Calidad del Agua de Riego Para Túneles Altos

La calidad del agua tiene una gran influencia en el crecimiento y desarrollo de los cultivos.
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Coleus muestra los síntomas de la aplicación del agua con altos sólidos disueltos totales y conductividad eléctrica. Foto: Tom Ford, Penn State

En muchas áreas de Pennsylvania, hemos observado problemas con los niveles de sodio, cloro y/o boro, alta alcalinidad y alta conductividad eléctrica. Para algunos de estos problemas no hay una solución fácil y de bajo costo. Por ende, nuestra recomendación es evaluar los posibles factores de riesgo en cuanto a calidad y suministro de agua antes de comprar una granja o sembrar cultivos hortícolas de alto valor; estos factores son de vital importancia al momento de tomar decisiones de compra y producción.

Por ejemplo, a menudo es indispensable localizar otra fuente de agua debido a los altos niveles de cloruro y sodio, y las proporciones de adsorción de sodio; no obstante, si esto no es una opción viable, el diluir la fuente de agua existente con aguas pluviales recolectadas reduciría sus niveles de sodio y cloruro. Los agricultores y las agricultoras que experimentaron esta situación, también han explorado los sistemas de ósmosis inversa; sin embargo, el costo de estos sistemas son de aproximadamente $12,000 para 5,000 galones de agua de riego por día, por lo que generalmente no sería una solución práctica para la mayoría de los cultivadores de hortalizas comerciales.

Cloruro [chloride en inglés], sodio [sodium en inglés], y relación del adsorbtion [sodium adsorbtion ratio en inglés] del sodio de un informe de prueba del agua de riego.

Al igual que con los suelos, el pH es una medida importante de la calidad del agua de riego. El pH es una medida de la acidez relativa o concentración de iones de hidrógeno en el agua. El rango óptimo es de 5.0 a 7.0. Al evaluar el pH de calidad del agua de riego también es importante considerar la alcalinidad del agua.

La alcalinidad es una medida de capacidad. Mide la capacidad del agua para neutralizar el ácido. Esto se debe principalmente a la cantidad combinada de carbonato (CO3) y bicarbonato (HCO3), pero también puede contribuir el hidróxido, amonio, borato, silicato y fosfato. La alcalinidad se expresa en miligramos por litro (mg/L) en los informes del Laboratorio y se proporciona como alcalinidad total como CaCO3 (carbonato de calcio), alcalinidad de bicarbonato (HCO3) y alcalinidad de carbonato (CO3). Cuando la alcalinidad total como CaCO3 está entre 30 y 100 mg/L, no hay de qué preocuparse.

pH y alcalinidad total como carbonato de calcio [total alkalinity as CaCO3 en inglés] de un informe de prueba de agua de riego.

Cuando la alcalinidad total como CaCO3 está debajo de 30 mg/L, el agua tiene capacidad de amortiguación baja. Como resultado, su pH cambiará fácilmente dependiendo de lo que se le añada. Cuando la alcalinidad total como CaCO3 está por encima de 100 mg/L, el pH del agua es alto.

El ácido puede ser inyectado en el agua de riego para disminuir su pH alto. La cantidad de ácido necesario depende de la alcalinidad del agua. Como ejemplo simple, supongamos que tenemos una muestra A con un pH de 9.0 y un nivel de alcalinidad total de 75 mg/L, (ver Figura 1). En este caso, el pH es alto y el nivel de alcalinidad no cae en el nivel de preocupación. Se necesitan solo diez gotas de ácido para cambiar el pH del agua a 7.0. Imaginemos que otro recipiente de agua, a la que llamaremos muestra B, también tiene un pH de 9.0, pero un nivel de alcalinidad total de 25 mg/L, (ver Figura 1).

En esta muestra, el pH es alto y el nivel de alcalinidad es bajo, por lo cual se necesita mucho menos ácido para disminuir el pH (como 1 gota) porque el agua tiene una baja capacidad de amortiguación. A pesar de que ambos recipientes de agua tenían un pH idéntico (9.0), la cantidad de ácido necesario para cambiar el pH es muy diferente debido a la alcalinidad del agua.

Figura 1. Ilustración del efecto de la alcalinidad total sobre la capacidad amortiguante del agua de riego.

Uno de los agricultores que participan en nuestro proyecto de túneles altos utiliza agua de estanque para regar sus cosechas. El análisis de la muestra inicial del agua de riego evidenció un resultado preliminar en el pH de 9.0. Generalmente, el agua del estanque tiene un pH entre 6.0 y 9.0. Sin embargo, el agricultor también mencionó que su estanque tenía un crecimiento de algas filamentosas. Por esta razón, sospechamos que el agua estaba mal amortiguada, mientras que la alcalinidad total del CaCO3 no cayó en el nivel de preocupación.

El pH de agua de estanque, pobremente tapado con algas, variará según la hora del día basándose en la tasa de fotosíntesis o respiración de las algas. Esperamos que sea más baja al amanecer y más alta a mediodía, por ejemplo. Una segunda prueba de agua de riego, tomada en una hora diferente del día, confirmó nuestras sospechas y mostró un pH de 8.0. En este caso, el encalado puede ayudar a amortiguar el pH del agua. La Universidad de Florida tiene una hoja informativa, incluyendo información sobre los estanques de encalado, aquí.

