Salinização do Solo: Causas e Prevenção

M. C. Gonçalves, J. C. Martins, T. B. Ramos

INIAV

UEIS Sistemas Agrários e Florestais e Sanidade Vegetal

Laboratório de Solos, Oeiras Av. da República, Quinta do Marquês, 2784-505 Oeiras

Email: maria.goncalves@iniav.pt

O Solo é um sistema vivo, que presta

serviços essenciais para a sobrevivência da

sociedade e dos ecossistemas

É um recurso não renovável na medida em

que as taxas de degradação podem ser

rápidas e os processos de formação e

regeneração são extremamente lentos

INTRODUÇÃO

As 8 principais ameaças ao Solo (processos

de degradação) indicadas na Estratégia

Temática para a Protecção do Solo são:

- Erosão

- Declínio da matéria orgânica

- Contaminação

- Impermeabilização

- Compactação

- Declínio da biodiversidade

- Salinização

- Deslizamento de terras

Salinização é o processo que conduz ao aumento da

concentração de sais solúveis (Na+, Ca2+, Mg2+, K+)

na solução do solo, para níveis prejudiciais às

plantas

Sodização é o processo pelo qual o ião Na+, ganha

preponderância no complexo de troca do solo,

podendo causar a perda de uma ou mais funções do

solo

A sodização é o estado mais grave da

salinização

Salinização/sodização do solo

O Sódio tem um efeito negativo nas

propriedades do solo e no crescimento das

plantas

A dinâmica do Sódio está associada à

dinâmica dos outros catiões, nomeadamente

do Cálcio e do Magnésio

Causas naturais mais comuns da salinização

primária

• Presença de toalhas de água de origem

marinha e/ou acção directa das marés em

regiões costeiras

• Presença de sais provenientes da meteorização

de rochas com minerais ricos em sódio

Sapais da ria de Faro (Teixeira e Alvim, 1978)

Causas mais comuns de salinização secundária

• Uso de solos impróprios ou mal adaptados para a prática do regadio (com baixa permeabilidade e sem sistema de drenagem)

• Rega com água rica em sais

• Má condução da rega (dotações de rega desadequadas, distribuição irregular da água)

• Subida da toalha freática (redução da evapotranspiração por modificação da vegetação, excesso de rega ou infiltração de água )

• Uso intensivo de fertilizantes ou corretivos, particularmente em condições de limitada lixiviação

• Contaminação do solo com águas residuais ou produtos salinas de origem industrial

• A nível mundial: 1000 Mha (Austrália, Ásia,

América do Sul e África)

• Europa: 50 Mha (Leste e zona mediterrânica)

• Portugal: 200 000 ha

Extensão da Salinização do Solo

Distribuição dos solos

salinos em Portugal

- Salinização natural ou primária

120 000 a 150 000 ha relacionados com

toalhas freáticas marinhas e/ou efeitos

das marés e geogénica (rochas

básicas/ultrabásicas

- Salinização antropogénica ou secundária

50 000 ha, referentes à acumulação de

sais provenientes das águas de rega

e/ou de fertilizantes

Indicadores dos riscos de

Salinização/Sodização

Condutividade

eléctrica

Estima o teor de sais

solúveis no solo ou na

solução do solo

Avalia a concentração de

sódio na solução do solo e

na água de rega em relação

aos outros catiões

Razão de adsorção

de sódio, SAR

Avalia a quantidade de

sódio adsorvido no

complexo de troca do solo

Percentagem de

sódio de troca,

ESP

Classificação de solos afectados por sais

USSL

SOLOS SALINOS: com CE da pasta saturada >4 dS m-1 e

ESP<15%

SOLOS SÓDICO-SALINOS: com CE da pasta saturada

>4 dS m-1 e ESP> 15%

SOLOS SÓDICOS: com CE da pasta saturada <4 dS m-1

e ESP>15%.

Processos de controlo da

salinização/sodização

Devem ter em consideração:

• dinâmica da água e dos solutos no solo

• relações entre as concentrações de sais

solúveis e adsorvidos no solo

Ferramenta a utilizar: modelação

Avaliar: gestão da rega

Prever: efeitos da qualidade da água de rega

no solo e nas águas subterrâneas

Estudo da influência da qualidade da água de

rega na salinização e na sodização do solo

Avaliação da capacidade do modelo HYDRUS na

simulação:

- Teor e fluxos de água no solo

- Concentrações dos catiões individuais (Na+, Ca2+, Mg2+)

- Salinidade (CE da solução do solo)

- Razão de adsorção de sódio (SAR)

- Percentagem de sódio de troca (ESP)

Caso de Estudo

Calibração / Validação em:

Caso I - monólitos

Caso II - ensaios de rega com milho e sorgo

Caso I – Monólitos de solo

• 3 monólitos construídos num Fluvissolo (1.2 m2 x 1 m)

• Drenagem livre

• Vegetação espontânea

• de Maio 2001 a Setembro 2004

• 4 ciclos de rega e 3 ciclos e lavagem pela chuva

• Profundidades de monitorização – 10, 30, 50 e 70 cm

• Rega manual

• Qualidade da água de rega:

- CE de 0.3 a 3.2 dS m-1

Caso II – Produção de Milho e Sorgo sacarino com

água salina

• Campos experimentais num Fluvissolo (milho e sorgo) e

num Antrossolo (milho)

• Cultura de milho grão e sorgo sacarino

• De Junho 2004 a Fevereiro 2007 (milho grão)

• De Maio de 2007 a Abril de 2010 (sorgo sacarino)

• 3 ciclos de rega e 3 ciclos de lavagem pela chuva

• Profundidades de monitorização - 20, 40 and 60 cm

• Rega gota a gota

• Qualidade da água de rega:

- CE de 0.3 a 11 dS m-1

Final view of the experimental

field Monitorização dos ciclos de rega e de lavagem

• Teor de água no solo com TDR

• Condutividade eléctrica da solução do solo

• Catiões solúveis da solução do solo

Amostragem antes e depois de cada ciclo de rega • Condutividade eléctrica da pasta de saturação

• Catiões solúveis na pasta de saturação

• Catiões de troca

• Capacidade de troca catiónica

• Razão de adsorção de sódio (SAR)

• Percentagem de sódio de troca (ESP)

2

)(

)(

22

MgCa

NaSAR

100)(

xCEC

NaESP

Exemplos de

Resultados

Obtidos

Exemplos de resultados

Simulação do teor de água nos monólitos

10 cm

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Wa

ter

co

nte

nt

(cm

3 c

m-3

)

Gonçalves, M. C., Šimůnek, J., Ramos, T. B., Martins, J. C., Neves, M. J. & Pires, F. P. 2006. Multicomponent solute transport in soil lysimeters irrigated

with waters of different quality, Water Resour. Res., 42, W08401, http://dx.doi.org/10.1029/2005WR004802.

Condutividade eléctrica

Mitra

60 cm

0

10

20

30

40

50

60

01-06-04 18-12-04 06-07-05 22-01-06 10-08-06 26-02-07

data

[Na+]

(mm

ol (

c)/L

)

GI A - HYDRUS

GI A - Measured

GIV C - HYDRUS

GIV C - Measured

70 cm

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Time (d)

Mg

Co

nc

en

tra

tio

n [

me

q/L

]

Measured ASimulated AMeasured BSimulated BMeasured CSimulated CSérie1Série2Série3Série4Série5Série6Série7Série8Série9Série10Série11Série12

I II I R RR LL LR R R R

70 cm

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Time (d)

Mg

Co

nc

en

tra

tio

n [

me

q/L

]

Measured ASimulated AMeasured BSimulated BMeasured CSimulated CSérie1Série2Série3Série4Série5Série6Série7Série8Série9Série10Série11Série12

I II I R RR LL LR R R R

Produção de milho

Monólitos

Concentração de sódio Na+

Mitra

60 cm

0

10

20

30

40

50

60

01-06-04 18-12-04 06-07-05 22-01-06 10-08-06 26-02-07

data

[Na+]

(mm

ol (

c)/L

)

GI A - HYDRUS

GI A - Measured

GIV C - HYDRUS

GIV C - Measured

70 cm

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Time (d)

Mg

Co

nc

en

tra

tio

n [

me

q/L

]

Measured ASimulated AMeasured BSimulated BMeasured CSimulated CSérie1Série2Série3Série4Série5Série6Série7Série8Série9Série10Série11Série12

I II I R RR LL LR R R R

70 cm

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Time (d)

Mg

Co

nc

en

tra

tio

n [

me

q/L

]

Measured ASimulated AMeasured BSimulated BMeasured CSimulated CSérie1Série2Série3Série4Série5Série6Série7Série8Série9Série10Série11Série12

I II I R RR LL LR R R R

Produção de milho

Monólitos

Ramos, T. B., Šimůnek, J., Gonçalves, M. C., Martins, J. C., Prazeres, A., Castanheira, N. L., Pereira, L. S., 2011. Field Evaluation of a multicomponent

solute transport model in soils irrigated with saline waters. Journal of Hydrology 407: 129-144, http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2011.07.016

Razão de Adsorção de Sódio (SAR)

70 cm

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Time (d)

Mg

Co

nc

en

tra

tio

n [

me

q/L

]

Measured ASimulated AMeasured BSimulated BMeasured CSimulated CSérie1Série2Série3Série4Série5Série6Série7Série8Série9Série10Série11Série12

I II I R RR LL LR R R R

70 cm

0

10

20

30

40

50

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Time (d)

Mg

Co

nc

en

tra

tio

n [

me

q/L

]

Measured ASimulated AMeasured BSimulated BMeasured CSimulated CSérie1Série2Série3Série4Série5Série6Série7Série8Série9Série10Série11Série12

I II I R RR LL LR R R R

Monólitos

Condutividade eléctrica

da solução do solo no

inicio (sementeira) e no

fim dos ciclos de rega

(colheita)

Cultura de sorgo

sacarino

Rega com a água da

zona CE= 0.8 dS m-1

Condutividade eléctrica

da solução do solo no

inicio (sementeira) e no

fim dos ciclos de rega

(colheita)

Cultura de sorgo

sacarino

Rega com água salina:

2007 - CE=7.6 dS m-1

2008 - CE= 9.6 dS m-1

2009 – CE= 10.6 dS m-1

Modelação da lixiviação

de nitratos em condições

de stress salino

Ramos, T. B., Šimůnek, J., Gonçalves, M. C., Martins, J. C., Prazeres, A., Pereira, L. S., 2012. Two-dimensional modeling of water and nitrogen

fate from sweet sorghum irrigated with fresh and blended saline waters. Agricultural Water Management 111: 87-104,

http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2012.05.007

•Os riscos de salinização/sodização dependem

das condições climáticas, da qualidade da água

de rega e das propriedades do solo.

•O seu controlo necessita de estudos integrados

que só se conseguem recorrendo à modelação

dos processos envolvidos

Conclusões

•O problema da necessidade dos dados de

entrada tem de ser resolvido com recurso a

bases de dados das propriedades dos solos

•Modelos, como o HYDRUS, devem ser usados

para estabelecer práticas de regadio

sustentáveis com vista à minimização dos

riscos ambientais, tanto no solo como nos

aquíferos

Conclusões

Muito obrigada pela vossa atenção