.
4. Evaluación de los parámetros analíticos
Análisis del agua de riego
Comprobación
Puesto que la electronegatividad de una disolución se mantiene siempre, las
sumas de las concentraciones de aniones y de cationes, expresadas ambas en meq/l,
deben ser iguales o presentar diferencias muy pequeñas (<5%).
24

La relación entre la concentración de sales totales disueltas (en mg/l) y la CE (en
dS/m) oscila entre 600 y 850. Los valores de la relación tienden a elevarse a medida que
aumenta la CE y la proporción de iones divalentes.
Índices de primer grado
• pH: no es un índice demasiado importante en la clasificación de un agua de riego, no
obstante, cuando se sospecha la existencia de algún tipo de contaminación, puede ser
un buen índice de detección, pues puede alejarse exageradamente del rango normal
(6-8.5 unidades).
El pH no constituye un criterio de calidad del agua de riego, ya que tiende a ser
tamponado por el suelo y la mayor parte de los cultivos toleran un amplio rango de
pH, independientemente de las ventajas que supone su ajuste en las disoluciones de
fertirriego.
• Contenido salino total: determinado indirectamente a través de la medida de CE o
directamente por sumatorio de las especies analizadas. Es el primer y frecuentemente
principal factor a tener en cuenta a la hora de dictaminar la calidad de un agua de
riego.
La CE proporciona una medida de la concentración total de sales solubles. La tabla
6, muestra la clasificación del agua de riego según diversos autores en base a este
parámetro.
Tabla 6. Clasificación de las aguas de riego según el riesgo de salinidad, basándose en la medida de
CE (dS/m).
BAJO MEDIO ALTO MUY ALTO REFERENCIA
0.10 - 0.25 0.25 - 0.75 0.75 - 2.25 > 2.25 Richards, 1954
< 0.75 0.75 - 1.50 1.50 - 3.00 > 3.00 Univ. California, 1972
< 0.70 0.70 – 3.00 > 3.00 Ayers & Westcot, 1987
< 1.20 1.20 – 3.50 > 3.50 Cerdá, 1980
• Iones: deben determinarse siempre los cationes mayoritarios (calcio, magnesio, sodio
y potasio) y los aniones mayoritarios (cloruros, sulfatos y bicarbonatos). Además se
determinarán carbonatos en aguas con pH>8.3 y otras especies iónicas que puedan
ser significativas dependiendo de la procedencia del agua de riego o del uso que se
vaya a hacer de la misma (nitratos, fosfatos, amonio, etc.).
La tabla 7 (elaboración propia) recoge una valoración individual de los principales
iones involucrados en la calidad del agua de riego, considerando un cultivo
moderadamente sensible a la salinidad.
25

Tabla 7. Valores normales, óptimos y de riesgo en aguas de riego para un cultivo moderadamente
sensible a la salinidad (elaboración propia).
PARÁMETRO VALORES
NORMALES
VALORES
ÓPTIMOS
VALORES DE
RIESGO
ACCIONES PREVENTIVAS
O DE CORRECCIÓN
pH 7 – 8.3 5.5 – 6.5 < 7.5 · Acidificación de la solución
· Aporte de azufre o cales
agrícolas al suelo
CE (dS/m) 0.5 - 5.0 < 2.0 > 3.0 · Riegos frecuentes con
adecuado drenaje
Calcio (meq/l) Hasta 40
8 – 20 y, sobre todo,
equilibrado con
resto de iones
< 8 o desequilibrio
con resto de iones
(Mg+2
y Na+
)
· Aporte de calcio
· Aporte de magnesio
· Acidificación del suelo
Magnesio (meq/l) Hasta 30
4 – 10 y, sobre todo,
equilibrado con
resto de iones (Ca+2
)
< 4 o desequilibrio
con otros iones
(Ca+2
)
· Aporte de magnesio
· Aporte de calcio
· Adecuado drenaje y
frecuencia de riego
Sodio (meq/l)
Hasta 40 Lo más bajo posible
> 8 o exceso
relativo frente a
Ca+2
· Aporte de calcio
· Aporte de materia
orgánica y azufre
frecuencia de riego
Potasio (meq/l) Hasta 1
Es un nutriente a
aportar
Que exceda de las
necesidades del
cultivo
· Ajuste a las necesidades
del cultivo
Bicarbonatos
(meq/l)
Hasta 10 0.5 – 1.0
> 3, aunque
depende de la
concentración de
otros iones (Ca+2
)
· Acidificación de la solución
nutriente
Sulfatos (meq/l) Hasta 40 4 – 10 < 4 o > 20
· Aporte de azufre o sulfatos
frecuencia de riego
· Aporte de calcio
Cloruros (meq/l) Hasta 40 Lo más bajo posible > 8
frecuencia de riego
· Mayor aporte de nitratos
Boro (mg/l) Hasta 3 0.1 – 0.4 > 0.7
frecuencia de riego
· Mayor aporte de nitrógeno
· Aporte de calcio
• Microelementos y otras determinaciones no habituales: en muchas zonas debe
determinarse el contenido en boro, y dependiendo del origen y/o empleo del agua de
riego en cuestión, también se puede interesar la determinación de otros
micronutrientes (Fe, Mn, Cu, Zn), materia orgánica, población microbiana, sílice,
etc.
26

