INTRODUCCIÓN

Garantizar la disponibilidad de agua limpia representa un objetivo fundamental a nivel mundial, ya que el agua es un recurso imprescindible para el desarrollo sostenible (1,2,3). Los volúmenes disponibles de agua dulce para uso agrícola y urbano-industrial, a nivel mundial, han disminuido considerablemente, debido al uso excesivo de aguas superficiales y subterráneas destinadas al riego agrícola (4,5) para la producción de alimentos, de una población en constante crecimiento. La cantidad de agua para riego depende de las necesidades hídricas de los cultivos y del agua que está disponible para los mismos de forma natural (6,7). Sin embargo, en las aguas naturales, de las cuales se toma para riego, pueden presentarse contaminantes de naturaleza inorgánica, especialmente fertilizantes y agroquímicos, los cuales tienen importancia por su toxicidad para los organismos vivos (8), ocasionando un aumento en la cantidad de sólidos totales, nitratos, sulfatos, cloruros y sodio (9).

El sector agrícola consume cerca del 70 % del agua dulce para el riego de los cultivo (10,11). En aguas para uso agrícola, la calidad es definida por la concentración de iones específicos de calcio (Ca²⁺), magnesio (Mg²⁺), sodio (Na⁺) y potasio (K⁺) como cationes; carbonatos (CO₃²)^-, cloruros (Cl^-) y sulfatos (SO₄^2-) como aniones, y otros de menor proporción, como nitrato (NO₃^-) (8,9). La conductividad eléctrica (CE) también es útil para determinar la concentración total de sales solubles. La CE y el Na⁺ son dos parámetros fundamentales que definen la aptitud del agua para riego. El alto contenido de sales en el agua de irrigación genera un aumento de la presión osmótica en la solución del suelo, disminuyendo la absorción de agua por parte de las plantas, además de afectar directamente el crecimiento de las plantas, afectan la constitución del suelo, su permeabilidad y estructura (9,12). La relación de absorción de sodio (RAS) es un parámetro que refleja la posible influencia del ion sodio sobre las propiedades del suelo, ya que tiene efectos dispersantes sobre los coloides del suelo y afecta la permeabilidad. Esta ecuación (RAS) da idea del peligro potencial debido a un exceso del sodio sobre el calcio y el magnesio (9); el suelo se vuelve más encharcado, con peor aireación y, por lo tanto, con peores características para el establecimiento del cultivo. Esto es realmente preocupante en suelos de perfil arcilloso (13). De igual forma, se deben valorar los iones sulfatos, cloruros y fósfatos, ya que estos se pueden acumular en los cultivos en concentraciones suficientemente altas como para reducir el rendimiento de las cosechas y facilitar la obstrucción de algunos sistemas de riego. Siendo las posibles causas de la contaminación de origen humano, según las actividades industriales, el crecimiento demográfico y el mal manejo de las aguas residuales (4,8). Por ello, es importante evaluar la calidad química del agua, ya que ésta se integra por la concentración de sales y la proporción de diferentes iones en solución que podrían afectar a los recursos suelo y cultivo, en su uso a largo plazo.

El objetivo del presente estudio fue evaluar la calidad fisicoquímica del agua subterránea y determinar su aptitud para el uso agrícola, mediante los criterios de salinidad, sodicidad y toxicidad, en el Departamento de Lavalle de la provincia de Corrientes, Argentina.

MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio

El trabajo fue realizado en el Departamento de Lavalle, provincia de Corrientes, República Argentina (29°01′40″S; 59°10′55″O), en explotaciones agrícolas de pequeños productores, en dicha localidad.

Se tomaron 19 muestras de fuentes de agua de perforaciones de profundidades oscilantes entre 25 y 40 metros, que los productores utilizan para la producción agropecuaria.

Toma de muestras

Las muestras extraídas (1L) se guardaron en envases de polietileno.

