Avaliação integrada da adequação da irrigação com água subterrânea usando índices hidroquímicos e o Índice de Qualidade da Água para Irrigação (IWQI) em Aksum, Tigray, Etiópia

Por que água de qualidade importa para os agricultores

Em regiões secas e semiáridas, os agricultores costumam depender de poços em vez de rios para irrigar suas plantações. Mas nem toda água subterrânea é igualmente útil: se contiver sal em excesso, pode, com o tempo, prejudicar o solo e reduzir as colheitas. Este estudo analisa a água subterrânea ao redor da histórica cidade de Aksum, no norte da Etiópia, e faz uma pergunta simples, porém vital: a água dos poços locais é segura para uso agrícola no longo prazo?

O cenário: lavouras sobre terreno vulcânico sedento

Aksum e arredores situam‑se numa paisagem vulcânica acidentada de colinas, planaltos e vales. A chuva ocorre apenas alguns meses por ano, de modo que os agricultores dependem fortemente da água subterrânea armazenada em basalto fraturado e outras rochas sob seus campos. Pesquisas anteriores na área mostraram que alguns poços não atendiam aos padrões de potabilidade. No entanto, quase ninguém havia verificado de forma sistemática se essa mesma água poderia danificar solos ou culturas quando usada para irrigação. Como a Etiópia já enfrenta extensas áreas com solos afetados por salinidade, entender os riscos de irrigação em Aksum é crucial para proteger a produção de alimentos e os meios de subsistência rurais.

Como a água foi testada e avaliada

Os pesquisadores coletaram 19 amostras de água de poços profundos e rasos, poços cavados manualmente, uma nascente e uma fonte superficial. No laboratório, mediram componentes dissolvidos comuns na água, como cálcio, magnésio, sódio, sulfato, cloreto e bicarbonato, além do teor total de sais. A partir dessas medições, calcularam diversos indicadores padrão usados mundialmente para avaliar água de irrigação, incluindo sólidos totais dissolvidos, condutividade elétrica e diferentes métricas que comparam o sódio a outros elementos que ajudam a preservar a estrutura do solo. Em seguida, combinaram os fatores mais importantes em uma única pontuação chamada Índice de Qualidade da Água para Irrigação (IWQI), que classifica a água de “sem restrição” a “restrição severa” para uso agrícola.

O que encontraram sob os campos

As assinaturas químicas da água indicaram que ela provém principalmente da infiltração de chuva em rochas vulcânicas, dissolvendo minerais como carbonatos e sulfatos ao longo do percurso. Cálcio e magnésio foram os cátions dominantes, enquanto bicarbonato e sulfato foram os ânions principais. Esse equilíbrio é uma boa notícia para os solos, pois mantém o sódio — um fator-chave na formação de crostas e no comprometimento da drenagem — em níveis relativamente baixos. Medidas de risco por sódio, incluindo a relação de adsorção de sódio, porcentagem de sódio, carbonato residual de sódio e índice de Kelley, colocaram todas as amostras na faixa segura para irrigação. Em outras palavras, é improvável que a água cause inchaço das partículas de argila, selamento ou perda de estrutura do solo.

Onde a salinidade começa a ser uma preocupação

A situação ficou um pouco menos perfeita ao considerar a salinidade geral. A maioria das amostras apresentou condutividade elétrica e sólidos totais dissolvidos modestos, indicando águas doces ou apenas levemente salinas. Contudo, cerca de 5% das amostras — principalmente de um poço profundo no sudoeste — estavam salinas o suficiente para representar algum risco a culturas sensíveis ou solos com drenagem deficiente. Um indicador relacionado, o índice de permeabilidade, também apontou essa área como menos adequada. Ao mapear os resultados, surgiu um padrão claro: a água subterrânea usada para irrigação é, em geral, melhor no nordeste e torna‑se mais salgada em direção ao sudoeste, refletindo trajetórias de fluxo mais longas e maior interação água–rocha nessa direção.

Uma única pontuação e o que ela significa para os agricultores

Quando todas as medidas-chave foram combinadas no IWQI, quase 95% das amostras ficaram na melhor classe, o que significa que podem ser usadas na maioria dos solos com pouca preocupação quanto ao acúmulo de sal ou sódio, desde que os agricultores permitam um volume adicional de água para lavar os sais em direção ao horizonte inferior. Apenas uma amostra ficou no grupo de “baixa restrição”, sugerindo cautela em solos argilosos pesados e a necessidade de evitar cultivos muito sensíveis ao sal, como feijão, cenoura, cebola, alface, morango, pimentão e milho, nessa área. Em geral, o estudo conclui que a água subterrânea ao redor de Aksum é, de modo geral, segura para irrigação, com apenas pequenas áreas exigindo manejo cuidadoso. Ao transformar química complexa em mapas claros e em um índice simples, o trabalho oferece a planejadores locais e agricultores orientações práticas para proteger seus solos, escolher culturas adequadas e usar seus recursos hídricos escassos de forma mais sustentável.

Citação: Ataklti, B., Tesema, F.W. & Berhe, B.A. Integrated evaluation of groundwater irrigation suitability using hydrochemical indices and irrigation water quality index (IWQI) in Aksum, Tigray, Ethiopia. Sci Rep 16, 11072 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40682-5

Palavras-chave: irrigação com água subterrânea, qualidade da água, salinidade, Etiópia, agricultura sustentável