Cation dynamics in soils with different salinity levels growing irrigated rice

Abstract

Salinity levels in soils of the Outer Coastal Plain of Rio Grande do Sul, Brazil, can be high, due to excess of Na in the irrigation water, evapotranspiration and soil development from marine sediments. The cultivation of irrigated rice could be an alternative, since ion uptake as well as leaching by the establishment of a water layer could mitigate the effects of soil salinity. This study aimed to evaluate the dynamics of basic cations in the solution of Albaqualf soils with different salinity levels growing irrigated rice. The plow layer contained exchangeable Na percentages (ESP) of 5.6, 9.0, 21.2 and 32.7 %. The plant stand, dry matter, Na, K and Ca + Mg uptake at full flowering and grain yield were evaluated. The levels of Na, K, Ca + Mg and electrical conductivity (EC) in the soil solution were also measured weekly during the rice cycle at four soil depths, in the water layer and irrigation water. The Na, K and Ca + Mg uptake by rice at full flowering was used to estimate ion depletion from the layer under root influence. Soil salinity induced a reduction in the rice stand, especially in the soil with ESP of 32.7 %, resulting in lower cation uptake and very low yield at that site. As observed in the water layer and irrigation water, the Na, K, Ca + Mg and EC levels in the soil solution decreased with time at depths of 5, 10 and 20 cm, regardless of the original soil salinity, showing that cation dynamics in the plow layer was determined by leaching and root uptake, rather than by the effect of evapoconcentration of basic cations in the soil surface layer.

Solos da Planície Costeira Externa do Rio Grande do Sul podem conter altos níveis de salinidade, devido à utilização de água para irrigação com excesso de Na, à evapotranspiração e à gênese dos solos originários de sedimentos marinhos. O cultivo do arroz irrigado pode ser uma alternativa na mitigação da salinidade do solo, tanto pela absorção de íons quanto pela lixiviação ocasionada pelo estabelecimento de uma lâmina de água. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a dinâmica de cátions básicos na solução de solos com diferentes níveis de salinidade sob cultivo de arroz irrigado. O experimento foi conduzido em diferentes áreas com Planossolo Háplico, com percentagens de saturação de Na (PST) da camada de 0–20 cm de 5,6; 9,0; 21,2; e 32,7 %. Avaliaram-se o estande de plantas, a massa seca da parte aérea, a absorção de Na, K, Ca + Mg no florescimento pleno e o rendimento de grãos. Os teores de Na, K, Ca + Mg e a condutividade elétrica (CE) na solução do solo em quatro profundidades, na lâmina de água e na água de irrigação, foram mensurados semanalmente ao longo do ciclo do arroz irrigado. A absorção de Na, K e Ca + Mg pela cultura no florescimento pleno foi utilizada para estimação da retirada de íons da camada sob influência das raízes. A salinidade do solo causou redução do estande de plantas de arroz, sobretudo no solo com PST de 32,7 %, o que se refletiu em menor absorção de cátions e produtividade ínfima nesse local. Assim como observado na lâmina de água e na água de irrigação, os teores de Na, K, Ca + Mg e a CE da solução do solo nas profundidades de 5, 10 e 20 cm diminuíram com o desenvolvimento da cultura, independentemente da salinidade original do solo, demonstrando que a dinâmica de cátions na camada arável é determinada pela lixiviação e absorção radicular, em detrimento do efeito da evapoconcentração de bases na camada superficial do solo.