Manejo e recuperação de áreas agrícolas com problemas de sais

Apresentação em tema: "Manejo e recuperação de áreas agrícolas com problemas de sais"— Transcrição da apresentação:

1 Manejo e recuperação de áreas agrícolas com problemas de sais
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar - CCTA Programa de Pós-Graduação em Sistemas Agroindustriais – PPGSA Programa de Pós-Graduação em Horticultura Tropical - PPGHT DISCIPLINA Manejo e recuperação de áreas agrícolas com problemas de sais Professor: Dr. Reginaldo Gomes Nobre

2 APRESENTAÇÃO • Professor • Alunos ▪ Nome? Natural de onde?
▪ Está cursando o 1º semestre? ▪ O que espera do PPGSA e PPGHT? Porque a escolha? ▪ Qual o nome do orientador? Que projeto pretende desenvolver? ▪ O que esperam da disciplina Manejo e recuperação de áreas agrícolas com problemas de sais?

3 OBJETIVO DA DISCIPLINA
EMENTA Estudo da origem, extensão e identificação dos problemas de salinidade; Análise química e classificação dos solos afetados por sais; Análise química e classificação das águas para fins de uso em irrigação; Efeito dos sais no solo e na planta; Recuperação e prevenção de solos salinos, sódicos e/ou salino-sódico; Manejo de solos afetados por sais. OBJETIVO DA DISCIPLINA Proporcionar conhecimento sobre técnicas modernas adotadas no manejo e recuperação de áreas agrícolas com problemas de sais.

4 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
» Origem, extensão e identificação dos problemas de salinidade; » Análise química e classificação de solos afetados por sais; » Qualidade da água de irrigação; » Efeito dos sais no solo e na planta; » Tolerância das cultura aos sais; » Recuperação de solos salinos, sódicos e/ou salino-sódicos; » Prevenção de solos salinos, sódicos e/ou salino-sódicos; » Manejo de solos afetados por sais.

5 METODOLOGIA DE ENSINO RECURSOS EMPREGADOS FORMAS DE AVALIAÇÃO
Está baseada em aulas teóricas (expositivas e discursivas) e práticas de forma a proporcionar conhecimento sobre “Manejo e recuperação de áreas agrícolas com problemas de sais”. RECURSOS EMPREGADOS Projetor multimídia, notebook, quadro branco, pincel atômico; etc. FORMAS DE AVALIAÇÃO A nota final do discente será obtida através: - Frequência e participação nas discussões; - Confecção e apresentação dos seminários / Trabalho Prático; - Tradução e interpretação de textos; Relatórios de aula prática - Provas escritas

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AYERS, R. S.; WESTCOT, D. W. A qualidade da água na agricultura. Campina Grande: UFPB. Tradução de GHEYI, H. R.; MEDEIROS, J. F.; DAMASCENO, F. A. 1991, 218p. (Estudos da FAO Irrigação e Drenagem, 29 revisado). - DIAS, N. da S.; GHEYI, H. R.; DUARTE, S. N. Prevenção, manejo e recuperação dos solos afetados por sais. Piracicaba: ESALQ, p. FAGERIA, N. K.; GHEYI, H. R. Manejo e controle da salinidade na agricultura irrigada. In: GHEYI, H. R.; QUEIROZ, J. E. & MEDEIROS, J. M. (ed). Campina Grande: UFPB-SBEA, p. GHEY, H.R.; DIAS, N. da S.; LACERDA, C.F. de. Manejo da Salinidade na Agricultura: estudos básicos e aplicados. Fortaleza, INCT Sal, 2010. - RICHARDS, L. A. (ed.). Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Washington: United States Salinity Laboratory, 1954, 160p.

7 » Atividade 1 - Pesquise sobre a Extensão das áreas agrícolas (Mundo, Brasil, Nordeste brasileiro) afetadas por sais.

