Mientras tenga el aspecto incoloro, cristalino y sin olores, el agua puede tentarnos a que la consideremos como semejante en todos los contextos. El agua dulce podría parecer un caso homogéneo hasta que uno se adentra en limnología, hidrología o química y entonces las variedades surgen como el arcoíris a partir de la luz blanca: agua dura, agua suave, agua de condensados, agua desionizada, agua superficial, agua de deshielo, agua salobre, agua termal de origen geotérmico, agua subterránea anóxica, aguas óxicas, etc. Con estas distinciones en mente, resulta más evidente que no todas las aguas servirán de la misma manera para regar los cultivos.

Como los animales, las células de las plantas tienen balances de iones que cubrir para mantenerse apropiadamente hidratadas y también cuentan con necesidades particulares: siendo organismos autótrofos, tienen mayor interés por materias primas y cofactores inorgánicos para poder sintetizar sus carbohidratos y demás compuestos biológicos.

Una mirada al suelo

Es necesario dar un vistazo a algunas dinámicas fundamentales del suelo con el que interactúan las raíces para poder entender el efecto del agua de riego sobre los campos. Aunque el suelo constituye su propia ciencia, práctica y métodos de análisis, podemos resumir sus características importantes en algunos párrafos.

Para saber de qué se compone la mayor parte del suelo, basta con consultar una lista de los elementos más abundantes de la corteza terrestre: oxígeno, silicio, aluminio y hierro en los primeros cuatro lugares; calcio, sodio, potasio y magnesio en los siguientes cuatro. La mayor parte del suelo está conformada por los silicatos, estructuras de oxígeno y silicio, con contribución de aluminio para dar lugar a aluminosilicatos y con el hierro asociado a los silicatos o como óxidos de hierro libre que dan su color característico a muchos suelos. De los siguientes cuatro elementos, el calcio y el magnesio pueden participar en la estructura del suelo asociándose a dos átomos de oxígeno cada uno y el potasio y el sodio se encuentran como iones libres intercalados en la estructura o disueltos en el agua libre del suelo. Algunos otros minerales secundarios que pueden aparecer en el suelo son la calcita (carbonato de calcio) y los yesos (sulfatos de calcio y magnesio) y finalmente está la materia orgánica como los humus que a pesar de dar el toque de vida al conjunto constituye un porcentaje menor del suelo.

Como el elemento más abundante, el oxígeno aporta la carga negativa de la estructura y se enlaza a dos átomos positivos. Cada elemento positivo puede formar un número diferente de enlaces de fuerza diferente: el silicio forma cuatro enlaces fuertes, el aluminio tres bastante resistentes; el hierro, calcio y magnesio pueden formar dos enlaces lo suficientemente débiles como para romperse y entonces pasan de la estructura del suelo al agua asociada. El potasio y el sodio, siendo iones monovalentes, generalmente se encuentran intercalados pero no contribuyen a la firmeza de la estructura química del suelo.

Modelo de un silicato. El sílicio y el oxígeno forman la unidad básica de silicato. El magnesio y el calcio pueden hacer de puente entre dos átomos de oxígeno y reforzar la estructura. Los iones de sodio y potasio están inmersos en la estructura pero no aportan firmeza.

Las partículas del suelo tienen varios tamaños que contribuyen a sus características físicas de firmeza y porosidad y la relación de superficie-volumen: las arenas son del mayor tamaño, la greda o limo de tamaño intermedio y las arcillas son partículas diminutas con gran relación área - volumen. Las primeras dos son producto de la erosión de la roca madre; las arcillas son en general agregados químicos formados “desde cero” a partir de la interacción química de los elementos disueltos en el agua.

(De)Salar la tierra

El aspecto más global a considerar en el agua de riego es su contenido total de sales disueltas. Salvo que practique agricultura por temporal, tendrá que lidiar con las sales . Cuenta la historia que tras derrotar a su gran rival Cartago, los romanos esparcieron sal sobre los campos para prevenir su resurgimiento. Leyenda o no, hay algo de verdad detrás de la práctica: el exceso de salinidad merma las cosechas y ha de mantenerse bajo control.

