MANEJO Y CONSERVACION DE AGUA Y MANEJO Y CONSERVACION DE AGUA Y SUELOS IISUELOS II

ING. MANUEL RISCO CAMPOS.

CLASE Nº 02CLASE Nº 02

EL AGUA

DefiniciónEl agua como sustento del cultivo, se constituye en el

elemento esencial de la nutrición de las plantas y generalmente es el compuesto más abundante en la planta, llegando a constituir hasta un 90 %, proporciona turgencia y rigidez a los tejidos y órganos de las plantas.Es el factor más limitante para la agricultura, y es indispensable para el crecimiento y el desarrollo de la planta, el agua lo único que hace es circular por el interior de la planta, escapando después por la transpiración, se estima que sólo un 1,5 % queda en el vegetal formando parte de las células y los tejidos.

 

¿Qué es el agua?El agua esta químicamente conformada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. El 97% de agua es salada (ubicada principalmente en océanos y mares) y solo el 3% es considerada dulce ubicada en: glaciares ( hielo ), lagos y ríos. La superficie de la tierra esta conformado por tres cuartas partes de agua (71%), al igual que el hombre en un importante porcentaje (aprox. 75%)

El agua en la naturaleza se encuentra en sus tres estados: líquido fundamentalmente en los océanos, sólido (hielo en los glaciares y casquetes polares así como nieve en las zonas frías) y vapor (invisible) en el aire.

Tipos de aguaEs una de las pocas sustancias que pueden encontrarse en sus tres estados de forma natural.El agua recibe diversos nombres, según su forma y características:

Según su estado físico Según su posición en el ciclo del agua Según su circunstancia Según sus usos Atendiendo a otras propiedades Según la microbiologia

Distribución actual del agua en la Tierra

El ciclo del aguaEl ciclo del agua, conocido científicamente como el ciclo hidrológico se denomina al continuo intercambio de agua dentro de la hidrosfera, entre la atmosfera, el agua superficial y subterránea y los organismos vivos

El agua dulce en la naturalezaEl agua dulce en la naturaleza se renueva gracias a la atmósfera que dispone de 12.900 km³ de vapor de agua. Sin embargo, se trata de un volumen dinámico que constantemente se está incrementando en forma de evaporación y disminuyendo en forma de precipitaciones, estimándose el volumen anual en forma de precipitación o agua de lluvia entre 113.500 y 120.000 km³ en el mundo

Efectos sobre la vidaDesde el punto de vista de la biología, el agua es un elemento crítico para la proliferación de la vida. El agua desempeña un papel importante, permitiendo a los compuestos orgánicos diversas reacciones que, en último término, posibilitan la multiplicación del ADN. Todas las formas de vida conocidas dependen del agua. Sus propiedades la convierten en un activo agente, esencial en muchos de los procesos metabólicos que los seres vivos realizan.

El agua en la agriculturaEl agua es un factor de producción esencial para la agricultura, tanto para los cultivos como para los animales.Durante siglos, los agricultores vienen controlado el ciclo del agua a escala local, ya sea a través del riego o del drenaje. Se puede indicar el ciclo hidrológico con buenos resultados, como parte integral del sistema climático, a través del uso de prácticas agrícolas adecuadas.

La importancia del agua en la agricultura

El agua es un factor de producción clave para la agricultura. La producción de biomasa está íntimamente ligada a la necesidad de agua dulce Las plantas captan agua en su biomasa y la devuelven a la atmósfera a través de la transpiración. Las plantas tienen la capacidad de convertir el agua «azul» en agua «verde», capturada en la biomasa.

Relación suelo agua plantaEs la relación existente entre el suelo, la planta y el agua. Las propiedades físicas y químicas de los suelos. Las características de las raíces de las plantas y las formas en que estas consumen la humedad. El agua consumida o agua de evapotranspiración.La transpiración es el proceso por medio del cual la planta toma el agua del suelo, la circula a través de la planta hacia las hojas y

se pierde en la atmósfera.

El balance hídrico Antes de determinar las

necesidades de agua o suministro de agua de riego a un cultivo es necesario determinar un balance hídrico. Recordemos que las aportaciones naturales de agua que provienen de lluvia, nieve, rocío, condensaciones, etc. representan el aspecto positivo del balance

ConsideracionesEl balance hídrico se debe compara mensualmente la ETP y las precipitaciones. Teniendo las siguientes consideraciones:

1. Toda el agua precipitada no debe evaluarse como agua que el suelo recibe, ya que una parte es interceptada por la vegetación y evaporarse.

