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Artículo: COMEII-15013

I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015

Reunión Anual de Riego y Drenaje

Jiutepec, Morelos, México, 23 y 24 de noviembre

SALINIDAD, DRENAJE Y CALENTAMIENTO GLOBAL EN DISTRITOS DE RIEGO

Leonardo Pulido Madrigal1; Heber Eleazar Saucedo Rojas1; Inocente Aragón Figueroa2;

José Efraín Cervantes Luna2

1Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Paseo Cuauhnáhuac 8532, Progreso, Jiutepec, Morelos, C.P. 62550. 2Distrito de Riego del Río Mayo, S. de R.L. de I.P. y C.V., Otero s/n, Col. Juárez, Navojoa, Sonora.

Resumen

El Distrito de Riego 038 río Mayo, Sonora, está clasificado entre los que presentan mayores

problemas de salinidad y drenaje en México. Con la finalidad de identificar los parámetros

que influyen en el ensalitramiento de sus suelos y para estudiar su variación espacial y

temporal, durante el periodo 2012-2013 se llevó a cabo una investigación en el Módulo de

Riego 05. Se estudiaron las variables salinidad del suelo, profundidad del nivel freático

superficial, salinidad del agua freática, salinidad del agua de riego, rendimiento de trigo y

cártamo, y se registraron datos de temperatura, precipitación pluvial y evapotranspiración

diarios de una estación meteorológica ubicada en el módulo de riego. Los datos de

salinidad y de niveles freáticos se analizaron mediante un sistema de información

geográfico elaborado ex profeso, mediante el cual se elaboraron mapas de salinidad y de

isobatas mensuales. El conjunto de datos obtenidos se analizó estadísticamente por medio

de modelos de regresión lineal simple y múltiple, y así se determinó el impacto de las

distintas variables en el ensalitramiento del suelo. Se concluyó que los parámetros que

influyen en el ensalitramiento del suelo son: temperatura ambiente, evapotranspiración,

nivel freático superficial, salinidad del agua de riego, precipitación pluvial y salinidad del

agua freática; se encontró que las áreas ensalitradas ocupan el 94% de la superficie del

módulo. Las mayores afectaciones se observaron en los meses de marzo-abril coincidentes

con la época de riegos, y en el periodo de julio-agosto, cuando las temperaturas a lo largo

del año son más altas.

Palabras clave: temperatura, impacto, variabilidad, nivel freático, rendimiento.

I Congreso Nacional COMEII 2015, Jiutepec, Morelos, México, 23 y 24 de noviembre

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Introducción

Los problemas de salinidad que se presentan en las áreas agrícolas de la República

Mexicana son de gran importancia, pues se estima que cubren entre el 21-30% del área de

los distritos de riego; aunque estudios realizados con la aplicación de sensores remotos

indican que las áreas afectadas pueden ser mayores. Debido a que los distritos de riego

(DR) son las áreas agrícolas más productivas, la salinidad (CE) es considerada un

problema serio ya que aproximadamente un 47 % de las afectaciones a nivel nacional se

localizan en distritos de riego del noroeste del país; y es en esta región en la que se ubica el

Distrito de Riego 038 Río Mayo, en el estado de Sonora. En este DR se tienen afectadas por

CE un 20% de su superficie y por manto freático (MF) superficial un 53% de su área (De la

Peña, 1993; Pulido, et al., 1997, 2003a y 2007).

La importancia de estudiar la salinidad del suelo en los distritos de riego del norte de

México es por el impacto negativo que las sales en exceso causan en la producción de

cosechas, ya que todas las especies cultivadas tienen un nivel de tolerancia a la salinidad,

por arriba del cual disminuyen los rendimientos. En el DR 038 las áreas afectadas por

salinidad mantienen una relación estrecha con las áreas afectadas por manto freático

superficial. En estudios de salinidad realizados entre 1970 y 2001 se determinó que el

principal origen de los mantos freáticos superficiales está relacionado con las aplicaciones

de agua de riego. Esto es, las diferencias encontradas en las áreas afectadas por salinidad,

están ligadas a la disponibilidad de agua de riego; y a su vez esta disponibilidad está

influenciada por las condiciones climáticas ocurridas en la cuenca hidrográfica del río

Mayo. En el DR 038 a partir de la década de los noventa se observó un incremento en la

temperatura y una reducción en las precipitaciones pluviales; estos parámetros climáticos,

además de las áreas afectadas por mantos freáticos superficiales, correlacionaron con las

áreas afectadas por salinidad (Pulido y González, 2012; Pulido, 2015).

En las predicciones del cambio climático con respecto a México, los pronósticos para

diferentes escenarios indican que la temperatura media podría incrementarse 4 °C en

promedio al final del presente siglo, respecto del promedio del periodo 1961-1990, y en

algunas regiones del norte y noroeste, más de 5 °C. Estos incrementos ocasionarían una

mayor escasez de recursos hídricos en casi todo el país, además de disminuciones de

producción por hectárea en numerosos cultivos. El Instituto Mexicano de Tecnología del

Agua estima que para el periodo 1961-1990 del presente siglo en el estado de Sonora la

temperatura media aumentará entre 3.5 y 3.7 °C y la precipitación pluvial decaerá un 21°C

(Montero et al., 2010; Nikolskii et al., 2011; Martínez y Patiño, 2012).

