em irrigação e drenagemrios-revisado.pdf · água magnetizada na irrigação, fertirrigação em...

Prof. Dr. FERNANDO BROETTO

MSc RENATA TEIXEIRA DE ALMEIDA MINHONI

MSc DARIANE PRISCILA FRANCO DE OLIVEIRA

(ORGS.)

Seminários

em

Irrigação e Drenagem

Seminários

em

Irrigação e Drenagem

ORGANIZADORES

PROF. DR. FERNANDO BROETTO

MSc. RENATA TEIXEIRA DE ALMEIDA MINHONI

MSc. DARIANE PRISCILA FRANCO DE OLIVEIRA

CONSELHO EDITORIAL ACADÊMICO

RESPONSÁVEL PELA PUBLICAÇÃO DESTA OBRA

Prof. Dr. JOÃO CARLOS CURY SAAD Departamento de Engenharia Rural – FCA/UNESP Campus de Botucatu

Prof. Dr. WILLIAN FERNANDO ZAMBUZZI Departamento de Química e Bioquímica – IBB/ UNESP Campus de Botucatu

Prof. Dr. GUSTAVO DA ROCHA DE CASTRO Departamento de Química e Bioquímica – IBB/ UNESP Campus de Botucatu

PREFÁCIO

As particularidades da relação da água com a agricultura têm tido destaque continuado

ao longo do tempo, quando a demanda crescente pelo recurso hídrico ganha novos usuários.

Nesse âmbito, os programas de pós-graduação na área de irrigação e drenagem além de

contribuir com a formação de profissionais qualificados para lidar com as nuances da

agricultura irrigada, sempre buscaram alternativas que otimizassem o uso dos recursos

hídricos.

A atividade da produção agrícola utilizando a tecnologia da irrigação é um tema que

exige constante atualização, sendo assim, o livro Seminários em Irrigação e Drenagem visa

contribuir à bibliografia nacional com conhecimentos na área da agricultura irrigada aportados

de forma clara e objetiva. Esta obra é fruto do empenho dos alunos disciplina

Seminários/2017 do curso de Pós-graduação em Irrigação e Drenagem ministrada pelo Prof.

Dr. Fernando Broetto e contempla um leque abrangente e variado de conhecimentos.

O leitor terá a oportunidade de aprofundar o entendimento em assuntos como:

Conceitos básicos e aplicações do sensoriamento remoto na agricultura, Salinidade na

agricultura, Evapotranspiração, Manejo de irrigação no cultivo da videira de mesa, Uso da

irrigação no semiárido nordestino, Reuso de águas residuárias urbanas na agricultura

irrigada, Avaliação de desempenho operacional de sistemas de irrigação por gotejamento

operando com águas residuárias, Eficiência do uso de água na agricultura, Utilização da

água magnetizada na irrigação, Fertirrigação em gramados, Influência do manejo

nutricional na atividade enzimática da nitrato redutase. Dessa forma, percebe-se que a obra é

diversificada e fonte relevante de informação no âmbito da agricultura irrigada.

O presente livro apresenta-se, como mais uma opção para ampliar o conhecimento, e

auxiliar no crescimento profissional dos leitores interessados em assuntos pertinentes a

produção agrícola irrigada.

Prof. Dr. Rodrigo M. Sánchez-Román

Coordenador do Programa de Pós-graduação em Irrigação e Drenagem

Faculdade de Ciências Agronômicas

Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”

Abril de 2018

© 2018 Editora Fepaf

Fundação de Estudos e Pesquisas Agrícolas e Florestais

Rua Dr. José Barbosa de Barros, 1780

Fazenda Experimental Lageado - Botucatu - SP.

Cep.: 18610-307

Fone/Fax: 14 3880-7127

www.fepaf.org.br

[email protected]

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DA INFORMAÇÃO –

DIRETORIA TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - UNESP - FCA - LAGEADO - BOTUCATU (SP)

Seminários em irrigação e drenagem / Organizadores:

S471 Fernando Broetto ... [et al.] - Botucatu:

FEPAF, 2018

108 p. : fots. color., grafs., ils. color., tabs.

1 livro digital

Disponível em: http://www.fepaf.org.br/Download_Default.aspx

Outros organizadores: Renata Teixeira de Almeida

Minhoni, Dariane Priscila Franco de Oliveira

ISBN 978-85-98187-97-6

Inclui bibliografia

1. Irrigação. 2. Drenagem. 3. Seminários. I. Broetto,

Fernando. II. Minhoni, Renata Teixeira de Almeida. III.

Oliveira, Dariane Priscila Franco de. IV. Fundação de

Estudos e Pesquisas Agrícolas e Florestais. V. Univer-

sidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Fa-

culdade de Ciências Agronômicas.

CDD 23. ed. (627.5)

Sumário

CAPÍTULO 1 ............................................................................................................................. 1

CONCEITOS BÁSICOS E APLICAÇÕES DO SENSORIAMENTO REMOTO NA

AGRICULTURA ........................................................................................................................ 1

1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 1

2. ÍNDICES DE VEGETAÇÃO ..................................................................................................... 3

3. APLICAÇÕES DO SENSORIAMENTO REMOTO NA AGRICULTURA ............................. 5

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 6

CAPÍTULO 2 ............................................................................................................................. 9

SALINIDADE NA AGRICULTURA: ASPECTOS GERAIS ................................................. 9

1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 9

2. ORIGEM DOS SAIS NOS SOLOS .......................................................................................... 10

3. IMPACTOS DA SALINIDADE NO SOLO E NA PLANTA .................................................. 12

4. REMEDIÇÃO E RECUPERAÇÃO DE SOLOS SALINIZADOS .......................................... 13

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................... 14

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................... 14

CAPÍTULO 3 ........................................................................................................................... 18

EVAPOTRANSPIRAÇÃO ...................................................................................................... 18

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 18

2. GENERALIDADES.................................................................................................................. 19

2.1. EVAPORAÇÃO ...................................................................................................................................... 19

2.2. TRANSPIRAÇÃO ................................................................................................................................... 19

2.3. EVAPOTRANSPIRAÇÃO ...................................................................................................................... 19

3. FATORES DETERMINANTES DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO ........................................... 19

3.1. FATORES CLIMÁTICOS ..................................................................................................................... 20

3.2. FATORES DA PLANTA ......................................................................................................................... 21

4. DETERMINAÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO ............................................................... 21

4.1. EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA (ETo) ....................................................................... 21

4.2. EVAPOTRANSPIRAÇÃO REAL (ETr) ............................................................................................ 22

4.3. EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE OÁSIS (ETo) .................................................................................... 22

4.4. EVAPOTRANSPIRAÇÃO DA CULTURA (ETc) ............................................................................. 22

5. DETERMINAÇÃO DA ETo .................................................................................................... 23

5.1. MÉTODOS DIRETOS ..................................................................................................................... 23

5.2. MÉTODOS INDIRETOS ................................................................................................................. 23

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................... 24

CAPÍTULO 4 ........................................................................................................................... 27

MANEJO DE IRRIGAÇÃO NO CULTIVO DA VIDEIRA DE MESA ............................... 27

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 27

2. EXIGÊNCIAS HÍDRICAS DA VIDEIRA DE MESA ............................................................ 28

3. IRRIGAÇÃO PELO CRITÉRIO DE DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO SOLO ............... 29

4. IRRIGAÇÃO PELO CRITÉRIO AGROMETEOROLÓGICO ................................................ 32

5. ESTRATÉGIAS DE IRRIGAÇÃO DEFICITÁRIA ................................................................ 33


CAPÍTULO 5 ........................................................................................................................... 37

USO DA IRRIGAÇÃO NO SEMIÁRIDO NORDESTINO ................................................... 37

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 37

2. IRRIGAÇÃO NO SEMIÁRIDO ............................................................................................... 38

3. VALE DO SÃO FRANCSICO ................................................................................................. 40


CAPÍTULO 6 ........................................................................................................................... 44

REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS URBANAS NA AGRICULTURA IRRIGADA: UMA

REVISÃO SOBRE SEUS BENEFÍCIOS E RISCOS ........................................................... 44

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 44

2. IMPORTÂNCIA DAS ÁGUAS RESIDUÁRIAS .................................................................... 46

3. BENEFÍCIOS ............................................................................................................................ 47

4. RISCOS ..................................................................................................................................... 48


CAPÍTULO 7 ........................................................................................................................... 53

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO OPERACIONAL DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO

POR GOTEJAMENTO OPERANDO COM ÁGUAS RESIDUÁRIAS ................................ 53

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 53

2. INDICADORES DE DESEMPENHO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO POR

GOTEJAMENTO ............................................................................................................................. 55

3. OBSTRUÇÃO DE GOTEJADORES OPERANDO COM ÁGUA RESIDUÁRIA ................. 57


CAPÍTULO 8 ........................................................................................................................... 61

EFICIÊNCIA DO USO DE ÁGUA NA AGRICULTURA .................................................... 61

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 61

2. ESTRATÉGIAS PARA EFICIENCIA DO USO DE ÁGUA ................................................... 63

3. CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 65


CAPÍTULO 9 ........................................................................................................................... 67

UTILIZAÇÃO DA ÁGUA MAGNETIZADA NA IRRIGAÇÃO ........................................... 67

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 67

2. COMPOSIÇÃO DA ÁGUA ..................................................................................................... 68

3. ÁGUA E O CAMPO MAGNÉTICO ........................................................................................ 69

4. EQUIPAMENTO PARA MAGNETIZAÇÃO ......................................................................... 70

5. ÁGUA MAGNETIZADA NA IRRIGAÇÃO ........................................................................... 71


CAPÍTULO 10 ......................................................................................................................... 76

FERTIRRIGAÇÃO EM GRAMADOS ................................................................................... 76

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 76

2. SISTEMA DE FERTIRRIGAÇÃO .......................................................................................... 77

2.1. SALINIDADE .................................................................................................................................. 78

2.2. pH .................................................................................................................................................... 79

2.3. SOLUBILIDADE ............................................................................................................................. 79

2.4. PUREZA .......................................................................................................................................... 79

2.5. COMPATIBILIDADE ...................................................................................................................... 80

2.7. DEMANDA DE NUTRIENTE E ÉPOCA DE APLICAÇÃO ............................................................ 80

2.8. ANÁLISE DA ÁGUA ........................................................................................................................ 82

3. INJETORES .............................................................................................................................. 82

4. PROCEDIMENTOS DA FERTIRRIGAÇÃO .......................................................................... 82

4.1. VANTAGENS E DESVANTAGENS ................................................................................................. 83

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................... 83


CAPÍTULO 11 ......................................................................................................................... 86

INFLUÊNCIA DO MANEJO NUTRICIONAL NA ATIVIDADE ENZIMÁTICA DA

NITRATO REDUTASE .......................................................................................................... 86

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 86

2. NITROGÊNIO .......................................................................................................................... 87

3. NITROGENIO X POTÁSSIO .................................................................................................. 88

4. MICRONUTRIENTES ............................................................................................................. 89

5. CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 90


CAPÍTULO 12 ......................................................................................................................... 94

PROCESSO ENZIMÁTICO DE PRODUÇÃO DO ETANOL LIGNOCELULÓSICO .................. 94

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 94

2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA .................................... 95

3. DEGRADAÇÃO DE LIGNOCELULOSE POR ENZIMAS HIDROLÍTICAS ...................... 97

4. HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA ................................. 99


CAPÍTULO 13 ....................................................................................................................... 102

FITOHORMÔNIOS E ATIVIDADE ENZIMÁTICA ANTIOXIDANTE EM DANO POR

FRIO DURANTE A PÓS-COLHEITA DE FRUTAS E HORTALIÇAS ........................... 102

1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 102

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................ 103

3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... 107

Seminários em Irrigação e Drenagem - 2018 ISBN 978-85-98187-97-6

1

CAPÍTULO 1

CONCEITOS BÁSICOS E APLICAÇÕES DO

SENSORIAMENTO REMOTO NA AGRICULTURA

RENATA TEIXEIRA DE ALMEIDA MINHONI1; TAMIRES LIMA DA SILVA

2;

BRUNO RICARDO SILVA COSTA3

e FERNANDO BROETTO4

1 Engenheira Ambiental, Doutoranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências

Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Rua José Barbosa de Barros, 1780, CEP 18610-307, Botucatu –

SP, Brasil, e-mail: [email protected] 2

Engenheira Ambiental, Mestranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 3 Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 4 Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus

de Botucatu - Instituto de Biociências, Rua Profª Drª Irina Delanova Gemtchujnicov, s/nº, CEP: 18618-693,

Botucatu, São Paulo, Brasil, [email protected]

1. INTRODUÇÃO

O sensoriamento remoto pode ser definido como sendo a arte e a ciência de captar

informação sobre um objeto na ausência de contato físico direto com o mesmo. Pode ser

considerado uma ciência por ser uma ferramenta semelhante à matemática, e pode ser

considerado arte devido à necessidade de interpretação visual de uma foto ou imagem

(JENSEN, 2009).

O início da aplicação do sensoriamento remoto deu-se por meio da utilização de

câmeras instaladas em aeronaves, foguetes, pipas, balões e até mesmo em pássaros. Hoje,

imagens da superfície terrestre são captadas por meio de sensores acoplados em diferentes

tipos de plataformas, como satélites, veículos aéreos não tripulados (VANTs) e aeronaves

(BERNARDI et al., 2014).

Informações provenientes do sensoriamento remoto são essenciais no estabelecimento

de uma política agrícola, nas tomadas de decisão, no monitoramento do uso da terra, na


2

estimativa da produção agrícola, no monitoramento ambiental e em outras temáticas

importantes para o planejamento e gerenciamento da agricultura e economia de um país

(YANG et al., 2017).

Pesquisas agrícolas podem adquirir informações a partir de diversos satélites, com as

mais variadas características de resolução espacial, espectral, radiométrica e temporal. Porém,

a escolha do satélite deve estar vinculada ao objetivo da pesquisa, ao tamanho da área, ao

nível de detalhamento requerido, ao período de interesse, entre outros fatores.

Dentre os satélites mais utilizados recentemente está o satélite americano Landsat 8,

lançado em fevereiro de 2013. Esta plataforma abriga dois sensores (Operational Land

Imager - OLI e Thermal Infrared Sensor -TIRS), apresenta resolução espacial de 15 m (banda

8), 30 m (bandas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 9) e 100 m (bandas 10 e 11), e resolução temporal de 16

dias (USGS, 2016). Além do Landsat 8, o satélite europeu Sentinel 2A, os americanos Terra e

Aqua e o sino brasileiro CBERS 4 são exemplos de satélites que também vem sendo utilizados

em pesquisas na área agrícola.

O sensoriamento remoto é governado pela interação entre a radiação eletromagnética

(REM) e o alvo. O processo de interação entre a REM e a folha de uma vegetação é regido

por fatores químicos e estruturais, mas também pode ser considerado os aspectos da absorção,

transmissão e reflexão da radiação (PONZONI; SHIMABUKURO, 2009). De acordo com os

mesmos autores, o conjunto desses três fatores pode ser denominado como o estudo do

comportamento espectral da vegetação.

A quantidade de radiação absorvida em um certo comprimento de onda caracterizará

uma determinada feição espectral de absorção, que irá colaborar na geração da assinatura

espectral característica do material, de acordo com sua composição (FORMAGGIO;

SANCHES, 2017). Apresenta-se na Figura 1 a assinatura espectral de uma folha verde sadia,

ou seja, trata-se de uma curva que descreve a interação da REM com a folha. Nesta figura, as

depressões, indicadas pelas setas, descrevem regiões onde ocorreu absorção da REM.


3

Figura 1. Curva espectral de uma folha verde sadia (ρ = reflectância e λ = comprimento de

onda).

Fonte: Novo (1989).

2. ÍNDICES DE VEGETAÇÃO

Técnicas de sensoriamento remoto, como o uso de índices de vegetação, têm sido

recomendados na literatura, objetivando-se compreender as propriedades espectrais da

vegetação (PONZONI; SHIMABUKURO, 2009).

Os índices de vegetação desempenham uma importante função como forma de

descrever a dinâmica temporal e o vigor de uma cultura agrícola, por meio de formulações

matemáticas provenientes de informações espectrais, principalmente nas bandas do vermelho

e infravermelho próximo. (FORMAGGIO; SANCHES, 2017).

