RELACIONES HIDRICASRELACIONES HIDRICAS

ING. ROGER MACEDO ING. ROGER MACEDO V.V.

EL AGUAEL AGUA

• El conocimiento de la relación de suelo - agua – El conocimiento de la relación de suelo - agua – planta es esencial para la producción agrícola bajo planta es esencial para la producción agrícola bajo riego. En el caso de uso de sistemas de riego por riego. En el caso de uso de sistemas de riego por goteo este conocimiento es particularmente goteo este conocimiento es particularmente importante en vista del alto costo inicial de las importante en vista del alto costo inicial de las instalaciones. Aún en áreas de mucha lluvia la instalaciones. Aún en áreas de mucha lluvia la escasez de agua puede limitar el desarrollo de las escasez de agua puede limitar el desarrollo de las plantas [40]. Esto puede atribuirse a una errática plantas [40]. Esto puede atribuirse a una errática distribución de lluvia, a una alta escorrentía o a una distribución de lluvia, a una alta escorrentía o a una infiltración profunda en suelos con baja capacidad infiltración profunda en suelos con baja capacidad de retención de agua. de retención de agua.

• Cada cultivo tiene requisitos de agua particulares y Cada cultivo tiene requisitos de agua particulares y cada suelo tiene sus propiedades que afectan en cada suelo tiene sus propiedades que afectan en una forma u otra el suministro de agua a las plantas. una forma u otra el suministro de agua a las plantas.

La planta absorbe el agua desde suelo por sus raíces. Ambos, suelo y planta, están sometidos a losefectos de la lluvia, el sol y viento, que generan un mayor o menor grado de evaporación desde el sueloy transpiración de las plantas. Este proceso se conoce como evapotranspiración.

El suelo, dependiendo de sus características, puede El suelo, dependiendo de sus características, puede infiltrar más o menos agua fuera de lainfiltrar más o menos agua fuera de lazona de raíces y, junto con ello, originar un lavado de zona de raíces y, junto con ello, originar un lavado de elementos nutritivos.elementos nutritivos.

• También puede producirse un escurrimiento superficial También puede producirse un escurrimiento superficial por problemas de pendiente, o por una aplicaciónpor problemas de pendiente, o por una aplicaciónexcesiva de riego en un suelo de lenta infiltración, excesiva de riego en un suelo de lenta infiltración, como por ejemplo, en un suelo arcilloso.como por ejemplo, en un suelo arcilloso.

• Con relación a la planta, mientras mayor sea el Con relación a la planta, mientras mayor sea el desarrollo de su follaje, mayor es la pérdida de desarrollo de su follaje, mayor es la pérdida de agua en el proceso de transpiración, debido a que agua en el proceso de transpiración, debido a que existe una mayor área foliar, como se observa en existe una mayor área foliar, como se observa en este cultivo de alfalfa.este cultivo de alfalfa.

• Las pérdidas de agua se pueden aminorar si se utiliza Las pérdidas de agua se pueden aminorar si se utiliza sistemas de riego localizado. Como vemos en la imagen, sistemas de riego localizado. Como vemos en la imagen, al regar por goteo, se moja sólo la zona de raíces. Así al regar por goteo, se moja sólo la zona de raíces. Así hay menos posibilidades de perder aguahay menos posibilidades de perder aguapor efectos del clima, por percolación profunda o por por efectos del clima, por percolación profunda o por escurrimiento, pues se aplica sólo la cantidad que escurrimiento, pues se aplica sólo la cantidad que ocuparán las plantas.ocuparán las plantas.

• También las perdidas por evapotranspiración son También las perdidas por evapotranspiración son menores cuando se establecen cortinas menores cuando se establecen cortinas cortaviento o cuando se usa mulch. Bajo tales cortaviento o cuando se usa mulch. Bajo tales condiciones, se disminuye la transpiración de las condiciones, se disminuye la transpiración de las plantas y la evapotranspiración desde el sueloplantas y la evapotranspiración desde el suelo

¿Qué es el Potencial Hídrico (ΨW)?

Es una descripción cuantitativa del estado de la energía libre del agua.

Los conceptos de energía libre y potencial hídrico se derivan de la segunda ley de la termodinámica.

El potencial hídrico es una medida útil para determinar la condición hídrica de las plantas. Los científicos miden el potencial hídrico para determinar la tolerancia de las plantas a la sequía, las necesidades de riego de diferentes cultivos y el efecto del estado hídrico sobre la calidad y rendimiento de las plantas.