Los objetivos de este trabajo son: 1) Analizar las causas que originan la variación espacial y

temporal de la salinidad del suelo en el Módulo de Riego 05 del distrito de riego 038 Río


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Mayo. 2) Estudiar el impacto de variables agronómicas y climáticas en el ensalitramiento

del suelo en el Módulo de Riego 05 del distrito de riego 038 Río Mayo.

En los DR la salinidad de los suelos irrigados es de naturaleza artificial relacionada

principalmente con la elevación del nivel freático a profundidades menores de 1.5 m;

causado por las pérdidas profundas de filtración en canales de riego y en su aplicación en

las parcelas, así como a deficiencias en la remoción de las aguas freáticas en terrenos

agrícolas, aunado a la ubicación geográfica cercana a la costa, a pesar de que existen

sistemas de drenaje colector o de apoyo. Las aguas freáticas contienen sales disueltas

tóxicas para los cultivos agrícolas y cuando están cerca de la superficie del suelo,

participan en el proceso de evapotranspiración, dejando y acumulando sales en el suelo

(Nikolskii et al., 2011).

Para acelerar la remoción de las aguas freáticas, mantenerlas a una profundidad no menor

de 1.5-1.7 m y combatir la salinidad de los suelos irrigados, se ha estado utilizando el

drenaje parcelario subterráneo entubado y se le ha dado poca atención a reducir las

aportaciones al nivel freático, así como tener una adecuada conservación en los sistemas

de drenaje general. Según algunas estimaciones, en México existen alrededor de 80,000 ha

de riego que cuentan con drenaje parcelario subterráneo entubado, lo que corresponde

solamente a un 3% del área de los distritos de riego; mientras que por lo menos el 12% de

esta área necesita medidas de combate contra el ensalitramiento, a través de instalación de

drenaje parcelario (Nikolskii et al., 2011).

La CE del suelo puede medirse remotamente utilizando la metodología de inducción

electromagnética. Los sensores de inducción electromagnética EM-38 de Geonics Ltd. son

muy adecuados para determinar la salinidad del suelo, puesto que responden a suelos

más conductivos (más salinos), y además no requieren de un contacto directo con el suelo.

Estos instrumentos inducen pequeñas corrientes eléctricas en el suelo en forma de

remolino con círculos, las cuales miden la magnitud del campo magnético generado por

dichas corrientes. La magnitud de la corriente es directamente proporcional a la CE del

suelo en las inmediaciones de esos círculos de corriente (Rhoades, 1992). Un sensor de este

tipo y un receptor del sistema de posicionamiento global (GPS) se han utilizado para

estimar la salinidad del suelo a distintas profundidades y para la elaboración de mapas de

salinidad en distritos de riego (Pulido, et al., 2003b y 2010).

Según las predicciones existentes, para el año 2050 se espera una reducción de

disponibilidad de agua para riego en 30% aproximadamente, debido a la reducción de la

precipitación y al crecimiento de la evapotranspiración en las cuencas hidrográficas. El

análisis de los datos de monitoreo en la cuenca del Mar de Aral del Asia Central señala

que una reducción de la disponibilidad de agua en un 22% en el transcurso de 30 años y la

falta de la construcción del drenaje parcelario, originó que el área afectada por salinidad

creciera dos veces: de 25 a 50% del área bajo riego. Estos datos se pueden considerar como


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un indicador de lo que puede suceder en muchas regiones bajo riego de México en el Siglo

XXI, con relación a los problemas de salinidad y drenaje (Nikolskii et al., 2011).

Materiales y métodos

El presente estudio se realizó en los años 2012 y 2013 en el DR 038 Río Mayo, Son. El

distrito se localiza entre los paralelos 26°21’ y 28° 31’ N y meridianos 108° 26’ y 110° 05’,

con una altura media de 40 msnm. El distrito de riego queda comprendido en los

municipios de Navojoa, Etchojoa y Huatabampo, Son.; tiene una superficie de riego de

96,951 ha, la cual es regada por gravedad con agua de la presa Adolfo Ruiz Cortines, y con

agua extraída de pozos de bombeo. Su clima es estepario semiárido, la precipitación media

anual es de 388 mm, la temperatura media anual es de 21.4 °C, y la evaporación media

anual es de 2,222 mm (Reyes, 1994).

Para cumplir con los objetivos trazados se seleccionó el Módulo de Riego No. 5. Este

módulo tiene una superficie de riego de 5,288 ha y es usufructuado por 1037 usuarios; se

localiza en la parte más meridional del DR 038.

El muestreo de suelos y el monitoreo mensual de la salinidad se llevaron a cabo en una red

de 62 sitios establecida ex profeso en el área del módulo de riego. Se llevaron a cabo

muestreos de suelo en la época de riego, en el ciclo de cultivo otoño-invierno, en marzo de

2012 y abril de 2013. Las muestras se tomaron con una barrena agrológica, con la cual se

colectaron muestras a 30, 60 y 90 cm de profundidad; las muestras se analizaron en el

laboratorio de suelos de la empresa Agroinsumos de Huatabampo, ubicado en la Ciudad

de Huatabampo, Sonora. En cada muestra se analizaron el pH (en pasta), la conductividad

eléctrica, calcio, magnesio, sodio, potasio, carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos,

nitratos; con los contenidos de calcio, sodio y magnesio se calcularon la relación de

adsorción de sodio y el porciento de sodio intercambiable.

