Manejo de la salinidad - Mundoagro

Manejo de la salinidad

El palto es sensible a alto contenido de sales y iones tóxicos en el suelo. Las sales aumentan en el suelo cuando el agua utilizada para el riego tiene una alta conductividad eléctrica (CE), cuando el manejo del riego no considera un lavado de sales, (principalmente en años de bajas precipitaciones invernales) y cuando la aplicación de fertilizantes aumenta en forma significativa la CE del agua de riego.

Los altos contenidos de sales en el suelo se presentan principalmente en zonas áridas o semiáridas, en donde las precipitaciones son inferiores a la evapotranspiración del cultivo. En estas áreas las sales aportadas por el agua de riego y/o los fertilizantes se acumulan en la zona de crecimiento radicular, situación que se acentúa cuando ocurren periodos de baja precipitaciones (sequía).

Por esto, es importante conocer la calidad del agua de riego para definir la estrategia de manejo del riego y fertilización.

EFECTO DE LA SALINIDAD EN EL CULTIVO

Los problemas de salinidad se pueden dividir en tres categorías:

► Efecto osmótico – Alta conductividad eléctrica en el suelo (CE). La alta concentración de sales (alta CE) en la solución del suelo obliga al cultivo a realizar un consumo extra de energía para poder absorber el agua del suelo. Este efecto es similar al producido por una falta de agua en la rizosfera. Cuando la CE en la solución suelo (Extracto saturado) en un huerto de Paltos presenta valores sobre 1 a 1,5 dS/m (aunque hay autores indican valores sobre 0,7 dS/m) se puede producir disminución de los rendimientos. Esto debido a que un alto contenido de sales disminuye el potencial osmótico en el suelo, lo que implica que el agua queda retenida en el perfil con una fuerza que impide que el cultivo la absorba. Debido a lo anterior se produce un bloqueo de la transpiración. Por lo tanto, una alta CE en el suelo produce un déficit hídrico en la planta que implica una disminución o bloqueo de la fotosíntesis, de la absorción de nutrientes, de la división y elongación celular y de la regulación de la temperatura de la planta

► Efecto fitotóxico: La toxicidad debida a exceso de algunos iones (cationes o aniones) es diferente al efecto que produce una alta CE (Efecto osmótico), sin embargo, pueden estar relacionados, presentándose ambos simultáneamente. La CE es la suma de los aniones o cationes presentes. Por lo cual, dos aguas de riego o solución suelo pueden tener la misma CE, pero estar compuesta por diferentes iones. Los principales iones tóxicos son el anión cloruro (Cl) y los cationes Sodio (Na) y Boro (B), los que en altos niveles en los tejidos puede afectar el desarrollo del cultivo. Es difícil distinguir si el síntoma de toxicidad se relaciona directamente con el cloruro o con sodio.

Entre los síntomas más comunes de la toxicidad de cloruro y sodio en las plantas se puede mencionar necrosis de las puntas y márgenes de las hojas, la que normalmente aparece primero en las hojas más viejas (Foto 1). Exceso de quemaduras puede resultar en una defoliación significativa entre agosto y septiembre. Niveles altos de boro reduce el crecimiento radicular y la brotación (Liu et al, 2000).

Foto 1 : a). Necrosis de márgenes de las hojas debido a altas concentración de Cl, la que normalmente aparece primero en las hojas más viejas b). Necrosis en la punta de las hojas debido a altos niveles de Na. Estos daños se pueden confundirse con déficit hídrico y/o daño radicular.

c). Daños severos por cloruros. Fotos de mediados de junio. En agosto – septiembre se produce la caída de hojas.

También se reduce el contenido de clorofila en hoja, por lo que se inhibe la capacidad fotosintética (Lovatt y Bates 1984). Con altos niveles de boro, las hojas adultas toman un tono amarillo con una necrosis apical. En el cuadro 1 se presentan las concentraciones, en que estos iones pueden ser toxico para la planta, tanto en la solución suelo como en el agua de riego.

