Efeitos no NaCl nas Partículas de Solo

Bruno Leandro Neves

Estudos sobre salinização são escassos, principalmente seus efeitos negativos da salinidade e os mesmos estão diretamente relacionados ao crescimento e rendimento das plantas e, em casos extremos, na perda total da cultura. O objetivo deste trabalho foi conjugar uma revisão de literatura sobre a salinização dos solos e discorrer sobre técnicas importantes a serem utilizadas em áreas irrigadas a fim de se evitar ou minimizar os efeitos da salinidade. Pode ser verificado no presente estudo que as informações são escassas, necessitando de mais informações para o melhor embasamento teórico sobre o assunto e suas implicações. A principal consequência do aumento da concentração total de sais solúveis de um solo é a elevação do seu potencial osmótico, prejudicando as plantas em razão do decréscimo da disponibilidade de água daquele solo.

A salinização de um solo depende da qualidade da água usada na irrigação, da existência e do nível de drenagem natural e, ou, artificial do solo, da profundidade do lençol freático e da concentração original de sais no perfil do solo. O excesso de salinidade no solo pode comprometer a disponibilidade de água e de nutrientes para as plantas, por afetar diretamente o potencial osmótico da solução do solo; já o alto nível de sódio trocável ocasiona degradação da estrutura do solo, dispersão da argila e toxidez nas plantas podendo, até, impedir a germinação das sementes e o desenvolvimento das raízes (Amorim et al., 2002; Smith et al., 2009).

A concentração total de sais da água pode ser expressa em partes por milhão (ppm) ou em relação à sua condutividade elétrica (CE). Em razão da facilidade e rapidez de determinação, a condutividade elétrica (CE) tornou-se o procedimento-padrão, a fim de expressar a concentração total de sais para classificação e diagnose das águas destinadas à irrigação.

O decréscimo da capacidade de infiltração de um solo torna difícil a aplicação da lâmina de irrigação necessária, num tempo apropriado, de modo a atender a demanda evapotranspirométrica da cultura.

A capacidade de infiltração de um solo cresce com o aumento de sua salinidade e decresce com o aumento da razão de adsorção de sódio (RAS) e, ou, decréscimo de sua salinidade. Sendo assim, os dois parâmetros, RAS e salinidade, devem ser analisados conjuntamente para se poder avaliar corretamente o efeito da água de irrigação na redução da capacidade de infiltração de um solo.

O processo de salinização dos solos e das águas subterrâneas e superficiais é um dos mais importantes problemas de degradação ambiental, com seus efeitos prejudiciais sendo mais pronunciados nas áreas de regiões áridas e semiáridas, e que vem crescendo rapidamente em diversas partes do globo, causando problemas de grandes proporções na produtividade das culturas agrícolas. Numa escala mundial, existe uma área de aproximadamente 400 milhões de hectares de terras utilizada com agricultura, porém cuja produção vem sendo severamente restringida pela salinidade (Bot et al., 2000).

A salinização do solo pode ocorrer naturalmente, por origem antrópica ou associada a esses dois fatores. As regiões de clima semiárido são as mais propícias a apresentarem essa alteração em razão das condições edafoclimáticas, como elevada temperatura, má distribuição de chuvas e deficiência de drenagem dos solos (Barros et al., 2004).

O excesso de sais solúveis pode causar sérios danos à maioria das culturas, por incremento da pressão osmótica da solução e diminuição da disponibilidade de água para as plantas (Santos et al., 2009; Gonçalves et al., 2011).

As alterações na estrutura e consequentemente na porosidade do solo, em resposta à percentagem de sódio trocável (PST) elevada, podem conduzir ao selamento superficial e à formação de camadas impermeáveis em subsuperfície. Esses processos interferem negativamente nas propriedades físico-hídricas aumentando a susceptibilidade do solo à erosão e limitando o uso agrícola (Miranda et al., 2008; Smith et al., 2009).

