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Integração Solo Planta e Atmosfera Fabíola e Grasiele Seminário Interação Solo – Planta - Atmosfera Disciplina: Recuperação de Áreas Degradadas Professor:

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1 Integração Solo Planta e Atmosfera Fabíola e Grasiele Seminário Interação Solo – Planta - Atmosfera Disciplina: Recuperação de Áreas Degradadas Professor: Dr. Alexandre Marco da Silva Alunas: Fabiola Bergamasco S M Pálinkás Grasiele Simplicio Murari Rodrigues Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental

2 Introdução / Conceito SPAC O Solo, as plantas e a atmosfera interagem diretamente uns com os outros, influenciando, reagindo quimicamente e promovendo alterações físico-químicas e biológicas. Um dos principais elementos que interagem com o solo-planta-atmosfera e o mais conhecido é a Água. Em meados de 1924, essa interação foi definida como o Conceito SPAC – Soil– Plant–Atmosphere Continuum, esse conceito se baseia no fato de que o movimento da água no sistema Solo-Planta-Atmosfera é interpretado como uma série de processos interdependentes e inter relacionados. Além da água, existem outros importantes elementos que interagem com o Solo- Planta-Atmosfera e que conheceremos um pouco durante este trabalho.

3 Interações com a Atmosfera Fina camada de gases presa a Terra através da força da gravidade e campo magnético que envolve o planeta. Tem aproximadamente km de espessura. A atmosfera é dividida em camadas e afeta diretamente o ambiente em que vivemos. Estrutura e Composição da Atmosfera Terrestre Principais funções: -proteção contra radiação solar pela Camada de Ozônio (formada pela ação constante dos raios UV sobre o O2 há 400 mi de anos); -mantém a temperatura da terra ideal para a vida através do Efeito Estufa (gases que impedem o retorno de parte da radiação solar permitindo aquecimento da terra); -fornecimento de oxigênio e outros gases; -proteção contra corpos celestes.

4 A atmosfera terrestre se modificou com o passar dos anos e hoje é composta pelos seguintes gases: 1% composto principalmente de dióxido de carbono, Árgon, Néon, Hélio e Vapor dágua.

5 Tempo e Clima Tempo é o estado momentâneo que ocorre em um determinado local a partir do ar atmosférico que pode ocorrer de maneira lenta ou rápida. Clima é o conjunto de condições atmosféricas que ocorrem em determinados locais. Também pode-se dizer que é a junção dos tipos de tempo que ocorrem em uma determinada região, tornando-se uma característica dessa região. Os fatores climáticos são elementos naturais que influenciam o clima. Os principais são: -pressão atm;-massas de ar; -órbita;-correntes marítimas; -latitude;-relevo; -altitude;-vegetação; -maritimidade;-continentalidade. Tipos de Clima: -tropical-mediterrâneo-continental-árido -subtropical-temperado-alpino-semiárido -equatorial-oceânico-polar-desértico

6 Fenômenos Climáticos El Niño - Fenômeno que se repete todos os anos com maior ou menor intensidade no Oceano Pacífico próximo a época do natal (por isso o nome) e tem consequências no tempo e clima de todo o planeta. Como funciona: Ventos fortes empurram e represam as águas quentes superficiais para o oeste, lado oposto aos ventos expondo as águas frias profundas (Ressurgência) que contém maior quantidade de oxigênio dissolvido, nutrientes e microorganismos que servem de alimento aos peixes que por sua vez alimentam pássaros, surgindo uma cadeia alimentar. Condições Normais Condições com o El Niño Ausência ou enfraquecimento dos ventos mantém as águas superficiais no mesmo nível, impedindo a Ressurgência. As águas superficiais se aquecem mais que o normal, em média 4,5 graus, provocando maior evaporação, grande movimento ascendente e grande formação de nuvens de chuva.

7 Exemplo das Consequências do El Niño Chuvas torrenciais, enchentes e destruição. Em três dias, choveu o correspondente a um mês inteiro. Dezenas de mortos, pessoas perderam suas casas e mais de pessoas tiveram danos em suas casas e lavouras. Foto – Peru, fevereiro de 2010 IPS (Inter Press Service/ Agência de Notícias) Falta de chuvas na Venezuela. Forte onda de calor no Brasil, Uruguai e Argentina. Seca no Nordeste Brasileiro. Em São Paulo (foto ao lado), o verão de 2010 foi o mais chuvoso dos últimos 15 anos.