Lo ideal para el cultivo del palto es que el Cl en el agua de riego este bajo 3 meq/l, de manera de no superar en la solución suelo (Extracto saturado) los 5 meq/l. Los patrones antillanos permiten la utilización de agua de riego con mayores concentraciones de Cl (5 meq/l) (Cuadro 2). El palto también es sensible a los niveles de Na en el agua de riego, por lo cual es ideal que estén bajo los 4 meq/l, de manera de no superar en la solución suelo los 10 meq/l (cuadro 2) o que el porcentaje de sodio de intercambio (PSI) este bajo 5%. Respecto al boro, el palto es muy sensible y es recomendable que en el agua de riego tenga valores iguales o inferiores a los 0,5 ppm y en la solución suelo bajo 0,8ppm (Cuadro 2).

► Efecto sobre el intercambio de gases y drenaje del suelo: Una falta de oxígeno en el suelo produce una disminución de la transpiración, debido a cierre estomático total o parcial, al aumentar los niveles de ácido abscísico (ABA) en la planta. Lo anterior conlleva a una disminución de la fotosíntesis (menor producción de carbohidratos) y de la absorción de nutriente, necesarios para diferentes procesos metabólicos que se desarrollan en la planta.

Además, al bloquearse la transpiración la planta no regula adecuadamente su temperatura. Todo lo anterior, en el mediano plazo, produce muertes de raíces. Es necesario indicar que el palto es muy susceptible a la asfixia radicular, desarrollándose adecuadamente en suelo con macroporosidades altas, sobre 25%.

Los suelos que presenten arcilla (Francos, Franco arcillosos y arcillosos), altos niveles de sodio, bajo niveles de calcio (Ca) y bajo niveles de magnesio (Mg) pueden ver afectada su estructura (formación de agregados) al dispersarse. La partícula de suelo se dispersa al ingresar en la doble capa de arcilla Na+ en reemplazo de Ca++ (Figura 1), disminuyendo la porosidad total y macroporosidad. Al aplicar yeso, ingresa Ca++ en la doble capa de la arcilla en reemplazo del Na+, debido a lo cual el suelo se agrega (flocula), aumentando el espacio poroso (Figura 1). Al no formarse agregados (suelo disperso) se disminuye el intercambio de gases (O2 y CO2 entre otros) y la conductividad hidráulica del suelo, lo que puede causar asfixia radicular (Figura 2).

En algunos casos se puede presentar dispersión de las partículas del suelo, aunque no se presente altos niveles de Na+. Esto puede ocurrir cuando la CE es muy baja y por consiguiente también los niveles de Ca y Mg.

Los niveles de sodicidad del suelo pueden ser determinados por la relación de absorción de sodio (RAS) y/o el porcentaje de sodio de intercambio (PSI). La dispersión del suelo se produce cuando el porcentaje de sodio de intercambio (PSI) es mayor o igual al 5% o la relación de absorción de sodio es superior a 5. Para el cálculo del PSI se necesita determinar el contenido de sodio intercambiable y la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo. El PSI representa el porcentaje de sodio respecto a los demás cationes adsorbidos y se expresa en forma de porcentaje:


PSI (%) = 100 x Na (cmolc/kg o meq/100gr)/ CIC (cmolc/kg o meq/100gr)

El RAS corresponde a la proporción relativa en que se encuentra el sodio respecto al calcio y magnesio. El Ca y Mg, cationes divalentes, compiten con el sodio por los lugares de intercambio del suelo. Su valor se mide en miliequivalentes/litro (meq/l) tanto en el agua como en la solución suelo. Según Richards et al., (1954) viene determinado por la siguiente fórmula:

RAS = Na / V (Ca + Mg)/2

En resumen, los iones presentes en la solución suelo, según su concentración, pueden afectar el estado hídrico de las plantas, producir fitotoxicidad o disminuir la macroporosidad del suelo (intercambio de gases). Los iones presentes en la solución suelo dependen de la calidad del agua de riego, del manejo de riego (lavado de sales) y de la forma como se aplican los fertilizantes.

MANEJO DEL CULTIVO EN CONDICIONES DE SALINIDAD

Por lo indicado en el punto anterior, en una plantación de paltos, es necesario realizar análisis de salinidad del agua de riego y de la solución suelo (extracto saturado), en forma permanente, para implementar las mejores estrategias de mitigación.

