Impactos da atividade agrícola sobre o solo: Salinização

1. Impactos da atividade agrícola sobre o solo:Salinização Disciplina: Atividade Agrícola e Meio Ambiente Prof. M. Sc. Kleber de Oliveira Fernandes Eng. Agrônomo. Montes Claros, Março/Setembro de 2010

2. IMPACTOS CAUSADOS PELA IRRIGAÇÃO • Modificação do meio ambiente; • Redução da disponibilidade hídrica; • Contaminação dos mananciais superficiais e subterrâneos; • Problemas de saúde pública (reúso); • Salinização do solo nas regiões áridas e semi-áridas. EXIGÊNCIA DA QUALIDADE DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO

3. “Quanto menor precipitação média anual, maior a evapotranspiração potencial e maior é a possibilidade de salinização do solo quando irrigado” • Sais que possam prejudicar de maneira economicamente significativa o rendimento das plantas cultivadas. • Maior ou menor sensibilidade é uma característica de cada planta. Ex: ↓cevada e algodão ↑feijão e cenoura Condições onde há ocorrência: • Solos em regiões de baixas precipitações pluviais; • Alto déficit hídrico; • Deficiência natural de drenagem interna; • Maior ocorrência em zonas com precipitações médias de até 1000mm/ano.

4. Brasil:considerando as precipitações e sua distribuição • Semiáridas: período de seca igual ou superior a 6 meses por ano. ≤ 800mm (50% do Nordeste); • Semiúmidas: seca de 4 a 5 meses por ano; • Úmidas: seca de 1 a 3 meses por ano; • Muito úmidas: sem seca. Nordeste e N. de Minas→ regiões propícias Norte, Sul, Centro-oeste e quase todo sudeste → menos propícias (mesmo com problemas de drenagem) “O grande volume de água das chuvas lavam os sais”

5. Como um solo se torna salino? Íons Ca2+, Mg2+, Na+, K+, bem como radicais CO3+, HCO3+, SO4+, entre outros. As plantas removem basicamente H2O do solo. Afeta as culturas de duas maneiras • Aumento do potencial osmótico do solo. Quanto mais salino for um solo, maior será a energia gasta pela planta para absorver água e com ela os demais elementos vitais. • Pela toxidez de determinados elementos, principalmente sódio, boro e os bicarbonatos e cloretos. Em concentrações elevadas causam distúrbios fisiológicos nas plantas.

6. Fatores que contribuem para salinização • Clima – défit hídrico climático acentuado; • Irrigação em solos rasos ou solos de má drenabilidade; • Irrigação com água de má qualidade – teores elevados de sais; • Baixa eficiência de irrigação; • Manutenção inadequada do sistema de drenagem ou ausência de sistema de drenagem superficial e/ou subterrânea.

7. Evolução da salinização

8. Condição 01 • Solo de drenabilidade nula e sem implantação de sistema de drenagem subterrânea; • Região de clima semiárido; • Aplicação de uma lâmina de água de 1200mm/ano; • Latossolo com barreira a 1,20m; • Água do S. Francisco (CE=80 micromhos/cm); • Assumindo-se que CE x 640= ppm ou g/m3; • Assumindo-se que um solo já começa a se tornar salino quando a CE do extrato de saturação atinge um valor = 4 mmho/cm; • Desprezando todo o conteúdo de sal existente no solo

9. a)Conteúdo de sais da água de irrigação: CE x 640 = ppm ou 0,08 mmhos/cm x 640 = 51,2 ppm ou g/m3 (51 gramas de sal/m3 de água) b)Volume anual de água aplicada/há: 1200mm/ano = 1,2m/ano x 10000m2 = 12000 m3/há/ano c)Quantidade de sal adicionada: 12000 m3/ano x 0,0512 kg de sal/m3 = 614,4 kg de sal/há/ano d)Quantidade de sal que a solução do solo deve conter para que este seja considerado salino: 4 mmhos/cm x 640 = 2560 ppm = 2,56 kg/m3 de solução

10. e)Volume de solução no solo/há, assumindo-se que em um dado momento todo o perfil estaria saturado: 38% espaço poroso, 60% de matéria mineral e 2% M.O. V= 10000m2 x 1,2m x 0,38 = 4560m3 de solução/há f)Quantidade de sal necessário/há para que seja salino: 4560m3 de solução/há x 2,56kg de sal/m3 = 11674kg de sal/ha g)Nº de anos de irrigação necessário para que um solo comece a ser considerado salino 19 anos

11. Condição 02 • Emprego de água do Rio Jaguaribe-CE (500 micromhos/cm); • Mantendo todas demais condições: Tem-se: a)Conteúdo de sais da água de irrigação: 0,5mmhos/cm x 640 = ppm = 320 g de sal/m3 b)Quantidade de sal adicionado: 12000m3/há/ano x 0,32 kg/m3 = 3840 kg de sal/há/ano c)Nº de anos de irrigação necessários para salinizar o solo: 3 anos

12. Como evitar a salinização • Todo solo situado em regiões climáticas favoráveis; • Irrigar somente terras de boa drenabilidade; • Solos com menos de 1,0m de profundidade não devem ser irrigados – implantação de sistema de drenagem subterrânea; • Através de uma irrigação eficiente ou por meio da instalação de sistema de drenagem subterrânea e coletores; • Fazer manutenção adequada do sistema de drenagem – coletores e subterrânea

13. Recuperação de solos afetados por sais

14. Recuperação de solo salino • Instalação de sistema adequado de drenagem subterrânea; • Lavá-lo com a irrigação ou chuva; Solos com abundância de microporos: • Inundações periódicas mais eficientes do que inundação por longo período. • Em condições de saturação, o único meio de reduzir a concentração de sais dos microporos seria por difusão. Melhoria na estrutura do solo (melhora CE) Desestimula microorganismos que diminuem a CE Recuperação pode levar dias ou meses Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, So42-, CO3-, HCO3+, NO3- e NH4- Solos normais→ 80% Ca2+ e 5% Na+. Regra geral→ lâmina d’agua igual a 3x a profundidade a ser recuperada

15. Recuperação de solo salino-sódico Estrutura e aparência muito similar à dos solos salinos Perigo→ Lavagem ↑% de Na+ trocável (estrutura destruída) Correto → Lavagem do excesso de sais + corretivos Substituição do Na+ por Ca2+→ melhora gradativa de estrutura e CE. Curiosidade: “Em casos extremos de difusão a argila pode, eventualmente, percolar e formar uma camada impermeável”

16. Recuperação de solos sódicos Instalação de drenos subterrâneos + corretivos + lavagens Necessário fazer a recuperação da estrutura do solo A)Sais de Ca solúveis: • Cloreto de cálcio (CaCl2) • Gesso (CaSO4, 2H2O) B) Ácidos ou formadores de ácido: • Enxofre • Ácido sulfúrico • Sulfato de ferro ou alumínio • Óxido de cálcio C) Sais de Ca de baixa permeabilidade: • Carbonato de cálcio • Derivados de fábrica de açúcar

17. Cálculo da quantidade de Gesso Gesso: • Custo relativamente baixo; • Boa solubilidade, e • Mais usado na recuperação de solos sódicos; • O valor final da PST(% de Na trocável) deve ser estimado (tolerância da cultura, condições físicas do solo). Exemplo: • Deseja-se recuperar os primeiros 50 cm de um solo sódico usando o processo de inundação: • A % inicial de Na trocável (PSTi) é 25, devendo a PSTf ser equivalente a 5%; • Densidade aparente = 1,8 g/cm3 • CTC = 20 mE/100g • Água de irrigação contendo 12 mE/1 de Na e 3 mE/1 de (Ca+Mg), ou Ci=3 Ci =concentração inicial de Ca+Mg (através de análisa)

18. Deseja-se saber: 1)A relação de absorção de Na da solução solo-água; 2)A quantidade de gesso que tem que ser adicionada a água de irrigação; 3)A quantidade de (Ca+Mg) em Keq/há; 4)A lâmina de água necessária para recuperar o solo; 5)A quantidade de gesso necessária em Keq/há; 6)A quantidade de gesso em Kg/há.

19. 1)Para estimar a RAS (relação de adsorção de Na) da solução solo-água a partir da PSTf desejada usa-se: RAS=PSTf/0,015(100 - PSTf) = 5/0,015(100-5) = 3,51 2)Quantidade de gesso a ser adicionada a água de irrigação: X = 2(Na+/RAS)z -Ci = 2(12/3,51)z-3 = 20,4mE 3)Cálculo da quantidade de (Ca+Mg): (Ca+Mg) = (PSTi – PSTf)/100 x CTC x da x h (Ca+Mg) = (25-5)/100x20mE/100g x 1,8g/cm3 x 50 = 360Keq/há 4)Lâmina d’agua p/ recuperar o solo, com eficiência de lixiviação 100%: Lâmina = 10-4(Ca+Mg)/(Ci + x) = 10-4 x 360 x 103/(3,0 + 20,4) x 10-3 = 1538mm 5)Quantidade de gesso necessária em Keq/há: X/Ci+x (Ca+Mg) = 20,4/3+20,4(360) = 313,8 Keq/há 6)Quantidade de gesso em kg/ha = Keq/há x Pe(g/eq) Equivalente grama do CaSO4 . 2H2O = 172g/2 = 86.0 g/eq Tem-se: 313,8 Keq/há x 86.0 g/eq ≈ 26,987 kg de gesso/há