Índices de segundo grado
Pretenden medir el efecto combinado de dos o más sustancias que se encuentran
disueltas en el agua de riego.
• RAS (Relación de Adsorción de Sodio): es el índice de segundo grado más
interesante, y determina el efecto nocivo del ión sodio según su proporción relativa
con calcio y magnesio. A partir de RAS = 10, el agua de riego puede tener
importantes efectos alcalinizantes sobre el suelo.
Ayers y Westcot introdujeron un factor de corrección empírica que trataba de tener
en cuenta la presencia de los aniones carbonato y bicarbonato, y su posible influencia
en los procesos de disolución o precipitación de sales alcalinotérreas, al entrar en
contacto el agua con las partículas del suelo. Surge así el denominado RAS ajustado.
RAS ajustado = RAS [1 + (8.4 – pHc)]
El valor de pHc es el pH teórico del agua y se calcula según se expresa en la tabla 9
para el índice de Langelier.
La valoración del RAS ajustado, aunque prácticamente no es utilizado, depende de la
CE del agua de riego analizada, así existe un riesgo alto de alcalinización para un
agua de CE 0.5 dS/m, por encima de un RAS ajustado de 10, mientras que para un
agua con CE 2.0 dS/m, el riesgo alto de alcalinización puede considerarse a partir de
un RAS ajustado de 25.
Posteriormente Suárez (1981) introdujo una nueva corrección que estima la
disolución del calcio de carbonatos y silicatos o la precipitación del mismo, surge así
el concepto de RAS corregido (RASº), que en la actualidad es el recomendado. La
figura 2 (Rhoades, 1977) y su tabla anexa (Suárez, 1981) establece el cálculo y una
estimación de la interpretación de este parámetro, en base a la fórmula siguiente:
RASº = Na / 2/)º( MgCa +
Los cationes se expresan en meq/l, siendo Caº el contenido corregido de calcio en el
agua de riego también en meq/l.
Una vez disponible un medio eficaz para evaluar los posibles problemas de
infiltración derivados del uso de aguas de riego con contenidos elevados de sodio,
consideremos las posibles soluciones, fundamentalmente para lograr una
disminución del RAS o el RAS corregido.
Los tratamientos químicos incluyen la aplicación de enmiendas al suelo o al agua de
riego, bien proporcionando calcio directamente, como cuando se utiliza yeso u otras
sales de calcio, o provocando la disolución de la caliza del suelo mediante la adición
de un ácido. Otra alternativa a los problemas de infiltración es la mezcla de dos o
más aguas de riego de distinta calidad, que permita disminuir el RAS.
27

Figura 2. Concentración de calcio (Caº) en el agua del suelo, contenida en el suelo cerca de la
superficie, que resultaría de regar con aguas de determinado valor HCO3
-
/Ca+2
(expresados en
meq/l) y CEa (expresada en dS/m) (Suárez, 1981). La gráfica muestra la reducción relativa de la
infiltración provocada por la salinidad y el RASº (Rhoades, 1977).
28

• Relación de calcio: proporción relativa del calcio frente al resto de cationes. Interesa
que sea superior a 0.35. Determinada por la expresión
Ca
Na Mg+ +Ca
donde los
iones se expresan en meq/l.
• Relación de sodio: proporción relativa del sodio frente al resto de cationes. Interesa
que sea lo menor posible. Viene dada por la expresión
Na
Ca Na Mg+ +
donde los
iones se expresan en meq/l.
• Carbonato sódico residual (índice de Eaton): indica la acción degradante del agua,
considerando la proporción de aniones carbonato y bicarbonato frente a los cationes
calcio y magnesio.
Viene dada por la ecuación CSR = (CO3
-2
+ HCO3
-
) - (Ca+2
+ Mg+2
), donde los iones
se expresan en meq/l. Según el CSR, las aguas se clasifican en recomendables (CSR
< 1.25), poco recomendables (1.25 < CSR < 2.5) y no recomendables (CSR > 6.25).
• Dureza: hace referencia al contenido de iones divalentes (calcio y magnesio) de un
agua de riego. Se mide generalmente en grados hidrotimétricos franceses y viene
definida por la expresión
Dureza =
Ca Mg• . • .2 5 412
10
+
donde Ca y Mg se expresan en mg/l.
Según el índice de dureza, las aguas se clasifican en muy dulces (< 7), dulces (7-14),
medianamente dulces (14-22), medianamente duras (22-32), duras (32-54) y muy
duras (> 54). En general, las aguas muy duras son poco recomendables en suelos
fuertes y compactos, si bien no es un índice demasiado importante desde el punto de
vista agronómico.
• Coeficiente alcalimétrico (índice de Scott): indica el riesgo de toxicidad debida al ión
cloruro, teniendo en cuenta la presencia de sodio y sulfatos. Se determina según lo
siguiente:
-
Si (Na+
- 0.65 · Cl-
) es cero o negativo, entonces
k = 2040 / Cl-
- Si (Na+
- 0.65 · Cl-
) es positivo pero no mayor de (0.48 · SO4
-2
), entonces
k = 6620 / (Na+
+ 2.6 · Cl-
)
- Si (Na+
- 0.65 · Cl-
- 0.48 · SO4
-2
) es positivo, entonces
k = 662 / (Na+
- 0.32 · Cl-
- 0.43 · SO4
-2
)
Desde el punto de vista de este índice, la calidad del agua de riego se considera
buena (k > 18), tolerable (18-6), mediocre (6-1.2) y mala (<1.2).
29

5. Clasificación de las aguas de riego
Generalmente se recurre a las llamadas normas combinadas (basadas en la
utilización combinada de alguno de los índices antes descritos) para establecer la
clasificación de un agua de riego. Frecuentemente están poco adaptadas a las
condiciones específicas de cada lugar, por lo que conviene tomarlas con cautela, o
mejor, establecer clasificaciones paralelas propias para cada comarca agrícola. Algunas
de las normas combinadas más significativas son:
• Norma de Riverside: en 1954, el Laboratorio de Salinidad de USA (Richards, 1954)
elaboró un diagrama para la clasificación de las aguas de riego basado en los riesgos
de salinidad (evaluados a partir de la CE) y de sodio (evaluado a partir del RAS)
(figura 3). Tuvo una amplia difusión en todas las zonas áridas y semiáridas, y aún
hoy día se sigue utilizando. Aún así, con frecuencia, sería conveniente ampliar los
límites entre los distintos grupos de riesgo de salinidad, para obtener un diagrama
más adaptado a la realidad.
Figura 3. Clasificación del agua de riego, normas de Riverside (US Salinity Laboratory).
30