Según el artículo una opción para el manejo y control de las algas es agregar la paja de la cebada. Otras opciones incluyen Aquashade, un tinte o pigmento de vegetal, utilizado en estanques para reducir la luz que pasa a través del agua, lo que limitaría el crecimiento de algas. También hay algunos compuestos de peróxido como GreenClean que puede ser útil para su control. El crecimiento de las algas igualmente se puede obstruir debido a un exceso de nutrientes en el agua. Este sitio tiene mucha más información sobre la gestión de estanques, incluyendo estrategias para evitar el exceso de nutrientes en el agua .

El ácido sulfúrico, el ácido fosfórico, el ácido nítrico, el ácido cítrico y el ácido acético se pueden utilizar para reducir el pH del agua de riego. Decidir cuál de estos ácidos se usará, frecuentemente depende de la disponibilidad, el precio y los métodos de crecimiento. Muchos agricultores y agricultoras utilizan ácido sulfúrico por su fácil disponibilidad y porque es relativamente económico. Sin embargo, el ácido nítrico y fosfórico tienen la ventaja de añadir nitrógeno y fósforo al agua, respectivamente. Los ácidos sulfúrico, fosfórico y nítrico son subproductos industriales y están prohibidos en la producción orgánica certificada. Los agricultores y las agricultoras de horticultura orgánica tienen las opciones de ácido cítrico y/o ácido acético (consulte con su certificador antes de usar cualquier producto en una granja orgánica para asegurarse de que el producto no compromete la certificación).

La Universidad de New Hampshire tiene una herramienta para calcular la cantidad de ácido sulfúrico, nítrico o fosfórico a utilizar basado en el tipo de ácido, la alcalinidad del agua, el pH actual del agua, y el pH deseado. Para los agricultores y las agricultoras que utilizan ácido cítrico, la Universidad de North Carolina State tiene una hoja informativa que indica cuánto debe usar.

La alcalinidad no debe confundirse con la dureza del agua. La dureza es una medida combinada de carbonatos (alcalinidad) y no carbonatos (hierro, cloruros, sulfatos, etc.). Mientras que la dureza del carbonato se puede tratar con ácido, en la dureza del no-carbonato no es posible. Desde una perspectiva vegetal, la dureza del agua no es un problema. Sin embargo, es un factor de riesgo en calderas y tuberías, lo que puede reducir la efectividad de algunos pesticidas (por ejemplo, jabones insecticidas).

La salinidad es otra medida de la calidad del agua de riego a considerar. Los sólidos disueltos totales, dados en miligramos por litro (mg/L), miden el número de partículas disueltas en el agua, incluyendo los nutrientes inorgánicos. La conductividad eléctrica, dada en miliimhos por centímetro (mmhos/cm), mide el nivel de sales solubles.

Conductividad eléctrica [electrical conductivity en inglés] y sólidos disueltos totales [total disolved solids en inglés] como se muestra en un informe de prueba de agua de riego.

Una consecuencia anticipada de los valores elevados (para los sólidos disueltos totales por encima de 640 para los trasplantes/plántulas, o por encima de 960 para otros, y para la conductividad eléctrica por encima de 1.0 para los trasplantes, o por encima de 1.5 para otros) es la posibilidad de que los márgenes del tejido foliar puedan morir. La sequía química inducida puede ocurrir con valores muy elevados. El agua fluye desde el suelo como resultado de las diferencias en el potencial osmótico: el agua circula desde áreas de baja concentración de sal hasta niveles de alta concentración de sal. Normalmente, el contenido de sal de las raíces es más alto que en el suelo y, por lo tanto, el agua corre desde el suelo a las raíces.

Cuando los niveles de sal son excesivos en el suelo por la aplicación excesiva de fertilizante, o por el uso del agua con altos sólidos disueltos totales o conductividad eléctrica, el agua puede fluir de las raíces al suelo. En este caso, las plantas se marchitarán y morirán.

Figura 2. Descripción del flujo de agua influenciado por el alto contenido de sal en el suelo.

Las opciones de tratamiento del agua generalmente incluyen osmosis inversa, desionización, destilación, dilución y acidificación. La acidificación se utiliza para reducir el pH como se describió anteriormente. La osmosis inversa, la desionización y la destilación se pueden utilizar para corregir altos niveles de sodio, cloruro, sólidos disueltos totales y conductividad eléctrica, así como ratios de adsorción de sodio. Sin embargo, son caros y no son utilizados comúnmente por los agricultores y las agricultoras de hortalizas. Cuando los valores no son demasiado altos, la dilución con agua de lluvia puede ser una solución eficaz para estos mismos problemas.

Durante los últimos dos años, hemos trabajado con 33 agricultores de Pennsylvania para tener un mejor entendimiento de los suelos y la calidad del agua de riego de los túneles altos en el área. Los agricultores y las agricultoras enviaron al Agricultural Analytical Services Laboratory (Laboratorio de Servicios Analíticos Agrícolas) de Penn State las muestras de tierra y agua de riego de sus respectivos túneles altos para su análisis. En los artículos anteriores, hemos examinado el pH del suelo , los niveles de nutrientes , los niveles de sales solubles , y el contenido de materia orgánica y CEC . En este artículo, vamos a examinar la calidad del agua de riego.

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