Os efeitos negativos da salinidade estão diretamente relacionados ao crescimento e rendimento das plantas e, em casos extremos, na perda total da cultura. Pode, inclusive, prejudicar a própria estrutura do solo, pois a absorção de sódio pelo solo, proveniente de águas dotadas de elevados teores deste elemento, poderá provocar a dispersão das frações de argila e, consequentemente, diminuir a permeabilidade do solo.

Devido a estes problemas, a estimativa da FAO adverte que aproximadamente 50% dos 250 milhões de hectares irrigados no mundo já apresentam problemas de salinização e saturação do solo e que 10 milhões de hectares são abandonados anualmente em virtude desses problemas.

Os estudos científicos e algumas experiências localizadas têm demonstrado, no entanto, que práticas convencionais de redução de problemas decorrentes da salinidade são onerosas e, na maioria das vezes, inviáveis do ponto de vista econômico. Assim como, práticas alternativas de convivência ainda não estão disponíveis em grande escala para que se possa avaliar sua rentabilidade em termos econômicos e efeitos na melhoria da qualidade de vida do solo. Espécies adaptadas aos extremos de salinidade, em um futuro próximo, podem se constituir em alternativas viáveis para se conviver com os problemas da salinidade induzida e, incorporar os solos salinizados ao processo de produção agrícola (Cruciani et al., 2010).

Considerando a importância da prevenção de solos salinos objetivou-se conjugar uma revisão de literatura sobre a salinização dos solos e discorrer sobre técnicas importantes a serem utilizadas em áreas irrigadas a fim de se evitar ou minimizar os efeitos da salinidade.

Água com salinidade inferior a 0,5 dS m-1 e particularmente abaixo de 0,2 dS m-1 tende a lixiviar os sais e minerais solúveis, incluindo os de Ca, reduzindo sua influência positiva sobre a estabilidade dos agregados e a estrutura do solo. As partículas finas de um solo assim dispersado obstruem o seu espaço poroso, reduzindo acentuadamente a infiltração da água. Além da diminuição consequente da quantidade de água disponível para as culturas, formam-se crostas superficiais que levam a problemas de germinação e emergência de plântulas. (plântula: [Bot.] Embrião vegetal que começa a desenvolver-se pelo ato da germinação). (Ayers & Westcot,, 1991; Bagarello et al., 2006). Segundo Ayers & Westcot (1991) e Bagarello et al. (2006), água de salinidade inferior a 50 mS m-1 e particularmente abaixo de 20 mS m-1, como a água de chuva, tende a lixiviar os sais e minerais solúveis, incluindo os de Ca, reduzindo sua influência positiva sobre a estabilidade dos agregados e a estrutura do solo. As partículas finas de um solo assim disperso podem obstruir os espaços porosos, reduzindo, acentuadamente, a condutividade hidráulica do meio.

A intemperização dos minerais primários (que compõem a rocha ou o material de origem do solo) é a fonte indireta de quase todos os sais presentes nos solos, embora sejam poucos os casos em que haja acumulado suficiente quantidade de sal desse modo (salinização primária ou pedogenética) para formar solos salinos. E as terras salinizadas por meio desse processo natural, que pode dá origem a solos afetados por sais, tais como: Planossolo Solódico, Solonetz Solorizado, Solonchack Solonétzico, não têm as suas áreas tão drasticamente aumentadas, se comparadas à intensidade do crescente aumento da extensão das terras salinizadas pela ação antrópica.

Por sua vez, a água de irrigação, independente de sua origem, é o principal meio de aporte de sais ao solo (salinização secundária ou antrópica). Como todas as águas naturais – sejam elas de origem meteórica (chuva), superficial (rios, lagos, açudes, etc.) ou subterrânea (aquíferos) – contêm quantidades variáveis de sais solúveis, a aplicação de água ao solo pela irrigação implica, necessariamente, adição de sais ao seu perfil. Os sais, que são transportados pelas águas de irrigação e depositados no solo, acumulam-se neste após se concentrarem, à medida que a água se evapora ou é consumida pelas plantas. E, se estes sais – que vão progressivamente se acumulando na zona radicular – não forem eliminados por meio de lixiviação (lavagem dos sais do solo) e drenagem, a salinização do solo será inevitável e poderá atingir níveis que tornem a sua exploração economicamente inviável.