8 Origem, extensão e identificação dos problemas de salinidade

9 INTRODUÇÃO - Salinos e Sódicos;
- Formação: - condições de drenagem; Associado as » Solos halomórficos - Características de Reg. Áridas e Semiáridas - Intrazonais - influência dominante do fator local; » Efeitos conhecidos a mais de 2000 anos – instr. de guerra dos Romanos; » Afeta as plantas – redução do potencial osmótico, efeito tóxico e desbalanço nutricional e efeitos provocado pelo Na+; » No Brasil – Rio Grande do Sul, Pantanal Mato-Grossense e Semiárido do NE - Solos salino, salino-sódico e sódico – km2 (2% TN) » NE do Brasil – km2 afetados por sais • Aumento da população – demanda por alimento – irrigação – uso de terras marginais e águas de qualidade inferior – manejo inadequado de água e solo – drenagem insuficiente.

10 INTRODUÇÃO • Aproximadamente 250 milhões de ha são cultivados sob irrigação no mundo. Destes a maior parte ocorre em regiões áridas e semiáridas: - Déficit hídrico; - Distribuição irregular das precipitações; - A exploração agrícola sob condições naturais fica comprometida. • A água na natureza / concentração salina - acumulo de sais no solo; - consequência sob os cultivos; • Convivência: condições edafoclimáticas / manejo das áreas exploradas.

11 INTRODUÇÃO • Problemas do acúmulo de sais no solo
- Redução da disponibilidade de água para os cultivos; - Encharcamento do solo. • Situação em que se encontram as áreas irrigadas - Aproximadamente 10 milhões de ha são abandonados anualmente. • Importante: uma forma de sustentabilidade da agricultura irrigada se baseia no estudo de prevenção, manejo e recuperação de solos afetados por sais.

12 ORIGEM DOS SAIS / FORMAÇÃO DO SOLO
• Solo: é o local onde realizamos atividades diversas, nos sustentamos, construímos, plantamos e retiramos minerais. Existe diversas definições de solo, conforme o enfoque desejado. Engenharia civil: material escavável, que perde sua resistência quando em contato com a água. Agronomia: camada superf. de terra arável, possuidora de vida microb. Arqueologia: material no qual se encontram registros de civilizações e organismos fósseis. Geologia: produto do intemperismo físico e químico das rochas. Pedologia: camada viva que recobre a superfície da terra, em evolução permanente, por meio da alteração das rochas e de proc. pedogenéticos comandados por agentes físicos, biológicos e químicos. Esta é a ciência que estuda a form. do solo, e foi iniciada na Rússia por Dokuchaiev em1880.

13 FORMAÇÃO DO SOLO O solo = mudanças nas rochas → lentas → condições climáticas e seres vivos Todo este processo leva muito tempo para ocorrer. Calcula-se que cada centímetro do solo se forma num intervalo de tempo de 100 a 400 anos. Os solos usados na agricultura demoram entre 3000 a anos para tornarem-se produtivos

14 FORMAÇÃO DO SOLO / PROCESSO
1) Rocha matriz exposta. 2) Chuva, vento e sol desgastam a rocha formando fendas e buracos. Com o tempo a rocha vai esfarelando-se. 3) Microrganismos como bactérias e algas se depositam nestes espaços, ajudando a decompor a rocha através das substâncias produzidas. 4) Ocorre acúmulo de água e restos dos microrganismos. 5) Organismos pouco maiores como fungos e musgos, começam a desenvolver. 6) O solo vai ficando mais espesso e outros vegetais vão surgindo, além de pequenos animais. 7) Vegetais maiores colonizam o ambiente, protegidos pela sombra de outros. 8) O proc. continua até atingir o equilíbrio, determ. a paisagem de um local.

15 Interações que envolvem a atmosfera, hidrosfera, biosfera e litosfera
FORMAÇÃO DO SOLO Interações que envolvem a atmosfera, hidrosfera, biosfera e litosfera geobiosfera hidrobiosfera A ação contínua e ativamente atmosfera e hidrosfera litosfera processo pedogenético zonalidade climática zonobiomas Litosfera Biosfera Atmosfera Hidrosfera SOLO

