Edafologia9

INTRODUCCIÓN

La salinización en los suelos es u proceso de acumulación de sales disueltas en el agua en él mismo. Un curso de agua superficial (río, arroyo) al pasar por un área con terrenos salinos, se puede cargar con cantidades mayores de sales, dando lugar a la salinización de suelos en zonas de regadíos, doned por evaporación de las aguas en la zona capilar del perfil dejan en el suelo las sales que llevan disueltas. Además, en las áreas de bajo riego, y con sistemas de baja eficiencia en la aplicación de las láminas de agua, es frecuente la salinización del acuífero freático o libre. La acumulación excesiva de sales, cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y nitratos de sodio, potasio, calcio y magnesio en aguas y suelos, provocando el deterioro de esos recursos naturales. Las consecuencias de la salinización del suelo son la pérdida de su fertilidad. La recuperación de los suelos requiere de costosas acciones e lavado y drenaje. La recuperación de los acuíferos es mucho mas lenta y requiere la suspensión de las acciones que produjeron la salinización o de las explotaciones subterráneas.

OBJETIVOS

 Efectuar la determinación de la conductividad eléctrica de una muestra de suelo salino.

 Observar el efecto del volumen de agua aplicada en el lavado de suelos salinos.

 Comparar la conductividad eléctrica, de soluciones de igual concentración, de diferentes sales.

MARCO TEÓRICO La salinidad de suelo se refiere a la cantidad de sales que lo conforman estas sales por ser compuestos iónicos son buenos trasmisores de la corriente eléctrica. Se determina la cε en mmhos cm-1 o también en dSm-1, la última es el uso correcto. Se debe tener en cuenta la cantidad de agua de la muestra, ya que no es igual hacer el procedimiento con una equivalencia entre agua y suelo de 1:1 ó de 2:1 respectivamente. Los Factores que Afectan a la Salinidad del Suelo: Varios factores afectan la cantidad y composición de las sales en los suelos: El agua de riego: La cantidad total de sales disueltas en el agua de riego, y su composición, influyen en la salinidad del suelo. Por lo tanto, varios parámetros, como el CE de la fuente de agua y su contenido de minerales deben ser probados. Abonos: El tipo y la cantidad de fertilizantes aplicados al suelo afectan a su salinidad. Algunos fertilizantes contienen altos niveles de sales que son potencialmente perjudiciales, tales como cloruro de potasio o sulfato de amonio. El mal uso de fertilizantes conduce a la acumulación de sales en el suelo, y debe ser evitado. Régimen y métodos de riego: Para prevenir la acumulación excesiva de las sales en la zona radical, es necesario aplicar una cantidad extra de agua, la fracción de lavado, de manera que supere a la necesaria para la evapotranspiración. Esta fracción de agua debe pasar a través de la zona radical para desplazar, de este modo, el exceso de sales. La frecuencia y la cantidad de lavado dependen de la calidad del agua, del clima, del suelo y de la sensibilidad del cultivo a la salinidad. Cuando el suelo se seca, la concentración de las sales en la solución del suelo aumenta. Desde que las sales se mueven en el suelo con la frente mojada, las sales se acumulan en perfiles específicos según el régimen de riego y el tipo de equipo de riego utilizado. Al regar mediante aspersores, el agua y las sales se mueven más profundamente, según la capacidad de la infiltración del suelo y la cantidad de agua aplicada, hasta que se paren en una cierta profundidad. Las características del campo: Un suelo mal drenado, podría llegar a nivel de salinidad que es perjudicial para las plantas y la cosecha entera. Un suelo que no fue lavado después de un anterior ciclo de cultivo puede contener alto nivel de sales acumuladas. REACCIÓN DE LOS SUELOS SALINOS Y ALCALINOS: Cuando el drenaje de los suelos de una región árida está impedido y la evaporación superficial resulta excesiva, las sales solubles tienden a acumularse en el horizonte superficial. Estos suelos son denominados halomórficos, y se distinguen tres clases: salinos, salino-alcalinos, y no salinoalcalinos.

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Suelos salinos: Contienen una concentración de sales solubles neutras suficientes para interferir seriamente el crecimiento de las plantas. Menos del 15% de capacidad catiónica intercambiable de estos suelos está ocupada por iones de sodio, y el pH normal está por debajo de 8.5; consecuencia de las sales mucho más neutras, sólo existe un pequeño porcentaje de sodio cambiable presente. El exceso de sles solubles puede ser lixiviado fácilmente con un inapreciable aumento de pH.