En la red de 62 sitios referida, mensualmente se monitorizó la CE a las profundidades de

0-60 y 0-150 cm, para lo cual se utilizó un sensor electromagnético EM-38 de Geonics

Limited. El sensor fue calibrado en forma previa a su aplicación extensiva, para lo cual se

utilizaron los análisis de suelo referidos. El procedimiento de calibración se explica en

Pulido et al., (2003 b). Se utilizó un receptor GPS para obtener las coordenadas geográficas

de cada sitio de medición, con el fin de ubicarlos geográficamente en un sistema de

información geográfica (SIG), y así generar mapas de salinidad mensuales

georeferenciados del Módulo de Riego No. 05.

La cantidad de muestras de suelo analizadas de 186 se determinó con base en la

variabilidad de la población, y de la precisión y un nivel de confianza deseados, según el

criterio señalado por Hanson y Grattan (1990); ecuación 1. Se consideró un nivel de

confianza de 80% y un error de la media de las muestras de 0.15. Los modelos resultantes

de la calibración se utilizaron para convertir en valores de CE las lecturas realizadas


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mensualmente. Las mediciones se realizaron para determinar la CE en los estratos 0-60 y

0-150 cm de profundidad.

2

))((

k

CVzN

(1)

Donde: z = 1.96, 1.64 y 1.28 para niveles de confianza de 95%, 90% y 80%, respectivamente;

CV = coeficiente de variación; k = 0.1 hasta 0.2.

En una red de 52 pozos de observación del manto freático superficial construida ex

profeso y distribuida en el módulo de riego, se llevaron a cabo mediciones mensuales del

nivel freático hasta una profundidad de tres metros. En estos pozos se midió in-situ la

salinidad, pH, sólidos totales disueltos y temperatura, mensualmente con un medidor

portátil Hanna HI9811-5. Con las mediciones de niveles freáticos y de salinidad en el agua

freática se elaboraron mapas mensuales de isobatas y de salinidad mediante un SIG

elaborado específicamente.

En 2012 y 2013 fueron tomadas muestras de 1 m2 de espigas de trigo en parcelas afectadas

por salinidad, y se investigó con productores de cártamo los rendimientos que cosecharon

durante 2012. Con estos datos y con la información de salinidad del suelo se estimó a

través de un análisis de regresión el impacto de la salinidad en el rendimiento.

Las condiciones de temperatura, precipitación pluvial y evaporación diarios registrados en

el área de estudio se obtuvieron en la página de internet www.agroson.org.mx, los cuales

se generan en la estación meteorológica ubicada en la Ciudad de Huatabampo, Son.,

localizada según coordenadas geográficas 26.8167° de latitud norte y 109.6° de longitud

oeste de Greenwich, y a 8 msnm; la estación es operada por el Distrito de Riego 038 Río

Mayo de la Conagua.

Se consultaron datos hidrométricos y estadísticos de los archivos del Distrito de Riego 038

río Mayo de la Conagua, y del Distrito de Riego del río Mayo S. de R.L. de I.P. y C.V., del

periodo 1770-2001 y 2012-2013.

Se ejecutó un análisis de varianza de regresión lineal simple y múltiple para determinar la

relación de la CE con la temperatura (T), superficie con un nivel freático superficial (MF),

evapotranspiración de referencia (Eto), precipitación pluvial (PP) y salinidad del agua

freática (CEaf). El análisis estadístico se realizó mediante el programa excel. Este

procedimiento fue utilizado por Pulido y González (2012) y Pulido (2015).

Resultados y discusión

De las 6,139 ha brutas del módulo de riego, se encontró que en 2012 en el estrato 0-30 cm

de profundidad presenta suelos normales en el 32 % de su superficie, suelos salinos en el

http://www.agroson.org.mx/


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57% y suelos salino sódicos en el 10% del área; no se encontraron suelos sódicos. En 2013

en el mismo estrato de suelo las cifras fueron de 27%, 68% y 6% para suelos normales,

salinos y salino sódicos, respectivamente. En consecuencia, se encontró que en 2013 la

superficie ensalitrada incrementó en un 5% con respecto a la de 2012. En el estrato 30-60

cm el incremento fue del 16% y en el estrato 60-90 cm la diferencia fue del 15%, mayor en

2013 que en 2012 (figura 1). En promedio en 2013 se determinó que los suelos salinos y

salino-sódicos ocuparon en promedio del estrato 0-90 cm el 80% de la superficie del

módulo, mientras que en 2012 cubrieron el 68% del área. En ambos años la salinidad

aumentó a medida que incrementó la profundidad del suelo; es así que en el estrato 60-90

cm se observaron las mayores afectaciones por salinidad. Las áreas afectadas se

distribuyen desde la Cd. de Huatabampo hasta el sur donde la altitud es menor, próxima a

la costa marítima. Históricamente el Módulo de Riego No. 05 es de los más afectados por

salinidad ya que se ubica al sur del distrito de riego, en la zona con menor altitud por lo

que recibe altas recargas de agua subsuperficial producto de sobreriegos y filtraciones de

canales (figura 2).

