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Revista de Ciências Agrárias

versão impressa ISSN 0871-018X

Rev. de Ciências Agrárias vol.38 no.4 Lisboa dez. 2015

http://dx.doi.org/10.19084/RCA15140 

ARTIGO

A salinização do solo em Portugal. Causas, extensão e soluções

Soil salinization in Portugal. Causes, extension and solutions

M. C. Gonçalves1*, J. C. Martins1 e T. B. Ramos2

 

1Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, UEIS Sistemas Agrários e Florestais e Sanidade Vegetal, Av. da República, Quinta do Marquês, 2780-157 Oeiras, (*autor para correspondência. E-mail: maria.goncalves@iniav.pt)

2MARETEC, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa.

 

RESUMO

A salinização é um dos principais processosde degradação do solo a nível mundial. Em Portugal, este problema está limitado às zonas costeiras afectadas pelas marés (sapais) e a algumas áreas regadas no sul do País. Contudo, o aumento da área regada e as perspectivas de mudanças climáticas para as próximas décadas, nomeadamente o aumento das temperaturas, podem levar a um acréscimo da área afectada por aquele problema em Portugal e a uma crescente degradação dos solos. Descrevem-se as principais causas de salinização/sodizaçãodos solos, os indicadores mais relevantes e as classificações mais utilizadas para solos salinos e sódicos. Indicam-se também as principais áreas afectadas em Portugal, quer por salinização natural, quer por salinização secundária.Revêem-se, ainda, alguns dos principais estudos no âmbito da cartografia de solos salinos, do aproveitamento dos solos salinos e sódicos e do uso de águas de rega de má qualidade realizados em Portugal, nas últimas décadas. Finalmente são referidos os principais métodos para prevenir e recuperar a salinização/sodização dos solos.

Palavras-chave: água salina, modelação, salinidade, sodicidade.

 

ABSTRACT

Soil salinization is a major soil degradation process. In Portugal, this problem is limited to marshes and some irrigated areas located in the south of the country. However, the increase of the irrigated area and the prospects of climate change for the coming decades, including rising temperatures, can lead to an increase of the degraded areain Portugal. This paper describes the main causes of soil salinization/sodicization, the most relevant indicators, and the most used classifications. The main areas in Portugal affected, either by natural salinization or by secondary salinization, are also indicated. Then,some of the most relevant studies related to saline soilsmapping, the use of saline and sodic soils, and the use of poor quality waters conducted in Portugal,are also reviewed. Finally, the main methods for preventing and recovering saline/sodic soils are addressed.

Keywords: brackish water, modelling, salinity, sodicity.

 

Introdução

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 de regeneração são extremamente lentos (COM(2002) 179). A degradação dos solos agrícolas é um processo em curso na União Europeia, sendo mais acentuada no Sul da Europa, principalmente nos países do leste europeu e da zona mediterrânica, por razões climáticas (Tóth et al., 2008). A salinização é um dos processosde degradação do solo,referenciadosna Estratégia Temática para a Protecção do Solo (COM(2006)231), que conduz ao aumento da concentração de saissolúveis no solo e na solução do mesmo, para níveis prejudiciais às plantas. Quando o ião Na+ ganha preponderância no complexo de troca do solo (processo de sodização), o solo pode mesmo perder uma ou mais das suas funçõese conduzir à desertificação (sensuUNCCD, artigo 1, 1994).

Nos solos salinos, as culturas são afectadas quer por efeitos tóxicos específicos quer peloelevadopotencial osmótico da solução do solo, que reduzem a capacidade de extracção deágua do solopelas plantas (Ayers e Westcot, 1985). Nos solos sódicos, os teores elevados de Na+ e Mg2+ de troca propiciam a degradação da estrutura do solo. A acumulação destescatiões dispersivos promove a expansão e/ou a dispersão da argila, alterando a geometria dos poros do solo que, por outro lado, afecta a permeabilidade intrínseca do solo, a retenção de água e a produtividade das culturas (Keren, 2000). Adegradação da estrutura do solo pode também ser causadapor um teor extremamente baixo de Ca2+. De facto, a aplicação de águas com um teor baixo em sais solúveis pode provocar um problema análogo ao anterior, embora relacionado com a natureza corrosiva da água de salinidade muito baixa, como a água da chuva, dado que esta dissolve e arrasta a maior parte dos sais solúveis do solo superficial (Ayers e Westcot, 1985).