► Como enfrentar problemas de alta conductividad eléctrica (CE) en la solución suelo, que afectan el estado hídrico de la planta.

El palto requiere, para un adecuado desarrollo, que el agua de riego presente una conductividad eléctrica (CE) igual o inferior a 0,7dS/m. Sin embargo, se pueden lograr producciones aceptables con CE mayores (1,5 hasta 2 dS/m) siempre que los iones tóxicos estén dentro de rango tolerables. Con agua de riego con CE mayores a 0,7 dS/m o en zonas de baja pluviometría (menos de 200 a 300 mm en el invierno) es necesario aplicar, en cada riego, una lámina mayor a la requerida por el cultivo, para desplazar las sales de la zona de la rizosfera (lavado sales). Para que el lavado sales sea efectivo la CE del agua de riego debe ser inferior a la que presenta la solución suelo (análisis de extracto saturado).

Una vez que la CE sobrepasa el valor umbral (CE sobre 1,3dS/m), la producción desciende linealmente con el aumento de sales en el suelo (Ayers y Westcot, 1976). La planta absorbe la mayor parte del agua en la es trata superficial del suelo don de se concentran la mayor cantidad de raíces, por tanto, es de gran importancia evitar la acumulación excesiva de sales en esta zona. Para lixiviar las sales fuera del sistema radicular es necesario aplicar una lámina de riego superior a la requerida para la evapotranspiración. A este porcentaje de agua adicional se la denomina fracción o necesidades de lavado (FL), y se define como la fracción del agua que penetra en el suelo y sobrepasa el sistema de raíces.

Para riegos localizados la FL se puede estimar con la siguiente relación:

FL = (CEw/(2 x CEe))

Donde, FL corresponde a los requerimientos de lavado para evitar daño por sales, CEw es la conductividad eléctrica del agua de riego (dS/m) y CEe es la conductividad eléctrica del extracto saturado de suelo que afecta el desarrollo del cultivo (dS/m), en palto -como se indicó- este valor es de 1,3 dS/m.

La Fracción de lavado puede variar entre un 10 a 50% dependiendo de la CE del agua de riego utilizada. En el Cuadro 3 se presentan las fracciones de lavado (FL) o porcentaje de aumento de la lámina de riego a aplicar, según la CE del agua de riego y el umbral en la solución suelo (ECe) escogido. Este valor de FL debe ser ajustado con mediciones de la CE del extracto saturado presenta en el suelo después de realizar lavado de sales. Si la lluvia en el periodo invernal es alta (>200 mm) es posible que la fracción de lavado sea menor a la presentada en el cuadro 3.

Foto 3 a: Sensor FDR portátil que permite medir la humedad de suelo y la CE del extracto saturado.

Si la CE de la solución suelo (extracto saturado) sobrepasa el umbral escogido (1,3 a 2 dS/m) es necesario aplicar lamina de riego altas (30 a 60 mm). En la figura 2 se observa el efecto del lavado de sales con la aplicación de una lámina de aproximadamente 100 mm, en un suelo franco limoso. Si las sales aún se mantienen altas en el suelo, es necesario repetir el lavado.

El lavado de las sales es más efectivo cuando la intensidad de precipitación, de la lluvia o del equipo de riego, es inferior a la tasa de infiltración del suelo.

La CE de agua puede variar durante la temporada y entre años, sobre todo cuando el agua proviene de un rio. En los ríos -en general- la salinidad es mayor en primavera y otoño, disminuyendo cuando se producen los deshielos (verano). Por lo tanto, es necesario monitoria la CE del agua de riego y del extracto saturado para ver en qué momento es más indicado realizar los lavados. Cuando la CE del agua de riego es alta, (valores superiores a 2,5dS/m), como también los iones tóxicos, se puede mejorar el agua para lavado con una pequeña planta de osmosis inversa (Foto 2) u otra fuente de agua que permita realizar alrededor de tres lavados en el año, con agua de buena calidad. El volumen de agua requerido para realizar estos lavados puede variar entre 300 a 500m3/ha. Esto implica tener una planta de osmosis inversa u otra fuente de agua de buena calidad que entregue entre 0,04 a 0,07 l/s/ha durante el periodo de riego y un tranque de a lo menos 300 a 500 m3/ha donde se pueda almacenar, para luego realizar los lavados de sales.

