Creșterea și dezvoltarea plantelor sunt influențate de nivelul de salinizare al solului, iar acesta, la rândul lui, depinde de conținutul inițial de săruri și de gradul de mineralizare al apei de irigat. Sărurile din soluția solului influențează, după cum prezintă I. Pleșa și Gh. Florescu, creșterea plantelor, de obicei în mod indirect, prin reducerea accesibilității apei pentru plante, prin înrăutățirea regimului de nutriție și prin deranjarea metabolismului, și în mod direct, prin acțiunea toxică asupra plantelor a sărurilor din apa de irigat distribuită prin aspersiune și prin sărurile absorbite de rădăcini.
Efectul sărurilor din soluția solului poate fi evaluat cu destulă precizie, deoarece s-a constatat o strânsă corelație între concentrația de săruri a soluției solului și creșterea plantelor. Plantele cultivate încep să sufere când concentrația soluției solului atinge 0,4%. La o concentrație de 0,7-0,8% este stânjenită germinarea semințelor și dezvoltarea plantelor, iar la concentrații mai mari de 1-1,5% se compromite recolta. Reducerea accesibilității apei pentru plante are loc din cauza creșterii concentrației soluției solului, ca urmare a acumulării sărurilor din apa de irigat în sol. Creșterea concentrației soluției solului are ca efect imediat creșterea presiunii osmotice și, implicit, creșterea sucțiunii totale și deci o reducere importantă a gradului de accesibilitate al apei pentru plante.
Astfel, Kovda, citat de Botzan, consideră că forța de sucțiune într-un sol nesalinizat cu 18,3% umiditate a fost de două atmosfere, pentru ca pe același tip de sol, cu un conținut de săruri de 0,55%, la o umiditate de 18,6% să crească la 18 atmosfere, iar la 1,13% săruri și o umiditate de 19,8% să ajungă la 30 de atmosfere. Datele experimentale sunt deosebit de sugestive, deoarece scot în mod clar în evidență reducerea importantă a gradului de accesibilitate al apei prin acumularea sărurilor în sol. Se observă că la aproximativ același conținut de umiditate, pe solurile nesalinizate, apa este ușor accesibilă plantelor, în timp ce pe solul cu 0,55% săruri apa se află la limita inferioară a accesibilității, aproximativ la coeficientul de ofilire, iar pe solul cu 1,13% săruri apa din sol devine total inaccesibilă plantelor.
Reducerea accesibilității apei prin creșterea presiunii osmotice a fost pusă în evidență și într-un alt tip de experiență. Astfel, s-a constatat o reducere similară a creșterii plantelor în soluții cu aceeași presiune osmotică realizată cu săruri variate. Reducerea creșterii s-a pus pe seama presiunii osmotice, nu a modificării metabolismului plantelor, deoarece diferitele tipuri de ioni din soluția solului influențează în mod specific, într-un grad mai mare sau mai mic, metabolismul plantelor. Pe de altă parte, s-a constatat o reducere importantă a transpirației și a cantității de apă absorbită de plante în condiții de salinitate, fenomene care sunt însoțite de simptome de ofilire a plantelor.
Reducerea creșterii plantelor este direct proporțională cu cantitatea de săruri transportată din zona radiculară în plantă, fapt care are ca efect reducerea turgescenței celulelor și încetinirea creșterii plantelor. Dacă ritmul de aprovizionare a frunzelor plantei cu apă încărcată cu săruri depășește ritmul de preluare a ionilor de către celule, crește concentrația de săruri în membranele celulare, fenomen prin care se reduce potențialul osmotic pentru apă al membranelor celulare, fapt care produce o reducere a turgescenței celulelor, iar în cazuri extreme, chiar moartea celulelor mezofile. Prin urmare, efectul nu se datorează potențialului din interiorul celulelor.
Sărurile din soluția solului pot afecta creșterea plantelor prin afectarea metabolismului normal. Astfel, prin reducerea potențialului osmotic intern și a potențialului pentru apă și creșterea concentrației de electroliți în celulele plantelor, se poate afecta hidratarea proteinelor. Toate aceste schimbări influențează în mod nefavorabil metabolismul. S-au observat, de asemenea, modificări în respirația, fotosinteza și activitatea enzimatică. Nutriția plantelor este afectată de prezența în exces a anumitor ioni.
