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Efecto de las enmiendas químicas sobre la velocidad de infiltración de los suelos agrícolas

En este artículo, el especialista en suelos, Carlos Sierra, da a conocer los resultados de un ensayo donde midió el efecto de tres enmiendas químicas sobre dos suelos arcillosos del valle de Choapa, en la Región de Coquimbo.

Martes, 21 de enero de 2020 a las 8:30
Carlos Sierra
Carlos Sierra

La lenta infiltración de agua es un problema importante en muchos suelos de la zona central, incluidos los del valle del Choapa. Esto, a menudo, se asocia a aguas de bajo contenido salino y suelos de textura pesada.

Como sabemos, el suelo es un medio muy complejo y heterogéneo, con propiedades físico-químicas y biológicas que, por separado o con sus diversas interrelaciones, ejerce influencia sobre las relaciones suelo-agua, y en consecuencia sobre el crecimiento de las plantas. La comprensión de las condiciones físicas del suelo es fundamental para lograr buenos sistemas radiculares, los que a su vez permiten alcanzar altos rendimientos de fruta y de una forma sustentable. Es importante destacar que cuando la infiltración cae por debajo de los 2.5 mm/hora, es difícil obtener suficiente agua de riego en la zona de raíces para satisfacer las necesidades de los árboles.

Normalmente el estrés por déficit de agua se hace evidente a fines de noviembre y diciembre, aumentando en severidad cuando la demanda hídrica llega a su máximo nivel. Una adecuada irrigación en la zona radicular puede ayudar a reducir la severidad y duración del estrés en los meses de verano. Los sistemas de riego de bajo volumen (goteo, micro-jet, etc.), por ejemplo, presentan una infiltración lenta, si la comparamos con un sistema convencional. Esto se debe a que el riego de bajo caudal, además, humedece un menor volumen de suelo.

La escasez de tierras que existe en la actualidad ha llevado a que cada vez sean más apetecidos por los agricultores los suelos de una calidad inferior, pesados, arcillosos, con escasa profundidad o aquellos que se encuentran en laderas de cerros. Es en esos casos donde un buen manejo del agua, suelo y agronómico resulta de vital importancia para lograr un buen desarrollo del frutal.

En la actualidad la aplicación de enmiendas inorgánicas o químicas se usan principalmente para cambiar las condiciones de ph del suelo. La idea es acidular el agua de riego en suelos con calcita y así alcanzar un buen desarrollo del frutal.

Consideraciones sobre los suelos

Las funciones del suelo son múltiples. Entre ellas se incluyen la provisión de anclaje y soporte físico a las plantas, la reserva de agua y nutrientes y el medio de soporte para fines utilitarios.

El suelo ideal con óptimas condiciones para el crecimiento de las plantas tiene que tener 50% de sólidos, con una subdivisión posterior de 45% de minerales y 5% materia orgánica; y 50% de espacio poroso, con 25% de agua (líquido) y 25% de aire (gaseoso).

Aunque el contenido de materia orgánica representa un pequeño porcentaje, constituye una diferencia esencial entre los suelos más y menos productivos.

El espacio poroso total varía de acuerdo al tipo de suelo, que puede ser algo menor en aquellos arenosos y mayor en los arcillosos. La porosidad ocupada por el aire y el agua es inversamente proporcional y está sujeta a fluctuaciones, dependiendo de las condiciones de humedad del suelo.

El término "componentes del suelo" se refiere a los distintos tamaños de partículas que contiene. Se los denomina arena, limo y arcilla.

La clasificación de la "textura" del suelo se basa en la cantidad de arena, limo y arcilla presentes. La "estructura" del suelo se refiere a la disposición o agrupación de los componentes individuales del suelo. La textura y estructura determinan, en gran medida, las características físicas generales del suelo como porosidad, movimiento del agua, capacidad de retención de agua, infiltración y permeabilidad.

El índice de infiltración se refiere a la velocidad con la que el agua ingresa al suelo, antes de que se acumule o escurra. Este fenómeno está influenciado por la textura, estructura, cantidad de humedad inicial y condiciones físicas-químicas del suelo, incluyendo la compactación y presencia de sales solubles, especialmente de calcio y sodio.

La humedad del suelo está determinada por la tenacidad con la que el agua es retenida en el suelo. El término "gravitacional" (no capilar) se refiere al agua que se mueve hacia abajo, debido a la fuerza de gravedad. Mientras el término "capilaridad" indica el agua retenida en los pequeños poros con firmeza variada, el "higroscópica" se refiere al agua retenida con gran tenacidad y que existe como una delgada película en la interfase sólido-líquida.