• Norma de H. Greene: establecida en base al porcentaje de sodio sobre el total de
cationes y al contenido salino en meq/l (figura 4). Es una norma muy poco
restrictiva.
Figura 4. Norma de Greene para la clasificación de las aguas de riego.
• Norma de L. V. Wilcox: considera el porcentaje de sodio respecto al total de cationes
y la CE (figura 5). Es una norma bastante restrictiva.
Figura 5. Norma de Wilcox para la clasificación de las aguas de riego.
• Norma Tames: define las aguas de buena calidad (CE < 0.8 dS/m, CSR < 1.25 meq/l,
B < 0.33 ppm y Relación de Ca > 0.35) y de mala calidad (CE > 20 dS/m o CSR >
2.5 meq/l o B > 3.75 mg/l o Relación de Ca < 0.35), dejando la evaluación del resto
de aguas intermedias según las condiciones de suelo, clima y cultivo.
31

6. Influencia del agua en el mantenimiento de instalaciones de riego
localizado. Obstrucciones
Introducción
En una instalación de riego localizado, los elementos que necesitan un
mantenimiento son los siguientes:
• Cabezal de filtrado: necesita un mantenimiento de limpieza para evitar la
colmatación de los filtros.
• Cabezal de bombeo: más que un mantenimiento específico, requiere unas
condiciones de trabajo idóneas.
• Conducciones y emisores: necesitan un mantenimiento de limpieza para
evitar, fundamentalmente, obstrucciones en los emisores.
• Equipo de fertirrigación: precisa una calibración de sondas y un
mantenimiento de limpieza.
Debido a las pequeñas dimensiones de los orificios de salida de los goteros y a la
baja velocidad con la que el agua circula, la obstrucción de goteros es uno de los
principales problemas a los que se enfrenta una instalación de riego localizado.
Agentes, causas y tratamientos de los procesos de obstrucción
La obstrucción de emisores obedece principalmente a tres causas:
• Físicas: sólidos en suspensión (arenas, limos y arcillas).
• Químicas: por precipitación de sales contenidas en el agua, depósitos de Fe,
Mn y S, y precipitación de fertilizantes.
• Biológicas u orgánicas: algas, bacterias y restos vegetales o animales.
Causas físicas
Las aguas de ríos o de embalses sin revestir, suelen contener gran cantidad de
sólidos en suspensión, sobre todo, arcillas y limos. También es corriente que algunas
aguas de pozo contengan importantes cantidades de arena. Este tipo de materiales
provoca importantes obstrucciones y colmataciones por sedimentación y taponamiento.
Son frecuentes también, las obstrucciones debidas a raspaduras de plástico
producidas durante la fase de montaje de la instalación.
32

Además de los taponamientos que originan este tipo de partículas, cuando el
régimen hidráulico tiende a ser laminar, las partículas finas (limos, arcillas) se depositan
sobre las paredes de conducciones y emisores disminuyendo lentamente su caudal.
Tratamientos de obstrucciones de tipo físico
Para evitar las obstrucciones debidas a causas físicas, se utilizan los siguientes
dispositivos:
• Floculación: ante aguas que contienen gran cantidad de materiales en
suspensión que colmatan rápidamente sistemas de filtrado, cabe la
posibilidad de dejarlos sedimentar en un embalse y tratarlas con agentes
coagulantes y floculantes, que aumentan la agregación entre partículas
facilitando su sedimentación. Ejemplos de agentes floculantes son sulfato de
aluminio, cloruro férrico, aluminatos, sulfato ferroso, cal, etc., así como
polímeros orgánicos.
• Prefiltrado: aquí cobra especial importancia el empleo de hidrociclones con
aguas que presentan gran cantidad de partículas de arena en suspensión.
También merece la pena mencionar la utilización de mallas, rejillas y
decantadores.
• Filtros de arena: llevan a cabo tres acciones simultáneas, tamizan el agua en
función de su diámetro de poro, cada pequeño poro actúa como decantador
debido a la baja velocidad del agua en el interior de los filtros (1-2 m/min) y
además se establecen fuerzas electrostáticas que determinan una retención de
partículas de pequeño tamaño. Estos filtros de arena, en virtud de lo dicho
anteriormente, retienen partículas de tamaño hasta 1/10 del diámetro efectivo
de la arena, por lo que suele utilizarse una granulometría de arena con
diámetro efectivo igual al diámetro mínimo de paso del agua por el emisor,
como norma de seguridad.
• Filtros de malla y de anillas: efectivos con aguas no muy sucias que
contengan partículas de tipo orgánico.
• Emisores de flujo turbulento: actualmente se diseñan emisores de flujo
suficientemente turbulento que limita la sedimentación de partículas finas
sobre el interior de sus paredes.
A continuación se muestra a título orientativo los sistemas de filtrado a instalar
en función del tipo de agua empleada:
• Agua directa de pozo:
- Con presencia de arena: hidrociclón + filtro de anillas
- Sin presencia de arena: filtro de anillas + filtro de malla
• Agua de embalse: prefiltro + filtro de arena + filtro de anillas
33