Astfel, cationul de sodiu poate promova o diferență în aprovizionare cu calciu, la fel ca și anionul de SO4, în timp ce excesul de calciu împiedică aprovizionarea cu suficient potasiu. Într-un stadiu avansat de salinizare, frunzele prezintă arsuri, a căror suprafață crește o dată cu nivelul de acumulare a sărurilor de clorură de sodiu din frunze. În primul stadiu și la un nivel mai redus de salinizare sunt afectate vârful și marginea frunzelor. Udarea prin aspersiune cu o apă cu un conținut de sodiu sau clor de trei miliechivalenți la litru poate cauza arderea frunzelor pomilor fructiferi.
Toleranța plantelor la salinitate, definită ca posibilitatea plantelor de a crește și asigura o producție normală din punct de vedere calitativ și cantitativ în prezența sărurilor nocive din soluția de sol, variază de la specie la specie și chiar de la soi la soi, în cazul pomilor fructiferi.
În funcție de toleranța la salinitate, plantele se împart în trei grupe: sensibile, semitolerante și tolerante. În rândul plantelor sensibile intră: fasolea, mazărea, cartofii, varza, țelina, ridichile, pomii fructiferi și vița-de-vie; semitolerante sunt: porumbul, floarea-soarelui, grâul, sorgul, lucerna, inul, tomatele, ardeii și ceapa; în grupa plantelor tolerante intră sfecla de zahăr, meiul, orzul, iarba de Sudan, tutunul, rapița, bumbacul și spanacul. În urma cercetărilor efectuate, Revee și Fireman au constatat o descreștere relativ rapidă a producției la un conținut mediu de săruri și o descreștere mai puțin pronunțată la un grad ridicat de salinitate. Plantele cultivate pe solurile salinizate arată un declin progresiv în creștere și producție o dată cu creșterea nivelului de salinizare. Aceste plante au frunzele, tulpina și fructele mai mici, iar culoarea frunzelor este caracteristică – albastru spre verde.
Reducerea dimensiunilor plantei nu afectează în egală măsură producția de semințe. Astfel, nu se observă o reducere simțitoare a producției de semințe la ovăz, grâu și ierburile perene tolerante la salinitate, chiar dacă dimensiunile s-au redus cu până la 50%, în timp ce producția la porumb, fasole și lucernă se diminuează foarte mult. Orezul, pe de altă parte, poate crește normal în anumite condiții de salinitate, fără să producă semințe. Majoritatea speciilor de legume și de pomi fructiferi își reduc atât dimensiunile, cât și numărul de fructe. Valoarea nutritivă a plantelor furajere se reduce. Pe de altă parte, un grad moderat de salinitate contribuie la sporirea conținutului de zahăr din pepeni, morcovi și sfecla de zahăr.
Sensibilitatea plantelor la salinitate depinde și de stadiul de dezvoltare. Astfel, sfecla de zahăr este sensibilă în timpul perioadei de germinație; orezul, grâul și orzul, după germinare sau în stadii mai târzii; orzul, în special, în timpul înfloritului. Plantele semănate la locul definitiv sunt mai tolerante decât plantele transplantate. Spre deosebire de culturile agricole care-și măresc rezistența o dată cu dezvoltarea lor, pomii fructiferi își reduc rezistența față de salinitate pe măsură ce îmbătrânesc. Rezistența plantelor la salinitate este influențată și de condițiile pedoclimatice.
Condițiile climatice care măresc consumul de apă, respectiv temperaturile ridicate, umiditatea relativă a aerului scăzută și vânturile calde, prin reducerea umidității din sol, vor accentua efectul produs de creșterea presiunii osmotice. În aceste condiții, consumul de apă din transpirație crește, crescând simultan și concentrația în ioni din zona radiculară și cantitatea de ioni absorbiți de plante. Prin urmare, efectele produse de sărurile din sol vor fi mai pronunțate în zonele aride în comparație cu cele mai umede. Din aceste considerente, pe solurile salinizate, udările trebuie să se aplice la un plafon minim mai ridicat, deci la un interval mai mic între udări, pentru a menține permanent o umiditate ridicată și, deci, o concentrație redusă a soluției solului.
