MANEJO DE LA CONDUCTIVIDADMANEJO DE LA CONDUCTIVIDADMANEJO DE LA CONDUCTIVIDAD MANEJO DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (CE) EN FERTIRRIEGOELÉCTRICA (CE) EN FERTIRRIEGO

Claudio Hernández ArtazaClaudio Hernández ArtazaIng. Agrónomo UCV, ChileIng. Agrónomo UCV, Chile

Master en Citricultura UPV, EspañaMaster en Citricultura UPV, España

INTRODUCCIÓN

La salinidad de los suelos en cualquiera de sus manifestaciones ha sido la causante, en mayor o menor grado, de la reducción de la capacidad productiva de muchas regiones del mundo.

Para el año 2000, FAO declara que existe 1,5 veces más tierras improductivas que las que se encuentran bajo riego.

L t d t d l li id d t i ili i AC d d lLos antecedentes de la salinidad se remontan a civilizaciones AC, donde los ejércitos invasores aplicaban sal a las tierras de sus enemigos para hacerlas improductivas.

INTRODUCCIÓN

L li id d ú d l á id iá id d d l b lLa salinidad es común de las zonas áridas y semiáridas en donde el balance:

Evapotranspiración > Precipitación

Cuando este equilibrio tiende hacia la ET, obliga al riego para satisfacer las necesidades hídricas de los cultivos.

Normalmente el agua de riego (a diferencia de la lluvia) viene con sales disueltasNormalmente, el agua de riego (a diferencia de la lluvia) viene con sales disueltas que comienzan a concentrarse en el suelo hasta sobre pasar ciertos niveles que afectan el normal funcionamiento de las plantas

Los efectos de las sales son diversos y la intensidad de los daños depende de la cantidad y tipo de sales predominantes, factores de suelo, clima, régimen de lavado y drenaje.

Distribución Mundial de suelos salinos en el Mundo FAO 2000Distribución Mundial de suelos salinos en el Mundo. FAO, 2000.

En Perú, Zavaleta (1965) indicaba que prácticamente todas las tierras aluviales bajo riego presentaban síntomas de salinidad.j g p

EFECTOS DE LAS SALES A LOS CULTIVOS

Los efectos que tienen las sales a los cultivos son básicamente dos:

1. Efecto Osmótico producto de la acumulación de CE.

2. Toxicidad Específica de algún ión en altas concentraciones.

1. EFECTO OSMÓTICO

En términos simples, la planta siempre debe gastar más fuerza de la que el suelo gasta en retener el agua.

Si no gana esta “pelea” la planta no puede extraer agua y se estresa EstoSi no gana esta pelea , la planta no puede extraer agua y se estresa. Esto sucede bajo dos condiciones:

a) El suelo se seca (sequía real)

b) Se acumulan sales en la solución suelo (sequía fisiológica).

Cuando la solución del suelo posee sales la planta debe gastar másCuando la solución del suelo posee sales, la planta debe gastar más energía para extraer el agua de este medio.

Esta energía extra es la que se llama Ajuste Osmótico, y ocurre en las íraíces.

Las plantas, mediante este ajuste, son capaces de absorber agua excluyendo una proporción de las sales, por lo tanto, en la solución suelo e c uye do u a p opo c ó de as sa es, po o ta to, e a so uc ó sue ocomienzan a reconcentrarse progresivamente.

1. EFECTO OSMÓTICO

CH Las plantas comienzan a exportar energía hacia las raíces para disminuir su potencial osmótico y así provocar el gradiente hacia la raíz, cuando esta misma energía podría emplearse en crecimiento de fruta, desarrollo de brotes y hojas, madurez, toma de color, etc.

CHCH

CHCH CH

CH CHCHCHCHCH CH

¿Dónde se sentirá más cómoda una planta?

El efecto en el rendimiento ha sido cuantificado en la siguiente tabla resumen:CE del Agua de Riego en dS/m

Rendimiento Potencial

100% 90% 75% 50%

Palto 1 1,1 1,5 2

Palma Datilera 2 7 4 5 7 3 12Palma Datilera 2,7 4,5 7,3 12

Uva de Mesa 1,2 1,7 2,7 4,5

Cítricos 1 1,5 2,3 3,6

Durazno 1,1 1,5 1,9 2,7

Fresas 0,7 0,9 1,2 1,7

Higuera 1,8 2,6 3,7 5,6

Olivos 1,8 2,6 3,7 5,6

Espárragos 2,7 6,1 11,1 19,4

Frejoles 0,7 1 1,5 2,4

Brócoli 1,9 2,6 3,7 5,5

Adaptado de:Irrigation Water Salinity and Crop Production. S. Grattan, 2002. UCLA.

