Universidad Nacional de Salta Facultad de Ciencias Naturales Cátedra: Uso Sustentable del Suelo y Topografía Topografía
TRABAJO PRACTICO PRA CTICO : RECUPERACION RECUPERACI ON DE SUELOS SALINOS SALI NOS Y SODICOS
Objetivos: Identificar los factores ue determinan la acumulaci!n y movimiento de sales" Interpretar la metodolog#a para la recuperaci!n de los suelos salinos y s!dicos"
I)
$ctividades previas: Estudiar la presente gu#a" De las diapositivas ue se encuentran en %%%"unsa"edu"ar&suelos el alumno deberá revisarlas y anali'arlas en base a lo estudiado en la teor#a y gu#a de rabajos rabajos rácticos" De los ejercicios resueltos el alumno deberá anali'ar: *a metodolog#a empleada" C!mo se resuelve cada paso" C!mo se obtienen los datos" $C+,+*$CIO- . ,O/I,IE-O DE S$*ES
*os principales factores ue controlan la acumulaci!n de sales son: -
Cantidad y calidad del agua de riego" Caracter#sticas 0#dricas del suelo (porosidad1 constantes 0#dricas)" Cantidad y distribuci!n de las precipitaciones" Evapotranspiraci!n"
$ medida ue el agua es e2tra#da por evapotranspiraci!n las sales se acumulan en el suelo3 si la cantidad de agua aplicada con riego más la precipitaci!n iguala a la evap evapot otra rans nspi pirac raci!n i!n11 la acumulaci!n de sales estará relacionada l i n e a l m e n t e a l a c a ntidad CE del de agua suelo aplicada" Si 4sta e2cede Sin lavado a la evapotranspiraci!n1 una parte de las sales será arrastrada por Con lavado percolaci!n 0acia las capas más profundas 0asta ue se alcan'a un euilibrio" Con mayor lavado
D (mm) D: cantidad de agua aplicada (lámina)
El agua ue llega al suelo1 a5n la de la lluvia1 tiene una cierta cantidad de sales en soluci!n" Cuando se agrega un cierto volumen /i de agua con una concentraci!n salina Ci1 la cantidad total de sales ue se incorporan1 será el producto /i"Ci " En condiciones condiciones de euilibrio la cantidad de sales ue ingresa es igual a la cantidad cantidad de sales ue drenan y por lo tanto: /i"Ci 6 /d"Cd Donde /d y Cd son volumen y concentraci!n del agua de drenaje" 1
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Cuando se 0abla de Conductividad El4ctrica de un suelo1 usualmente se 0ace referencia a la Conductividad El4ctrica de su e2tracto de saturaci!n" . la Conductividad El4ctrica1 como tal1 es determinada en un medio l#uido" Se supone1 aunue esto aun no 0a sido demostrado1 ue dic0a conductividad corresponde a la Conductividad El4ctrica del l#uido intersticial del suelo" Esta ultima aseveraci!n adolece de una falla" ara determinar la Conductividad El4ctrica de un Suelo es necesario agregarle mas agua y esta 5ltima contribuye a diluir el contenido de sales de la soluci!n intersticial1 rebajando su conductividad original" ara determinar Cd1 se utili'a la siguiente relaci!n:
CEsw = 3 CEw CEsw = 2 CEe CEs% (Cd): conductividad el4ctrica del agua del suelo" CEe: conductividad el4ctrica del e2tracto de saturaci!n del suelo" CE%: conductividad el4ctrica del agua" ambi4n se puede determinar mediante la sonda de succi!n ue permite obtener muestras de soluci!n del suelo y determinar en ella conductividad y composici!n i!nica " Si la columna del suelo está 05meda y se aplica agua en superficie1 4sta act5a como pist!n empujando al agua del suelo" En el suelo el contenido 0#drico es muy variable y mientras más seco est4 cuando se aplica una lámina de agua1 menor será el volumen de drenaje ue se obtenga"
