BIBLIOGRAPHY

En los inicios de los estudios sobre la calidad de las aguas superficiales y subterráneas para riego, se observó experimentalmente que los distintos tipos de aguas se infiltraban de manera diferente en los suelos agrícolas bajo riego; y como consecuencia de estas observaciones, se estableció que sus variadas composiciones químicas afectaban de manera diferente las propiedades físicas de los suelos. Por lo que en ese tiempo se mencionaba que, “aguas duras” hacen suelos blandos y “aguas blandas” hacen suelos duros. Hoy se sabe que las “aguas blandas”, ricas en bicarbonato de sodio propician considerablemente la acumulación de sodio intercambiable en los suelos. Uno de los procedimientos utilizados en el pasado para determinar los posibles problemas de infiltración fue el método del carbonato de sodio residual.

Las aguas de baja calidad han sido usadas para riego en muchas regiones áridas y semiáridas, debido a la ausencia de fuentes limitadas de aguas de buena calidad. A veces las aguas subterráneas que están disponibles para el riego, tienen altos contenidos de carbonato de sodio residual. El uso indiscriminado de estas aguas en la irrigación a veces causa una acumulación excesiva de sales, y conduce a una rápida salinización y sodificación del perfil del suelo, procesos que afectan adversamente el desarrollo de cultivos. Sin embargo, se debe señalar que, los efectos de la sodicidad en el desarrollo de los cultivos son diferentes de aquellos efectos que derivan de la salinización.

La salinidad causa una reducción en el crecimiento de las plantas; debido al gasto de energía en la generación de osmólitos celulares, para generar un gradiente de potencial del agua adecuado, para contrarrestar el potencial del agua del suelo generado por sales disueltas en la solución del mismo, mientras que los efectos de la sodicidad, afecta el crecimiento y desarrollo de plantas de manera negativa a través de su influencia en las propiedades físicas e hidrológicas de suelos. En general, los procesos de salinización y de sodificación afectan el rendimiento de cultivos debido a desordenes nutricionales y efectos tóxicos.

En suelos sódicos se incrementa el sodio intercambiable, y por lo tanto, considerables aumentos de sodio intercambiable conduce a deficiencias de calcio y magnesio. La tolerancia de los cultivos a las aguas sódicas de riego depende de la sodicidad total de los suelos, de la habilidad de los cultivos a la tolerancia de la sodicidad, de prácticas agronómicas de manejo y condiciones climáticas durante los ciclos vegetativos de los cultivos.

Eaton (1950) consideró que el proceso de precipitación de calcio Ca y magnesio Mg en forma de carbonatos en las aguas de riego y en las aguas de los suelos, propician una acumulación considerable de sodio intercambiable en los suelos. Este proceso de precipitación de carbonatos es de gran importancia, la precipitación de carbonatos se presenta con mucha intensidad en las aguas que poseen un régimen físico-químico alcalino. Para evaluar la calidad de las aguas que tienen cantidades considerables de carbonatos y bicarbonatos, Eaton propuso en índice de evaluación denominado “Carbonato de Sodio Residual”.

Experimentos que se han llevado a cabo con aguas de diferente contenido de carbonato de sodio residual

En los últimos tiempos se ha observado que las aguas de riego que se utilizan en las zonas

áridas y semiáridasposeen elevadas concentraciones de sales, y que a su vez, contienen

considerables concentraciones de bicarbonatos. Ejemplos de estos tipos de aguas se tienen en Pakistán (Punjab), India (zona del Noroeste), Estados Unidos (Fresno y Valle Imperial) y México (zonas del Bajío).

Los orígenes de los bicarbonatos y de algunas cantidades de carbonato están relacionados con los yacimientos basálticos profundos en los cuales por procesos de intemperismo las aguas se enriquecen con bicarbonatos y algunas fracciones de carbonatos. Las aguas urbano-industriales que riegan el Valle del Mezquital contienen cantidades variables de carbonato de sodio residual.

Por lo general, en aguas residuales se tienen considerables cantidades de iones bicarbonato debido a la actividad biológica que se presenta en éstas. En aguas ricas en iones bicarbonato, se tiene la tendencia de que iones de calcio y magnesio se precipitan en forma de carbonatos, a medida que la solución del suelo se hace más concentrada. Esta reacción no se completa totalmente en circunstancias ordinarias, pero a medida que va teniendo lugar, las concentraciones de calcio y magnesio se van reduciendo, aumentando la proporción relativa de las concentraciones de iones de sodio. Este proceso aumenta los valores de la relación de adsorción de sodio RAS.

Eaton (1950) utiliza tres términos para referirse a estas reacciones:

Porciento de sodio encontrado 100

Na Mg Ca Na 2 2+ + + + + +

Porciento de sodio posible

) HCO (CO ) Na Mg (Ca 100 Na 3 2 3 2 2+ + + − − + + − + +

Carbonato de sodio residual Na2CO3

(CO32- + HCO3-) – (Ca2+ + Mg2+)

Los constituyentes iónicos en estas relaciones se expresan en mmolcL-1.

Para establecer con que intensidad se adsorbe el ion sodio en aguas de riego, que tienen

diferentes cantidades de carbonato de sodio residual; Wilcox et al. (1954) diseñaron un

experimento que incluyó el crecimiento del pasto Rhodes en macetas conteniendo suelo franco, Hanford (Cuadro 9). Las propiedades físico-químicas en los suelos se determinaron después de los 42 y 86 riegos. Con base en datos que obtuvieron y utilizando el término “carbonato de sodio residual”, establecieron algunos umbrales de contenidos de carbonatos y de bicarbonatos en las aguas de riego (Cuadro 10).

El carbonato de sodio residual se calcula de acuerdo con la siguiente relación: CSR= (CO32- + HCO3-) – (Ca2+ + Mg2+)

Cuadro 9. Clasificación del agua de riego de acuerdo con el carbonato de sodio residual.

Clase Carbonato de Sodio Residual (mmolc L-1)

Buena <1.25

Condicionada 1.25 a 2.5

No recomendable >2.5

Fuente: Wilcox et al., 1954

Después de los trabajos de Eaton (1950) y Wilcox et al. (1954) se han utilizado para riego aguas de pozos profundos y aguas residuales con valores de carbonato de sodio residual más altos que los que propuso en un tiempo Eaton. Esto es debido a que, en la actualidad prácticamente se ha utilizado en el riego de cultivos, todo tipo de aguas con diferente composición química.

Cuadro 10. Composición química de aguas para riego que se experimentaron en un suelo franco, Hanford con diferentes números de riegos.

Aguas de riego Análisis de las muestras de suelo después del riego

No.

Concentración Composición CSR* Riego 42 Riego 86

Ca2+ Na+ HCO3- Cl- CE pH SI PSI CE pH SI PSI

mmolc L-1 % mmolc L-1 dS m-1 mmol 100 g-1 dS m- 1 mmol 100 g-1 20ª 20.0 25.0 75.0 0.0 100.0 0.0 3.73 6.8 1.16 12.0 5.30 6.8 1.40 16.0 20b 20.0 25.0 75.0 50.0 50.0 5.0 5.94 8.6 4.52 52.0 16.00 9.4 6.45 72.0 10ª 10.0 25.0 75.0 0.0 100.0 0.0 2.22 7.2 0.80 8.4 3.70 7.3 1.40 15.0 10b 10.0 25.0 75.0 50.0 50.0 2.5 2.03 8.6 1.72 20.0 7.30 9.0 3.80 42.0 5ª 5.0 25.0 75.0 0.0 100.0 0.0 1.28 6.8 0.84 9.0 1.78 6.7 1.12 11.0 5b 5.0 25.0 75.0 50.0 50.0 1.25 1.18 8.4 1.02 10.0 2.42 7.7 1.98 20.0 1ª 1.0 25.0 75.0 0.0 100.0 0.0 0.40 7.1 0.22 2.4 0.32 6.4 0.25 2.4 1b 1.0 25.0 75.0 50.0 50.0 0.25 0.36 7.0 0.24 2.6 0.34 6.4 0.22 2.1 5aL 5.0 75.0 25.0 0.0 100.0 0.0 1.02 6.9 0.22 2.2 1.50 6.1 0.23 2.2 5bL 5.0 75.0 25.0 85.0 15.0 0.50 0.69 8.1 0.29 3.1 1.05 7.4 0.36 3.5 1aL 1.0 75.0 25.0 0.0 100.0 0.0 0.34 7.0 0.14 1.5 0.36 6.4 0.12 1.1 1bL 1.0 75.0 25.0 85.0 15.0 0.10 0.33 7.2 0.14 1.4 0.34 6.4 0.13 1.3 Fuente: Wilcox et al., 1954