Existe uma ampla variedade de índices de vegetação já desenvolvidos, para diferentes

finalidades. Entre os índices utilizados em pesquisas na agricultura pode-se mencionar a razão

simples (SR – Simples ratio), o Índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI –

Normalized difference vegetation index), o índice de vegetação ajustado para o solo (SAVI –

Soil adjusted vegetation index), o Índice de diferença normalizada da água (NDWI –

Normalized difference water index) e o índice de vegetação melhorado (EVI – Enhanced

vegetation index).

O SR, proposto por Jordan (1969), foi o primeiro índice criado e pode ser obtido de

acordo com a Equação 1.


4

SR = NIR/Red (1)

Onde:

NIR = reflectância no infravermelho próximo;

Red = reflectância no vermelho.

O NDVI, proposto por Rouse et al. (1973), é um dos índices mais utilizados e pode ser

obtido de acordo com a Equação 2. Os autores normalizaram o SR para o intervalo de -1 a +1.

NDVI = (NIR- Red)/(NIR+Red) (2)

Onde:


Red = reflectância no vermelho.

O SAVI, proposto por Huete (1988), pode ser obtido de acordo com a Equação 3.

Neste índice incluiu-se a constante “L” com o intuito de reduzir o efeito do solo.

SAVI = [(NIR – Red)(1 + L)]/[(NIR + Red) + L] (3)

Onde:


Red = reflectância no vermelho;

L = fator de ajuste do índice SAVI.

O NDWI, proposto por Gao (1996), pode ser obtido de acordo com a Equação 4. O

objetivo principal deste índice é quantificar a água líquida presente na vegetação.

NDWI = (NIR – SWIR)/(NIR + SWIR) (4)

Onde:


SWIR = reflectância no infravermelho de onda curta.


5

O EVI, proposto por Huete et al. (1997), pode ser obtido de acordo com a Equação 5.

Trata-se de uma otimização para realçar o sinal da vegetação.

EVI = G[(NIR – Red)/(NIR + C1Red – C2Blue + L)] (5)

Onde que:

G = fator de ganho;


Red = reflectância no vermelho;

C1 = coeficiente de ajuste para o efeito de aerossóis da atmosfera na banda do

vermelho;

C2 = coeficiente de ajuste para o efeito de aerossóis da atmosfera na banda do azul;

Blue = reflectância no azul;

L = fator de ajuste para o solo.

3. APLICAÇÕES DO SENSORIAMENTO REMOTO NA AGRICULTURA

São inúmeras as aplicações de produtos provenientes do sensoriamento remoto na área

agrícola, sendo muito empregados em pesquisas de uso e cobertura das terras e de

características da vegetação (BERNARDI et al., 2014). Além destas aplicações, a ampla

variedade de sensores disponíveis, com suas respectivas características, possibilita diversos

tipos de estudos, independentemente da escala.

Pereira et al. (2016) realizaram uma pesquisa, no Estado de Goiás, empregando

dezoito imagens do satélite Landsat 8, sensor OLI, com o intuito de calibrar um modelo

destinado a estimar a área foliar da cana-de-açúcar a partir do NDVI e de correção

atmosférica. O modelo gerado a partir do NDVI corrigido apresentou uma correlação

satisfatória (R2 = 0,84) em relação ao Índice de Área Foliar (IAF), enquanto o modelo sem

correção atmosférica apresentou uma correlação inferior (R2 = 0,60). Assim, os pesquisadores

ressaltaram a importância da aplicação de correção atmosférica nas imagens para aumentar a

qualidade da correlação.

Bertolin et al. (2017) realizaram um estudo, em uma área localizada no Estado da

Bahia, com o objetivo de gerar um modelo que se correlaciona índices de vegetação com a


6

produtividade de milho. Foram utilizadas imagens do satélite Landsat 8 dos anos 2013, 2014

e 2015, dados de safras referentes aos mesmos anos das imagens e quatro índices (NDVI -

Normalized Difference Vegetation Index, NDWI - Normalized Difference Water Index, SAVI

- Soil Adjusted Vegetation Index e o GVI - Green Vegetation Index). Os autores concluíram

que o NDVI foi o único índice que apresentou uma boa correlação (R2 = 0,81) com a

produtividade do milho, demonstrando a sua potencialidade.

Picoli, Duft e Machado (2017) conduziram um estudo utilizando imagens do sensor

Modis, acoplado na plataforma dos satélites Terra e Aqua, com o objetivo de avaliar o

potencial de oito índices de vegetação na identificação de eventos de seca na cultura da cana-

de-açúcar em um município localizado no interior do Estado de São Paulo. Dentre os índices

espectrais estudados, os índices GVMI (Global Vegetation Moisture Index), MSI (Moisture

Stress Index), NDI7 (Normalized Difference Infrared Index) e NDWI (Normalized Difference

Water Index) apresentaram correlação significativa com o índice de seca meteorológica (SPEI

- standardized precipitation-evapotranspiration index). Além disso, índices provenientes do

sensor Modis, na plataforma do satélite Aqua, se mostraram mais apropriados na identificação

de eventos de seca.

O panorama atual corrobora a ampla área de pesquisa da aplicação de técnicas de

sensoriamento remoto na agricultura. Porém, muitos estudos ainda precisam ser realizados

com o desafio de aumentar o emprego de geotecnologias, minimizar custos e aumentar a

produtividade de culturas agrícolas.

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BERNARDI, A. C. C.; NAIME, J. M.; RESENDE, A. V.; BASSOI, L. H.; INAMASU, R. Y.

Agricultura de Precisão: Resultados de um novo olhar. Brasília, DF: Embrapa, 2014.

BERTOLIN, N. O.; FILGUEIRAS, R.; VENANCIO, L. P.; MANTOVANI, E. C. Predição da

produtividade de milho irrigado com auxílio de imagens de satélite. Revista Brasileira de

Agricultura Irrigada, v. 11, n. 4, p. 1627 – 1638, 2017.

FORMAGGIO, A. R.; SANCHES, I. D. Sensoriamento remoto em agricultura. São Paulo:

Oficina de Textos, 2017.


7

GAO, B. C. A normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid

water from space. Remote Sensing of Environment, v.58, p. 257 - 266, 1996.

HUETE, A. R. A soil-adjusted vegetation index (SAVI). Remote Sensing of Environment,

v. 25, p. 295 – 309, 1988.

HUETE, A. R.; BATCHILY, H. Q.; VAN LEEUWEN, W. A comparison of vegetation

indices over a global set of TM images for EOS-MODIS. Remote Sensing of Environment,

v. 59, n. 3, p. 440-451, 1997.

JENSEN, J. R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos

terrestres. São José dos Campos, SP: Parêntese, 2009.

JORDAN, C. F. Derivation of leaf area index from quality of light on the forest floor.

Ecology, v. 50, p. 663 – 666, 1969.

NOVO, E. M. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. São Paulo: Edgard

Blucher, 1989. 308 p.

PEREIRA, R. M.; CASAROLI, D.; VELLAME, L. M.; JÚNIOR, J. A.; EVANGELISTA, A.

W. P. Sugarcane leaf area estimate obtained from the corrected Normalized Difference

Vegetation Index (NDVI). Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 46, n. 2, p. 140 - 148, 2016.

PICOLI, M. C. A.; DUFT, D. G.; MACHADO, P. G. Identifying drought events in sugarcane

using drought indices derived from Modis sensor. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 52,

n. 11, p. 1063 - 1071, 2017.

PONZONI, F.J.; SHIMABUKURO, Y.E. Sensoriamento remoto no estudo da vegetação.

São José dos Campos: Parêntese, 2009.

https://modis.gsfc.nasa.gov/sci_team/pubs/abstract.php?id=03629

https://modis.gsfc.nasa.gov/sci_team/pubs/abstract.php?id=03629


8

ROUSE, J.W.; HAAS, R.H.; SCHELL J. A.; DEERING, D.W. Monitoring vegetation

systems in the Great Plains with ERTS. In: EARTH RESOURCES TECHNOLOGY

SATELLITE-1 SYMPOSIUM, 3. Proceedings... Washington, DC: NASA, 1973.

USGS – United States Geological Survey. Landsat 8 (L8) data users handbook. Version

2.0, 2016.

YANG, Z.; WEN-BIN, W.; DI, L.; ÜSTÜNDAĞ, B. Remote sensing for agricultural

applications. Journal of Integrative Agriculture, v. 16, n. 2, p. 239 – 241, 2017.


9

CAPÍTULO 2

SALINIDADE NA AGRICULTURA: ASPECTOS GERAIS

MARA LÚCIA CRUZ DE SOUZA1; AMANDA MARIA DE ALMEIDA

2; OSVALDIR

FELICIANO DOS SANTOS3 e FERNANDO BROETTO

4

1Engenheira Agrícola, Mestranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 2Engenheira Agrícola, Mestranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 3Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 4Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus

de Botucatu - Instituto de Biociências, Rua Profª. Drª. Irina Delanova Gemtchujnicov, s/nº, CEP: 18618-693,


1. INTRODUÇÃO

O processo de salinização dos solos é um dos acontecimentos mais crescentes no

mundo, decorrente das condições climáticas, agricultura irrigada e pela própria formação dos

solos. Diante da expansão populacional a necessidade por alimentos aumenta a cada dia, com

isso existe uma grande contribuição do homem para os processos de degradação do solo, visto

que o principal foco é atender a demanda mundial por alimentos.

As maiores ocorrências de salinização dos solos são principalmente nas regiões áridas

e semiáridas em todos continentes. Isso ocorre pois nessas áreas existem pouca precipitação,

combinada com alta evapotranspiração, baixa intemperização, drenagem ineficiente e o uso de

água de baixa qualidade, causando o desenvolvimento de solos com elevado índice de sais

(HOLANDA et al., 2007).

Existem diversas formas de utilização do solo e diferentes finalidades, seja para

produção de alimentos ou para produtos industriais, porem independente da finalidade deve


10

existir o uso sustentável do solo, com boas praticas de manejo, adotando técnicas de

exploração do solo de forma adequada, com intuito de prevenir a degradação dos solos.

Segundo relatório da FAO (2015) estima-se que 8% dos solos no mundo estão

moderadamente degradados, 10% estão em processo de recuperação, 25% já se encontram

degradados, 37% estão levemente degradados, 18% estão sem cobertura vegetal e 2% são

áreas cobertas por água e 7% de toda superfície terrestre encontra-se totalmente salinizadas.

A salinização dos solos apresenta diversos impactos negativos para o meio ambiente,

prejudicando tanto a cultura que está inserida nesse local como o próprio solo. Esses efeitos

negativos nas plantas acarretam grandes prejuízos pois afetam diretamente todo o

desenvolvimento e rendimento das plantas, no solo esses efeitos podem prejudicar a estrutura

do solo, diminuindo sua permeabilidade.

O aumento gradativo de áreas degradadas pela salinização está levantando questões de

como pode-se remediar, controlar e prevenir esses locais. Para isso deve integrar melhores

práticas agrícolas, avaliações econômicas, sociais e ambientais para definir a melhor forma de

recuperação desses solos. Existem inúmeras estratégias que podem ser adotadas para a

recuperação dessas áreas que serão abordadas mais a frente, sendo a mais utilizada a aplicação

de corretivos e a lavagem do solo.

Neste capitulo será abordado a processo de formação dos solos salinos, os efeitos que

a salinização causa no solo e na planta, as praticas de manejo, e as formas de remediação e

recuperação dos solos com alto índice salino.

2. ORIGEM DOS SAIS NOS SOLOS

O processo de salinização do solo ocorre da mesma maneira da formação dos solos,

que é ocasionado pela intemperização das rochas, que envolve diversos fatores bióticos,

abióticos e climáticos. (RIBEIRO et al., 2003; DIAS, 2004). Esse processo ocorre de duas

formas: primaria e secundaria, sendo a primaria através de processos naturais e a secundaria

induzidas pela ação antrópica (ZINCK e METTERNICHT, 2009; MUNNS, 2012).


11

Os solos com alto nível salino podem ser chamados de solos salinos ou sódicos, os

solos sódicos se distinguem por conter sódio trocável, já os solos salinos possuem sais

solúveis na superfície do solo, isso normalmente ocorre em regiões com drenagem ineficiente

(RIBEIRO, 2010; MAJOR & SALES, 2012).

Os processos geológicos, geomorfológicos e climáticos controlam a presença e

concentração natural dos sais no solo. O principal agente de transporte dos sais é a água,

ocorrendo principalmente pelo processo de formação dos solos, onde os minerais primários

que originam as rochas possuem sais solúveis, pelo clima como a chuva e o vento, ocorrendo

normalmente por deposição dos sais dos oceanos (ZINCK e METTERNICHT, 2009;

RIBEIRO, 2010). Ou seja, a salinização é originada de acordo com a evaporação dos solos e

evapotranspiração das culturas, os sais provenientes dos minerais primários são acumulados

na superfície do solo pela movimentação da água (DARKER 1988).

A salinização secundaria dos solos geralmente está relacionada à qualidade da água

utilizada na irrigação, à drenagem ineficiente, à presença de águas subterrâneas ricas em sais

causadas por contaminação, pouca profundidade do lençol freático, aplicação excessiva de

fertilizantes e desmatamento. Esse tipo de salinização tem uma maior ocorrência em locais

com baixa precipitação e alta evapotranspiração, manifestando em maior escala nesses locais

em que existe um manejo de irrigação ineficiente e o controle da drenagem também é feito de

forma inadequada.

As duas formas de salinização do solo geralmente envolvem o excesso de água e

evapotranspiração elevada. Sendo que o excesso de água carregada de sais tende a aumentar a

salinização dos solos, e uma evapotranspiração elevada faz com que os sais se acumulam na

superfície do solo, tornando o solo infértil.

A salinização tem efeitos negativos tanto para o solo quanto para as plantas, segundo

FAO (2014) o alto índice de sais no solo tem impactos negativos sobre toda produtividade das

culturas, afetando diretamente os aspectos econômicos e ambientais.


12

3. IMPACTOS DA SALINIDADE NO SOLO E NA PLANTA

A salinidade afeta o solo e as plantas que estão ali inseridas de diversas formas seja na

produtividade ou até a perda total da lavoura e seja pela desestruturação do solo ou até

desertificação com perda total da fertilidade do solo. De qualquer forma há grandes prejuízos

tanto nos aspectos econômicos quanto ambientais em áreas salinizadas. Desta forma é

necessário conhecer os efeitos do alto índice salino no solo e na planta, a fim de detectar a

tempo possíveis prejuízos.

O efeito do alto índice salino causa o aumento do potencial osmótico do solo ou

toxidez de alguns elementos, que provocam alterações fisiológicas nas culturas de acordo com

o grau de concentração nos solos. Essas são as duas principais formas de como a salinidade

afeta as plantas (FARIAS et al., 2009; SILVA et al., 2009). Para Medeiros et al. (2010), no

solo pode ocorrer a desestruturação do solo, pois o excesso de sais no solo causa expansão das

argilas quando úmida e contração quando seca, devido ao excesso de sódio trocável, com o

excesso dessa expansão ocorre a fragmentação das partículas.

Segundo MUNNS (2005), todas as plantas têm um limite de concentração de sais

tolerado pela mesma, quando esse limite é ultrapassado ocorrem diversos efeitos negativos no

desenvolvimento da planta por dois processos: diminuição na absorção de água causada pelo

efeito osmótico, a planta não consegue absorver água; e a alta concentração de sais no fluxo

transpiratório da planta causa efeitos negativos nas folhas, assim esses dois processos

comprometem diretamente o crescimento das plantas.

O grande aumento de sais no solo afeta diretamente as propriedades físicas do solo,

fazendo com que haja toda uma desestruturação do mesmo. De acordo com Dias & Blanco

(2010), essas propriedades são afetadas de acordo com tipo de cátions trocáveis presente no

solo, por exemplo, o aumento de sódio trocável torna o solo adensado, compacto em

condições secas, disperso e pegajoso em condições molhadas, enquanto a acumulação de sais

solúveis torna o solo floculado, friável e bem permeável.

Além dos prejuízos econômicos e ambientais, há também um grande problema social e

também aspectos de ecossistema e recursos naturais. A perda de fertilidade nos solos promove

a migração das comunidades, sendo uma grande dificuldade pois as comunidades não se

apoiam para haver uma recuperação das áreas salinizadas e ocorre também a diminuição da


13

biodiversidade, diminuição da distribuição de espécies, redução de ciclagem de nutrientes,

desertificação (FAO, 2014). Ainda segundo a FAO (2014), estima-se que ocorre um prejuízo

de renda anual de 12 bilhões de dólares em todos continentes por conta da salinização dos

solos.

