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Definicióndelaaptituddeaguaparariego en un agroecosistema del Sur de laProvinciadeCórdoba,Argentina

1 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. (CONICET-IANIGLA), lgomez@mendoza-conicet.gov.ar

MaríaLauraGomez1

Palabras clave: Agua subterránea, aptitud para riego,pampaargentina,RAS.Key words: Groundwater, irrigation water quality, Chacopampean plain, SAR.

Recibido: 17 de junio de 2009, aceptado: 24 de agosto de 2009

RESUMEN

Lacrecientedemandadeaguadelacuífero li-bre para riego suplementario en la zona ruralde Coronel Moldes, ha aumentado la necesi-daddeconocer suaptitudpara taluso. Segúnla clasificación de Riverside (US Salinity Labora-tory) el agua del acuífero resultó mayormente“inapropiada” por altos valores de Relación de AdsorcióndeSodio(RAS)ysalinidades.SegúnlaclasificacióndelaFAO,elaguadelacuíferofuede “sin restricción” a “restricción ligera o mode-rada”,inclusoencasosconunRAS>a20yaltassalinidades. La introducción de sodio y otros ca-tiones en la solución del suelo puede imponer un estrésenloscultivos,afectarlaestructuradelsue-lo, permeabilidad y las características químicasdelaguasubterránea.Esfundamentalconsiderarestudiosintegradosedafo-climáticosquejuntoalacalidaddelaguaparariego,permitandefinirprácticasdemanejosustentables.

ABSTRACT

ThedemandofgroundwaterforirrigatingusehasbeenincreasinginruralareaofCoronelMoldes.Theaimofthisworkwastoevaluateitsaptitudeforirrigationuse.Riversideclassificationsindicatethatgroundwaterresult“inappropriate”forirriga-

tion,evenforHighSodium–Adsorptionratio(SAR)and electrical conductivities values. FAO classi-fications indicate“norestrictions”or“slightly res-trictions”evenwithSAR>20andveryhighelectri-calconductivitiesvalues.It’sverywelltheeffectofsoilsalinisationandsodificationrisksfortheuseofinadequateirrigationwaterandpartialstudies.It is fundamental to consider integrated studiesedafo-climatic and the water irrigation quality,thatallowtodefinesustainabilitypractices.

INTRODUCCIÓN

ElSurdelaprovinciadeCórdoba,Argentina,in-tegra parte de la llamada llanura chaco-pam-peana y posee una economía basada en lasactividadesagro-ganaderas.EnlazonaruraldeCoronelMoldes(Figura1)laagriculturaylagana-deríasonprácticascomunesdesdehacemásde100añosylapresiónsobrelosrecursoshatenidounaumentoexponencialen losúltimosaños. Elmayorporcentajedeláreaesusadaparaelcul-tivodesoja,maízymaní,representandoel80%de todos los cultivos. El resto del área es ocupada porlaganaderíayloscultivosdegirasolyalfalfa.

Las condiciones climáticas, esto es, la ocu-rrencia de años con meses muy secos y pérdi-dahidríca, juntocon lasdemandasdelmerca-donacionale internacional,han llevadoaquemuchosproductores implementenelsistemaderiegosuplementarioconequiposdeaspersión,apartirdelaguasubterráneadadoqueeselúnicorecursohídricodisponible,inclusoparaelconsu-mohumano.

Elobjetivodelestudiosebasaenlaclasifica-cióndelaguadelacuíferolibreparariego,segúndosde lasclasificacionesmásusadas,Riverside

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(Richards, 1954) y FAO (Ayers yWestcott, 1985),asícomolacomparacióndelosresultadosobte-nidosdecadamétodo.EstasclasificacionessonlasmásutilizadasydifundidasenArgentinaenelasesoramiento a productores tanto del ámbitoprivado como de los centros de investigación y serviciospúblicos.

Se intenta demostrar la limitación que puede ocurrir al definir laaptituddeaguaspara riegoúnicamentedesdelascaracterísticasquímicasycómoestopuede limitarunaprácticaeficientey sustentable de los recursos. El estudio preten-deaportarinformaciónnecesariaenlatareadeclasificacióndeaptitudesdeusosapropiadoseintegrales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para llevaracabolosobjetivosserealizarones-tudiosmeteorológicos, hidrogeológicos e hidro-gequímicos del agua subterránea del acuíferolibreenunáreade440km2(Figura1).Sedeter-minaron análisis de texturales y de capacidad de intercambiocatiónicoasuelosy sedimentosdela zona.

El análisis físico-químico de las muestras deagua incluyó ladeterminacióndepH,conduc-tividad eléctrica y de componentes mayoritarios (HCO3

-,SO4-2,Cl-,Na+,K+,Ca+2 y Mg+2).