El muestreo se realizó de la siguiente manera: antes de sacar la muestra se puso en funcionamiento la bomba, alrededor de 10 minutos, se enjuagó el recipiente con el agua de la perforación tres veces, y luego se lo llena completamente evitando presencia de aire en su interior.

Se determinaron in situ:

• Temperatura: la que se registró con un termómetro de Mercurio con bulbo, formado por un capilar de vidrio de diámetro uniforme, con escala Celsius.

• pH: se midió con un pHmetro Portátil "Adwa" AD101 Standard Pocket Tester pH, basado en microprocesador, con calibración automática y compensación automática de temperatura.

• Conductividad eléctrica: con un conductímetro Portátil "Adwa" AD203 Standard Pocket Teste, con compensación automática de temperatura.

Acondicionado y transporte de las muestras

Las muestras refrigeradas se transportaron de inmediato al laboratorio de Química Analítica y Agrícola, de la Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Nordeste (UNNE). Es importante refrigerar las muestras debido a que algunas especies químicas (como nitratos y sulfatos) sufren transformaciones por acción microbiana.

En el laboratorio se realizaron las siguientes determinaciones:

1. Calcio y Magnesio: por volumetría de formación de complejos (14).

2. Sulfato: por Turbidimetría (Método ASTM D 516-90) (15).

3. Alcalinidad: por volumetría de neutralización (14).

4. Sodio y Potasio: por espectrometría de absorción atómica (14).

5. Cloruro: por volumetría de precipitación, Método de Mohr (14).

6. Fosfato: por espectrofotometría de absorción molecular: método del azul de molibdeno (14).

7. Nitrato: por Espectrofotometría de Absorción molecular por el método del salicilato de sodio (16).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

pH y alcalinidad

Estos parámetros, diferentes entre sí, conceptualmente, tienen una gran correlación. El pH no es un factor fundamental para determinar la calidad del agua, pero sirve para evaluar las concentraciones relativas de las especies disueltas de carbonato. Además, sus valores tienen implicaciones importantes sobre la disponibilidad y manejo de los nutrientes, ya que el rango normal de las aguas para uso agrícola se encuentra entre 5,6 a 7,3, el que es adecuado para la mayoría de los cultivos, por la máxima disponibilidad de nutrientes (13).

El pH conveniente para aplicar herbicidas es en el rango de 4 a 6. El pH alto de la solución tiene efectos negativos sobre los herbicidas (17), en cuanto a la estabilidad y la penetración en la planta. El rango de pH 3,5-6,0: se considera satisfactorio para la mayoría de las aplicaciones, salvo para los productos sensibles a la acidez. El pH entre 6,1-7,0: puede usarse siempre que no se tenga el producto en el tanque por más de 1 hora. El pH 7,0 o superior: es aconsejable agregar un buffer o acidificador. Por el contrario, la acidificación de las soluciones puede llevar a incrementar el grado de degradación de herbicidas sulfonilureas (17).

En las Figuras 1 y 2, se presentan los valores de pH y conductividad eléctrica de las muestras de agua analizadas.

Los resultados de pH obtenidos se encuentran en un rango de 5 a 6 (Figura 1), lo cual es un valor muy aceptable con respecto a los valores considerados estándares, tanto para riego como para aplicaciones agrícolas, salvo aquellos productos sensibles a la acidez, por ejemplo, herbicidas del grupo químico de las sulfonilureas.

Figura 1
Valores de pH de las muestras analizadas

Figura 2
Valores de Alcalinidad de las muestras de agua analizadas

Con respecto a los resultados de Alcalinidad se encontró que solo la muestra 9 presentó niveles superiores a 150 mg L^-1, categorizando con valores altos de alcalinidad, según valores de referencia de Kevern (18). Las muestras con valores bajos fueron la 4, 7, 16, 17 y 19, mientras que el resto de las muestras presentaron valores medios de alcalinidad (Figura 2, Tabla 1).