4. REMEDIÇÃO E RECUPERAÇÃO DE SOLOS SALINIZADOS

O processo de salinização pode ser primaria ou secundaria, como citado

anteriormente, porem em ambos os casos os solos podem atingir um grau salino que prejudica

as atividades agrícolas e toda estrutura do solo, seja pela ação natural ou pela ação antrópica.

Existem diversas formas de recuperação dos solos salinizados, as mais utilizadas são

as chamadas fundamentais que são o emprego de corretivos químicos e a lavagem do solo

pois estas duas formas atuam diretamente na correção do alto índice salino. Também existem

formas auxiliares para recuperação desses solos, como aração profunda, subsolagem, inversão

de perfis, estes métodos não atuam diretamente na correção, mas atuam nas propriedades

físicas dos solos (CAVALCANTE et al., 2016).

Diversos autores citam que a maneira mais eficiente de recuperar os solos salinos é

com a combinação das técnicas de correção, dificilmente consegue a recuperação de um solo

salino utilizando uma técnica isoladamente (CAVALCANTE et al., 2010).

Existem também técnicas culturais que podem auxiliar na remediação dos solos

salinizados, como uso de gramíneas, herbáceas, adubação verde, essas formas auxiliam na

melhoria das propriedades físicas do solo. Há outra alternativa à todos processos

convencionais que na maioria das vezes demandam um alto investimento, que é a

fitorremediação (PEDROTTI et al., 2015). Essa técnica é menos agressiva ao meio ambiente e

é definida como o uso de plantas para remover poluentes do ambiente e torná-los menos

nocivos (HASANUZZAMAN et al., 2014).

A recuperação dos solos salinos com o uso da fitorremediação pode ocorrer com

varias técnicas (Accioly & Siqueira, 2000). Umas das mais utilizadas é a fitoextração que é

caracterizada pela aptidão das plantas em metabolizar os compostos extraídos em seus tecidos

após concentrar esses elementos em seu organismo (MISHRA & SANGWAN, 2016). Para

esse tipo de fitorremediação se usa plantas halófitas, que são plantas que toleram altos níveis

de sais no solo (SOUZA et al., 2014).


14

Dentre todas as técnicas abordadas anteriormente, as técnicas fundamentais ainda são

as mais utilizadas, porém com um investimento maior. Lembrando que a melhor forma de

recuperação dos solos salinizados é com a combinação de técnicas fundamentais com as

auxiliares, de forma simultânea ou sucessiva.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

As pesquisas indicam que há um aumento progressivo de áreas salinizadas em todo

mundo, visto que a preocupação primordial é atender a demanda mundial de alimentos,

aumentando cada vez o uso de práticas inadequadas para o uso do solo. Existem diversas

técnicas para recuperação dos solos, porem nem sempre são utilizadas pelo alto investimento

e essas áreas na maioria das vezes são abandonadas.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ACCIOLY, A. M. A.; SIQUEIRA, J. O. Contaminação química e biorremediação do solo. In:

Novais, R. F.; Alvarez V., V. H.; Schaefer, C. E. (ed.) Tópicos em Ciência do Solo – v. I.

Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. p.299-352. 2000.

CAVALCANTE, L. F.; SANTOS, R. V.; FERREYRA, F. F. H.; GHEYI, H. R.; DIAS, T. J.

Recuperação de solos afetados por sais. In: GHEYI, H. R.; DIAS, N. S.; LACERDA, C. F.

(eds.). Manejo da Salinidade na Agricultura: Estudos Básicos e Aplicados. Fortaleza,

INCTSal, p.423-448, 2010.

CAVALCANTE, L. F. SANTOS, R. V.; FERREYRA, F. F. H.; GHEYI, H. R.; DIAS, T.;

Nunes, J. C.; LIMA, G. S. Recuperação de solos afetados por sais. In: GHEYI, H. R.; DIAS,

N. S.; LACERDA, C. F.; FILHO, E. G. (eds.). Manejo da Salinidade na Agricultura:

Estudos Básicos e Aplicados. Fortaleza, INCTSal, ed. 2, p.461-477, 2016.

DAKER, A. A água na agricultura: Irrigação e drenagem. 7 ed. Rio de Janeiro, RJ: Freitas

Bastos, 543p. 1988.


15

DIAS, N. S. Manejo da fertirrigação e controle da salinidade em solo cultivado com

melão rendilhado sob ambiente protegido. 2004. 131 f. Tese (Doutorado em

Agronomia/Irrigação e Drenagem) Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”,

Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2004.

DIAS, N. S.; BLANCO, F. F. Efeitos dos sais no solo e na planta. In: GHEYI, H. R.; DIAS,

N. S.; LACERDA, C. F. (eds.). Manejo da Salinidade na Agricultura: Estudos Básicos e

Aplicados. Fortaleza, INCTSal, p.129-141, 2010.

FAO and ITPS. Status of the World’s Soil Resources (SWSR) – Main Report. Food and

Agriculture Organization of the United Nations and Intergovernmental Technical Panel on

Soils, Rome, Italy. 2015.

FAO – FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS.

Salt affected soils. 2014. Disponível em: http://www.fao.org/soils-portal/soil-

management/management-of-some-problem-soils/salt-affected-soils/more-information-on-

salt-affected-soils/en/. Acesso em 10 jan. 2018.

FARIAS, S. G. G.; SANTOS, R. S.; FREIRE, A. L. O.; SILVA, R. B. Estresse salino no

crescimento inicial e nutrição mineral de gliricídia (Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Steud)

em solução nutritiva. R. Bras. Ci. Solo, v.33, n.5, p.1499-1505, 2009.

HASANUZZAMAN, M.; NAHAR, K.; ALAM, M. M.; BHOWMIK, P. C.; HOSSAIN, M.

A.; RAHMAN, M. M.; PRASAD, M. N. V.; OZTURK, M.; FUJITA, M. Potential use of

halophytes to remediate saline soils. BioMed Research International, v.2014, p. 1-12, 2014.

HOLANDA, A. C.; SANTOS, R. V.; SOUTO, J. S.; ALVES, A. R. Desenvolvimento inicial

de espécies arbóreas em ambientes degradados por sais. Revista de Biologia e Ciências da

Terra, v.7, n.1, p.39-50, 2007.


16

MAJOR, I.; SALES, J. C. Mudanças Climáticas e Desenvolvimento Sustentável. 2012.

Disponível em http://www.fdr.com.br/mudancasclimaticas/index.php. Acesso em: 16 jan.

2018.

MEDEIROS, J.F.; NASCIMENTO, I.B. GHERY, H.R. Manejo do solo-água-planta em área

afetadas por sais. In: GHEYI, H. R.; DIAS, N. S.; LACERDA, C. F. Manejo da salinidade na

agricultura: Estudos básicos e aplicados. Fortaleza: Instituto Nacional de Ciência e

Tecnologia em Salinidade. p. 280-302, 2010.

MISHRA, N. K.; SANGWAN, A. Phytoremediation of salt-affected soils: A review of

processes, applicability, and the impact on soil health in Hisar, Haryana. International

Journal of Engineering Science Invention Research and Development, v.2, n.7, p.418-

423, 2016.

MUNNS, R. Genes and salt tolerance: bringing them together. New Phytologist, v. 167, n.

03, p.45-663, 2005.

MUNNS, R. The impact of salinity stress. Plantstress. 2012. Virtual article. Disponível em:

http://www.plantstress.com/Articles/salinity_i/salinity_i.htm. Acesso em: 26 jan. 2018.

PEDROTTI, A.; CHAGAS, R. M.; RAMOS, V. C.; PRATA, A. P. N.; LUCAS, A. A. T.;

SANTOS, P. B. Causas e consequências do processo de salinização dos solos. Revista

Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental. Santa Maria, v. 19, p. 1308-

1324, 2015.

RIBEIRO, M. R.; FREIRE, F. J.; MONTENEGRO, A. A. A. Solos halomórficos no Brasil:

Ocorrência, gênese, classificação, uso e manejo sustentável. In: CURI, N.; MARQUES, J. J.;

GUILHERME, L. R. G.; LIMA, J. M.; LOPES, A. S; ALVAREZ, V. H. (eds.). Tópicos em

Ciência do Solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, v.3, p.165-208, 2003.


17

RIBEIRO, M. R. Origem e Classificação dos Solos Afetados por Sais. In: GHEYI, H. R.;

DIAS, N. S.; LACERDA, C. F. (Eds.). Manejo da Salinidade na Agricultura: Estudos

Básicos e Aplicados. Fortaleza, INCTSal. p.11-19, 2010.

SILVA, E. N.; SILVEIRA, J. A. G.; RODRIGUES, C. R. F.; DUTRA, A. T. B.; ARAGÃO,

R. M. Acúmulo de íons e crescimento de pinhão-manso sob diferentes níveis de salinidade.

Revista Ciência Agronômica, v.40, n.2, p.240-246, 2009.

SOUZA, E. R.; FREIRE, M. B. G. S.; MELO, D. V. M.; MONTENEGRO, A. A. A.

Management of Atriplex nummularia Lindl. in a salt affected soil in a semi arid region of

Brazil. International Journal of Phytoremediation, v.16, p.73-85, 2014.

ZINCK, J.A. AND METTERNICHT, G. Soil Salinity and Hazard. In: METTERNICHT, G.

AND ZINCK, J.A., Eds., Remote Sensing of Soil Salinization: Impact on Land

Management, CRC Press Taylor and Francis Group, Boca Raton, 3-20, 2009.


18

CAPÍTULO 3

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

OSVALDIR FELICIANO DOS SANTOS1; MARA LÚCIA CRUZ DE SOUZA

2; AMANDA

MARIA DE ALMEIDA3

e FERNANDO BROETTO4

1Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências









1. INTRODUÇÃO

Em um ambiente com condições climáticas naturais, tem-se a evaporação como um

dos principais componentes básicos do ciclo hidrológico, constituindo da passagem do estado

liquido da água para o gasoso. Sendo que, boa parte da água contida no solo, é absorvida

pelas raízes e consequentemente acaba evaporando pela parte aérea da planta, este processo é

denominado transpiração (JENSEN & ALLEN, 2016).

O termo evapotranspiração foi conferido por Thornthwaite & Wilm (1944), no intuito

de expressar a ocorrência simultânea dos processos de evaporação no solo e da transpiração

das plantas, ou seja, este termo descreve o processo total de transferência de água do sistema

solo-planta para a atmosfera.

A estimativa da taxa de evapotranspiração está difundida em diversas atividades no

meio agrícola, como determinação da necessidade hídrica das culturas, dimensionamento de

projetos de irrigação, gerenciamento de reservatórios e planejamento de diversos recursos

hídricos (BORGES & MENDIONDO, 2007), sendo um parâmetro de grande importância na

ecologia vegetal e no planejamento agrícola.


19

2. GENERALIDADES

2.1. EVAPORAÇÃO

Consiste na transformação da água do estado líquido, contida na superfície de solos,

lagos e mares para a forma de vapor, a uma temperatura inferior à de ebulição. Para evaporar

uma grama de água a 20º C é necessário 586 calorias, além da necessidade de uma diferença

entre a pressão de saturação do vapor (temperatura da superfície), e a pressão parcial de vapor

(Almeida, 2011).

2.2. TRANSPIRAÇÃO

O fluxo ascendente de água através do xilema, proveniente das raízes percorrendo toda

a extensão da planta até as folhas e destas para a atmosfera é tido como o processo de

transpiração (TAIZ & ZEIGER, 2009). Estes autores ainda relatam que este mecanismo

(coesão-tensão de ascensão da seiva) ocorre através do contato direto das células do mesófilo

foliar com a atmosfera, à medida que a água é perdida para a atmosfera aumenta a tensão no

xilema e consequentemente gera o fluxo de seiva. Sendo que, a transpiração é regulada

principalmente pelas células guardas, através da abertura e fechamento dos estômatos.

2.3. EVAPOTRANSPIRAÇÃO

A evapotranspiração consiste na perda de água para a atmosfera através das superfícies

vegetadas englobando duas contribuições: A evaporação da umidade de uma determinada

superfície (solo ou água) e a transpiração, resultante da atividade biológica das plantas

(VAREJÃO-SILVA, 2006).

3. FATORES DETERMINANTES DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO

As características do ambiente apresentam grande influência sobre a

evapotranspiração, pois o mesmo é afetado por diversos fatores, como: estágio de


20

desenvolvimento da planta, tipo de folha, percentagem de cobertura do solo, radiação solar,

temperatura, vento e umidade do ar (OLIVEIRA et al., 2017).

3.1. FATORES CLIMÁTICOS

Radiação: A quantidade de energia disponível para vaporizar a água é o fator

determinante para que ocorra a evapotranspiração, sendo este, é a maior fonte de

energia capaz de mudar grandes quantidades de água liquida em vapor d’água. Deve-

se ressaltar que o potencial da radiação difere em função da latitude e época do ano,

sendo também influenciado por diversos fatores relacionados a condição atmosférica

(Couto & Sans, 2002).

Temperatura: O fato da temperatura estar diretamente relacionada a

evapotranspiração, ocorre devido ao aquecimento do ar próximo as plantas em função

da radiação solar absorvida pela atmosfera, que consequentemente aumentam as taxas

transpiratórias da planta. Deve-se ressaltar que a fotossíntese está diretamente ligada a

temperatura, pois com seu aumento as plantas tendem a fechar os estômatos, no intuito

de reduzir a perda de água par a atmosfera (TEIXEIRA & LIMA FILHO, 2004).

Umidade relativa do ar: A taxa de evapotranspiração de uma determinada área

ocorre em função de dois principais fatores, a disponibilidade de umidade e a

capacidade da atmosfera de vaporizar a água, remover e transportar o vapor para cima.

Ou seja, quando a umidade está muito elevada a planta reduz sua capacidade de

transpiração e consequentemente ocorre redução da evapotranspiração (AYOADE,

2006).

Vento: O movimento do ar na superfície da folha, faz com que ocorra a remoção do

vapor d’água naquela região, consequentemente aumenta o gradiente potencial de

água, resultando no aumento da transpiração. Porém quando a velocidade do vento é

muito elevada, pode ocorrer uma redução da transpiração da folha, devido ao

fechamento estomático (SUTCLIFFE, 1980).


21

3.2. FATORES DA PLANTA

Espécie: Cada espécie vegetal apresenta uma determinada taxa de transpiração, isto se

deve ao fato de uma série de fatores resultantes de suas características morfo-

fisiológicas que conferem características únicas a planta, sendo que estes podem

apresentar características distintas em função do ambiente a qual está submetida

(SUTCLIFFE, 1980).

Albedo: Também conhecido como coeficiente de reflexão, apresenta influência direta

com relação a disponibilidade de energia, sendo que, uma maior reflexão resulta em

uma menor energia disponível e consequentemente redução na evapotranspiração.

Índice de área foliar (IAF): O IAF tende a variar conforme o desenvolvimento da

cultura, sendo que, em estágios mais avançados observa-se um aumento da

evapotranspiração, resultante da maior área foliar (aumento da transpiração) sendo

este, o principal fator influenciador, pois com o sombreamento observa-se uma

redução da evaporação do solo (MATZENAUER et al., 1998).

4. DETERMINAÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO

Existem vários métodos para a determinação da evapotranspiração, sendo que em sua

maioria estimam a evapotranspiração potencial, ou seja, quando não há deficiência de água no

solo, que consequentemente limitará sua utilização pela planta. Entretanto, devido as

características intrínsecas de cada cultura existe uma certa variação potencial da

evapotranspiração para cada cultura. Desta forma notou-se a necessidade de definir a

evapotranspiração para uma cultura de referência (ETo) e posteriormente com um fator de

correção a evapotranspiração real (ETc) da cultura (ALENCAR et al., 2009).

4.1. EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA (ETo)

É tida como a evapotranspiração de uma cultura hipotética, mantida em condições

hídricas e nutricionais ideais para seu desenvolvimento, com crescimento ativo e recobrindo


22

todo o solo com altura média de 0,12 m, albedo de 0,23 e resistência da superfície de 70 s/m

(allen et al., 1998).

4.2. EVAPOTRANSPIRAÇÃO REAL (ETr)

É a quantidade de água que realmente foi utilizada por uma superfície vegetada,

independentemente de seu porte, com ou sem restrição hídrica. Ela pode ser limitada tanto

pela disponibilidade de radiação como pelo suprimento de água pelo solo (CAMARGO &

CAMARGO, 2000).