• Agua de canales (en circulación):
- Sin arcillas o algas: filtro de anillas sobredimensionado
- Con algas, fangos y carga orgánica: filtro de arena + filtro de anillas
• Aguas problemáticas según su composición química (ferruginosas, calizas,
etc.): tratamiento químico + filtro de arena + filtro de anillas
• Aguas residuales: según casos
Causas químicas
Las aguas de procedencia tanto superficial como subterránea, a menudo
contienen elevados niveles de sales disueltas que pueden precipitar formando
incrustaciones. El carbonato cálcico es el constituyente más común de las
incrustaciones, generalmente en la forma mineral de calcita que se forma a las
temperaturas comunes dentro de las redes de riego.
En aguas con contenidos suficientemente elevados de calcio y bicarbonatos, al
finalizar cada riego se forma, por desecación de la última gota, un depósito de carbonato
cálcico al sobrepasar el producto de solubilidad de esta sal, lo que puede obstruir la
salida del emisor. Cuando el índice de saturación del carbonato cálcico (índice de
Langelier) es superior a 0.5 y la dureza del agua es mayor de 200-300, el riesgo de
precipitaciones de carbonato cálcico es muy considerable. El espaciado elevado entre
riegos también contribuye a aumentar los problemas ocasionados por precipitación de
carbonato cálcico.
El calcio también induce la formación de precipitados de yeso (sulfato cálcico
dihidratado).
La oxidación de hierro, manganeso y azufre, bien por producida por bacterias o
bien por contacto con el aire u otros oxidantes (agentes clorantes, ozono), también
provoca la precipitación de estos elementos.
El riesgo de formación de obstrucciones de origen químico es muy elevado por
encima de pH 7.5, con dureza superior a 300 o con niveles de hierro o manganeso
mayores de 1.5 ppm.
La inyección de ácidos puede evitar o redisolver las incrustaciones, reducir o
eliminar la precipitación mineral y crear un ambiente indeseable para el crecimiento
microbiano.
La propia técnica de fertirrigación puede también contribuir a los problemas de
ensuciamientos y obstrucciones de redes de riego y emisores, ya que estamos aportando
fertilizantes minerales que no son más que sales solubles que contiene elementos
nutritivos necesarios para el cultivo. Conviene tener en cuenta que por encima de pH 7,
la disponibilidad del fósforo y el calcio pueden decrecer considerablemente debido al
predominio de la forma HPO4
-2
(que forma precipitados insolubles en contacto con el
calcio) sobre la forma H2PO4
-
(que forma compuestos muy solubles con el calcio).
34

Por encima de pH 7 el riesgo de precipitación de calcio y magnesio en forma de
carbonatos, CaCO3 y MgCO3, es muy alto, lo que puede provocar importantes
obturaciones de emisores y otros componentes en los sistemas de fertirriego.
El hierro, a menos que se adicione diariamente o en forma quelatada, se
encuentra en forma iónica disponible para la planta en menos del 50% a pH 7, mientras
que a pH 8 no queda nada disponible debido a su precipitación en forma de hidróxido
férrico Fe(OH)3 (óxido, robín o herrumbre). Por el contrario, por debajo de pH 6.5, más
del 90% del hierro aplicado permanece disuelto y disponible para las plantas. El
manganeso sigue una dinámica similar.
Resumiendo, el pH en las soluciones de fertirrigación, debe ser tal que permita
estar disueltos a la totalidad de los nutrientes sin dañar las raíces, evitando de este modo
la formación de precipitados (algunos de los cuales pueden presentarse en forma de
finísima suspensión invisible al ojo humano) que pudieran causar obturaciones en los
sistemas de riego e indisponibilidad para la absorción radical de dichos nutrientes.
Tratamientos de obstrucciones de tipo químico
• Adecuado manejo del agua de riego y los fertilizantes.
• Tratamientos con productos químicos.
Fundamentalmente hay que centrarse en la acidificación del agua de riego de
cara a evitar precipitados o redisolverlos. Para ello se emplean los ácidos nítrico,
sulfúrico, clorhídrico y fosfórico. A continuación se muestran algunas indicaciones
según el tipo de precipitado formado.
• Precipitados de carbonato cálcico: la inyección continua de ácidos hasta
ajustar el pH en torno a 6, sería muy eficaz contra la formación de este tipo
de depósitos. Cuando los precipitados ya están formados, se trata a pH 2 y se
dejan las conducciones 24 horas llenas con la solución ácida.
• Precipitados de hierro, manganeso y sulfuros: especialmente importante es el
caso del hierro. Se puede operar de dos formas, oxidando la forma ferrosa,
provocando su precipitación antes de la operación de filtrado (airear el agua,
aplicación de hipoclorito sódico –1 ppm por cada 0.7 de Fe-, adición de
permanganato potásico –0.6 ppm por cada 1 ppm de Fe-). La segunda forma
de actuación es acidificar para mantener la forma ferrosa estable en
disolución.
• Precipitados causados por el inadecuado manejo de fertilizantes: conviene
ajustar las cantidades de abonos en la disolución madre a su grado de
solubilidad, observar las cantidades máximas aconsejadas de fertilizante en
disoluciones madre y de riego, efectuar un prerriego y un postrriego con
agua clara (sin fertilizantes) y contemplar su grado de incompatibilidad.
35

