Introducción
Como parte de la política de apoyo al sector agrícola, en el ciclo 2019 la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural del gobierno federal de México, implementó el Programa de Desarrollo Territorial (PRODETER), cuyo objetivo fue mejorar la producción, rentabilidad y sustentabilidad de las Unidades de Producción Familiar (UPF) (SADER 2019). En todo el territorio mexicano, según criterios agroecológicos y sociales, se definieron territorios prioritarios. En el estado de Oaxaca, el territorio prioritario Ejutla de Crespo, abarcó los municipios de Ejutla de Crespo y Miahuatlán de Porfirio Díaz, con las cadenas productivas: maíz, hortalizas y Agave mezcalero (SADER 2019). La producción de hortalizas en el territorio prioritario Ejutla de Crespo es en suelo, a campo abierto o invernaderos de baja tecnología. Generalmente, los agricultores siembran variedades nativas, en el caso de chile Capsicum annuum L. (Solanaceae) están reportadas las siguientes poblaciones: piquín, tusta, de agua y tabiche (Cruz-Andrés et al. 2018). Según datos del SIAP (2020) en Ejutla de Crespo las principales hortalizas que se cultivan son: tomate rojo (42 ha), chile verde (24 ha), calabacita (17 ha) y tomate verde (9 ha) con rendimientos de 208.5, 7.2, 11.4 y 9.5 t ha-1, respectivamente; en Miahuatlán de Porfirio Díaz las principales hortalizas que se producen son: ajo (17 ha), tomate verde (16 ha), tomate rojo (10 ha) y calabacita (8 ha) con rendimientos de 6.7, 9.8, 145.1 y 11.7 t ha-1 respectivamente.
En la agricultura hay un incremento constante en el consumo de fertilizantes y se prevé que para el ciclo 2030 el consumo de fertilizantes nitrogenados llegará a 180 millones de toneladas (Grahmann et al. 2013), no obstante, el impacto ambiental asociado al uso inapropiado y el constante incremento en los precios motiva el uso eficiente de los fertilizantes (Stewart 2007). Para la buena nutrición de un cultivo, es importante ofrecerle los elementos esenciales para un óptimo desarrollo de acuerdo con las condiciones del suelo y el agua de riego (Favela-Chávez et al. 2006). En agricultura protegida, es indispensable conocer los aspectos fundamentales para formular soluciones nutritivas, tales como: el pH, la concentración iónica total, determinada mediante la conductividad eléctrica; la relación mutua entre aniones, y cationes, la concentración de amonio y carbonatos (Favela-Chávez et al. 2006). La conductividad eléctrica (C.E.) y el pH del suelo, proporcionan información básica sobre la disponibilidad de nutrientes para los cultivos en el suelo (Ramírez et al. 2022). Por lo anterior, el objetivo de la investigación fue determinar las características químicas del suelo y calidad del agua en los municipios de Miahuatlán de Porfirio Díaz y Ejutla de Crespo, Oaxaca, México.
Materiales y métodos
Descripción del área de estudio
El muestreo de suelo y agua se realizó en los municipios de Miahuatlán de Porfirio Díaz y Ejutla de Crespo, los cuales, se ubican al sur de la región Valles Centrales de Oaxaca, México, dentro de las coordenadas geográficas: 16° 13’ y 16° 44’ latitud norte y 96° 25’ y 96° 53’ longitud oeste. Se seleccionaron cuatro sitios de muestreo: a) (GZC) Guixé, Zona Centro, Miahuatlán de Porfirio Díaz, Oaxaca; b) (GZS) Guixé, Zona Sur, Miahuatlán de Porfirio Díaz, Oaxaca; c) (HV) Hacienda Vieja, Ejutla de Crespo, Oaxaca y d) (LNS13) La Noria Sección 13, Ejutla de Crespo, Oaxaca. La temperatura promedio oscila entre 13 a 28 °C, la precipitación entre 568 a 698 mm y se encuentran a una altitud de 1 300 a 1 600 msnm (SMN 2020). Con clima semiseco semicálido (INEGI-CONAFOR 2013). Predominan los suelos clasificados como Cambisol (37%), Regosol (25.5%) y Luvisol (24.8%); los cuales, cubren más del 85% del territorio (INEGI 2016).