16 FORMAÇÃO DO SOLO CLASSIFICAÇÃO DOS PEDOBIOMAS
Peinobiomas - ambientes de solos muito pobres Litobiomas - solos pedregosos, associados a um tipo específico de rochas, como no caso dos solos calcários de Jamaica, Cuba, Venezuela e da Chapada do Apodi, bem como os afloramentos de rochas do semi-árido do Nordeste do Brasil) Psamobiomas - solos arenosos Helobiomas - solos pantonosos Hidrobiomas - solos inundados Halobiomas - solos salinos, com acumulação de sais solúveis em água, tais como NaCl, KCl, K2SO4, , NaHCO3, Na2CO3, MgSO4, NaNO3 e Na2SO4, Ca(HCO3)2, CaSO4, etc

17 FORMAÇÃO DO SOLO HALOBIOMAS
Caracterizam por apresentar plantas que, morfológica ou fisiologicamente se adaptaram ao efeito do potencial osmótico e toxidez causados pela quantidade excessiva de sais solúveis. Diz-se, portanto, que um solo é afetado por sais, quando a concentração desses na solução do solo chega a interferir no crescimento e produtividade das plantas naturalmente habitantes da área ou aquelas cultivadas pelo homem.

18 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Intemperização das rochas – processo de desintegração das rochas – envolvendo processos físicos, químicos e biológicos ao longo do tempo; - fatores envolvidos: clima, relevo, organismos vivos e o tempo. - formação de compostos simples. - Oxigênio, silício e alumínio > 80% dos elementos existentes na crosta terrestre; - Sódio, cálcio, magnésio, potássio, cloro, enxofre e carbono estão presente em menor proporção mais poderão se acumular em grande quantidade devido possuírem menor coeficiente de energia e consequentemente alta solubilidade e mobilidade;

19 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Elementos mais comuns na crosta terrestre Elementos Porcentagem (%) Sequência Íons Coeficiente de energia Oxigênio 49,13 I Cl- e Br- 0,23 Silício 26,00 NO3 0,18 Alumínio 7,47 SO4 0,66 Ferro 4,20 CO3 0,78 Calcio 3,25 II Na+ 0,45 Magnésio 2,40 K+ 0,36 Potássio 2,35 Ca2+ 1,75 Hidrogênio Mg2+ 2,10 Titânio 1,00 III SiO3 2,75 Carbono 0,61 Al3+ 4,25 Cloro 0,35 IV Fe2+ 5,15 Fósforo 0,20 Enxofre 0,12 Manganês 0,10 Outros 0,39 Sequencia de ionização

20 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Solubilidade (g L-1) Na Mg Ca CO3 2131 2,512 0,01312 SO4 1851 2622 2,043 Cl 318 353 427 NO3 686 Muito Elevada4

21 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Relação Temperatura / Solubilidade de alguns sais

22 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Portanto, o acúmulo de elementos no solo não depende somente do seu teor na rocha, mas do coeficiente de energia com que é retido, sua mobilidade e solubilidade. Os ânions predominantes nos solos são os cloretos, sulfatos, bicarbonatos e carbonatos. Os cátions mais comuns incluem o sódio, o cálcio e o magnésio, enquanto o potássio encontra em menores proporções.

23 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE Tipos de Sais Acumulados
• Geralmente: Na, Ca, Mg, K, Cl, SO4, CO3, HCO3; • Raramente: N03-

24 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Sulfato de Magnésio: Presente em todos os solos salinos e, via de regra, em águas freáticas e lagos salinizados. Por sua alta solubilidade (262 g l-1), é um dos sais mais nocivos às plantas. Sulfato de sódio: Sempre presente em solos salinos, águas freáticas e lagos. Sua toxidez é duas a três vezes menor do que aquela do sulfato de magnésio enquanto a solubilidade depende muito da temperatura. Cloreto de sódio: A exemplo dos anteriores, é muito frequente em solos salinos. Devido á sua solubilidade muito alta (318 g l-1), ele é muito tóxico às plantas. Sua solubilidade não depende da temperatura. A lixiviação do NaCl é fácil e, geralmente, feita por meio de aplicação de gesso no solo.