El recursohídrico subterráneo fueclasificadoutilizandoelconocidodiagramadelLaboratoriodeSalinidaddeRiversideparariegodefinidoporRichards(1954)ylaclasificacióndelaFAOdesa-rrolladaporAyersyWestcott(1985).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Localización del área y características generales: El área de estudio se localiza al Sur de la provin-ciadeCórdoba,entrelos33º30’y33º40’latitudSur y64º 30’ y64º 45’ longitudOeste (Figura1).Abarca440km2yseelevaenpromediounos400msobreelniveldelmar.

SegúnlaclasificacióndeThornthwaite(1948)elclimadelazonaesdeltipoMesotermal(me-dia de 16 ºC) subhúmedo-húmedo con nula apequeñadeficienciadeagua.Laprecipitaciónmediaanualparauna seriede111años (1896-2007)esde831mmyconunaevapotranspira-ciónrealde719mm/año.Alrededordel80%delas precipitaciones ocurren durante los meses de octubre y abril, marcando la clara estacionali-dad del clima para esta zona. Durante el periodo máslluviosoladistribucióndelasprecipitacioneses irregular ocurriendo meses de alta necesidad de agua, aunque los más importantes ocurrendurantelosmesesdeinvierno,registrándoseaquílosmayoresdéficits.

Estudios del INTAManfredi (Gorgas y Tassile,2003)señalanque lossuelosde lazonaruraldeCoronelMoldescorrespondenaHaplustolesúdi-cos,Haplustoles típicosyAgiustoles. Estos suelossonfrancoarenosos,profundos(másde100cm),con moderada capacidad de intercambio debuenoaalgoexcesivamentedrenados.

El acuífero libre está conformado por sedi-mentos arenosos finos-limosos de origen eólico,seextiendehastalos45-60mdeprofundidadylaprofundidaddelnivelfreáticovaríaentrelos2,6y

Figura1. Mapa de ubicación del área de estudio.

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14m.Escomúnlapresenciadenivelesentosca-dos (cementadosconCaCO3) discontinuos y a diferentesprofundidades.

La composición química del agua es domi-nantemente bicarbonatada sódica y bicarbo-natada-sulfatadasódica,resultando,engeneral,aguasdulcesconconductividadeléctrica (CE)menora3130µS/cm(Tabla1).

Todas las muestras analizadas (38) presen-tan como catión dominante al Na+(Tabla1).Laabundanciarelativade loscationesenelaguasubterráneaesNa+ >Ca+2 >Mg+2 > K+ y el Na+ representael90%del totaldeéstos.ElCa+2 y el Mg+2 representanel8%del totalde loscationesyprovienendelprocesodedisolucióndecarbo-natosjuntoconlosprocesosdemeteorizacióndelos silicatos (anfíboles, piroxenos y plagioclasas)integrantesdelloess(Gómez,2009).Juntoaestosprocesossedanaquellosdeintercambioconlasarcillas, especialmentecon la illita ymontmorri-llonita(Ortolani,2007).Amboselementos,Ca+2 y Mg+2,soncapturadosporlasarcillasricasenNa+ yK+,resultandoenunaumentodeNa+yK+ en el aguasubterránea.

Losprocesosdeintercambioiónicosonimpor-tantesparalasplantasyelcontrolhidroquímicodelaguasubterránea,por loquesudetermina-ciónfuenecesaria.Dadoquelosprocesosdein-tercambioafectanprincipalmentealoscationesesporelloquesehabladeCapacidaddeInter-cambioCatiónico(CIC).LosvaloresdeCICparalossedimentosdeestazonaresultaronentre15,1y17,8meq/100gr.

Aptitud para riegoLoscriteriosmás importantesquedefinen laca-lidad de agua para riego y su asociación con el peligropotencialpara loscultivos son salinidad,

sodicidad y toxicidad (Richards (1980), Suárez(1981),Pizarro(1985)yAyersyWestcott(1985).

La salinidaddetermina losefectosde las sa-les en el crecimiento de los cultivos que son en sumayoríaosmóticosyestán relacionadosa laconcentración total de sales. La sodicidad está relacionada a la excesiva cantidad de sodio intercambiable en el suelo lo cual produce undeteriorodelapermeabilidadydelaestructuradelsuelo,mientrasquelatoxicidadhacereferen-ciaaquealgunossolutostienenefectotóxicodi-rectosobreloscultivos.

La CE y el Na+sondosparámetrosfundamen-talesquedefinenlaaptituddelaguaparariego.El alto contenido de sales en el agua de irriga-ción genera un aumento de la presión osmótica en la solucióndel suelo,disminuyendo laadsor-cióndeaguaporpartedelasplantas.Lassales,ademásdeafectardirectamenteelcrecimientode lasplantas,afecta laestructuradelsuelo,supermeabilidadyestructura,afectandoindirecta-menteelcrecimientodelaplanta(Douchafour,1984).