4.3. EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE OÁSIS (ETo)

É descrito pela quantidade de água utilizada por uma pequena área vegetal (irrigada)

circundada por uma extensa área seca, de onde provém energia por advecção (transporte

lateral de calor por deslocamento de massa de ar), aumentando a quantidade de energia

disponível (PEREIRA et al., 2002).

4.4.EVAPOTRANSPIRAÇÃO DA CULTURA (ETc)

É a evapotranspiração que ocorre em qualquer fase de desenvolvimento de uma

cultura desde o plantio / semeadura até a colheita, quando não houver restrição hídrica. A Etc

é função do índice de área foliar (superfície transpirante), pois quanto maior a área foliar

maior será a ETc para a mesma demanda atmosférica. A ETc pode ser obtida através da

multiplicação da ETo pelo Kc (coeficiente pré-estabelecido para cada cultura) da cultura

(ALLEN et al., 1998).


23

5. DETERMINAÇÃO DA ETo

5.1. MÉTODOS DIRETOS

Medidas de evapotranspiração a nível de campo são demasiadamente complexas, pois

a representatividade das medidas apresenta uma certa incerteza, além das dificuldades

operacionais e a variabilidade espacial da superfície (PEREIRA et al., 1997). Entretanto se

bem manejados estes métodos apresentam maior confiabilidade, pois seus resultados relatam

a interferência dos elementos climáticos predominantes no local de estudo (MELLO, 1998).

Atualmente existem três métodos utilizados na determinação direta da

evapotranspiração sendo estes os métodos micrometeorológicos, o método do balanço de água

no solo e os lisímetros. Este último sendo o mais empregado na agricultura, consiste em uma

estrutura especial contendo determinado volume de solo vegetado com devida isolação, sendo

monitorada todas as entradas e saídas de água deste sistema, sendo que, as condições da

vegetação no seu interior, deve manter as mesmas características da área ao seu contorno

(SENTELHAS, 2001).

5.2. MÉTODOS INDIRETOS

Devido à complexidade do manuseio e instalação dos métodos diretos, foram adotadas

novas alternativas por meio de equações empíricas ou modelos matemáticos, que através do

fornecimento de dados climático-fisiológicos pode-se estimar a evapotranspiração de uma

determinada cultura. Por se tratarem de estimativas, estes métodos apresentam grandes

problemas de precisão, pelo fato de serem aplicados em locais com condições climáticas

diferente de onde foram desenvolvidos (MELLO, 1998).

Atualmente na literatura existe uma série de equações que permitem realizar o cálculo

da ETo sendo que estes variam de acordo com a disponibilidade de dados climáticos e

características da cultura, o que acaba culminando em maior ou menor grau de precisão, dos

quais podemos destacar: Penman-Monteith FAO 56, Priestley-Taylor, Hargreaves, e Blaney-

Criddle (Allen et al., 1998; PRIESTLEY & TAYLOR, 1972; HARGREAVES & SAMANI,

1985; BLANEY E CRIDDLE, 1950). Sendo que, atualmente o método de Penman-Monteith


24

FAO 56 é o padrão mundial aceitado, por contemplar uma série de fatores que permitem a

este método tornar-se o mais preciso dentre os demais (ALLEN et al., 1998).


ALENCAR, C. A. B.; CUNHA, F. F.; MARTINS, C. E.; CÓSER, A. C.; ROCHA, W. S. D.;

ARAÚJO, R. A. S. Irrigação de pastagem: atualidade e recomendações para uso e manejo.

Revista Brasileira de Zootecnia, v.38, p.98-108, 2009.

ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration:

Guidelines for computing crop water requirements. Rome: FAO, 1998. 300 p. (FAO –

Irrigation and Drainage Paper, 56).

ALMEIDA, P. R. L. Relação entre a evaporação e o poder evaporante do ar. Campina

Grande, 2011. 40 p. Trabalho de conclusão de curso (Licenciatura plena em Geografia) –

Universidade Estadual da Paraíba, Centro de Educação.

AYOADE, J. O. Introdução á climatologia para os trópicos. 11° ed. Rio de Janeiro:

Bertrand Brasil, 2006. 332p.

BLANEY, H. F.; CRIDDLE, W. O. Determining water requirements in irrigated areas

from climatological and irrigation data. Washington: USDA, 1950. 48 p. (Technical paper,

n. 96).

BORGES, A. C.; MENDIONDO, E. M. Comparação entre equações empíricas para

estimativa da evapotranspiração de referência na Bacia do Rio Jacupiranga. Revista

Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.11, n.3, p.293–300, 2007.

CAMARGO, A. P.; CAMARGO, M. B. P. Uma revisão analítica da evapotranspiração

potencial. Bragantia, Campinas, v.59, n.2, p.125-137, 2000.


25

COUTO, L.; SANS, L. M. A. Requerimento de água das culturas. Sete Lagoas: Embrapa

Milho e Sorgo, 2002. (Circular Técnica n. 20).

HARGREAVES, G. H.; SAMANI, Z. A. Reference crop evapotranspiration from

temperature. Applied Engineering in Agriculture, v. 01, n. 02, p. 96-99, 1985.

JENSEN, M. E.; ALLEN, R. G. Evaporation, Evapotranspiration, and Irrigation Water

Requirements: 2. ed. Reston: ASCE, 2016. 769 p.

MATZENAUER, R.; BERGAMASCHI, H.; BERLATO, M. A.; MALUF, J. R. T.

Evapotranspiração da cultura do milho. I - Efeito de épocas de semeadura. Revista Brasileira

de Agrometeorologia, Santa Maria, v. 6, n. 1, p. 9-14, 1998.

MELLO, J. L. P. Análise de sensibilidade dos componentes da equação de Penman

Monteith-FAO. Viçosa, MG, 1998. 79p. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Viçosa.

OLIVEIRA, J. B.; BARBOSA, P. J. A.; NOGUEIRA, D. H.; ARAÚJO, E. M.; ARRAES, F.

D. D.; ARAÚJO, E. M. Analysis of the influence of the elements methodology on

evapotranspiration in Morada Nova, in Ceará. Revista Geama, Recife, v.3, n.3, p.120-126,

2017.

PEREIRA, A. R.; ANGELOCCI, L. R.; SENTELHAS, P. C. Agrometeorologia:

Fundamentos e aplicações práticas. Guaíba: AGROPECUÁRIA, 2002.

PEREIRA, A.R.; VILLA NOVA, N.A.; SEDYIAMA, G.C. Evapotranspiração. Piracicaba,

SP: FEALQ, 1997. 183p.

PRIESTLEY, C. H. B.; TAYLOR, R. J. On the assessment of surface heat flux and

evaporation using large-scale parameters. Monthly Weather Review, v.100, p.81-82, 1972.

SENTELHAS, P.C. Agrometeorologia aplicada à irrigação. In: MIRANDA, J.H. & PIRES, R.

C. M. Irrigação – Série Engenharia Agrícola. Piracicaba, SP: FUNEP, 2001. 410 p.


26

SUTCLIFFE, J. F. As plantas e a água. São Paulo: EPU. 1980. 126p.

TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal. Trad. E.R. Santarém et al. 4. ed. Porto Alegre:

Artemed, 2009. 819p.

TEIXEIRA, A. H. C.; LIMA FILHO, J. M. P. Clima. In: Mouro, M. A. C. (Ed.). Cultivo da

Mangueira. Petrolina: Embrapa Semi-Árido, 2004. p. 8 – 11.

THORNTHWAITE, C. W.; WILM, H. G. Report of the committee on evapotranspiration and

transpiration 1943-1944. Transactions of the American Geophysical Union, Washington,

v.25, part 5, p.686-693, 1944.

VAREJÃO-SILVA, M. A. Meteorologia e Climatologia, Versão Digital 2, 2006. v.1., 463p.


27

CAPÍTULO 4

MANEJO DE IRRIGAÇÃO NO CULTIVO DA VIDEIRA DE

MESA

BRUNO RICARDO SILVA COSTA1; PEDRO ALCÂNTARA DA SILVA ABREU

2;

VALDEMIRO SIMÃO JOÃO PITORO3

e FERNANDO BROETTO4

1 Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de

Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Rua José Barbosa de Barros, 1780, CEP

18610-307, Botucatu – SP, Brasil, e-mail: [email protected] 2Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências

Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Rua José Barbosa de Barros, 1780, CEP 18610-307,

Botucatu – SP, Brasil, e-mail: [email protected] 3Engenheiro Agrônomo (Engenharia Rural), Mestrando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) –

Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Rua João Montes Filho, 37,

CEP 18610-370, Botucatu – SP, e-mail: [email protected] 4 Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus



1. INTRODUÇÃO

A absorção contínua de água pelas plantas é, juntamente com a fotossíntese, um dos

processos essenciais para a sua sobrevivência, crescimento e reprodução, sendo requerido

diariamente um volume considerável. Este é cedido para a atmosfera e contabilizado como o

somatório dos processos de evaporação que ocorre na superfície úmida do solo ocupada pelos

vegetais e de transpiração da água através dos espaços intercelulares da superfície foliar.

Assim, do ponto de vista da produção agrícola, a determinação do consumo de água pelas

culturas e sua variação ao longo do ciclo produtivo é de fundamental importância e,

juntamente com a precipitação efetiva, se constitui em um dos principais parâmetros para

indicar a necessidade de fornecimento de água via irrigação (REICHARDT e TIMM, 2004,

BERNARDO et al., 2009).

Quando considerados conjuntamente os processos de transpiração e absorção passiva

de água pelas plantas, a condição de déficit hídrico é identificada como um padrão


28

preexistente nas espécies vegetais, visto que, durante o dia, embora a taxa de absorção de

água seja elevada, esta permanece abaixo da taxa transpiração, implicando em um déficit

hídrico diurno. Por sua vez, durante a noite, a taxa de absorção supera àquela referente a

transpiração, permitindo a reidratação dos tecidos vegetais. Esse padrão foi exemplificado por

Kramer e Boyer (1995), tanto para plantas herbáceas quanto lenhosas.

Contudo, em condição ideal de conteúdo de água disponível no solo, o estresse

causado pela deficiência em função do desequilíbrio entre transpiração e absorção pode não

afetar significativamente o crescimento ou desenvolvimento da planta. A severidade do

estresse fica condicionada, portanto, ao volume de água armazenado no solo na superfície de

absorção radicular, considerando-se que, com o decréscimo contínuo da sua umidade e, ao se

atingir um determinado limite de água disponível, é identificada uma redução na taxa de

transpiração das plantas. Por conseguinte, com o incremento da severidade do déficit hídrico,

a síntese de fotoassimilados é afetada, resultando em prejuízos no desenvolvimento vegetativo

e redução na produção potencial das espécies cultivadas. Desta forma, a principal função da

irrigação é o fornecimento artificial de água aos cultivos, em ocasiões onde a precipitação não

é o suficiente para tal, visando manter a umidade do solo em níveis ótimos e atender a

demanda evapotranspirométrica das plantas, evitando efeitos prejudiciais relativos ao estresse

hídrico e assegurando condições para a produção potencial das culturas.

2. EXIGÊNCIAS HÍDRICAS DA VIDEIRA DE MESA

A videira (Vitis vinifera L.) é uma planta que apresenta certa adaptabilidade à

deficiência hídrica, em função principalmente da capacidade de aprofundamento do seu

sistema radicular. Contudo, o requerimento de água exigido pelas plantas é variável conforme

a situação ambiental onde se encontra. Nesse sentido, de acordo com Creasy e Creasy (2009),

uma videira pode sobreviver em uma condição de pouca disponibilidade hídrica, porém não

será capaz de sustentar uma produção adequada.

Muitas regiões onde se cultiva a videira de mesa apresentam precipitação

pluviométrica o suficiente para satisfazer as necessidades da cultura. Por outro lado, por ser

cultivada também em ambientes tropicais, os quais são mais sujeitos a ocorrência de déficit

hídrico natural, em razão das diferenças entre as taxas de evapotranspiração e precipitação, a

produtividade potencial da videira será dependente da aplicação de água via irrigação. Vale


29

destacar também a especificidade do cultivo da videira nessas regiões, a exemplo da

viticultura desenvolvida no Nordeste brasileiro, em especial na Bacia do Rio São Francisco,

com destaque para as microrregiões de Petrolina PE e Juazeiro BA. Esta especificidade diz

respeito ao comportamento fisiológico acelerado das plantas submetidas as condições

climáticas locais, que se reflete em um menor intervalo entre a propagação e a primeira safra,

implicando na redução do ciclo produtivo.

Como mencionado, em regiões áridas e semiáridas onde se dá a sua produção, o

manejo da irrigação no cultivo da videira se constitui em uma prática indispensável. Nesse

contexto, um dos parâmetros que orientam o cálculo das lâminas de irrigação é a

evapotranspiração da cultura (ETc), mais especificamente o coeficiente da cultura (Kc), que

representa a razão entre a evapotranspiração de referência (ETo) e a ETc. Esse coeficiente é

variável conforme as fases fenológicas da cultura, sendo um indicativo das necessidades

hídricas das plantas ao longo do ciclo produtivo. Conforme Soares e Costa (2000), têm-se os

seguintes valores de Kc para a cultura da videira cultivada em condições do semiárido

brasileiro: 0,15-0,25 na fase de repouso que antecede a poda, sendo elevado para 0,70-0,90

aos 10 dias antes da poda; 0,40-0,50 na brotação e crescimento dos ramos, sendo elevado

progressivamente até atingir 0,60 aos 25 dias antes da poda; 0,60 na fase de floração até

chumbinho; 0,80-0,90 na 1ª fase de crescimento das bagas; 0,50-0,60 na fase de parada de

crescimento das bagas; 0,80-0,90 na 2ª fase de crescimento das bagas e 0,40-0,60 na fase de

maturação à colheita.

O consumo hídrico da videira de mesa foi descrito por Freitas et al. (2006), na

avaliação da cultivar Itália ao longo da Bacia do Rio São Francisco, os quais observaram que

a ETc máxima diária variou, em grande parte da Bacia, de 4,5 a 5,7 mm dia-1

, com média

anual de 943 mm.

3. IRRIGAÇÃO PELO CRITÉRIO DE DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO

SOLO

O manejo da irrigação da videira baseado em critérios do solo tem como fundamento

manter o nível de umidade adequado na zona efetiva ocupada pelo sistema radicular da

cultura. De forma geral, o volume de água armazenado em um perfil de solo varia conforme a

sua umidade, a qual pode ser representada em unidade de peso (razão entre massa de solo


30

seco e de solo úmido, U em kg kg-1

ou %) ou volume (razão entre volume de água e de solo

úmido, θ em m3 m

-3 ou %). Por sua vez, a disponibilidade total de água no solo (DTA) pode

ser calculada conforme a Equação 1 (BERNARDO et al., 2006), sendo determinada a partir

do limite superior e inferior de umidade denominados, respectivamente, de capacidade de

campo (CC) e ponto de murcha permanente (PM).

DTA = [(UCC − UPM) 10⁄ ]. ds = (θCC − θPM) 10⁄ (1)

Onde: DTA: disponibilidade total de água no solo (mm cm-1

); UCC e θCC: umidade

correspondente à capacidade de campo (%), em base de peso e volume, respectivamente; UPM

e θPM: umidade correspondente ao ponto de murchamento (%), em base de peso e volume,

respectivamente; ds: densidade do solo (g cm-3

).

Para fins de irrigação, considera-se que apenas a umidade contida em parte do perfil

do solo irá contribuir para o atendimento das necessidades hídricas das plantas. Logo, admite-

se disponível para as culturas a água armazenada no volume de solo até uma dada

profundidade (z) do seu sistema radicular, determinando-se assim a capacidade total de água

no solo (CTA) conforme descrito pela Equação 2 (BERNARDO et al., 2006). De acordo com

Soares e Nascimento (1998), para a videira de mesa da variedade Itália, cultivada em

Vertissolo e sob sistema irrigação localizada, grande parte da massa seca das raízes

responsáveis pela absorção de água e nutrientes foram observadas nas profundidades de 0-30

cm (84%) e 0-60 cm (96%).

CTA = DTA. z (2)

Onde CTA: capacidade total de água no solo (mm); z: profundidade efetiva do sistema

radicular (cm).