Tabla 1

Valores de referencia de alcalinidad

El bicarbonato de sodio, un contaminante natural de aguas en algunas áreas reduce la actividad herbicida de la familia de las ciclohexanodionas (tales como cletodim, setoxydim), MCPA, 2,4-D, glifosato, dicamba, pero el antagonismo sobre los herbicidas mencionados comienza a partir de 300 mg L^-1 (17).

En la Figura 2 se observa que en ninguna muestra alcanza las 300 mg L^-1 de bicarbonatos, por lo tanto, la actividad de los agroquímicos no se vería mayormente afectada. Resultados similares encontraron en muestras de la zona de Bella Vista, Corrientes (19).

Conductividad eléctrica (CE)

Cuando se clasifican las aguas para determinar su aptitud para el riego se tiene en cuenta el valor de CE y el índice de relación de adsorción de sodio (RAS), ya que se las clasifica según estos valores por la posible peligrosidad salina y sódica que puedan tener las aguas de riego. Desde el punto de vista del consumo humano es relevante el valor de CE y sodio.

La CE define la facilidad con que una corriente eléctrica pasa a través del agua. La conductividad nos da una idea del contenido total de sales en el agua. Cuanto más elevado es el contenido de sales, mayor será la conductividad eléctrica. Las normas Riverside establecen una relación entre la conductividad eléctrica (µS cm^-1) y el índice RAS (Tablas 2 y 3) y, según estos dos parámetros, se establecen categorías o clases de aguas enunciadas según las letras C y S afectadas de un subíndice numérico (20).

Tabla 2

Normas de Riverside: Clasificación para evaluar la calidad de las aguas de riego en función de la CE y el RAS

Tabla 3

Clasificación de peligrosidad salina según la CE

En las Figuras 3 y 4 se muestran los resultados de la conductividad eléctrica y el contenido de sodio en las aguas analizadas. Las muestras 9, 12, 13, 15 y 18 presentaron CE entre 250-750 µS cm^-1, correspondiendo a la categoría C2, peligrosidad salina moderada, apta para riego, recomendando utilizar cultivos tolerantes a la salinidad.

El resto de las muestras analizadas, presentaron CE inferiores a 250 µS cm^-1 por lo tanto, de baja salinidad (C1), aptas para riego. Similares resultados en encontraron en muestras de San Roque, provincia de Corrientes (21).

Figura 3
Valores de Conductividad Eléctrica de las muestras de agua analizadas

Figura 4
Contenidos de Sodio en las muestras de agua analizadas

Relación de adsorción de sodio (RAS)

El índice de RAS (Tabla 4) da idea del peligro potencial debido a un exceso del sodio sobre el calcio y el magnesio (13). Se expresa mediante la siguiente ecuación:

Tabla 4

Valores RAS propuestos por Riverside

Con respecto a este parámetro (Figura 5), todas las muestras de agua analizadas corresponden a la clase S1, Baja Peligrosidad Sódica.

En el siguiente grafico se muestran los resultados obtenidos de RAS.

Figura 5
Valores de RAS de las muestras de agua analizadas

Dureza total

La dureza del agua, en la mayoría de los casos se debe, principalmente, a la presencia de iones calcio y magnesio, a veces, otros cationes bivalentes también contribuyen a la dureza como son, estroncio, hierro y manganeso, pero en menor grado, ya que generalmente se encuentran en pequeñas cantidades (17). Es importante conocer el grado de dureza de las aguas por el riesgo de obstrucciones en los ramales de riego, goteo y boquillas y para saber si podemos usarlas en un determinado suelo para riego. Por ejemplo, para corregir un suelo con exceso de sodio, es aconsejable el empleo de aguas ricas en calcio (22).

Según la Tabla 5 de clasificación de Cánovas Cuenca (22), ninguna muestra de las aguas analizadas presentó problema alguno al ser usada para riego y aplicaciones de productos fitosanitarios (Figura 6), ya que el 21% de las muestras categorizaron como muy blandas y el 79% como aguas medianamente blandas.

