PROCESOS DE SALINIZACIÓN EN SUELOS AGRÍCOLAS REGADÍOS IMPACTO DEL DÉFICIT HIDRICO Y DE LA SALINIDAD SOBRE ETc y LA PRODUCCIÓN
NIVELES DE SALINIDAD EN SUELOS REGADÍOS E INCULTOS
ÁREAS AFECTADAS CON AGUAS FREÁTICAS SUPERFICIALES Y SU CALIDAD
LAS PRACTICAS DE RIEGO Y LOS PROCESOS DE SALINIZACIÓN
Ing. Agr. José Morábito
Responsable Programa Riego y Drenaje del Instituto Nacional del Agua (INA-CRA)
Profesor de la Facultad de Ciencias Agrarias (UNCuyo – FCA)
DISMINUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN COMO CONSECUENCIA DE LA REDUCCIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN
(Ecuación de la FAO)
Energía radiación
temperatura del aire
Presión de vapor humedad atmosférica
velocidad del viento
Contenido de agua en el suelo
Capacidad de conducción del suelo
Salinidad del suelo
Salinidad del agua de riego
Características del cultivo
Medio donde se produce
Manejo del cultivo
FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSPIRACIÓN
ETc BAJO CONDICIONES DE ESTRÉS HÍDRICO
COEFICIENTE DE ESTRÉS HIDRICO (Ks) considerando el contenido de humedad en el suelo
COEFICIENTE DE ESTRÉS HIDRICO (Ks) Excesivo contenido de humedad en suelo: deficiente aireación
PO
RC
EN
TA
JE
D
E T
RA
NS
PIR
AC
ION
100
50
0
HUMEDAD DEL SUELO
HUMEDAD
ADECUADA
CIERRE DE ESTOMAS
AIREACIÓN
DEFICIENTE
Wc URdef PMP
SAT
RELACIÓN PRODUCTIVIDAD-ESTRÉS HÍDRICO
Ky = factor de respuesta de la productividad [-] ETcaj = evapotranspiración ajustada (real) del cultivo [mm d-1] ETc = evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar (sin estrés hídrico) [mm d-1]. ¿Cultivos perennes?
I = &&, remolacha
azucarera ,etc.
II = uva, sorgo,
trigo, tabaco, etc.
III = cebolla, pimiento,
tomate, papa, etc.
Función de producción (Doorenbos y Kassan, 1979)
Déficit relativo de Evapotranspiración
Red
ucció
n relativ
a de p
roducció
n
Ky < 1
Ky > 1
c
ajc
ET
ET1
m
a
Y
Y1IV = maíz, caña de
azúcar, etc. Más sensibles
al déficit hídrico
RELACIÓN PRODUCTIVIDAD-SALINIDAD (Ecuación de la FAO)
Ya = productividad real del cultivo Ym = productividad máxima esperada del cultivo cuando CEe < CEe umbral CEe = cond. eléctrica promedio extracto saturación zona radical [dS. m-1] CEe umbral = cond. eléctrica extracto saturación del umbral de Cee cuando la productividad del cultivo comienza a reducirse por primera vez por debajo de Ym [dS m-1] b = reducción de la productividad por incremento de CE [%/(dS m-1)] Los valores de CEe umbral y b: se obtienen por tabla
EFECTOS DE LA SALINIDAD DEL SUELO
La ecuación estima la reducción que se produciría en la evapotranspiración bajo distintas condiciones de salinidad
La tasa de reducción de la productividad con el incremento de la salinidad se expresa en
forma de la pendiente “b”: porcentaje de reducción de la productividad por cada dS m-1 de incremento de CEe.
Si el valor promedio de CEe en la zona radical se incrementa por encima del umbral crítico, la productividad del cultivo disminuirá en proporción al incremento de la salinidad
El efecto de la salinidad en la productividad es específico de cada cultivo.
En Mendoza los umbrales son más altos
100 % de productividad
Debería tomarse para
el 90% de productividad
Tolerancia a la salinidad de la variedad de vid Colombard sobre el portainjerto Ramsey en Loxton Australia desde 1986/87 a 1991/1992.
Relaciones de rendimiento-salinidad de diferentes combinaciones de plantas de vid (Vitis vinifera L.) con portainjertos (ZHANG X.,WALKER R.R., STEVENS R.M. & PRIOR L.D., 2002)
Tolerancia a la salinidad de la variedad de vid Sultana en Dareton Australia a partir de 1982/83 1987/88
Relaciones de rendimiento-salinidad de diferentes combinaciones de plantas de vid (Vitis vinifera L.) con portainjertos (ZHANG X.,WALKER R.R., STEVENS R.M. & PRIOR L.D., 2002)
28 genotipos del género Vitis clasificados según su tolerancia a la salinidad, representada por el tiempo que tarda en morirse el 25 % de un set de plantas cuando se riega con una solución 100 mM de NaCl (± 12dS.m-1).