El mecanismo primario por el cual las plantas absorben agua desde las raíces es pasivo: el agua “trepa” por las raíces mediante efectos de capilaridad de manera análoga a la que un trapo o servilleta absorbe el agua de un charco con tan sólo tocarlo. En el suelo, existe un nivel inferior hasta el que el nivel del agua llega y en el que el suelo está embebido; a partir de allí, se mantiene un nivel de humedad que disminuye hacia arriba. En cada punto, la presión de vacío que se necesita para "jalar" el agua se conoce como la Tensión de Humedad del Suelo: a mayor tensión, mayor es la dificultad con la que puede circular el agua hacia la planta por las raíces. Además de la humedad, la tensión de humedad del suelo depende de su estructura química y su textura (la distribución de partículas entre arcilla, limo y arena). ¿en qué influye la salinidad? En que, incluso si el agua llega a las raíces, su capacidad para mantener a la planta hidratada disminuye conforme más salina es. Tal como una persona no puede satisfacer su sed con agua salada del mar aunque se la lleve a la boca, la salinidad puede llegar a un punto en el que impide a la planta aprovechar el agua. La tolerancia a la salinidad varía con la planta y cada una tiene documentado un umbral a partir del cual su rendimiento se deteriora.

Asimilación de agua. La altura desde la capa freática determina la tensión de humedad; sin embargo, el agua no será fácilmente asimilable si su salinidad es alta.

La salinidad del agua presente en el suelo es mayor a la del agua de riego, ya que cuando ésta se evapora o absorbe a medida que pasa por el suelo, las sales permanecen. Algunos iones como el sodio y el cloruro son altamente solubles e incrementan la salinidad fácilmente; otros como el magnesio y el calcio pueden formar sales insolubles, por lo que su impacto en la salinidad del suelo es menor. Como en otros contextos, el contenido de sales disueltas en el agua se aproxima mediante la medición de la conductividad eléctrica del agua porque es rápida y fácil de medir en comparación con un análisis químico detallado. En materia de agua para riego, se maneja el término salinidad en forma equivalente al de conductividad eléctrica, por lo que así será usado aquí (no debe confundirse con el término de salinidad de aguas marinas y salobres, el cual es otro parámetro diferente).

Las características del agua misma para regar los cultivos se encuentran más allá del control del agricultor. Si ve el vaso medio vacío, tiene que cuidar sus hábitos de riego para evitar dañar a las plantas; si prefiere verlo medio lleno, puede cuidar sus hábitos de riego para maximizar su producción a partir de aguas de calidad subóptima. Cada cultivo tiene una salinidad tolerable documentada y a partir de la salinidad del agua se puede estimar el Requirimiento de Lixiviación, un porcentaje de agua adicional a distribuir para evitar la acumulación de sales en el suelo. El lixiviado es especialmente necesario antes de la siembra, ya que los cultivos son más sensibles durante las primeras etapas de su desarrollo.

Los iones y su balance

En el agua de riego, las concentraciones de los iones se suelen reportar en unidades de miliequivalentes por litro (meq / L) en lugar de mg / L. Esta unidad cuantifica la cantidad de cargas en lugar su masa; por ejemplo, 40 mg / L de iones de calcio tienen 1,5 veces más carga que los de carbonato (2 meq / L contra 1,3 meq / L).

Iones principales del agua. Los iones de la parte inferior son minoritarios.

Una vez que se han analizado los iones principales en el agua, se procede a sumar las concentraciones cationes y los aniones para verificar que las cantidades de cargas opuestas son iguales. Por la incertidumbre inevitable de las mediciones habrá una ligera falta de concordancia; si se considera significativa, deberían analizarse otros iones minoritarios para encontrar el ion faltante en el cálculo.