Agua disponible para ser absorbida por las raíces de las plantas

Potencial Hídrico

Atmosférico

El potencial hídrico afecta a las plantas en diferentes formas. El potencial hídrico atmosférico es uno de los principales factores que afectan las tasas de transpiración o pérdida de agua en las plantas. El potencial hídrico del suelo tiene influencia sobre la disponibilidad de agua para su absorción por las raíces de las plantas.

El Potencial Hídrico

Está basado en la capacidad del agua para realizar trabajo.

Regresemos un poco para explicar el potencial de una sustancia química para realizar trabajo. La termodinámica indica que diferentes fuerzas actúan sobre las moléculas y reducen su capacidad o potencial para realizar trabajo. Estas fuerzas son la presión, la concentración, la electricidad y la gravedad; unidas, estas fuerzas constituyen el Potencial Químico. Por lo que esencialmente:

Potencial Químico = Presión + Concentración + Electricidad + Gravedad

W= ΨP + ΨS + ΨE + ΨG

Donde, ΨP = potencial de presiónΨS = potential osmótico o de solutosΨE = potencial eléctrico

- se ignora porque el agua no tiene carga

ΨG = potencial gravitacional - se ignora porque la gravedad no

es significativa en árboles pequeños

En la actualidad, el Ψw se define convencionalmente como:

W= ΨP + ΨS + ΨE + ΨG

Donde, ΨP = potencial de presiónΨS = potential osmótico o de solutosΨE = potencial eléctrico

- se ignora porque el agua no tiene carga

ΨG = potencial gravitacional - se ignora porque la gravedad no

es significativa en árboles pequeños

En la actualidad, el Ψw se define convencionalmente como:

Distribución del agua, nutrientes y Distribución del agua, nutrientes y raíces en el suelo bajo un sistema de raíces en el suelo bajo un sistema de riego por goteo o microaspersoresriego por goteo o microaspersores

ABSORCION DE NUTRIENTES

Los nutrientes llegan a la raíz en 3 mecanismos

Flujo masivo: los nutrientes se mueven en la solución del suelo hacia las raíces en la corriente de la transpiración (Ca)

Difusión: según el gradiente de concentraciones (P)

Intercepción: las raíces interceptan los iones al crecer en las zonas donde están los nutrientes

Movimiento de iones

ABSORCION DE ABSORCION DE NUTRIENTESNUTRIENTES

•

– TTíípico de nutrientes con flujo masivo. pico de nutrientes con flujo masivo.

Entran a la planta con el aguaEntran a la planta con el agua

– Movimiento a travMovimiento a travéés de la membrana s de la membrana

por diferencia de concentraciones (a por diferencia de concentraciones (a

favor del gradiente de concentraciones)favor del gradiente de concentraciones)

• transporte de transporte de mineralesminerales

– Ocurre a travOcurre a travéés de la membrana en s de la membrana en contra del gradiente de contra del gradiente de concentracionesconcentraciones

– Requiere energRequiere energíía para “bombear” a a para “bombear” a los iones hacia dentro de la celulalos iones hacia dentro de la celula

ABSORCION DE ABSORCION DE NUTRIENTESNUTRIENTES

MOVIMIENTO DENTRO DE LA MOVIMIENTO DENTRO DE LA RAIZRAIZ

Corte transversal de la raiz

El agua y los nutrientes deben pasar a través de las células hasta

llegar al xilema

A Apoplastico Simplastico A B

MOVIMIENTO INTERNO DE MOVIMIENTO INTERNO DE NUTRIENTESNUTRIENTES

• Los nutrientes son transportados desde las raices Los nutrientes son transportados desde las raices hacia las hojas a traves del hacia las hojas a traves del xilemaxilema

• Los nutrientes pueden ser transportados Los nutrientes pueden ser transportados (redistribuidos, translocados) desde las hojas (redistribuidos, translocados) desde las hojas viejas hacia las hojas jovenes y raices a traves del viejas hacia las hojas jovenes y raices a traves del floemafloema

• Xilema:Xilema: en la transpiracion (pasivo) en la transpiracion (pasivo)

• Floema:Floema: por gradiente de presion hidrostatica por gradiente de presion hidrostatica (activo = se requiere energia)(activo = se requiere energia)

MOVIMIENTO INTERNO DE MOVIMIENTO INTERNO DE NUTRIENTESNUTRIENTES

• Una vez dentro de la raUna vez dentro de la raííz, los nutrientes se z, los nutrientes se mueven hacia el tallo en la mueven hacia el tallo en la corriente de la corriente de la transpiracitranspiracióónn