8 Fenômenos Climáticos La Niña- Fenômeno com frequência de 2 a 7 anos, com maior ou menor intensidade no Oceano Pacífico, funcionando de forma inversa ao El Niño (origem do nome). Como funciona: Ventos muito intensos fazem com que uma maior quantidade de água seja represada no Oceano Pacífico Equatorial Oeste, empurrando-as mais a oeste que o normal. O fenômeno permite maior intensidade da Ressurgência e portanto o desenvolvimento da cadeia alimentar, porém a quantidade represada e portanto o desnível do mar são tão grandes que as águas represadas aquecem, com grande evaporação, movimentos ascendentes, formação de nuvens de chuvas a oeste, enquanto no lado oposto onde as águas frias ficam expostas em grande área do oceano, as temperaturas caem em média 4 graus, resfriando outras regiões.

9 Exemplo das Consequências do La Niña Frio e chuvas torrenciais no Rio de Janeiro no verão de Forte seca na América do Sul e sudoeste dos Estados Unidos. Chuvas fortes na Colômbia. Informação do site do Estadão/Planeta pode-durar-ate-maio-dizem- meteorologistas,818998,0.htm Foto – Rio de Janeiro, novembro de 2011 Site da Veja – Rio

10 Potencial de Água na Atmosfera Grande parte dos gases da atmosfera são gases secos e retém até 4% de vapor dágua, dependendo da temperatura do ar, radiação solar, ventos e umidade. A quantidade de água na atmosfera pode ser obtida na forma de pressão através dos cálculos de umidade absoluta e relativa do ar. Os dados são obtidos por medições em campo através de psicrômetros que contém 2 termômetros ou bulbos, um seco e outro úmido. Quanto mais seco o ar, mais baixa a temperatura e maior a diferença psicrométrica. Com os dados calcula-se: UR (umidade relativa) = ( e a / e s )*100 sendo e a a pressão atual de vapor e e s a pressão de saturação. UR é a relação entre quantidade de vapor dágua existente num determinado volume de ar e a quantidade de vapor dágua que este mesmo volume teria na condição saturada. A umidade absoluta (UA) é a relação entre a quantidade de vapor dágua medida em gramas contida em um m3 de ar: UA = (Y*e s )/(Ts+273) ondeY = 288,9 para e s em mmHg e Ts é a temperatura seca.

11 Química da Atmosfera A atmosfera terrestre está em constante transformação pelas reações químicas entre seus componentes. A condição atual da atmosfera é de ação oxidante sobre os elementos expostos a ela. O estudo químico da atmosfera procura entender o sistema de reações químicas entre os gases de fontes biogênicas e antrópicas e suas interações com os outros elementos do planeta. As reações químicas da atmosfera podem ter consequências diretas no solo, água, plantas e animais, inclusive em nós.

12 Ciclos Globais A composição da atmosfera tem se modificado ao longo do tempo em consequência das interações biológicas e geológicas que ocorrem nas interfaces com a litosfera e a hidrosfera. A vida na Terra só é mantida graças a energia solar e suas interações entre os sistemas físicos e biológicos em contínuo reciclo de forma que o planeta seja um sistema auto-sustentado e em constante evolução, portanto além do Ciclo da Água, temos outros ciclos de importantes elementos da atmosfera que interagem com sistemas físicos e biológicos do planeta.

13 Ciclo do Carbono O carbono e seus compostos são fundamentais. Eles são constituintes de toda a matéria viva, essenciais à respiração, fotossíntese e regulação do clima. Existe uma grande variedade de compostos de carbono envolvidos no seu ciclo global, como o dióxido de carbono, metano, monóxido de carbono e hidrocarbonetos não metânicos.

14 CO 2 Os reservatórios de dióxido de carbono na atmosfera, litosfera e oceanos são extremamente grandes e os fluxos entre os compartimentos são bidirecionais. É o gás estufa em maior quantidade na atmosfera.

15 Ciclo do Nitrogênio É essencial à vida, estando presente na constituição das proteínas e no DNA. Para absorverem o nitrogênio, os animais precisam que ele esteja incorporado a compostos orgânicos (amnoácidos e proteínas). As plantas e algas necessitam do nitrogênio sob a forma de íons nitrato ou íons amônio. Além do nitrogênio gasoso, existem outros compostos de nitrogênio de grande importância na atmosfera, como a Amônia e os óxidos de nitrogênio.