A introdução de regadio, nomeadamente em zonas de clima árido, semi-árido e ocasionalmente sub-húmido seco, tem conduzido a numerosos problemasde salinização do solo por não disporem de condições de drenagem adequadas de modo a garantir as necessidades de lixiviação dos sais do solo(Sentis, 1996).Mais de 10% da superfície terrestreemersaé afectada por algum tipo de salinização, com tendência a aumentar rapidamente devido a factores naturais, mas principalmente à intervenção humana, através do regadio, da deflorestação e do sobrepastoreio, os quais podem conduzir à desertificação (Szabolcs, 1989). As mudanças climáticas dos últimos anos, por aumento da temperatura e da concentração de CO2 na atmosfera, podem interferir também na salinização dos solos, na medida em que o uso da água pelas plantas é potencialmente influenciada por concentrações elevadas de CO2 conduzindo a uma menor condutância estomática e a um aumento das taxas fotossintéticas (Kirschbaum et al., 1996). Especialmente nas regiões mais quentes e secas, a água do solo, associada aos sais dissolvidos e existentes nas camadas profundas do solo, sofrerá um maior movimento ascensional capilar de que poderá resultar a acumulação de sais (salinização) nas camadas superficiais dos solos.

Na Europa, a salinização e a sodização do solo afectam, numa extensão considerável, a Áustria, Croácia, Bósnia-Herzgovina, Bulgária, Eslováquia, Espanha, França, Grécia, Hungria, Itália, Portugal, Roménia, Rússia, Sérvia e Ucrânia, totalizandocerca de 50 Mha (Szabolcs, 1996). Chhabra (1996) refere que a área total submetida a salinização e sodização, a nível mundial, rondará os 1000 Mha, com incidência, por ordem decrescente de importância, na Austrália, Ásia, América do Sul e África.

Na região mediterrânica, adegradação da terra associada àsalinização do solo pode agravar-se a taxas crescentes nas próximas décadas, devido ao aumento previsto das áreas regadas e à escassez crescente de águas de boa qualidade, donde emerge a necessidade de serem tomadas medidas preventivas (Bowyeret al., 2009).

Natureza e origem da salinização do solo

A salinização é um processo de degradaçãodo solo que conduz geralmente à desertificação daterra(UNCCD, artigo 1, 1994).A acumulação de sais no solo deve-se à existência de uma fonte de sais e à insuficiência de precipitação e/ou de drenagem que permitam a sua lixiviação. Algumas das causas são naturais (salinização primária) e outras resultam de processos induzidos pelo homem (salinização secundária), nomeadamente através das práticas inadequadas de rega e de drenagem e ainda do uso de águas de rega de má qualidade (Kibblewhiteet al., 2008).

As causas naturais mais comuns de salinização/sodização são a presença de toalhas de água de origem marinha,a acção directa das marés em regiões costeiras, a deposição de sais marinhos transportados pelo vento, a transferência de água salina para zonas de menor cota com drenagem limitada (repasses), o fluxo capilar ascensional de águas freáticas e subterrâneas como consequência de evapotranspiração em zonas de clima árido e semiárido.Por outro lado, a sodização resulta nomeadamente da meteorização de rochas com minerais ricos em Na(Keren, 2000).

De entre as principais causas secundárias destacam-se o uso de solos impróprios ou mal adaptados para a prática do regadio (com baixa condutividade hidráulica e sem sistemas de drenagem), arega com água rica em saissolúveis, a má condução da rega (dotações de rega inadequadas, distribuição irregular da água, subida da toalha freática), o uso intensivo de fertilizantes ou correctivos, particularmente em condições de limitada lixiviação, e o uso de águas residuais ou produtos salinos de origem industrial (Ghassemiet al., 1995).

Indicadores da salinidade e da sodicidade do solo

As determinações de sais solúveis mais fiáveis realizam-seem extractos aquosos do solo, sendo que quanto mais baixa for a relação solo/água, mais fácil é a separação do extracto, mas menos representativo este é da solução que, no solo, está em contacto com as raízes das plantas. O extracto ideal seria obtido a valores de humidade do solo compreendidos entre o coeficiente de emurchecimento permanente e a capacidade de campo, mas a dificuldade de obter tais extractos torna impraticável o seu uso em análises de rotina (Richards, 1954).

O extracto de uso mais frequente em estudos de salinidade do solo é o extracto de saturação, obtido a partir de uma pasta de solo saturada (Bresler et al., 1982), pois apresenta as vantagens de ser um método de preparação fácil e reprodutível, e de estar ainda relativamente próximo da gama de teores de humidade de campo, com os quais aliás tem certa relação, pois em muitos solos o teor de água da pasta saturada é aproximadamente o dobro da capacidade de campo e o quádruplo do coeficiente de emurchecimento.Assim, as medições de salinidade em extracto de saturação têm em conta as propriedades de retenção de água do solo em condições de campo e fornecem uma indicação realista das condições a que as plantas estão sujeitas.No entanto, recorre-se, por vezes, a extractos 1:1, 1:2 ou 1:5(Brady e Weil, 2008), aproximando-se o primeiro das condições da pasta saturada em certos solos argilosos,mas deve ter-se em atenção que não só a concentração mas também a composição iónica destes extractos é afectada pela proporção água/solo.

