Peligro de sodio en el agua de irrigación

Peligro del sodio en aguas de regadío

Altos contenidos de iones de sodio en las aguas de regadío, afecta la permeabilidad del suelo y causa problemas de infiltración. Esto es porque el sodio cuando esta presente en el suelo es intercambiable por otros iones. El calcio y el magnesio son cationes que forman parte de los complejos estructurales que forman el suelo generando una estructura granular apropiada para los cultivos. El exceso de iones de sodio desplaza el calcio (Ca) y magnesio (Mg) y provoca la dispersión y desagregación del suelo. El suelo se vuelve duro y compacto en condiciones secas y reduce la infiltración de agua y aire a través de los poros que conforman el suelo.

Este problema esta igualmente relacionado con otros factores como el nivel de salinidad (ver mas abajo) y el tipo de suelo. Por ejemplo, alto contenido de sodio en suelos arenosos no afecta tanto ya que éstos tienen una gran superficie de drenaje, en contra de otros suelos mas compactos.

Ejemplo de relación entre el tipo del suelo y el índice RAS

1. Suelos con alto contenido de materia orgánica (MO) en superficie (6 – 7 %), contenidos de arcilla de 25 – 26 %, y PH ligeramente ácido. Requerimiento de riego, en promedio, de 70 – 160 mm año.

- Aguas con RAS hasta 15, aceptables en el mediano plazo.
- Aguas con RAS = 15 – 20 son consideradas dudosas. Se aconseja un seguimiento de la evolución del nivel de sodio en suelo.
- Aguas con RAS > 20 son desaconsejadas para su uso, salvo tratamiento correctivo con yeso desde los inicios del riego

2. Suelos con MO entre 2.5 - 3%, contenido de arcilla en horizonte 22 – 24%, con requerimientos promedio de riego de 150 – 200 mm/año.

- RAS < 10 aceptable
- RAS = 10 – 15 dudoso
- RAS > 15 alto riesgo

3. Suelos con MO = 2%, contenido de arcilla en horizonte 26%, Limo = 70%, pH ligeramente ácido y requerimientos promedio de riego de 150 – 300 mm/año.

- RAS < 7 aceptable
- RAS = 7 – 12 para ser usada con precaución
- RAS > 12 alto riesgo

3. Suelos con MO = 1.5 – 2%, franco limosos en superficie, con requerimientos promedio de riego de 200 – 350 mm año-1.

- RAS < 5 aceptable
- RAS = 5 – 10 dudoso
- RAS > 10 alto riesgo

Sodio & cultivos

Altos contenidos en sodio (Na) puede generar graves problemas, especialmente cuando el nivel de infiltración es reducida (i.e. conductividad hidráulica mínima) hasta niveles menores de la cantidad mínima necesaria para permitir la disponibilidad y absorción de agua por la planta.

Otros problemas de los cultivos causados por un exceso de sodio son la formación de incrustaciones de semillas, malas hierbas, erosión del suelo, escasez de oxigeno y nutrientes disponibles para las plantas.

El agua reciclada puede ser una fuente de exceso de Na en el suelo comparado con otros cationes como Ca, K, Mg y por lo tanto debe ser controlado adecuadamente.

Tolerancia	RAS de aguas de irrigación	Tipo de cultivo
Muy sensible	2-8	Frutas, frutos de cáscara, cítricos, aguacate
Sensible	8-18	Judías
Tolerancia moderada	18-46	trébol, avena, arroz
Tolerancia	46-102	trigo, cebada, tomates, remolacha, cereal alto

Fuente: Extraído de Australian Water Quality Guidelines for Fresh & Marine Waters (ANZECC)

Que es RAS?

El índice usado es la Relación de Absorción de Sodio (RAS) que expresa la relación entre los iones de sodio y len relación con el calcio y el magnesio existente en el suelo.

RAS se define con la siguiente ecuación:

RAS = [CNa] / [√(CCa + CMg)/2]

(C): concentración iónica en mol/m3
Na: Sodio
Ca: Calcio
Mg: Magnesio
Si las unidades son en meq/L, la suma de CCa + CMg debe ser dividida en mitad antes de la raíz cuadrada

Peligro de RAS en aguas de regadío
	RAS	Notas
Ninguno	< 3.0	Sin restricciones en el uso de agua reciclada para regadío
Ligero a moderado	3.0 - 9.0	De 3-6 ciertos cuidados a tener en cuenta en cultivos vulnerables. De 6-8 se debe usar yeso. No utilizar cultivos sensibles. Los suelos deben ser sometidos a muestreo y análisis cada uno o dos años para determinar si el agua es causante de un incremento de sodio.
Agudo	> 9.0	Daño severo. No conforme

También se puede calcular el RAS ajustado (un valor RAS_adj) teniendo en cuenta la contenido de carbonatos y bicarbonatos. Los altos contenidos de carbonato y bicarbonato presentes en el agua causan la precipitación de calcio y magnesio e incrementan la concentración relativa de sodio siendo el índice RAS mayor. RAS calculado a través de las concentraciones de Na+, Ca++, y Mg++ en solución puede diferir de RAS real. La siguiente ecuación permite estimar el RAS verdadero de los valores calculados con la ecuación anterior
RAS_adj= 0.08 + 1.115 x (RAS)

La cantidad de sodio se puede indicar también mediante el carbonato sódico residual o su nombre en ingles Residual Sodium Carbonate (RSC).

Relación entre el SAR y los niveles de salinidad

A un nivel de RAS determinado, la infiltración aumenta en relación con la salinidad. De esta manera el nivel de RAS y el ECi tienen que interpretarse conjuntamente para evaluar posibles problemas de las aguas de riego.

RAS/Peligro de salinidad en el agua de irrigación

Si RAS es: 0-3 3-6 6-12 12-20 20-40

y EC (dS/m) es:

Ninguna >0.7 >1.2 >1.9 >2.9 >5.0

Ligero 0.7 1.2 1.9 2.9 5.0

Moderado 0.2 0.3 0.5 1.3 2.9

Severo

Como se observa en la tabla, aguas de irrigación con contenidos muy bajos de salinidad se deben evitar como aguas de riego aunque los niveles de RAS sean bajos. Altos contenidos de salinidad del agua (EC1.50-3.00) con índices RAS por encima de 4 necesitan de una adecuada gestión para su utilización. Se recomienda que cada año los suelos se sometan a examen para determinar los posibles problemas relacionados con el sodio.

Cuanto mayor sea el nivel de salinidad, mayor es el índice RAS que puede producir problemas de infiltración. Por otra parte cuanto mas bajo sea la salinidad, mayor será el riesgo de causar problemas de infiltración independientemente del valor del RAS.

El agua de lluvia puede reducir la salinidad del suelo y consecuentemente aumentar el valor del RAS y reducir la penetración de agua en los suelos.