Causas biológicas
Las aguas de procedencia superficial, presentan generalmente problemas
asociados a obstrucciones de origen biológico, algas y bacterias que forman agregados
obstruyendo los emisores. Los residuos de descomposición de algas pueden acumularse
en tuberías y emisores y servir de soporte para el crecimiento de una masa viscosa de
bacterias.
Las conducciones de color oscuro o enterradas dificultan la proliferación de
algas. En tuberías y líneas portagoteros de poco espesor y colores claros se ha
observado la proliferación de algas filamentosas.
Conviene tener en cuenta que los fosfatos son generalmente el factor limitante
del crecimiento de algas, aspecto que hay que tener en cuenta al aplicar fertilizantes
fosforados.
La presencia de hierro puede ocasionar obstrucciones de origen físico, químico y
biológico combinados. Algunas bacterias filamentosas (ferruginosas) oxidan al hierro
que precipita como hidróxido y es retenido por la masa de bacterias. Esta maraña puede
a su vez retener partículas en suspensión, más aún si son de tipo orgánico al formar
complejos organoférricos que originan un cieno de color rojizo. A partir de 0.2 ppm de
hierro el agua puede ser problemática en este sentido. La misma dinámica (aunque suele
ser menos problemática) se da ante aguas ricas en manganeso.
Cuando el agua presenta concentraciones de SH2 superiores a 0.5 ppm y
muestran un pH ácido (3-5.5) existen bacterias que ocasionan la precipitación del
azufre.
Tratamientos de obstrucciones de tipo biológico
Para evitar este tipo de obstrucciones se emplean los métodos y sistemas
siguientes:
• Filtros de anillas.
• Tratamientos con productos químicos:
- Control y eliminación de algas: principalmente mediante el empleo de
productos químicos alguicidas (sulfato de cobre [0.3-3.0 g/m3
, cada 15
días en verano y cada 30 días en primavera y otoño], permanganato
potásico [4-16 g/m3
]) seguido de floculación y sedimentación.
- Cloración contra bacterias causantes de obstrucciones: por adición de
hipoclorito sódico, hipoclorito cálcico o cloro gas. El pH óptimo para la
acción biocida del cloro está entre 5.5 y 6, parte del cloro activo se pierde
al ser adsorbido por la materia orgánica presente, y es el cloro libre
residual el que ejerce la acción biocida. Se debe adicionar cloro de
manera que en el emisor más alejado se mantenga una concentración de
cloro libre de 0.5-1.0 ppm, durante al menos 45 minutos. La adición de
36

cloro total, aunque depende de la carga orgánica que tenga el agua, se
puede estimar en 3-10 ppm, se puede adicionar a través del equipo
inyector de fertilizantes si se utiliza hipoclorito sódico (lejía).
- Compuestos químicos alternativos en el control de bacterias y algas:
ozono, acroleína, sales de amonio cuaternario, yodo, bromo, etc.,
también se han empleado, aunque su uso es mucho más restringido.
Evaluación del riesgo de obstrucciones según el análisis del agua de riego
• pH: valores básicos (>7.5) incrementan el riesgo de formación de
precipitados (hidróxidos, carbonatos, etc.).
• Sólidos en suspensión: por encima de 100 ppm existe un riesgo grave de
obstrucciones.
• Total de sólidos disueltos: elevados niveles de algunas sales (bicarbonatos,
calcio, sulfatos) constituyen un riesgo potencial de formación de
precipitados.
• Sulfuro de hidrógeno: se detecta por presencia de olor característico.
• Hierro y manganeso: conviene acidificar la muestra en el mismo instante de
su toma (1 gota de ácido cada 25 ml), para evitar su oxidación, y de esa
forma poder llevara cabo un análisis de garantía.
• Demanda de cloro: hay que tener en cuenta que la presencia de materia
orgánica, sulfuros, hierro, etc. consumen cloro y aumentan la demanda de
éste para reducir la población microbiana.
• Índice de Langelier: valora el riesgo de obstrucciones por carbonato cálcico,
valores positivos indican tendencia a formarse incrustaciones. La
acidificación reduce este índice al disminuir la concentración de ión
bicarbonato.
Is = pHa – pHc
Donde: pHa: pH del agua de riego
pHc = (pK2`- pKc`) + p(Ca+Mg) + pAlk
(pK2`- pKc`): se calcula a partir de la suma en meq/l de (Ca+2
+ Mg+2
+
Na+
), columna 1 y 2 de la tabla 8.
p(Ca+Mg): se calcula a partir de la suma en meq/l de (Ca+2
+ Mg+2
),
columna 1 y 3 de la tabla 8.
pAlk: se calcula a partir de la suma en meq/l de (CO3
-2
+ HCO3
-
),
columna 1 y 4 de la tabla 8.
37

Tabla 8. Valores de (pK2`- pKc`), p(Ca+Mg) y pAlk, para el cálculo de pHc, según el sumatorio de
los diferentes iones.
Σ iones (meq/l) (pK2`- pKc`) p(Ca+Mg) pAlk
0.05 2.0 4.6 4.3
0.10 2.0 4.3 4.0
0.15 2.0 4.1 3.8
0.20 2.0 4.0 3.7
0.25 2.0 3.9 3.6
0.30 2.0 3.8 3.5
0.40 2.0 3.7 3.4
0.50 2.1 3.6 3.3
0.75 2.1 3.4 3.1
1.00 2.1 3.3 3.0
1.25 2.1 3.2 2.9
1.50 2.1 3.1 2.8
2.00 2.2 3.0 2.7
2.50 2.2 2.9 2.6
3.00 2.2 2.8 2.5
4.00 2.2 2.7 2.4
5.00 2.2 2.6 2.3
6.00 2.2 2.5 2.2
8.00 2.3 2.4 2.1
10.00 2.3 2.3 2.0
12.50 2.3 2.2 1.9
15.00 2.3 2.1 1.8
20.00 2.4 2.0 1.7
30.00 2.4 1.8 1.5
50.00 2.5 1.6 1.3
80.00 2.5 1.4 1.1
La tabla 9 resume la evaluación del riesgo potencial de obstrucciones según
análisis del agua de riego.
Tabla 9. Riesgo potencial de obstrucción en sistemas de riego localizado según análisis de agua de
riego (adaptado de Nakayama, 1982).
Evaluación del riesgoDeterminación
Bajo Medio Alto
Sólidos en suspensión (ppm) <50 50-100 >100
Sólidos disueltos (ppm) <500 500-3000 >3000
pH <7 7-8 >8
Indice de Langelier <0.0 0.0-0.5 >0.5
Hierro (ppm) <0.2 0.2-1.5 >1.5
Manganeso (ppm) <0.2 0.2-1.5 >1.5
Sulfuro de hidrógeno (ppm) <0.5 0.5-2.0 >2.0
Población bacteriana (nº/ml) <10000 10000-50000 >50000
38

