catiónica total, se obtiene una relación lineal con la relación entre cationes intercambiable monovalente y cationes divalentes, cuando la concentración molar del catión soluble monovalente se divide por la raíz cuadrada de la concentración molar del catión divalente. En una forma simple la relación se expresa:
Donde Na+, Ca2+ y Mg2+ son las concentraciones en la solución del suelo, en mmol c L-1.
Una menor proporción de calcio disuelto en la solución del suelo permitiría una mayor adsorción de Na+ en el complejo arcillo – húmico frente al agregado de aguas de riego con
altos niveles de RAS, lo cual provocaría el aumento del espesor de la doble capa difusa, con el consecuente efecto de peptización y aumento de pH del suelo (Ruda et al., 2005).
Varios factores del suelo influyen en el enriquecimiento de sodio por el agua de riego y son; a) textura y mineralogía del suelo, b) densidad, c) pH, d) agentes de unión (materia orgánica, óxidos de fierro y aluminio) y estrés mecánico (Balks et al., 1998; Oster y Shainberg, 2001;
Pereira et al., 2009).
3.7.1 Clasificación de las aguas en base al RAS
La clasificación se basa primordialmente en el efecto que tiene el sodio intercambiable sobre la condición física del suelo (Richards et al., 1959). Los límites de los rangos entre clases se
consideran los valores más altos de acuerdo a la Figura 3, solo como referencia ya que no son líneas rectas.
- Agua baja en sodio (S1): RAS < 10. Puede usarse para el riego en la mayoría de los suelos
con poca probabilidad de alcanzar niveles peligrosos de sodio intercambiable. No obstante, los cultivos sensibles como algunos frutales, pueden acumular cantidades perjudiciales de sodio.
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- Agua media en sodio (S2): RAS 10.0–18.0. En suelos de textura fina el sodio representa
un peligro considerable, más aún si dichos suelos poseen una alta capacidad de intercambio de cationes, especialmente bajo condiciones de lavado deficiente, a menos que el suelo contenga yeso. Estas aguas solo pueden usarse en suelos de textura gruesa o en suelos orgánicos de buena permeabilidad.
- Agua alta en sodio (S3): RAS 18.0–26.0. Puede producir niveles tóxicos de sodio
intercambiable en la mayor parte de los suelos, por lo que estos necesitan prácticas especiales de manejo, buen drenaje, fácil lavado y adiciones de materia orgánica. Los suelos yesíferos pueden no desarrollar niveles perjudiciales de sodio intercambiable cuando se riegan con este tipo de aguas. Puede requerirse el uso de mejoradores químicos para substituir el sodio intercambiable; sin embargo, tales mejoradores no serán costeables si se usan aguas de muy alta salinidad.
- Agua muy alta en sodio (S4): RAS >26. Es inadecuado para riego, excepto cuando su
salinidad es baja o media y cuando la disolución del calcio del suelo y/o la aplicación de yeso u otros mejoradores no hace antieconómico el empleo de estas clases de agua.
La clasificación considera el efecto del RAS y la CE en la cual se utiliza el diagrama de la Figura 3, citada en Richards et al. (1959).
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Figura 3. Diagrama para la clasificación de las aguas para riego citado en (Richards et al., 1959).
3.7.2 Calculo del RAS ajustado (RASaj)
La existencia de un equilibrio entre el agua de riego y la solución del suelo es válida en la mayoría de las situaciones, pero en ciertas condiciones pueden producirse cambios, entre ellos tenemos, que el Na+ permanece soluble y en equilibrio con el Na+ intercambiable en todo momento, al ser un ión de alta solubilidad.
Además, el Ca2+ está en permanente cambio hasta que alcanza un cierto equilibrio, produciendo un aumento de su contenido por disolución de los minerales del suelo o una disminución por precipitación en forma de carbonato de calcio o yeso, sobre todo, cuando las aguas de riego contienen concentraciones apreciables de bicarbonatos (Gardner, 2004).
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Este proceso de precipitación, en principio, causa una disminución de las sales solubles en las soluciones salinas, al mismo instante se aumenta la proporción del Na+ en las soluciones de los suelos y por consiguiente en el complejo de intercambio catiónico (Manahan, 2007). Ayers y Wescot (1987) introdujeron el concepto de la RAS ajustado (RASaj), la ecuación está
en función de la disponibilidad del calcio en condiciones de una alcalinidad determinada, cuando se tiene un pH de 8.4 en un suelo no sódico en equilibrio con el carbonato de calcio y se expresa:
RASaj = RAS [1 + (8.4 – pHc)]
Para estimar la precipitación del carbonato de calcio (CaCO3) cuando alcanza su límite de
saturación en presencia de iones bicarbonato, se utiliza el índice de saturación propuesto por Langelier en 1936 y es el siguiente:
IS = pHa – pHc IS = 8.4 – pHc
pHc = (pK2– pKs) + pCa + pALK
Dónde: pk2 es el logaritmo negativo de la segunda constante de disociación del ácido
carbónico (H2CO3) y pks es el producto de la solubilidad del CaCO3, corregidos por la fuerza
iónica; pCa, es el logaritmo negativo de la concentración molar de Calcio; p(Alk) corresponde al logaritmo negativo de la concentración equivalente de CO32- y HCO3-.
Los valores que se puede adquirir de pHc de cualquier conjunto de aguas de riego serán los estimadores de la tendencia de la precipitación del CaCO3 si se utiliza el Cuadro 7.
Si el índice de saturación da positivo, indica que va haber precipitación del carbonato de calcio, pero si da negativo este permanecerá en solución (Ayers y Westcot, 1987).
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Cuadro 7. Procedimiento para calcular pHc teórico de las aguas (Ayers y Wescot, 1987)
a) Fuente: Nacayama (1982) citado por Ayers y Wescot, (1987)
b) Se entra en la primera columna con las concentraciones de: i) Ca2+ + Mg2+ + Na+; ii) Ca2+ y iii) CO32- + HCO3-
en mmolc L-1. Se obtiene (pK2– pKps), pCa y p(Alk), respectivamente.