Muestreo y análisis de suelo
El muestreo de suelo se realizó el 28 de febrero de 2020, en parcelas de productores de hortalizas. En cada sitio de muestreo se recolectaron cuatro muestras de suelo, cada una compuesta por 20 submuestras, las cuales, se obtuvieron a una profundidad de 0-30 cm (capa arable), se retiraron restos de materia orgánica, piedras y terrones, cada muestra se guardó y etiquetó en bolsas limpias siguiendo lo recomendado por Lizcano et al. (2017). La preparación de la muestra de suelo se realizó según el método AS-01 y la obtención del extracto de saturación según el método AS-16 (SEMARNAT 2002). Se determinó pH (SE 2016). La conductividad eléctrica (C.E.) se realizó con un conductímetro y se expresó en (dS m-1) según el método AS-18. La determinación de la relación de adsorción de sodio (RAS) se realizó por el método AS-21. Se aplicó la ecuación propuesta por Suárez (1981).
Dónde: RAS = Relación de Adsorción de Sodio (dS m-1); Na+ = Sodio; Ca2+ = Calcio y Mg2+ = Magnesio.
La determinación de cationes (Ca2+, Mg2+, Na+ y K+) se realizó según el método AS-19; la determinación de aniones cloruros Cl-, carbonatos (CO3 2-) y bicarbonatos (HCO3 -) se realizó por titulación volumétrica, la determinación del sulfato (SO4 2-) se realizó por turbidimetría, los resultados se expresaron en (mEq L-1) (SEMARNAT 2002).
Muestreo y análisis de agua
El muestreo de agua se realizó el 28 de febrero de 2020. Las muestras se recolectaron de la fuente de agua de 16 productores. En cada sitio de muestreo se obtuvieron cuatro muestras, cada muestra se guardó en un envase limpio con capacidad de 1 L. Al recolectar el agua se revisó que esta fuera homogénea y que no presentará materiales extraños. Los envases se etiquetaron y guardaron en bolsas limpias siguiendo lo indicado por Lizcano et al. (2017). Para el análisis, la medición de la C.E. del agua se realizó por triplicado (SINEC 2018). También se determinó el pH (SINEC 2016). Se calculó la RAS con la ecuación propuesta por USSL (1954) y Suárez (1981). Debido a la alta concentración de iones en el agua, principalmente bicarbonatos y calcio se calculó la RAS ajustado (Lesch y Suarez 2009). Se midieron las siguientes variables: dureza en agua por titulación (SINEC 2001b), Cl- (SINEC 2001c), NO3 - (SINEC 2001a), Ca2+, Mg2+, Na+, K+, SO4 2-, HCO3 - y CO3 2- (Rice et al. 2012).
Calidad de agua
El pH del agua se clasificó en: fuertemente ácida (menor de 5), moderadamente ácida (5.1-6.5), neutra (6.6-7.3), medianamente alcalina (7.4 a 8.5) y fuertemente alcalina (mayor de 8.5). El agua de riego debe tener un pH entre 5.5 y 6.5, en ese rango la mayoría de los iones se encuentran disponibles para las plantas (Steiner 1968). La concentración total de sales solubles se expresa como C.E. y se divide en cuatro clases: agua de salinidad baja (C1: < 0.25 mS cm-1), agua de salinidad media (C2: 0.25-0.75 mS cm-1), agua de salinidad alta (C3: 0.75-2.25 mS cm-1) y agua de salinidad muy alta (C4: > 2.25 mS cm-1) (Richards 1990).
La salinidad efectiva (SE) estima el riesgo de las sales solubles en el agua de riego al pasar a formar parte de la solución del suelo, debido a que considera la precipitación de sales menos solubles (CaCO3, MgCO3 y CaSO4). El valor de la SE indica la cantidad de sales que quedarán en la solución del suelo y serán las potencialmente nocivas para los cultivos. La SE fue calculada según las siguientes ecuaciones expresadas en mEq L-1.
Si Ca2+ > (CO3 2- + HCO3 - + SO4 2-)
SE = Σ de cationes - (CO3 2- + HCO3 - + SO4 2-).
Si Ca2+ < (CO3 2- + HCO3 -+ SO4 2-) pero Ca2+ > (CO3 2- + HCO3 -).
SE = Σ de cationes - Ca2+.