As determinações que geralmente se fazem no extracto de saturação para diagnóstico de salinidade do solo englobam a condutividade eléctrica no extracto de saturação (ECe) e o doseamento de Ca2+, Mg2+, K+, Na+, CO32-, HCO3-, SO42-, Cl- e B. A ECe apresenta uma elevada correlação positiva com a concentração total de catiões ou aniões e com opotencial osmótico dos extractos aquosos do solo. Usam-se com frequência as seguintes re1ações:

 

 

em quea assume o valor de 0,85 para extractos que contêm principalmente Ca2+ e SO42-, 0,64 para extractos que contêm Ca2+, SO42-, Na+ e Cl- e 0,48 para extractos que contêm principalmente NaCl.

 

 

em que b assume valores de 12,5, 10 e 8 consoante o extracto contém principalmente gesso, gesso e cloreto de sódio, ou cloreto de sódio.

 

 

Desta expressão se deduz que um solo com uma ECe de cerca de 20 dS m-1, que corresponde a um valor de cerca de 40 dS m-1 à capacidade de campo (Richards, 1954),não tem praticamente água disponíve1 para as plantas, visto que opotencial osmótico da água se aproxima de 1,5 MPa (opotencialconsiderado equivalente ao coeficiente de emurchecimento permanente).

Além das determinações feitas no extracto de saturação, o diagnóstico da salinidade do solo é em geral completado com as determinações do pH em água, dos catiões de troca e da capacidade de troca catiónica (CTC).

O indicador mais relevante para diagnóstico de solos sódicos ou alcalizados é a percentagem de sódio de troca (ESP), que consiste na razão entre oNa+ de troca e aCTC:

 

 

Há que referir que o grau de saturação do complexo de troca com sódio depende da composição da solução do solo e está re1acionado com a razão de adsorção de sódio (SAR),pelo que a SAR pode ser utilizada como indicador alternativo da sodização do solo, sendo obtida através da expressão:

 

 

em que[Na+], [Ca2+] e [Mg2+] representam as concentrações destes catiões solúveis em mmolc L-1.

A re1ação entre a ESP e a SAR (Richards, 1954)é expressa por:

 

 

A avaliação do risco de sodização ou alcalização do solo deve ter em consideração vários aspectos como a textura, o tipode mineral da argila, aSAR e a concentração electrolítica da solução do solo, para além de outros parâmetros necessários para avaliar a qualidade da água de rega.

Classificação dos solos quanto à salinidade e sodicidade

Os solos afectados por sais podem ser definidos como solos que apresentam uma concentração de sais solúveis suficientemente alta para interferir com o crescimento das culturas, em regra designados por salinos, e/ou uma percentagem suficientemente elevada de sódio de troca para afectar a estabilidade da estrutura do solo, geralmente denominados por sódicos.

Existem vários sistemas de classificação de solos afectados por sais ou por elevados teores de sódio permutável. Apresentam-se os do US Salinity Laboratory (Richards, 1954), da WRB (2014), do Soil Survey Staff (1999)e da Classificação de Solos de Portugal (Cardoso, 1974).

A classificação de solos salinos e sódicos, como apresentada pelo Laboratório de Salinidade dos Estados Unidos (Richards, 1954), é amplamente utilizada. Foi desenvolvida principalmente com vistaà recuperação de solos afectados por sais e sódio, e é um sistema simples baseado em dois critérios: a salinidade do solo, expressa em ECe (condutividade eléctrica no extracto de saturaçãodo solo), ea percentagem de sódio de troca (ESP). Devido à sua simplicidade, ela não pode lidar com todas as variações que ocorrem na natureza, e não deve, portanto, ser aplicada de forma indiscriminada.De facto, se é certo que existe uma relação entre o crescimento das plantas e a ECe, a tolerância das culturas ao sal depende também das condições climáticas, da rega, das espécies de sais presentes e do grau em que alguns deles predominam (Ayers e Westcot, 1985; Allen et al., 1998).

O sistema classifica os solos afectados por sais e/ou sódio do seguinte modo:

- Solos salinos, com uma ECe> 4 dSm-1 a 25ºC e uma ESP <15.O pH, de um modo geral, é inferior a 8,5. Os aniões dominantes são o Cl- e o SO42-.O HCO3- está presente em pequenas quantidades e o NO3- é raramente encontrado. O Na+, como regra, compreende menos do que 50% dos catiões solúveis. O carbonato de cálcio e gesso podem estar presentes;

- Solos sódico-salinos(oualcalizados salinos), com uma ECe> 4 dSm-1 a 25ºC e uma ESP> 15.O pH é raramente superior a 8,5. Muitas vezes, os solos sódico-salinos apresentam um valor de pH próximo da neutralidade. Os iões de Na+ na solução estão presentes na forma de sais neutros, tais como o NaCl e o Na2SO4. Se o valor de pH é superior a 8,5, os iões HCO3- e CO32- estão presentes na solução do solo. Esses solos sódico-salinos tendem a ser mais problemáticostendo em vista a sua recuperação.