Por fim, para não permitir que a umidade do solo atinja o seu limite inferior de

disponibilidade ou ponto de murchamento, a partir do qual as plantas não recuperam a sua

turgescência, deve-se considerar um intervalo menor do que a CTA para manejo de irrigação,

ou seja, entre a capacidade de campo e um valor determinado de umidade conhecido como


31

umidade crítica. Este intervalo, denominado capacidade real de água no solo (CRA) é

calculado segundo a Equação 4 (BERNARDO et al., 2006), a partir do produto da CTA por

um fator de disponibilidade de água (f), adimensional e menor do que 1, que reflete a

sensibilidade das culturas ao déficit hídrico. Para a cultura da videira de mesa, o valor de f é

igual a 0,35, considerando uma ETc de 5,0 mm dia-1

(ALLEN et al., 1998).

CRA = CTA. f (4)

Onde: CRA: capacidade real de água no solo (mm); f: fator de disponibilidade de água

no solo (adimensional)

A partir da determinação da CRA, faz-se a equivalência desta com a irrigação real

necessária (IRN), ou seja, a lâmina líquida ou quantidade real de água a ser aplicada via

irrigação, a qual será sempre igual ou maior do que a CRA, de acordo com a Equação 4

(BERNARDO et al., 2006). Ressalta-se que, em casos onde a irrigação é suplementar, deve-se

considerar a contribuição da precipitação efetiva (Pe) no suprimento de água do solo e no

cálculo da IRN, segundo a Equação 5 (BERNARDO et al., 2006).

IRN ≤ CRA (5)

IRN ≤ CRA − Pe (6)

Onde: IRN: irrigação real necessária (mm)

De posse dessas informações, deve-se estimar a umidade atual do solo e repor a

quantidade de água o suficiente para que este atinja o limite superior de disponibilidade de

água. Assim, apesar da dificuldade na estimativa do conteúdo de água em condições de

campo, uma vez que a fase líquida se redistribui de forma dinâmica no solo (BRAGANÇA et

al., 2005), esta pode ser realizada por métodos diversos, os quais são classificados como

diretos ou indiretos. Dentre os métodos indiretos, cita-se o tensiômetro, utilizado para estimar

o potencial mátrico da água no sol (Ψm) o qual se correlaciona com a sua umidade, sendo

essa relação representada pela curva característica do solo. O Ψm pode ser calculado

utilizando o valor da leitura dada pelo tensiômetro de punção e a Equação 7 (BRAGA e


32

CALGARO, 2010), a partir do qual a umidade pode ser conhecida utilizando-se a Equação de

Van-Genuchten (Equação 8).

Ψm = ±(L − hc − hs) (7)

θ = θr + (θs − θr) [1 + (αΨm)n]b⁄ (8)

Onde: Ψm: potencial matricial (cm), L: leitura fornecida pelo tensiômetro (converter

em cm), hc: profundidade de instalação do tensiômetro (cm); hs: altura do tensímetro em

relação à superfície do solo (cm); θ: umidade volumétrica para um dado valor de Ψm; θs:

umidade de saturação; θr: umidade residual; α, n e m: parâmetros de ajuste da equação,

obtidos por meio do método dos mínimos quadrados (adimensional).

Determinando-se a irrigação real necessária, faz-se por fim o cálculo da lâmina bruta

ou irrigação total necessária (ITN), levando em conta a eficiência de aplicação do sistema de

irrigação (EA), de acordo com a Equação 9 (BERNARDO et al., 2006).

ITN = IRN EA⁄ (9)

Onde ITN: irrigação total necessária (mm); EA: eficiência de aplicação (decimais)

4. IRRIGAÇÃO PELO CRITÉRIO AGROMETEOROLÓGICO

Assumindo-se que o conteúdo do solo se encontra no seu nível ótimo, ou seja, no

limite superior de disponibilidade (capacidade de campo), no manejo da irrigação utilizando o

critério da evapotranspiração deve-se repor à quantidade de água demandada pelas plantas e

cedida para a atmosfera, caracterizada pela evapotranspiração da cultura (ETc). A exemplo do

critério anterior, a ETc contabilizada em um dado intervalo de tempo (normalmente diário,

expressa em mm dia-1

) representa a lâmina líquida a ser aplicada, ou a IRN, enquanto a

lâmina bruta ou ITN é calculada como descrito pela Equação 7. A ETc resulta do produto da

evapotranspiração de referência (ETo), normalmente estimada por meio da equação de

Penman-Monteith (ALLEN et al., 1998), e do coeficiente de cultivo (Kc), de acordo com a

Equação 10.


33

ETc = ETo. Kc (10)

Onde: ETc e ETo: evapotranspiração da cultura e de referência, respectivamente

(mm); Kc: coeficiente de cultivo (adimensional)

5. ESTRATÉGIAS DE IRRIGAÇÃO DEFICITÁRIA

A aplicação da irrigação deficitária se dá pela suspensão da irrigação em um

determinado momento do ciclo da cultura ou pela adoção de estratégias específicas que

promovem um dado nível de déficit hídrico. A época de aplicação do déficit ocorre

geralmente na fase de maturação dos frutos, imediatamente na sequência da segunda fase de

crescimento e em ocasião um pouco anterior à colheita. Nesse sentido, a interrupção completa

da irrigação (NI, do termo Null Irrigation) é feita isoladamente ou em associação com outros

manejos específicos, a exemplo da irrigação com déficit controlado (RDI, Regulated Deficit

Irrigation) e do secamento parcial da zona radicular (PRD, Partial Rootzone Drying).

A RDI se caracteriza pela aplicação de uma lâmina de água inferior àquela requerida

pela cultura para atender a sua ETc, uma redução em geral expressa em termos de

porcentagem, ou pela aplicação de água a partir do momento em que o solo atinge uma dada

umidade, próxima ao limite crítico para as plantas. Por sua vez, o PRD implica na alternância

da área de aplicação da água em relação àquela ocupada pelas raízes da planta, associado

geralmente com uma lâmina reduzida, conforme descrito pelo RDI.

Os estudos envolvendo a aplicação deficitária de água na videira são, em sua maioria,

voltados para a avaliação das respostas de variedades viníferas, sendo escassa a literatura

sobre os efeitos sobre variedades de mesa. Porém, as pesquisas que seguem esse viés têm

como hipótese principal a melhoria da qualidade das uvas produzidas sob déficit hídrico,

aplicado exclusivamente na fase de maturação, além do incremento na eficiência do uso da

água pela cultura, o que remete à economia de água, porém sem efeitos negativos sobre a

produção e qualidade de frutos. Mais detalhes do efeito dessas estratégias sobre os aspectos

produtivos e na composição das uvas de mesa são destacados por Bassoi et al., (1999),

Chaves et al. (2007), Marinho et al. (2009), Du et al. (2008), Conceição et al., (2014), Conesa

et al., 2016).


34

A adoção de estratégias de irrigação deficitária na produção da videira de mesa, apesar

de ser um procedimento já incorporado ao ciclo produtivo em regiões áridas e semiáridas,

sendo necessário na fase de repouso vegetativo das plantas, carece de mais estudos e

detalhamento na sua execução. Há, portanto, a necessidade de se determinar níveis

recomendáveis de déficit, pela avaliação conjunta do estado da água no solo e na planta.

A evidência sobre a influência do déficit hídrico nos aspectos produtivos da uva é por

vezes divergente quando se faz a comparação dos resultados obtidos em estudos realizados

com cultivares, localidades e períodos de avaliação diferentes e mesmo em ciclos seguintes

nos mesmos estudos. Muito disso é atribuído ao excesso de manipulação das plantas e dos

frutos, em razão do grande número de tratos culturais dispensados à cultura. Contudo, devido

a possibilidade de incremento da qualidade, em especial das uvas de cor, na melhoria de sua

coloração e maximização da produção de compostos bioativos (CONESA et al, 2016), a

viabilidade da adoção do déficit moderado e a avaliação dos seus efeitos deve ser considerada.


ALLEN R.G.; PEREIRA, L.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration: guidelines

for computing crop water requirements. Rome: FAO, 1998. (Irrigation and Drainage Paper,

56)

BASSOI, L.H.; ASSIS, J.S. de; LIMA FILHO, J.M.P.; RIBEIRO, H.A.; SILVA, M.R.;

MIRANDA, A.A. Interrupção da irrigação no período de maturação da uva cv. Itália.

Petrolina: Embrapa-CPATSA, 1999. 5p. (Embrapa-CPATSA. Comunicado técnico, 79).

BERNARDO, S.; SOARES, A.A.; MANTOVANI, E.C. Água no solo. In: _____ Manual de

Irrigação. 8.ed. Viçosa: UFV, 2006. Cap.1, p.15-44.

BERNARDO, S.; SOARES, A.A.; MANTOVANI, E.C. Relação solo-água-planta atmosfera.

In: _____ Manual de Irrigação. 8.ed. Viçosa: UFV, 2006. Cap.2, p.45-98.

BRAGA, M.B.; CALGARO, M. Uso da tensiometria no manejo da irrigação. Petrolina:

Embrapa Semiárido, 2010. 30p. (Embrapa Semiárido. Documentos, 235).


35

CHAVES, M.M.; SANTOS, T.P.; SOUZA, C.R.; ORTUÑO, M.F.; RODRIGUES, M.L.;

LOPES, C.M.; MAROCO, J.P.; PEREIRA, J.S. Deficit irrigation in grapevine improves

water-use efficiency while controlling vigour and production quality. Annals of Applied

Biology, v.150, p.237-252, 2007.

CONCEIÇÃO, M.A.F.; SAVINI, T.C.; SOUZA, R.T. de; SANTOS, C.P. dos. Suspensão da

irrigação durante a maturação de uvas ‘Niágara Rosada’. In: INOVAGRI INTERNATIONAL

MEETING, 2., 2014, Fortaleza. Anais... Fortaleza: INOVAGRI, 2014. p.2896-2901.

CONESA, M.R.; FALAGÁN, N.; ROSA, J.M. de la; ÁGUAYO, E.; DOMINGO, R.;

PASTOR, A.P. Post-veraison deficit irrigation regimes enhance berry coloration and health-

promoting bioactive compounds in ‘Crimson Seedless’ table grapes. Agricultural Water

Management, v.163, p.9-18, 2016.

CREASY, G.L.; CREASY, L.L. History, uses and production. In: _____ Grapes (Crop

Production Science in Horticulture series: 16). Oxfordshire: CABI, 2009, Cap.1, p.1-10.

DU, T.; KANG, S.; ZHANG, J.; LI, F.; YAN, B. Water use efficiency and fruit quality of

table grape under alternate partial root-zone drip irrigation. Agricultural Water

Management, v.95, p.659-668, 2008.

FREITAS, W. da S.; RAMOS, M.M.; OLIVEIRA, A.M.S. Demanda de irrigação da cultura

da uva na Bacia do Rio São Francisco. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e

Ambiental, v.10, n.3, p.563–569, 2006.

KRAMER, P.J.; BOYER, J.S. The absorption of water and root and stem pressures. In: _____

Water Relations of Plants and Soils. San Diego: Academic Press, 1995. Cap.6, p.167-200.

MARINHO, L.B. RODRIGUES, J.J.V.; SOARES, J.M.; LIMA, M.A.C. de; MOURA,

M.S.B. de; BRANDÃO, E.O.; SILVA, T.G.F. da; CALGARO, M. Produção e qualidade da

videira 'Superior Seedless' sob restrição hídrica na fase de maturação. Pesquisa

Agropecuária Brasileira, v.44, n.12, p.1682-1691, 2009.


36

REICHARDT, K.; TIMM, L.C. A planta. In: _____ Solo, planta e atmosfera: conceitos,

processos e aplicações. Barueri: Manole, 2004. Cap.4, p.57-66.

SOARES, J. M.; COSTA, F. F. Irrigação da cultura da videira. A viticultura no semiárido

brasileiro. In: LEÃO, P. C. DE S., SOARES J. M. (ed.) Petrolina: Embrapa Semiárido, 2000.

366p.


37

CAPÍTULO 5

USO DA IRRIGAÇÃO NO SEMIÁRIDO NORDESTINO

PEDRO ALCANTARA DA SILVA ABREU1; BRUNO RICARDO SILVA COSTA

2;

TAMIRES LIMA DA SILVA3

e FERNANDO BROETTO4

1Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


Botucatu – SP, Brasil, e-mail: [email protected] 2

Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de

Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Rua José Barbosa de Barros, 1780, CEP

18610-307, Botucatu – SP, Brasil, e-mail: [email protected]

3 Engenheira Ambiental, Mestranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - Faculdade de Ciências


Botucatu – SP, Brasil, e-mail: [email protected] 4 Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus



1. INTRODUÇÃO

O Nordeste brasileiro ocupa uma área de 1.561.177,8 km2, correspondendo a 18,27%

do território nacional. Nesta região está alocado o semiárido nordestino, correspondendo a

uma área de 969.589 km2, que abrange todos os Estados, com exceção do Maranhão,

ocupando ainda uma faixa do norte de Minas Gerais. A Bahia, Ceará, Piauí e Paraíba ocupam

as maiores áreas da região semiárida.

A vegetação, solos e relevos são elementos que formam a paisagem do semiárido

nordestino, sendo regulados por um único fator: o clima. A vegetação típica caracteriza-se por

ser resistente a seca, condição que se apresenta na região na maior parte do ano, sendo

composta comumente por espécies nativas da família das cactáceas, a exemplo do mandacaru

(Cereus jamacaru) e xique-xique (Pilocereus gounellei), as quais são plantas que evoluíram e

substituíram as suas folhas por espinhos, diminuindo a perda de água por evapotranspiração.

Os solos em sua maioria possuem excelente fertilidade e níveis ideias de pH, porém são

mailto:[email protected]


38

pouco desenvolvidos, sendo considerados rasos, devido aos baixos índices pluviométricos que

limitam os processos químicos atuantes na pedogênese.

O semiárido é marcado por precipitações que variam de 280 a 800 mm, sendo mais

comum índices de 400 a 600 mm, apresentando também locais como Vale do São Francisco

no qual, em series históricas, registrou-se apenas 100 mm, a semelhança de índices típicos de

regiões desérticas. Além disso, a pluviosidade é mal distribuída durante o ano, sendo comum

longos períodos de seca acompanhado por dois a três meses de chuvas. Em alguns anos em

que o evento climático El Ninõ está exercendo influência sobre o Brasil, esse período pode

chegar apenas um mês (ARAUJO, 2011).

A agricultura no Nordeste se destaca como uma das principais fontes para economia

local e nesta atividade, em contraste com as demais regiões do país, o segmento da agricultura

familiar é composto por 82,6% do total da mão de obra do campo. A região é responsável pela

maior produção de mandioca, além de ser destaque na vinicultura nacional e internacional, e

na produção de boa parte de frutíferas (CASTRO, 2012).

Atualmente o semiárido nordestino não é mais sinônimo de pobreza, sobressaindo-se

no cenário nacional como um local de destaque na economia em virtude da agricultura

irrigada. Desta forma, devido a irrigação e impulsionado pelo desenvolvimento da região

pioneira do Vale do São Francisco, a qual margeia o rio de mesmo nome, surgiram novos

polos de produção agrícola em todo Nordeste, melhorando a economia regional.

2. IRRIGAÇÃO NO SEMIÁRIDO

O cenário que muitas regiões do semiárido apresentam nos dias de hoje não representa

a situação de tais locais em décadas passadas. O grande sucesso obtido em muitos polos de

produção agrícola na região se deu pela utilização da irrigação, levando principalmente o Vale

do São Francisco a ter visibilidade internacional.

A muitos anos o governo vem destinando capital para abertura de polos de irrigação

no semiárido, com um elevado custo, mas gerando grandes benefícios econômicos para as

regiões de abrangência destes (CASTRO, 2000; DNOCS, 2013; CODEVASF, 2013). Os

polos de origem governamental estão sob domínio da Companhia de Desenvolvimento dos

Vales do São Francisco e do Parnaíba (CODEVASF) e do Departamento Nacional de Obras

Contra as Secas (DNOCS).


39

Antes do final da década de 50, os agricultores investiam em culturas de baixo valor

agregado, em principal a cebola. Utilizavam técnicas de irrigação rudimentares, plantando nas

várzeas dos rios, algo que era muito realizado nas plantações do antigo Egito. A mudança

ocorreu no governo de Juscelino Kubitschek, com a criação Superintendência do

Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE) para o desenvolvimento da economia da região.

No mesmo governo foi lançado o projeto Operação São Francisco, coordenado pela

SUDENE, tinha como objetivo levar irrigação ao semiárido e substituir as culturas existentes

por outras de alto valor para o mercado. O projeto piloto se deu na região do Vale do São

Francisco.