Barras de color gris indican las variedades en las que no murió ningún individuo durante los 66 días. Martin & Vila, 2013. PAE-INTA-UNCuyo-INA.
COEFICIENTE DE ESTRÉS HIDRICO (Ks) Efecto conjunto: déficit hídrico y exceso de salinidad en el suelo
Suelos salinos
Ciudad de
Mendoza
CUENCA DEL RIO MENDOZA (22.800 km2)
Embalse Potrerillos
Andes
c Embalse
El Carrizal
Río Mendoza
Río Tunuyán
Sistema de riego
del río Tunuyán Inferior
Sistema de riego
Del río Mendoza
Salinidad expresada como conductividad
eléctrica (1000 S.cm-1 = 1 dS.m -1)
Sodicidad: relación adsorción sodio (RAS)
EFECTO DE LA
SALINIDAD DEL SUELO
• Afecta la estructura del suelo
• Efecto osmótico (reducción de la
disponibilidad de agua para el cultivo)
• Efecto iónico (acumulación, Ion
cloruro - boro)
ZONA INSATURADA Componentes del balance hídrico. Transporte de sales en el subsuelo
Percolación
Ascenso capilar
Nivel de la freática
Zona radical
Evapotranspiración
Riego +
Precipitación Nivel del terreno
Agua y solutos
Hacia y desde el agua freática
Variación anual e inter-anual de la salinidad del suelo (CEe) simulada en la zona de raíces, de viñedos (años 90-95)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
May/90 May/91 May/92 May/93 May/94 May/95
Tiempo (meses)
ECe
(d
S.m
-1
)
Valor máximo medido Valor mínimo medido Simulado
L
C
L
L
C
C
C
L
L
C
CUENCAS HIDROGEOLÓGICAS y OASIS
• Yalgüaraz
• Uspallata
• Norte (Mendoza y Tunuyán
Inferior)
• Centro (Tunuyán Superior)
• Sur (Atuel y Diamante)
• Malargüe
• Río Colorado
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N
Estación MendozaAeropuerto El Plumerillo
Estación MendozaObservatorio PGSM
Estación Chacras de Coria
Estación San Martín
Área de Riego Río Tunuyán Inferior
ASOC. INDEPENDENCIAASOC. RIVADAVIAASOC. SAN MARTININSP. CONSTITUCIONINSP. GUEVARAINSP. MEDRANOINSP. MONTECASEROS
Zonas de Riego Río Mendoza
ASOC. 1ª ZONAASOC. 2ª ZONAASOC. 3ª ZONAASOC. 4ª ZONAASOC. 5ª ZONAASOC. 6ª ZONA
Río Mendoza
Río Tunuyán
Estaciónes Meteorológicas
# Puntos de Muestreo
# Eficiencia de Riego
Km5040302010010
1:550000
Mapa del área de estudio, localización de los puntos de muestreo en el área de estudio
SALINIDAD DE SUELOS REGADÍOS E INCULTOS EN EL OASIS NORTE DE MENDOZA Morábito J., C. Mirábile, P. Pizzuolo, D.Tozzi, M. Manzanera y L. Mastrantonio (2002)
Salinidad de extracto de saturación del suelo en dS.m-1 para el área del río Mendoza. Tamaño de la muestra, media, desviación estándar y error de estimación
Salinidad de extracto de saturación del suelo en dS.m-1 para el área del río Tunuyán inferior. Tamaño de muestra, media, desviación estándar y error de estimación
Profundidad
(m)
Estado del
suelo
Tamaño de
la muestra (n)
Media Desviación
estándar
(S -̂ )
Error de
estimación ± B
Cultivado 98 2,888 (A) 1,986 0,393 0 a 0,25
Inculto 38 34,327 (B) 32,078 10,199
Cultivado 173 2,441 (A) 1,705 0,254 0 a 0,50
Inculto 38 32,722 (B) 28,940 9,202
Cultivado 71 2,980 (A) 2,002 0,466 0,50 a 0,80
Inculto 37 28,932 (B) 23,644 7,619
Cultivado 145 2,722 (A) 1,762 0,287 0,50 a 1,00
Inculto 34 28,854 (B) 22,799 7,664
Profundidad
(m)
Estado del
suelo
Tamaño de
muestra (n)
Media Desviación
estándar
(S -̂ )
Error de
estimación ± B
Cultivado 134 2,670 (A) 1,685 0,285 0 a 0,25
Inculto 55 14,482 (B) 21,624 5,715
Cultivado 142 2,582 (A) 1,669 0,275 0 a 0,50
Inculto 56 14,488 (B) 16,548 4,334
Cultivado 134 2,494 (A) 1,539 0,261 0,50 a 0,80