Maíz 1,1 1,7 2,5 3,9

Lechugas 0,9 1,4 2,1 3,4

Cebolla 0,8 1,2 1,8 2,9

Pimientos 1 1,5 2,2 3,4

Tratado de Fruticultura para Zonas Áridas y Semiáridas. Melgarejo, et al., 2003.

, , ,

Papa 1,1 1,7 2,5 3,9

Tomate 1,7 2,3 3,4 5

Caña de Azúcar 1,1 2,3 4,0 6,8

La Conductividad Eléctrica se define cómo: La medida indirecta del contenidoLa Conductividad Eléctrica se define cómo: La medida indirecta del contenido de sales en una solución acuosa, medida en mmhos/cm o dS/m.

Es lo opuesto a Resistencia Eléctrica, que se mide en ohms.

Pero ¿será lo mismo una CE de 3 mmhos/cm en base a Nitrato de PotasioPero, ¿será lo mismo una CE de 3 mmhos/cm en base a Nitrato de Potasio versus Sulfato de Sodio?

Bajo el concepto de Efecto Osmótico es exactamente lo mismo, pero para la l t l i d P t i d S di P lplanta no es lo mismo un exceso de Potasio que un exceso de Sodio. Por lo

que aquí aparece el segundo efecto de las sales a las plantas.

2. TOXICIDAD ESPECÍFICA DE IONES

La mayoría de las plantas responden, en mayor o menor medida, al efecto osmótico de las sales.

Pero hay casos en que las plantas manifiestan susceptibilidades a ciertos iones. Estas susceptibilidades se conocen como Toxicidades, y éstas poseen manifestaciones específicas a nivel foliar en relación al ión en cuestión.

Los iones tóxicos más comunes son:

1 Cloruro (Cl-)1. Cloruro (Cl )2. Sodio (Na+)3. Boro (B)4. Sulfatos (SO4-)5 Fi (F )5. Fierro (Fe++)6. Aluminio (Al+++)

Incluso caen dentro de esta categoría: metales pesados, residuos de c uso cae de t o de esta catego a eta es pesados, es duos depesticidas y residuos industriales.

Toxicidad por Cloruros

Toxicidad por Sodio

Toxicidad por Boro

La sintomatología visual sin duda es un gran método de diagnóstico de algunaLa sintomatología visual sin duda es un gran método de diagnóstico de alguna toxicidad, pero tiene dos problema:

1. Cuando aparece el síntoma el daño ya esta hecho.

2. Los síntomas suelen confundirse.

Por lo tanto, los análisis foliares permiten despejar las dos dudas anteriores si se hacen a tiempo, y así establecer medidas correctoras.

Por ejemplo..

Relación entre el Nitrógeno y Cloro Foliar en Palto var Hass

2,5

3

160018002000

1,5

2

Nitr

ógen

o

800100012001400

ppm

Clo

ro

Nitrógeno Foliar

Cloro Foliar

0

0,5

1%

0200400600

p

016-Sep

21-Oct 18-Nov

30-Dic 13-Ene11-Feb11-Mar14-Abr

Fechas de Muestreo Foliar

0

Tolerancias de distintos cultivos al Cloruro, tanto en solución suelo como agua de riego (valores en meq/lt).

Solución suelo

Agua de Riego

solución suelo como agua de riego (valores en meq/lt).

Palto

West Indian 7,5 5,0

Guatemalteco 6,0 4,0

Mexicano 5,0 3,3

Cítricos

Toronja, M. Cleopatra 25,0 16,6

Tangelos, L. Rugoso 15,0 10,0

Citrumelo, Trifoliados 10,0 6,7

Maíz 70,0 --

Tomate 39,0 --

Frejol 22,0 --

Para el caso del Boro la mayoría de los cultivos cumplen sus requerimientosPara el caso del Boro, la mayoría de los cultivos cumplen sus requerimientos con concentraciones entre 0,3 a 0,5 ppm en el agua de riego. Cuando las concentraciones superan 1 ppm ya es tóxica para la mayoría de los cultivos.