Diante do sucesso das etapas iniciais dos programas, foi então lançado em 1966 o

protocolo Bebedouro, responsável em grande parte por tornar a região do Vale do São

Francisco no que é atualmente. O projeto basicamente funcionava como uma colonização da

região até então despovoada e, com o incentivo governamental e de novas tecnologias da

época, as famílias se assentaram e começaram a produzir culturas como algodão, amendoim,

arroz, mandioca, trigo, cevada, soja, batata doce, capins e hortaliças. Com o desenvolvimento

do protocolo Bebedouro, em 1985 foi instalado o perímetro Senador Nilo Coelho, voltado

para continuar o desenvolvimento da região. Durante os anos de exploração do Vale, os

produtores foram avançando para a fruticultura e cana de açúcar, tornando o lugar na principal

região produtora do semiárido.

Com o sucesso obtido pelo Vale do São Francisco, vários outros polos de irrigação se

desenvolveram pelo semiárido com auxílio do governo. Atualmente, eles estão distribuídos

por oito estados do Nordeste, com exceção do Maranhão, ocupando 69 municípios e uma área

de 190,8 mil hectares, deste 63% são coordenados pela CODEVASF e 37% pela DNOCS. Em

números a DNOCS administra uma maior quantidade de polos, no entanto, a CODESVAF é

detentora dos de maior importância econômica no semiárido (BUAINAI e GARCIA, 2014).

Décadas de investimento e trabalho fizeram com que produtores do Ceará, Bahia, Rio

Grande do Norte e Pernambuco conseguissem exportar os seus produtos até países da União

Europeia, Estados Unidos e Ásia, tornando-se cada vez mais comum encontrar no exterior

mangas, uvas, abacaxis, melões e entre outras frutas oriundas no semiárido nordestino.

Neste contexto, destaca-se que o crescimento demográfico dos polos do semiárido foi

bastante elevado entre 2000 e 2010, durante os quais a população nas cidades apresentou a

mesma taxa de crescimento em comparação ao restante do país, porém houve um aumento


40

acentuado do número de habitantes rurais. Isto é um indicativo de que o sucesso econômico

das regiões está mantendo as pessoas no campo, evitando o êxodo rural, diferentemente do

que está acontecendo com esse mesmo segmento da população no restante do país, com uma

queda de 7,7%. (IBGE, 2013).

3. VALE DO SÃO FRANCSICO

A região do Vale do São Francisco difere de outras regiões produtoras do país,

propiciando condições climáticas ideais, com altas temperaturas e luz solar o ano todo,

principalmente para o cultivo de culturas tropicais, apesar da produção de culturas temperadas

no local, como por exemplo o figo. Associado a utilização de modernas técnicas de irrigação,

a região se tornou destaque de produção agrícola no país. O Vale do São Francisco é

composto por 12 municípios, Juazeiro - BA, Petrolina - PE, Casa Nova - PE, Curaçá - BA,

Sobradinho - BA, Lagoa Grande - PE, Orocó - PE e Santa Maria da Boa Vista - PE, ocupando

uma área total de 46.651 km² (NASCIMENTO e SOUZA, 2015).

Durante a década de 40, a atividade agrícola no Vale era realizada diferente, pois

utilizava-se métodos de irrigação rudimentares e culturas de baixo valor. Além disso, antes da

instalação dos projetos de irrigação, os cultivos existentes eram concentrados nas mãos de

poucos produtores que detinham as maiores porções de terras, enquanto os pequenos

produtores basicamente produziam para subsistência.

A evolução da produção no Vale do São Francisco se deu basicamente entre os anos

de 1940 a 1970, podendo ser classificada em três fases: a primeira chamada de fase

rudimentar se estendeu até 1940; entre 1940 e 1960 aconteceu a fase técnica e a partir da

década de 60 até os dias hoje é chamada de fase técnico-científico-informacional.

A fase rudimentar pode ser considerada como o período antes de iniciar a revolução no

Vale, época durante a qual os produtores cultivavam basicamente cebola nas margens dos rios

quando estes baixavam o seu nível, deixando sobre o solo uma certa quantidade de lodo que

funcionava como um fertilizante natural, a semelhança da técnica utilizada pelos antigos

egípcios às margens do Rio Nilo.

Com o fim da década de 40, se iniciou a fase técnica, período marcado pela chegada

dos primeiros motores a diesel, possibilitando ao produtor transpor o cultivo das margens dos

rios para áreas mais afastadas, adentrando as propriedades. Nesta fase, na qual o cultivo da


41

monocultura da cebola continuava intenso, começaram a surgir os primeiros indícios de

irrigação na região, com o bombeamento da água pelos motores para o interior das áreas de

produção.

Entre as décadas de 50 e 60, o governo de Juscelino Kubitschek investiu em criação de

órgãos, entre eles a SUDENE e a CODEVASF, com o objetivo de combater a seca. Assim,

em 1960 começou a fase técnico-científico-informacional e, com o auxílio desses órgãos,

foram instalados os primeiros perímetros irrigados na região do Vale do São Francisco. A

partir deste período se revolucionou o contexto da irrigação no Vale, com a utilização de

novas tecnologias, o que tornou possível impulsionar produção da fruticultura irrigada, com a

implantação das culturas da uva e manga, por exemplo, em detrimento a produção de cebola,

Como resultado dessa expansão tem-se que, atualmente, 99% da produção nacional da

vinicultura advinda do vale do São Francisco (LEITE e ALVES, 2010). A importância deste

período no contexto do desenvolvimento da agricultura irrigada regional é destacada por

Ramos (2002):

“O subperíodo entre os anos de 1970 e 1980 caracteriza-se pelos

primeiros sinais da intervenção modernizante do estado na região

Nordeste. A construção de infraestruturas – rodovias, linhas de

transmissão de energia, dutos e canais para irrigação – ajudou a

viabilizar a implantação dos perímetros públicos irrigados. Assim,

houve condições para a constituição de um sistema técnico agrícola

na região envolvendo um novo sistema de objetos e de ações, ou

dito de outro modo, centrado no binômio técnica de irrigação –

políticas públicas” (RAMOS, 2002 p. 52).

Desta forma, a implantação da fruticultura gerou grandes mudanças socioeconômicas

na região, gerando uma agroindústria local, empregos e renda para famílias que não

dependiam diretamente da agricultura para sobreviver. Além de evitar o êxodo rural, com o

sucesso do Vale do São Francisco, a saídas das pessoas para outras cidades ou estados caiu

bruscamente, em função da necessidade crescente de mão de obra, tanto no campo quanto nas

indústrias (LIMA e MIRANDA, 2000).


42


ARAÚJO, S. M. S. A REGIÃO SEMIÁRIDA DO NORDESTE DO BRASIL: Questões

Ambientais e Possibilidades de uso Sustentável dos Recursos. Revista Científica da

FASETE. n. 5. Dezembro, 2011

BUAINAIN, A. M.; NEDER, H. D.; GARCIA, J. R. Social Inclusion in Rural Brazil under

Lula. In: De Castro, F.; Koonings K.; Wiesebron, M. (Org.). Brazil Under the Workers'

Party: Continuity and Change from Lula to Dilma. 1ed. Hampshire: Palgrave Macmillan,

2014,

CASTO, C. N. A agricultura no nordeste brasileiro: oportunidades e limitações ao

desenvolvimento. Texto para discussão / Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada -

Brasília: Rio de Janeiro: Ipea. 2012.

CODESVASF (2013). Perímetros irrigados. Disponível em: <http://goo.gl/BxH1MI>.

Acesso em: 08/02/2018.

CASTRO, I. E. Ilhas de tecnologia no Nordeste Brasileiro e a reinvenção da natureza.

Revista Território, ano V, nº 9, pp. 45-63, Rio de Janeiro. 2000.

DNOCS (2013). Perímetros públicos de irrigação. Disponível em:

<http://goo.gl/pwFNDc>. Acesso em: 08/02/2018.

LEITE, A. A. M; ALVES, P. L. A modernização da agricultura no semiárido brasileiro:

O caso da fruticultura irrigada do vale do São Francisco. XXX Encontro Nacional de

Engenharia de Produção. Maturidade e desafios da Engenharia de Produção: competitividade

das empresas, condições de trabalho, meio ambiente. São Carlos, SP. 2010.

LIMA, J. P. R; MIRANDA, E. A. Segmento fruticultura irrigada: os casos das regiões de

Petrolina – Juazeiro e Norte de Minas Gerais. Revista Econômica do Nordeste, Recife, v.

32, n. Especial, p. 611-632, 2000.

http://lattes.cnpq.br/3051627641386529


43

NASCIMENTO, F. S,; SOUZA, D. S. Agricultura irrigada no semiárido nordestino:

destaques e aspectos econômicos da produção. XXV CONIRD – Congresso Nacional de

Irrigação e Drenagem. UFS - São Cristóvão/SE. 2015.

RAMOS, S. F. Uso do território brasileiro e sistemas técnicos agrícolas: a fruticultura

irrigada em Petrolina (PE) / Juazeiro (BA). (Dissertação de Mestrado – USP), São Paulo –

SP. 2002.

SOUZA, F. D. C. S. Análise da Sustentabilidade da Fruticultura Irrigada no Semiárido

Norte-Rio-Grandense. XLIV CONGRESSO DA SOBER “Questões Agrárias, Educação no

Campo e Desenvolvimento”, p. 1–14, 2006.


44

CAPÍTULO 6

REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS URBANAS NA

AGRICULTURA IRRIGADA: UMA REVISÃO SOBRE SEUS

BENEFÍCIOS E RISCOS

TAMIRES LIMA DA SILVA¹; RENATA TEIXEIRA DE ALMEIDA MINHONI²;

VALDEMIRO SIMÃO JOÃO PITORO³ e FERNANDO BROETTO4

¹ Engenheira Ambiental, mestranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) pela Faculdade de Ciências

Agronômicas, Universidade Estadual Paulista- Departamento de Engenharia Rural. Rua José Barbosa de

Barros, 1780, CEP 18610-307, Botucatu – SP, Brasil. E-mail: [email protected]

² Engenheira Ambiental, Doutoranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) pela Faculdade de Ciências


Barros, 1780, CEP 18610-307, Botucatu – SP, Brasil. E-mail: [email protected]

³ Engenheiro Agrônomo, mestrando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) pela Faculdade de Ciências


Barros, 1780, CEP 18610-307, Botucatu – SP, Brasil. E-mail: [email protected] 4 Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus



1. INTRODUÇÃO

A Lei Federal Nº 9.433 de 08 de Janeiro de 1997 estabelece que “a água é um recurso

natural limitado, dotado de valor econômico” (BRASIL, 1997, p.1). Entre 2011 e 2050, é

previsto que a população mundial crescerá 33%, aumentando de 7 bilhões para 9,3 bilhões de

pessoas (UN WWAP, 2015), em contrapartida, a demanda por alimentos deverá aumentar

60% (ALEXANDRATOS; BRUINSMA, 2012). O Relatório das Nações Unidas sobre o

Desenvolvimento de Recursos Hídricos (2015) aponta que a demanda mundial por água deve

crescer 55% até 2050. Também, estima-se que haverá uma redução de 40% das reservas

hídricas até 2030, caso ações sustentáveis não sejam adotadas (UN WWAP, 2015).

A escassez de água pode ser resultado das alterações na sua disponibilidade (mudanças

climáticas), deterioração da sua qualidade (poluição) e devido ao aumento de demanda.

Segundo a Agência Nacional de Águas-ANA (2018), qualquer atividade humana que altere as

condições naturais das águas é considerada um tipo de uso. Cada tipo de uso pode ser


45

classificado como uso consuntivo, em que há perda entre o que é retirado do corpo d’água e o

que retorna a ele, ou não consuntivo, aqueles em que não há necessidade da retirada da água

de seu local de origem. Entre os usos consuntivos de água no Brasil, destaca-se o uso para

irrigação. Em 2015 ela foi responsável por 46% da vazão total retirada (2.105 m³/s) e a 67%

(1.110 m³/s) da vazão de água doce consumida, sendo que projeções futuras preveem um

aumento dessa demanda, no período de 2015 a 2030 foi estimado um aumento de 38% da

vazão total retirada e de 42% da vazão de água doce consumida. Também, de acordo com

estudo divulgado pela ANA (2017) Atlas Irrigação: Uso da Água na Agricultura Irrigada, a

área irrigada no Brasil deverá aumentar 45% até 2030, passando de 6,95 milhões de hectares

(Mha) para 10 Mha.

A Resolução nº 54 de 28 de novembro de 2005, do Conselho Nacional de Recursos

Hídricos – CNRH, em seu artigo 2º, inciso I define água residuária como: “esgoto, água

descartada, efluentes líquidos de edificações, indústrias, agroindústrias e agropecuária,

tratados ou não”. Nesta resolução, o reuso direto de água residuária é caracterizado como o

uso planejado, em que a água é conduzida ao local de utilização, sem lançamento ou diluição

prévia em corpos hídricos superficiais ou subterrâneos; portanto, o reuso de Águas

Residuárias Urbanas (ARU) para fins de irrigação pode ser classificado como reuso direto,

podendo ser uma ferramenta eficiente para o gerenciamento adequado dos recursos hídricos.

Em 2016, o Brasil gerou cerca de 1.065 m³/s de águas residuárias, grande parte, gerada

pela atividade de abastecimento humano urbano (402 m³/s), este volume pode ser equivalente

à irrigação de 5 milhões de hectares de terras agrícolas (ÁGUAS, 2017). Neste contexto, o

reuso direto de ARU na agricultura irrigada pode representar uma fonte de energia, nutrientes,

matéria orgânica, e outros subprodutos rentáveis e sustentáveis.

Em diversos países como China, Índia, Israel, França, Espanha e Estados Unidos já

existem grandes áreas irrigadas com águas residuárias (BRAGA; LIMA; 2014); entretanto, no

Brasil, o uso de água residuária na agricultura é uma prática ainda muito pouco utilizada, seja

por desconhecimento ou por falta de regulamentação.

Este artigo apresenta uma revisão sobre os desafios do reuso de águas residuárias

urbanas na agricultura irrigada, citando sua importância, benefícios e riscos.


46

2. IMPORTÂNCIA DAS ÁGUAS RESIDUÁRIAS

A reutilização de águas residuárias na agricultura envolve o seu uso, pós-tratamento,

para a irrigação de culturas. Este tipo de reutilização caracteriza-se como uma forma eficiente

de gerenciamento dos recursos hídricos, devido a decorrente necessidade de uma oferta

regulada de água que compense a escassez causada por sazonalidade ou a disponibilidade

irregular de outras fontes de água para irrigação de culturas ao longo do ano hidrológico

(JARAMILLO; RESTREPO, 2017). A importância transversal das águas residuárias é

salientada na Agenda para o Desenvolvimento Sustentável de 2030, através do Objetivo 6 do

Desenvolvimento Sustentável sobre água e saneamento e, em especial, da Meta 6.3, que visa

reduzir para metade a proporção de águas residuárias não tratadas e aumentar

substancialmente a reciclagem e a reutilização segura a nível mundial (UN WWAP, 2017).

Em lagoas de polimento os valores médios para a concentração de nitrogênio e fósforo

são respectivamente: 24,4 mg/L e 7,6 mg/L (BASTOS, 2003 apud MIERZWA, 2004). Tendo

como base os dados dos volumes de esgotos sanitários, divulgados no Diagnóstico dos

Serviços de Água e Esgotos – 2002, publicado em janeiro de 2004 (BRASIL, 2004), é

possível obter uma estimativa da carga anual de nutrientes disponibilizadas para o cultivo de

culturas, conforme mostra tabela 1.

Tabela 1. Carga de nutrientes presentes nos esgotos sanitários

Nutriente

Quantidade disponível (t/ano)

Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-

oeste Brasil

Nitrogênio 10.809,51 36.812,21 142.297,25 27.210,72 14.056,30 231.185,99

Fósforo 3.366,90 11.466,10 44.322,09 8.475,47 4.378,19 72.008,75

Fonte: Mierzwa (2004)

O esgoto doméstico, principal constituinte das ARU, em geral é composto por 99,9%

de água e 0,1 % de sólidos, a água existente nesse meio transporta inúmeras substâncias

orgânicas e inorgânicas e microrganismos eliminados pelo homem (OLIVEIRA, 2012). Dessa

forma, o reuso direto de ARU pode ser uma fonte ininterrupta de água ao longo do ano que,

quando destinada à agricultura irrigada, pode possibilitar aumento na produção de alimentos,

garantindo segurança alimentar para a população em expansão (KERAITA; DRECHSEL;

KONRADSEN, 2008).