Sí Ca2+ < (CO3 2-+ HCO3 -) pero Ca2+ + Mg2+ > (CO3 2- + HCO3 -)
SE = Σ de cationes - (CO3 2-+ HCO3 -).
Sí Ca2+ + Mg2+ < (CO3 2- + HCO3 -)
SE = Σ de cationes - (Ca2+ + Mg2+).
Valores de SE en el agua < 3 mEq L-1 es apta para riego, de 3 a 15 mEq L-1 el agua es apta con precauciones y > 15 mEq L-1 no es apta para riego (Doneen 1958).
La salinidad potencial (SP) es un índice para estimar el peligro que representan los cloruros y parte de los sulfatos del agua en el suelo, ya que cuando el suelo presenta valores de humedad aprovechable inferiores al 50% aumenta considerablemente la presión osmótica. Valores menores de 3 mEq L-1 el agua es de buena calidad, de 3 a 15 mEq L-1 el agua está condicionada y mayor de 15 mEq L-1 no es recomendable para riego. Este índice se calcula con la siguiente fórmula (Doneen 1958):
Donde: SP = Salinidad potencial en mEq L-1; Cl- = Cloro y SO2- 4 = Sulfato.
La relación de adsorción de sodio (RAS) es un índice efectivo del peligro potencial de un agua en equilibrio con el suelo. Cuando el agua contiene cantidades considerables de sodio en solución, éste se acumula paulatinamente en el suelo y como consecuencia, el suelo se deflocula y pierde su estructura. El contenido de sodio en el agua se clasifica según los valores de RAS: S1: agua baja en sodio (0-10 dS m-1); S2: agua media en sodio (10-18 dS m-1); S3: agua alta en sodio (18-26 dS m-1) y S4: agua muy alta en sodio (> 26 dS m-1) (Richards 1990).
En aguas con altas concentraciones de iones bicarbonato, existe la posibilidad de que el calcio y el magnesio se precipiten en forma de carbonatos. El carbonato de sodio residual (CSR) se calcula con la siguiente fórmula. CSR = (CO3 2- + HCO3 -) - (Ca2+ + Mg2+) se expresan en mEq L-1. Agua con un valor < 1.25 mEq L-1 se clasifica como de buena calidad, entre 1.25 y 2.5 mEq L-1 como condicionada y > 2.5 como no recomendable. Cuando la diferencia es negativa no existe problema y el valor de CSR se supone igual a cero. Cuando el valor es positivo indica que él Ca2+ y Mg2+ precipitarán como carbonatos (Medina et al. 2016).
El porciento de sodio posible (PSP) es la cantidad de sodio (Na+) que resultaría una vez precipitados los carbonatos de calcio (CaCO3), carbonatos de magnesio (MgCO3) y sulfato de calcio (CaSO4), los cuales, al precipitarse aumentan relativamente la proporción de sodio sobre los demás cationes. Se calculó con la siguiente ecuación:
Cuando el agua presenta valores PSP menores a 50% se considera como buena para riego (Ayers y Westcot 1987).
El Coeficiente alcalimétrico (índice de Scott) (K) valora la calidad agronómica del agua y se define como la altura del agua (en pulgadas), que después de la evaporación dejaría en el suelo; de cuatro pies de espesor (1 pie = 0.3048 m). El coeficiente K, evalúa la toxicidad que pueden producir las concentraciones de los iones cloruros, sulfatos y sodio aportadas por el agua de riego y que permanecen en el suelo tras formar cloruro y sulfato de sodio respectivamente. El cálculo de este índice se basa en los siguientes tres axiomas.
Tipos de agua: cuando K < 1.2 el agua es mala (no utilizable); cuando 1.2 < K < 6 el agua es peligrosa (condicionada); cuando 6 < K < 18 el agua es tolerable y cuando K > 18 el agua es buena (Cánovas 1986).