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Suelos salino-alcalinos: Contiene sales solubles neutras en cantidades apreciables y bastantes iones de sodio absorbidos, que afectan seriamente las plantas. Algo más del 15% de la total capacidad de cambio de estos suelos está algo por debajo de 8.5, debido a la influencia refrenadora de las sales solubles neutras, incluso en el caso de los suelos salinos descritos antes. La lixiviación afecta mucho al pH, gracias al sodio intercambiable, ya que una vez que las sales han sido removidas, hidroliza y aumenta la concentración de los iones OH de la solución del suelo. Esto resulta desfavorable, ya que los iones de sodio dispersos y ahora activos separan los coloides minerales que estaban formando una estructura cerrada en el suelo. Al mismo tiempo se aumenta la toxicidad del sodio.

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Suelos no salino-alcalinos: No contienen grant cantidad de sales solubles neutras, siendo sus efectos desfavorables sobre las plantas, debido tanto a la toxicidad del sodio como a la de los iones OH. El sodio cambiable puede hidrolizarse, ya que la concentración de las sales neutras solubles es más bien baja. El pH llega a más de 8.5, y la condición física es insatisfactoria debido a la influencia del sodio contraria a la floculación. La lixiviación puede cambiar estos suelos en otros característicamente alcalinos. Debido a la alcalinidad extrema resultante del CO3Na2 presente, la superficie de estos suelos está casi siempre decolorada por la dispersión del humus por el agua capilar. Estos suelos están localizados en pequeñas zonas llamadas manchas lisas, rodeadas por suelos productivos.

CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS EN LOS SUELOS HALOMÓRFICOS: Los suelos salinos y salino-alcalinos, con su pH relativamente bajo influyen desfavorablemente a las plantas, debido a su alta concentración de sales solubles. Una cantidad relativamente grande de sales disueltas al ponerse en contacto con una célula vegetal, producirá una disminución del contenido protoplasmático, lo cual es conocido como el nombre de plasmólisis. Esta acción, la plasmólisis, aumenta con la concentración de sales en solución. El fenómeno es debido al movimiento osmótico del agua, que pasa de la célula hacia la solución salina más concentrada, la célula se rompe entonces. La naturaleza de la sal, la especie y la individualidad de la planta y otros factores determinan la concentración a la cual el individuo puede socumbir. Los suelos alcalinos, dominados por sodio activo, ejercen un efecto desfavorable sobre las plantas de toxicidad por bicarbonato y otros aniones, por ejemplo; los iones de sodio activos también pueden tener efectos adversos

sobre el metabolismo de las plantas y su nutrición. La remoción de las sales naturales de un suelo alcalino-salino aumenta su pH y la actividad de su sodio absorbido. El efecto de la salinidad sobre el crecimiento de las plantas La salinidad puede afectar el crecimiento de las plantas en varias maneras: Los daños directos que causa la salinidad: - Disminución de la absorción del agua por las raíces: Una concentración alta de sales tiene como resultado potencial osmótico alto de la solución del suelo, por lo que la planta tiene que utilizar más energía para absorber el agua. Bajo condiciones extremas de salinidad, las plantas no pueden absorber el agua y se marchitan, incluso cuando el suelo alrededor de las raíces se siente mojado al tacto. - Toxicidad por iones específicos: Cuando la planta absorbe agua que contiene iones de sales perjudiciales (por ejemplo, sodio, cloruro, exceso de boro etc.), síntomas visuales pueden aparecer, tales como puntas y bordes de las hojas quemadas, deformaciones de las frutas etc. Los daños indirectos de la salinidad: - Interferencia con la absorción de nutrientes esenciales: Un desequilibrio en la composición las sales en el suelo puede resultar en una competencia perjudicial entre los elementos. Esta condición se llama "Antagonismo". Es decir, un exceso de un ion limita la absorción de otros iones. Por ejemplo, el exceso de cloruro reduce la absorción del nitrato, el exceso de fósforo reduce la absorción del manganeso, y el exceso de potasio limita la absorción del calcio. - El efecto del sodio en la estructura del suelo: En suelos que contienen altos niveles de sodio, el sodio desplaza el calcio y el magnesio que son adsorbidos en la superficie de partículas de arcilla en el suelo. Como resultado, la agregación de las partículas del suelo se reduce, y el suelo tiende a dispersarse. Cuando está mojado, un suelo sódico tiende a sellarse, su permeabilidad se reduce drásticamente y, por tanto, la capacidad de infiltración de agua se reduce también. Cuando está seco, un suelo sódico se dura y se aterrona. Esto puede resultar en daños a las raíces. La salinidad por sí misma mejora la estructura del suelo y elimina, hasta cierto punto, el efecto negativo del sodio, pero no puede ser aumentada sin afectar el crecimiento de las plantas.