Consideraciones generales de mantenimiento
La lucha contra las obstrucciones (independientemente de su origen) ha de ser
eminentemente de carácter preventivo, ya que incluso tras deshacer los depósitos
formados, resulta difícil eliminarlos por completo de la instalación.
Por este motivo, resulta interesante efectuar algunas observaciones de índole
general, antes del estudio específico del mantenimiento de componentes y sistemas.
• La toma de agua de embalses abiertos, es preferible colocarla a una
profundidad superior a 2 metros, donde la iluminación y, por tanto, la
proliferación de algas es menor. Eso sí debe estar colocada a más de 50 cm
del fondo con el fin de evitar la aspiración de la suciedad acumulada en el
mismo.
• Una bandada de patos (siempre que no estén sobrealimentados) contribuye a
mantener limpia el agua, sin embargo, los peces pueden ocasionar
obstrucciones debidas a huevos y crías, así como contribuir a la aspiración de
la suciedad del fondo al removerlo.
• Siempre debe haber un filtro de malla a continuación de los inyectores de
fertilizantes a la red de riego, como elemento de seguridad.
• El color de los precipitados puede informarnos de su origen, los de color
blanco suelen ser carbonatos, los de color marrón óxidos de hierro y los
ocasionados por microorganismos tienen color oscuro y aspecto grasiento.
• Cada cierto tiempo (según manejo y calidad del agua de riego) hay que abrir
los extremos de las tuberías y arrastrar los posibles restos no disueltos tras un
tratamiento ácido.
• Filtros, conducciones, emisores, etc. deben ser negros o estar enterrados para
dificultar la proliferación de algas y bacterias.
• Hay que prestar mucha atención a las incompatibilidades de los fertilizantes.
bajo ningún concepto se debe realizar una mezcla concentrada que contenga
fertilizantes cálcicos (nitrato cálcico) con fósforo (ácido fosfórico, fosfatos
monoamónico, fosfato monopotásico, complejos con fósforo) o sulfatos
(sulfato potásico, sulfato de magnesio).
Tratamiento de obstrucciones producidas por microorganismos
• Tratamiento preventivo con cloro: durante al menos 45 minutos, el agua del
emisor más alejado debe fluir con una concentración de cloro libre de 0.5-1.0
ppm.
39

• Recuperación de emisores obstruidos: es dificultosa, con goteros
parcialmente obstruidos, se recomienda la aplicación durante 12 horas de
concentraciones de cloro de 250-500 ppm, seguido de un lavado con agua a
presión.
Tratamiento de obstrucciones producidas por carbonato cálcico
• Tratamiento preventivo: acidificación hasta pH 5.5-6.0 o índice de Langelier
0.
• Tratamiento de limpieza: introducción de agua acidulada (pH 2) a baja
presión en la red de riego hasta que esté completamente llena, manteniéndola
al menos una hora. A continuación limpiar las tuberías generales con agua a
gran presión abriendo los extremos de las tuberías con el objeto de que las
incrustaciones desprendidas no lleguen a los emisores. Por último se limpian
los emisores con agua acidificada a presión durante al menos ½ hora.
Tratamiento de obstrucciones producidas por precipitados de Fe, Mn y S
• Tratamientos preventivos:
- Provocar su oxidación y precipitación antes de los filtros de arena, y
retener ahí las partículas (airear el agua por medio de saltos, aplicación
continua de oxidantes como hipoclorito sódico a razón de 1 ppm por cada
0.7 ppm de hierro).
- Acidificación.
• Tratamiento de limpieza: acidificación como en el caso del carbonato
cálcico.
III. DIAGNÓSTICO DE SUELOS
1. Introducción
El mantenimiento de la fertilidad de los suelos es un problema clásico de la
agricultura desde tiempos primitivos.
Pronto el agricultor aprendió de su experiencia hechos como:
• Un mismo cultivo continuamente sobre una misma zona mermaba su
productividad.
40

• La adición de residuos animales o vegetales aumentaban la fertilidad del
suelo.
• Si los residuos eran de leguminosas los resultados eran mejores.
• La fertilidad mejoraba con la adición de salitre, margas, etc.
En el siglo III a. C., Aristóteles, al observar que las plantas crecían en el suelo,
dedujo que el material constituyente de las plantas era suelo. Esta idea, se mantuvo más
o menos hasta el célebre experimento de Van Helmont.
A partir del siglo XVIII, comienzan las investigaciones para esclarecer las bases
de la nutrición de las plantas, que constituirán el fundamento del correcto diagnóstico de
la fertilidad de un suelo. Ya en el siglo XIX, Justus von Liebig y las experiencias de la
estación experimental de Rothamsted, permitieron establecer los principios del
suministro de abonos para el mantenimiento de la fertilidad del suelo.
Evidentemente, la productividad de un determinado suelo vendrá dada, no sólo
por la riqueza o fertilidad potencial del mismo, sino que serán claves una serie de
factores externos tales como clima, especie cultivada, prácticas culturales, agua de riego
empleada, etc.
En cualquier caso existen dos formas de conocer las propiedades físico-químicas
de un suelo y de obtener de éste un rendimiento máximo:
• Práctica: observación y seguimiento de la parcela de cultivo, comparando
rendimientos con manejos y abonados realizados y perfeccionándolos en
base a esto. Sistema eficaz, pero lento y no transladable de una zona a otra.
• Mediante análisis físico-químicos del suelo: permite establecer unos baremos
de los diferentes parámetros físico-químicos, lo que posibilita prever un plan
racional de abonado. Además los resultados pueden ser, en cierta medida,
extrapolados de unas zonas a otras.
2. Tipos de análisis de suelo y determinaciones
Existen dos tipos de análisis de suelos:
• Análisis de fertilidad, de caracterización o rutinario: permite establecer unas
pautas generales de abonado y manejo. Se establece siempre al inicio de una
plantación o cambio importante en la técnica o manejo del cultivo. En el
mismo se determinan, al menos, los parámetros siguientes:
- Textura.
- pH y CE.
- Materia orgánica.
- Carbonatos.
- Fósforo y potasio.
41