25 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Carbonato de sódio: Encontra-se frequentemente no solo e na água de irrigação. Possuí solubilidade alta, em temperaturas mais elevadas. Como resultado da hidrólise, provoca forte alcalinidade no meio sendo que na ausência de sais bivalentes, pode ocorrer a dispersão das argilas. É muito tóxico às plantas. Cloreto de magnésio: Possui alta solubilidade (353 g l-1) e é um dos sais mais prejudiciais às plantas devido à sua alta toxidade. Carbonato de cálcio e magnésio: O CaCO3 é pouco solúvel (0,0131 g -1), razão pela qual não é nocivo às plantas. Gesso: O CaSO4 . 2H2O possui baixa solubilidade (2,04 g l-1) e é, portanto, um sal não-prejudicial às plantas. É muito utilizado como corretivo.

26 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Cloreto de potássio: As propriedades químicas do KCl são muito parecidas com as do NaCl. Nitratos: Os nitratos são sais de alta solubilidade (686 g l-1 o NaNO3 e 279 g l-1 o KNO3)

27 Processo de salinização e/ou sodificação
- Salinização por água de irrigação - Qualquer água contém sais - Qualidade da água varia com o local - Medidas de concentração mg L-1 dS m-1 - Concentração de sais São Francisco: 64 mg L-1 Água no cariri paraibano: mg L-1 Exemplo: qual a quantidade de sais incorporado em 1 ha sabendo-se que a água apresenta 1600 mg L-1 de sais e que está sendo aplicado uma lâmina de 120 mm.

28 Processo de salinização e/ou sodificação
- Todo sal incorporado fica no solo???

29 Processo de salinização e/ou sodificação
- Salinização por água do lençol freático - Movimento ascendente capilar - Profundidade crítica Solos arenosos: 2,0 a 2,5m (dependendo da textura) Solos argilosos: até 6,0 m

30 Processo de salinização e/ou sodificação

31 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Os sais liberados, durante o processo de intemperização das rochas, dependendo da geomorfologia da região, podem ser carreados para horizontes inferiores através percolação ou levados aos lugares distantes por escoamento superficial, dependendo das condições de relevo, fluxo de água, etc

32 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
Efeito dos Sais em distintas Regiões •Regiões úmidas – precipitação elevada favorece a lixiviação dos sais até lençol freático e a eliminação por escoamento superficial. •Regiões áridas o déficit hídrico, solos rasos e/ou camadas impermeáveis, evaporação e/ou evapotranspiração contribuem para os problemas de salinização. - Acumulação de sais solúveis no solo • Salinização primária • Salinização secundária

33 ORIGEM DOS PROBLEMAS DE SALINIDADE
» O Processo de Salinização Primária Invasão da água salgada – regiões costeiras; Acumulação de sais provenientes de escoamento superficial e drenagem lateral / principal causa no NE brasileiro. Ascensão por capilaridade; Acumulação dos sais em áreas baixas, sopés de encostas / tbem. ocorre no NE » O Processo de Salinização Secundária Deposição de sais pela água de irrigação; Elevação do lençol freático – manejo inadequado.

34 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
Principais fontes de sais que poderão provocar a salinização Intemperização das rochas - são raros os exemplos em que esta fonte de sais tenha provocado diretamente problemas relacionados com a salinidade do solo. Os problemas de salinidade tem sido associado: Com a água utilizada na irrigação, Com a drenagem deficiente Com a presença de água sub-superficiais, ricas em sais solúveis, a pouca profundidade. Pela ação dos ventos, das chuvas e das inundações marítimas

35 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
E como isso acontece

36 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
As cargas negativas da argila → neutralizadas pela adsorção de cátions Em solos de regiões úmidas → eliminação das bases (Ca, Mg, Na e K) > H e Al. Em solos de regiões áridas ou semiáridas, Com drenagem > Ca e Mg. Sem drenagem ou lençol freático próximo a superfície → evaporação ou evapotranspiração → precipitados → CaCO3, MgCO3, CaSO4, → menor solubilidade → aumentando o sódio solúvel na solução do solo.

