Conductividad eléctrica en suelos de cultivo

Introducción

Las plantas necesitan sol, aire, agua y nutrientes para crecer. Medir diferentes aspectos del suelo pueden decir exactamente qué aspectos son deficientes.

El desarrollo de cultivos está condicionado por muchos aspectos, como algunas propiedades fisicoquímicas. En este sentido, el contenido de sales en el suelo determina su calidad y fertilidad. La presencia de sales reduce el potencial osmótico del suelo lo que ocasiona menor disponibilidad del agua para las plantas. Una forma de determinar el contenido salino de los suelos es mediante la conductividad eléctrica.

La medición de conductividad en suelos y soluciones fertilizantes, ya que es un excelente indicador de la presencia de sales nutritivas. Se debe verificar la conductividad antes y después de la fertilización para establecer la efectividad y para asegurar que el suelo no sea muy salino como para dañar las raíces.

Desarrollo

La conductividad eléctrica (CE), es la capacidad de una sustancia o solución para transmitir corriente eléctrica en un área definida. La corriente puede fluir a través de líquidos a nivel atómico o iónico. La conductividad permite medir la cantidad de iones presentes en la muestra de forma indirecta, a mayor conductividad hay mayor contenido de iones. Sin embargo, no es una medición específica, esto implica que no se puede diferenciar los iones mediante esta medición.

Los iones son partículas cargadas y libres, presenten en una solución. Toda vez, que estos iones están cargados pueden llevar y transmitir corriente. Los iones se forman por la dilución de solidos salinos.

La conductividad se mide en Siemens por unidad de longitud como metros, centímetros u otros. Es muy común el uso de prefijos micro y mili según el rango de trabajo esperado.

Cada tipo de suelo tiene CE muy específica, el poder testear la conductividad en el suelo permite conocer si el suelo necesita fertilizante o más humedad. Si la conductividad es muy baja lo más probable es que se requiera más fertilizante o mayor frecuencia en el riego; por lo contrario, si la conductividad es muy elevada, esto implica que existe mayor cantidad de nutrientes de los necesarios, poca irrigación o que la sal haya formado una costra que no permite el paso de agua, una conductividad baja facilita la fertilización y se evitan problemas de Fito intoxicación en el cultivo.

Las plantas tienen variadas tolerancias para disolver sales y nutrientes. Por ejemplo, las arvejas y habas son muy sensibles a las sales depositadas en la tierra, CE debe estar debajo de 2 mS/cm. El trigo y el tomate tienen mayor tolerancia, por lo que requiere mayor conductividad. El algodón, espinaca y la remolacha son ejemplos de plantas que soportan alta conductividad, estas soportan CE hasta 16 mS/cm.

Por lo mencionado, es importante considerar la conductividad de cada elemento a la hora de formular un sustrato. La tabla a continuación muestra algunos valores de componentes tradicionales de sustratos.

Mientras el cultivo se desarrolla, la CE del sustrato puede incrementarse por varios motivos:

• La presencia de fertilizantes insolubles, como los de liberación lenta
• La incorporación de una cantidad de fertilizante superior a las absorbidas o
  lixiviadas
• Alta capacidad de intercambio catiónico CIC, es decir, descompone liberando
  nutrientes.

Estas situaciones se pueden evitar conociendo inicialmente la cantidad de nutrientes que el cultivo requiere. El incremento de la CE, se pude corregir mediante lixiviación controlada. Es decir, lixiviar con agua de calidad hasta conseguir un volumen de lixiviado equivalente al volumen del contenedor. Otras medidas pueden ser mantener el sustrato permanentemente húmedo o sombrear e incrementar la humedad relativa ambiente para reducir el estrés de la planta. El 90% de los problemas de estrés de en plantas se resuelve modificando el pH y la conductividad eléctrica.

Bajo condiciones de sequía o riego deficiente la acumulación de sales en la superficie de los suelos aumenta, esto debido a que el agua aplicada en el riego, no es capaz de lavar el exceso de sales. La selección adecuada del fertilizante a aplicar, ayuda a disminuir los riesgos de salinidad y podrá prevenir o reducir las pérdidas de rendimiento.

La tabla a continuación muestra la conductividad del sustrato y agua de riego para tener un óptimo desarrollo en varias especies.

Existen algunos aspectos que pueden modificar la conductividad en el suelo, como la temperatura, el tipo de sustrato y su humedad, la salinidad, irrigación y fertilizantes, y la profundidad del sustrato.