Sodio

Para la mayoría de las plantas se ha demostrado que el Na no es un elemento esencial, aunque se sabe que puede reemplazar al Potasio en algunas funciones.

La mayoría de las plantas son capaces de limitar la absorción de Na y su traslocación a las hojas, por lo que es acumulado en troncos, tallos y raíces.

Claramente, un exceso de Na puede provocar deficiencias inducidas de Ca, Mg y K.

Por lo tanto la influencia que tiene el Na sobre los cultivos es indirecta debido alPor lo tanto, la influencia que tiene el Na sobre los cultivos es indirecta debido al efecto perjudicial que éste tiene sobre la estructura del suelo.

El exceso de Na desplaza al Ca y Mg del complejo arcillo – húmico provocando la dispersión de las partículas del suelo, lo que acarrea el desmoronamiento de la estructura del suelo.

El suelo pierde su capacidad de aireación y de infiltración además del aumentoEl suelo pierde su capacidad de aireación y de infiltración, además del aumento del pH que puede llegar sobre 8,5. Esta es la PEPTIZACIÓN del suelo.

AGUA

+ Calcio +

Complejo Arcillo - Húmico Complejo Arcillo - Húmico

+ Magnesio +

Sodio +

+ Calcio +

Complejo Arcillo - Húmico Complejo Arcillo - Húmico

+ Magnesio +

Sodio +

Sodio +

Complejo Arcillo - Húmico Complejo Arcillo - Húmico

Sodio + Sodio +

+ Calcio ++ Magnesio +

AGUA

+ Sodio

Complejo Arcillo - Húmico Complejo Arcillo - Húmico

+ Sodio

Esta situación limita el drenaje y la lixiviación de las sales, agravando el problema. Comienzan los síntomas de asfixia radicular y clorosis férrica (el pH aumenta).

El peligro de peptización o sodificación de los suelos puede determinarse de tres maneras:tres maneras:

1. Relación de Adsorción de Sodio (RAS)Concentraciones en meq/lt

Valores entre 0 y 10: Bajos contenidos en Na, útiles para la mayoría de los cultivos.

Valores entre 10 y 18: Mediano contenido en Na, útiles para suelos de texturas gruesas o suelos orgánicos.

Valores entre 18 y 26: Elevado contenido en Na, sólo usables en suelos calizos o yesíferos.

V l b 26 M lt t id N d bl í lValores sobre 26: Muy alto contenido en Na, no recomendable su uso agrícola.

2. Porcentaje de Na Intercambiable (PSI)

[N ] 100_______[Na]________ x100[Ca] + [Mg] + [Na] + [K]

Cantidades en meq/100gr de suelo de los Cationes de Intercambio

Se realiza en base a los análisis de suelos y expresa el % de Na respecto aSe realiza en base a los análisis de suelos y expresa el % de Na respecto a los demás cationes adsorbidos.

Cuando el PSI > 15% se considera que un suelo puede sufrir problemas de peptización y dispersión de las arcillas.

3. Carbonato de Sodio Residual (CSR o Na2CO3)

( [CO32-] + [HCO3-] ) - ( [Ca2+] + [Mg2+] )

3. Carbonato de Sodio Residual (CSR o Na2CO3)

Concentraciones en meq/lt

2Este concepto toma en cuenta las concentraciones de carbonato (CO32-) y

bicarbonato (HCO3-), y un suelo regado con aguas de elevadas concentraciones de ambos puede llevar a la peptización del suelo.

Recomendable: CSR < 1,25 meq/ltPoco Recomendable: CSR entre 1,25 a 2 meq/ltNo recomendable: CSR > 2,5 meq/lt

Salinidad y Fertirrigación

Dado que el vehículo para el ingreso de los fertilizantes al cultivo es el agua de riego, existe un riesgo real relacionado a que un sistema de fertirrigación mal manejado puede llevar a la salinización de un suelo.manejado puede llevar a la salinización de un suelo.