Controlar la CE en la solución suelo es fundamental para controlar y manejar adecuadamente la salinidad en los huertos (lavado de sales). Para monitorear la CE de la solución suelo se debe tomar muestra de suelo en forma periódicas, a las que se debe realizar un análisis de salinidad (a lo menos CE extracto saturado; Cl, Na y B) o medir en campo la CE del extracto saturado con sensores FDR, como se muestra en las fotos 3 a y b.

Es importante que la muestra que se tome del suelo para medir la salinidad (CE extracto saturado, Cl, Na y B). Lo anterior se debe a que en los bordes del bulbo de mojamiento y en su superficie se acumulan las sales en mayor cantidad (Figura 3). En riego localizados hay que tener presente que, si por alguna razón se aplica una cantidad de agua inferior a la que la planta están transpirando, el bulbo disminuye de tamaño y por consiguiente las sales se acumulan a la zona de raíces.

Otro punto a tener presente es que cuando el agua de riego tiene CE altas es necesario aplicar los fertilizantes en concentraciones bajas. Existe una relación entre la concentración de los fertilizantes y la CE que se presenta a continuación:

CE (mmhos/cm o dS/m) = Contenido de sales (g/l) / 0,64.

Esta relación funciona para todos los fertilizantes excepto la urea. A continuación, se presenta un ejemplo de cómo conocer la concentración de los fertilizantes que se están aplicando.

En el cuadro 4 se plantea un ejemplo de cómo conocer la concentración con que se están aplicando los fertilizantes.

En este caso se decidió aplicar 50 kg por hectárea de Nitrato de Potasio. Si se aplica más de un fertilizante a la vez estos se suman. El equipo de riego tiene una Intensidad de precipitación (IPP) de 2 mm/h que equivales a 20 m3/h/ha (en el cuadro 4, si no se conoce la IPP, se explica como calcularla). En este caso, los fertilizantes se aplicaron en 90 minutos (1,5 horas) por lo que el volumen de agua que se precipita en una hectárea durante la inyección de fertilizante fue 30.000 l/ha (20 m3/h/ha x 1,5 h = 30 m3/ha). Con esto se puede calcular la concentración y la CE de la solución. En este ejemplo (cuadro 4) se puede observar la CE de la solución es muy alta 3,8 dS/m (50.000 gr/ha nitrato de potasio / 30.000l/h = 1,7 g/l >> 1,7 g/l / 0.64 =2,6 dS/m más el agua de riego 1,2 dS/m = 3,8 dS/m), si recordamos que el palto tolera como máximo valores en el agua de 0,75 dS/m. La solución -en este caso- es aumentar el tiempo de inyección o parcializar la dosis de fertilizante a aplicar. Lo que se puede concluir de este cálculo es que si el agua de riego tiene una alta CE la concentración de fertilizante debe ser lo más baja posible.

Otro punto para tener presente cuando el agua presenta alta CE es mantener el suelo con altos contenido de humedad, de manera que el efecto de bajo potencial osmótico, debido a las sales, se disminuya debido al alto potencial mátrico. Es posible aplicar esta estrategia cuando el suelo presenta una alta macroporosidad, porque un manejo de este tipo podría producir asfixia radicular.

CÓMO ENFRENTAR PROBLEMAS DE FITOTOXICIDAD POR NIVELES ALTOS DE ALGÚN ION TÓXICO

Los problemas de fitotoxicidad se pueden enfrentar a través de lavados del suelo, uso de patrones con mayor tolerancia a altos niveles de iones tóxicos, aplicación de materia orgánica y fertilizar considerando el antagonismo de iones.

► Lavado de iones toxico: Como se indicó en el punto anterior, el palto requiere, para un adecuado desarrollo, que el agua de riego presente una bajo contenidos de iones tóxicos. Si Cl, Na y B están sobre niveles que afecten los rendimientos, es necesario realizar lavado con agua que presente concentraciones inferiores a los niveles del suelo (análisis de extracto saturado). La técnica para realizar lavados de iones tóxicos es similar a la indicada para bajar la CE. En la figura 4 se muestra el efecto de lavado de Na y Cl en un suelo franco limoso.