II) MEDIDAS PARA RECUPERAR LOS SUELOS 7) 8egulari'ar el balance de agua en el suelo" Se obtiene mediante un flujo descendente de agua mayor ue el ascendente" uede lograrse: a" $umentando la eficiencia de riego" b" ,antener los niveles de la capa freática por debajo de las profundidades peligrosas1 mediante un buen drenaje" c" Disminuci!n de la evaporaci!n y aumento del consumo 5til del agua de riego y de la capa freática" 9) 8egulari'ar el balance de sales en el suelo1 con el objeto de mantener presiones osm!ticas bajas en la soluci!n del suelo" Se logrará mediante lavados ue eliminen las sales" ) ,edidas agrot4cnicas: a" b" c" d"
Disminuir el ascenso capilar del agua de la freática (mediante la labran'a)" $umentar la velocidad de infiltraci!n del suelo s!dico" Estimular el crecimiento de las plantas (fertili'aci!n)" *abrar el suelo para remover impedimentos (piso de arado)" +na posible cadena de cultivos a sembrar y&o plantar1 ser#a: 7" Cultivo anual resistente (cebada1 sorgo negro)" 9" raderas permanentes resistentes (tr4bol de olor1 agropiro)" " raderas de alfalfa pura" ;" rutales"
III) RECUPERACIÓN DE SUELOS SALINOS. +na ve' determinados los problemas de salinidad en un suelo1 mediante observaciones a campo1 análisis u#mico de muestras de suelo y&o a trav4s de la vegetaci!n e2istente1 si esos suelos se van a destinar al riego1 es necesario prever su recuperaci!n" ara lo cual se tendrá en cuenta: a) *os suelos salinos pueden ser LAVADOS con facilidad 1 previamente es conveniente reali'ar un buen emparejamiento del terreno1 preferentemente sin pendiente en ning5n sentido y luego:
2
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7" Si e2isten costras salinas en gran proporci!n en la superficie1 es conveniente un *$/$DO por escurrimiento" 9" *uego se ejecutan lavados con riegos intermitentes de vol5menes variables1 entre =?? y 7"9?? mm apro2imadamente" " osteriormente luego de las labores agr#colas necesarias1 se implanta un cultivo resistente" b) *a cantidad de agua ue pasa a trav4s del suelo1 es el factor ue gobierna el proceso de recuperaci!n" Dic0a cantidad o lá!"# $e #% necesaria1 se puede calcular por la f!rmula de 8eeve y colaboradores: *a&Es 6
7 = (CEf&CEi)
@ ?17=
*a: lámina de agua1 en mm" Es: espesor del suelo a lavar1 en mm" CEf A CEi: conductividad el4ctrica final e inicial d el suelo"
IV) RECUPERACIÓN DE SUELOS SALINOS SODICOS Y SODICOS Estos suelos generalmente son dif#ciles de recuperar por su B$$ E8,E$BI*ID$D1 porue debe suministrarse una fuente de Ca y las reacciones son lentas" El problema de permeabilidad se presenta generalmente en los primeros cent#metros del suelo y 8ED+CE *$ C$-ID$D de agua almacenada1 mientras ue la salinidad 8ED+CE *$ DISO-IBI*ID$D de dic0a reserva" *a impermeabilidad del suelo provocará una disminuci!n de la cantidad de agua almacenada utili'able1 compactaci!n del terreno1 aireaci!n deficiente1 saturaci!n 0#drica del suelo" Estas *I,I$CIO-ES se corrigen mediante prácticas +,IC$S como el uso: -
Enmiendas o correctores" ,e'cla de agua o cambio de la fuente de agua para riego"
ambi4n por prácticas >SIC$S para incrementar la infiltraci!n1 como: -
8eali'ar prácticas agr#colas profundas" Incorporar residuos orgánicos" Emplear abonos verdes" 8iegos más frecuentes (ue provoca menor precipitaci!n de Ca y ,g)"