Tabla 5

Clasificación de las aguas por su dureza

Figura 6
Valores de Dureza total de aguas analizadas (mg L-1 CaCO3)

Análisis de Aniones y catión K⁺:

Los aniones cloruros, sulfatos, fosfatos y el catión potasio de las muestras de agua analizadas (Tabla 6) no se encontraron en valores que superen los límites máximos para ser usadas en riego, basándonos en los valores expuestos en la Tabla 7 (23).

Con respecto al consumo humano, el CAA establece que el valor máximo de nitratos para este tipo de uso es de 45 mg L^-1. En la Tabla 7 se observa que la muestra 3 presenta valores por encima de lo establecido, por lo que es importante que esta muestra de agua no sea consumida.

Si bien no hay riesgo de estos parámetros en las aguas analizadas, para su uso como riego, es importante tener este dato a la hora de decidir la fertilización de los cultivos.

Tabla 6

Contenido de nitratos, sulfatos, fosfatos, cloruros y potasio (mg L^-1)

Tabla 7

Intervalos óptimos de Aniones y el catión K⁺ en agua de riego

CONCLUSIONES

• En lo que se refiere a la evaluación y caracterización de la calidad fisicoquímica de las aguas analizadas para riego y aplicaciones de productos fitosanitarios, mediante la determinación de cationes y aniones presentes, indican que no muestran inconvenientes para ser usadas en la agricultura

• Además, cabe destacar que la determinación de la dureza, nitrato, fosfatos y potasio son datos importantes a la hora de realizar un plan de fertilización.

• En el caso de iones tóxicos como el cloro y el sodio, las muestras presentaron valores bajos, por lo que no representan un problema para su uso.

• Estos resultados nos muestran la relevancia del análisis de las aguas para su uso.

• El agua es uno de los bienes más preciados dentro del sistema productivo y es imperante el conocimiento que se tenga de su calidad, ya que determina la aptitud para su uso en riegos o si presenta alguna limitación para el desarrollo del cultivo.

BIBLIOGRAFÍA

Ortiz Molina DW & Sánchez Calle JR. Caracterización geomorfológica y biofísica de las cuencas de aporte de las captaciones de los sistemas de agua potable de los cantones que conforman la Mancomunidad Cañari. 2018, 127 pp Universidad de Cuenca, Ecuador. Available from: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/31152.

Quinteros Carabalí J A, Gómez-García J, Solano M, Llumiquinga G, Burgos C, Carrera-Villacrés D. Evaluación de la calidad de agua para riego y aprovechamiento del recurso hídrico de la quebrada Togllahuayco. Siembra, 2019, 6(2), 046-057. Available from: https://doi.org/10.29166/siembra.v6i2.1641

Marín R. Control de calidad de aguas regeneradas en España: una revisión sobre el tema. Revista Virtual Pro, 2018, (198), 1-15.

Carrillo Martinez CJ, Alvarez Fuentes G, Aguilar Benitez G, Can Chulím A, Pinedo Escobar JA. Calidad del agua para riego agrícola en la región del acuífero Calera en Zacatecas, México. Tecnología y Ciencias del Agua, ISSN-e 2007-2422, 12(2), 01-58, (marzo-abril 2021). DOI: 10.24850/j-tyca-2021-02-01

Riera C. La “tierra irrigada” y la mercantilización del agua en un nuevo paisaje hídrico de la agricultura pampeana: el caso del clúster de la semilla. Salud Colectiva. 2020; 16:e2325. doi: 10.18294/sc.2020.2325

Nieto C, Pazmiño E, Rosero S, Quishpe B. Estudio del aprovechamiento de agua de riego disponible por unidad de producción agropecuaria, con base en el requerimiento hídrico de cultivos y el área regada, en dos localidades de la Sierra ecuatoriana. Siembra, 2018, 5(1), 51-70

Carrera-Villacrés D, Guerrón Varela E, Cajas Morales L, González Farinango T, Guamán Pineda É, Velarde Salazar PA. Relación de temperatura, pH y CE en la variación de con-centración de fosfatos en el río Grande, cantón Chone. Congreso de Ciencia y Tecnología ESPE, 2018 13(1). Available from: https://doi.org/10.24133/cctespe.v13i1.807

Bolaños Alfaro J, Cordero Castro G, Segura Araya G. Determinación de nitritos, nitratos, sulfatos y fosfatos en agua potable como indicadores de contaminación ocasionada por el hombre, en dos cantones de Alajuela (Costa Rica). Tecnología en Marcha. Vol. 30-4. Octubre-Diciembre 2017; 15-27pp. doi: 10.18845/tm.v30i4.3408

Pérez Molina A. Riesgo de Sodicidad en los Suelos de Cantón Milagro, Guayas Ecuador en Época de Estiaje. Revista Politécnica - Enero 2019, Vol. 42, No. 2. Available from: http://scielo.senescyt.gob.ec/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1390-01292019000100015&lng=es&tlng=es.

Gabriel J. (2017). El agua y las consecuencias que esta genera en la agricultura y el medio ambiente. Journal of the Selva Andina Biosphere, 5(1), 1-3. Available from: http://www.scielo.org.bo/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2308-38592017000100001&lng=es.

OIEA. 2017. Available from: https://www.iaea.org/technicalcooperation/documents/Factsheets/Water-Spanish.pdf.

Pérez A. Riesgo de sodicidad en los suelos del cantón Milagro, Guayas-Ecuador en época de estiaje. Revista Politécnica, 2019, 42(2). Available from: https://doi.org/10.33333/rp.vol42n2.899

García AO. Criterios modernos para evaluación de la calidad del agua para riego. Informaciones Agronómicas de Hispanoamérica (IAH-6). Primera parte. International Plant Nutrition Institute (IPNI), 2012, pp 27-36.

American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water Environment Federation (WEF) 2012. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (pp. 4-190). 22nd Ed. Washington DC, USA.

ASTM 1995. Standard test methods for sulfate ion in water. Ed ASTM annual book, D 516-90. Available from: https://www.astm.org/DATABASE.CART/HISTORICAL/D516-02.htm

Rodríguez SC, Fernández J A, Martínez G. Validación Interna de un método para la Determinación de Nitratos en Agua- XX Congreso Nacional del Agua. III Simposio de Recursos Hídricos del Cono Sur, 2005. Provincia de Mendoza. República Argentina.

Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar

Kevern RN. Alkalinity water, classification systems, 1989, volume Part 1. The Michigan. Available from: http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-alcalinidad.pdf.

Rodríguez S, Benvenutti D, Llamas J, Yfran M. Calidad de agua subterránea para aplicaciones de productos agrícolas Revista VirtualPro ISSN 1900-6241 No 220 Mayo 2020: Agroindustria alimentaria

Blasco y de la Rubia. 1973. Laboratorio de suelos IRYDA, Normas de Riverside para evaluar la calidad de las aguas de riego (U.S. Soild Salinity Laboratory).

Rodríguez S, Yfran M, Peralta H. Caracterización del agua para diferentes usos de productores de las Ferias Francas. Revista VirtualPro ISSN 1900-6241 No 220 Mayo 2020: Agroindustria alimentaria

Cánovas Cuenca J.1986. Calidad Agronómica de las agua de riego. ISBN: 8434101602 9788434101609. Editorial Madrid Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, Servicio de Extensión Agraria 1986.

Ayers, R. S. y Westcot, D. W. Water quality for agriculture. FAO Irrigation and Drainage. 1985, Paper Nº 29, Roma, Italia.

Author notes

*Autor para correspondencia: mariyfran077@hotmail.com

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