El índice de saturación (IS) es una medida de la capacidad de una solución para disolver o depositar carbonato de calcio (Lodha et al. 2023). El IS se define como el pH actual del agua (pHa) menos el pH teórico (pHc) que el agua tendría al estar en equilibrio con CaCO3. Se calcula con la siguiente expresión:
Dureza del agua. El grado de dureza permite clasificar el agua de riego en función del catión calcio, se expresa en grados hidrométricos franceses (°F). Cuando el agua tiene menos de 7 °F es muy dulce, entre 7 - 14 °F es agua dulce, entre 14 - 22 °F es agua medianamente dulce, entre 22 - 32 °F es agua medianamente dura, entre 32 - 54 °F es agua dura y agua mayor de 54 °F es considerada como muy dura (Cánovas 1986). Se calcula con la siguiente expresión:
Toxicidad del agua. El Na+ y Cl- en el agua de riego pueden causar toxicidad en forma individual o combinada. Para evaluar la toxicidad del agua se utilizó la siguiente clasificación: Respecto al sodio. Agua con un valor < 3 mEq L-1 de Na+ se clasifica como toxicidad inexistente, entre 3 y 9 mEq L-1 de Na+ como toxicidad creciente y > 9 mEq L-1 de Na+ como toxicidad grave.
Para el caso de Cl-: Agua con un valor < 4 mEq L-1 se clasifica como toxicidad inexistente, entre 4 y 10 mEq L-1 como toxicidad creciente y > 10 mEq L-1 como toxicidad grave (Ayers y Westcot 1987).
Análisis de datos
Los datos se analizaron mediante un diseño completamente al azar, con cuatro tratamientos (sitios de muestreo) y cuatro repeticiones (parcela/pozo de cada productor). Los datos se presentaron en valores medios y analizados estadísticamente con el software Infostat (Di Rienzo et al. 2008). Debido a que los datos cumplieron con los supuestos, se determinaron diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos, análisis de varianza (ANOVA) y comparación de medias por el método LSD (P < 0.05).
Resultados y discusión
Propiedades químicas del suelo
La C.E. y el pH no presentaron diferencias estadísticas entre sitio de muestreo, con valores medios de pH superiores a 7.9. Mientras que la concentración de NO3 - se encontró diferencias entre sitios, presentando los sitios GZC y GZS los mayores y menores valores, respectivamente. También, se encontraron diferencias estadísticas en la concentración de PO4 3-, presentando los sitios GZS y LNS13 la mayor y menor concentración, respectivamente. Mientras que las concentraciones de SO4 2-, Cl-, HCO3 -, CO3 2-, Ca2+, K+ y Na+ no presentaron diferencias estadísticas. Para la concentración de Mg2+ se observaron diferencias estadísticas (Tabla 1).
Tabla 1 Contenido de aniones y cationes en el suelo de los municipios de Miahuatlán de Porfirio Díaz y Ejutla de Crespo, Oaxaca, México.
Aniones (mEq L-1) | Cationes (mEq L-1) | ||||||||||||
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Muestra | C.E. dS m-1 | RAS dS m-1 | pH | NO3 - | PO4 3- | SO4 2- | Cl- | HCO3 - | CO3 2- | Ca2+ | Mg2+ | K+ | Na+ |
GZC | 4.66a | 1.54a | 8.27a | 26.61a | 0.03ab | 9.27a | 5.96a | 4.35a | 0.38a | 19.20a | 19.42a | 0.49a | 7.57a |
GZS | 2.17a | 1.51a | 8.37a | 0.42b | 0.10a | 8.76a | 4.53a | 7.55a | 0.25a | 7.58a | 5.81ab | 4.12a | 4.32a |
HV | 0.46a | 0.41a | 7.90a | 1.67ab | 0.08ab | 0.83a | 0.41a | 1.44a | 0.27a | 2.41a | 1.48b | 0.11a | 0.59a |
LNS13 | 2.20a | 0.85a | 8.08a | 7.27ab | 0.01b | 10.24a | 1.35a | 2.39a | 0.68a | 15.94a | 3.67ab | 0.12a | 2.56a |
GZC: Guixé, Zona Centro, GZS: Guixé, Zona Sur, HV: Hacienda Vieja, LNS13: La Noria Sección 13. Comparación de medias por el método LSD (p < 0.05), letras diferentes indican diferencia estadística significativa.
En todos los sitios de muestreo, el pH fue superior a 7.90, lo cual indica que estos suelos no tienen problemas de Al, elemento que reduce el crecimiento y rendimiento de los cultivos en suelos ácidos (Muhammad et al. 2019). En los sitios LNS13 y GZC la concentración de NO3 - fue de 7.27 y 26.61 mEq L-1, respectivamente, valores superiores a lo recomendado para soluciones nutritivas para cultivos en suelo (Favela-Chávez et al. 2006). En los sitios de muestreo GZC, GZS y LNS13 el anión sulfato se encuentra en concentración superior a 7 mEq L-1, que es mayor a la concentración recomendada por Steiner (1984). El azufre participa en la biosíntesis de proteínas y clorofila, por lo que los síntomas de deficiencia de este elemento son similares a los del nitrógeno; por el contrario, la fitotoxicidad por azufre es muy raro, por lo que hay pocos informes debido a los amplios márgenes de tolerancia que tienen los cultivos a este elemento (Shankar et al. 2020).