16 Ciclo do Enxofre É essencial à vida, estando presente na constituição de organismos vivos, incluindo plantas e também são emitidos como produto final do metabolismo desses organismos vivos. Os principais gases que contém enxofre e estão na atmosfera são dimetilsulfeto, sulfeto de carbonila, sulfeto de hidrogênio, disulfeto de carbono e dióxido de enxofre.

17 Impactos Ambientais na Atmosfera -processos naturais -industrialização -agricultura -pecuária -aglomerações em centros urbanos Insumos e Energia interferência nos ciclos Transformação na composição e formação da atmosfera -depleção da camada de ozônio; -aumento do efeito estufa; -chuva ácida; -outros impactos;

18 Depleção da Camada de Ozônio O uso dos clorofluorcarbonetos os CFCs (usados na indústria como gás refrigerante) e outras substâncias como os aerossóis, tetracloreto de carbono, clorofórmio, dióxido de nitrogênio tem contribuído com a rarefação da camada de ozônio que nos protege contra a radiação. solar. Após o Protocolo de Montreal, vários países reduziram ou encerraram o uso dos CFCs, porém ele é um elemento muito estável, portanto permanece na atmosfera tempo suficiente para causar bastante destruição, depois de 139 anos da sua emissão estudos mostraram que metade do CFC ainda permanecia na atmosfera.

19 Depleção da Camada de Ozônio Em 1982 foi detectada pela primeira vez o desaparecimento da camada de ozônio em áreas da Antártida. Hoje é possível ver em vários outros locais como no Pólo Sul, Ártico, Chile e Argentina. Fonte: inc

20 Efeito Estufa A queima de combustíveis fósseis, processos de desflorestamentos e as contínuas trocas de carbono entre a atmosfera, os oceanos e a biosfera tem contribuído muito para o aumento da concentração atmosférica de CO 2. As emissões de óxido nitroso vem crescendo como resultado das práticas de fertilização do solo, enquanto o metano, que também participa de processos fotoquímicos, é gerado em grandes quantidades por atividades antrópicas como a queima da biomassa, pecuária, depósitos de lixo e por fontes naturais como nos pântanos e com a decomposição da matéria orgânica. A pesar da concentração do metano ser muito menor ele acumula calor 20 vezes mais calor que o dióxido de carbono. Fonte: http//ciencia.hsw.uol.com.br/ozonio.htm/printable

21 Efeito Estufa Um aumento de 1 a 2 graus na temperatura já seria suficiente para o derretimento dos pólos, aumento do nível do mar, inundações de áreas costeiras e cidades, provocando a extinção de diversas espécies animais e vegetais e afetando a geografia econômica. Fonte: efeito-estufa/ Os dados mostram que no último século houve um aumento de temperatura de mais de 0,5º C e existe uma estimativa de que nos próximos 100 anos possa aumentar a temperatura entre 2º e 6º C. Fonte: efeito-estufa.htm

22 Chuva Ácida A queima de carvão mineral, óleos diesel e combustível para a geração de energia e erupções vulcânicas liberam enxofre para a atmosfera e modificam o ciclo de nitrogênio formando ácido sulfúrico e ácido nítrico, contribuindo para os fenômenos de chuvas ácidas. As chuvas ácidas possuem ph entre 4,5 e 5,6, elas poluem os rios e lagos, causando danos à flora e fauna aquáticas e à vegetação, ao se infiltrar no solo, a água ácida reage com outros elementos e liberam íons metálicos tóxicos. A acidez da água junto com a alta concentração de metais são consumidos pelos peixes causando a mortandade de peixes e plantas aquáticas. Fonte: m.br/imgres?imgurl=&i mgrefurl=https%3A%2F %2Fminiquim.wikispac es.com%2FAA&h=0&w =0&sz=1&tbnid=ndlcsP tcYGtbXM&tbnh=173& tbnw=291&zoom=1&d ocid=87pNeCCzNBmra M&ei=45BAUpbOPInM 9ATH9IGwAQ&ved=0C AQQsCU.

