PRIMERA PARTE

II SIMPOSIUM NACIONAL

Ing. Mg. Sc. L. Hurtado LeoAGRUM CONSULTING SERVICES SAC

II SIMPOSIUM NACIONAL

MANEJO NUTRICIONAL DE CULTIVOS DE EXPORTACIÓN

Mg. Sc. L. hurtado Leo

08 y 09 de Marzo de 2013

FACTOR

GENÉTICOFACTOR

AMBIENTALFACTOR

BIOTICO

FACTOR

AGRONÓMICOFACTOR

EDUCACIÓNAL

ESPECIEVEGETAL

VARIEDADES

CULTIVARES

HIBRIDOS

AGUA

CLIMA

SUELO

PLAGAS

ENFERMEDADES

MALESAS

LABRANZA

FERTILIZACIÓN

RIEGOS

CONTROLFITOSANITARIO

DISPOSICIÓNESPACIAL

INVERSIÓN

TECNOLOGÍA

GERENCIA

Factores de la Producción Vegetal

Las plantas superiores comprenden un grupo muy

amplio, con mas de 250,000 especies……

parenquina en empalizada xilema

cutícula

Hoja en corte transversal

La nutrición mineral de las plantas es uno de los temas mas estudiados de la fisiología vegetal….comprende el estudio de los elementos esenciales

para el crecimiento vegetal….comprende el estudio del agua y del suelo, como medios para proveerlos….comprende la capacidad de las plantas de absorverlos….y todo esto, dentro de un ambiente climático favorable de

luz, temperatura y oxigeno……

LAS PLANTAS

TECNOLOGIAAGRÍCOLA

En la empresa agrícola como en cualquier otra inversión, la tecnología y la educación son los nuevos factores que

determinan el éxito.

La falta de tecnología no permite llevar a cabo una buena gerencia

Joseph YauvourCentro de desarrollo de Ruppia -Israel

APLICACIÓN DE AGUA AL SUELO POR GRAVEDAD POR EL MÉTODO TRADICIONAL POR SURCOS.Eficiencia de Riego: 15 - 40%

Sistema de riego superficial por surcos de

baja eficiencia

Tecnología de riego

Componentes del Sistema de Producciónvegetal

AGUACLIMASUELO

PLANTAINSUMOS

TECNOLOGÍA

AGUAS PARA

RIEGO

Calidad del Agua de Riego

Depende de la composición y de la concentración

de sólidos disueltos

y

de sólidos no disueltosAniones,Cationes

Moléculas

Arenas, Limos,

Arcillas, M.O.

Organismos (bacterias, algas)

La calidad de las aguas para riego

determina:

1. Las prácticas de riego , de fertilización y de drenaje.

2. El tipo de cultivo según su resistencia o sensibilidad a la salinidad.

3. Las prácticas de manejo y de conservación del suelo.

Composición de las Aguas para Riego

SÓLIDOS NO SOLUBLES: partículas orgánicas e inorgánicas

Presencia de arenas, limos, arcillas, coloides y microorganismos (bacterias y algas) ensuspensión en el agua. Grave factor de riesgo en sistemas de riego localizado, estosmateriales deben ser separados mediante filtrado (desarenadores, hidrociclones, filtrosde arena y de mallas etc.) evitando su ingreso a la red.

SÓLIDOS SOLUBLES: (aniones y cationes)

La presencia de iones aumenta la concentración salina del agua (o de cualquiersolución) y se expresa como miliequivalentes/litro (meq/l), sólidos disueltos (ppm ómg/l) o como conductividad eléctrica (dS/m). La salinidad del agua de riego, saliniza elsuelo, principal factor que afecta negativamente el crecimiento de los cultivos.

Análisis para determinar la calidad de las aguas para riego

Requisito de primera importancia para la fertirrigación

1. CEa (dS/m)

2. pH3. Cationes (meq/l) 4. Aniones (meq/l)

Calcio Ca++ Nitratos NO3-Magnesio Mg++ Bicarbonatos HCO2-Potasio K+ Carbonatos CO3--Sodio Na+ Cloruros Cl-

Sulfatos SO4—∑ Cationes = ∑ aniones

5. Boro (ppm)6. Otros iones: Fe, Mn , elementos pesados.7. Sólidos no disueltos (% de sedimentos)

CALCIO Y MAGNESIO

Cationes divalentes que se encuentran en todas las aguas naturales en cantidadesapreciables. Son macroelementos esenciales para las plantas, presentancomportamiento similar en la mejora de las características físicas del suelo(infiltrabilidad, permeabilidad, porosidad, aireación, etc.)