2. El agua precipitada llegará al suelo, penetrando en él una fracción y el resto corriendo por la superficie a unirse en la parte baja en torrente, ríos, arroyos y el mar.

3. El agua que ha sido retenida sufre los procesos de evaporación en la superficie del suelo y de absorción con transpiración por la planta.

4. El agua que pasa a niveles profundos puede ser recuperada en las estaciones secas.

5. Cuando en un suelo hay suficiente humedad puede compensar las pérdidas por evaporación y transpiración, estamos en las condiciones que Thornthwaite define como evapotranspiración potencial.

6. En ocasiones las aportaciones naturales y reservas de agua del suelo no compensan la ETP, produce un consumo menor denominado evapotranspiración actual o real (ETA o ETR).

7. El valor alcanzado por la ETR en este caso será la suma de las precipitaciones y la reserva del suelo. La diferencia de ETP y ETR sera para el mes considerado el déficit de humedad que será compensado con el riego.

De este balance de humedad se deducen varios parámetros que son los que nos permiten realizar la Clasificación climática según Thornthwaite:

• Índice de exceso de agua: IE = (exceso/ ETP) x100

• Índice de falta de agua: ID = (déficits/ ETP) x100

• Índice de Humedad: IH = IE – 0,6 ID

Según los valores obtenidos para los anteriores índices se puede establecer el Régimen hídrico y el régimen térmico de una zona.

AGUA PARA LA AGRICULTURA

Para determinar la cantidad de agua que queda almacenada en el suelo y cuanto de la almacenada es aprovechable por las plantas

Lamina de agua aprovechable almacenada en función de la textura y la profundidad (mm)

Los valores que se utilizan para CC, PMP, y Da corresponden a los siguientes parámetros

Cultivos.

Una vez seleccionados los cultivos, se determinan las necesidades mínimas de agua que requieren para su desarrollo. El agua que los cultivos necesitan para su desarrollo se puede estimar a través del Uso Consuntivo (UC) que se define como la cantidad de agua que la planta requiere para transpirar y formar tejido celular, más el agua que se evapora del suelo. Uno de los métodos para determinar el UC de los cultivos es el de Blaney y Criddle.

Se utiliza la formula

Fuentes de aguaAtmosférica.Originalmente, es la atmósfera la única fuente de agua para la planta. Por tanto, es importante examinar el valor agrícola relativo de las diferentes formas bajo las cuales se presenta el agua en la atmósfera: vapor, rocío, lluvia, granizo, nieve, etc.

Formas.Vapor de agua.

La cantidad de vapor de agua contenida en el aire viene definida por el estado o grado higrométrico, que es la relación entre la tensión de vapor (f) y la tensión máxima (F) a la temperatura del momento. Este grado higrométrico, que se expresa en tanto por ciento del máximo F, se mide por los higrómetros o por psicrómetro.

RocióIgualmente constituye una fuente de suministro de agua, su cantidad depende de la naturaleza de la superficie que lo recibe.Sus efectos son especialmente marcados en los suelos cubiertos de vegetación. Puede presentar un aspecto positivo en la práctica agronómica, al permitir una mejor adherencia de los productos de plaguicidas, impidiendo su arrastre por el viento.

Agua de LluviaEs la fuente mas importante para la planta y, en muchos aspectos, factor determinante del clima y de los rendimientos.Desde el punto de vista agrícola, se debe considerar a la lluvia desde distintos aspectos: cantidad total, frecuencia, distribución en el tiempo e intensidad. Cada uno de ellos tiene sus propias repercusiones sobre las posibilidades agrícolas de las diferentes regiones

El Granizo

Es toda precipitación que llega al suelo en forma sólida y amorfa y se diferencia de la nieve en que está cristalizada y es poco densa. El granizo es agua congelada (pasa de estado líquido a sólido), mientras que la nieve es vapor de agua sublimado (pasa de gas a sólido) formada por cristalitos de hieloEste fenómeno lo tenemos en cuenta por los estragos mecánicos que ocasionan al cultivo

La NieveNo constituye una fuente de suministro de agua demasiado importante dado que una capa de nieve no apretada de 10 centímetros de altura equivale a 10 litros por metro cuadrado.Agrícolamente, la nieve juega un papel esencial como protección a los cultivos durante el invierno en las regiones frías contra las temperaturas bajas.Por la fusión reduce los intercambios gaseosos entre el suelo y la atmósfera libre.