Para entender bien la relación de la salinidad con la fertirrigación, antes que todo se debe conocer la arq itect ra del b lbo de mojamiento (o de riego)todo se debe conocer la arquitectura del bulbo de mojamiento (o de riego).

Arquitectura del Bulbo de Mojamiento

A < Tr < Profundidad y AnchuraA < Q < Anchura y > ProfundidadQ y

En bulbos individuales (aislados) no se logra un desplazamiento de las sales por los laterales de la línea de goteros, si no que quedan frentes salinos que representan un riesgo para el sistema radicular.

Por lo tanto, en el manejo del riego se debe considerar una Estrategia de Lavados para evitar la acumulación de sales dentro del sistema radicularLavados para evitar la acumulación de sales dentro del sistema radicular.

Una estrategia de lavado debe considerar un número de bulbos necesario para mojar todo el perfil radicular, y que cada bulbo sobre pase en profundidad al sistema radicular.

EJEMPLOS

Se aprecia un bulbo muy ordenado, donde la CE va aumentando en profundidad y el mayor valor se encuentra fuera del alcance radicular.

EJEMPLOS

Se aprecia un bulbo corto y desordenado, con una alta CE en pleno sistema radicular.

Este análisis químico debe ir siempre de la mano de la percepción en terreno,Este análisis químico debe ir siempre de la mano de la percepción en terreno, donde las calicatas, medidores de humedad y medidores de CE (conductivímetros portátiles) ayudan a la toma de decisiones.

Si en mi explotación agrícola la salinidad representa una limitante, labores y mediciones como estas deben ser COTIDIANAS.

MANEJOS EN FERTIRRIEGO RELACIONADOS A LOS PROBLEMAS DE SALINIDAD

1. EFECTO OSMÓTICO

Para evitar el efecto osmótico de las sales disueltas en la solución suelo se debe considerar la Fracción de Lavado o Requerimiento de Lixiviación(sinónimos) que representa un % extra de la tasa de riego normal(sinónimos) que representa un % extra de la tasa de riego normal.

Según el Laboratorio de Sales de la UCLA Riverside:

Fracción de Lavado = CE agua______(5CE umbral) – CE agua

Donde,

CE agua: CE del agua de riegoCE umbral: CE umbral en la solución suelo en donde el cultivo comienza aCE umbral: CE umbral en la solución suelo en donde el cultivo comienza a

mermar cosecha.

Según Ayers y Westcott (1985)

Factor de Concentración = CE umbral

CE agua

Factor de Concentración

Fracción de Lavado

3 2 53,2 5

2,1 10

1,6 15

1,3 20

Requerimiento de Lavado

708090

vado,

1,2 25

1 30

0,9 40102030405060

Frac

ción

de

Lav

Fracción de Lavado

0,8 50

0,7 60

0,6 70

010

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Factor de Concentración

0,5 80

Según FAO:

Fracción de Lavado = CE agua

2 x CE máxima

??Comparación métodos

¿¿ ??Comparación métodos

CE agua: 1,8 dS/mCE umbral paltos: 1 1 dS/mCE umbral paltos: 1,1 dS/mCE máxima tolerable paltos (West Indian): 8 dS/m

UCLA Riverside: 48% de Fracción de Lavado

Ayers y Westcott: 70% de Fracción de Lavado aprox.

FAO: 11% de Fracción de LavadoFAO: 11% de Fracción de Lavado

Evaluación en terrenoEvaluación en terreno

Finalmente, el cálculo “duro” siempre debe ser evaluado en terreno.Con lápiz y papel en mano puede ser muy fácil y bonito, pero en la práctica p y p p p y y , p plos errores pueden costar caro.

2. TOXICIDAD ESPECÍFICA IONES

Para evitar las intoxicaciones por ciertos iones, antes que todo se debe establecer una estrategia de lavado eficiente, sistemática y efectiva.

Con esto se logra que iones móviles en el suelo, como el Cloruro, sean lavados fácilmente.

Una vez con los lavados trabajando, se debe establecer una estrategia de ANTAGONISMOS.

En términos simples, se trata de jugar con el antagonismo por carga eléctrica entre los iones, y así favorecer la absorción de los nutrientes y evitar las absorciones de los iones tóxicos.