DETERMINACIÓN DEL EFECTO DEL VOLUMEN DE AGUA APLICADA EN EL LAVADO DE SALES Un suelo con un exceso de sales tiene la parte coloidal y la solución saturada de sales, estas sales se pueden lavar con agua, pero no con cualquier agua, esta tiene que tener una concentración salina menor para logar el efecto, el

agua determina hasta que punto se puede bajar la salinidad del suelo. Si se lava con agua más salina que la solución lo único que se consigue es subir la concentración de sales. El lavado de sales es un forma de corregir problemas de salinidad en los suelos, también sirve para determinar la concentración de sales de un suelo, el suelo se lava y se colecta el agua drenada, esta agua tiene la concentración de sales que tenía el suelo antes de ser lavado. Las sales por ser compuestos iónicos tienen conductividad eléctrica y esto es lo que se mide. En el experimento se probará el efecto en la concentración de sales de un suelo sometido a lavaje por volúmenes de agua diferentes. FUNDAMENTO La medición de las sales solubles en el suelo puede expresarse en porcentaje o en forma indirecta por su facilidad de conducir la corriente eléctrica. Esta capacidad de conducción o conductividad eléctrica se mide con un aparato llamado conductivímetro; las mediciones se realizaban en milimhos/cm, pero actualmente se utiliza los decisiemens/metro.

MATERIALES Y MÉTODOS a) Determinación de la conductividad eléctrica

Materiales: -

Muestra de suelo salino

-

Muestra de suelo problema

-

2 vasos de plástico

-

2 embudos de vidrio con papel filtro

-

Pipeta con agua destilada

-

Balanza

-

Conductivímetro

Procedimiento: 1.- Pesar 20g de suelo salino y 20g de suelo problema. 2.- Colocarlos dentro de los embudos, humedecer previamente el papel filtro. 3.- Agregar a cada embudo 40ml de agua destilada. 4.- Dejar que filtre el líquido en los vasos y llevar al conductivímetro.

Resultados: Suelo problema (Vaso 1) :

2.34 dS/m

Suelo salino (Vaso 2)

16.8 dS/m

:

El suelo problema presenta ligera salinidad, lo suficiente para afectar cultivos sensibles, esto se debe a la concentración de sales solubles neutras suficientes para interferir en el crecimiento de las plantas. El exceso de sales solubles como cloruros y sulfatos de sodio calcio y magnesio pueden ser lixiviados del suelo sin que aumente el pH, que se encuentra posiblemente debajo de 8.5.

El suelo salino tiene una salinidad muy elevada, además de alcalinidad. posee cantidades apreciables de sales neutras y bastantes iones de Na adsorbidos que afectan seriamente a las plantas. El pH de este suelo también está por debajo de 8.5, y se ve afectado por la lixiviación. El sodio disperso es desfavorable porque separa los coloides minerales que estaban formando una estructura cerrada en el suelo.

b) Determinación del efecto del volumen de agua aplicada en el lavado de sales

Materiales:

-

Muestra suelo salino

-

4 vasos de plástico

-

4 embudos con papel de filtro

-

4 llaves de presión

-

Pipeta con agua destilada

-

Balanza

-

Conductivímetro

Procedimiento: 1.- Pesar 4 muestras de suelo salino de 10g cada una. 2.- Colocar las muestras en los embudos y agregar agua: 2oml al embudo 1, 40ml al embudo2, 60ml al embudo3 y nada de agua al embudo 4 (testigo). 3.- Dejar que los embudos drenen y desechar el filtrado. 4.- Colocar las llaves de presión cerradas en el cuello de los embudos. 5.- Agregar 20ml de agua al embudo 4 y 10ml al resto. 6.- Dejar reposar por 5 minutos para que las sales solubilicen, luego abrir las llaves y medir la conductividad eléctrica de cada solución. 7.- Medir la eficiencia del lavado.