 

El riegoAdemás de las aportaciones atmosféricas de agua el agricultor dispone de otros aporte bajo la forma de RIEGO:

a) Tipo de suelo que se riega (factores edáficos: permeabilidad, poder retentivo, erosión, etc.)

b) Especie cultivada (caracteres morfológicos y fisiológicos, técnicas culturales, etc.)

c) Agua utilizada en el riego (caudales disponibles, calidad del agua, etc.)

Plan de riego en la agriculturaEl agua basada en un plan de riego para la agricultura:¿Cuál va a ser el beneficio?¿Cuál va a ser la frecuencia de riego?¿Qué cantidad de agua es la que se necesita?, etc. Si se plantean correctamente este tipo de preguntas se asegurará el incremento de la producción de las tierras de cultivo. Un riego efectivo es aquel que humedece el suelo hasta la profundidad donde estén la mayor parte de las raíces de las plantas

Para un buen riego

Métodos de riegoUna vez analizados los caracteres, cabe definir

el método de riego:a) Riego por aspersión.- Se pueden distinguir

distintos riegos por aspersión según la superficie cubierta.

b) Riego en superficie.- Dentro de este tipo de riego, existen diferentes formas como son por desbordamiento, infiltración, inundación, goteo superficial, etc.

c) Riego subterráneo.- El riego subterráneo puede realizarse mediante tubos perforados o tubos porosos.

Riego por gravedadConsiste en aplicar agua en los surcos a partir de5. una acequia regadora. La única necesidad que este sistema requiere es la nivelación de los surcos con una pendiente que permita que el agua avance, y en algunos casos se utilizan sifones de PVC para pasar el agua de la acequia al surco. Su principal ventaja es el bajo costo, pero igualmente su eficiencia es muy baja, del orden del 25% al 35%, lo cual hace que el costo de aplicación sea alto y a la larga sea mas costoso.

Riego por aspersión

Riego por goteo

Costo de las Tecnologías de Riego

Calidad del agua en la agriculturaEl problema de la calidad del agua en la agricultura surge como consecuencia del uso intensivo de las aguas de buena calidad existentes, que hace que haya que recurrir a aguas de inferior calidad, que requieren una planificación efectiva (estudios de suelos, alternativas de manejo, selección de especies de cultivo,...) que evite problemas consecuentes.

La adecuación del agua para el riego depende no solo del contenido total de sales sino también del tipo. A medida que el contenido total de sales aumenta, los problemas de suelo y cultivos se agravan, lo que requiere el uso de prácticas especiales de manejo para mantener rendimientos aceptables. La calidad del agua y su adaptabilidad al riego se determinan por tanto por la gravedad de los problemas que acarrean, de forma inmediata o después de un uso a largo plazo.

Problemas de la calidad del agua para el riegoLos problemas de suelo más comunes, según los cuales se evalúan los efectos de la calidad del agua, son los relacionados con:

1. la salinidad2. la velocidad de infiltración de agua en el

suelo3. la toxicidad de iones específicos4. otros problemas.

SalinidadEl aumento de la concentración de sales en la solución del suelo disminuye el potencial del agua en el suelo. El proceso de ajuste osmótico que las plantas deben realizar para mantener una adecuada hidratación provoca una disminución en el crecimiento relacionada con la concentración total de sales, pues éstas impiden que el cultivo extraiga suficiente agua de la zona radicular. Las plantas pueden llegar a presentar síntomas como marchitamiento o aumento del grosor de las hojas

La velocidad de infiltración de agua en el sueloLa infiltración del agua depende también de otros factores como son su estructura, grado de compactación, contenido de materia orgánica, tipo de arcillas.Los problemas de infiltración ocasionados por la mala calidad del agua ocurren por lo general en los primeros centímetros del suelo y están ligados con la estabilidad estructural de éste y con el contenido de sodio en relación al calcio. Cuando los cultivos son regados con aguas de alto contenido de sodio, este elemento se acumula en los primeros centímetros de profundidad.

