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ESTIMATING THE IMPACT OF IRRIGATION WATER SALINITY ON VINES IN THE MENDOZA AND TUNUYÁN RIVER BASINS ESTIMACIÓN DEL IMPACTO DE LA SALINIDAD DEL AGUA DE RIEGO SOBRE LA PRODUCCIÓN DE VID EN LAS CUENCAS DEL RÍO MENDOZA Y TUNUYÁN
HERNÁNDEZ, Rocío1, 2; MARIANI, Adriana2; BERMEJILLO, Adriana2; STOCCO, Alicia2; MORÁBITO, José1, 2 1 Instituto Nacional del Agua – Centro Regional Andino. 2Universidad Nacional de Cuyo – Facultad de Ciencias Agrarias *Corresponding author: jmorabito@ina.gob.ar
Abstract: Studies on climate change impact on the South American Central Andes predict scenarios of reduced river flows and salinity increases downstream of the Mendoza and Tunuyán River basins and indicate that these impacts would lead to a reduction in crop yields. This paper shows that irrigation water salinity affects vine production. The objectives are twofold: to characterize water quality conditions in different parts of the basins and to assess their effect on crop yields. A database of physicochemical and microbiological quality of surface water has been created for both rivers. Eighteen sampling sites were selected, eight on the Mendoza River basin and ten on the Tunuyán River basin. The model that was used “Aguas de Riego. Calidad y evaluación de su factibilidad de uso” was developed by Avellaneda et al (2004) to calculate effective electrical conductivity and sodium adsorption ratio (SAR), among other parameters. Production variation on the basis of salinity was estimated with the equation proposed by FAO. Effective electrical conductivity values range between 0.25 and 1.76 dS.m-1 which, according to Wainstein (Wainstein, 1969), belong to C2 (slightly saline) and C5 class (highly saline). According to Riverside (USSLS, 1954) extreme mean values of SAR of 0.39 and 2.49 belong to S1 (low hazard) class for all sites. It is concluded that yields in sites with highly saline irrigation water would be reduced by 19% (Mendoza River) and 16% (Tunuyán River).
Keywords: irrigation water quality, productivity, water salinity, SAR 1.Introducción La provincia de Mendoza concentra casi la totalidad de su población y actividad agrícola e industrial en los oasis de sus ríos originados en la cordillera de Los Andes. Entre los oasis productivos de Mendoza, el oasis Norte es el más importante debido a que se encuentra asentada la población del gran Mendoza. Además el crecimiento urbano ha avanzado sobre áreas originalmente agrícolas, rodeándolas y atravesándolas con una intrincada red de canales y desagües para conducción y distribución del agua de riego, que también es colectora de desagües pluviales-urbanos, producto de las frecuentes tormentas convectivas de verano (Morabito et al, 2005). Por otro lado, el río Tunuyán (RT), situado en el centro de la provincia de Mendoza, da origen a dos subcuencas separadas por el dique de embalse El Carrizal (360 hm3): la superior (aproximadamente 54.000 ha en los departamentos de Tupungato, Tunuyán y San Carlos) y la inferior (aproximadamente 80.000 ha en el este de la provincia). El Departamento General de Irrigación (DGI) deriva para la cuenca superior sólo el 17 % del caudal del RT mientras que el resto se aprovecha en la cuenca inferior. La importancia económica actual del área de estudio (viticultura de avanzada, variedades emblemáticas como el Malbec y Bonarda, grandes inversiones foráneas asociadas con capitales locales, etc.) obliga al conocimiento y permanente control de la calidad del agua para vigilar la sostenibilidad de los modelos productivos de ambas cuencas (Salatino S.E. et al, 2009). La actividad antropogénica utiliza el recurso para bebida, saneamiento, riego, recreación, etc. y contamina la red de riego y desagües debido al vuelco de sus excedentes. En ambas cuencas se observa un aumento de la salinización del recurso hídrico aguas abajo del Dique El Carrizal (Morábito et al. 2005). Por