3227

34

18

31

16

57

68

45

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41

77

106

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7

0

10

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30

40

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Ma

rzo

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Abril--2

013

Ma

rzo

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rzo

--20

12

Abril--2

013

0-30 cm 30-60 cm 60-90 cm

% d

e s

up

erf

icie

Normal

Salino

Salinosódico

Figura 1. Distribución de las clases de suelo por salinidad y porciento de sodio

intercambiable en el Módulo de Riego 05 durante 2012 y 2013.


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Figura 2. Mapa de clases de salinidad y porciento de sodio intercambiable en el Módulo de

Riego 05 en abril de 2013; estrato 0-30 cm de profundidad.

Con la monitorización mensual de la salinidad en los primeros 60 cm de profundidad

(estrato superficial) llevado a cabo con el sensor electromagnético EM-38, en 2012 se

determinó un valor medio de 8.2 dS/m, inferior al estimado en 2013 de 9.1 dS/m. En este

estrato en 2012 se observó en mayo el nivel más alto de 11 dS/m, coincidente con el

término del ciclo de cultivo otoño-invierno, y también en concordancia con la temporada

de verano donde cada año se registran las temperaturas más elevadas. De igual forma, en

2013 los valores más altos de salinidad de 12.4 dS/m se estimaron en agosto y septiembre,

y de 12.8 dS/m en diciembre durante el ciclo de cultivo otoño-invierno, que cubre los

meses de noviembre a abril y que es cuando se aplican los mayores volúmenes de agua en

el distrito de riego.

La monitorización mensual de la salinidad en el estrato 0-150 cm (estrato subsuperficial)

mostró que en 2012 el promedio anual fue de 10.6 dS/m, mientras que en 2013 tuvo un

valor de 10.4 dS/m. En este estrato la salinidad resultó mayor que en el estrato superficial.

En 2012 los niveles más altos de 11.9 y 11.3 dS/m, se determinaron en marzo y diciembre

respectivamente, cuando hubo mayores aportaciones de agua de riego, y en agosto de 12.0

dS/m, en la época de lluvias y de mayor calor anual. En 2013 los valores mayores de

salinidad de estimaron en el mismo periodo que en 2012, con niveles de 11.0, 11.0 y 10.9

dS/m, respectivamente.

Los valores mensuales de CE que resultaron en las monitorizaciones se analizaron en un

SIG para la obtención de mapas mensuales de clases de salinidad, de acuerdo con la

clasificación de suelos utilizada por la CONAGUA (De la Peña, 1982). La clasificación


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consiste en 5 clases; para cada una existe un color específico: 0-4 dS/m azul, 4-8 verde, 8-12

amarillo, 12-20 rojo, >20 dS/m café. Suelos que presentan una conductividad eléctrica >4

dS/m se clasifican como salinos (Richards, 1974).

En el estrato 0-60 cm de profundidad en 2012 se estimó una superficie media anual

equivalente al 64.3% de la superficie del módulo, menor que en 2013 de 66.0%. En 2012 los

meses con mayores problemas fueron marzo con 80.4% y mayo con 83.6%; por su parte en

las estimaciones de superficie afectada en 2013 los meses con más problemas resultaron

agosto con el 82.7% y diciembre con el 87.9% del área del módulo de riego. Las áreas

afectadas se observaron desde la Ciudad de Huatabampo hacia el sur.

Por su parte, en el estrato a 150 cm en 2012 las mayores afectaciones se estimaron en marzo

con el 96.1%, agosto 96.5% y diciembre 97.4%. En el año 2013 en marzo el área afectada se

estimó con el 95.2%, agosto 93.8% y diciembre 94.7% (figura 3). En 2012 el promedio anual

fue de 89.4% y en 2013 del 91.7%. Es decir, en 2013 se cuantificó un mayor porcentaje de

superficie afectada por sales que en 2012, equivalente al 2.3 por ciento.

El monitorizado mensual de niveles freáticos se realizó desde marzo de 2012 hasta

diciembre de 2013. En 2012 los niveles medios más superficiales se observaron en marzo,

con 1.6 m; entre julio y septiembre se midieron los niveles más profundos, de 2.6 m. Por su

parte en 2013 entre enero y marzo se observaron los niveles más superficiales, de 1.7 m en

promedio en cada uno de estos meses; mientras que en agosto se encontró el nivel más

bajo, de 2.5 m. En promedio en 2012 el nivel freático fue de 2.3 m y en 2013 de 2.1 m. De

acuerdo con estos datos se infiere que la profundidad al nivel freático está en función de

las aportaciones de humedad al manto freático que se desarrollan a lo largo del ciclo de

cultivo otoño-invierno de cada año, debidas a sobreriegos y a las filtraciones de agua en

los canales de riego. Según las monitorizaciones, el incremento de niveles freáticos inicia

en octubre cuando empieza el calendario de riegos, y disminuye en abril en la época de

finalización del ciclo agrícola de otoño-invierno.