Em áreas irrigadas, é comum o surgimento de solos afetados por sais causados pelo manejo inadequado da irrigação, principalmente, e de outras práticas, de modo que importantes extensões de terras férteis e agricultáveis, no muito inteiro, vêm cada vez mais tornando-se salinas. Isso se verifica, no entanto, em decorrência de práticas de manejo que não visam à conservação da capacidade produtiva do solo, como inexistência de sistema de drenagem eficiente, uso de águas em quantidade e com qualidade não adequadas, além do emprego incorreto e excessivo de adubos químicos.

A salinização do solo pode provocar, ainda, um efeito indireto bastante adverso ao crescimento das plantas: a destruição da estrutura do solo e consequente compactação deste. Tal ocorre devido à dispersão das partículas de argila causada pela substituição dos íons cálcio (Ca++) e magnésio (Mg++) presentes no complexo de troca pelo sódio (Na+), resultando, assim, na elevação da sodicidade do solo. Ou seja, na porcentagem de sódio trocável (PST), que, em última instância, é o principal fator responsável pela deterioração das propriedades físicas dos solos afetados por sais (sódicos, ou alcalinos, e salino-sódicos). Além dos efeitos negativos decorrentes da facilidade ao encharcamento e da má aeração, comuns em solos compactados, a alta PST torna a atividade agrícola quase impraticável e antieconômica em solos sódicos, por ser o seu manejo bastante difícil e a sua recuperação muito dispendiosa.

As culturas agrícolas, em sua grande maioria, não são tolerantes a níveis altos de salinidade, de modo que aquelas mais sensíveis são drasticamente afetadas pelos efeitos deletérios dos sais, que podem restringir – ou até mesmo impedir – o crescimento e a produção de muitas espécies vegetais. Tais efeitos prejudiciais são devidos, sobretudo, a: 1) o menor potencial osmótico do solo e consequente aumento na resistência à absorção de água pelas plantas; 2) a obstrução dos processos metabólicos essenciais à nutrição vegetal; e 3) a toxicidade resultante da elevada concentração salina e de íons específicos, como o Na+ e o Cl-, principalmente se o método de irrigação adotado for o da aspersão convencional, em que a água salina molha a folhagem da planta acelerando o processo de absorção dos sais solúveis. A salinidade, portanto, tem-se constituído num dos mais sérios fatores limitantes da produção agrícola, especialmente em áreas irrigadas sob condição de temperatura elevada e pluviometria baixa, onde o problema pode tornar-se ainda mais agravado pelo uso de águas de má qualidade para irrigação. Ademais, o melhoramento das propriedades do solo, por meio da sua recuperação com a prática da drenagem e o uso de condicionadores físico-químicos (matéria orgânica e resinas), químicos (gesso agrícola, etc.) e biológicos (plantas halófitas), nem sempre é viável sob os pontos de vista prático e econômico.

TÉCNICAS PARA RECUPERAÇÃO DE SOLOS COM PROBLEMAS DE SALINIDADE

Lavagem

Consiste na eliminação dos sais solúveis através da passagem pelo solo de certa quantidade de água que arrasta consigo os sais solúveis. A lavagem de sais pode se realizar com duas finalidades: 1) reduzir a alta salinidade inicial do solo até níveis toleráveis pelas culturas, denominado lavagem de recuperação; 2) impedir a ressalinização de solos recuperados ou prevenir a salinização de solos irrigados não afetados, que comumente é chamada de lavagem de manutenção (PIZARRO, 1978). Esta prática é necessária na recuperação tanto de solos salinos como de solos sódicos, (SANTOS & HERNADEZ, 1997).

Melhoramento químico

O emprego de melhoradores ou corretivos químicos se faz necessário nos solos sódicos, nos quais, sua capacidade de transmissão de água é fortemente afetada pelos teores elevados de sódio trocável. O uso de corretivos tem como finalidade fornecer cálcio ou liberá-lo, quando presente no solo, para substituir o sódio trocável do solo. São várias as opções existentes para a seleção do corretivo adequado, assim como, para sua aplicação no solo.

Drenagem

A drenagem do solo é um fator crítico para que a lixiviação dos solos seja efetiva. A drenagem inadequada, natural ou construída artificialmente, pode inviabilizar a lavagem, que, contrariamente, pode resultar numa elevação do lençol freático e consequentemente aumentar a salinização do solo e reduzir a aeração. Diversas observações de campo realizadas na Índia, Paquistão e nos Estados Unidos indicam que para prevenir os efeitos adversos sobre os rendimentos nas culturas de sorgo, milho, algodão, repolho e outras, é necessário que a profundidade do lençol freático esteja entre 0,6 e 1,0 m. O principal critério para estabelecer a profundidade adequada do lençol freático é manter a zona radicular bem arejada, geralmente, para mantê-la a 1,0 m, recomenda-se a instalação do sistema de drenagem entre 1,0 e 1,5 m. No entanto, algumas evidências sugerem que a localização dos drenos a profundidades maiores que 1,1 a 1,5 m, pode drenar os aquíferos mais do que necessário. Nos solos aluviais do Nordeste, onde situa-se a maioria dos projetos de irrigação, a instalação dos drenos subterrâneos é limitada pelo pequeno desnível existente entre a superfície natural do terreno e seu desaguadouro.

Sistematização e nivelamento

A uniformidade de distribuição da água de irrigação favorece a lixiviação de sais no solo. Assim, a sistematização e nivelamento constituem práticas para uma boa distribuição da água, principalmente quando as lavagens são realizadas por inundação. A sistematização compreende cortes e aterros, transportando-se o solo das partes altas para as mais baixas do campo, com o objetivo de modificar e uniformizar as declividades. No nivelamento, a superfície do terreno é aplainada sem produzir mudanças de declividade. O nivelamento comumente se realiza anualmente ou nos períodos de mudança de culturas anuais, enquanto, a sistematização se realiza somente uma vez, na incorporação de terras à agricultura e ou instalação de sistemas de irrigação.

Lavras superficiais

As escarificações superficiais comumente realizadas para a eliminação de ervas daninhas, também quebram as crostas, soltam os primeiros centímetros do solo e aumentam sua rugosidade, que favorece a penetração da água, pelo retardamento de seu deslocamento e aumento do tempo de oportunidade de infiltração. Os efeitos destas práticas são de curta duração, mantendo-se durante uma ou duas irrigações, após as quais pode ser necessário repeti-las.

Aração profunda

Prática frequente que se realiza antes da implantação das culturas e no caso de culturas perenes durante os períodos de repouso das mesmas, quando causam menos danos às raízes. A ruptura do solo e a formação de torrões favorecem a infiltração da água durante uma ou duas irrigações, diminuindo a salinidade na zona de semeadura, o que pode melhorar a germinação e desenvolvimento inicial das culturas, período em que geralmente são mais sensíveis à salinidade.

Subsolagem

É uma operação que tem como objetivo quebrar camadas de solo impermeáveis sem inverter as camadas, e reduz ou elimina os efeitos nocivos de camadas compactadas e adensadas que se encontram a mais de 30 cm de profundidade, aumentando a permeabilidade do solo. Seu efeito é temporário, permanecendo de um a dois anos.