De las prácticas anteriores1 la más importante es el uso de ENMIENDAS" Esta práctica consiste en la incorporaci!n al suelo directamente o a trav4s del agua de productos u#micos ue aumenten el Ca y ,g1 de forma tal de mejorar la relaci!n del -a con el Ca y ,g"
E"!e"$#s &'!l!(#$#s ** *++e'*+#s #,l!#$#s $!+e'#e"'e #l s&el* *as E-,IE-D$S ue se emplean para proporcionar Ca o modificar la reacci!n del suelo1 contribuyendo a desalojar el -a del complejo de cambio1 convirti4ndolas en sales fáciles de lavar1 son las siguientes: a) Sales más o menos solubles de Ca: yeso y cloruro de calcio" b) Fcidos o formadores de ácidos: a'ufre1 ácido sulf5rico1 sulfato de 0ierro1 polisulfuro de calcio1 sulfato de aluminio" c) Compuestos poco solubles: calcáreo" De las enmiendas más utili'adas el .ESO proporciona directamente el Ca1 en cambio el ácido sulf5rico y el a'ufre1 disuelven el Ca a partir del carbonato de Ca en el suelo o reduce el bicarbonato en el agua"
E"!e"$#s -&e se #,l!#" # '+#/s $el #%: Se emplean yeso1 ácido sulf5rico1 cloruro cálcico1 nitrato cálcico1 a'ufre y calcio" 3
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Generalmente cuando se aplica al agua1 se emplea menos yeso ue aplicado al suelo" *as aplicaciones al agua son eficaces cuando la salinidad del agua es baja1 menos de =?? microm0os&cm1 ya ue cuando la salinidad es alta1 son menos eficaces por la baja solubilidad del yeso (unos ?19=H)1 ue no permite ue se disuelva el calcio suficiente para contrarrestar el sodio" CANTIDAD DE ENMIENDAS A EMPLEAR En base al conocimiento de la Capacidad de Intercambio Cati!nico (CIC) y del orcentaje de Sodio Intercambiable (SI)1 se puede determinar la cantidad de la enmienda a emplear" El cálculo dependerá del cultivo1 su resistencia a la salinidad1 profundidad de ra#'1 se calcula generalmente para una profundidad entre 7= y ? cm" Se supone un reempla'o del 7??H" *as reacciones entre un mejorador y el sodio de intercambio es de euilibrio y por lo tanto nunca es completa1 será más completa cuando mayor sea el SI y CIC" or ejemplo: cuando el SI es mayor del 9=H1 el ?H del calcio aplicado reempla'a al sodio de cambio3 en cambio a 7?H o menos de SI1 el rendimiento del calcio disminuye1 para la sustituci!n1 a menos del =?H" $ continuaci!n1 se dan tablas para el cálculo de las cantidades te!ricas de enmiendas a incorporar por 0ectárea" Se supone en ellas ue el reempla'o es del 7??H y ue 7= cm de suelo pesan 9"??? tn&0a" abla -J 7: oneladas de ,ejorador1 .eso o $'ufre1 para 7 0a Sodio a reempla'ar (me"7??gK7 de suelo) 7 9 ; = N M L 7?
.eso 6 S?;Ca"9<9? ,g p&? cm de suelo ;19 L1L 791N 7N1L 971? 9=19 91; 1N M1L ;91?
,g p&7= cm de suelo 919 ;1; N1M L1 7717 71 7=1= 7M1M 9?1? 9919
$'ufre 6 S ,g p&? cm de suelo ?1L 71ML 91MM 1=N ;1;= =1; N19 M179 L1?7 L1?
,g p&7= cm de suelo ?1;? ?1L? 719? 71N? 91?? 91;? 91L? 19? 1N? ;1??
En el caso ue la enmienda disponible no sea yeso o $'ufre1 las euivalencias entre el yeso y los demás mejoradores es la siguiente: abla -J 9: Euivalencias entre Distintas Enmiendas para Corregir Suelos S!dicos
E"!e"$# $'ufre olisulfuro de Ca con 9= H de S Fcido sulf5rico .eso Sulfato de $luminio iedra cali'a Sulfato ferroso
M% e-&!#le"'e # 0 Mg $e #(&1+e 71?? ;17M 1?N =1L N1; 17 L1N
0 '" = 0 M% e%# %+#*) = 04 % abla -J : Enmiendas del agua y del suelo y su relativa eficacia en cuanto al suministro de calcio
ENMIENDA .eso (S?;Ca"9<9?) (2)
E5UIVALENTE EN TN A 0 TN DE YESO 06 0) 71??