- Solos sódicos ou alcalizados, com uma ECe<4 dSm-1 a 25ºC e uma ESP> 15.O pH é geralmente superior a 8,5 e pode atingir valores da ordem de 10. O sódio é o principal catião na solução do solo. O solopoderá conterCaCO3 que, devido à sua baixa solubilidade, não forma um reservatório de armazenamento de cálcio útil para fins de recuperação a menos que o pH do solo seja reduzido. A estrutura dos solos sódicos pode muitas vezes ser consideradacomo pobre.

Na classificação da WRB (2014),os solos afectados por sais e por sódio são distinguidos ao mais alto nível da classificação por dois Grupos de Solos de Referência:Solonchacks e Solonetz.Os Solonchacks são solos que, além de outras características, apresentamaté 50 cm de profundidade um horizonte sálico com uma salinidadeelevada (ECe ≥ 15 dSm-1 ou ECe ≥8 dSm-1 se o pH do extracto da pasta saturada do solo for ≥ 8,5), em algum momento durante o ano. Os Solonetz são solos que mostram um horizonte nátrico, isto é, um horizonte subsuperficial compacto com um teor elevado de argila relativamente ao horizonte sobrejacente, uma agregaçãocolunar ou prismática, e um teor elevado de sódio de troca (ESP ≥ 15) podendo ainda apresentar um teor alto de magnésio de troca.

NaSoil Taxonomy, isto é, no sistema de classificação do solo desenvolvido pelo Serviço de Conservação dos Recursos Naturais dos Estados Unidos (Soil Survey Staff, 1999), as características específicas dos solos afectados por sais e sódio, isto é, com horizontes sálicos (ECe> 30 dS m-1) e nátricos,respectivamente, só são introduzidas,consoante o caso, ao nível da subordem, do grande grupo ou do subgrupo. Os solos afectados por saise sódio são considerados nas ordens dosEntissolos, Inceptissolos, Alfissolos, Molissolos e Aridissolos.

NaClassificação dosSolos de Portugal (CSP) (Cardoso, 1974), os Solos Halomórficos são definidos como solos que apresentam quantidade excessiva de sais solúveis e/ou teor relativamente elevado de Na+ de troca. Nesta ordem considera-se apenas a subordem dos Solos Salinos, a qual inclui os grupos dos Solos Salinos de Salinidade Moderada (teor de sais solúveis inferior a 0,2% nos horizontes superficiais) e dos Solos Salinos de Salinidade elevada (teor de sais solúveis superior a 0,2%). Os Solos Salinos ocorrem geralmente em aluviões de origem marinha e, em alguns casos, podem desenvolver-se em rochas detríticas.Os Solos Halomórficosda CSP (Cardoso, 1974) correspondem,na classificação da WRB (2014),em parte aos Solonchacks e a outros grupos principais com qualificativo de sálico.Embora a CSP não inclua a subordem dos Solos Sódicos, admite-se que alguns Solos Halomórficos possam corresponder a Solonetz ou a outros grupos principais com o qualificativo de sódico.

Extensão da salinização em Portugal

Os Solos Salinos(Solonchacks) em Portugal distribuem-se principalmente nas regiões costeiras oeste e sul, em zonas de cota baixa, nomeadamente nas margens de rios e estuarinas, mas também podem encontrar-se solos afectados por sais em algumas áreas agrícolas regadas localizadas em zonas de clima semi-árido a árido do interior do País (Alentejo). Também existem solos sódicos (Solonetz) ou com horizontes de diagnóstico nátricos no interior alentejano, em correspondência com rochas básicas e ultrabásicas (Monteiro, 2004).

A área total de Solos Salinosem Portugal Continental é estimada em 150000 ha, dos quais cerca de 100000 ha de salinização primária ou natural (Marado e Cardoso, 1969),maioritariamente relacionados com toalhas freáticas marinhas e/ou efeitos de maré.Cerca de 50000 ha serão solos afectados por sais, de origem antrópica,resultante do uso de águas de má qualidade e de práticas de rega e de drenagem inadequadas,de que pode resultar a existência de horizontes ou camadas com uma concentração moderada a alta de sais solúveis em determinadas épocas do ano (Verão e/ou Outono). Estas áreas, localizadas maioritariamente no Alentejo, onde as condições climáticas e o tipo de solos‑em muitos casos com drenagem interna deficiente devido à baixa permeabilidade do horizonte B argílico que condicionaa lixiviação dos sais solúveis veiculados pela água de rega‑,propiciam riscos de salinização/sodização do solo quedeverãoser prevenidos por contínua monitorização.