47

O reuso de ARU pela agricultura contribui efetivamente para a conservação dos

recursos naturais, através da diminuição das cargas poluidoras nos corpos d'água e da redução

de retiradas de água dos mananciais superficiais e subterrâneos. Aplicações agrícolas das

ARU podem permitir a reutilização direta de nutrientes (principalmente nitrogênio e fósforo).

As vantagens desta prática estão diretamente relacionadas ao planejamento adequado e ao

conhecimento das técnicas de uso que permitam flexibilidade suficiente para direcionar o

fluxo de efluentes para irrigação (FLORENCIO; BASTOS; AISSE, 2006).

3. BENEFÍCIOS

Os potenciais benefícios do reuso de ARU na agricultura vão muito além da saúde

humana e ambiental, com implicações na segurança alimentar e energética, bem como na

mitigação das mudanças climáticas. Sua utilização representa uma prática alternativa que está

sendo adotada em diferentes regiões confrontadas com escassez de água e crescimento

acelerado da população urbana, devido ao aumento da demanda por água (WINPENNY et al.,

2013; UN WWAP, 2017).

Os nutrientes presentes nas águas residuárias urbanas podem contribuir para redução

no uso de fertilizantes químicos, resultando em um ciclo de nutrientes fechado e

ambientalmente favoráveis que evitam o retorno indireto de macronutrientes (especialmente

nitrogênio e fósforo) e micronutrientes (Ca, Mg, B, Fe, Mn ou Zn) em corpos d’água

(MOSCOSO, 2018; CORCORAN et al., 2010). Diversos estudos indicam que a fertirrigação

com águas residuárias podem melhorar os rendimentos de culturas (ARRETO et al., 2013;

OLIVEIRA et al., 2013).

A prevenção da poluição hídrica é outro benefício que pode ser associado ao reuso de

águas residuárias urbanas na agricultura irrigada. O reuso planejado de ARU pela agricultura

acarretaria em uma redução do montante lançado pelas Estações de Tratamento de Efluentes

(ETE’s) em corpos d’água receptores contribuindo para a redução da eutrofização. Também,

o aumento do reuso agrícola poderia contribuir para a instalação e otimização de ETE’s a fim

de produzir um efluente com qualidade desejável para fins de irrigação, representando

benefício econômico a projetos de saneamento (TOZE, 2006).


48

4. RISCOS

Os níveis de concentração e tipos de substâncias químicas e patógenas presentes nas

ARU podem variar de acordo com a localidade, em virtude das condições socioeconômicas e

sanitárias da população residente. A tabela 2 apresenta os tipos primários de patógenos e

substâncias químicas nocivas que podem ser relevantes em estudos sobre reuso de águas

residuárias na agricultura.

Tabela 2. Riscos químicos e biológicos associados ao uso não planejado de águas residuárias

na agricultura.

Tipo de Risco Patógenos

Biológico

Bactéria¹ E. coli, Vibrio cholerae, Salmonella spp., Shigella spp.

Helmintos¹ Ascaris, Ancylostoma, Tenia spp

Protozoários¹ Intestinal Giardia, Crysptospridium, Entamoeba spp.

Vírus¹ Hepatitis A e E, Adenovirus, Rotavirus, Norovirus

Schistosoma² Schistosoma mansoni ou Shistosoma americanum

Químico

Metais pesados² Arsênio, cádmio e mercúrio

Hidrocarbonetos² Dioxinas, furanos, Bifenilos policlorados

Pesticidas¹ Aldrin, DDT

¹ Contato e/ou consumo; ² Consumo; Fonte: Adaptado de WHO (2006)

Em virtude dos riscos associados ao reuso de ARU, a Organização Mundial de Saúde

estabeleceu diretrizes para o uso seguro de águas residuárias, excretas e águas cinzentas.

Essas diretrizes, apresentadas na tabela 2, consistem em análises microbiológicas para

avaliação de risco que inclui coleta de dados dos agentes patogênicos presentes em águas

residuárias, campos e culturas irrigadas.


49

Tabela 3. Diretrizes de qualidade microbiológicas recomendadas para reuso agrícolaa

Categoria Condições de Reuso Grupo de

Exposição

Nematoides b

intestinais

(Nº médio aritmético de

ovos por litro)

CF (Média

geométrica –

NMP 100 mL-1)c

A Irrigação de culturas

consumidas cruas, campos de

esporte (gramado), parques.

Trabalhadores,

consumidores,

Público.

≤ 1 ≤ 1000d

B Irrigação de culturas de

cereais, industriais, forragem,

pastagens ou árvorese.

Trabalhadores ≤ 1 Nenhum padrão

recomentado

C Irrigaçãof localizada de

culturas da categoria B se

não ocorrer exposição aos

trabalhadores e público.

Nenhum Não aplicável Não aplicável

Fonte: Ayres & Mara (1996, p.5)

Onde: CF = Coliformes Fecais. a

Em casos específicos, fatores epidemiológicos, socioculturais e ambientais locais devem ser levados em

consideração e as diretrizes modificadas adequadamente. b Ascaris, Trichuris e Ancylostoma espécies.

c Durante o período de irrigação.

d Uma orientação mais rigorosa (≤ 200 coliformes fecais por 100 ml) é apropriada para gramados públicos, como

os gramados de hotéis, com os quais o público pode entrar em contato direto. e No caso das árvores frutíferas, a irrigação deve cessar duas semanas antes da colheita da fruta e nenhuma fruta

deve ser retirada do chão. A irrigação por aspersão Sprinkler não deve ser utilizada. f Também chamada de irrigação por gotejo ou gotejamento.

Contaminantes emergentes (analgésicos, hormônios, antidepressivos, antibióticos,

entre outros), que são biocumulativos devido as suas propriedades biológicas, físicas e

químicas, estão presentes em ARU e podem oferecer riscos à saúde pública, pois o tratamento

convencional em Estações Municipais de Tratamentos de Efluentes não previne efetivamente

o lançamento destes componentes no meio ambiente (HEBERER, 2002).

A irrigação de áreas com ARU pode promover a salinização ou a sodicidade do solo.

Salinização do solo corresponde a um aumento na concentração de sais solúveis; enquanto, a

sodicidade corresponde ao excesso de sódio trocável em relação aos demais cátions. A

salinidade ou sodicidade do solo aumenta a concentração de sais na zona das raízes resultando

em estresse osmótico que limita a capacidade das plantas de absorver água e nutrientes

(CHEN et al., 2013).


50


ÁGUAS, Agência Nacional de (ANA). Águas Residuais são foco do Dia Mundial da Água

2017: Reuso da Água. Disponível em: <http://www.brasil.gov.br/meio-

ambiente/2017/03/águas-residuais-sao-foco-do-dia-mundial-da-água-2017>. Acesso em: 15

jan. 2017.

ÁGUAS, Agência Nacional de (ANA). Usos da Água: Outros Usos. Disponível em:

<http://www3.ana.gov.br/portal/ANA/usos-da-água/outros-usos>. Acesso em: 10 jan. 2018.

ALEXANDRATOS, N.; BRUINSMA, J. World Agriculture Towards 2030/2050: The 2012

Revision. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations Agricultural

Development Economics Division, 2012. 160 p. ESA Working Paper No. 12-03.

ARRETO, A. N. et al . Alterações nos atributos químicos de um Neossolo Flúvico cultivado

com mamoneira e irrigado com água residuária. Rev. bras. eng. agríc. ambient., Campina

Grande , v. 17, n. 5, p. 480-486, 2013.

AYRES, R.M.; MARA, D.D. Analysis of Wastewater for Use in Agriculture: A Laboratory

Manual of Parasitological and Bacteriological Techniques. Geneva: World Health

Organization (WHO), 1996.

BRAGA, M. B.; LIMA, C. E. P. Reuso de Água na Agricultura. Brasília, DF: Embrapa

Hortaliças, 2014. 200 p.

BRASIL. Agência Nacional de águas (ANA). Superintendência de Planejamento de Recursos

Hídricos (Org.). Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil. Brasília, 2016. 97 p.

______. Agência Nacional de Águas (ANA). Atlas Irrigação: Uso da Água na Agricultura

Irrigada. Brasília, DF: Agência Nacional de Águas - Ana, 2017. Disponível em:

<http://atlasirrigacao.ana.gov.br/>. Acesso em: 18 jan. 2018.

______. Lei nº 9433, de 08 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos

Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o

inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de

março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Lei Nº 9433 de 08

de Janeiro de 1997. Brasília, DF, 09 jan. 1997.


51

______. Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento. Ministério das

Cidades. Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos: 2002. Brasília, DF: Instituto de

Pesquisa Econômica Aplicada - IPEA, 2004. 93 p.

CHEN, W. et al. Reclaimed water: A safe irrigation water source?. Environmental

Development, [s.l.], v. 8, p.74-83, out. 2013.

CONSELHO NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS (CNRH). Resolução Nº 54, de 28 de

novembro de 2005. Estabelece modalidades, diretrizes e critérios gerais para a prática de

reúso direto não potável de água, e dá outras providências. Resolução Nº 54, de 28 de

Novembro de 2005. Brasília, DF, 09 mar. 2006. Ministério do Meio Ambiente.

CORCORAN, E. et al. Sick Water? : The Central Role of Wastewater Management in

Sustainable Development. Arendal, Norway: Birkeland Trykkeri As, 2010. 88 p. (Rapid

Response Assessment). United Nations Environment Programme, UN-HABITAT.

FLORENCIO, L.; BASTOS, R. K. X. ; AISSE, M. M. (Coord.). Tratamento e Utilização de

Esgotos Sanitários. Rio de Janeiro: ABES, 2006. 427 p.

HEBERER, T. Tracking persistent pharmaceutical residues from municipal sewage to

drinking water. Journal Of Hydrology, [s.l.], v. 266, n. 3-4, p.175-189, set. 2002. Elsevier

BV. http://dx.doi.org/10.1016/s0022-1694(02)00165-8.

JARAMILLO, M. F.; RESTREPO, I. Wastewater Reuse in Agriculture: A Review about Its

Limitations and Benefits. Sustainability, [s.l.], v. 9, n. 10, p.1734-1753, 11 out. 2017. MDPI

AG. http://dx.doi.org/10.3390/su9101734.

KERAITA, B.; DRECHSEL, P.; KONRADSEN, F. Perceptions of farmers on health risks

and risk reduction measures in wastewater‐irrigated urban vegetable farming in

Ghana. Journal of Risk Research, Londres, v. 11, n. 8, p.1047-1061, 2008.

MIERZWA, J. C. Uso de Águas Residuárias na Agricultura: O caso do Brasil. In: III

SIMPÓSIO NACIONAL SOBRE O USO DA ÁGUA NA AGRICULTURA, 3., 2004, Passo

Fundo. Artigos. Universidade de Passo Fundo, 2004. p. 1 - 14. Disponível em:

<http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/upf/mierzwa.pdf>. Acesso em: 15 jan. 2018.

MOSCOSO, J. C. Aspectos Técnicos de la Agricultura con Águas Residuales. Disponível

em: <http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/aya2/tema06.pdf>. Acesso em: 15 jan. 2018.


52

OLIVEIRA, E. L. (Coordenador.). Manual de Utilização de Águas Residuárias em

Irrigação. Botucatu: FEPAF-Fundação de Estudos e Pesquisas Agrícolas e Florestais, 2012.

120 p.

OLIVEIRA, P. C. P. de et al. Produção de moranga irrigada com esgoto doméstico

tratado. Rev. bras. eng. agríc. ambient., Campina Grande, v. 17, n. 8, p. 861-

867, ago. 2013.

QADIR, M. et al. Agricultural use of marginal-quality water: opportunities and challenges.

Sri Lanka: International Water Management Institute (IWMI), 2007.

TOZE, S. Reuse of effluent water—benefits and risks. Agricultural Water Management,

[s.l.], v. 80, n. 1-3, p.147-159, fev. 2006. Elsevier BV.

http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2005.07.010.

UNITED NATIONS WORLD WATER ASSESSMENT PROGRAMME (UN WWAP).

2017. The United Nations World Water Development Report 2017. Wastewater: The

Untapped Resource. Paris, UNESCO.

UNITED NATIONS WORLD WATER ASSESSMENT PROGRAMME (UN

WWAP). Water for a sustainable world. Paris: United Nations Educational, Scientific and

Cultural Organization, 2015. 139 p.

WINPENNY, J. et al. Reutilización del água en la agricultura: Beneficios para todos?.

Roma: Organización de Las Naciones Unidas Para La Alimentación y La Agricultura, 2013.

144 p. (Informe sobre Temas Hídricos-FAO 35). ISSN 1020-1556.

WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO). Guidelines for the Safe Use of

Wastewater, Excreta and Greywater: Wastewater use in agriculture. 2. ed. Switzerland:

Who Library Cataloguing, 2006


53

CAPÍTULO 7

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO OPERACIONAL DE

SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO POR GOTEJAMENTO

OPERANDO COM ÁGUAS RESIDUÁRIAS

VALDEMIRO SIMÃO JOÃO PITORO1; RENATA TEIXEIRA DE ALMEIDA MINHONI

2;

PEDRO ALCANTARA DA SILVA ABREU3 e FERNANDO BROETTO

4

1 Assistente Universitário (Faculdade de Ciências Agrárias – UniLúrio), Engenheiro Agrônomo (Engenharia

Rural), Mestrando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade

Estadual Paulista. Rua João Montes Filho, 37, CEP 18610-370, Botucatu – SP, Brasil, e-mail:

[email protected] 2

Engenheira Ambiental, Doutoranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 3

Engenheiro Agrônomo, Mestrando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências





1. INTRODUÇÃO

A água sempre foi um fator determinante para a sobrevivência e desenvolvimento

socioeconômico da humanidade ao longo da sua história. A crescente demanda por água,

associado ao crescimento exponencial da população e degradação dos corpos hídricos, tem

criado um cenário de escassez hídrica por quase todo mundo (SILVA et al., 2012). Este cenário

esta associado às mudanças dos hábitos da população, sendo a maior quota de demanda por

recursos hídricos no mundo atribuído a agricultura irrigada.

Nos tempos atuais, são visíveis os esforços no sentido de identificar alternativas de

otimização dos sistemas de irrigação, como também tem crescido o interesse no


54

desenvolvimento de fontes alternativas de abastecimento de água; tanto para atividade

agrícola assim como para as demais atividades (SILVA et al., 2012; WANG et al., 2017).

Nas últimas décadas o reuso de água residuária tratada para irrigação tem sido

considerada uma pratica comum em todo mundo, pelas inúmeras vantagens que proporciona,

como é o caso da redução da pressão às outras fontes de água, garantia de disponibilidade de

água durante todo o ano, aproveitamento de nutrientes para as culturas, redução dos impactos

ambientais e dos custos com o descarte do efluente para os corpos de água frescas sejam elas

superficiais ou subterrâneas (HARUVY, 2006). Muitos agricultores rurais e periurbanos

consideram o uso da água residuária como uma alternativa econômica ou de subsistência

importante, porque pode-se encontrar nelas nutrientes mais prontamente disponíveis

comparativamente as outras fontes de água (MARTIJN & REDWOOD, 2005). Existem casos

de aumento em até 37% na colheita com aplicação de efluente bruto em relação ao uso de

água de abastecimento ou fertilizantes químicos (SCOTT et al., 2004).

No Brasil, a aplicação das águas residuárias ainda é pouco expressivo e os seus

impactos pouco conhecidos, requerendo, portanto, maiores investigações para assegurar a sua

aplicação com êxito (SILVA et al., 2012). A semelhança do Brasil, vários outros são os países

com restrições de uso de efluente na agricultura, sobretudo pelo fato de preocupações

socioculturais influenciarem na formulação de políticas sobre sua utilização. A título de

exemplo, observa-se esta situação em muitos países do Oriente Médio do Norte da África,

onde a prática é proibida por ser contrária aos valores islâmicos (MARTIJN & REDWOOD,

2005). Em contrapartida, existem em todo mundo numerosos exemplos de sucesso do uso da

água residuária tratada na agricultura irrigada, reportados em países como Malta, França,

Espanha, Grécia, Tunísia, Israel, Índia, EUA, entre outros (CHEN & LIU, 2015; DUARTE et

al., 2008).

