Salinização do Solo: Causas e Prevenção

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1 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, Oeiras [email protected]

2 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 regeneração são extremamente lentos

3 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

4 Salinização/sodização do solo Salinização é o processo que conduz ao aumento da concentração de sais solúveis (Na +, Ca 2+, Mg 2+, 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

5 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

6 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

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

8 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

9 Extensão da Salinização do Solo A nível mundial: 1000 Mha (Austrália, Ásia, América do Sul e África) Europa: 50 Mha (Leste e zona mediterrânica) Portugal: ha

10 Distribuição dos solos salinos em Portugal - Salinização natural ou primária a ha relacionados com toalhas freáticas marinhas e/ou efeitos das marés e geogénica (rochas básicas/ultrabásicas - Salinização antropogénica ou secundária ha, referentes à acumulação de sais provenientes das águas de rega e/ou de fertilizantes

11 Indicadores dos riscos de Salinização/Sodização Condutividade eléctrica Razão de adsorção de sódio, SAR Percentagem de sódio de troca, ESP 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 Avalia a quantidade de sódio adsorvido no complexo de troca do solo

12 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%.

13 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

14 Caso de Estudo 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 +, Ca 2+, Mg 2+ ) - Salinidade (CE da solução do solo) - Razão de adsorção de sódio (SAR) - Percentagem de sódio de troca (ESP) Calibração / Validação em: Caso I - monólitos Caso II - ensaios de rega com milho e sorgo

15 Caso I Monólitos de solo 3 monólitos construídos num Fluvissolo (1.2 m 2 x 1 m) Drenagem livre Vegetação espontânea de Maio 2001 a Setembro 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

16 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

17 Final view of the experimental Monitorização dos ciclos de rega e de lavagem Teor de água no solo com TDR field 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) SAR ( Ca ( Na ) Mg ) ESP Na x100 ( CEC)

18 Exemplos de Resultados Obtidos Exemplos de resultados

19 Water content (cm 3 cm -3 ) Simulação do teor de água nos monólitos cm Gonçalves, M. C., Šimůnek, J., Ramos, T. B., Martins, J. C., Neves, M. J. & Pires, F. P Multicomponent solute transport in soil lysimeters irrigated with waters of different quality, Water Resour. Res., 42, W08401,

20 Mg Concentration [meq/l] Condutividade eléctrica cm Measured A Simulated A Measured B 40 Simulated B Measured C Simulated C Série1 30 I R I R I R Série2 I R L R L R L R Série3 Série4 20 Série5 Série6 Série7 10 Série8 Série9 Série10 0 Série11 Série Time (d) GI A - HYDRUS GI A - Measured GIV C - HYDRUS GIV C - Measured Produção de milho Monólitos

21 Mg Concentration [meq/l] Concentração de sódio Na cm Measured A Simulated A Measured B 40 Simulated B Measured C Simulated C Série1 30 I R I R I R Série2 I R L R L R L R Série3 Série4 20 Série5 Série6 Série7 10 Série8 Série9 Série10 GI A - HYDRUS 0 Série11 GI A - Measured Série GIV C - HYDRUS Time (d) GIV C - Measured Produção de milho Monólitos 7 Ramos, T. B., Šimůnek, J., Gonçalves, M. C., Martins, J. C., Prazeres, A., Castanheira, N. L., Pereira, L. S., Field Evaluation of a multicomponent solute transport model in soils irrigated with saline waters. Journal of Hydrology 407: ,

22 n [meq/l] Razão de Adsorção de Sódio (SAR) Monólitos cm Measured A Simulated A Measured B Simulated B Measured C Simulated C Série1

23 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

24 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: CE=7.6 ds m CE= 9.6 ds m CE= 10.6 ds m -1

25 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., Two-dimensional modeling of water and nitrogen fate from sweet sorghum irrigated with fresh and blended saline waters. Agricultural Water Management 111: ,

26 Conclusões 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

27 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

28 Muito obrigada pela vossa atenção