Cartografia de solos salinos e estudos de salinização

Cartografia de solos salinos

Na sequência de reconhecimentos pedológicos de sapais que se podem definir comosolos aluvionares de origem marinhadirectamente influenciadas pelas marés e que se encontram geralmente em estuários ou em bacias de sedimentação separadas do mar por cordões litorais de areia, anteriormente efectuados por diversas entidades, o Departamento de Pedologia da Estação Agronómica Nacional (EAN) foi encarregado, a partir de 1972, de proceder ao reconhecimento sistemático dos sapais de Portugal. Foram publicados vários estudos que contemplaram a caracterização e a cartografia dos sapais ou aluviões flúvio-marítimos recentes do Algarve, nomeadamente das Baixas do Alvor (Fernandes, 1973, 1975), Arade(Alvim e Serpa, 1976), Ria de Faro(Teixeira e Alvim, 1978), Salgados do Ludo (Serpa, 1979), Castro Marim-Vila Real de Santo António (Alvim, 1973, 1976) e ainda algumas pequenas áreas de sapais e salgados dispersas ao longo da costa algarvia, como sejam os sapais e salgados da Costa Ocidental (Odeceixe e Aljezur) e pequenas manchas de sapais e salgados da Costa Sul (Ribeiras de Vale Barão, Bensafrim, Alcantarilha, Espiche e Almargem)(Alvim, 1979).Nos sapais estudados, foram detectados solos com um teor de enxofre particularmente elevado e com valores de pH muito baixos (atingindo valores inferiores a 3), que Teixeira (1967) designou por Tiossolos que correspondem aos acid sulfate soils ou cat clays.

Posteriormente procedeu-se à cartografia de solos salgados e detecção de problemas de salinidade provocados quer pela má qualidade da água de rega quer por drenagem deficiente.De 1977 a 1979, efectuou-se o reconhecimento dos salgados de 70 hada Quinta da Murraceira (Ria de Aveiro)e de 1100 ha da Herdade de Pancas (margem esquerda do Tejo), produzindo-se cartas de salinidade para diferentes espessuras de solo e da qualidade da água subterrânea e cartas da reacção do solo em função da profundidade. Em 1984-1985, Martins e Alvim(1985) estudaram solos aluvionares halomórficos (12 ha) em Vale dos Judeus (Setúbal), com vista à recuperação e subsequente utilização agrícola dessaárea. Alvim e Martins(1988) efectuaram um estudo sobre o estádio evolutivo do halomorfismo dos solos de algumas áreas (320 ha) situadas a Sul da Lezíria Grande de Vila Franca de Xira, para basear posteriores medidas de recuperação e opções culturais.

Relativamente à qualidade da água de rega e aos riscos de halomorfização do solo, Alvim (1980) e Alvim e Nunes (1984) realizaram prospecções da qualidade da água e dos solos nos perímetros de rega do Sul de Portugal, tendo sido detectados problemas de má qualidade da água de rega, provocados quer por uma concentração excessiva de sais quer por uma composição iónica desequilibrada e ainda alguns problemas de salinização dos solos.

Aproveitamento de solos salinos

Martins(1989) e Martins e Mesquita (1995), integrados numa equipa multidisciplinar,implementaram e acompanharam o desempenho de diferentes sistemas culturais em condições de drenagem pouco intensiva(valas com 0,7 m de profundidade afastadas de 45 m)e drenagem subsuperficial intensiva(drenos subterrâneos a 1 m de profundidade, com afastamento entre 18 e 35 m), tendo como objectivo o estudo de alternativas à cultura do arroz no aproveitamento dos Aluviossolosdo Baixo Mondego (cerca de 3000 ha) com riscos de halomorfismo e com toalha freática salina. Estes autores estudaram a evolução do solo no que se refere à salinidade, alcalização e estabilidade estrutural, porosidade, teorde matéria orgânica e fertilidade e também a produtividade de diversos sistemas culturais, uns adaptados a drenagem pouco intensiva e outros a drenagem subsuperficial intensiva.Nos ensaios com drenagem pouco intensiva ficou demonstrada a possibilidade de produzir bons prados nesses solos desde que haja cuidado com as regas, pois persistiu um risco de salinização não completamente dominado com a profundidade de drenagem existente. Nos ensaios com drenagem intensiva, o tipo de drenagem revelou-se eficaz no controlo da salinidade, mas insuficiente para resolver problemas de encharcamento temporário do solo, nomeadamente no Outono-Inverno, decorrentes da má drenagem superficial e da afectação da drenagem interna pela formação de crostas e compactação.