Los sitios GZS y GZC presentaron la mayor concentración de Cl- con 4.53 y 5.96 mEq L-1, respectivamente. Las deficiencias de Cl- no son comunes en campo, debido a la baja demanda de este elemento en la mayoría de los cultivos; por el contrario, el exceso de Cl-, puede generar daños fisiológicos severos, los cuales, afectan la calidad y rendimiento del cultivo, inclusive, altas concentraciones de Cl- puede causar fitotoxicidad (Favela-Chávez et al. 2006). Los HCO3 - y CO3 2- se deben manejar en concentraciones inferiores a 1 mEq L-1 para que los nutrientes estén disponibles para las plantas. Los suelos calizos con altas concentraciones de HCO3 - y CO3 2- limitan el rendimiento de los cultivos, especialmente en cultivos con deficiencias de hierro (Poschenrieder et al. 2018). Las altas concentraciones de calcio en el suelo, puede significar ahorro en fertilizantes, como en el caso del sitio GZC que registró un valor promedio de 19.20 mEq L-1. El Ca2+ es un elemento esencial para el crecimiento de las plantas (Karthika 2018); demás que es un compuesto de señalización, que regula el metabolismo celular y la producción de energía dentro de las mitocondrias y los cloroplastos (Metwally 2018).
Se encontraron altas concentraciones de Mg2+, con valores promedio de 1.48 mEq L-1 en el sitio HV, hasta 19.42 mEq L-1 en el sitio GZC. El Mg2+ es esencial para los cultivos, su deficiencia afecta la fotosíntesis y la distribución de los carbohidratos (Farhat et al. 2016); además de que puede encontrarse en las plantas como elemento estructural, formando parte de la molécula de clorofila o como cofactor enzimático (Partida et al. 2022). La deficiencia de Mg2+ es un problema en suelos ácidos que están saturados con cationes, como H+, Al3+ y Mn2+ y que sufren lixiviación intensiva, particularmente en áreas con altas precipitaciones (Chen et al. 2018).
El sitio GZS tuvo el mayor contenido de K+, lo cual puede significar menor aplicación de este elemento; pero hay que revisar que la alta concentración de K+ no genere desbalance entre cationes. El exceso de potasio puede causar deficiencias de Ca2+ o Mg2+ (Novoa et al. 2018). Se registraron concentraciones promedio de hasta 7.57 mEq L-1 de Na, elemento que puede ser antagonista de los demás cationes, interfiriendo en la absorción de nutrientes e impidiendo la captación de los mismos, hasta alcanzar niveles citosólicos tóxicos para el metabolismo celular (Medina 2016).
Propiedades químicas del agua
La C.E. del agua presentó diferencias estadísticas, presentando el sitio GZS el mayor valor (1.19 mEq L-1). Mientras que las variables pH y Ca2+ no presentaron diferencias estadísticas. La concentración de Mg2+ tuvo diferencias estadísticas, presentando los sitios HV y LNS13 la menor concentración con 2.60 y 2.68 mEq L-1, respectivamente, lo cual significa un aporte importante de Mg2+. La concentración de Na+ presentó diferencia estadística, presentando el sitio GZS la mayor concentración (2.60 mEq L-1). La concentración de K+ tuvo diferencias estadísticas entre sitios, presentando los sitios GZS y GZC la mayor concentración; pero estas concentraciones se consideran bajas, ya que son inferiores a 1 mEq L-1. La concentración de SO4 2- también tuvo diferencias estadísticas, presentando el sitio de muestreo GZS la mayor concentración (2.42 mEq L-1). Todos los sitios de muestreo presentaron concentración de HCO3 - en el agua, con diferencias estadísticas presentando los sitios GZS, LNS13 y GZC la mayor concentración. Debido a las altas concentraciones de HCO3 - (superiores a 1 mEq L-1) en el agua, estas deben ser neutralizadas. Para el Cl- y CO3 2- no se encontraron diferencias estadísticas. Mientras que el NO3 - en el agua presentó diferencias estadísticas, con valores inferiores a 1 mEq L-1 (Tabla 2).