Resultados: La eficiencia en el lavado se mide con la siguiente fórmula: E.L = C:Ei – C.Ef x 100 C.Ei

Embudo 1:

C.Ei: conductividad eléctrica inicial (testigo) C.Ef: conductividad eléctrica final

C.Ef = 6.81

E.L = 14.42 – 6.81 x 100 = 52.8% 14.42

Embudo 2:

C.Ef = 4.12

E.L = 14.42 – 4.12 x 100 = 71.4% 14.42

Embudo 3:

C.Ef = 3.23

E.L = 14.42 – 3.23 x 100 = 77.6% 14.42

c) Conductividad eléctrica de diferentes sales Materiales: - Solución 0.1N de sales: NaCl, MgCl2, CaCl2 y Na2SO4 - 4 vasos de plástico

Procedimiento: Determinar la C.E de cada una de las soluciones salinas usando el conductivímetro. Resultados: NaCl

: C.E = 15.8 dS/m

MgCl2 : C.E = 9.8 dS/m CaCl2

: C.E = 16.2 dS/m

Na2SO4

: C.E = 9.6 dS/m

El NaCl, MgCl2 y el Na2SO4 dan al suelo una salinidad moderada, la cual afecta a todos los cultivos, excepto los muy resistentes como por ejemplo la lechuga, aceitunas, alfalfa.. El CaCl2 eleva la salinidad hasta hacer al suelo fuertemente salino y alcalino, aumentando notablemente la concentración de iones Oh de la solución suelo.

RESULTADOS

A. Determinación de Calibración SALES

1N

0.1N

NaCl

56.6

10.7

NaSO4

43.1

8.9

CaCl2

53.1

9.9

MgCl2

55.3

9.94

B. Determinación eléctrica SUELO AGUA Filtrado (5 min) AGUA C.E.

200 ml

40 ml

60 ml

0 ml

Filtrado (5 min)

Filtrado (5

Filtrado (5

Filtrado (5

+10 ml

min)

min)

min)

19.8

+10 ml

+10 ml

+20 ml

18.7

13.1

12.9

C. Determinación de la temperatura SUELO AGUA

20 ml

40 ml

60 ml

0 ml

60º

40º

30º

23º

Filtrado

Filtrado

Filtrado

Filtrado

AGUA

10 ml

10 ml

10 ml

10 ml

C.E.

14.1

13.33

14.9

11.58

TEMPERATURA FILTRADO

CUESTIONARIO Nº 9: SALINIDAD DEL SUELO

1.- Explique brevemente el origen de la salinidad en el suelo.

Existen varios factores que originan la salinidad en un suelo: -

Se acumulan cuando son introducidos por el agua de riego.

-

Aplicación de aguas de riego con mala calidad y sin lixiviación adecuada.

-

Materiales parentales ricos en sales.

-

Clima árido en el que la lixiviación es limitada.

-

Acumulación por mal drenaje asociado a zonas depresionales.

2.- ¿Cuáles son las sales más frecuentes en los suelos afectados por salinidad? Los cloruros y los sulfatos son los responsables más frecuentes de la formación de suelos salinos.

 Cloruros Son sales muy solubles y con una toxicidad alta; entre los principales tenemos: -

Cloruro de sodio: es la sal más frecuente en los suelos salinos.

-

Cloruro de magnesio: se produce en suelos con una salinidad extremadamente alta.

 Sulfatos La significación de los diferentes sulfatos en el comportamiento de las plantas varía considerablemente según el catión. -

Sulfato de sodio: es un componente frecuente en los suelos salinos.

-

Sulfato de magnesio: es un componente frecuente, muy soluble, altamente tóxico. Su lavado resulta dificultoso.

3.- Coloque los valores correspondientes en el siguiente cuadro:

Característica

Tipo de suelo Salino

Sódico

Salino – sódico

pH

7.0 – 8.5

9.0 – 10.0

< 8.5

C.E (dS/m)

>4

4

PSI (%)

< 15

> 15

> 15

4.- Esquematice la distribución de cationes cambiables en la solución interna y la composición de la solución suelo (tipo de aniones y cationes) en un suelo salino y uno sódico.