Por outro lado, Martins et al.(1998, 1999) estudaram a utilização de águas salobrase salinas na rega de culturas halófitas, com controlo da salinidade do solo. Pretendeu-se domesticar, com vista à sua utilização como hortícolas, determinadas espécies de plantas [Aster tripolium L. subsp.pannonicus(Jacq.) Soó, Salicornia spp., Crambe maritima L. e Beta vulgaris L.subsp. maritima (L.)Arcangeli]que se desenvolvem em solos moderadamente salinos a salinos, recorrendo-se à rega com água com condutividade eléctrica entre 1 e 30 dS m-1 para avaliar a produção destas espécies em diferentes condições de salinidade do solo e de qualidade da água de rega. Em ensaios estabelecidos no Baixo Vouga e na Lezíria Grande, verificou-se que a salinidade do solo apresentava-se elevada no fim de cada época de crescimento (Outubro) mas decrescia para valores moderados após o Inverno devido à lixiviação dos sais do solo provocada pela água das chuvas.Concluiu-se que as espécies halófitas referidas têm potencialidade para constituíremculturas alternativas às hortícolas tradicionais ‑que não é possível cultivar em solos já salinizados e cuja recuperação não é economicamente viável‑,desde que sejam utilizadas técnicas de rega e de drenagem adequadas.

Mais tarde, Martins et al. (2007) avaliaram a tolerância à salinidade de espécies forrageiras para utilização em solos afectados por salinidade, nomeadamente em áreas marginais como as zonas costeiras ou margens de rios (Tejo, Sado, Mondego) e ainda em algumas áreas degradadas de regadio afectadas por salinização secundária,contribuindo-seassim para a melhoria dos solos através do aumento do teor e da qualidade da matéria orgânica e ainda para o aproveitamento de nutrientes fundamentais para a alimentação animal (vitaminas, minerais, ácidos gordos) que são produzidos em maior quantidade quando as plantas crescem em condições de salinidade.Nesse ensaio, estabelecido em Alvalade do Sado (Alentejo), num Fluvissolo Êutrico, com aplicação de 4 modalidades ou tipos de águas de rega (condutividade eléctrica da água de rega, ECide 1, 4, 8 e 16 dS m-1), avaliaram-se as condições de salinidade do solo e a produtividade de várias espécies forrageiras (9 leguminosas e 6 gramíneas), durante 3 anos (2003, 2004 e 2005). Devido ao uso alternado de rega com água salina e água de melhor qualidade, a salinidade do solo e a da solução do solo não aumentou notoriamente nas camadas superficiais.Quanto aos riscos de sodicidade do solo, verificou-se que os valores mais altos da ESP atingiram cerca de 12%, no final do ensaio (2005), e apenas na camada superficial do solo,nos talhões regados com a água de salinidade mais elevada.

Utilização de água de má qualidade com controlo da salinidade do solo

Martins et al. (2001, 2004, 2005)avaliaram o uso de água de diferente qualidade (ECientre 0,3e 3,2 dS m-1) em colunas de solo no estado natural (diâmetro de 24 cm e altura de 20 cm),representativas do perfil de solo, provenientes de diferentes unidades-solo do Alentejo (Fluvissolos, Cambissolos, Luvissolos e Vertissolos, sensu WRB), em condições controladas numa estufa, para a determinação dos indicadores de salinidade e de sodicidade do solo, para além da medição directa e simultânea do teor de água e da impedância do solo através da técnica Time Domain Reflectometry (TDR).A salinidade do solo variou, em regra, de forma crescente com o aumento da salinidade da água de rega aplicada, embora, em cada coluna de solo, tenha variado de forma decrescente com a profundidade. Os valores de SAR e de ESP também aumentaram crescentemente com o decréscimo da qualidade da água aplicada, não ultrapassando o ESP o valor de 5%, mesmo no caso da aplicação da água de pior qualidade, em trêsdos solos estudados (Luvissolos, Cambissolos e Vertissolos); no caso do Fluvissolo, os valores de ESP atingiram valores muito altos (36 e 18 % respectivamente nas colunas de solo correspondentes às camadas superficial e subsuperficial do perfil de solo),com a aplicação da água de menor qualidade.Concluiu-se que o grau de salinização e/ou de sodização, mesmo com a aplicação da água de pior qualidade, é relativamente baixo, embora se tenha procedido apenas a um ciclo de rega e não se tenha efectuado a lixiviação do solo de modo a simular o efeito da precipitação outono-invernal.

Gonçalves et al. (2006) estudaram também o uso de água de diferente qualidade (ECientre 0,3 e 3,2 dS m-1) em três monólitos de solo construídos com um Fluvissoloêutrico, em Alvalade-Sado, tendo como objectivo o estudo dos processos e a modelação do movimento da água e do transporte de solutos no solo, de modo a avaliar, prever e tentar solucionar os riscos de salinização e/ou sodizaçãodo solo. Procedeu-se à monitorização do teor de água no solo, da composição iónica da solução do solo e da salinidade e sodicidade do solo a diferentes profundidadesdurantequatro anos.Concluiu-se que o uso de água de rega com ECiaté 1,6 dS m-1 não conduziu à salinização/sodização do solo devido às características hidráulicas do solo e à precipitação ocorrida durante os meses de Outono-Inverno. No entanto, observou-se um aumento progressivo dos valores de ECeem profundidade (nunca superior a 3 dS m-1) e do SAR e ESP no final do período de rega de cada ano. As regas com água com uma ECide 3,2 dS m-1 provocaram a salinização/sodização do solo, com os valores de ECe, SAR e ESP aumentando para 12 dS m-1, 8 (mmolc L-1)0.5 e 17%, respectivamente, na camada superficial (0-20 cm) do solo, ao fim de 2 ciclos de rega. Apesar das chuvas de Inverno diminuírem estes valores, não foram suficientes para restaurar as condições iniciais do solo a profundidade superior a 40 cm.