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$'ufre (S) (22) $cido Sulf5rico (SO;<9)(2) Sulfacto >4rrico (SO;>e9" <9?) (22) $'ufre y Calcio (H Ca y 9;H S) (2) Cloruro cálcico (Cl9Ca" 9<9O) (2) -itrato cálcico (-O )9Ca" 9<9O(2)
?17 ?17N 71? ?1ML ?1LN 71?N
(2): adecuado para usarlo como enmienda de agua o suelo" (22): adecuado 5nicamente para aplicaci!n al suelo" (7) Se basa en el empleo de materiales puros 7??H" De no ser 7??H puro se debe efectuar el siguiente cálculo para determinar las toneladas ue euivalen al material 7??H: 6 7?? " toneladas H pure'a Ejemplo: si la pure'a del yeso es del L?H: 6 7?? " 71?? 6 719= tn L? Es decir1 719= toneladas de yeso L?H euivalen a 7 tonelada de yeso 7??H puro"
V) MANEJO DE SUELOS SALINOS Y SODICOS RECUPERADOS Es necesario una ve' recuperados los suelos1 ue potencialmente son susceptibles a un revenimiento salino1 o sea a aduirir nuevamente condiciones de salinidad o sodicidad1 un manejo adecuado del suelo y del drenaje1 mediante un balance apropiado del agua1 de sales y un manejo agrot4cnico especiali'ado" *as t4cnicas fundamentales del manejo son:
#) Re-&e+!!e"'* $e L!7!!#!8" Es la $8E del volumen de agua de riego1 destinada a lavar o evitar la acumulaci!n de sales en la 'ona de e2ploraci!n radicular" El m4todo más sencillo y más utili'ado para calcular el 8euerimiento de *i2iviaci!n (8*) es el procedimiento de +SD$: 8* (H) 6 CEr&CEd " 7?? CEr: conductividad el4ctrica del agua de riego" CEd: conductividad el4ctrica del agua de drenaje" Esta ecuaci!n se basa en una condici!n de euilibrio salino estable o sea ue la sal ue entra1 debe salir" *a f!rmula da el porcentaje de agua a agregar a la dotaci!n de riego para li2iviar las sales" *a li2iviaci!n1 es la fracci!n del agua ue penetra en el suelo y sobrepasa el sistema radicular"
9) Re-&e+!!e"'* $e L!7!!#!8" Re$&!$* Investigaciones recientes1 establecen ue el euilibrio salino estable puede no ser necesario y ue durante cortos periodos de tiempo1 una acumulaci!n de sales puede tener lugar en la parte inferior del sistema radicular1 siempre y cuando el cultivo este bien provisto de agua en la parte superior del sistema radicular1 donde se produce la mayor absorci!n de agua" 5
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Se debe tener en cuenta ue por este m4todo se reduce la fracci!n de li2iviaci!n en relaci!n al m4todo de +SD$ pero aun se obtienen rendimientos adecuados" ero a largo pla'o se debe conseguir el euilibrio salino ue se obtiene con el m4todo de +SD$" Este concepto de *II/I$CIP- 8ED+CID$1 deber#a aplicarse en riego por aspersi!n y goteo muy frecuente y en riego convencional por superficie1 siempre ue no sea grande el intervalo entre riegos" ara calcular el RL "!* * +e$&!$* se emplea el siguiente m4todo: 7) Determinar la Conductividad El4ctrica del agua (CE%)" 9) Obtener el valor de CEe de la abla -J = de la G+$ DE ,EO8$,IE-O DE S+E*OS S$*I-OS . SPDICOS1 para un cultivo dado apropiado al grado tolerable de reducci!n del rendimiento1 generalmente 7?H o menos" ) Calcular el 8* m#nimo por la f!rmula: Para riego superficial y por aspersión:
8* H 6 CEr & (=CEe K CEr) 2 7?? ara riego por goteo: 8* H 6 CEr & 9Cee má2 2 7?? En estos casos la CEe resulta la CE del suelo1 compatible con s!lo el 7? por ciento de disminuci!n de las cosec0as por salinidad1 y CEe máx la CE del suelo ue produce el 7?? por ciento de p4rdidas debidas a la salinidad" Con esta informaci!n y conocida la demanda evapotranspiratoria del cultivo (E)1 se puede determinar la -ecesidad neta de agua:
Ne. $e #% = ET ; 0
CEsw = 3 CEw CEsw = 2 CEe CEs%: conductividad el4ctrica del agua del suelo" CEe: conductividad el4ctrica del e2tracto de saturaci!n del suelo" CE%: conductividad el4ctrica del agua" rocedimiento para determinar la CEe má2ima y el rendimiento relativo del cultivo" Se utili'a la siguiente ecuaci!n1 ue indica el resultado lineal de ue cada incremento de la CEe en e2ceso a la concentraci!n ue inicialmente comien'a a afectar al cultivo1 causará una disminucin proporcionada en el rendimiento"
Y = 0 < 9 CEe < #) .: rendimiento relativo del cultivo en H" a: valor del umbral de salinidad para el cultivo1 representando la CEe má2ima a la cual puede obtenerse un rendimiento del 7??H1 (en mm0os&cm)" b: disminuci!n del rendimiento por unidad de salinidad o H de p4rdida de rendimiento por unidad de salinidad (CEe) entre el valor de umbral (a) y el valor de CEe ue representa el 7?? H de disminuci!n del rendimiento:
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9= 0 ; CEe á7 # *os datos necesarios para aplicar esta ecuaci!n se obtienen de la abla -J = de la gu#a de trabajos prácticos ,EO8$,IE-O DE S+E*OS S$*I-OS . SPDICOS" En la abla1 se considera ue la captaci!n de agua es más elevada en la parte superior del sistema radicular1 seg5n la relaci!n ;? A ? A 9? A 7?H para los ; primeros 0ori'ontes" *os valores de tolerancia de la abla se basan en la respuesta a partir de la fase posterior a la germinaci!n1 o sea de crecimiento a madure'1 ya ue para germinaci!n muc0os cultivos (trigo1 cebada1 algunas 0ortali'as) reuieren salinidad inicial menor! *a abla reuiere tambi4n ue no influya el nivel freático en la salinidad1 o sea ue el drenaje sea adecuado" e) Es necesario evitar la acumulaci!n de sal1 eliminándola en la misma proporci!n en ue es incorporada al terreno" f)
-o se debe regar una superficie grande con un volumen limitado de agua"
g) El volumen de agua a aplicar1 debe bastar para mantener un balance favorable de las sales del suelo1 sin ue se laven en e2ceso los nutrientes y sin ue agudice los problemas de drenaje" 0) Son necesarias todas las prácticas e incorporaci!n de materia orgánica1 para mejorar las condiciones del suelo1 sobre todo su estructura" i)
Cambio o me'cla de la fuente de agua"
j)
Construcci!n de un sistema de drenaje de la freática"
/II) ENSAYOS PREVIOS A LA RECUPERACIÓN DEL SUELO $ntes de iniciar la recuperaci!n de los suelos afectados por las sales1 es conveniente reali'ar ensayos ue nos permitan confirmar los valores obtenidos mediante f!rmulas o tablas y estimar la real posibilidad de recuperaci!n" *os ensayos más comunes son:
0) De l#9*+#'*+!*. 2) De #,*: 2.#: $e !"1!l'+#!8". 2.9: ,#+el#s $e #,*. 7) De laboratorio: consiste en obtener muestras de suelo1 tratando de ue sean lo más representativas posibles y probar en laboratorio con los distintos tratamientos de lavado" *as muestras se obtienen con sacabocados y deben ser lo menos disturbadas posible" Este m4todo no es el !ptimo deseado1 debido a ue generalmente las muestras no reflejan fielmente lo ue ocurre en el terreno" 9"a) Ensayos de infiltraci!n: se utili'a un infiltr!metro de doble anillo" Consiste de dos anillos conc4ntricos y sus dimensiones son variables (ver esuema)"
Esuema del Ensayo con Infiltr!metro de Doble $nillo ;?K;= cm 9?K? cm
,uestreo (Q$ntes del lavadoR) ,uestreo (QDespu4s del lavadoR)
$p $7 B7 7
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Calicata
Ensayo de *avado de Suelos con Infiltr!metros de Doble $nillo
Espesor1 cm
$7 B9 B C
?K9? 9?K== ==KL? @ de L?