Antagonismos y Sinergismos

“Cargas opuestas se atraen, y cargas similares se repelen”

ANTAGONISMOS SINERGISMOSANTAGONISMOS1. Cloruros / Nitratos2. Calcio / Sodio3. Calcio / Potasio4. Potasio / Magnesio

SINERGISMOS1. Amonio / Cloruros2. Nitrato / Potasio3. Nitrato / Calcio4. Nitrato / Magnesio

5. Sodio / Potasio6. Calcio / Magnesio

5. Nitrato / Amonio

Para establecer una estrategia de antagonismos iónicos, el punto de partida ANÁLISIS DE AGUA DE RIEGOes un ANÁLISIS DE AGUA DE RIEGO.

Es imposible cuantificar las cantidades de fertilizantes a aplicar si desconozco el contenido de sales que trae mi agua de riego.q g g

Para el correcto cálculo de las concentraciones a aplicar se debe trabajar en miliequivalentes / litro (meq/lt).

Por ejemplo:

La teoría del fertirriego dice que:

1. Para antagonizar 1 meq/t de Cloruro se debe aplicar, al menos, 1 meq/lt de Nitrato.

2. Para antagonizar 1 meq/lt de Sodio se debe aplicar, al menos, 1 meq/lt de Potasio.

/ /3. Para antagonizar 1 meq/lt de Bicarbonato se debe aplicar, al menos, 1 meq/lt de Ácido.

Pero, por otro lado, sabemos que los cultivos tienen ciertas tolerancias a los iones tóxicos lo que nos da una ventaja y la relación deja de ser lineal.

Por ejemplo:Por ejemplo:

Cultivo: Palto Hass con patrón Topa – Topa (mexicano)

[Cloruro] umbral: 3,3 meq/lt

[Cloruro] agua de riego: 5,5 meq/lt

¿Cuánto Nitrato debiera aplicar para provocar el antagonismo?

[Cloruro] umbral – [Cloruro] agua de riego = 3,3 meq/lt – 5,5 meq/lt

= 2,2 meq/lt de Nitrato

Que como Nitrato de Amonio significan 180 ppm o gr/m3 del fertilizante.

Sodio

El sodio, como ya vimos, el efecto nocivo que posee es en el suelo más que en los cultivos en forma directa.

Sin embargo, para evitar problemas de peptización del suelo siempre es conveniente que la relación:

Ca / Na > 1Ca / Na > 1

Afortunadamente, las aguas provenientes de Los Andes que vienen con concentraciones de Sodio elevadas, también poseen elevadas concentraciones de Calcio.

Por lo que son raras las ocasiones en que es necesario aplicar Calcio para revertir esta relaciónrevertir esta relación.

En este caso, el riesgo de peptización es real por lo que los aportes de Calcio deben ser permanentes en el fertirriego además de las enmiendas cálcicas (yeso) anuales.

Por lo tanto, la lámina permanente de Calcio debiera estar en torno a 0,81 meq/lt como mínimo (sólo para igualar la relación Ca – Na).meq/lt como mínimo (sólo para igualar la relación Ca Na).

Pero el segundo problema de esta elevada concentración de Sodio esta en el t i l li i d P t iantagonismo que provoca a las aplicaciones de Potasio.

Por lo tanto,

Si la concentración de Sodio es de 4,42 meq/lt y de Potasio es apenas 0,09 meq/lt, de deberían aplicar 4,33 meq/lt de Potasio permanentemente.

En 7000 m3/ha/campa serían casi 1200 Unidades de Potasio!!!!!

Ajuste de las Concentraciones de Potasio

Ya sabemos que la intoxicación por Sodio es poco frecuente en las plantas, pero sin duda nos limita la absorción del Potasio en el fertirriego.

Por lo tanto, si mi objetivo es aplicar 4,3 meq/lt de Potasio de manera razonable y no sobre pasar los costos, se recomienda el siguiente manejo:

EJEMPLO

Plan de Potasio/Campaña: 200 Unidades en 4 mesesUnidades/día 2 (6 días de la semana)Unidades/día: 2 (6 días de la semana)ETc a reponer: 40m3/haMeq/lt de K en SFR: 1,3 meq/lt No logro el objetivo.

Unidades/día: 12,5 (1 día de la semana)SFR: 8 meq/lt Se logra el objetivo.