96.1

86.3

83.9

79.0

81.0

96.5

93.3

90.2 90.7

97.4

89.4

94.7

93.1

95.2 94.8

84.6 85.0

89.8

93.8

88.9

91.1

94.4 94.7

91.7

75

80

85

90

95

100

% s

up

erf

icie

mó

du

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ieg

o

2012

2013

Figura 3. Variación mensual de la superficie ensalitrada en el estrato 0-150 cm de

profundidad en 2012 y 2013.


9

Los menores problemas de niveles freáticos superficiales en 2012 en comparación con los

de 2013, se deben a los volúmenes de riego aplicados. Con datos proporcionados por la

S.R.L. del Distrito de Riego del Río Mayo, en 2012 se dispuso de un volumen para riego de

613 hm3, de los cuales 482 hm3 fueron de almacenamiento de la presa Adolfo Ruiz Cortines

y 131 hm3 de bombeo de pozos profundos; las condiciones de sequía ocurridas en 2011-

2012 determinaron un cambio en el patrón de cultivos en el que tradicionalmente

predomina el trigo. En 2011-2012 se sembraron 85,700 ha, por debajo del promedio

histórico de 103660 ha, a pesar de que la disponibilidad de agua fue menor que la del

volumen histórico medio de 931.7 hm3. Entretanto en 2013 en la citada presa se

almacenaron 800 hm3, de los cuales se autorizaron para riego 766 hm3 más 159 hm3 de

bombeo de pozos; en total para el ciclo de otoño invierno 2012-2013 se aplicaron 906 hm3

para el riego de 90,000 ha, en las que predominó el cultivo de trigo, con 73,071 ha.

Con las lecturas mensuales de niveles freáticos analizadas en un SIG, se elaboraron mapas

mensuales de isobatas. Se utilizó la clasificación de niveles freáticos publicada en De la

Peña, (1979) e IMTA (1997). En 2012 las zonas más afectadas con un nivel freático < 1.5 m

de profundidad se delimitaron en marzo con 93.1 % de la superficie del módulo de riego, y

en diciembre con 31.9% del área referida; las menores afectaciones se estimaron en abril

con 3%. En 2013 las mayores áreas con niveles freáticos superficiales se obtuvieron en

febrero con un 63.8% y marzo con un 63.3%, y en diciembre con un 36.9%; en julio se

determinó la menor superficie de 2.6% del área total. En promedio anual en 2012 se estimó

un 18.1% de la superficie del módulo con niveles freáticos <1.5 m de profundidad, y en

2013 el promedio fue del 26.6% de la superficie del módulo de riego. Las áreas afectadas

por niveles freáticos superficiales se distribuyen geográficamente desde la Ciudad de

Huatabampo hacia la costa, en coincidencia con la distribución espacial de las áreas

ensalitradas. Se puede inferir que la presencia de niveles freáticos superficiales influye en

el ensalitramiento de los suelos, ya que el agua freática normalmente presenta valores por

arriba de 4 dS/m de conductividad eléctrica, que son muy dañinos para las plantas cuyas

raíces están en contacto con el manto freático superficial.

La salinidad del agua freática en los pozos de observación en el año 2012 a lo largo del

periodo de estudio tuvo un valor medio de 6.3 dS/m; el valor medio mensual más alto se

registró en el periodo entre mayo y junio de 6.9 dS/m, y el más bajo en diciembre con 5.4

dS/m. En 2013 el valor medio anual fue de 5.7 dS/m, menor que el de 2012; el dato medio

mensual más alto se observó en septiembre con 6.5 dS/m, y el más bajo en marzo con 5.2

dS/m. Los valores más altos de salinidad del agua freática obtenidos en 2013 y

comparados con 2012 coincidieron con los mayores volúmenes de riego aplicados; las

lecturas más altas se observaron durante la época de mayor temperatura anual, y también

cuando se tuvieron las lecturas de mayor profundidad de niveles freáticos. Los valores

medios mensuales más bajos también coincidieron con la época de riegos del ciclo de

cultivo otoño-invierno, cuando se aplica más agua, los niveles freáticos están más

superficiales y las sales se diluyen.


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Los valores puntuales de salinidad del manto freático se transformaron a superficies

mediante el software Arc-Gis; los valores medidos en campo se agruparon en tres

categorías: <0.7 dS/m, 0.7-3.0 dS/m y > 3.0 dS/m. En el año 2012 la superficie media

afectada con una conductividad eléctrica >3.0 dS/m resultó equivalente al 63% del área

total del módulo, mientras que en 2013 fue del 77%. En 2012 las mayores afectaciones se

estimaron en abril y diciembre con el 81%, respectivamente, y la menor en agosto con el

