edafología

Ejercicio.

Se ha establecido un regadío en una de las zonas ya tratadas, se está observando un ligero incremento de la salinidad sobre un Luvisol, que está dando muy buenos rendimientos. La cosa no es grave pero... siempre es mejor prevenir que curar, ya sabe que vale más un "por si acaso" que un "quien pensara".

El clima de la zona presenta los siguientes parámetros meteorológicos:

Mes	En.	Feb.	Mar.	Abr.	Mayo	Jun.	Jul.	Ago.	Sep.	Oct.	Nov.	Dic.	Año
P	61.4	63.7	57.4	56.2	28.1	21.4	2.3	0.7	15.4	56.9	91.4	87.6	542.5
ETP	12.4	19.8	58.8	87.5	118.2	132.8	155.4	167.2	101.8	76.4	27.3	16.1	973.7

Se desea mantener el suelo a capacidad de campo hasta una profundidad de 60 cm.

El suelo con problemas tiene las siguientes características:

Horizonte	Espesor (cm)	da Mg/m³	H 33kPa %	H 1500kPa %	CE dS/m
Ap	28	1.26	16.3	8.5	1.6
Bt1	27	1.41	24.7	13.6	2.4
Bt2	58	1.47	28.3	16.2	3.1

El agua de riego presenta una salinidad alta de 1.5 dS/m.

Con estos datos queremos saber si un cultivo de melocotonero sufriría alguna merma de rendimiento y, en su caso, cual sería esta.

Si hubiese merma, ¿que fracción de lavado habría que aplicar para que no la hubiese?. También queremos saber si en el caso anterior la fracción de lavado sería asumible. En el caso de que fuese excesiva y aplicásemos solo una de 0.5, ¿que disminución de rendimiento se produciría?

Supongamos un marco de plantación de 5 x 5 m. Si se cambia el sistema de riego a goteo y se mantiene húmedo un bulbo cilíndrico de 1.2 m de diámetro, ¿qué porcentaje de agua podríamos ahorrar?.

NOTA. En caso de que existan periodos largos de tiempo con cambios entre las situaciones, se tomará como valor el promedio de los de inicio y fin.

 Respuesta al Ejercicio.

Para resolver este Ejercicio hemos de empezar calculando el balance hídrico del suelo y, para ello, debemos comenzar por el cálculo de la reserva del mismo. Como quiera que todo está referido a los primeros 60 cm, esa será la reserva a considerar, cuyos datos significativos aparecen en la siguiente tabla:

Horizonte	Espesor (cm)	da Mg/m³	Masa Kg/m2	H 33kPa %	H 1500kPa %	A.U. %	R mm
Ap	28	1.26	352.8	16.3	8.5	7.8	27.52
Bt1	27	1.41	380.7	24.7	13.6	11.1	42.26
Bt2	5	1.47	73.5	28.3	16.2	12.1	8.89

Con los valores anteriores la Reserva total asciende a: 78.7 mm. Ahora estamos en condiciones de establecer el Balance hídrico a la profundidad considerada:

Mes	P mm	ETP mm	DR mm	R mm	Déficit mm	Exceso mm
Septiembre	18.4	102.8	0	0	84.4	0
Octubre	56.9	73.4	0	0	16.5	0
Noviembre	102.4	24.3	78.1	78.1	0	0
Diciembre	93.6	15.1	0.6	78.7	0	77.9
Enero	65.4	11.4	0	78.7	0	54.0
Febrero	69.7	18.8	0	78.7	0	50.9
Marzo	59.4	56.8	0	78.7	0	2.6
Abril	51.2	84.5	-33.3	45.4	0	0
Mayo	25.1	110.2	-45.4	0	39.7	0
Junio	18.4	126.8	0	0	108.4	0
Julio	1.3	151.4	0	0	150.1	0
Agosto	1.7	162.2	0	0	160.5	0
Total	563.5	937.7			559.6	185.4

El agua a aplicar sería de 559.6 mm con una conductividad eléctrica de 1.5 dS/m, a un suelo cuya conductividad eléctrica promedio sería de 2.22 dS/m, como se desprende de la tabla siguiente:

Horizonte	Espesor (cm)	da Mg/m³	Masa Kg/m2	H 33kPa %	Agua CC mm	C.E. dS/m	Sales	C. E. media dS/m
Ap	28	1.26	352.8	16.3	57.51	1.6	92.01
Bt1	27	1.41	380.7	24.7	94.03	2.4	225.68
Bt2	5	1.47	73.5	28.3	20.80	3.1	64.48
Total					172,34		382,17	2.22

Obviamente la conductividad eléctrica promedio se obtiene dividiendo el valor total de sales por el agua que las contiene.

Con estos valores podemos calcular la conductividad eléctrica del suelo al final del periodo de riego, que coincide con el de cultivo. Para ello sumaremos las sales presentes en el suelo por las aportadas por el agua de riego, todo ello lo dividiremos entre el agua presente que será la correspondiente a la capacidad de campo, la inicial del suelo, pues la de riego se ha utilizado para compensar la evapotranspiración.

Procedencia	Agua mm	C.E. dS/m	Sales	C.E. dS/m	C. E. media dS/m
Suelo	172.34	2.22	382.59	7.09	4.66
Riego	559.6	1.50	839.40
Total			1221.99

Con estos datos es obvio que existe una merma de rendimiento pues se supera algo el valor de 3.2 dS/m, máximo permitido por el cultivo.

Rendimiento = 100 – b •(CE_ES - a) = 100 – 18.8 • (4.7– 3.2) = 71.8 %

Para evitar esta merma sería necesario reducir el valor de sales mediante la aplicación de un exceso de agua en el riego. Para ello sería necesario reducir las sales de forma que la conductividad  no superase, en ningún momento, el valor de 3.2 dS/m. Las sales totales permitidas en el suelo serían:

Sales totales = CE • Agua suelo = 3.2 • 172.34 = 551.49

Habría que lavar la diferencia entre el valor total calculado al principio, 1221.99, y el valor máximo permitido, 551.49, lo que nos da una cantidad de 670.5. Para eliminar estas sales hay que tener en cuenta que el agua utilizada para el riego entra al suelo con una conductividad de 1.5 dS/m y sale del mismo con 2.22 dS/m, ello hace que solo gane 0.72 dS/m.

El agua necesaria vendría dada por la siguiente expresión:

Agua necesaria = Sales / Conductividad = 551,49 / 0.72 = 765.96 mm

El agua drenada serían los 765.96 mm calculados y el agua total a aplicar sería la suma de ese valor y el calculado para el mantenimiento de la evapotranspiración potencial, así la fracción de lavado resultante será:

FL = 765.96 / (765.96 + 559.6) = 765.96 / 1325.56 = 0.58

Este valor es algo excesivo por lo que no habrá más remedio que tolerar un descenso en la productividad, aplicando una fracción de lavado de 0.5. Esto significa que el exceso de agua a aplicar sería idéntico al agua de riego calculada, 559.6 mm. Con ese valor las sales lavadas serían:

Sales lavadas = Agua de drenaje • CE_d = 559.6 • 0.72 dS/m = 402.9

Así las sales presentes al final del periodo serían las iniciales menos las lavadas:

Sales finales = 1221.99 – 402.9 = 819.1

Esto nos daría una conductividad final de:

C. E. = sales / agua a capacidad de campo = 819.1 / 172.3 = 4.75 dS/m

De este modo la conductividad eléctrica media del periodo sería:

C.E. = (C.E. inicial + C.E. final) / 2 = (2.22 + 4.75) / 2 = 3.48 dS/m

Así calcularemos de nuevo el rendimiento:

Rendimiento = 100 – b •(CE_ES - a) = 100 – 18.8 • (3.48 – 3.2) = 94.74 %

Resumiendo, la respuesta a las preguntas planteadas sería la siguiente:

Rendimiento sin exceso de agua: 71.8 %

Fracción de lavado para un rendimiento óptimo: 0.58 No asumible.

Rendimiento con fracción de lavado de 0.5 = 94.7 %

El consumo extraordinario de agua se traduce en un incremento del 23 % aproximadamente. Habría que ver la rentabilidad económica y ecológica de ese consumo extraordinario. Se podrían estudiar otras posibilidades con Fracciones de lavado diferentes y evaluar los posibles resultados.

La última parte del ejercicio es muy fácil. A cada árbol le corresponde una superficie de 25 m², de los cuales solo se va a regar la superficie del bulbo húmedo, que se calcula mediante el área de un circulo de 0.6 m de radio, lo cual nos da un valor de: 1.13 m². Este valor supone solo el 4.52 % de la superficie total; el ahorro supondría el 95.48 %.

Ejercicio.

La presencia de una depuradora de aguas residuales en la zona está generando un elevado volumen de lodos. Para salir de ellos se ha pensado en su aplicación a los suelos, tanto los cultivados como los que presentan otros usos.

Dada la presencia del río en la parte baja, que puede sufrir una contaminación bacteriológica, se piensan tratar de forma conveniente. Se ha excluído el tratamiento mediante radiaciones, por lo costoso de la instalación, y se está dudando entre un tratamiento térmico y uno con cal a pH alto.

Finalmente se ha optado por el establecimiento de ambos sistemas, con lo que podría aplicarse el más adecuado a cada uno de los tipos de suelos presentes. Conocida su experiencia en estos temas, le ruegan que indique en que unidades sería más conveniente la aplicación de cada uno de ellos.

También se sabe que los lodos van a ser una buena enmienda para incrementar el contenido en fósforo y en nitrógeno, pero que su contenido en potasio es escaso, ¿piensa que esto será un inconveniente en todos estos suelos?