SODIO Y POTASIO

La presencia de sodio en las agua para riego , genera gran toxicidad en las plantascultivadas. Las sales salinas de sodio (cloruro de sodio o sulfato de sodio) muy solubles,son las sales más comunes de las aguas para riego y por tanto, de los suelos de laszonas áridas irrigadas. Las sales alcalinas de sodio (carbonato de sodio o bicarbonatode sodio) deterioran el estado estructural del suelo y reducen la velocidad deinfiltración del agua en el suelo (principal factor en la eficiencia de riego)

El potasio es elemento esencial de primer orden para las plantas, muy similar al sodio,sin embargo, se encuentra en pequeñas cantidades en todas las aguas para riego.

Cationes Presentes en las Aguas para Riego

CARBONATOS (CO3--) y BICARBONATOS (HCO3-)

El anión HCO3- es común en las aguas para riego. bicarbonatos de sodio y depotasio existen como sales en solución y como sales sólidas. los bicarbonatosde calcio y magnesio en cambio, existen solo en solución. Al reducirse lahumedad del suelo, estos bicarbonatos precipitan como carbonatos (CO3Ca ,CO3Mg). así, grandes cantidades de calcio y magnesio son separados delcomplejo coloidal del suelo, dejando sodio en su lugar y generando problemas dealcalinidad en el suelo.

CLORUROS (Cl-) y SULFATOS (SO4--)

El anión clorouro (Cl-) se encuentra en todas las aguas para riego. En altasconcentraciones es muy tóxico para la mayoría de las plantas cultivadas. todoslos cloruros son muy solubles contribuyendo significativamente al incremento dela salinidad de los suelos.

El azufre es elemento esencial para las plantas y se absorbe como aniónsulfato (SO4--), es abundante en la naturaleza y en las aguas para riego. lossulfatos de sodio, magnesio y de potasio son fácilmente solubles, en cambio elsulfato de calcio (yeso) tiene una solubilidad limitada (2.1 gr/lt).

Aniones Presentes en las Aguas para Riego

NITRATOS (NO3-)

El anión nitrato (NO3-) no es común en las aguas de riego.

Concentraciones elevadas de nitratos en las aguas para riego indicaríancontaminación por uso de aguas residuales o uso excesivo de fertilizantes nitrogenados.los nitratos no tienen ningún efecto en las propiedades físicas del suelo y contribuyenligeramente a la salinidad.

BORATOS (HBO4-)

El boro está en el agua en forma de anión. la proporción usual en las aguas de riego esde 0.01 a 10 ppm. El boro no tiene ningún efecto medible en las propiedades físicas delsuelo y puede ser eliminado en gran parte por sucesivos lavados. una pequeñaconcentración es esencial para las plantas, pero es extremadamente tóxico a nivelesmayores de los límites permisibles de cada especie vegetal.

Otros aniones en las Aguas de Riego

HIERROMicroelemento esencial, en forma soluble (ion ferroso) causa obturaciones (goteros) a bajasconcentraciones (< 0.1 ppm) al precipitar por cambios de temperatura, pH o presión.Por la acción bacteriana el ion férrico es un sedimento ocre (masa de lodo) capaz debloquear por completo el sistema de riego (tuberías , laterales, y goteros). El tratamientohabitual es la cloración del agua para inhibir la acción microbiana.

MANGANESOMicroelemento esencial, se encuentra con menos frecuencia que el hierro en las aguas parariego, sin embargo, puede precipitar como resultado de la actividad biológica o químicaformando un sedimento que obstruirá los emisores y otros componentes de los sistemas deriego localizado.

ELEMENTOS PESADOS

La presencia en las aguas de riego de micro elementos esenciales como zinc , cobre ymolibdeno y otros no esenciales como cadmio, cromo, plomo, cobalto, arsénico, selenio,aluminio etc., se debe generalmente a acciones antrópicas al generarse aguas residuales(fábricas, mineria etc). a muy bajas concentraciones (< 1.0 ppm) producen en las plantastoxicidades severas.

Otros iones importantes

CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DE LAS AGUAS DE RIEGO

1. Concentración total de sales

Peligro de Salinidad

2. Concentración relativa de sodio

Peligro de Alcalinidad

3. Concentración de iones específicos

Peligro de Toxicidad

Determinación de la calidad del agua para riego

CONCENTRACIÓNTOTAL DE SALES

CONCENTRACIÓNRELATIVA DE SODIO

CONCENTRACIÓN DEIONES ESPECÍFICOS

PELIGRO DE SALINIDAD

PELIGRO DEALCALINIDAD

PELIGRO DETOXICIDAD

dS/m RAS = Na Ca + Mg/2Na + y Cl - = mg / l

B . Cd, Pb, Hg … = ppm

Afecta la disponibilidad de agua para las plantas

(EFECTO OSMÓTICO)