• DespuDespuéés de que los nutrientes son usados s de que los nutrientes son usados en los procesos del metabolismo celular o en los procesos del metabolismo celular o del crecimiento vegetal, pueden ser:del crecimiento vegetal, pueden ser:

– Translocados Translocados dentro de la planta luego, dentro de la planta luego,

– Fijarse Fijarse en su primera (y en su primera (y úúnica) localizacinica) localizacióónn

• Los nutrientes que Los nutrientes que pueden pueden traslocarse en la traslocarse en la planta - planta - mmóóvilesviles::– NitrNitróógenogeno

– FFóósforosforo

– PotasioPotasio

– MagnesioMagnesio

– MolibdenoMolibdeno

• Los nutrientes que Los nutrientes que son fijados luego de son fijados luego de su uso – su uso – inminmóóviles:viles:– AzufreAzufre

– CalcioCalcio

– HierroHierro

– CobreCobre

– ManganesoManganeso

– ZincZinc

– BoroBoro

MOVIMIENTO INTERNO DE MOVIMIENTO INTERNO DE NUTRIENTESNUTRIENTES

DEFICIENCIAS DE DEFICIENCIAS DE NUTRIENTESNUTRIENTES

•Nutrientes Nutrientes mmóóvilesviles::

• Los sLos sííntomas se ntomas se muestran en las muestran en las hojas hojas mmáás viejass viejas (ya que la (ya que la planta trasloca los planta trasloca los nutrientes hacia las nutrientes hacia las zonas de nuevo zonas de nuevo crecimiento)crecimiento)

•Nutrientes Nutrientes inminmóóvilesviles::

• Los sLos sííntomas se ntomas se muestran en las muestran en las hojas mhojas máás nuevas s nuevas (ya (ya que la planta no que la planta no puede mover dichos puede mover dichos nutrientes)nutrientes)

Dinámica de los Dinámica de los nutrientes en la nutrientes en la solución en el suelosolución en el suelo

CIC: EL SUELO COMO RESERVA DE CIC: EL SUELO COMO RESERVA DE NUTRIENTESNUTRIENTES

NEGATIVO

Arcillas y MO tienen cargas negativas

POSITIVO

Cationes (NH4, K, Ca, Mg) tienen carga positiva

-

--

-

Ca++

Arcillas con carga negativa

K+

Mg++

NH4+ -

-

-

- --

-

-

NO3-

NO3- Cl-

Los cationes son adsorbidos por las arcillas

Los aniones son móviles y son lixiviados

Cationes adsorbidos

K+

Cationes en solución

Ca++

Mg++

NH4+

K+

Ca++

-

Mg ++

NH4+

K+

Ca ++

- -

CIC es la suma de los cationes intercambiables que el suelo puede absorber por unidad de peso, expresado en meq/100g

CIC es la suma de cationes intercambiables (con carga +) que el suelo puede absorber por unidad de peso o volumen en meq/100g

Una CIC alta : suelo con alta capacidad de retener nutrientes entre periodos de fertilización

Una CIC alta: retención de nutrientes que previene la lixiviación durante el riego y provee de un poder buffer (fluctuaciones bruscas de pH)

Los cationes se adsorben a los sitios negativos en las partículas del suelo, por intercambio catiónico pasan a la solución del suelo y son absorbidos por las raíces

Suelos arenosos con menos retención de nutrientes

Fertilizar mas frecuentemente con menores dosis

Suelos arcillosos con alta capacidad de adsorción de nutrientes

Fertilizar menos frecuente con mayor dosis

CIC: EL SUELO COMO RESERVA DE CIC: EL SUELO COMO RESERVA DE NUTRIENTESNUTRIENTES

ParametroParametro ArcillosoArcilloso ArenosoArenosoCICCIC Alta (25-50 Alta (25-50

meq/100 g)meq/100 g)Baja (5-15 Baja (5-15 meq/100 g)meq/100 g)

Poder BufferPoder Buffer AltoAlto BajoBajo

Capacidad de retener Capacidad de retener nutrientes nutrientes (adsorci(adsorcióón)n)

AltaAlta BajaBaja

Riesgo de lixiviadoRiesgo de lixiviado BajoBajo AltoAlto

Frecuencia de Frecuencia de fertilizacifertilizacióónn

MenorMenor MayorMayor

Dosis de fertilizaciDosis de fertilizacióónn MayorMayor MenorMenor