este motivo, sumado a estudios sobre el impacto del cambio climático en los Andes centrales sudamericanos que predicen escenarios de reducción de caudales de los ríos, se propone como objetivo en este trabajo: caracterizar espacialmente la calidad del agua de las cuencas y estimar su efecto sobre la productividad en vid. La concentración de sales en la rizósfera produce daños en las plantas, dependiendo del tiempo de exposición, del tipo de iones y del genotipo (Munns, R. 2002 citado por Lucero C.C. et al, 2017). La presencia de sales en el suelo reduce la energía potencial de la solución edáfica y las plantas absorben menos agua, manifestándose un déficit hídrico por estrés osmótico. Por otra parte, algunas sales generan efectos tóxicos en las plantas pudiendo producir la reducción del metabolismo, daños oxidativos y muerte celular (Allen R.G., Pereira L. S., Raes D. Y Smith M. 1998). La vid es el principal cultivo de la Región de Cuyo con 200.000 ha cultivadas aproximadamente (INV, 2013 citado por Martin L. et al, 2013) y la salinidad de las aguas de riego superficiales y subterráneas afecta la expresión de vegetativa y el rendimiento productivo de cv. de Vitis vinífera. Materiales y Métodos Desde agosto de 2007 hasta la fecha, se ha conformado una base de datos con parámetros físico-químicomicrobiológicos de calidad del agua de riego de los ríos Mendoza y Tunuyán. Se seleccionaron dieciocho sitios de muestreo, de lectura bimestral, estratégicamente ubicados. Ocho en la cuenca del RM y diez en la del RT. Los sitios de muestreo del RM están ubicados: tres sobre el río, uno en el dique Cipolletti (RI), el segundo (RII) en donde el río gira en dirección al norte (vuelta de Palmira) y el otro en el dique Gustavo André (RIII), cinco se encuentran en la red de canales, de los cuales cuatro pertenecen a la margen izquierda del río CI (nacimiento Canal Jocolí), CII (canal Jocolí en el cuádruple comparto), CIII ( Gustavo André) y CV (canal Auxiliar Tulumaya) y el quinto a la margen derecha CIV (Perdriel). En el RT se localizaron tres sitios pertenecientes al río: Valle de Uco (VU), Costa Anzorena (CA) y Dique Tiburcio Benegas (TB) y otros tres en sus afluentes principales: río Las Tunas (LT) y arroyos Aguanda (A) y Yaucha (Y). Además, se cuenta con información de muestreo del Arroyo Guiñazú (AG) y del Arroyo Negro (AN) localizados aguas abajo de la cuenca alta del RT. En la cuenca del RT Inferior se dispone de información del canal San Martín en la rama Norte Alto Verde (SM) y del dren Cañada Moyano (CM). Con el modelo de “Aguas de Riego. Calidad y evaluación de su factibilidad de uso” (Avellaneda et al, 2004) se determinó: CE actual, CEE (conductividad eléctrica efectiva), RAS (relación de adsorción de sodio), Coeficiente de Álcali, entre otros. En función del valor de cada parámetro se obtienen las distintas categorías de las clasificaciones, por salinidad y sodicidad según los autores Riverside, Wainstein, Suárez y Stabbler (Avellaneda et al., 2004). El modelo requiere los siguientes datos: a) Conductividad eléctrica del agua (CE); b) Concentración de aniones y cationes; c) Conductividad eléctrica del agua de drenaje (CEd) deseada según la tolerancia del cultivo, en este caso la vid se la considera moderadamente sensible a salinidad, ya que su producción comienza a disminuir con conductividades eléctricas en el extracto de saturación del suelo superiores a 1,5 dSm-1 (Mass, E. V. et al 1977) y d) las necesidades de riego de la vid obtenidas por Morábito et al (2005) para la zona. Por otro lado, para ver el impacto de la calidad del agua sobre la producción, se estimó la reducción de la misma, considerando en cada sitio de muestreo que la salinidad del extracto de saturación (CEe) se iguala en dos veces la CEE. Esto ha sido observado tanto en la cuenca del RM como en la del RT, donde los diferentes autores presentan valores promedio de CEe, comprendidos entre 1,7 y 2,1 veces la CE del agua (Morábito 2003, Schilardi 2010 y Tozzi et al. 2017). Con el nuevo valor de CEe se aplicó la ecuación de Ayers y Westcot (1985, citada por Allen R.G., Pereira L. S., Raes D. Y Smith M. 1998;) válida para condiciones donde CEe > CEe umbral del cultivo, dice:
Abstract: Studies on climate change impact on the South American Central Andes predict scenarios of reduced river flows and salinity increases downstream of the Mendoza and Tunuyán River basins and indicate that these impacts would lead to a reduction in crop yields. This paper shows that irrigation water salinity affects vine production. The objectives are twofold: to characterize water quality conditions in different parts of the basins and to assess their effect on crop yields. A database of physicochemical and microbiological quality of surface water has been created for both rivers. Eighteen sampling sites were selected, eight on the Mendoza River basin and ten on the Tunuyán River basin. The model that was used “Aguas de Riego. Calidad y evaluación de su factibilidad de uso” was developed by Avellaneda et al (2004) to calculate effective electrical conductivity and sodium adsorption ratio (SAR), among other parameters. Production variation on the basis of salinity was estimated with the equation proposed by FAO. Effective electrical conductivity values range between 0.25 and 1.76 dS.m-1 which, according to Wainstein (Wainstein, 1969), belong to C2 (slightly saline) and C5 class (highly saline). According to Riverside (USSLS, 1954) extreme mean values of SAR of 0.39 and 2.49 belong to S1 (low hazard) class for all sites. It is concluded that yields in sites with highly saline irrigation water would be reduced by 19% (Mendoza River) and 16% (Tunuyán River).
Keywords: irrigation water quality, productivity, water salinity, SAR 1.Introducción La provincia de Mendoza concentra casi la totalidad de su población y actividad agrícola e industrial en los oasis de sus ríos originados en la cordillera de Los Andes. Entre los oasis productivos de Mendoza, el oasis Norte es el más importante debido a que se encuentra asentada la población del gran Mendoza. Además el crecimiento urbano ha avanzado sobre áreas originalmente agrícolas, rodeándolas y atravesándolas con una intrincada red de canales y desagües para conducción y distribución del agua de riego, que también es colectora de desagües pluviales-urbanos, producto de las frecuentes tormentas convectivas de verano (Morabito et al, 2005). Por otro lado, el río Tunuyán (RT), situado en el centro de la provincia de Mendoza, da origen a dos subcuencas separadas por el dique de embalse El Carrizal (360 hm3): la superior (aproximadamente 54.000 ha en los departamentos de Tupungato, Tunuyán y San Carlos) y la inferior (aproximadamente 80.000 ha en el este de la provincia). El Departamento General de Irrigación (DGI) deriva para la cuenca superior sólo el 17 % del caudal del RT mientras que el resto se aprovecha en la cuenca inferior. La importancia económica actual del área de estudio (viticultura de avanzada, variedades emblemáticas como el Malbec y Bonarda, grandes inversiones foráneas asociadas con capitales locales, etc.) obliga al conocimiento y permanente control de la calidad del agua para vigilar la sostenibilidad de los modelos productivos de ambas cuencas (Salatino S.E. et al, 2009). La actividad antropogénica utiliza el recurso para bebida, saneamiento, riego, recreación, etc. y contamina la red de riego y desagües debido al vuelco de sus excedentes. En ambas cuencas se observa un aumento de la salinización del recurso hídrico aguas abajo del Dique El Carrizal (Morábito et al. 2005). Por este motivo, sumado a estudios sobre el impacto del cambio climático en los Andes centrales sudamericanos que predicen escenarios de reducción de caudales de los ríos, se propone como objetivo en este trabajo: caracterizar espacialmente la calidad del agua de las cuencas