• Análisis específico: se realizan para el estudio de un problema concreto que
presente nuestro suelo o cuando se establece el seguimiento de una
determinada experiencia o técnica de cultivo. Puede incluir, al margen de las
anteriores, determinaciones como las siguientes:
- Parámetros físicos: densidad real y aparente, capacidad de campo, punto
de marchitez, agua útil, porosidad total, macroporosidad, etc.
- Nitrógeno y relación C/N.
- Capacidad de cambio y cationes de cambio.
- Análisis de extracto de saturación: aniones y cationes. Para el estudio de
salinidad o el seguimiento de cultivos intensivos (bajo invernadero,
fertirrigación).
- Microelementos asimilables.
3. Toma de muestras
Consideraciones
Axioma fundamental “el análisis nunca puede ser mejor que la muestra”.
Alrededor del 85% del error total del análisis es debido a la toma de muestra,
siendo el 15% restante consecuencia del error analítico, el establecimiento de
submuestras, etc.
El objeto final del análisis de suelo suele ser dictaminar el estado de fertilidad
del mismo y sus necesidades de fertilizantes y correctores, por lo general, en la práctica
agrícola estas aplicaciones sólo se pueden hacer de forma global a toda la parcela, por lo
que es crítico conseguir una muestra media que represente fielmente a la parcela
completa.
Así pues, el objetivo de la toma de muestras es obtener una muestra
representativa del suelo a analizar, para conocer entre otros parámetros, el contenido
medio en uno o más nutrientes. El problema radica en la gran variabilidad de los suelos
que hace imposible establecer un método completamente satisfactorio para la toma de
muestras.
Es obvio que los detalles del procedimiento deben quedar determinados por el
propósito con que se toma la muestra (experiencias de investigación, recomendaciones y
orientación de abonados, estructura de agregados, evolución de los nitratos en el perfil,
grado de humificación de la materia orgánica en el suelo, etc.).
Operaciones previas
Entre las operaciones previas a la técnica de muestreo en sí, destaca la división
previa de un terreno en zonas homogéneas en base a las heterogeneidades que se
observen:
42

- Topográficas (altura, desnivel).
- Texturales y color del suelo (contenido en materia orgánica).
- Desarrollo relativo de cultivos o malas hierbas.
- Tratamientos fertilizantes.
- Cultivo: tipo de portainjerto, variedad, edad de la plantación, etc.
- Técnica de riego empleada.
Una vez obtenidas las parcelas homogéneas a muestrear se efectúa un adecuado
diseño de los puntos de muestreo. Éstos puede estar distribuidos radialmente partiendo
del centro de la parcela, en cuadrícula, en zig-zag, etc.
Número de submuestras
La heterogeneidad de los suelos, hace que la toma de muestras sea un factor
crítico. Es cierto, que esta heterogeneidad es baja en parámetros como el pH y máxima
en otros como los nutrientes asimilables.
De este modo, Shuffelen tomó 1 m2
de suelo y analizó el K asimilable en cada
dm2
del mismo, tomando como 100% el promedio, encontró que las submuestras
variaban entre el 43% y el 200%. El error inherente al muestreo era del 40%.
Evidentemente no todos los suelos presentan variaciones tan grandes, y además la
variación de niveles es prácticamente la misma para ese m2
que para una hectárea.
Lo establecido para un adecuado muestreo es, tras efectuar un correcto diseño,
tomar entre 15 y 40 submuestras distribuidas regularmente por toda la superficie del
terreno, con las que se elabora una muestra compuesta de unos 800-1000 g.
Tomando la variante del error para una sola submuestra del 100%, esta variante
del error irá disminuyendo en el factor 100 / √n, conforme aumente el número de
submuestras tomadas. Así será para 4 submuestras: 100 / √4 = 50%.
% Variante del error
40-
30-
20-
10-
15 40 60 80
Número de submuestras
43

Con 15 submuestras desciende a 26% (lo que se corresponde 10.4% del error
total del análisis si tomamos el 40% de error inherente al muestreo según la experiencia
de Shuffelen) y con 40 submuestras disminuye hasta el 15.8% (lo que supone un 6.3%
del error total del análisis).
De esta forma habría que optar por tomar menor (15) o mayor (40) cantidad de
submuestras en función de la heterogeneidad del terreno a analizar.
Profundidad de los muestreos
El objeto de muestreo debe ser aquella capa de suelo en la que las raíces del
cultivo absorben la mayor parte de los nutrientes.
En cítricos y frutales, esa máxima actividad de raíces puede situarse alrededor de
25 – 50 cm.
En los campos de cultivo (cultivos extensivos y hortícolas), la profundidad
normal del muestreo es la misma a la que llega la labranza, ya que es en esta capa donde
las raíces se desarrollan normalmente. Suele tener unos 15-25 cm de espesor.
En prados y pastizales la capa de terreno donde las raíces presentan su máxima
actividad es inferior, generalmente en torno a 5-7 cm. Dada la importancia de las
variaciones en la toma de muestra a una profundidad tan reducida, se utilizan barrenas
especiales en las que una placa horizontal les impiden penetrar a mayor profundidad de
la adecuada.
Asimismo la profundidad ideal para la toma de muestras puede variar en función
de la determinación a realizar. De este modo, respecto al nitrógeno nítrico,
extremadamente móvil, se ha comprobado que análisis a una mayor profundidad (60
cm) se correlaciona mejor con la respuesta nutricional de la planta.
Época y zonas de muestreo
No existe una época de muestreo fija, no obstante se recomienda muestrear dos
meses después de un abonado mineral y cuatro meses después de una enmienda
orgánica o calcárea, siendo preferible después de la cosecha. En muchas ocasiones se
suele muestrear cuando aparece algún problema o deficiencia en el cultivo.
Además conviene tener en cuenta una serie de consideraciones respecto a las
zonas y material muestreado.
• Evitar muestrear zonas cercanas a bosques, caminos, ramblas, zonas con
pastoreo reciente, etc.
• No mezclar suelo y subsuelo de la misma parcela ni muestras de distintas
parcelas.
44