Inculto 55 16,604 (B) 16,591 4,385
Cultivado 141 2,669 (A) 1,617 0,267 0,50 a 1,00
Inculto 56 16,177(B) 16,182 4,238
Nota: letras distintas indican una diferencia significativa entre las medias (a:0,05)
Nota: letras distintas indican una diferencia significativa entre las medias (a:0,05)
SUPERFICIE CULTIVADA E INCULTA SEGÚN INTERVALOS DE SALINIDAD DEL SUELO PARA LA CAPA DE 0 A 50 CM DE PROFUNDIDAD
CONCLUSIONES: estimar requerimiento de lixiviación, eficiencias potenciales, altos niveles salinos vinculados a problemas de drenaje subsuperficial, la CEes del suelo inculto es significativamente (α=0,05) superior a la del cultivado, 63% de la cuenca tiene niveles de salinidad inferior a 8 dS.m-1 en el primer estrato y la superficie cultivada se hace casi nula cuando ésta supera los 6 dS.m-1.
Valores de probabilidad y significancia de la prueba de Kruskal-Wallis, dentro y entre grupos, y para cada profundidad de muestreo
Nota: *=significativo y ns=no significativo, para =0,05
Variables respuesta Grupos dentro Grupos entre
CEes 0_50 (S cm-1) CEes 50_100 (S cm-1)
1973 cultivado vs inculto 0,0001 * 0,0001 *
2002 cultivado vs inculto 0,0001 * 0,0001 *
Cultivado 1973 vs 2002 0,0515 ns 0,0671 ns
Inculto 1973 vs 2002 0,9684 ns 0,2395 ns
EVOLUCIÓN DE LA SALINIDAD DE SUELOS REGADÍOS E INCULTOS EN EL AREA DEL RÍO MENDOZA . Morábito J., C. Mirábile, M. Manzanera, O. Cappe, D. Tozzi y L. Mastrantonio. 2005.
¿Ha habido incremento de la salinidad de suelos cultivados como incultos entre ´73 y ´02?
Localizar espacialmente las subáreas con incremento o disminución
Disponer de información para la recuperación de los suelos, mejorando el drenaje natural / artificial o construyendo nuevos colectores /drenes parcelarios.
Dar información general y particular para planificar el manejo del agua a nivel de oasis.
2500000 2510000 2520000 2530000 2540000 2550000 2560000 2570000
6330000
6340000
6350000
6360000
6370000
6380000
6390000
6400000
6410000
0
1000
2000
3000
4000
5000
2500000 2510000 2520000 2530000 2540000 2550000 2560000 2570000
6330000
6340000
6350000
6360000
6370000
6380000
6390000
6400000
6410000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
2500000 2510000 2520000 2530000 2540000 2550000 2560000 2570000
6330000
6340000
6350000
6360000
6370000
6380000
6390000
6400000
6410000
áreas con disminución de
salinidad al 2002
Mapa de iso-diferencias de salinidad de suelo cultivado para el estrato comprendido entre 0 y 50 cm en la cuenca del río Mendoza (2002-1973)
áreas con aumento de salinidad al 2002
2500000 2510000 2520000 2530000 2540000 2550000 2560000 2570000
6330000
6340000
6350000
6360000
6370000
6380000
6390000
6400000
6410000
0
2000
4000
8000
16000
32000
64000
2500000 2510000 2520000 2530000 2540000 2550000 2560000 2570000
6330000
6340000
6350000
6360000
6370000
6380000
6390000
6400000
6410000
0
2000
4000
8000
16000
32000
64000
2500000 2510000 2520000 2530000 2540000 2550000 2560000 2570000
6330000
6340000
6350000
6360000
6370000
6380000
6390000
6400000
6410000
Mapa de iso-diferencias de salinidad de suelo inculto para el estrato comprendido entre 0 y 50
cm en la cuenca del río Mendoza (2002-1973)
áreas con disminución
de salinidad al 2002
áreas con aumento de salinidad al 2002
CONCLUSIONES
Existen diferencias significativas (=0,05) de CEes entre cultivado e inculto, en
ambos años 1973/2002 y para cada profundidad de los suelos muestreados.