43% del área total del módulo de riego; las mayores afectaciones mensuales en 2013 se

observaron en abril con el 90% del área y las menores en octubre con el 68% del área. En

ambos años las mayores afectaciones superficiales se determinaron durante el periodo de

riegos comprendido entre noviembre y abril, coincidiendo con niveles freáticos más

superficiales; las menores afectaciones se detectaron en verano y otoño, cuando las

temperaturas anuales son más altas y los niveles freáticos están más profundos. Las

superficies más afectadas se delimitaron hacia el sur del módulo, a partir del centro

geográfico donde se localiza la Ciudad de Huatabampo; aunque también al norte de ésta

se identificó un área afectada. Para delimitar la superficie del módulo en clases de

salinidad del agua se utilizó la escala para calidad del agua de riego de la FAO (Ayers y

Westcot, 1987). Por lo tanto, el contenido de sales medido en los pozos de observación se

ubica en el nivel de “severo”, en más del 70% de la superficie del módulo de riego, si esta

agua fuera para uso agrícola; esto es, la salinidad del agua freática es muy alta para

aquellos cultivos cuyo sistema radicular esté en contacto con estas aguas, como cártamo y

alfalfa, cuyas raíces profundizan hasta cuatro metros.

Entre diciembre de 2012 y abril de 2013 se midió la conductividad eléctrica del agua de

riego proveniente de la presa Adolfo Ruiz Cortines y de pozos de bombeo, que es

mezclada y entregada al módulo de riego 05 mediante el Canal 3+300 en el punto de

control ubicado en el km 29 + 345. La salinidad se midió con un medidor portátil Hanna

HI9811-5 previamente calibrado en el Laboratorio de Calidad del Agua del IMTA. El agua

servida al módulo de riego tuvo valores de CE en diciembre de 2012 de 1.46 dS/m, en

enero de 0.82, febrero de 0.69, marzo de 0.91 y abril de 0.95 dS/m; el valor medio fue de

0.97 dS/m. Debido a la escasez de agua de riego por la sequía de 2011-2012, se estuvo

bombeando agua de drenes y de pozos profundos, aplicándola directamente en las

parcelas, o bien mezcladas con agua de canales de riego para complementar el insuficiente

volumen de almacenamiento para riego. En consecuencia, se estuvieron aplicando a las

parcelas altas cantidades de sales disueltas en el agua de riego, y ello influyó en el

incremento de salinidad del suelo. Es de notar que algunos pozos profundos tienen agua

con altos contenidos de sales, cercanos a 3 dS/m, y que superan al límite recomendado por

la FAO de 0.7 dS/m (Ayers y Westcot, 1987).

Con datos históricos obtenidos de la estación climatológica del Campo Agrícola

Experimental del CIANO del INIFAP (www.agroson.org.mx), ubicada en el municipio de

Navojoa, Son., se analizó que la temperatura media anual en un periodo de 45 años (1969-

2013) es de 19.5 °C. La precipitación pluvial media entre 1969 y 2013 es de 382 mm.


11

Mediante el análisis de información histórica climática, se encontró que a partir de 1992 las

condiciones de temperatura y precipitación pluvial empezaron a cambiar en el DR 038. Es

así que entre 1992 y 2013 hay una tendencia en la temperatura a incrementarse, ya que el

valor medio es de 21.7 °C, que es superior al promedio histórico de 19.5 °C; mientras que

en la precipitación pluvial la tendencia es hacia una disminución, con un valor medio

entre 1992 y 2012, de 314 mm, que es inferior al promedio histórico, de 382 mm. A lo largo

de 45 años en el Valle del Río Mayo las condiciones de precipitación pluvial y temperatura

están cambiando, debidas probablemente a un fenómeno cíclico o al calentamiento global

(Pulido, 2015). Entre 1992-2013 se observa un incremento en la temperatura y un

decremento en la precipitación pluvial. Esto significa que su efecto en la salinidad del

suelo probablemente tendrá consecuencias en cuanto al incremento de superficie

ensalitrada.

Con observaciones de temperatura, precipitación pluvial y evapotranspiración diarias

registradas entre enero y diciembre de los años 2012 y 2013, en la estación meteorológica

localizada en la Ciudad de Huatabampo, Son., ubicada aproximadamente en el centro

geográfico del módulo de riego, se encontró que la temperatura media anual en 2012 fue

de 22.7 °C y en 2013 de 22.6°C; los meses más cálidos están comprendidos en el periodo

julio-septiembre con un promedio mensual de 30.0°C en el año 2013 y de 29.7°C en el año

2012; la temperatura media en agosto de ambos años fue superior en 2013 con 0.6°C.

Asimismo, se registró una temperatura más alta en marzo y abril de 2013 que en los

mismos meses de 2012, de 1.7 y 0.7 °C, respectivamente. La precipitación acumulada en

2012 fue de 201 mm, menor que los 324 mm de 2013; el 39% de la lluvia de 2012 cayó en

julio, mientras que el 43% de las precipitaciones pluviales de 2013 se presentaron en

agosto. La evapotranspiración (ETo) anual acumulada de 2012 fue de 1455 mm y fue en

mayo el mes con mayor ETo de 165 mm; en 2013 la ETo acumulada fue de 1607 mm y

también en mayo ocurrió el valor más alto de 196 mm. Hay una coincidencia entre la

mayor superficie ensalitrada observada en 2013 que en 2012, con la mayor temperatura

observada en el verano de 2013; la mayor precipitación pluvial, y la mayor superficie

sembrada, regada y con mayores problemas de superficie con niveles freáticos elevados, y

mayor superficie con salinidad en el agua freática, todos estos factores mayores en 2013

que en 2012. Asimismo, las precipitaciones pluviales del periodo mayo-octubre de 2013

correlacionaron con el incremento de salinidad en el estrato subsuperficial; este aumento

es explicado por el ascenso capilar de sales debido al fenómeno de evapotranspiración (r2=

00.74).