Cuando la temperatura es elevada los iones se excitan y tiene mayor actividad, esto implica que tenga mayor capacidad de transmitir electricidad incrementando la conductividad. De manera inversa cuando la temperatura baja.

Si hablamos del tipo de sustrato, es importante mencionar que la textura del sustrato influencia en la disponibilidad de humedad. Cuando la humedad es baja los iones tienen de formar aglomerados duros que son difíciles de detectar y no aportan a la planta. Así mismo, la textura influencia en la porosidad de la planta, misma que define el especio disponibles para el agua.

Como se ha mencionado antes, la sal es un verdadero problema para el sustrato. La lluvia diluye la sal cerca de las raíces y evita que la planta se dañe por exceso de nutrientes o sales. Las raíces tienden a taponearse con excesos de sal o nutrientes y esto afecta directamente el crecimiento de la planta. En caso que el agua de riego contenga mucha sal puede ocasionar este mismo efecto. El sustrato no debería exceder 4 dS/cm como promedio. El fertilizante es bueno y ayuda al crecimiento de la planta, pero en exceso provoca el incremento de sales y consecuentemente puede convertirse en un
elemento dañino.

Es importante también, entender que el pH es un factor que afecta a la conductividad, normalmente los valores elevados de conductividad se relacionan a extremos de acidez o basicidad.

Ahora bien, por todo lo mencionado, se puede entender la importancia de medir CE en el sustrato. Si bien el pH dará una pista importante sobre la disponibilidad de los nutrientes la CE informara sobre cuanto nutriente se tiene presente y fuerza de los nutrientes.

Es muy recomendable hacer un mapeo de toda el área de cultivo tanto en términos de pH como de conductividad, esto debido a que estos parámetros pueden ser muy variable a través del área de trabajo afectando a las plantas que se tiene en zonas vecinas.

Mejora

El trabajo en agricultura, sin tomar en cuenta la medición de parámetros que puedan afectar al cultivo, es una forma muy artesanal y ciertamente poco efectiva de llevar a cabo es te proceso. Desde el cultivo casero o la crianza de plantas ornamentales hasta el cultivo de gran escala en grandes hectáreas de terreno deberían ser medidas y monitoreadas, es decir controladas, esto permitiría un excelente desarrollo de la planta y un buen rendimiento.

Este aspecto toma mayor peso considerando que en el país se tiene una gran variedad de terrenos con diferentes características, radicalmente diferentes incluso según la zona geográfica donde se encuentra. Un gran ejemplo de esto se presenta la ciudad de La Paz donde hay zonas con suelos muy ricos y otros casi estériles, distantes por solamente minutos de viaje.

El poder contar con equipos de fácil uso para cuantificar parámetros como la CE, cuya importancia ha quedado más que clara en los párrafos anteriores, significa una mejora sustancial. Esto permite que desde la ama de casa o jardinero hasta el gran agricultor pueda tomar acciones inmediatas ante problemas que afectan a su planta como la falta de nutrientes, suelos salinos, mala calidad del agua de riego o riego deficientes entre otros aspectos.

Equipos Hanna Instruments

Existen varias formas de testear la conductividad eléctrica del sustrato. Una puede ser extrayendo el agua del sustrato y realizar la medición sobre esta, la medición del sustrato como tal, es decir, directo en el suelo y finalmente, creando un lodo para el testeo.

El primer caso, medir la CE en el agua extraída del sustrato es útil en cultivo en carpas, tiene la ventaja que permite identificar los nutrientes de hecho presentes en la planta. Sin embargo, dependerá mucho de la técnica de extracción y exigirá una serie de repeticiones para validar el resultado.

En este sentido se puede recomendar el uso del lisímetro como el HI 83900, este es básicamente un tubo de vidrio con una punta porosa que se introduce en el sustrato, se genera una presión negativa suficiente para romper la tensión del agua en el suelo y absorber esta agua del sustrato sin la presencia de partículas en suspensión, que quedan atrapadas en la punta porosa. Por su variedad en longitudes, permite realizar la extracción a diferentes profundidades para un análisis completo.

El líquido extraído puede ser analizado con un equipo de bolsillo como el modelo HI 98312, este es un medidor de conductividad de bolsillo con un electrodo de grafito que otorga lecturas precisas en un rango de 0.00 a 20.00 mS/cm con una precisión de 0.01 mS/cm. Así mismo, permite cuantificar el total de solidos disueltos en unidades de ppt (partes por mil), de 0.00 a 10.00 ppt. Es una solución rápida y confiable además de sumamente práctica.

Por otro lado, está la técnica de preparar un lodo, para ello se prepara una muestra con 1 parte de suelo y dos partes de agua destilada o desionizada o bien a mitades de ambos componentes según las características del suelo. Este ensayo es muy recomendable para determinar la salinidad del suelo, ya que es espacio poroso en la muestra el llenado con agua y permite la extracción casi entera de la sal presente. Un Equipo excelente para este fin puede ser el HI 98304, es un medidor de conductividad amperométrico de bolsillo, el sensor tiene una apertura suficiente para evitar la aglomeración de la muestra, considerando que se trata de un lodo, y permite la fácil limpieza. Tiene el rango adecuado de 0.00 a 20.00 mS/cm. Otra alternativa, interesante es el HI 9814, un medidor multiparamétrico que adicionalmente a la conductividad y TSD, permite cuantificar el pH, su sonda robusta ofrece lecturas precisas y por su diseño constructivo no hay posibilidad de aglomeración y requiere poca muestra.

Finalmente, está la posibilidad de medir la conductividad directamente en el suelo. Esto es altamente recomendable cuando se trata de mediciones continuas, ya que da el valor más confiable para el agua y aire presente en la muestra de suelo. Para este método se puede regar el suelo, en caso que este se encuentre seco y se recomienda hacer medir cerca a la raíz y a 15 cm de profundidad.

El HI 98331 es un medidor de conductividad directo en suelo, tiene una sonda de acero inoxidable para dar lecturas precisas y rápida en un rango de 0 a 4000 microS/cm o bien 0 a 4.00 mS/cm según sea necesario. Su diseño permite que el equipo penetre el suelo directamente para tomar la lectura.

Caso de éxito

El Centro de Formación Integral Rural Vera, ubicado en el municipio de Yotala en el departamento de Sucre imparte educación de tipo técnica adolecentes, jóvenes y adultos dando conocimientos en producción agrícola, lácteos y zootecnia. Este instituto produce sus propios productos para vender y ser auto sostenible, donde se caracteriza la producción de tomates, floricultura, plantas forrajeas como el maíz y la alfalfa, además e variedad de granos en sus carpas solares. Sin mencionar, productos lácteos como variedad de quesos yogures.

Desde luego, para poder tener una producción buena de cualquier producto agrícola con las condiciones de calidad que se busca es necesario controlas muchos aspectos relacionados al suelo, agua de riego y ambiente entre otros. Dentro de los parámetros de necesidad a controlar y monitorear surge la necesidad de medición de conductividad. Ahora bien, el cliente indica que cuentan con una gran extensión de terreno de cultivo y gran número de carpas solares, por lo que preparar muestras tipo lodo o extraer el agua del suelo con el lisímetro seria poco práctico para ellos.

En este sentido, el HI 98331 se constituye en el equipo ideal. Este permite realizar lecturas en múltiples puntos de manera casi inmediata, el ensayo se reduce a encajar la sonda de acero en el suelo y esperar unos instantes que la lectura se estabilice. El equipo fue provisto junto al estándar 1413 microS/cm ( HI 7031L), mediante esta solución el equipo es calibrado por el usuario para garantizar lecturas precisas y repetibles. El proceso de calibración es sumamente sencillo y no es necesario hacerlo en cada lectura sino de forma periódica proporcional al uso, de manera que se estableció realizar una calibración al iniciar la jornada y tomar todos toda la mañana.

De esta manera el Instituto Vera, logró caracterizar con mayor precisión la calidad de suelo y las acciones que deben tomar para lograr cultivos de alta calidad y alto rendimiento. Se pudo identificar falta de nutrientes o exceso de salinidad en otros casos, además de generar un perfil de conductividad a través de la extensión de terreno.

Conclusión

La conductividad es un aspecto de vital importancia para el crecimiento óptimo de especies.La salinidad es uno de los aspectos que mayor implicancia negativa tiene sobre la actividad agrícola, por lo que poder cuantificar su presencia puede hacer la diferencia a la hora de determinar qué acciones tomar para lograr un buen crecimiento de la plata.

De igual manera, la conductividad permite identificar la presencia general de nutrientes cuando se prepara sustratos especiales, toda vez que, la presencia excesiva de nutrientes también puede ser negativa para la planta ya que lleva a una especie de taponamiento de las raíces y no permite la absorción total del nutriente.

Sin embargo, el control de conductividad no se limita únicamente a actividad agrícola intensiva, es decir a nivel comercial. El control en un jardín en casa o en el ornamento público, también debería realizarse para lograr que las plantas tengan tiempos de vida elevados, estéticamente se vean bien y cumplan la función que tienen asignada.