Tabla 2 Contenido de aniones y cationes en el agua de los municipios de Miahuatlán de Porfirio Díaz y Ejutla de Crespo, Oaxaca, México.
Cationes (mEq L-1) | Aniones (mEq L-1) | ||||||||||
Muestra | C.E. dS m-1 | pH | Ca2+ | Mg2+ | Na+ | K+ | SO4 2- | HCO3 - | Cl- | CO3 2- | NO3 - |
GZC | 0.83b | 7.80a | 3.47a | 3.48ab | 1.14b | 0.18a | 0.86b | 7.12a | 0.21a | 0.25a | 0.0466b |
GZS | 1.19a | 7.67a | 4.79a | 4.32a | 2.60a | 0.20a | 2.42a | 7.97a | 1.00a | 0.00a | 0.77a |
HV | 0.68b | 7.59a | 3.51a | 2.60b | 0.70b | 0.09b | 1.06ab | 4.94b | 0.44a | 0.00a | 0.33ab |
LNS13 | 0.87ab | 7.45a | 4.74a | 2.68b | 1.32b | 0.05b | 0.99b | 7.31a | 0.30a | 0.00a | 0.29ab |
GZC: Guixé, Zona Centro, GZS: Guixé, Zona Sur, HV: Hacienda Vieja, LNS13: La Noria Sección 13. Comparación de medias por el método LSD (p < 0.05), letras diferentes indican diferencia estadística significativa.
Para la C.E. los valores encontrados fueron menores o cercanos a 1 dS/m, lo cual, no compromete el rendimiento máximo de los cultivos (Preciado-Rangel et al. 2021). El pH superó a 7.45, lo cual es mayor a los valores de 5.5 a 6.5 recomendados para la buena absorción de nutrientes y desarrollo de los cultivos (Ayres et al. 2022). La concentración de Ca2+ en el agua fue superior a 3.47 mEq L-1, lo que significa un importante aporte de calcio, al respecto Steiner (1984) considera una concentración de 9 mEq L-1 para una solución nutritiva balanceada. La deficiencia de calcio puede originarse por baja transpiración, humedad no adecuada y pobre crecimiento de raíces (Maldonado-Torres et al. 2020). Los valores promedio de Mg2+ fueron superiores a 2.6 mEq L-1, los cuales son inferiores a la concentración de 4 mEq L-1 indicada por Steiner (1984), lo cual significa que el uso de fertilizantes para cubrir la demanda de este elemento es mínimo. El magnesio es uno de los componentes de la clorofila, participa en la fotosíntesis, y es esencial en el metabolismo energético de las plantas y en la formación de proteínas (Bagale 2021). Aunque la disponibilidad de magnesio se ve afectada por cationes como el calcio, manganeso, amonio y potasio (Kwano 2017).
La salinidad se debe principalmente a cationes como sodio Na+, calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), potasio (K+), y aniones como cloruro (Cl-), sulfato (SO4 2-), nitrato (NO3 -) y bicarbonato (HCO3 -) (Artiola et al. 2019). Al respecto, se sabe que la salinidad restringe el rendimiento y crecimiento de los cultivos (Zhao et al. 2020). El K+ se requiere en altas concentraciones debido a su importancia en funciones fisiológicas, activador en diversos procesos, necesarios para la conservación del agua en la planta, así como para la apertura y cierre estomático; también promueve la acumulación y translocación de los carbohidratos (Gaona-Gonzaga et al. 2020). Pero el exceso limita el desarrollo vegetativo (Lizarazo et al. 2013).
No se encontraron altas concentración de SO4 2-, por lo cual, este elemento debe ser agregado al preparar una solución nutritiva. También, es importante tomar en cuenta las concentraciones de CO3 2- y HCO3 -, que en concentraciones mayores a 1.5 mEq L-1 afectan la absorción de nutrientes en la solución nutritiva (Ortiz et al. 2017). En la práctica se recomienda el uso de ácidos para reducir la concentración de CO3 2- y HCO3 -. 1 mEq L-1 de HCO3 - se neutraliza con 1 mEq L-1 de ácido y 1 mEq L-1 de CO3 2- se neutraliza con 2 mEq L-1 de ácido. El contenido promedio de CO3 2- en las muestras de agua estudiadas es bajo ≤ 0.25 mEq L-1. Por lo que se recomienda dejar 0.5 mEq L-1 de HCO3 - sin neutralizar. Debido a que el contenido de NO3 - en el agua es muy bajo, se debe agregar este elemento para cubrir la demanda del cultivo.