Para analizar la relación de la temperatura, precipitación pluvial, evapotranspiración,

niveles freáticos elevados, concentración de sales en el agua de riego y concentración de

sales en el agua freática como variables independientes, con la salinidad del suelo como

variable dependiente, se hizo un análisis de varianza de regresión lineal simple y múltiple

(cuadro 1).


12

Las ecuaciones 1-13 presentan los modelos obtenidos con regresiones lineales simples, de

los diferentes parámetros agronómicos y climáticos. Se distingue que en todos ellos los

coeficientes de determinación son entre 0.5-0.97 de lo que se infiere que hay una buena

correlación entre la salinidad y la temperatura, evapotranspiración, profundidad al nivel

freático, salinidad del agua freática y salinidad del agua de riego, tanto para el estrato

superficial como para el estrato subsuperficial; los análisis de regresión se hicieron para los

años 2012 y 2013. Estos resultados coinciden con los que obtuvo Pulido (2015), al estudiar

datos históricos generados en un periodo de 31 años en el Distrito de Riego 038 río Mayo.

En todos los modelos del cuadro 1 el incremento de la variable independiente repercutió

en un incremento de la salinidad o variable dependiente, con excepción del nivel freático

el cual mientras esté más superficial la salinidad en el suelo es mayor. En el periodo más

cálido del año, que ocurre entre mayo y septiembre, el efecto de la temperatura en la

salinidad es más alto (modelos 1 y 6 y figura 4); esto es debido al aumento en la

evapotranspiración que también se presenta en el periodo de más calor (modelos 2 y 7).

Los niveles freáticos elevados causan mayores problemas de salinidad en invierno y

principios de primavera, cuando está en marcha el calendario de riegos que aportan agua

al manto freático; las aportaciones de agua inician desde el otoño, cuando empieza el ciclo

de cultivo otoño-invierno (modelos 3 y 8). El efecto de la salinidad en el agua freática se

observa casi todo el año, pero en forma más marcada durante marzo-junio y entre agosto-

octubre (modelos 4 y 9).

y = 0.1489x + 3.3293R² = 0.9447

6

6.5

7

7.5

8

8.5

20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 32.0

Salin

idad

(d

S/m

); 0

-60

cm

Temperatura ( C); julio-noviembre 2012

Figura 4. Relación entre la salinidad y la temperatura en el estrato 0-60 cm de

profundidad, periodo julio-noviembre de 2012.

Con base en la modelo 11 se calculó que para una temperatura media anual como la que se

presentó en 2013 de 22.6°C, por cada grado centígrado se tendría un incremento de 372.5

ha ensalitradas. Asimismo, con base en la modelo 13 se estimó un aumento de 103 ha

ensalitradas por cada 500 ha con nivel freático somero.

Los modelos de regresión lineal múltiple que se desarrollaron (números 14-17), dieron

coeficientes de determinación más altos que con el análisis de regresión lineal simple, de lo


13

que se infiere una estrecha correlación entre las variables independientes analizadas, con

la salinidad del suelo que explican el ensalitramiento del suelo en el Módulo de Riego 05.

Las correlaciones más altas se desarrollaron en el periodo de riegos (enero-abril), ligadas

con la época de mayores temperaturas (mayo-agosto). Estos resultados suponen un

escenario de mayor superficie ensalitrada como consecuencia del calentamiento global que

se está experimentando en el planeta.

La pérdida de trigo causada por sales en exceso, considerando que en este cultivo la

salinidad umbral es de 6.0 dS/m (Ayers y Westcot, 1987) se estimó en 313 kg/ha/dS/m,

ecuación 19; el rendimiento medio se estimó en 5.2 ton/ha. En cártamo se estimó una

pérdida de 135 kg/ha/dS/m con el modelo número 20; el rendimiento medio se estimó de

2.27 ton/ha.

Cuadro 1. Modelos de regresión lineal simple y múltiple que relacionan la salinidad del

suelo con parámetros agronómicos y climáticos.