y estimar su efecto sobre la productividad en vid. La concentración de sales en la rizósfera produce daños en las plantas, dependiendo del tiempo de exposición, del tipo de iones y del genotipo (Munns, R. 2002 citado por Lucero C.C. et al, 2017). La presencia de sales en el suelo reduce la energía potencial de la solución edáfica y las plantas absorben menos agua, manifestándose un déficit hídrico por estrés osmótico. Por otra parte, algunas sales generan efectos tóxicos en las plantas pudiendo producir la reducción del metabolismo, daños oxidativos y muerte celular (Allen R.G., Pereira L. S., Raes D. Y Smith M. 1998). La vid es el principal cultivo de la Región de Cuyo con 200.000 ha cultivadas aproximadamente (INV, 2013 citado por Martin L. et al, 2013) y la salinidad de las aguas de riego superficiales y subterráneas afecta la expresión de vegetativa y el rendimiento productivo de cv. de Vitis vinífera. Materiales y Métodos Desde agosto de 2007 hasta la fecha, se ha conformado una base de datos con parámetros físico-químicomicrobiológicos de calidad del agua de riego de los ríos Mendoza y Tunuyán. Se seleccionaron dieciocho sitios de muestreo, de lectura bimestral, estratégicamente ubicados. Ocho en la cuenca del RM y diez en la del RT. Los sitios de muestreo del RM están ubicados: tres sobre el río, uno en el dique Cipolletti (RI), el segundo (RII) en donde el río gira en dirección al norte (vuelta de Palmira) y el otro en el dique Gustavo André (RIII), cinco se encuentran en la red de canales, de los cuales cuatro pertenecen a la margen izquierda del río CI (nacimiento Canal Jocolí), CII (canal Jocolí en el cuádruple comparto), CIII ( Gustavo André) y CV (canal Auxiliar Tulumaya) y el quinto a la margen derecha CIV (Perdriel). En el RT se localizaron tres sitios pertenecientes al río: Valle de Uco (VU), Costa Anzorena (CA) y Dique Tiburcio Benegas (TB) y otros tres en sus afluentes principales: río Las Tunas (LT) y arroyos Aguanda (A) y Yaucha (Y). Además, se cuenta con información de muestreo del Arroyo Guiñazú (AG) y del Arroyo Negro (AN) localizados aguas abajo de la cuenca alta del RT. En la cuenca del RT Inferior se dispone de información del canal San Martín en la rama Norte Alto Verde (SM) y del dren Cañada Moyano (CM). Con el modelo de “Aguas de Riego. Calidad y evaluación de su factibilidad de uso” (Avellaneda et al, 2004) se determinó: CE actual, CEE (conductividad eléctrica efectiva), RAS (relación de adsorción de sodio), Coeficiente de Álcali, entre otros. En función del valor de cada parámetro se obtienen las distintas categorías de las clasificaciones, por salinidad y sodicidad según los autores Riverside, Wainstein, Suárez y Stabbler (Avellaneda et al., 2004). El modelo requiere los siguientes datos: a) Conductividad eléctrica del agua (CE); b) Concentración de aniones y cationes; c) Conductividad eléctrica del agua de drenaje (CEd) deseada según la tolerancia del cultivo, en este caso la vid se la considera moderadamente sensible a salinidad, ya que su producción comienza a disminuir con conductividades eléctricas en el extracto de saturación del suelo superiores a 1,5 dSm-1 (Mass, E. V. et al 1977) y d) las necesidades de riego de la vid obtenidas por Morábito et al (2005) para la zona. Por otro lado, para ver el impacto de la calidad del agua sobre la producción, se estimó la reducción de la misma, considerando en cada sitio de muestreo que la salinidad del extracto de saturación (CEe) se iguala en dos veces la CEE. Esto ha sido observado tanto en la cuenca del RM como en la del RT, donde los diferentes autores presentan valores promedio de CEe, comprendidos entre 1,7 y 2,1 veces la CE del agua (Morábito 2003, Schilardi 2010 y Tozzi et al. 2017). Con el nuevo valor de CEe se aplicó la ecuación de Ayers y Westcot (1985, citada por Allen R.G., Pereira L. S., Raes D. Y Smith M. 1998;) válida para condiciones donde CEe > CEe umbral del cultivo, dice: