Cultivos Tropicales Vol. 44, No. 3, julio-septiembre, 2023, ISSN: 1819-4087
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Artículo original

Análisis y clasificación de aguas de perforaciones para el uso en la agricultura, departamento Lavalle, Corrientes-Argentina

 

iDDarío Emanuel Ramírez

iDMaría de las Mercedes Yfran Elvira*✉:mariyfran077@hotmail.com

iDSilvia Carlota Rodríguez


Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Nordeste (UNNE), Calle Sargento Cabral no. 2131, Corrientes, Argentina. CP 3400

 

*Autor para correspondencia: mariyfran077@hotmail.com

RESUMEN

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. 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, para la producción de alimentos de una población en constante crecimiento. El objetivo del presente estudio fue evaluar la calidad fisicoquímica del agua subterránea y determinar su aptitud para uso agrícola, mediante los criterios de salinidad, sodicidad y toxicidad en el Departamento de Lavalle, provincia Corrientes, Argentina. 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. Según la clasificación del laboratorio de Riverside, el 73 % de las muestras de aguas presentaron baja salinidad, todas con bajo contenido en sodio, aptas para el riego, en la mayoría de los casos, y el 26 % de las muestras con salinidad moderada, aptas para el riego, con bajo contenido en sodio. 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 los iones tóxicos como el cloro y el sodio, las muestras presentaron valores bajos, por lo que no representan un problema para su uso.

Palabras clave: 
calidad del agua, aguas subterráneas, cationes, aniones, explotaciones agropecuarias, riego

Recibido: 29/11/2021; Aceptado: 12/2/2022

Conflicto de interesees. Los autores declaran que no tienen conflicto de interés.

Contribución de los autores: Conceptualización- Silvia Carlota Rodríguez. Investigación- Ramírez Darío Emanuel; María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Metodología- María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Supervisión- María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Escritura del borrador inicial, Escritura y edición final y Procesamiento de los datos- Ramírez Darío Emanuel.

Conflict of interest: The authors declare that they have no conflict of interest.

Authors' contribution: Conceptualization- Silvia Carlota Rodríguez. Research- Ramírez Darío Emanuel; María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Methodology- María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Supervision- María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Initial draft writing, Final writing and editing, and Data curation- Ramírez Darío Emanuel.

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CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

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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 (11. 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.,22. 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 ,33. Marín R. Control de calidad de aguas regeneradas en España: una revisión sobre el tema. Revista Virtual Pro, 2018, (198), 1-15.). 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 (44. 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 ,55. 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 ) 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 (66. 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), 51-70,77. 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 ). 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 (88. 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 ), ocasionando un aumento en la cantidad de sólidos totales, nitratos, sulfatos, cloruros y sodio (99. 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.).

El sector agrícola consume cerca del 70 % del agua dulce para el riego de los cultivo (1010. 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.,1111. OIEA. 2017. Available from: https://www.iaea.org/technicalcooperation/documents/Factsheets/Water-Spanish.pdf.). 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 (CO3 2)-, cloruros (Cl-) y sulfatos (SO4 2-) como aniones, y otros de menor proporción, como nitrato (NO3 -) (88. 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 ,99. 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.). 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 (99. 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.,1212. 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 ). 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 (99. 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.); 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 (1313. 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.). 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 (44. 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 ,88. 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 ). 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

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Área de estudio

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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

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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

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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:

  • Calcio y Magnesio: por volumetría de formación de complejos (1414. 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.).

  • Sulfato: por Turbidimetría (Método ASTM D 516-90) (1515. 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 ).

  • Alcalinidad: por volumetría de neutralización (1414. 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.).

  • Sodio y Potasio: por espectrometría de absorción atómica (1414. 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.).

  • Cloruro: por volumetría de precipitación, Método de Mohr (1414. 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.).

  • Fosfato: por espectrofotometría de absorción molecular: método del azul de molibdeno (1414. 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.).

  • Nitrato: por Espectrofotometría de Absorción molecular por el método del salicilato de sodio (1616. 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.).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

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pH y alcalinidad

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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 (1313. 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.).

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 (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ), 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 (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ).

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 (1818. 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.). 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
Rango Alcalinidad (mg L-1)
Baja < 75
Media 75-150
Alta > 150

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 (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ).

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 (1919. 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).

Conductividad eléctrica (CE)

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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 (2020. 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).).

Tabla 2.  Normas de Riverside: Clasificación para evaluar la calidad de las aguas de riego en función de la CE y el RAS
Tipos Calidad y normas de uso
C 1 Agua de baja salinidad, apta para el riego en todos los casos. Pueden existir problemas en suelos de muy baja permeabilidad.
C 2 Agua de salinidad media, apta para el riego. Utilizar cultivos tolerantes a la salinidad.
C 3 Agua de salinidad alta que puede utilizarse para el riego en suelos con buen drenaje.
C 4 Agua de salinidad muy alta que en muchos casos no es apta para el riego. Sólo debe usarse en suelos muy permeables y con buen drenaje.
C 5 Agua de salinidad excesiva, que sólo debe emplearse en casos muy contados, extremando todas las precauciones apuntadas anteriormente.
C 6 Agua de salinidad excesiva, no aconsejable para riego.
S 1 Agua con bajo contenido en sodio, apta para el riego en la mayoría de los casos. Sin embargo, pueden presentarse problemas con cultivos muy sensibles al sodio.
S 2 Agua con contenido medio de sodio y, por tanto, con cierto peligro de acumulación de sodio en el suelo, especialmente en suelos de textura fina y de baja permeabilidad.
S 3 Agua con alto contenido de sodio y gran peligro de acumulación del sodio en el suelo.
S 4 Agua con contenido muy alto de sodio. No es aconsejable para el riego en general.
Tabla 3.  Clasificación de peligrosidad salina según la CE
Categoría Peligrosidad salina CE (µS cm-1 a 25 ºC)
C1 Baja hasta 250
C2 Moderada 250-750
C3 Mediana 750-2.250
C4 Alta 2,250-4,000
C5 Muy alta 4,000-6,000
C6 Excesiva más de 6,000

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 (2121. 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).

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)

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El índice de RAS (Tabla 4) da idea del peligro potencial debido a un exceso del sodio sobre el calcio y el magnesio (1313. 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.). Se expresa mediante la siguiente ecuación:

S A R = N a m e q / l C a   m e q / l + M g m e q / l 2  
Tabla 4.  Valores RAS propuestos por Riverside
Clase Clasificación RAS
S1 BAJA peligrosidad sódica 0-10
S2 MEDIANA peligrosidad sódica 10-18
S3 ALTA peligrosidad sódica 18-26
S4 MUY ALTA peligrosidad sódica Mayor a 26

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

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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 (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ). 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 (2222. 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.).

Según la Tabla 5 de clasificación de Cánovas Cuenca (2222. 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.), 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
Tipo de agua mg L-1 de CaCO3
Muy blanda Menor a 70
Blanda 70-140
Medianamente blanda 140-220
Medianamente dura 220-320
Dura 320-540
Muy dura Mayor a 540
Figura 6.  Valores de Dureza total de aguas analizadas (mg L-1 CaCO3)

Análisis de Aniones y catión K+:

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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 (2323. Ayers, R. S. y Westcot, D. W. Water quality for agriculture. FAO Irrigation and Drainage. 1985, Paper Nº 29, Roma, Italia.).

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)
Muestras de agua Nitrato Sulfato Cloruros (mg L-1) Fosfato Potasio
1 2,67 7,07 55 0,2 0,585
2 8,82 3,58 15 0,21 0,195
3 49,44 2,21 10 0,02 0,195
4 6,54 2,58 15 0,07 0,195
5 7,64 1,42 7 0,19 0,39
6 23,73 2,82 9 0,031 0,195
7 20,25 3,7 12 0,32 0,39
8 4,28 4,72 25 0,67 0,39
9 4,04 7,25 18 0,64 0,39
10 1,68 6,62 17 0,4 0,78
11 18,45 5,04 15 0,35 0,39
12 5,22 6,34 68 0,53 0,39
13 4,16 1,76 18 0,21 0,195
14 3,54 0,91 5 0,66 0,195
15 11,37 9,8 22 0,43 0,585
16 8,88 7,87 9 0,34 0,78
17 6,96 3,85 9 0,34 0,78
18 4,9 9,53 15 0,64 0,39
19 14,78 9,04 25 0,32 0,975
Tabla 7.  Intervalos óptimos de Aniones y el catión K+ en agua de riego
Parámetros de calidad del agua Símbolo Intervalo óptimo en aguas de riego (mg L-1)
Cloruro Cl- 0-1000
Sulfato SO4 2- 0-950
Fosfatos PO4 3- 0-2
Potasio K+ 0-2

CONCLUSIONES

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  • 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.

Conflict of interest: The authors declare that they have no conflict of interest.Authors' contribution: Conceptualization- Silvia Carlota Rodríguez. Research- Ramírez Darío Emanuel; María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Methodology- María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Supervision- María Yfran Elvira; I Silvia Carlota Rodríguez. Initial draft writing, Final writing and editing, and Data curation- Ramírez Darío Emanuel.

BIBLIOGRAFÍA

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Cultivos Tropicales Vol. 44, No. 3, julio-septiembre, 2023, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Analysis and classification of drilling water from Lavalle department, Corrientes-Argentina, for use in agriculture

 

iDDarío Emanuel Ramírez

iDMaría de las Mercedes Yfran Elvira*✉:mariyfran077@hotmail.com

iDSilvia Carlota Rodríguez


Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Nordeste (UNNE), Calle Sargento Cabral no. 2131, Corrientes, Argentina. CP 3400

 

*Author for correspondence: mariyfran077@hotmail.com

ABSTRACT

Ensuring the availability of clean water represents a fundamental objective worldwide, since water is an essential resource for sustainable development. Volumes of fresh water available for agricultural and urban-industrial use worldwide have decreased considerably due to the excessive use of surface and groundwater destined for agricultural irrigation for the production of food for a constantly growing population. The objective of this study was to evaluate the physicochemical quality of groundwater and determine its aptitude for agricultural use through the criteria of salinity, sodicity and toxicity in the Department of Lavalle in Corrientes province, Argentina. The evaluation and characterization of the physicochemical quality of the waters analyzed for irrigation and applications of phytosanitary products by means of the determination of cations and anions present indicate that they do not show inconveniences to be used in agriculture. According to the Riverside laboratory classification, 73 % of the water samples presented low salinity, all with low sodium content, suitable for irrigation in most cases; and 26 % of the samples with moderate salinity, suitable for irrigation, with low sodium content. In addition, it should be noted that the determination of hardness, nitrate, phosphates and potassium are important data when making a fertilization plan. In the case of toxic ions such as chlorine and sodium, the samples presented low values, so they do not represent a problem for their use.

Key words: 
water quality, underground water, cations, anions, agricultural holdings, irrigation

INTRODUCTION

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Ensuring the availability of clean water is a fundamental global objective, as water is an essential resource for sustainable development (11. 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.-33. Marín R. Control de calidad de aguas regeneradas en España: una revisión sobre el tema. Revista Virtual Pro, 2018, (198), 1-15.). The available volumes of freshwater for agricultural and urban-industrial use worldwide have decreased considerably, due to the excessive use of surface and groundwater for agricultural irrigation (44. 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 ,55. 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 ) to produce food for an ever-growing population. The amount of water for irrigation depends on the water requirements of the crops and the water that is naturally available for the crops (66. 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), 51-70,77. 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 ). However, the natural water used for irrigation may contain contaminants of an inorganic nature, especially fertilizers and agrochemicals, which are important because of their toxicity to living organisms (88. 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 ), causing an increase in the amount of total solids, nitrates, sulfates, chlorides and sodium (99. 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.).

The agricultural sector consumes about 70 % of fresh water for crop irrigation (1010. 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.,1111. OIEA. 2017. Available from: https://www.iaea.org/technicalcooperation/documents/Factsheets/Water-Spanish.pdf.). In water for agricultural use, quality is defined by the concentration of specific ions of calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), sodium (Na+) and potassium (K+) as cations; carbonates (CO3 2)-, chlorides (Cl-) and sulfates (SO4 2-) as anions, and others of lesser proportion, such as nitrate (NO3 -) (88. 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 ,99. 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.). Electrical conductivity (EC) is also useful for determining the total concentration of soluble salts. EC and Na+ are two fundamental parameters that define the suitability of water for irrigation. The high content of salts in irrigation water generates an increase in osmotic pressure in the soil solution, decreasing water adsorption by plants, besides directly affecting plant growth, affecting soil constitution, permeability and structure (99. 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.,1212. 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 ). The sodium adsorption ratio (SAR) is a parameter that reflects the possible influence of the sodium ion on soil properties, since it has dispersant effects on soil colloids and affects permeability. This equation (SAR) gives an idea of the potential danger due to an excess of sodium over calcium and magnesium (99. 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.); the soil becomes more waterlogged, with worse aeration and, therefore, with worse characteristics for crop establishment. This is really worrisome in soils with a clayey profile (1313. 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.). Similarly, sulfate, chloride and phosphate ions should be evaluated, since they can accumulate in crops in concentrations high enough to reduce crop yields and facilitate the obstruction of some irrigation systems. The possible causes of contamination are of human origin, depending on industrial activities, population growth, and wastewater management (44. 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 ,88. 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 ). Therefore, it is important to evaluate the chemical quality of water, since this is integrated by the concentration of salts and the proportion of different ions in solution that could affect soil and crop resources in their long-term use.

The objective of the present study was to evaluate the physicochemical quality of groundwater and determine its suitability for agricultural use using salinity, sodicity and toxicity criteria in the Department of Lavalle in Corrientes province, Argentina.

MATERIALS AND METHODS

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Study area

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The work was carried out in the Department of Lavalle, Corrientes province, Argentina (29°01′40″S; 59°10′55″O), in farms of small producers of that locality.

Nineteen samples were taken from water sources from boreholes of depths ranging from 25 to 40 meters, which producers use for agricultural production.

Sample collection

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The extracted samples (1L) were stored in polyethylene containers.

Sampling was carried out as follows: before taking the sample, the pump was run for about 10 minutes, the container was rinsed with water from the borehole three times, and then completely filled, avoiding the presence of air inside.

They were determined in situ:

  • Temperature: which was recorded with a Mercury thermometer with bulb, formed by a glass capillary of uniform diameter, with Celsius scale.

  • pH: measured with an "Adwa" AD101 Standard Pocket Tester pH Portable pH meter, microprocessor based, with automatic calibration and automatic temperature compensation.

  • Electrical conductivity: with an "Adwa" AD203 Standard Pocket Teste portable conductivity meter, with automatic temperature compensation.

Sample conditioning and transport

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The refrigerated samples were immediately transported to the Analytical and Agricultural Chemistry Laboratory, Faculty of Agricultural Sciences, National University of the Northeast (UNNE). It is important to refrigerate the samples because some chemical species (such as nitrates and sulfates) are transformed by microbial action.

The following determinations were carried out in the laboratory:

  • Calcium and Magnesium: by complex formation volumetry (1414. 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.).

  • Sulfate: by Turbidimetry (ASTM D 516-90 method) (1515. 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 ).

  • Alkalinity: by neutralization volumetry (1414. 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.).

  • Sodium and Potassium: by atomic absorption spectrometry (1414. 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.).

  • Chloride: by precipitation volumetry, Mohr's method (1414. 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.).

  • Phosphate: by molecular absorption spectrophotometry: molybdenum blue method (1414. 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.).

  • Nitrate: by molecular absorption spectrophotometry: sodium salicylate method (1616. 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.).

RESULTS AND DISCUSSION

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pH and Alkalinity

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These parameters are conceptually different from each other, but are highly correlated. The pH is not a fundamental factor in determining water quality, but it serves to evaluate the relative concentrations of dissolved carbonate species. In addition, its values have important implications on the availability and management of nutrients, since the normal range of water for agricultural use is between 5.6 and 7.3, which is suitable for most crops due to the maximum availability of nutrients (1313. 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.).

The convenient pH for applying herbicides is 4 to 6. High pH of the solution has negative effects on herbicides (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ) in terms of stability and penetration into the plant.

  • pH 3.5-6.0: considered satisfactory for most applications, except for acid-sensitive products.

  • pH 6.1-7.0: can be used as long as the product is not kept in the tank for more than 1 hour.

  • pH 7.0 or higher: it is advisable to add a buffer or acidifier.

On the contrary, acidification of solutions can lead to an increase in the degree of degradation of sulfonylurea herbicides (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ).

Figures 1 and 2 show the pH and electrical conductivity values of the water samples analyzed.

The pH results obtained are in the range of 5 to 6 (Figure 1), which is a very acceptable value with respect to the values considered standard, both for irrigation and for agricultural applications, except for those products sensitive to acidity, for example, herbicides of the chemical group of sulfonylurea herbicides.

Figure 1.  pH values of the samples analyzed
Figure 2.  Alkalinity values of the water samples analyzed

With respect to the alkalinity results, only sample 9 showed levels higher than 150 mg L-1, categorized as high alkalinity values, according to Kevern's reference values (1818. 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.). Samples with low values were 4, 7, 16, 17 and 19, while the rest of the samples presented average alkalinity values (Figure 2, Table 1).

Table 1.  Alkalinity reference values
Range Alkalinity (mg L-1)
Low < 75
Medium 75-150
High > 150

Sodium bicarbonate, a natural water pollutant in some areas, reduces the herbicide activity of the cyclohexanedione family (such as clethodim, setoxydim), MCPA, 2,4-D, glyphosate, dicamba, but the antagonism on the mentioned herbicides begins at 300 mg L-1 (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ).

Figure 2 shows that no sample reaches 300 mg L-1 of bicarbonates, therefore, the activity of the agrochemicals would not be affected. Similar results were found in samples from the area of Bella Vista, Corrientes (1919. 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).

Electrical conductivity (EC)

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When water is classified to determine its suitability for irrigation, the EC value and the sodium adsorption ratio (SAR) are taken into account, since it is classified according to these values for the possible saline and sodium hazard that irrigation water may have. From the point of view of human consumption, the EC and sodium values are relevant.

The EC defines the ease with which an electric current passes through water. Conductivity gives an idea of the total salt content of the water. The higher the salt content, the higher the electrical conductivity. The Riverside standards establish a relationship between the electrical conductivity (µS cm-1) and the RAS index (Tables 2 and 3) and according to these two parameters, categories or classes of water are established according to the letters C and S affected by a numerical subscript (2020. 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).).

Table 2.  Riverside Standards: Classification for assessing irrigation water quality based on EC and SAN
Types Quality and standards of use
C 1 Low salinity water, suitable for irrigation in all cases. Problems may exist in soils with very low permeability.
C 2 Medium salinity water, suitable for irrigation. Use salinity tolerant crops.
C 3 High salinity water that can be used for irrigation in well-drained soils
C 4 Very high salinity water that in many cases is not suitable for irrigation. It should only be used in very permeable and well-drained soils.
C 5 Water of excessive salinity, which should only be used in very few cases, taking all the precautions mentioned above.
C 6 Water with excessive salinity, not advisable for irrigation.
S 1 Water with low sodium content, suitable for irrigation in most cases. However, problems may occur with crops that are very sensitive to sodium.
S 2 Water with medium sodium content, and therefore with some danger of sodium accumulation in the soil, especially in fine-textured soils with low permeability.
S 3 Water with high sodium content and great danger of sodium accumulation in the soil.
S 4 Water with very high sodium content. Not advisable for irrigation in general
Table 3.  Salt hazard classification according to the EC
Category Salt hazard EC (µS cm-1 to 25 ºC)
C1 Low up to 250
C2 Moderate 250-750
C3 Medium 750-2.250
C4 High 2,250-4,000
C5 Very high 4,000-6,000
C6 Excessive over 6,000

Figures 3 and 4 show the results of electrical conductivity and sodium content in the waters analyzed. Samples 9, 12, 13, 15, 18 showed EC between 250-750 µS cm-1, corresponding to category C2 moderate salinity hazard, suitable for irrigation, recommending the use of salinity-tolerant crops.

The rest of the samples analyzed showed EC below 250 µS cm-1, therefore of low salinity (C1), suitable for irrigation. Similar results were found in samples from San Roque, province of Corrientes (2121. 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).

Figure 3.  Electrical conductivity values of the water samples analyzed
Figure 4.  Sodium contents in the water samples analyzed

Sodium adsorption ratio (SAR)

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SAR index (Table 4) gives an idea of the potential danger due to an excess of sodium over calcium and magnesium (1313. 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.). It is expressed by the following equation:

S A R = N a m e q / l C a   m e q / l + M g m e q / l 2  
Table 4.  SAR values proposed by Riverside
Class Classification SAR
S1 LOW sodium hazard 0-10
S2 MEDIUM sodium hazard 10-18
S3 HIGH sodium hazard 18-26
S4 VERY HIGH sodium hazard Over 26

With respect to this parameter (Figure 5), all the water samples analyzed correspond to class S1, Low Sodium Hazard.

The following graph shows the SAR results obtained.

Figure 5.  SAR values of the water samples analyzed

Total hardness

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In most cases, water hardness is mainly due to the presence of calcium and magnesium ions; sometimes other bivalent cations also contribute to hardness, such as strontium, iron and manganese, but to a lesser degree since they are generally found in small quantities (1717. Rodríguez R. La dureza del agua. Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional - edUTecNe, 2010, Available from: http://www.edutecne.utn.edu.ar ). It is important to know the degree of hardness of the water for the risk of obstructions in the irrigation branches, drip and nozzles and to know if we can use them in a certain soil for irrigation. For example, to correct a soil with excess sodium, it is advisable to use water rich in calcium (2222. 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.).

According to Table 5, Cánovas Cuenca's classification (2222. 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.), none of the water samples analyzed presented any problem to be used for irrigation and applications of phytosanitary products (Figure 6), since 21 % of the samples were categorized as very soft and 79 % as moderately soft water.

Table 5.  Classification of waters according to their hardness
Type of water mg L-1 of CaCO3
Very soft Lower than 70
Soft 70-140
Medium soft 140-220
Medium hard 220-320
Hard 320-540
Very hard Over 540
Figura 6.  Total hardness values of analyzed waters (mg L-1 CaCO3)

Anion and K+ cation analysis:

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The chloride anions, sulfates, phosphates and the potassium cation in the water samples analyzed (Table 6) were not found at values that exceed the maximum limits for use in irrigation (based on Table 7 (2323. Ayers, R. S. y Westcot, D. W. Water quality for agriculture. FAO Irrigation and Drainage. 1985, Paper Nº 29, Roma, Italia.).

With respect to human consumption, the CAA establishes that the maximum nitrate value for this type of use is 45 mg L-1. Table 7 shows that sample 3 has values above those established, so it is important that this water sample not be consumed.

Although there is no risk of these parameters in the water analyzed for irrigation use, it is important to have this information when deciding on crop fertilization.

Table 6.  Nitrate, sulfate, phosphate, chloride and potassium content expressed in mg L-1
Water sample Nitrato Sulfate Chlorides (mg L-1) Phosphate Potassium
1 2.67 7.07 55 0.2 0.585
2 8.82 3.58 15 0.21 0.195
3 49.44 2.21 10 0.02 0.195
4 6.54 2.58 15 0.07 0.195
5 7.64 1.42 7 0.19 0.39
6 23.73 2.82 9 0.031 0.195
7 20.25 3.7 12 0.32 0.39
8 4.28 4.72 25 0.67 0.39
9 4.04 7.25 18 0.64 0.39
10 1.68 6.62 17 0.4 0.78
11 18.45 5.04 15 0.35 0.39
12 5.22 6.34 68 0.53 0.39
13 4.16 1.76 18 0.21 0.195
14 3.54 0.91 5 0.66 0.195
15 11.37 9.8 22 0.43 0.585
16 8.88 7.87 9 0.34 0.78
17 6.96 3.85 9 0.34 0.78
18 4.9 9.53 15 0.64 0.39
19 14.78 9.04 25 0.32 0.975
Table 7.  Optimal ranges of anions and K+ cation in irrigation water
Water quality parameters Symbol Optimum range in irrigation water(mg L-1)
Chloride Cl- 0-1000
Sulfate SO4 2- 0-950
Phosphates PO4 3- 0-2
Potassium K+ 0-2

CONCLUSIONS

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  • With regard to the evaluation and characterization of the physicochemical quality of the water analyzed for irrigation and applications of phytosanitary products, by determining the cations and anions present, they indicate that they do not show any inconvenience for use in agriculture.

  • In addition, it should be noted that the determination of hardness, nitrate, phosphates and potassium are important data when making a fertilization plan.

  • In the case of toxic ions such as chloride and sodium, the samples showed low values, so they do not represent a problem for their use.

  • These results show us the relevance of water analysis for its use.

  • Water is one of the most precious goods within the production system and it is imperative to have knowledge of its quality, which determines its suitability for irrigation use or if it presents a limitation in crop development.