No. Modelo Modelo1 Estrato (cm) r2 n2 Periodo Fc3 Ft4

1 CE= 3.3293+0.1489*T 0-60 0.94 5 Julio-noviembre 2012 51.2037 0.0056

2 CE= -1.328+0.7208*ET 0-60 0.87 6 Mayo-octubre 2012 28.9492 0.0057

3 CE= 18.1112-3.7270*MF 0-150 0.91 4 Marzo-junio 2012 22.8992 0.041

4 CE= -2.5426+1.6986*CEaf 0-60 0.5 10 Marzo-diciembre 2012 8.0597 0.0218

5 CE= 10.1692+0.0008*CEar 0-150 0.87 5 Diciembre 2012-Abril 2013 20.0956 0.0207

6 CE=-17.5524+0.9394*T 0-60 0.84 4 Mayo-agosto 2013 11.0243 0.0799

7 CE=49.4832-2.2499*ET 0-60 0.97 4 Mayo-agosto 2013 69.3379 0.0141

8 CE=15.1895-2.1849*MF 0-150 0.85 4 Septiembre-diciembre 2013 12.1668 0.0732

9 CE= -18.9374+4.9087*CEaf 0-60 0.86 6 Mayo-octubre 2013 25.9724 0.007

10 CE5= 4.2425+0.1171*T 0-150 0.76 3 Agosto-octubre 2012 3.2826 0.321

11 CE=-3.7869+0.3724*T 0-150 0.79 4 Junio-septiembre 2013 7.6354 0.1098

12 CE=7.0463+0.3259*MF 0-60 0.97 3 Octubre-diciembre 2012 47.9821 0.0912

13 CE=6.7691+0.2072*MF 0-150 0.85 6 Enero-junio 2013 23.2284 0.0085

14 CE=2.9184-0.0487*T-0.0290*MF+ 0-60

0.0484*ET+0.0007*PP-0.6627*CEaf 0.98 7 Marzo-septiembre 2012 18.7226 0.1736

15 CE=17.8281-0.1533*T-0.2602*MF- 0-150

0.0253*ET-0.0053*PP-0.6624*CEaf 1 6 Marzo-agosto 2012

16 CE=0.9285+0.1685*T+0.5539*MF+ 0-60

0.0084*ET+0.0099*PP-0.3653*CEaf 0.98 7 Enero-julio 2013 17.5352 0.1792

17 CE=2.2100+0.1234*T+0.4992*MF+ 0-150

0.0016*ET+0.0022*PP+0.2016*CEaf 0.98 7 Enero-julio 2013 14.4491 0.197

18 R6= 7.2704-0.2710(CE) 0-60 0.66 34 2012 63.4606 0.0004

19 R= 7.0521-0.3138(CE) 0-60 0.66 18 2013 31.2323 0.0004

20 R7=2.8911-0.1358(CE) 0-60 0.74 25 2012 65.9342 0.0003 Donde: 1CE= salinidad del suelo (dS/m); T= Temperatura (°C); ET= evapotranspiración de

referencia (cm); MF= profundidad al nivel freático (m); CEaf= salinidad del agua freática

(dS/m); 2n= número de observaciones; 3Fc= valor de F calculado; 4Ft= valor de F crítico; 5modelos números 10-17 la salinidad del suelo, afectaciones por niveles freáticos y

superficie con salinidad en el agua freática están expresados en hectáreas*1000; 6R=

rendimiento de trigo (ton/ha) en ecuaciones 18 y 19; 7R= rendimiento de cártamo (ton/ha)

en ecuación 20.


14

Conclusiones

En el ensalitramiento del suelo en el Módulo de Riego 05 intervienen las variables:

temperatura ambiente, evapotranspiración, niveles freáticos superficiales, concentración

de sales del agua freática, concentración de sales en el agua de riego y precipitación

pluvial. En el periodo de estudio que incluyó los años 2012 y 2013, se observó una

tendencia ascendente en los niveles de todos estos parámetros, y como consecuencia se

obtuvo una mayor superficie ensalitrada en 2013 que la estimada en 2012. En este año

durante el ciclo agrícola otoño-invierno 2011-2012 se dispuso de menores volúmenes de

riego que en el ciclo agrícola 2012-2013 por una circunstancia de sequía, y por ello se

obtuvieron menores superficies con afectaciones por niveles freáticos superficiales y por

salinidad que en 2013. Con los modelos de regresión lineal simple y múltiple que se

elaboraron, se estimó un incremento de superficie ensalitrada de 372 ha por cada grado

centígrado de aumento; de igual manera por el aumento de cada 500 ha de superficie con

un nivel freático superficial, se estimó un incremento de 103 ha ensalitradas. Los modelos

de regresión lineal múltiple que se desarrollaron dieron coeficientes de determinación más

altos que con el análisis de regresión lineal simple, de lo que se infiere una estrecha

correlación entre las variables dependientes analizadas, con la salinidad del suelo. Las

correlaciones más altas se desarrollaron en el periodo de riegos (enero-abril), ligadas con la

época de mayores temperaturas (mayo-agosto) y con la época de lluvias que propician el

ascenso capilar de sales. Estos resultados suponen un escenario de mayor superficie

ensalitrada en el Módulo de Riego 05 y en el Distrito de Riego 038 río Mayo, como

consecuencia del calentamiento global que se está experimentando en el planeta.

Agradecimientos

A las autoridades del Distrito de Riego del río Mayo S. de R.L. de I.P. y C.V. por su interés

y apoyo que posibilitaron la realización del presente estudio. En particular se agradece su

colaboración al M.C. Yamil Marcelino Bisher Álvarez, Gerente General, a Inocente Aragón

Figueroa, Gerente de Operación y al Ing. José Efraín Efraín Cervantes Luna de la Gerencia

de Riego y Drenaje. Asimismo, se agradece su cooperación al Ing. Heriberto Cázares Vega,

Gerente del Módulo de Riego 05.

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