Como verá se trata de preguntillas fáciles para ver si conseguimos mantener la reputación ganada e incluso mejorarla, cosa que en algunos sectores se va convirtiendo en imprescindible.

Respuesta al Ejercicio.

Este Ejercicio es el que tiene una respuesta más clara, como habrán observado, y constituye un regalo de Navidad anticipado.

El papel de los lodos como fertilizantes está asociado a su riqueza en materia orgánica, aunque su mineralización sea tan rápida que no produce incrementos importantes en el suelo, pero al menos permite conservar la existente.

Los lodos suelen presentar un elevado contenido en metales pesados y un contenido en microorganismos patógenos considerable. Este segundo aspecto se corrige con el tratamiento, siendo más efectivo el térmico, mientras que el encalado es más eficaz en lo referente a metales pesados que suelen precipitar.

En el caso de suelos ácidos la movilización de metales pesados es mayor y la posible contaminación de las aguas más probable, no obstante cuando existe un horizonte arcilloso la retención puede ser suficiente para impedir la contaminación hídrica.

Los suelos con horizonte árgico presentarán un mayor impedimento a la transmisión de metales pesados e incluso a la contaminación bacteriana por el efecto de filtrado que ejercen. En el primer caso, cuando las arcillas son de baja actividad su efectividad baja muy considerablemente.

Desde el punto de vista del aporte de nutrientes, los suelos ácidos preferirán los lodos tratados con cal por su persistencia del nitrógeno y la facilidad de liberar el fósforo del fosfato tricálcico. Los suelos poco ácidos o neutros disponen de mejores condiciones para la mineralización del nitrógeno por lo que su aporte es menos importante y son incapaces de liberar el fósforo de las sales tricálcicas.

Con todos estos antecedentes vamos a tratar de dar la mejor aplicación posible a los lodos, atendiendo a los dos aspectos principales analizados: contaminación y fertilización.

Los suelos de espesor reducido y de escaso interés desde el punto de vista del crecimiento vegetal solo consideraremos el aspecto contaminante por la facilidad con que el agua los atraviesa.

Leptosol dístrico. Capacidad filtrante escasa por su espesor y su textura, acidez moderada, contenido en arcilla bajo y con poca actividad de la misma por su origen generalmente granítico y saturación no muy reducida aunque el contenido en bases sea bajo. Como no se trata de suelos utilizados, la fertilización no es lo más importante sino la posible contaminación hídrica, acrecentada por su cercanía a los cursos de agua. Deberemos utilizar los tratados con cal con menor riesgo de contaminación por metales aunque la depuración bacteriana sea peor. La alcalinidad del material aplicado irá mejorando las condiciones del suelo.

Cambisol distri-epiléptico. Capacidad filtrante débil por su espesor y su textura. Salvo por el espesor son muy parecidos a los anteriores y suelen aparecer sobre el mismo sustrato. Por las mismas razones habría que recomendar el mismo tipo, los tratados con cal.

Luvisol cromi-epiléptico. El horizonte árgico les otorga una mayor capacidad de filtración y de retención de metales pesados acrecentada por la presencia de oxihidróxidos de hierro. Su reacción es ligeramente ácida, sus arcillas de actividad media y saturación moderada. Suelen aparecer sobre sustratos precámbricos que les otorgan las características anteriores. Su acidez no sería suficiente para liberar el fósforo de los fosfatos tricálcicos y disponen de cierta capacidad de retención de metales pesados, por lo que podrían utilizarse los lodos con tratamiento térmico ya que el fósforo suele ser un factor de mayor limitación que el nitrógeno.

Los de espesor moderado poseen una mayor capacidad de filtración por lo que el aspecto microbiológico sería poco importante.

Cambisol distri-endoléptico. Sus características son muy similares a las del epiléptico, salvo su espesor. Ahora bien, el sustrato es el mismo y el incremento de espesor solo se produce por la presencia de una regolita granítica de mayor espesor pero sin intervención en el comportamiento del suelo, se trata de un horizonte C de textura muy gruesa sin capacidad de retención; por esta razón no suelen estar cultivados de forma general. El tratamiento con cal podría ser más beneficioso para ir corrigiendo su carácter dístrico, aportar nitrógeno y atenuar la movilidad de los metales pesados, si bien podría alternarse con el tratamiento térmico que aportase fósforo másasimilable.

Acrisoles. La acidez de estos suelos recomendaría la aplicación de lodos tratados con cal en todos los casos.

En lo referente al potasio, el único riesgo sería el desequilibrio iónico provocado en suelos deficientes. En el caso del Leptosol y los Cambisoles, desarrollados sobre granito, no existirían grandes problemas en el suministro potásico bien garantizado. Los luvisoles y Acrisoles, cuyo sustrato son los materiales pizarrosos y esquistosos del precámbrico, son más pobres en potasio que los anteriores, si bien los primeros más ricos en ilitas presentan un nivel más alto en este elemento.

Calificaciones.