Se solicita agua dura

La mayor parte del tiempo el agua dura es relacionada con los depósitos de sarro responsables de arruinar el aspecto limpio y reluciente de llaves, tarjas y superficies de baño y de obstaculizar o incluso dañar el funcionamiento de calentadores y calderas. A la hora de regar, la dureza es benéfica y deseable: en las arcillas del suelo, el calcio y el magnesio forman floculados de consistencia fuerte que aportan porosidad y conviene mantener la porosidad del suelo para que el agua se infiltre adecuadamente, el oxígeno se difunda al subsuelo para mantener condiciones aerobias y las plantas puedan desplazar el suelo para germinar y echar raíces.

La formación de grietas es típica de exceso de sodio y déficit de calcio.

Cuando la concentración del sodio es elevada en comparación con la de calcio y magnesio, puede intercambiarse por ellos en la matriz de suelo y siendo un ion de carga simple, carece de la capacidad de para formar aglomerados más sólidos ocasionando la pérdida de firmeza del suelo y su desplome en una estructura agrietada que dificulta la penetración de agua y aire y la germinación de los brotes. El impacto del sodio depende tanto de la capacidad de intercambio de sodio del suelo y del contenido comparativo de sodio contra calcio y magnesio, los cuales se expresan como Relación de Absorción de Sodio (RAS).

Los aniones carbonato y bicarbonato tienen un efecto similar al sodio en el suelo: a concentraciones altas forman precipitados sólidos con el calcio y el magnesio que reducen su concentración en al agua y favorecen que las arcillas los liberen, causando problemas similares de compactación y encharcamiento. El impacto de los carbonatos se estima en el índice de Carbonato de Sodio Residual (CSR).

En casos en los cuales la falta de calcio y magnesio ha deteriorado la calidad del suelo, puede remediarse aplicando productos de calcio como la cal o el yeso agrícola.

El boro puede causar trastornos tanto por déficit como por deficiencia.

Componentes de lealtad cambiante.

El boro es un elemento relativamente escaso con efectos nocivos para algunos seres vivos y benéfico para otros. En la agricultura, lo mismo hay fertilizantes con boro como herbicidas con boro. Este elemento es esencial para las plantas en cantidades muy bajas, y en su ausencia pueden producirse frutos deformes o marchitamiento completo; sin embargo, su concentración en el agua fácilmente puede lleguar a concentraciones nocivas y convertirse en un impedimento o limitante para algunos cultivos.

El nitrógeno es un elemento mayoritario y a menudo limitante para la productividad de los campos. Si se encuentra en el agua, a menudo puede ser un beneficio al reducir la demanda de fertilizante nitrogenado. Sólo si se encuentra en exceso, como podría ser el caso de agua residual tratada, puede inducir el crecimiento excesivo de ramas y hojas a costa del de los frutos. En la mayoría de las aguas subterráneas, el nitrógeno se encuentra exclusivamente como nitrato.

Hipertensión vegetal

Iones como el sodio, potasio y cloruros tienen efecto sobre el organismo aunque no participen en una reacción química. Si están muy concentrados en el agua de consumo, favorecen la deshidratación de las células al inducir la salida del agua intracelular por ósmosis. De estos, el sodio y el cloruro son los más susceptibles de aparecer en exceso y ocasionar marchitamiento de la planta y hojas incluso por el contacto al regar con aspersores. El potasio ejerce un número mayor de funciones en las plantas, así que más frecuentemente se trata de un nutriente escaso que requiere añadirse en los fertilizantes que un elemento en exceso que inhiba el crecimiento vegetal.

Al campo desde la planta de tratamiento

Cuando se usa agua residual tratada para el riego el impacto sobre las plantas se sigue evaluando con los criterios anteriores. En adición a ellos recuerde que deberá cumplir los criterios para agua residual de aplicación agrícola que se encuentran en la norma oficial NOM-001-ECOL-1996. Se recomienda que se tomen medidas adecuadas para reducir la exposición de los trabajadores al agua residual tratada.

Un análisis de agua para riego le redundará en mejores prácticas y la prevención de enfermedades vegetales y problemas de suelo que de otra manera mermarían los rendimientos agrícolas. Microlab Industrial le ofrece los análisis acreditados del agua de riego para que pueda servirse de ellos y tenerlos adecuadamente evidenciados y documentados en su sistema de calidad.