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Professor: Dr. Reginaldo Gomes Nobre CCTA - Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar UAGRA - Unidade Acadêmica de Ciências Agrárias Campus de Pombal - PB DISCIPLINA TOLERÂNCIA DAS CULTURAS À SALINIDADE A tolerância de uma cultura aos sais é a capacidade que ela tem de suportar os efeitos do excesso de sais na zona radicular. Nem todas as plantas respondem igualmente à salinidade, algumas produzem rendimentos aceitáveis a níveis altos de salinidade e outras são sensíveis a níveis relativamente baixos. A tolerância à salinidade de algumas culturas pode alcançar valores entre 8 e 10 vezes a tolerância de outras. Fatores que Afetam a Tolerância das Culturas Fase de Desenvolvimento da Cultura. Espécie entre Plantas. Clima. Tipo de Sistema de Irrigação. CRITÉRIOS PARA AVALIAR A TOLERÂNCIA 1) capacidade da planta sobreviver em solo salino; 2) rendimento da planta em solo salino; 3) rendimento relativo obtido em solo salino em relação ao solo não salino cultivado em condições semelhantes. CRITÉRIOS PARA AVALIAR A TOLERÂNCIA CONSIDERAÇÕES No caso de espécies florestais a produção satisfatória é a própria sobrevivência da espécie; Para a agricultura deve-se considerar a produção e seus componentes como germinação, crescimento de planta, stand populacional, etc. - ótimo parâmetro para selecionar variedades de uma mesma espécie; A produção relativa é um critério que determina o nível de tolerância da cultura, porém, nem sempre uma variedade tolerante a salinidade é mais produtiva do que uma sensível da mesma espécie. DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE TOLERÂNCIA O nível máximo de salinidade média na zona radicular que pode ser tolerado pelas plantas, sem afetar negativamente o seu desenvolvimento, é conhecido como salinidade limiar (SL). Valores de tolerância foram adaptados por Maas & Hoffman (1977) cujo estudos indicam que o crescimento vegetativo diminui linearmente com o aumento da salinidade acima do valor da salinidade limiar e deixa de ser linear quando o efeito da salinidade causa rendimento bastante inferiores a 50% do rendimento potencial da cultura DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE TOLERÂNCIA Bresler et al. (1982), o decréscimo na produção das culturas pode ser descrito segundo um dos três padrões básicos, apresentados na Figura 1, quando a salinidade do solo aumenta em relação ao nível limiar. Entretanto, algumas culturas podem ser tratadas como pertencentes a um grupo que segue o decréscimo de produtividade assintótico (curva b) e outras com um decréscimo semelhante ao representado na curva c. DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE TOLERÂNCIA Maas (1984) propôs representar as curvas da Figura 1 por dois segmentos lineares [Platô de Resposta Linear (PRL)]: um constituído por um platô de declividade nula e o outro por uma reta cuja declividade indica a redução da produção relativa por unidade de acréscimo na salinidade do solo Y = 100 - b (CEes - SL) 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 CEes (dS m -1 ) Pr od uç ão re lat iv a ( % ) Sa lin id ad e L im ia r ( SL ) x y b = 100 (x/y) DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE TOLERÂNCIA A relação linear entre o rendimento da cultura e a condutividade elétrica do extrato da pasta saturada do solo pode ser estabelecida, conforme Maas e Hoffman (1977), pela equação: Os valores de CEes, exceto os relacionados com 0 e 100% do rendimento potencial, têm-se calculado reorganizando a Equação acima da seguinte maneira: SL) - (CEes b 100 Y b Y SL b. 100 CEes DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE TOLERÂNCIA A salinidade tolerada por algumas culturas, a qual refere-se à CEa na zona radicular, medida no extrato da pasta saturada do solo (CEes) pode ser encontradas em tabelas ou em diagramas: DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE TOLERÂNCIA O valor de b pode ser obtido de duas maneiras: com os dados da Tabela 1, para Y = 0% e a equação para b, seria: Ou através da seguinte expressão: Y = 100 - b (CEes - SL) 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 CEes (dS m -1 ) Pr od uç ão re lat iv a ( % ) Sa lin id ad e L im ia r ( SL ) x y b = 100 (x/y) SL - CEes 100 b 0% Y para y x 100. b DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE TOLERÂNCIA CONSIDERAÇÕES: Os valores de CEa são equivalentes à salinidade do extrato de saturação (CEes = 1,5 CEa). O fator de concentração de 0,15 é o mesmo utilizado no desenvolvimento de diretrizes e corresponde ao fator para fração de lixiviação entre 0,15 e 0,20. A condutividade elétrica da solução do solo, apresentada na Tabela 1, foi calculada com base no padrão de extração de água pelas raízes de 40, 30, 20 e 10%. Manutenção da Salinidade do Solo Dentro de Limites Toleráveis para as Culturas A medida que a salinidade da água (CEa) aumenta os rendimentos das culturas podem ser limitados pela impraticabilidade da lixiviação requerida. A fração de água de irrigação que atravessa e percola a zona radicular é conhecida como a fração de lixiviação (FL) ou necessidade de lixiviação (NL) ou fração de lavagem, podendo ser calculada através das seguintes equações: Ln Lx FL CEa - 5CEes CEa NL Manutenção da Salinidade do Solo Dentro de Limites Toleráveis para as Culturas A necessidade de lixiviação para distintos grupos de culturas pode ser estimada através da Figura ao lado, onde considera-se o rendimento potencial de 100%. uma necessidade de lixiviação acima de 25 ou 30% não é realmente prático, devido a quantidade excessivamente grande de água de que se necessitaria. Manutenção da Salinidade do Solo Dentro de Limites Toleráveis para as Culturas Após várias irrigações sucessivas, a concentração de sais acumulados aproxima-se da concentração de equilíbrio, cujo valor depende da fração de lixiviação e da salinidade da água de irrigação. A salinidade da água de drenagem pode ser estimada conhecendo-se a CE da água de irrigação e a fração de lixiviação, mediante a seguinte equação: A CEd é considerada igual à salinidade média da água contida na zona radicular (CEzr) no momento de iniciar-se irrigação. FL CEa CEd Manutenção da Salinidade do Solo Dentro de Limites Toleráveis para as Culturas A CEes é aproximadamente igual a metade do valor da concentração da solução do solo, quando este encontra-se na capacidade de campo. Daí, é possível estimar CEzr e a CEes correspondente a esta salinidade média, utilizando-se a CEa. Assim, para a fração de lixiviação de 0,15, pode-se utilizar as seguintes aproximações: CEzr = 3,2CEa; CEzr = 2,0CEes; CEes = 1,5CEa Manutenção da Salinidade do Solo Dentro de Limites Toleráveis para as Culturas O teor de sais na zona radicular varia com a profundidade, onde próximo da superfície do solo é aproximadamente igual ao da água de irrigação e muito elevado no limite inferior da zona radicular. Supõe-se que o padrão de absorção de água normal dar-se da seguinte maneira: 40% da ETc é extraído do primeiro quarto superior da zona radicular, 30% do segundo, 20% do terceiro e 10% do quarto inferior, notando-se que, a absorção é maior na parte superior devido a presença das raízes. EXEMPLOS Para a cultura do algodoeiro, determinar as CEes para os rendimentos