No existen diferencias significativas (=0,05) de CEes entre 1973 y 2002, dentro
del área cultivada ni del área inculta para las dos profundidades de muestreo.
Las diferencias se hacen significativas ( = 0,10) para suelos cultivado en ambas
profundidades año 1973/2002.
DINÁMICA DE LA SALINIDAD DEL SUELO EN EL RÍO TUNUYÁN INFERIOR. 1985-2002. Mirábile C., Morábito J., Manzanera M., Tozzi D. 2005
Iso-variación de salinidad en el área de estudio. Año 2002-1985
Iso-variación de salinidad
0,50- 1,00 m. 2002 - 1985
Iso-variación de salinidad
0 - 0,50 m 2002 - 1985
Salinidad del extracto de sat. del suelo cultivado en dS.m-1
Tamaño de la muestra, media, desviación estándar y error de estimación
Prof (m) Año
Tamaño
muestra (n)
Mediana Media Desviación
estándar
Error de
Estimación ± B
1985
168
2,984 (A)
3,132
1,371
0,207
0 a 0,50
2002 142 2,025 (B) 2,582 1,669 0,275
1985
163
2,980 (A)
2,999
1,310
0,201
0,50 a 1,00
2002 141 2,580 (B) 2,669 1,617 0,267
Nota: letras distintas indican una diferencia significativa entre las medianas (:0,05)
•Hay diferencias significativas (α = 0,05) de la salinidad entre 1985 y 2002 •Ha habido desalinización (60 %) por profundización de los niveles freáticos •La mayoría del los suelos del área están por debajo de 4 dSm-1..
SALINIDAD DEL AGUA FREÁTICA EN EL ÁREA REGADÍA DEL RÍO MENDOZA
Ortiz Maldonado M., J. Morábito, E. Rearte (2004)
Profundidad de niveles freáticos
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CE_20040 - 20002000 - 40004000 - 60006000 - 80008000 - 1200012000 - 1600016000 - 2000020000 - 24000No Data
# FreatímetrosRío MendozaLímte departamental
2510000
2510000
2520000
2520000
2530000
2530000
2540000
2540000
2550000
2550000
2560000
2560000
2570000
2570000
6340000 6340000
6350000 6350000
6360000 6360000
6370000 6370000
6380000 6380000
6390000 6390000
•Área Surgencia: 13.230 ha con freática cercana a superficie NF < 1,5 m. •Área Lavalle: 6.081 ha con freática cercana a superficie. NF < 1,5 m. •90 % del área de influencia de la red freatimétrica tiene salinidades mayores a 4 dS cm-1. •Se observa un aumento de los valores de salinidad desde la dirección SW hacia NE
SALINIDAD DEL ACUIFERO
FREATICO EN LA CUENCA
DEL RIO MENDOZA
Salinidad de agua superficial Salinidad de suelos
DESEMPEÑO DEL RIEGO POR SUPERFICIE EN EL ÁREA DE REGADÍO DE LA CUENCIA DEL RÍO TUNUYÁN SUPERIOR MENDOZA. Schilardi C., Morabito J. & Vallone R. 2010.