Afecta la infiltración delagua en el suelo

(EFECTO EN EL FLUJO )

Afecta el crecimiento de las plantas

(EFECTO FISIOLÓGICO)

Conductividad Eléctrica

Relación de Adsorción de

Sodio

Sodio (Na+), Cloro (Cl-), Boro (B), Elementos

pesados

Problemas Derivados del Uso de Aguas de Mala Calidad

Sales transportadas por aguas de calidad marginal son depositadasen los suelos, en donde se acumulan a medida que el agua se evapora

1. INCREMENTO DE LA PRESIÓN OSMÓTICA.

Las sales de las aguas de riego y de los suelos, reducen la disponibilidad del agua para las

plantas disminuyendo su potencial de producción. Impide una nutrición equilibrada.

2. DISMINUCIÓN DE LA CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN.Aguas de riego con contenidos elevados de sodio respecto de calcio y magnesio, deterioran las condiciones físicas de los suelos, disminuyendo la capacidad de los suelos de infiltrar aguas de

riego. Impide una irrigación eficiente.

3. PRESENCIA DE IONES ESPECÍFICOS DE CARÁCTER TÓXICOSodio (Na), cloro (Cl) y boro (B) principalmente y hierro (Fe) y aluminio (Al), son absorbidospor el sistema radicular y se acumulan en los tejidos vegetales alterando el metabolismo

celular y reduciendo el crecimiento. Impide una fisiología normal.

FACTORES DE CONVERSIÓN EN BASE A LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (CE) DE SOLUCIONES

QUÍMICAS (dS/m a 25°C)

° ppm (mg/litro ó g/m3) = CE * 640

° g/litro = CE * 0.64

° meq/litro = CE * 10

° PO (Atm) = CE * 0.36

° ppm = meq/litro x Equivalente químico

Peligro de Salinidad de las Aguas para Riego

Richards (1976) y Ayers y Wescott (1978)

C1 < 0.75 BAJO(Sin restricción para riego)

C2 0.75 - 1.50 MEDIO(ligera restricción de uso para riego)

C3 1.50 - 3.00 ALTO(Elevada restricción de uso para riego)

C4 > 3.00 MUY ALTO (Severa restricción de uso para riego, nodeben ser usadas en riego por superficie)

Peligro de Alcalinidad de las Aguas para RiegoRichards (1976) y Ayers y Wescott (1978)

Afecta la tasa de infiltración

Índice de Relación de Adsorción Riesgo de AlcalinidadAlcalinidad de Sodio (RAS)

NINGUNO MEDIO ALTO

Valores de Conductividad Eléctrica (CEa - dS/m))

S1 0 - 6 > 1.2 1.2 - 0.3 < 0.3

S2 7 - 12 > 1.9 1.9 - 0.5 < 0.5

S3 13 - 20 > 2.9 2.9 – 1.3 < 1.3

S4 21 - 40 > 5.0 5.0 – 2.9 < 2.9

RAS = Na/ Ca + Mg/2

Tipo de ión Concentración que puede causar efectos

No existentes Crecientes Graves

SODIO < 3.0 meq/l 3.0 – 9.0 meq/l > 9.0 meq/l

CLORO < 4.0 meq/l 4.0 – 10 meq/l > 10.0 meq/l

BORO 0.7 mg/l 0.7 – 2.0 mg/l > 2.0 mg/l

Elemento pesados , efectos muy graves a concentraciones muy bajas

Cadmio > 0.01 mg/lArsénico > 0.1 mg/lCobalto > 0.05 mg/l

Peligro de Toxicidad de las Aguas para Riego

DUREZA DEL AGUA

La dureza del agua esta determinada por sus contenido de carbonatos , bicarbonatos , sulfatos y cloruros de calcio y magnesio .

La dureza del agua confiere alta resistencia para cambiar el pH del agua y en algunas mesclas determina su precipitación.

D = Ca (ppm) x 2.25 + Mg (ppm) x 4.12 (ppm CO3Ca)

Tipo de agua ppm de CaCO3 Grados Franceses(ppm CaCO3/10)

Muy Blanda < 71 < 7Blanda 72 - 142 7 - 14 Semi Blanda 143 - 220 14 - 22Semi Dura 221 - 320 22 - 32Dura 321 - 540 32 - 54Muy Dura > 540 < 54

Las aguas duras y muy duras son extremadamente peligrosas en sistemas RLAF por su tendencia a precipitar Ca y Mg, como carbonatos de manera

irreversible, generando graves problemas de obturación de emisores, disminuyendo la uniformidad del sistema.