• En suelos salinos, las eflorescencias salinas se muestrean por separado y a
continuación muestrear el perfil en tres profundidades.
Utensilios para la toma de muestras
Los utensilios más usados en la toma de muestras son:
• Sonda acanalada cuya parte inferior es una media caña de 20 cm de longitud
terminada en cuña.
• Barrena de 30-35 cm cuya parte roscada debe tener unos 3 cm de diámetro.
• Pala o azada para cavar un hoyo en V de unos 20 cm de profundidad y tomar
muestras de los lados del hoyo.
La toma de muestras se lleva a cabo mediante sonda de muestreo diseñada para
ello o con una pala o azada, con esta última se da un corte en el suelo y de la pared del
corte se toma una capa delgada en toda su profundidad.
Generalmente se toman con la ayuda de una azada, aunque resulta mucho más
cómodo y representativo (muestreos a la misma profundidad) efectuarla con una barrena
especial para la toma de muestras. Además, con estos utensilios aseguramos la toma de
un número mínimo de submuestras, cosa bastante improbable si el muestreo se efectúa
con azada.
4. Determinaciones físicas
Textura
Se define textura como la proporción en que se encuentran las partículas
elementales de arcilla, limo y arena. La clasificación internacional fija los límites
siguientes para distinguirlas:
• Arena gruesa: de 2 a 0.2 mm.
• Arena fina: de 0.2 a 0.02 mm.
• Limo: de 0.02 a 0.002 mm.
• Arcilla: < de 0.002 mm.
Una vez que se conocen los porcentajes de arcilla, limo y arena, se determina la
clase textural haciendo uso del diagrama textural.
Interpretaciones agronómicas
Los suelos de tipo arenoso son ligeros, calientes, con buen drenaje y baja
capacidad de retención de agua y fertilizantes. Recomendables para vid, hortalizas,
cítricos, algodón, tabaco, leguminosas, patatas, forrajes, cacahuetes, maíz, plátanos,
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ajos, cebollas, melones, sandías, batatas, caña de azúcar, melocotón, etc. En general son
los preferibles en sistemas bajo fertirriego, donde se efectúan aplicaciones frecuentes de
bajo volumen.
Los suelos francos son medios, con buena retención de agua y fertilizantes y los
más apropiados para la mayoría de los cultivos.
Los suelos de tipo arcilloso son pesados, difíciles de trabajar y con drenaje nulo
o escaso. Apropiados para caña de azúcar, plátanos, alcachofa, arroz, trigo, alfalfa y
otros forrajes, y en algunos casos cítricos y tomates.
Densidad real y aparente
La densidad real de un suelo es la relación masa/volumen que tienen las partículas
individuales del mismo. Su valor es muy parecido al del cuarzo, 2.65 g/cm3
.
Se determina mediante la utilización de un picnómetro.
La densidad aparente es la relación masa/volumen del suelo en su estado natural
(incluyendo el espacio poroso).
La densidad aparente de un suelo aumenta conforme éste tiene unas características
más arenosas, de forma aproximada se pueden dar los siguientes valores de densidad
aparente:
• Suelo arcilloso: 1.20-1.30 g/cm3
.
• Suelo franco limoso: 1.25-1.35 g/cm3
.
• Suelo franco: 1.35-1.50 g/cm3
.
• Suelo franco arenoso: 1.40-1.60 g/cm3
.
• Suelo arenoso: 1.50-1.70 g/cm3
.
Porosidad total
Nos indica el volumen del suelo no ocupado por partículas sólidas. Se puede
calcular mediante la siguiente fórmula:
Pt (%) = 100 (1 – da/dr)
Donde da es densidad aparente y dr densidad real.
Parámetros que definen la capacidad hídrica del suelo
Equivalente de humedad
Se define equivalente de humedad como la cantidad de agua retenida por un
suelo en equilibrio cuando es sometido a una fuerza centrífuga de 1000 veces la
46

gravedad. En la práctica, esta cantidad de agua en % tiene un valor similar a la
capacidad de campo del suelo.
El equivalente de humedad en % de suelo seco (Ho) se puede estimar aplicando la
fórmula de Garner:
Ho = 0.555 (% arcilla) + 0.187 (% limo) + 0.027 (% arena)
Capacidad de campo
La capacidad de campo como porcentaje de suelo seco se estima mediante la
fórmula de Paele:
Cc = 0.865 Ho + 2.54
Punto de marchitez
La humedad correspondiente al punto de marchitez permanente expresada como
porcentaje de suelo seco se estima con la fórmula de Brigss y Shantz:
Hm = Ho/1.84
Agua útil
La reserva de agua útil (en % de suelo seco) queda definida por:
% Reserva útil = Cc – Hm
La reserva útil en m3
/Ha, se calcula según la fórmula siguiente:
Reserva útil = (Cc – Hm) · da · h · 102
Siendo da densidad aparente (en g/cm3
) y h la profundidad del suelo
(profundidad de las raíces) en metros.
Agua fácilmente utilizable
El valor de la reserva de agua fácilmente utilizable que equivale al agua que las
plantas pueden consumir entre riego y riego, se corresponde con 2/3 de la reserva útil.
AFU = 2/3 Reserva útil
Consideraciones agronómicas: dosis práctica de riego
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