C"E"1 dS"mK7 $ntes Despu4s 919? ?1N? ?1;? ?1; ?1N 717= ?1N 91N?
*ámina de lavado empleada: 9L mm (promedio de = repeticiones)" rofundidad de mojado 6 7 cm /alores complementarios: Capacidad <#drica (7 m) 6 9M mm" Infiltraci!n básica: N mm"0K7 ?1M $gua til 6 =1L mm" >uente: /illanueva y C0alabe" 7L" QEstudio para riego por aspersi!n en ?? 0a de finca Dragones (Salta)R (In4dito) *os anillos se entierran en el suelo1 tal como se observa en el esuema anterior" Generalmente se reali'an los ensayos por duplicado y con las repeticiones necesarias" *as láminas de agua a aplicar serán las obtenidas con la f!rmula de *ámina de *avado" >inali'ado el ensayo se e2traen las muestras de suelo por 0ori'onte1 con las muestras testigos correspondientes (ver esuema) y se remiten al laboratorio para su análisis" 9"b) arcelas de campo: Es más caro pero más representativo ue el anterior" Se reali'a un diseTo estad#stico con parcelas de 2 ! ;2; m" y bordes de unos ?19? m"
El tratamiento consiste en distintas láminas de lavado" Se inunda cada parcela y luego se sacan muestras para su análisis" m
m
Se debe tener la precauci!n de programar las parcelas sobre la misma serie o fase de suelo" Este m4todo tambi4n permite aplicar distintas cantidades de enmiendas en el caso de suelos s!dicos" /III) EE8CICIOS DE $*IC$CIP7K Calcular la lámina de agua a aplicar para una profundidad de ?1 =? y 7?? cm1 para el suelo *as *omitas1 observaci!n -J 771 para obtener un 7??H de rendimiento de arro'"
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9K Calcular la cantidad de mejorador o enmienda a aplicar para recuperar el suelo anterior" 8eali'ar los cálculos para 7= y ? cm" utili'ando yeso y piedra cali'a" K Con los resultados del ejercicio anterior1 calcular la cantidad de piedra cali'a a incorporar para una profundidad de ? cm" y una pure'a del M=H" ;K En un campo con c#tricos1 ubicado en un suelo con problemas de baja permeabilidad1 se riega con el agua de >inca *a uesera (-J L97) y se decide agregar yeso con M?H de pure'a para aumentar en 9 me&l de Ca al agua de riego" Si el campo tiene = 0a y la necesidad de riego es de 7?? mm&0a1 determinar: -
u4 cantidad de mejorador debe disponer" ara u4 se agrega el yeso"
ener en cuenta la siguiente relaci!n: 7 me&l de Ca de yeso con una pure'a de 7??H1 supone LN Ug de yeso por 7"??? m " =K Indicar y e2plicar ensayos para recuperaci!n de suelos salinos y s!dicos" ,anejo de Suelos 8ecuperados NK En un cultivo de trigo ubicado sobre un suelo franco limoso1 se riega con agua de CE 19 mm0os&cm" Si la demanda de agua es de 7?? mm por riego y la eficiencia de aplicaci!n de N=H" Determinar u4 cantidad de agua se necesitará para controlar las sales" u4 nos indica el resultado obtenido" MK Calcular las p4rdidas de rendimiento ue se estima esperar para ma#'1 algod!n y poroto1 con los siguientes datos: *: ?19 3 E%: 9 mm0os&cm3 E: 7"??? mm" -8
CEs%
EPT 40
EPT 30
EPT 20
EPT 10
L A Indicar y e2plicar ensayos para recuperaci!n de suelos salinos"
B!9l!*%+#1# Cap#tulo >V del ,anual de la Cátedra: "#illanueva$ %!& 'sinaga$ (& C)áve*$ +! ,--.! El Uso Sustentable de los Suelos! Facultad de Ciencias Naturales! Universidad Nacional de Salta!
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