Sin restricción de uso para RLAF

Peligrosas

Extremadamente peligrosas

OBTURACIONES DE NATURALEZA FÍSICA

de origen interno

Partículas gruesas

Arenas y limos sedimentan al principio del conducto de disipación de presión

del emisor. EFECTO: El caudal del emisor desciende

rápidamente.

SOLUCIÓN: Pre filtrado (decantadores, hidrociclones) y filtrado eficiente del agua

Partículas finas

Coloides (arcillas y humus) sedimentan sobre la pared interna del conducto del

emisor.

EFECTO: El caudal del emisor desciende lentamente.

SOLUCIÓN: El diámetro de paso de los filtros debe ser 10 veces más pequeño que el de los

emisores

de origen externo

Partículas muy diversas (arenas, limos arcillas y M.O.) ingresan desde el exterior por sifonamiento, por efecto del cierre rápido de las válvulas o por el viento.

EFECTO: variado, depende del diseño o tipo del emisor. Como medida preventiva los goteros no deben estar en contacto directo con el suelo.

SOLUCIÓN: Aumentar la presión de trabajo del sistema para expulsar partículas extrañas..

OBTURACIONES DE NATURALEZA QUÍMICA

Provocadas por la precipitación en el interior del sistema de riego de sustancias en solución que atraviesan los filtros

Precipitación de carbonato de calcio y de sulfato de calcio

Los precipitados se producen cuando la concentración (por evaporación)

sobrepasa el producto de solubilidad para el pH y la temperatura del agua.

Los tratamientos preventivos se realizan mediante un anti-incrustante o mediante acidificación del agua, a valores en que la precipitación no se produzca (pH< 7.2), mediante ácidos fuertes; ácido clorhídrico, fosfórico,

nítrico, o sulfúrico.

Precipitación de hierro y de manganeso

El problema se presenta en aguas de reacción ácida que transportan hierro

(ferroso) disuelto y que al oxidarse pasa a la forma férrica, formando geles en

emisores y filtros.

El tratamiento preventivo consiste en provocar la precipitación aireando el agua mediante agitación mecánica. En casos graves se aplica agentes

oxidantes (permanganato de potasio-0.6 ppm/por cada 1.0 ppm de Fe o

Mn). Se aconseja limpiezas periódicas, elevando la presión del

sistema.

2., Causadas por bacterias de hierro, manganeso o azufre. La presencia de sustancias mucilaginosas , generan los casos

más difíciles de obturaciónes.

El problema se identifica por observación microscópica.

Las bacterias ferrosas se presentan a partir de 0.4 ppm de Fe en el agua de riego . Los geles manganosos cuando el contenido de Mn es

superior a 0.1 ppm.

El tratamiento es la cloración del agua

1. Ocasionadas por algas transportadas con el agua de riego, desarrolladas en los filtros o en las salidas de los emisores

OBTURACIONES DE NATURALEZA BIOLÓGICA

Evaluación de la Calidad del Agua de Riego según Sensibilidad a Obturaciones en Sistemas de RLAF.

0 0.15 10 1001 0.30 20 1,0002 0.45 30 2,0003 0.60 40 3,0004 0.75 50 4,0005 0.90 60 5,0006 1.25 80 10,0007 1.50 100 20,0008 1.85 120 30,0009 2,25 160 50,000

1. El nivel 0 - 0 - 0 es una agua excelente para el riego con sistemaslocalizados y el nivel 10 – 10 – 10 es agua no apropiada o no valida .

2. Cuando la suma de los tres índices es menor a 10, se presentarán pocos problemas, serán creciente entre 10 – 20 y graves entre 20 – 30.

Nivel CE a Sólidos en Población(dS/m) Suspensión Microbiana

(ppm) ( N°/ml)

El análisis del agua para riego en un proyecto en vid reporta los siguientes valores:

pH = 6.9, CEa = 1.54 dS/m, Ca++ = 5.44, Mg ++= 1.98, K+ = 0.14 y Na+ = 7.65 meq/litro.

Asimismo; NO3- = 0.85, CO3 -- = 0, HCO3- = 2.85, SO4-- = 3.02 y Cl- = 8 .65, meq/litro.

B = 2.10 ppm y Fe++ = 0.95 meq/litro

Calcular

1. La cantidad de sales que ingresará al suelo si se riega por goteo y la lámina acumulada anual es 900 mm (r = 8,872 kg/ha de sal principalmente ClNa)

2. La cantidad de nitrógeno que ingresa por campaña.(r = 474.3 kg/ha de NO3 = 107.1 kg/ha de N)

3. La dureza del agua y el peligro por obturación química.( r = 342.7 ppm de CO3Ca: agua dura, muy peligrosa)

4. Peligro de toxicidad por Na, Cl y B(r= Para Na y Cl toxicidad creciente, para Boro toxicidad

grave)

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