potenciais de 100, 90, 75, 50 e 0%. a) Segundo a Tabela 21, a salinidadelimiar (SL), que é a CEes máxima para 100% de rendimento, é igual a 7,7 dS m-1. b) Da Tabela 21 e da Equação: de perda de rendimento por aumento unitário da salinidade acima do valor SL SL - CEes 100 b 0% Y para %2,5 7,7 - 72 100 b EXEMPLOS c) Substituindo-se os valores de SL e de “b” na Equação: d) Para diferentes valores de Y, dá os seguintes resultados: 2,5 9,26 5,2 Y 40,04 100 b Y SL b. 100 CEes Y Valores de Y Valores de CEes (dS/m) 100 7,7 90 9,6 75 12,5 50 17,3 0 27,0 EXEMPLOS A água de irrigação tem CE de 1 dS m-1. A fração de lixiviação (FL) é de 0.15. Pede-se a salinidade da água de drenagem. SOLUÇÃO: CEd = CEzr = CEa/FL CEd = 1/0,15 = 6,7 dS m-1. EXEMPLOS Cálculo da concentração da água que percola abaixo da zona radicular A água de irrigação tem condutividade elétrica (CEa) de 1 dS m-1, a fração de lixiviação (FL) é de 0,15. Determinar a concentração da água de drenagem (CEd). Dados: CEa = 1 dS m-1; FL = 0,15 A concentração média da água contida na zona radicular (CEzr) é equivalente à da água de drenagem (CEd) que percola abaixo da zona radicular a profundidades maiores. Desta forma, e segundo a Equação, temos: CEd = 6,7 dS m-1. FL CEa CEzrCEd EXEMPLOS Cálculo da salinidade média da zona radicular O seguinte procedimento explica a forma de se determinar a salinidade média da água contida na zona radicular de determinada cultura. DADOS: Salinidade da água aplicada: CEa = 1 dS m-1; Evapotranspiração da cultura: ETc = 1000 mm ano-1 Padrão de extração normal de absorção de água. O consumo de água pela cultura aumenta a concentração de sais na água que drena ao quarto inferior seguinte FL = 0,15. EXEMPLOS SOLUÇÃO: 1. O procedimento considera os seguintes pontos (Figura 3): (1) Superfície do solo (CEzr0); (2) No fundo do quarto superior (CEzr1); (3) No fundo do segundo quarto (CEzr2); (4) No fundo do terceiro quarto (CEzr3); (5) No fundo do quarto inferior (CEzr4). EXEMPLOS SOLUÇÃO: 2. A lâmina anual de irrigação que se deve aplicar para satisfazer tanto à demanda das culturas como à necessidade de lixiviação, pode ser estimada pela seguinte equação: NL 1 ETc LA mmLA 1176 0,15 1 1000 EXEMPLOS SOLUÇÃO: 3. Como toda a água aplicada atravessa a superfície do solo, lixiviando os sais, considera-se que a salinidade da superfície é igual à salinidade da água de irrigação. CEzr0 = CEa = 1 dS m -1. EXEMPLOS SOLUÇÃO: 3. Como toda a água aplicada atravessa a superfície do solo, lixiviando os sais, considera-se que a salinidade da superfície é igual à salinidade da água de irrigação. CEzr0 = CEa = 1 dS m -1. 4. Considerando-se n x L L FL FL CEa CEd EXEMPLOS Temos: Para o quarto superior: Para o segundo quarto: FL1 = 0,66 1176 776 1176 1000 x 0,40 1176 FL2 = 0,40 1176 476 1176 1000 x 0,30 776 CEzr1 = mdS / 5,1 66,0 1 FL CEa 1 CEzr2 = mdS / 5,2 40,0 1 FL CEa 1 Para o terceiro quarto: Para o fundo da zona radicular: FL3 = 0,23 1176 276 1176 1000 x 0,20 1176 FL4= 0,15 1176 176 1176 1000 x 0,10 1176 CEzr3 = mdS / 3,4 23,0 1 FL CEa 1 CEzr4 = mdS / 7,6 15,0 1 FL CEa 1 EXEMPLOS 5. A salinidade média da água contida em toda zona radicular, obtém-se mediante a média aritmética das cinco salinidades previamente determinadas: CEzr = (1,0 + 1,5 + 2,5 + 4,3 + 6,7)/5 = 3,2 dS m-1. Os cálculos anteriores mostram que a salinidade média da água do solo contida na zona radicular é 3,2 vezes a salinidade da água de irrigação EXEMPLOS - Calcule a produção relativa da laranjeira (Citrus sinensis L.) para uma salinidade média na zona radicular de 2,5 dS m-1. Conforme dados tabelados sabe-se que a salinidade limiar para esta cultura é de 1,7 dS m-1. Para o cálculo do “b” tem- se que a CEes que proporciona o rendimento de 0% para esta cultura é de 8 dS m-1. EXEMPLOS Calcule a salinidade média da zona radicular O seguinte procedimento explica a forma de se determinar a salinidade média da água contida na zona radicular de determinada cultura. DADOS: Salinidade da água aplicada: CEa = 1,5 dS m-1; Evapotranspiração da cultura: ETc = 1150 mm ano-1 Padrão de extração normal de absorção de água. FL = 0,20. EXEMPLOS - Uma cultura de milho semeado em solo uniforme e franco, é irrigada por sulcos, com água de CEa = 1,2 dS m-1 e eficiência de aplicação de 65 %. Se a evapotranspiração anual da cultura (ETc) é de 800 mm, determinar a lâmina anual requerida para satisfazer a ETc e a lixiviação dos sais. Considere 1,7 dS m-1 a condutividade elétrica do extrato de saturação para o rendimento potencial de 100 %. - Descreva: 1) Critérios para avaliação da tolerância das culturas à salinidade 2) Rendimento potencial 3) Tolerância das culturas à salinidade EXEMPLOS - Quais as principais práticas de manejo que permitem o manejo de áreas afetadas por sais e controle da salinidade em áreas cultivadas sob irrigação? - Calcular a produção relativa do tomateiro para uma salinidade média na zona radicular de 4,0 dS m-1 - Para a cultura do algodão, determinar as CEes do solo para os rendimentos potenciais de 100, 90, 75, 50 e 0%. RECOMENDAÇÕES PARA UMA BOA PREVENÇÃO DO PROBLEMA DE SALINIDADE • Utilização de quant. limitadas de água de acordo c/ o uso consultivo. • Evitar as perdas excessivas de água na condução e distribuição para não agravar o problema de drenagem. • Revestimento de canais para minimizar as perdas de águas. • Bombeamento de água subterrânea para proporcionar um controle direto do lençol freático. • Lixiviar os sais, preferencialmente durante as estações frias. • Utilizar culturas de maior tolerância à salinidade, implicando numa menor FL. • Preparar o solo para diminuir o escoamento e destruir as fendas que deixem passar água através de poros grandes. • Irrigar com intesidades de aplicação inferiores à velocidade de infiltração. • Evitar períodos de repouso, particularmente durante os verões quentes Manejo dos solos afetados por sais - Uso de plantas tolerantes à salinidade; - Métodos de irrigação; - Colocação das sementes; -Fração de lixiviação (Lavagem de manutenção); - Mistura das água; - Irrigação com maior frequência. Práticas de manejo Aplicação de lâminas com maior frequência A diminuição dos intervalos de irrigação mantém o potencial osmótico do solo alto, permitindo assim a absorção normal de água e nutrientes pelas plantas. Práticas de Manejo Colocação das sementes Devido a evapotranspiração e ao fluxo capilar a concentração de sais é máxima no centro do camalhão. Em casos de sulcos alternados o semeio no centro do camalhão ou no sulco irrigado, uma vez que os sais se concentram no extremooposto do camalhão. Aumentando a profundidade da água nos sulcos, a germinação tende a melhorar. Recomendações feitas por Bernstein et al., 1955 Uma prática ainda melhor contra a salinidade, é a construção de sulcos em declive Nesses se colocam as sementes imediatamente acima do nível da água, continuando a irrigação até a frente molhada atravessar as fileiras das sementes. Recomendações feitas por Bernstein & Fireman, 1957 MÉTODO DE IRRIGAÇÃO O método de irrigação recomendado para solos que apresentem problemas de salinidade é a inundação ou aspersão quando se tem boa drenagem. Caso a água para irrigação apresente alto teor de sais, a irrigação por gotejamento será a mais indicada no controle a salinidade.