La percolación es el movimiento gravitatorio del agua a través del perfil del suelo. El índice de percolación está afectado por la textura, la estratificación y el perfil del suelo y las distintas zonas texturales. El índice de infiltración, los niveles de humedad del suelo e índices de percolación deben considerarse para determinar el índice máximo de aplicación de riego suplementario.

El movimiento del agua en el perfil está influenciado por la profundidad del suelo y el contenido de humedad del mismo. El agua no desciende a menos que la capacidad de absorción de cada partícula haya sido satisfecha. Recién en ese momento el agua es libre para moverse hacia la próxima partícula. La profundidad del movimiento se utiliza para determinar la cantidad máxima de agua a adicionar durante cada aplicación de riego.

La capacidad de retención de agua a capacidad de campo se refiere al agua retenida en el suelo una vez que la gravitatoria haya drenado. Está afectada por la textura del suelo, el porcentaje de materia orgánica, el grado de agregación, la profundidad del perfil del suelo y el grado de compactación. La capacidad de retención de agua se utiliza para determinar la cantidad y frecuencia del riego. En términos prácticos, la capacidad de campo en un suelo arcilloso previamente regado se alcanza a las 48 horas, mientras que en uno franco arenoso se logra a las 24 horas.

El lento movimiento del agua en el perfil de suelos de textura fina, en muchos casos se debe a la compactación generada históricamente en el pasado por el pie de arado y el contenido de sales poco solubles, como los carbonatos. Esas sales tienden a obstruir los microporos del suelo, afectando la permeabilidad y en consecuencia la velocidad de infiltración.

El ensayo

Toda esta información fue probada a través de un ensayo realizado en dos suelos arcillosos (Pintacura y Quilmenco ) del valle del Choapa, bajo condiciones de columnas. Los suelos fueron analizados químicamente.

En el siguiente cuadro se muestran los resultados de los análisis químicos iniciales de los suelos del experimento, mostrando las dos estratas estudiadas.

Se puede observar el contenido menor de calcio en la primera estrata del suelo Pintacura, y el menor contenido de materia orgánica en ambas estratas comparado con el suelo Quilmenco. El contenido de materia orgánica es el doble en la primera estrata si lo comparamos con la segunda para ambos suelos. Para el caso de la conductividad eléctrica es bastante baja, variando de 0,6 a 0,9 mS/cm en ambos suelos. La presencia de calcita en Quilmenco es nula, mientras que el suelo Pintacura presenta 9,3% de carbonato de calcio en la segunda estrata.

El ensayo se desarrolló en columnas de suelo, establecidas en botellas plásticas de 2 litros. Luego se llenaron con suelo. Cada estrata fue de 10 cm de alto y se fue compactando a presión constante cada 3 cm., con la finalidad de simular el suelo de donde se obtuvo la muestra (ver fotos 1 y 2).

Agua de riego utilizada en el experimento

En la tabla 2 se pueden apreciar los análisis químicos del agua de riego de ambos predios. El agua de Quilmenco es más alcalina y alcanza un pH de 8,3, mientras que el del recurso de Pintacura llega a 7,5. Los contenidos de calcio son muy similares en ambos tipos de aguas, 2 meq/L, es decir, 40 mg/L de calcio. Cabe señalar que estos contenidos son ligeramente más bajos que muchas muestras de aguas colectadas en los valles de Limarí, Elqui y Huasco. El contenido de sodio es bajo en ambos tipos de aguas. La mayor diferencia se produce en el contenido de bicarbonato, donde el agua de Quilmenco contiene más del doble de esta sal.

Enmiendas químicas aplicadas

En la siguiente tabla se describen los tratamientos aplicados en el experimento. Las dosis para cada caso corresponden a 120 y 240 L/ha de ácido sulfúrico. Además, se aplicó nitrato de calcio y yeso en dosis equivalentes a 172 y 154 kg/ha, respectivamente.

Mediciones

Luego del montaje de las columnas, se procedió a evaluar la velocidad de infiltración de una lámina de agua de 50 mm durante los seis primeros riegos. Luego la lámina de agua se bajó a 25 mm. Se midió el tiempo transcurrido en que dicha lámina infiltró en la superficie de la columna. Esta medición se realizó mediante cronómetros puestos en cada tratamiento. El agua percolada por el extremo inferior de las columnas se recibió en pocillos plásticos de 250 cc, donde se evaluó el pH y conductividad eléctrica.

Los resultados de este estudio se presentarán en la segunda parte de este artículo.


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