Na continuação dos estudos anteriores, realizados em condições controladas, Ramos et al. (2011, 2012) avaliaram, em dois ensaios de campo com solos de diferente textura, os efeitos da rega com água salina(ECientre 0,5 e 14,6 dS m-1) na qualidade do solo, na perda de nutrientes por lixiviação e no desenvolvimento e produtividade de milho-grão e sorgo sacarino. Aqueles autores observaram, para a cultura do milho, decréscimos no valor de transpiração real até 59 e 83% nos solos de textura mediana e ligeira, respectivamente, em função do stress mátrico e osmóticos provocado pela quantidade e qualidade da água de rega. Também foram observadosacréscimos na perda de nitratos por lixiviação de 17 e 25% para as mesmas condições. Para a cultura do sorgo, aqueles valores foram relativamente inferiores por esta cultura ser mais tolerante à salinidade do solo.

Prevenção e remediação da salinização e sodização

O controlo da salinização/sodização tem de ser baseado no conhecimento dos processos da dinâmica da água e dos solutos no solo e das relações entre as concentrações de sais solúveis e adsorvidos no solo. A modelação matemática é a ferramenta que permite integrar todos aqueles processos, avaliar a gestão da rega e prever os efeitos da qualidade da água no solo e nas águas subterrâneas. Esse controlo étanto mais importante quanto mais intensiva for a rega e pior a qualidade da água.

Previsão da salinidade do solo

São vários os modelos disponíveis para simular a condutividade eléctricada solução do

solo (ECsw) (Šimůneketal., 1996; van Dam et al., 1997; Pang and Letey, 1998; Šimůneketal., 2008).A maior parte desses modelos simula a ECsw como um soluto não reactivo, isto é, como um traçador sem capacidade de adsorção à fase sólida do solo. Apenas alguns são também capazes de simular a ECsw a partir da soma dos catiões presentes na solução do solo (Šimůnek etal.,1996, 2008). Ramos et al. (2011) estudaram estas duas abordagens em dois solos regados com água salina e água de boa qualidade ao longo de três anos (Figura 1). Foidemonstrada a validade das duas abordagens na ausência de processos de precipitação/dissolução de sais (por exemplo, calcite ou gesso) no perfil de solo.

A modelação dos catiões solúveis requer uma abordagem mais complexa, onde a interacção entre os vários catiões e a competição pelas ligações de trocadevem ser tidas em conta. Gonçalves et al. (2006) e Ramos et al. (2011) utilizaram o módulo UNSATCHEM do modelo HYDRUS-1D (Šimůnek etal.,2008) para simular as concentrações de Na+, Ca2+ e Mg2+ em perfis do solo regados com água de diferente qualidade (Figura 2). Aquele módulo usa as equações de Gapon para descrever os processos de troca entre a fase sólida e líquida do solo. Para o caso das trocas entre o Na+ e Ca2+:

 

 

em que é a concentração do catião de troca (mmolckg-1) e cx é a concentração do catião solúvel (mmolc L-1).

O coeficiente de troca de Gapon (Kca/Na) é obtido por:

 

 

enquanto que a CTC é calculada como a soma dos catiões de troca e assumindo-se como constante e independente do pH. Assim, com esta abordagem, a crescente sodização do solo, i.e., o aumento da concentração de Na+ na fase sólida do solo originauma transferência dos outros catiões (Ca2+, Mg2+ e K+) da fase sólida para a fase líquida do solo. A Figura 2, que descreve os resultados de uma experiência com água salina enriquecida unicamente com NaCl, mostra claramente oaumentodos catiões Ca2+ e Mg2+solúveis devidoà interacção entre os solutos e a fase sólida do solo (Ramos et al., 2011).

As maiores limitaçõesà implementação de modelos matemáticosna gestão sustentável da rega sãoa grande exigência de parâmetros de entrada, nomeadamente, as propriedades hidráulicas do solo e os parâmetros de transporte de solutos, e a ausência de programas de monitorização das propriedades físicas e químicas do solo nas áreas regadasa longo prazo, o que impossibilita assim a calibração dos modelos. No entanto, a modelação matemática deve ser vista como uma ferramenta importante no estabelecimento de práticas de regadio sustentávelcom vista à minimização dos riscos ambientais, tanto no solo como nos aquíferos.

Recuperação de solos salinos e sódicos

A recuperação dos solos salinos/sódicos engloba, em geral, dois processos: a lixiviação dos sais solúveis (solos salinos) e a substituição do Na+ de troca por Ca2+ de troca (solos sódicos). A lixiviaçãodos sais solúveis é em geral acompanhada da lixiviação de elementos nutritivos, nomeadamente nitratos, podendo tornar-se necessárias medidas para restaurar a fertilidade do solo. Enquanto nas regiões áridas a lixiviação exige o recurso à rega, nas regiões semi-áridas a chuva proporciona, em geral, a lixiviação do solo.

Segundo a teoria da lixiviação, para controlo da salinização num dado período de tempo, é necessário acrescentar, à quantidade de água necessária para as culturas, uma quantidade de água adicional (LR- a necessidade de lixiviação, mm) que se exprime em função daquela pela expressão (Van der Molen, 1973):

 

 

em que E é a evapotranspiração real (mm), P a quantidade de chuva no período (mm), ECia condutividade eléctrica da água de rega (dS m-1), ECFC a condutividade eléctrica da solução do solo à capacidade de campo (dS m-1),ECea condutividade eléctrica admissível para o extracto de saturação do solo (dS m-1) e f o factor que representa a eficiência de lixiviação, que depende do tipo de solo (textura) e do método de rega utilizado.

Uma outra equação para se determinaranecessidade de lixiviação de sais do solo é a referida por Ayers e Westcot (1985):

 

 

A ECe deve ser a salinidade média do solo tolerada pela cultura, para que possa atingir 70-90% do rendimento potencial.

Nos solos sódico-salinos têm por vezes de tomar-se medidas especiais para impedir a deterioração da estrutura do solo durante a lixiviação. Tais medidas consistem em geral na adição de um correctivo cálcico, por exemplo, o gesso, ao solo ou à água de rega, a não ser que esta contenha cálcio em quantidade suficiente para substituiro Na+ adsorvido no complexo de troca.

A quantidade de gesso necessária pode determinar-se de forma muito grosseira no laboratório, tratando uma amostra de solo com uma solução saturada de gesso e medindo a quantidade de iões Ca2+necessáriospara a substituição de outros catiões de troca (excepto o Mg2+). Pode também deduzir-se do conhecimento da CTC e da ESP, usando a seguinte expressão:

 

 

em que Qz é a quantidade de gesso necessário por hectare para restaurar a estruturanuma camada com z cm de espessura, ESP a percentagem de sódio de troca do solo, ESPf a percentagem de sódio de troca que se considera admissíve1 no final, CTC a capacidade de troca catiónica (cmolckg-1) e Yz a quantidade de gesso necessário por hectare para substituir 1 cmolc de Na+ de troca por kg de solo seco (a 105ºC), numa camada com a espessura z (cm)e com uma determinada massa volúmica aparente.

 

Considerações gerais

Neste trabalho de síntese, são referidas as causas da salinização/sodização dos solos em geral e nomeadamente em Portugal, os indicadores utilizados para a sua avaliação, os estudos realizados de cartografia de sapais e salgados e respectivo aproveitamento agrícola potenciale métodos de recuperação.

Procedeu-se ainda a uma abordagem dos riscos de salinização potencial provocados pelouso de águas de rega de qualidade deficiente. Referem-se alguns estudos efectuados em condições laboratoriais e de campo, na Estação Agronómica Nacional, visando a previsão da salinização após aplicação ao solo de águas de diferentes qualidades, bem como estudos de modelação matemática realizados para simular a condutividade eléctrica da solução do solo,tendo como objectivo o estabelecimento de práticas de regadio sustentáveis e a minimização deriscos ambientais, tanto no solo como nos aquíferos.

É fundamental proceder-se à cartografia de solos afectados por sais, nomeadamente os já salinizados ou em processo de salinização,devido a práticas agrícolas inadequadas como o caso do uso de água de rega de má qualidade nas áreas de regadio do Alentejo. Por outro lado, é da maior relevância o desenvolvimento de bases de dados para um melhor conhecimento das propriedades dos solos do Paíse para o fornecimento de dados,nomeadamente as propriedades hidráulicas do solo e os parâmetros de transporte de solutos, fundamentais para a modelação matemática do movimento da água e do transporte de solutos no solo, utilizando as equações de Richards e de convecção-dispersão.

É ainda importante o estabelecimento de programas de monitorização da qualidade da água de rega e dos solos das áreas de regadio mais susceptíveis a esta problemática, para uma melhor compreensão dos processos desalinização e de sodização do solo, como também para a calibração e validação dos modelos a utilizar.

 

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Recebido/Received: 2015.09.18

Aceite/Accepted:2015.10.16

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