Calidad de agua
Las variables C.E., SE, RAS, PSP, K e IS presentaron diferencias estadísticas, mientras que las variables pH, SP, CSR y dureza del agua no presentaron diferencias estadísticas. En Ejutla de Crespo, el agua usada para riego de hortalizas es medianamente alcalina, ya que tiene pH entre 7.4 y 8.5. Por lo que, se requiere disminuir el pH de agua, hasta en tres unidades. Según la C.E., el agua del sitio HV es de salinidad media (0.25-0.75 mS cm-1) y la de los sitios GZC, GZS y LNS13 es de salinidad alta (0.75-2.25 mS cm-1). Según la SE el agua de los sitios de muestreo GZC, HV y LNS13 es apta para riego (Valores < 3 mEq L-1) y el agua del sitio GZS es apta con precauciones (3 a 15 mEq L-1). De acuerdo con la SP el agua de tres sitios (GZC, HV y LNS13) es de buena calidad (valores < 3 mEq L-1) y el sitio GZS tiene agua condicionada (de 3 a 15 mEq L-1). De acuerdo con la RAS, el agua de todos los sitios es baja en sodio (0-10 dS m-1). Mientras que la CSR clasifica el agua de todos los sitios como de buena calidad (valores < 1.25 mEq L-1), por lo que no se presentarán problemas por precipitación de calcio y magnesio en forma de carbonatos. Pero por los valores de la PSP, que son mayores a 50%, el agua no es buena para riego por la cantidad de sodio (Na+) que podría precipitar los carbonatos de calcio, carbonatos de magnesio y sulfato de calcio.
La variable K clasifica el agua de los sitios GZC, GZS y LNS13 como agua tolerable (6 a 18 mg L-1) y la del sitio HV como buena para la producción agrícola (K > 18 mg L-1). Según los valores IS el agua disuelve los CaCO3 y no los precipita. De acuerdo con la dureza, el agua de tres sitios (GZC, GZS y LNS13) es agua dura (32 a 54 °F) y el agua de un sitio es medianamente dura (22 - 32 °F). El agua de todos los sitios tuvo toxicidad inexistente, ya que las concentraciones de Na+ y Cl- son menores a 3 y 4 mEq L-1 (Tabla 3).
Tabla 3 Variables de la calidad del agua de los municipios de Miahuatlán de Porfirio Díaz y Ejutla de Crespo, Oaxaca, México.
Muestra | SE mEq L-1 | SP mEq L-1 | RAS dS m-1 | CSR mEq L-1 | PSP % | K mg L-1 | IS mEq L‑1 | Dureza °F |
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GZC | 1.32b | 1.07a | 0.61b | 0.43a | 86.37c | 9.81b | -11.14ab | 35.73a |
GZS | 4.51a | 3.42a | 1.22a | -1.15a | 91.90b | 8.90b | -16.81b | 44.12a |
HV | 1.97b | 1.50a | 0.40b | -1.17a | 88.02bc | 37.49a | -7.67a | 30.40a |
LNS13 | 1.53b | 1.30a | 0.69b | -0.11a | 96.37a | 8.33b | -13.33ab | 36.93a |
GZC: Guixé, Zona Centro, GZS: Guixé, Zona Sur, HV: Hacienda Vieja, LNS13: La Noria Sección 13. Comparación de medias por el método LSD (p < 0.05), letras diferentes indican diferencia estadística significativa.