El Na+ en altas concentraciones en agua de riego genera una peligrosidad sódica dada por un aumento de este elemento en las posiciones deintercambiodelasarcillasdestruyendolaes-tructuradel suelo,debidoa ladispersiónde lasmismas (Douchafour, 1984). Como resultado, elsuelo se vuelve relativamente impermeable ypuedellegarasermuydifícilsucultivo.

La clasificación de agua para riego de Ri-chards(1954)consideralapeligrosidadsódicaysalinaapartirdelíndiceRASyelvalordeconduc-tividadeléctrica(expresadaenµS/cm)respecti-vamente. La peligrosidad sódica mide la relación de Na+ respecto a la de Ca+2segúnlarelaciónde

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adsorcióndesodio (sodium –adsorption ratio) o RAS(RelacióndeAdsorcióndeSodio):

El diagrama que relaciona la salinidad y el RAS ydefinesuaptitudparariegosepresentaen laFigura2.

El otro método desarrollado por Ayers y Westcott(1985)paralaFAOtambiénsebasaenlos valores de RAS y CE aunque con intervalos y categorías de clasificación diferentes (Tabla 2),permitiendo valores de RAS superiores en rela-ciónalaotraclasificación.

Según la clasificación de Riverside el aguasubterráneadeCoronelMoldes seubicaen loscamposC3S2,C3S3,C4S4,C4S2,indicandocali-dades“BuenaaRegular”,estosería,aptasperoconprecauciones, y “RegularaMala”,estoes,inapropiada,dadaporsumediaaaltapeligrosi-dad salina y su media a alta peligrosidad sódica (Figura2). Segúnestaclasificación,elaltocon-tenidoensalesydesodiodeterminaquedichasaguasnoseanaptaspara riego,siendomayor-mente importanteen sueloscondrenaje limita-do.

LaclasificacióndeaguaparariegosegúnellaboratoriodeRiversidesebasaencriteriosesta-blecidosparazonasáridasysemiáridasdeEE.UU.yesmuyexigenteparazonasmáshúmedasdon-de se aplica menos agua con riego complemen-tarioysiexisteunexcesodeagua,éstalavalassales en caso de acumularse al usar agua con alto contenido en sales (Baccaro et al., 2006). Aun-que,segúnestosautores,lasaguasdecondicióndudosa en cuanto a salini-dadpodríanusarsesiempreque se realice un monitoreo anual de sales en la zona de lasraíces.Porsuparte,Báez(1999) sostiene que puedeocurrir que la presencia de las aguas sódicas presen-ten peligro potencial, porel hecho de que el lavadode suelo con agua de lluvia noestanefectivoparades-plazar al sodio como ocurre con las sales.

Otro parámetro que de-be integrarse a la clasifica-

cióneseldelcarbonatodesodioresidual(CSR-tieneencuentaloscontenidosdecarbonatosybicarbonatos) dado que en los suelos, el aguapuedeprecipitarodisolvercarbonatodecalcioagravando o disminuyendo con ello su peligrosi-dadporsodio(U.S. Salinity Laboratory,1964,1965;Báez, 1999, entre otros). Las aguas de la zona,principalmente,bicarbonatadassódicaspuedenproducir la precipitacióndecarbonatodecal-

Figura2. Diagrama para la clasificación del agua para riego (Labo-ratorio de Salinidad de EEUU). Agua subterránea acuífero libre Co-ronel Moldes. Clase 1: Aptitud excelente. Clase 2: Aptitud buena. Clase 3: Aptitud buena a regular. Clase 4: Aptitud regular a mala.

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cio,aumentandolaconcentracióndesodiodelsuelo,conelriesgodealterarsuestructuray,con-secuentemente,lapermeabilidaddelmismo.

Según Báez (1999) aún con valores relativa-mente bajos de sodio de intercambio puedeninducir a una dispersión con encostramiento su-perficial,principalmente,cuandoingresaalsueloaguademuybajocontenidosalino,comoeselcaso del agua de lluvia.

Lasmismasmuestrascalificadasparariegose-gúnlaFAO(AyersyWestcott,1985)(Tabla2)re-sultaronenunaclasificaciónentre“ningunares-tricción” a “ligera o moderada” incluso en casos conunRAS>a20yaltassalinidades.Parahaceruna interpretaciónmás amplia, deben señalar-se los estudios realizados por el INTA Pergamino (2006)enlaregiónpampeana,apartirdelcuallasclasificacionesdeaguasparariegoutilizadasen este estudio como único criterio, resultaríaninadecuadas. Los estudios señalan que la aptitud delaguaparasuelosconlasmismascaracterís-ticas (conCICentre15y17meq/100gr francolimososensuperficie,materiaorgánica=1,5–2%)y las mencionadas condiciones climáticas, lasaguas con RAS < 5 se consideran aceptables,conunRAS=5–10dudosasyparaRAS>10dealto riesgo. Si se observa, contradictoriamente,según laclasificacióndeRiverside,estosvaloresdeRASseencuentrandentrodelacategoríade“bajapeligrosidadsódica”.Porsuparte,losestu-diosdel INTAtambiénseñalanparaestossuelosladudosaaptitudderiegoconaguasconCE>a2000µS/cm.