(/40
(/90
(/94
(/92
Febrero_09
0 - 2
2 - 4
4 - 6
6 - 8
8 - 12
12 - 16
> 16
No Data
Rutas_y_caminos_mza.shp
ruta
calle
huella
huella-accesible solo en 4x4
Area.shp
N
EW
S
2470000
2470000
2475000
2475000
2480000
2480000
2485000
2485000
2490000
2490000
2495000
2495000
2500000
2500000
2505000
2505000
2510000
2510000
626
500
0
62
650
00
627
000
0
62
700
00
627
500
0
62
750
00
628
000
0
62
800
00
628
500
0
62
850
00
629
000
0
62
900
00
Áreas con distintos valores de conductividad eléctrica (dS/m) del agua freática en febrero de 2009
Mayo 05Agosto 06
Abril 07Octubre
07Febrero 08
Agosto 08Febrero 09
< 2
2 a 4
4 a 6
6 a 8
8 a 12
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Superf
icie
rela
tiva (
%)
CE (dS/m)
Superficie relativa (%) según el grado de afectación a la
salinidad del agua freática para distintas fechas
El agua freática puede clasificarse como buena (C1S2). El mayor problema es la saturación del suelo. Se recomienda mantener periódicamente los arroyos (actúan como desagües) y ampliar red de drenes 2darios
San Rafael
Río Diamante
Río Atuel
Gral. Alvear
Río
Atu
el
COMPORTAMIENTO DEL NIVEL FREÁTICO EN EL AREA BAJO RIEGO DEL TERCIO INFERIOR DEL RIO ATUEL Ing. R. Pereira, 2010
ISOBATAS MEDIAS. AREA REGADIA DEL RÍO ATUEL
La mayor área comprometida se observa en primavera. La causa tendría dos orígenes:
a) El riego
b) Las precipitaciones
Profundidad media
mensual (m) por subzona
de riego (1980-2008) -2,5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
EN
E
FE
B
MA
R
AB
R
MA
Y
JU
N
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L
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O
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fun
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ad
(m
)
San Pedro Alv-Bowen Soitué Real del Padre
ISOLÍNEAS DE SALINIDAD MEDIA ESTACIONAL DEL AGUA SUBTERRÁNEA
•La zona presenta una problemática de drenaje importante. •La profundidad media anual del NF es de 1,65 m. En primavera el 59% de la zona tiene el NF < 1,5 m. El 72% del área estudiada presenta NF a menos de 2,0 m •La CE media del agua freática alcanza los 5.4 dS.m-1 (3 veces la CE agua de riego)
BULBO HÚMEDO
CALICAT
A
2,5 m entre hileras
Plantas de vid
Periferia superficie
0 – 0,10 m
Periferia profundo
0,4 – 0,5 m
Centro superficie
Centro profundo
Croquis de ubicación de extracción de muestras de suelo en riego por goteo
DESEMPEÑO DEL RIEGO POR GOTEO EN MENDOZA. ANÁLISIS DE LOS COEFICIENTES DE UNIFORMIDAD Y DE LA SALINIDAD DEL SUELO C. Fontela, J. Morábito, J. Maffei, S. Salatino, C. Mirabile, y L. Mastrantonio. 2008.
Salinidad y sodicidad de los suelos
Ubicación Bulbo Interfilar Variables respuesta Profundidad de muestreo (m)
Media DS Media DS 0,10 - 0,30 2,15 1,75 3,41 3,79
CEes (dS/m) 0,30 - 0,50 1,80 1,39 3,70 3,91 0,10 - 0,30 2,53 1,60 4,51 6,49
RAS 0,30 - 0,50 2,46 1,77 4,12 5,16 0,10 - 0,30 6,32 7,35 13,71 26,04
Cl (me/L) 0,30 - 0,50 5,32 5,22 17,65 30,11
No se observan grandes diferencias entre las profundidades de muestreo para cada ubicación.
En general se destaca una alta dispersión de los datos
CEes (dS/m) según ubicación de muestreo
0
5
10
15
20
CEes
bulbo interf
0
10
20
30
RAS
bulbo interf
0
50
100
150
Cloruros
bulbo interf
RAS según ubicación de muestreo
Iones cloruros (me/L) según ubicación de muestreo
Hay diferencias significativas (α = 0,05) entre medias de Cee, RAS y anión Cl-1
La salinidad es mayor en el interfilar (59 % de 0,10 - 0,30 y 106 % de 0,30 – 0,50)
El RAS es mayor en el interfilar:78 y 67 % para las respectivas profundidades
El anión Cl-1 es mayor en el interfilar (117 y 232 % mayor)
0,96 dS/m 1,16 dS/m 1,05 dS/m 2,01 dS/m (Cosecha)
Lluvias febrero
Fertilizaciones controladas
Lavado fertilizante
2,01 dS/m (Cosecha)
1,19 dS/m
Sensor 5TE
Sensor GS3
Déficit Hídrico a cosecha
REGISTRO EN TIEMPO REAL DE: AGUA DISPONIBLE, SALINIDAD y Tº EN SUELO
-La salinidad impacta en la ETc y en el rendimiento de los cultivos
-La composición de sales de suelo salino puede generar problemas de toxicidad
-C/cultivo tiene su umbral de tolerancia a la salinidad que se debería conocer/investigar
-Suelos salinos se localizan en lugares bajos de la cuenca y/o con mal drenaje
-En Mza., existe abundante información sobre calidad de agua de riego, niveles de salinidad de suelos (cultivados e incultos), niveles y calidad de agua freática como para estimar las laminas de recuperación de suelos salinos y los RL. Usar valores in situ.
-Los métodos de riego afectan la distribución de sales espacialmente y en profundidad. Hay que controlar anualmente la salinidad.
-Hay equipos modernos para controlar la humedad/salinidad y tomar medidas a tiempo
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