37 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
Sistema solo-água → forças moleculares presentes → divididas entre forças de coesão e adesão. Coesão é uma força de atração entre moléculas iguais enquanto a adesão é uma força de atração entre moléculas diferentes. Diferenças em valências, raio e propriedades hidratantes → cátions diferentes são adsorvidos Quanto < o raio iônico hidratado e > a valência = mais fortemente o íon será adsorvido. A uma dada concentração, a ordem de preferência em reações de troca de cátions é a seguinte: Al3+>Ca2+>Mg2+>NH4+>H+> K+>Na+>Li+ Importante p/ a formação da CAMADA DUPLA ELETROSTÁTICA

38 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
Quando uma partícula coloidal de argila está relativamente seca, os cátions neutralizantes estão fortemente presos à sua superfície. Umedecendo-a, alguns íons dissociam-se e entram em solução, deixando micela carregada negativamente.

39 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
Os cátions formam uma camada junto à superfície da partícula, conhecida como Camada de Stern, e os cátions que se difundem formam a camada difusa. Juntas, formam a camada dupla difusa Tendências opostas: a) atração eletrostática das cargas negativas da micela para com os cátions, a qual tende a puxá-los para junto da partícula (Coulombiano); e b) movimento cinético (Browniano) das moléculas, induzindo no sentido da difusão dos cátions adsorvidos, isto é, no sentido de igualar a concentração através da fase líquida. A concentração de cátions dentro da camada dupla difusa é aproximadamente 100 a 1000 vezes maior do que na solução ambiente

40 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
o fenômeno de acumulação de sais solúveis no solo é denominado de salinização, o aumento gradual de sódio trocável, denomina-se de sodificação. A sodificação é um processo posterior a salinização, porém eles podem ocorrerem simultaneamente quando se tem na solução do solo sais exclusivos ou predominantemente de sódio (difícil de ocorrer, pois a rocha normalmente contém um conjunto de compostos químicos). Ex. mineral Albita (NaAlSi3O8) com drenagem deficiente.

41 PROCESSO DE SALINIZAÇÃO E SODIFICAÇÃO
Esquema da Sequência Clássica dos processos e etapas da formação dos solos halomórficos Processo Classificação Química Grupo Genético Salinização Salino Solonchak Solonização Sodificação Salino-sódico Solonchak Solonétzico Dessalinização Sódico Solonetz Solodização Degradação Sódico (em superf.) Solonetz solodizado Não Salino e não sódico Solodi

42 REVISANDO Salinização Aumento da concentração de sais na superfície
Insolubilização de carbonatos e bicarbonatos de cálcio e magnésio Aumento da concentração de sais mais solúveis. Principais Fontes Salinização primária Intemperização das rochas Ventos, chuvas e inundações marítimas Salinização secundária Irrigação associado a drenagem deficiente Lençol freático elevado

43 EXTENSÃO DO PROBLEMA DE SALINIDADE
A maior extensão destas áreas estão localizadas em regiões áridas e semi-áridas, tais como: Oeste dos Estados Unidos; Altiplanos do México; Sul do Peru e Chile; Nordeste do Brasil; Norte da África; Sudoeste da África; Ásia e Oriente Médio.

44 EXTENSÃO DO PROBLEMA DE SALINIDADE

45 EXTENSÃO DO PROBLEMA DE SALINIDADE
Uma avaliação nessas áreas revela que os solos afetados por sais ocupam uma superfície de 952,2 milhões de hectares, constituindo 7% da área total das terras ou 33% dos solos potencialmente aráveis do mundo. • No Brasil as áreas salinas localizam-se principalmente na região Nordeste ou mais especificamente nos perímetros irrigados, que perfazem 57% da área total da região semi-árida. As áreas de solos afetados por sais no Brasil é superior a 9,1 milhões de hectares, estando localizados mais notadamente nos municípios de Morada Nova-CE (3.611 ha), Lima Campos-CE (3.553 ha), Moxotó, PE (2.462 ha), Curu Paraipaba-CE (1.918 ha), São Gonçalo- PB (4.600 ha), Sumé-PB (147 ha) e Capoeira-PB (320 ha). Na área do perímetro irrigado de São Gonçalo - PB, dos 850 ha ocupados, 40% da área são afetadas por sais. • 10 milhões ha são perdidos anualmente devido a problemas de salinidade por ação antrópica.

46 EXTENSÃO DO PROBLEMA DE SALINIDADE
Extensão das áreas, em km2, de solos afetados por sais em vários estados da região nordeste (Pereira, 1983).

47 IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA DE SALINIDADE

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