Influența apei de irigat mineralizate asupra solului
Prin folosirea la irigarea culturilor a unei ape mineralizate are loc o concentrare a soluției solului, o modificare a compoziției cationilor schimbabili din sol și o precipitare a unor săruri din soluția solului. Toate aceste fenomene se influențează și se amplifică reciproc și conduc, în ultimă instanță, la înrăutățirea proprietăților fizice, hidrofizice și chimice ale solurilor, la scăderea fertilității și chiar la scoaterea din cultură a unor terenuri.
Concentrarea soluției solului se produce prin aportul de săruri, care este adus pe suprafețele irigate o dată cu apa de irigat, cantitate care depinde atât de conținutul în săruri al apei, cât și de norma de irigație folosită. Concentrarea soluției solului se datorează faptului că sărurile aduse o dată cu apa de irigat nu se pierd prin evaporarea acesteia, iar plantele extrag o parte infimă din aceste săruri.
Acest fenomen a fost pus în evidență de Botzan, care a aplicat timp de doi ani consecutivi, pe o lucernieră amplasată pe un cernoziom castaniu, o cantitate totală de apă de 30.000 mc/ha, în norme de 500 mc/ha, aplicate săptămânal, în tot timpul perioadei de vegetație. În condiții normale, volumul respectiv de apă se distribuie în timp de circa 10 ani. S-a folosit apa provenită dintr-o pânză ascendentă de adâncime, cu un conținut de Na2O cuprins între 0,25 și 0,44 grame/litru. La sfârșitul experienței s-a constatat o sporire a concentrației solului de șapte ori, de la 4,4 la 29,8 mg Na2O la 100 grame de sol.
Acumularea sărurilor în sol nu depinde numai de cantitatea de apă folosită la irigat și de gradul de mineralizare al acesteia, ci și de permeabilitatea și drenajul solului, în condițiile climatice din zonă. Astfel, pe solurile nisipoase, concentrația soluției solului se apropie de concentrația apei de irigat, în timp ce pe cele argiloase poate să crească de 10-100 de ori. În zonele mai bogate în precipitații, în special pe solurile cu regim percolativ și cu drenajul asigurat, o parte din săruri sunt îndepărtate din profilul de sol, de aceea concentrația soluției solului este mult diminuată. La o concentrație a soluției solului de 10-12 grame/litru, plantele agricole pier.
Modificarea componentei cationilor schimbabili în sol are loc în urma reacției de schimb cationic între cationii din soluția solului și cei din complexul de adsorbați ai solului. În acest proces, dacă apa de irigat conține săruri de natriu, Ca din complexul de adsorbați ai solului este înlocuit de Na. Intensitatea procesului depinde, pe de o parte, de conținutul de Na din apa de irigat, iar pe de altă parte, de ritmul îndepărtării din sol a produșilor chimici rezultați. Periodic, pe solurile irigate se impune analiza complexului de adsorbați ai solului, iar atunci când raportul Ca:Na scade treptat, se va trece la administrarea de ghips în sol sau în apa de irigat. În aceste condiții, se poate menține un raport favorabil între ionii de Ca și Na, chiar în condițiile folosirii unei ape mineralizate. Problema sodiului poate fi agravată dacă apa de irigat este bogată în carbonați și bicarbonați, mai ales de sodiu, deoarece prin evaporarea apei din sol, calciu și magneziu au tendința să precipite și astfel crește conținutul de sodiu din soluția solului.
Înrăutățirea proprietăților fizice și hidrofizice se produce prin înlocuirea Ca din complexul de adsorbați cu Na. Solurile cu un conținut de circa 15% Na adsorbit în complex se umflă și dispersează când sunt umede. În acest fel, se reduce stabilitatea structurală, se distruge structura și, ca o consecință, are loc o reducere a permeabilității pentru apă și aer, se diminuează capacitatea de drenaj a solului, fenomene care accelerează procesul de salinizare secundară a solului. Kovalenco și Mihailov (1967) arată că prin irigarea cu ape mineralizate se reduc porozitatea și permeabilitatea chiar și a solurilor cu o textură nisipo-lutoasă.
Victor VĂTĂMANU