Misturas com areia

Consiste na adição e mistura de areia a camadas de solos de textura fina com o objetivo de melhorar a permeabilidade e penetração das raízes no solo. Em consequência da melhoria das propriedades transmissoras da água, a lixiviação de sais é facilitada. Seu emprego é limitado pelas grandes doses requeridas (700 a 1000 Kg.ha-1).

Inversão de perfis

Consiste em enterrar o horizonte superficial, de características indesejáveis, com material proveniente de horizontes mais profundos que possuem melhores características físico-químicas.

Aplicação de resíduos orgânicos

A adição de estercos, resíduos de colheitas e resíduos industriais orgânicos no solo favorecem a estruturação do solo e melhoram a infiltração da água. Os resíduos podem ser deixados como cobertura na superfície ou incorporados no solo. Quando aplicados na superfície (mulch), reduzem a ascensão de água e movimento de is nos solos salinos e facilitam a lixiviação pelas chuvas de inverno em regiões semiáridas. Para que as incorporações sejam eficientes, são necessárias adições de grandes quantidades de resíduos nos primeiros 15 cm do solo (10 a 30% em volume), de maneira que controlem a quantidade de água infiltrada em um tempo determinado (AYERS & WESTCOT, 1991). Os resíduos fibrosos de difícil decomposição (casca de arroz, palha de arroz, trigo, cevada, milho etc.) são mais eficazes que os resíduos de rápida decomposição e requerem incorporações periódicas nos cultivos.

Cultivos de elevada evapotranspiração

Estes cultivos provocam o abaixamento do lençol freático, facilitando a lixiviação de sais, além do que, a sombra produzida pelos cultivos reduz a evaporação pela superfície do solo. Se as condições de salinidade do solo permitem, podem ser usadas culturas como alfafa ou outras forrageiras, cana de açúcar, eucalipto, etc., que possibilitem algum retorno econômico.

SOLUÇÕES DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE

A finalidade mais importante do controle da salinidade é manter os rendimentos das culturas em níveis aceitáveis. No controle da salinidade existem várias alternativas que podem ser utilizadas separadamente ou em combinação, (AYERS & WESTCOT, 1991).

O manejo adequado dos solos afetados por sais é essencial para uma agricultura irrigada eficiente e sustentável. Compreende a recuperação de solos afetados por sais, geralmente causado por uma irrigação inadequada, e a manutenção ou prevenção dos solos irrigados não afetados e os recuperados. Envolve as aplicações das teorias e conhecimentos existentes da física e química do solo, como também das relações irrigação-salinidade e produção-salinidade, (SANTOS & HERNADEZ, 1997).

Felizmente, nem todas as culturas respondem de maneira semelhante à salinidade; algumas são capazes de produzir satisfatoriamente em condições de concentrações elevadas de sais em que outras não o conseguiriam. Assim, nas situações em que a salinidade do solo não pode ser mantida num nível aceitável para as culturas exploradas, mediante um manejo adequado do solo e da água de irrigação, a alternativa viável é a seleção criteriosa de espécies ou cultivares que, ao mesmo tempo, sejam mais tolerantes aos danos causados pelos sais e possam obter produções economicamente rentáveis.

Bibliografia:

ARAR, A. Irrigation and drainage in relation to salinity and waterlogging. In: SALINITY SEMINAR BAGHIDAD. Rome: FAO, 1971. p. 86-108. (FAO. Irrigation and Drainage Paper, 7).

BOT, A., NACHTERGAELE, F.; YOUNG, A. Land resource potential and constraints at regional and country levels. Rome: FAO, 2000. (FAO. World Soil Resources Report, 90).

AYERS, R. S. & WESTCOT, D. W., A qualidade da água na agricultura. Trad. Gheyi, H. R.; Medeiros de, J. F. & Damasceno, F. V. A., Campina Grande: UFPB, 1991. 218p. Estudos FAO: Irrigação e Drenagem, 29. Revisado 1.

FERREIRA, P. A., Manejo de água-planta em solos salinos. Curso de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola. Viçosa: UFV, 1998. 93p.