Suelo salino Solución interna

Solución externa

Ca Ca Ca

Na Cl

Mg

Ca SO4

K Na El problema de salinidad se encuentra en la solución externa.

Suelo sódico Solución interna

Solución externa

Ca Ca Na

Na CO3

Na

Na HCO3

Na Na

En la solución interna hay mucho Na; en la solución externa hay mucho Na , carbonato y bicarbonato.

5.- ¿Qué prácticas se recomendadas para la corrección de un suelo salino y uno sódico?

 Para suelos salinos Cuando la causa de la salinidad es una condición de mal drenaje

-

asociada a una alta demanda evapotranspirativa (clima), el proceso de corrección comienza con el drenaje del suelo que puede ser por medio de zanjas echas a un lado del cultivo. También se hace el lavado de las sales del perfil del suelo aplicando

-

agua en exceso con el objeto de que el agua de percolación arrastre las sales fuera del perfil, hacia los drenes, o en profundidad fuera del alcance de las raíces.

 Para suelos sódicos Por tener baja infiltración del agua, es preciso aplicar una enmienda para

-

desplazar el sodio de intercambio. Se usa normalmente yeso y luego se hace el lavado. También se puede usar el cloruro de calcio, pero la desventaja es su

-

elevado precio. En caso de que este tipo de suelos tengan presencia natural de CaCO3,

-

estos no dejan residuos perjudiciales en el suelo.

6. Un agua de riego contiene 500 ppm de sal. Si se aplica una lámina de riego de 25 cm. ¿cuál será la cantidad de sal añadida a una hectárea de

suelo?.

Asumiendo

que

no

haya

buen

drenaje

y

solo

evaportranspiración. Agua  500 ppm sal Lámina de agua = 25 cm 1 ha = (100)(100)(0.25) = 2500 m³ 1000000 ----------- 500 TM de sal 250-------------- x x = 1.25 TM de sal 7. Un suelo franco arenoso (d.a. = 1.5 g/cm³= presenta una CIC de 20 meq/1’’ g y 6 meq/1’’ g de sodio cambiable. La conductividad eléctrica

de la solución suelo en capacidad de campo (20%) de humedad gravimétrica) es 6 dS/m. caracterice dicho en función a su salinidad.

PSI = [Na] x 100% = 6 meq/100 g. Sevelo x 100 CIC

12 meq/100 g suelo

PSI = 30% PSI > 12% El suelo analizado es un suelo sódico

8. ¿Cuál será la cantidad de yeso (Ca2SO4.2H2O) de 90% de pureza necesario para reducir el PSI del suelo anterior a 10% en 2 hectáreas del suelo anterior? (Prof = 20 cm.) 6 meq Na ---- 30% PSI

0.08g Ca+2------100 g

2 meq Na ---- 10% PSI

0.08g Ca+2------100 g

4 meq Na ---- 20% PSI (eliminar) x = 4.8 TMCa2+ 1 meq Ca2+ ---- 0.02 2g

Ca+2

4 meq Ca2+ ---- 0.08g/100 g suelo

40 -------- 172

yeso

4.8 TM ---- X X = 20.64 TM

VT = (2000)(0.2) = 4000 m² MSS = (VT)(da) = 6000 TM

Yeso 90% pureza 20.64 TM ----- 90% X----------- 100% X = 22.93 TM yeso

DISCUSIÓN

El método para la determinación de la conductividad eléctrica resulta muy práctico para saber que tan salino es nuestro suelo en forma rápida.

La salinidad tiene mucha importancia para el desarrollo de las plantas, es por eso que debemos saber como corregir el exceso de salinidad. Aunque el lavado del suelo es un buen método para disminuir las sales de la superficie, resulta muy costoso si es que debemos lavar el suelo constantemente para evitar que la salinidad regrese a la superficie.

BIBLIOGRAFÍA

 Buckman, Harry. (1993). Naturaleza y propiedades de los suelos. Noriega Editores. Mexico.

 Cobertera, E. (1993). Edafología aplicada. Ediciones Cátedra S.A. Madrid – España.

 Honorato, R. (1997). Manual de Edafología. Impresos Universitaria. Chile.  Villachica, Hugo. (1972). Manual de Laboratorio de Edafología. Ediciones UNALM. Lima - Perú.