Si se observan ambas clasificaciones, paraunmismovalordeCE(supóngaseunpromediode2000µS/cm)yunRASpromediode16paraelaguadelazona,segúnlaclasificacióndella-boratoriodeRiversideseconsideraríainapropia-da,mientrasque según la FAO resultaríaenungrado de restricción ligero a moderado. Debeconsiderarse que la introducción de sodio y otros cationes en la solución del suelo puede imponer un estrés en los cultivos disminuyendo sus rendi-mientos. Aunque, por otro lado, Baccaro et al. (2006)señalanquealgunoscultivospuedenpro-ducir rendimientosaceptablesanivelesde sali-nidadrelativamentealtos(hasta6500µS/cm).SiseobservanlosrangosdeaptituddefinidosenRi-verside puede verse que ésta considera un agua excelenteparariegoparasalinidadesyRASque,considerando estos intervalos en el cuadro de clasificacióndelaFAO,presentanunarestricción

severa. A su vez, esta última no impone restric-cionesenaguasconCE>a5000µS/cmyRASentre20y40.Además,debe tomarseenconsi-deraciónquecadaclasificaciónconsideraum-bralesdiferentes,vinculadoestoalpropósitoyalascondicionesclimáticasbajolascualesfuerondefinidas.

Con loanteriormenteexpuesto,quedaclaroqueladefinicióndeaptituddeaguaparariegobasadaúnicamenteenclasificacionessegúnlascaracterísticasquímicas resultanenunamiradaparcial y limitada de las aptitudes y necesidades delsistemasuelo-planta.

Enéstapartedelpaíssehavueltounaprác-ticacomúnen laasesoríaaproductores, tantodesdeámbitosprivadoscomopúblicos,eldefiniraptitudes del agua para riego a partir de una mi-radaexclusivadesdelascaracterísticasquímicassinqueéstasseanintegradasalcomplejosistemasuelo-planta-agua.

Estudios de Vázquez et al. (2006)sobrelasus-tentabilidaddelriegoensuelosdeotraspartesdela pampa argentina indican que los procesos de salinización/sodicidad encontrados en algunossitiosdependendelascaracterísticaspropiasdecada agroecosistema y que las clasificacionesdeaptituddeaguanoreflejanestosprocesos.

Los estudios demuestran que es necesario co-nocer las características edafo-climáticasde lazonajuntoalacalidaddelaguaparariegoafindepoderdefinirlaaptituddeunaguayasegurarprácticasdemanejosustentablesencondicionestales que el aumento en la demanda nacional e internacional de productos alimentarios generan unamayorpresiónsobrelosrecursosnaturales.

CONCLUSIONES

Enelmanejodelossistemasagropecuarios,yladefinicióndeprácticassuplementariasderiego,requiere además de los estudios propios del agua (sucantidadycalidad),deunanálisisintegradode las características edafo-climáticas, que nosólosebasealosrequerimientoshídricosdeunaregión,sinoenlasnecesidadesedáficasyfisioló-gicas existentes.

Las clasificaciones empleadas reflejan lími-tes de aptitud diferentes pudiendo provocarproblemasdesalinidadysodicidadenel recur-so suelo cuando la definición de su aptitud se

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basa únicamente en las características físico-químicas del agua. La disparidad en las clasi-ficacionesde Riverside y FAO, es originadaporlascondicionesedafo-climáticasparalascualesfueron desarrollados dichos criterios y pone enevidencia la invalidez de su extrapolación, sinajustes locales (Vázquezet al., 2006) debiendoincluirseestudiosvinculadosa lascaracterísticastexturales, climáticas y fisiológicas del cultivo.

Unconocimientoacabadodelosfactoresqueintervienen en la práctica del riego suplementa-

rio,permitirábrindarrecomendacionesprácticasporpartedequienes trabajanenelmanejodelos recursos y promueven la agricultura en un marcodedesarrollosustentable.

AGRADECIMIENTOS

SeagradecealaSecretaríadeCienciayTécni-cadelaUniversidadNacionaldeRíoCuartoyalConsejoNacionaldeInvestigacionesCientíficasyTécnicasporsubsidiarlainvestigación.

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