En el sitio GZS se encontraron los mayores valores de SE y RAS. Mientras que, para la PSP, el sitio LNS13 presentó los mayores valores y el sitio de GZC el menor valor. Para las variables K e IS el sitio HV presentó los mayores valores. Mientras que las variables SP, CSR y Dureza no presentaron diferencias estadísticas. De acuerdo con los valores de SE el agua del sitio GZS, dejará más sales en la solución del suelo. Por lo que el agua de este sitio se clasifica como apta con precauciones; pero los valores presentados son bajos comparado con los valores de 51.5 mEq L-1 reportados en el Valle Yaqui de Sonora (Cortés-Jiménez et al. 2008). En los sitios GZC, HV y LNS13 se encontraron valores de SP inferiores a 3 mEq L-1 lo que indica que el agua es adecuada para uso agrícola, ya que no tiene problemas por cloruros y sulfatos. Estos datos coinciden con Betancourt et al. (2019) quienes encontraron valores de SP inferiores a 3 mEq L-1 en el 100% de las muestras analizadas. Por el contrario, Herrera et al. (2018) encontraron valores de SP inferiores a 3 mEq L-1 solo en el 23% de las muestras estudiadas.
De acuerdo con la RAS, las aguas tienen bajo contenido de sodio, lo que indica baja peligrosidad sódica, y adecuadas para uso agrícola. Cuando la RAS es alto por las concentraciones de sodio, el suelo pierde la capacidad de conducir agua y oxígeno, generando un ambiente anaerobio, acumulando sales que no son nutrientes para las plantas (Rodríguez et al. 2022). Según la clasificación de CSR las aguas son de buena calidad para uso agrícola. Debido a que los valores de CSR son inferiores a 1.25 mEq L-1 no se generan problemas que indiquen peligrosidad del sodio producto de la reacción de los cationes calcio y magnesio con los aniones carbonato (Cano y Atajo 2019).
Debido a que las aguas presentaron valores de PSP mayores a 50%, no se consideran buenas para riego. En caso de utilizar para riego aguas con PSP mayores a 50%, es recomendable mezclarlas con mejoradores (yeso), con aguas dulces, y no aplicarlas en suelos arcillosos, de lo contrario podrán volver sódico al suelo (Jeen et al. 2021). Según la variable K las aguas estudiadas se encuentran en la categoría de tolerables y buenas para el riego, lo cual, no ocasiona problemas de acumulación de sales en forma de cloruro y sulfato de sodio. Cuando el agua se clasifica como peligrosa, se deben seleccionar los suelos a regar, evitando los de textura arcillosa, y realizar prácticas de desagüe artificial (Mogollón et al. 2021). La IS en todas las muestras fue negativo, lo que indica que no ocasionarán problemas por precipitación de CaCO3, ya que valores negativos indican que el agua disolverá los CaCO3. El IS está relacionado con la deposición de una película o incrustación de carbonato de calcio, que puede dañar los componentes de un sistema de riego (Lodha et al. 2023).
La dureza del agua se toma en cuenta al preparar una solución nutritiva. Según la dureza, estas se clasifican en la categoría de aguas medianamente dura, agua dura y agua muy dura, lo cual, indica que presentan una concentración considerable de iones de calcio y magnesio. Lo que puede provocar obstrucciones en el sistema de riego además de deterioro de la calidad del suelo (Rivas y Aubrum 2015). La concentración real de Na+ y Cl- en el agua para causar fitotoxicidad depende del cultivo en cuestión (Zaman et al. 2018). Sin embargo, según la clasificación propuesta por Ayers y Westcot (1987) la concentración de Na+ y Cl- encontrada no causará fitotoxicidad, debido a que se encuentran en concentraciones menores a 3 y 4 mEq L-1, respectivamente.
El suelo presentó un pH mayor a 7.9, el cual es superior al requerido para la absorción de nutrientes por las raíces de la mayoría de las plantas; así como altas concentración de Ca2+ y Mg2+, lo que implica menor uso de fertilizantes. El sitio GZC presentó la mayor concentración de NO3 -, Ca2+ y Mg2+ en suelo, pH superior a 7 con alto contenido de HCO3 -, por lo que se sugiere el uso de ácidos (nítrico, fosfórico y/o sulfúrico) a una relación 1:1 (equivalente: equivalente) para neutralizar los HCO3 -. También, el agua contiene alta concentración de Ca2+ y Mg2+, lo que implica ahorro de estos elementos, ya que el productor puede considerarlos al formular las soluciones nutritivas. El sitio de muestreo GZS presentó la mayor concentración de Ca2+, Mg2+, Na, K+ y SO4 2- en agua. El agua tiene características que la clasifican como buena para el riego agrícola, con pequeñas correcciones que deben ser atendidas