La toxicidad de iones específicosDeterminados iones (cloro, sodio y boro) del suelo o del agua pueden ser absorbidos por las plantas y acumulados en sus tejidos durante la transpiración en concentraciones lo suficientemente altas como para provocar daños y reducir sus rendimientos, según la sensibilidad de las plantas a los mismos. Los cultivos leñosos perennes, seguidos de los frutales, son los más sensibles presentando quemaduras en el borde de las hojas, donde la transpiración es más intensa, y clorosis incluso con concentraciones bajas

Otros problemasLos excesos de nutrientes pueden reducir los rendimientos o la calidad de los cultivos: así, los excesos de nitratos pueden provocar desarreglos nutricionales, excesivo crecimiento vegetativo y retraso en la maduración de los cultivos con tendencia a encamarse; los excesos de bicarbonatos, yeso o hierro en el riego por aspersión pueden provocar deposiciones sobre los vegetales que disminuyen su calidad con la aparición de manchas en la fruta o en el follaje

EVALUACIÓN Y SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS DE LA CALIDAD

Para evaluar la calidad del agua habrá que considerar:

1. las posibilidades de que el agua cree condiciones de suelo que puedan restringir su uso

2. la necesidad de emplear técnicas de manejo especiales para mantener rendimientos aceptables.Por ello, la FAO propone unas directrices técnicas para evaluar el potencial del agua en crear problemas de suelo o de cultivos, acompañadas de sugerencias sobre alternativas de manejo para solucionar estos problemas

Solución de ProblemasSalinidad:

La solución a los problemas de salinidad del agua:

1. Obras de mejora y recuperación: Nivelación, Drenaje subterráneo, Lavados de recuperación y enmiendas cálcicas.

2. Lixiviación de sales (Cálculo del requerimiento de lavado)

3. Cambio de especies (Cultivos tolerantes a las sales)

4. Mezclas de aguas

5. Métodos de riego (Alta frecuencia)

6. Prácticas complementarias de manejo: Emparejamiento del suelo, subsolado y labranza profunda, programación de los riegos, emplazamiento de las semillas, fertilización

InfiltraciónLa solución a los problemas de mala

infiltración se puede resumir como sigue:1. Aplicación de enmiendas al agua (para

aumentar la salinidad o bajar el SAR corregido)

2. Mezclas de aguas.3. Métodos físicos: labranza superficial y

subsolado4. Prácticas complementarias de manejo:

aporte de residuos orgánicos, manejo del riego

Toxicidad de ionesPara los problemas de toxicidad:

1. Lixiviación de Cl, Na y B (Requerimientos de lavado)

2. Selección de cultivos

3. Mezclas de aguas

4. Prácticas complementarias: Fertilización para contrarrestar efectos tóxicos (Na/Ca, Cl/N), cultivos forrajeros.

5. Prácticas de cultivo para lograr un mejor control y distribución del riego:

6. Nivelación y emparejamiento del terreno, modificación del perfil del suelo.

7. Drenaje artificial. Aplicación de fertilización y enmiendas.

8. Mezclas de aguas. Tipos de riegos

Parámetros que definen la calidad de agua

Los análisis necesarios para evaluar un agua de riego son” FAO):

- Acidez o Basicidad (pH)

- Conductividad eléctrica a 20º (Eca)

- Total sólidos en solución (TSS)

- Carbonatos

- Bicarbonatos

- Cloruros

- Sulfatos

- Calcio

- Magnesio

- Sodio

- Potasio

- Nitratos

- Amonio

- Fosfato

- Boro

Sistema de evaluación de la calidad de agua de riego

La FAO (1987) establece ciertos índices complementarios:

• Criterios de salinidad1. Contenido total de Sales (C.T.S.) C.T.S. = C.E. a

25º x 0,64 Se expresa en g/l.2. Salinidad efectiva: Cloruros en mg/l3. Salinidad potencial: Cloruros + Sulfatos• Criterios de sodicidad4. Relación de adsorción de sodio (S.A.R. o R.A.S.) o

criterio de sodicidad. Se calcula a partir del Na, Ca y Mg en mgq/l según la expresión:RAS = Na / [(Ca + Mg)/2]½

El RAS se refiere a la proporción relativa en que se encuentran el sodio y los iones calcio y magnesio

Manejemos y Conservemos

los suelos