23 Conclusão A pesar das causas e consequências da poluição atmosférica serem relativamente conhecidas em todo o mundo, estarem amplamente disponíveis para consultas de qualquer pessoa pela internet e esse assunto estar presente diariamente em meios de comunicação populares, existe uma dificuldade muito grande em conscientizar as pessoas quanto a pequenas ações individuais de contribuição para a redução das emissões de poluentes e uma dificuldade generalizada ainda maior por parte dos representantes dos países em reduzir as emissões de poluentes. As emissões de poluentes atmosféricos estão inteiramente ligadas à industrialização em geral e ao desenvolvimento do país, portanto reduzir as emissões de poluentes significa grandes investimentos em tecnologia e provavelmente significa redução da produção em si, ocasionando menor lucro e desenvolvimento econômicos para o país. O fato é que a ação de poluir a atmosfera tem uma reação imediata que ameaça a vida no planeta e isto deve ser levado em consideração para a busca de um equilíbrio entre a economia e a vida.

24 Referências Bibliográficas RANATUNGA, Kemachandra. Soil-Tree-Atmosphere Water Relations. Bureau of Meteorology, Canberra – Austrália. Princípios de Meteorologia e Meio Ambiente. Site do Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos – CPTE/INPE. SILVA, Talita Marcília de Oliveira. Ciclos Globais de Carbono, Nitrogênio e Enxofre. Site Sociedade Brasileira de Química ALVALÁ, Neusa Paes Leme. Como funciona o Ozônio. How stuff works. Site Trabalhar pela Geografia. A Atmosfera terrestre. Site TIMM, Luis Carlos; FANTE, Lorival; BARBOSA, Emanuel Pimentel; REICHARDT, Klaus; BACCHI, Osny Oliveira Santos. Interação Solo-Planta Avaliada por Modelagem Estatística de Espaço de Estados. Piracicaba – SP LACERDA, Claudivan Feitosa de. Relações Solo-Água-Planta em Ambientes Naturais e Agrícolas do Norteste Brasileiro. Recife – PE Universidade Federal do Ceará. ROCHA, Julio Cesar; ROSA, André Henrique; CARDOSO, Arnaldo Alves. Introdução à Química Ambiental. Porto Alegre – RS Artmed Editora S.A.

25 Solo Elemento resultante da ação conjunta dos agentes intempéricos sobre restos minerais depositados e enriquecidos de detritos orgânicos que desempenha a importante atividade de sustentar e alimentar os vegetais, além de funcionar como reservatório de água desse ecossistema. Um solo verdadeiro não pode se formar sem que haja no material, a presença e decomposição da matéria orgânica. A simples alteração física e química da rocha não deve confundir-se com solo, o que deixa claro, serem todos os processos de sua formação, de natureza direta ou indiretamente biológica. Ele é então um corpo natural, com características próprias e marcantes, diferentes do material de origem.

26 Fatores de formação do solo: A idéia de que os solos são resultantes de ações combinadas dos fatores clima, organismos, material de origem e idade foi inicialmente elaborada por Dokouchaiev. Em 1941, o suíço radicado nos EUA, Hans Jenny, ressaltou o relevo como fator adicional.

27 Alguns Tipos de Solo: Argiloso Baixa porosidade dificulta circulação de ar e água Humífero O húmus ajuda a reter água no solo, torna-se poroso e com boa aeração e, através do processo de decomposição dos organismos, produz os sais minerais necessários às plantas. Arenoso Geralmente pobres em nutrientes, são muito porosos e permeáveis. Calcário Pouco nutriente, muito material rochoso, baixa permeabilidade, o solo calcário é inadequado para o cultivo de plantas

28 Relação Solo-Planta- Atmosfera e a Água A água dentro do solo não permanece estática e, em geral, nem todos os poros do solo ficam preenchidos com água. Nos solos não saturados, uma parte dos poros fica cheia de ar, constituindo a atmosfera do solo, fundamental para a respiração dos micro-organismos e das raízes de plantas. Nos tortuosos poros cheios de água pode-se observar movimento de água em todas as direções, em geral de regiões mais úmidas para regiões mais secas.

29 Relação Solo-Planta-Atmosfera e a Água O processo conjunto que envolve a evaporação direta do solo e a transpiração das plantas é denominado evapotranspiração, sendo fundamental para realimentar a atmosfera com vapor de água. A taxa da evapotranspiração depende basicamente da demanda da atmosfera, da intensidade de radiação e da disponibilidade de água no solo. A água no solo é também retirada pelas raízes das plantas e depois evapora no interior das folhas, sendo posteriormente transferidas para a atmosfera pela transpiração.

30 Planta – Fisiologia Vegetal Estuda processos e funções do vegetal, bem como as respostas das plantas às variações do meio ambiente. Os processos e as funções do vegetal são organizados ou ocorrem nas estruturas do vegetal.

31 Relação Solo-Planta-Atmosfera As raízes ancoram a planta e absorvem água e minerais do solo. A parte aérea das plantas terrestres está exposta ao ambiente atmosférico, perdendo água constantemente para o meio. Essa água deve ser reposta com novos suprimentos hídricos provenientes principalmente do solo. Assim, a absorção, o transporte de água das raízes para a parte aérea, e a transpiração são processos básicos acoplados e inseparáveis do balanço hídrico da planta.

32 Ciclo da movimentação dos nutrientes em um solo sob vegetação de floresta.

33 Planta proteção para o solo Além da textura, permeabilidade e profundidade, o grau de fertilidade do solo também influi na sua maior ou menor erodibilidade. Um bom desenvolvimento das plantas propicia uma melhor proteção. Um solo naturalmente mais fértil, ou adequadamente adubado, oferece condições para um desenvolvimento mais vigoroso das plantas e este fica menos sujeito a erosão.

34 Planta proteção para o solo A existência de vegetação também protege os solos da ação erosiva dos ventos; A conservação das florestas e da vegetação ajuda a proteger os solos e a manter os cursos dágua; O solo sob SAF - sistema agroflorestal apresenta qualidade superior, quando comparado ao mesmo solo cultivado em sistema convencional, apresentando menor densidade, maior porosidade, menor resistência à penetração e maior agregação. (CARVALHO et al, 2004)

35 Uso do Solo A capacidade de uso do solo pode ser expressa como sua adaptabilidade para fins diversos, sem que sofra depauperamento pelos fatores de desgaste e empobrecimento, através de cultivos anuais, perenes, pastagem, reflorestamento e vida silvestre. O uso mais conveniente do solo depende: localização, tamanho da propriedade, quantidade de terra, da disponibilidade e localização de água, habilidade do proprietário e dos recursos disponíveis.

36 Os solos que devem ser evitados por suas características de difícil correção: rasos; com afloramento de rochas; Salinos; excessivamente arenosos e/ou pedregosos; demasiadamente argilosos e/ou siltosos; de baixa permeabilidade.

37 Degradação do Solo Avaliação Global da Degradação do Solo (GLASOD) foi a primeira tentativa de estimar a gravidade e extensão da degradação do solo em uma base mundial (Oldman, 1988). Uma característica fundamental deste estudo foi que os graus de severidade não foram definidos em termos físicos, como perda de solo e de nutrientes, mas com base dos efeitos sobre a produção agrícola.

38 Impactos Ambientais Remoção da vegetação natural; Revolvimento (aração); Adição de corretivos e fertilizantes; Contaminações diversas pelo uso urbano e industrial; Ações de madeireiros, lenhadores, carvoeiros e mineradores, que também contribuem para a destruição das florestas.

39 Manejo do solo - fatores importantes para condicionar uma maior ou menor mobilidade dos solos se está ou não coberto de vegetação: resistência à processos erosivos; sistema de cultivo: reflorestamento ou plantio direto reduz suscetibilidade à erosão; Práticas de manejo sustentável seriam aquelas que assegurassem uma contínua produção de alimentos, fibras e combustíveis, sem causar danos ao meio ambiente. Isto é possível com o uso integrado das denominadas práticas de conservação do solo.

40 Fitorremediação: Processo que envolve a descontaminação de águas e solos, através de plantas que extraem metais pesados. Estes, se não forem em demasia, não causam a morte a estas nossas bem- feitoras.

41 Referências Bibliográficas sistema-solo-planta-atmosfera.htmlhttp://fisiologiavegetalporhilde.blogspot.com.br/2011/10/agua-no- sistema-solo-planta-atmosfera.html agriculture/soil-degradationhttp://www.intechopen.com/books/soil-erosion-issues-in- agriculture/soil-degradation Apostila: RELAÇÕES SOLO-ÁGUA-PLANTA EM AMBIENTES NATURAIS E AGRÍCOLAS DO NORDESTE BRASILEIRO - Universidade Federal Rural de Pernambuco - PARTE I - Claudivan Feitosa de Lacerda. Recife – Pernambuco Dezembro de 2007


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