► Uso de patrones con mayor tolerancia a iones tóxicos: Los patrones antillanos presenta una mayor tolerancia al anión Cl que los patrones mexicola y guatemalteco (Cuadro 2). Esto se debe a que absorben menos iones Cl como se observa en la figura 5. En palto Hass sobre patrón Antillano la concentración promedio foliar de Cl fue de 1.635 mg/kg y en los mexicola presentan más del doble (3.605 mg/kg). Ambos patrones fueron regados con agua del río Maipo cuya concentración promedio de cloruros fue de 6,5 meq/l.

► Aplicación de materia orgánica: La materia orgánica secuestra a iones tóxicos principalmente boro, disminuyendo la cantidad absorbida por la planta.

    ► Antagonismos Iónico con Nitrato: Esta práctica puede disminuir la absorción de Cl por la planta, sin embargo, es una práctica con alto riesgo, por lo cual debe ser realizada con un alto control y experiencia.

    La práctica que mejor efecto tiene sobre el cultivo es el lavado de suelo, para desplazar iones tóxicos fuera de la zona de raíces. Para realizar un lavado de sales eficiente es necesario disponer de un volumen de agua de buena calidad o con concentraciones de iones tóxicos inferiores a las presentes en el suelo.

    Esta práctica debe ser acompañada de un adecuado seguimiento de las concentraciones de la CE, Na, Cl y B en el suelo y agua.

    CÓMO ENFRENTAR PROBLEMAS DE SODICIDAD EN EL SUELO, QUE AFECTAN EL INTERCAMBIO DE GASES Y EL DRENAJE EN EL SUELO

    El yeso (CaSO4·2H2O) es un compuesto mineral que se usa en la agricultura para mejorar las condiciones físicas de la zona de raíces, en suelos con alto contenido de sodio o baja salinidad, donde el PSI y el RAS son altos. El yeso promueve la floculación e inhibe la dispersión de los agregados. De lo anterior se desprende que la aplicación de yeso agrícola mejoraría la infiltración, la permeabilidad, la macroporosidad de suelo con alto contenido de sodio y bajo contenido de calcio y magnesio o de algunos suelos que presentan una muy baja conductividad eléctrica.

    Para el cálculo de la dosis de yeso en un suelo con alto PSI o RAS se requiere conocer el sodio intercambiable en meq/100 g y la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) del suelo. Las aplicaciones de yeso tienen por objetivo bajar el PSI a valores cercanos al 5%. A continuación (cuadro 5, página anterior) se presenta un ejemplo de cálculo de la dosis de yeso que se debería aplicar en suelos con diferentes PSI y CIC.

    Las dosis a agregar de yeso agrícola varían entre de 1 a 20 t/ha, dependiendo del PSI y CIC del suelo. Posterior a la aplicación de Yeso agrícola es necesario realizar lavado de suelo con laminar de riego alta, que no excedan la velocidad de infiltración del suelo.

    Además, se deben realizar análisis del RAS y PSI de suelo para ver el efecto de esta enmienda.
    Hay agricultores que aplican yesos en suelo con bajo RAS y/o PSI. Según Messenger et al. (2000) la aplicación de yeso fino (5%), en suelo no sódico, disminuye infección de Phytophthora cinnamomi en un 71%, en plántulas de paltos. Estos experimentos se realizaron en invernadero en plantas previamente inoculadas con Phytophthora cinnamomi.

    Es necesario que algunas fuentes de agua de riego, como el rio Maipo y Aconcagua, presentan altos contenidos de Ca y SO4. En el cuadro 6, a modo de ejemplo, se muestran los niveles de sales en el agua de riego proveniente de la 3° sección del rio Maipo, donde los niveles de Ca son de 9,5 meq/l y SO4 de 8,6 meq/l, en promedio durante la temporada 2019-2020.

    Por lo indicado, el agua riego proveniente del Río Maipo aporta un alto contenido de CaSO4. Aporta aproximadamente 580 mg/lCaSO4 por lo cual si se aplica un riego anual de 10.000 m3/ha se aportan alrededor de 5,8 t/ha/año. Esto hay que tenerlo presente al
    aplicar yeso.

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