Face ao quadro de escassez hídrica eminente, observa-se maior incentivo do uso de

sistemas de irrigação que proporcionam maior economia de água, como é o caso da irrigação

por gotejamento ou localizada no seu todo (SILVA et al., 2012). A aplicação de águas

residuárias com recurso a irrigação por gotejamento também minimiza o contato direto da

água contaminada com o agricultor e/ou com o produto agrícola a ser colhido.

O grande problema da utilização de água residuária em sistemas de irrigação

localizada está associado modificação das características hidráulicas dos emissores pelo seu

entupimento parcial ou total, e com isso afetando a uniformidade de distribuição da água. O


55

entupimento dos emissores em sistemas de irrigação localizada é resultado de diversos fatores

físicos, químicos e biológicos. Segundo Keller e Bliensner (1990), partículas maiores que

1/10 do diâmetro de passagem do escoamento de água no gotejador representam risco

potencial de entupimento. Os sólidos suspensos que podem entupir os emissores na irrigação

localizada, são constituídos na sua maioria por materiais orgânicos e inorgânicos.

Batista et al. (2010) avaliando o efeito da aplicação de esgoto doméstico tratado no

desempenho de um sistema de irrigação por gotejamento observaram reduções de 4,49 e

10,58% nos valores de coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC) e coeficiente de

uniformidade de distribuição (CUD) respectivamente devido a obstrução dos gotejadores,

para um tempo de funcionamento do sistema de 120 horas, sendo que os mesmos autores

observaram que a obstrução teve como origem principal a interação entre bactérias e algas

presentes na água residuária. Para redução da obstrução dos emissores, diversas técnicas sao

citadas, entre as mais práticas e ambientalmente aceites encontram: a filtragem, a

sedimentação, a limpeza das linhas laterais e o aumento da pressão de serviço de operação do

sistema de irrigação (PUIG-BARGUES et al., 2010).

2. INDICADORES DE DESEMPENHO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO POR

GOTEJAMENTO

A principal função de um sistema de irrigação é suprir a necessidade hídrica da cultura

cultivada, pois as aplicações desuniformes de água resultam em perdas consideráveis em

termos de produtividade e influenciando diretamente na rentabilidade do produtor.

Os sistemas de irrigação pressurizados precisam ser avaliados antes e após a

implantação do sistema de irrigação, visando aferir se o desempenho satisfaz o indicado nas

especificações do equipamento, possibilitando, se necessário a realização de ajustes para

melhorar a sua performance e, periodicamente, com o objetivo de avaliar a qualidade de

manutenção e do manejo do sistema. Para avaliar a qualidade da irrigação é preciso utilizar

alguns indicadores, sendo os mais recomendados a uniformidade de distribuição e as

eficiências de aplicação e de armazenamento.

Segundo Frizzone (1992), o coeficiente de uniformidade de distribuição da água e a

eficiência de aplicação são os principais parâmetros utilizados nesta avaliação, pois

expressam a qualidade da irrigação e são decisivos no planejamento e na operação desses

sistemas. As medidas de eficiência quantificam fisicamente a qualidade da irrigação e


56

dependem da uniformidade e do bom manejo do sistema. A uniformidade de aplicação de

água em sistemas de irrigação localizada pode é determinada por meio de vários coeficientes.

O primeiro foi proposto por Christiansen (1942) para sistema de irrigação por aspersão e tem

sido adaptado para irrigação localizada, CUC apresentado na Equação 1.

𝐶𝑈𝐶 = 100 [1 −∑ |𝑞𝑖−�̅�|𝑛𝑖=1

𝑛𝑒�̅�] (1)

Em que:

qi = vazão de cada gotejador, L h-1

�̅� = vazão média dos gotejadores, L h-1

; e

ne = número de gotejadores.

Mantovani (2002) apresentou uma classificação dos valores de CUC, particularmente

para sistemas de irrigação por gotejamento, como são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1. Classificação do CUC para sistemas de irrigação por gotejamento.

Classificação CUC (%)

Excelente 90 – 100

Boa 80 – 90

Razoável 70 – 80

Ruim 60 – 70

Inaceitável –

Keller e Karmeli (1975) sugerem a utilização da Equação 2, que compara a média de

25% dos menores valores de vazões observadas com a média total das vazões para a

determinação da uniformidade de aplicação de água de sistemas irrigação por gotejamento.

Merriam e Keller (1978) apresentaram o seguinte critério geral para interpretação dos valores

de CUD, para sistemas que estejam em operação por um ou mais anos, como são apresentados

na Tabela 2.

𝐶𝑈𝐷 = 100𝑞25

�̅� (2)

Em que:

CUD – coeficiente de uniformidade de distribuição, % e

q25% - valor médio dos 25% menores valores de vazões observados, L h-1

.


57

Tabela 2 – Classificação de CUD para sistemas de irrigação por gotejamento.

Classificação CUD (%)

Excelente > 90

Bom 80 - 90

Regular 70 - 80

Ruim < 70

A avaliação da operação dos sistemas de irrigação está ligada a diversos parâmetros do

desempenho do sistema, como a vazão, tempo de irrigação e uniformidade de aplicação da

água, que são considerados como fundamentais na tomada de decisões em relação ao

diagnóstico do sistema. Segundo Santos et al. (2015), uma baixa uniformidade de distribuição

de água indica que as plantas irrigadas pelo sistema numa parcela recebem água ou adubo em

quantidades diferentes, resultando em um desenvolvimento desuniforme.

3. OBSTRUÇÃO DE GOTEJADORES OPERANDO COM ÁGUA RESIDUÁRIA

A irrigação por gotejamento nos meados dos anos 60 a meados de dos anos 70 foi

considerada uma tecnologia emergente com sua aplicação limitada a cultura especiais e de

elevado retorno econômico (NAKAYAMA e BUCKS, 1991). Nos dias atuais esta tecnologia

é usada para uma extensa variedade de culturas, embora inicialmente tenha sido considerada

inapropriada sobretudo devido à dificuldade de manejo.

O interesse pela aplicação desta tecnologia vem crescendo e se estabelecendo como

parte indispensável da comunidade de agricultores irrigantes. Para aplicação de águas

residuárias, a irrigação por gotejamento é considerada a mais indicada em razão da elevada

eficiência de aplicação do efluente e do baixo risco de contaminação do envolvidos no

processo de produção ou mesmo o produto a ser colhido. Contudo, os emissores dos sistemas

de irrigação por gotejamento são sensíveis à aplicação de água de baixa qualidade, sendo a

presença de sólidos a maior causa de obstrução dos gotejadores, que resulta na alteração das

características operacionais do sistema de irrigação, sobretudo na variação da uniformidade de

aplicação e com isso comprometendo a eficiência do sistema (SILVA et al., 2012).

O monitoramento da obstrução dos emissores em irrigação por gotejamento é um

processo complexo, pois até avaliações mais exaustivas não respondem com exatidão a causa

da obstrução, uma vez que em muitos casos a obstrução inicia no interior do emissor e de

forma lenta vai progredindo até a obstrução completa (NAKAYAMA e BUCKS, 1991). Os


58

mesmos autores referem que a obstrução parcial é tão prejudicial quanto a obstrução

completa, porque em ambos se observa a redução de uniformidade da distribuição como

resultado da alteração da hidráulica do sistema.

A sensibilidade ao problema de entupimento varia com as características do gotejador

e com a qualidade da água relacionada aos aspectos físicos, químicos e biológicos (SANTOS

et al., 2003; SILVA et al., 2012). Adicionalmente Batista et al. (2010), refere que a formação

de biofilme resultante da interação entre as bactérias, partículas orgânicas e inorgânicas

presentes na água tem sido indicada como a principal causa de entupimento de gotejadores

que operam com águas residuárias.

Baseado nas observações em estudos de obstrução de emissores e na experiência para

a controlar, investigadores desenvolveram um sistema de classificação da qualidade da água

para irrigação por gotejamento que incluem os principais fatores envolvidos na obstrução de

emissores (NAKAYAMA e BUCKS, 1991). Este sistema de classificação está relacionado à

composição da água de irrigação (Tabela 3) e pode ser usado para identificar o potencial risco

de obstrução de emissores, e, por conseguinte selecionar ou projetar o sistema de tratamento

de água a ser adotado.

Tabela 3 – Classificação da qualidade da água relacionada a seu potencial de entupimento em

gotejadores (Backs et al., 1979).

Grau de restrição de uso

Problemas Unidade Nenhum Ligeira a

moderada

Severa

Físico Sólidos em

suspensão

mg L-1

< 50 50 - 100 > 100

Químico

pH < 7,0 7,0 – 8,0 > 8,0

Sólidos

solúveis

mg L-1

< 500 500 - 2000 > 2000

Manganês mg L-1

< 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5

Ferro mg L-1

< 0,1 0,1 – 1,5 > 1,5

Ac. Sulfúrico mg L-1

< 0,5 0,5 – 2,0 > 2,0

Biológica Pop. Bactérias N° max. m L-1

< 10 3 10

3 - 50

3 > 50

3

Esta classificação, embora antiga, continua sendo usada em pesquisas atuais como

referência para classificação do risco de obstrução de emissores em irrigação localizada.

Cunha et al. (2017) operando sistema de irrigação por gotejamento aplicando efluente de

laticínio concluiu que os atributos sólidos suspensos e pH foram os principais agentes de


59

obstrução do sistema, após ter observado em 200 horas de aplicação valores médios de sólidos

suspensos e pH de 393 mg L-1

e 7,67; indicados como de risco severo e moderado

respectivamente.


BATISTA, R. O; SOUZA, J. A. R; FERREIRA, D. C. Influência da aplicação de esgoto

doméstico tratado no desempenho de um sistema de irrigação. Revista Ceres, Viçosa, v. 57,

n. 1, p.018-022, jan/fev, 2010.

BERNARDO, S; SOARES, A. A; MANTOVANI, C. Manual de irrigação, edição: 8ª.

Editora: UFV, 2ª reimpressão. Viçosa, MG, 2009, 625p.

CARARO, D. C; BOTREL, T. A; HILLS, D. J. ANALYSIS OF CLOGGING IN DRIP

EMITTERS DURING WASTEWATER IRRIGATION. Applied Engineering In

Agriculture, [s.l.], v. 22, n. 2, p.251-257, 2006. American Society of Agricultural and

Biological Engineers (ASABE). http://dx.doi.org/10.13031/2013.20286.

CHEN, F; LIU, C. Effects of Reclaimed Water on the Growth and Fruit Quality of

Cucumber. Irrigation And Drainage, [s.l.], v. 64, n. 3, p.370-377, 13 mar. 2015. Wiley-

Blackwell. http://dx.doi.org/10.1002/ird.1894.

CUNHA, M. E; MARQUES, B. C. D; BATISTA, R. O; COSTA, A. G; CUNHA, R. R;

ANDRADE, A. T. S. Obstrução de gotejadores operando com efluente de laticínios diluído.

Revista Brasileira de Agricultura Irrigada v.11, nº.4, p. 1517 - 1527, 2017.

DUARTE, A. S; AIROLDI, R. P. S; FOLEGATTI, M. V; BOTREL, T. A; SOARES, T. M.

Efeitos da aplicação de efluente tratado no solo pH, matéria orgânica, fósforo e potássio.

Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campinha Grande, v.12, n.3,

p.302–310, 2008.

Haruvy N. 2006. Reuse of wastewater in agriculture – economic assessment of treatment

and supply alternatives as affecting aquifer pollution. In Benoit M, Igor L(eds).

Environmental Security and Environmental Management: the Role of Risk Assessment.

Springer: Houten, the Netherlands; 257–262.


60

KELLER, J; BLIESNER, R. D. Sprinkle and trickle irrigation. New York: Van Nostrand

Reinhold, 1990. 673 p.

MARTIJN, E; REDWOOD, M. Wastewater irrigation in developing countries—limitations

for farmers to adopt appropriate practices. Irrigation And Drainage, [s.l.], v. 54, n. 1, p.63-

70, 2005. Wiley-Blackwell. http://dx.doi.org/10.1002/ird.186.

NAJAFI, P; TABATABAEI, S. H; ASGARI, K. Evaluation of filtration and SDI application

effects on treated wastewater quality index. African Journal of Agricultural Research, v.5,

p.12501255, 2010.

NAKAYAMA, F. S; BUCKS, D. A. Water quality in drip/trickle irrigation: A

review. Irrigation Science. Berlin, p. 187-192. mar. 1991.

PUIG-BARGUES, J; ARBAT, G; BARRAGÁN; J; RAMÍREZ DE CARTAGENA, F.

Hydraulic performance of drip irrigation subunits using WWTP effluents. Elsevier:

Agricultural water management. Girona, p. 249-262, 2005.

SCOTT, C. A; ZARAZUA, J. A; LEVINE, G. Urban-Wastewater Reuse for Crop

Production in the Water-Short Guanajuato River Basin, Mexico. 41. ed. Colombo, Sri

Lanka: International Water Management Institute, 2000. 41 p.

SANTOS, C. G. F; LIMA, V. L. A; MATOS, J. de A; HAANDEL, A. C. V; AZEVEDO, C.

A. V. Efeito de uso de águas residuárias sobre a vazão de microaspersores. Revista Brasileira

de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.7, p.577-580, 2003.

SILVA, L. P; SILVA, M. M; CORREA, M. M; SOUZA, F. C. D; SILVA, E. F. F.

Desempenho de gotejadores autocompensantes com diferentes efluentes de esgoto doméstico.

Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, campina Grande, v.16, n.5,

p.480–486, 2012.

WANG, Zhen; LI, Jiusheng; LI, Yanfeng. Using Reclaimed Water for Agricultural and

Landscape Irrigation in China: a Review. Irrigation And Drainage, [s.l.], p.1-15, 2017.

Wiley-Blackwell. http://dx.doi.org/10.1002/ird.2129.


61

CAPÍTULO 8

EFICIÊNCIA DO USO DE ÁGUA NA AGRICULTURA

AMANDA MARIA DE ALMEIDA1; OSVALDIR FELICIANO DOS SANTOS

2; MARA

LÚCIA CRUZ DE SOUZA3 e FERNANDO BROETTO

4

1Engenheira Agrícola, Mestranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 2Engenheiro Agrônomo, Doutorando em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências







1. INTRODUÇÃO

A água é um bem de domínio coletivo, podendo ser utilizadas para diversos fins,

porém o uso inadequado tem ocasionado severa poluição e grande perda desse bem vital para

a existência humana e de diversas espécies que habitam o planeta Terra.

De toda a água que cobre a extensão do planeta Terra somente cerca de 3% está apta

para o aproveitamento do ser humano, sendo desta forma substancial para a vida, necessitando

dessa forma ser melhor aproveitada e utilizada para que outras gerações também possam

usufruir desse bem. Entretanto certos locais ainda não dispõem de água com atributos

necessários para o consumo humano (GRASSI, 2001).

Entre as atividades que mais gastam e desperdiçam água está a agricultura, totalizando

aproximadamente 71% de uso, pois a produção de alimentos gera custos e entre eles a

utilização de água, o que na maioria das vezes e utilizada de forma incorreta pelos irrigantes,

gerando um grande desperdício. O desenvolvimento do setor industrial (16%) e de uso

doméstico (13%), teve seu início a partir das civilizações antigas que se fizeram próximas aos

rios para utilização de água em moinhos e para o abastecimento residencial. Podemos ver na


62

Figura 1 como a água é utilizada nos dias atuais, e como será utilizada no ano de 2030 se não

houver nenhuma politica de incentivo ao uso eficiente de água pelos setores.

Figura 1. Uso de água em diferentes setores.

Fonte: CIB (2013).

Contudo foi possível verificar através da literatura que pode ser possível poupar água

nos diversos setores através de uma administração moderada, evitando dessa forma o

desperdício, fornecendo para a população informações básicas para que isso ocorra. De

acordo com o Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável

(CEBDS), em parceria com a GIZ – Agência de Cooperação do Governo Alemão em que

devem introduzir um estudo sobre a eficiência do uso de água para empresas e instituições

financeiras com uma trajetória para a controle de água neste setor, ficando perceptível o

beneficio desta economia.

No setor agrícola a utilização da água da-se por intermédio e na pecuária serve para

diversas finalidades, como saciar a sede animal, higienização entre outros. da irrigação podem

ser empregadas inovação que se adequam no campo, como é o caso de tecnologias que

armazenam água para serem aproveitadas para diversos fins.

A produção agrícola é dependente da água, dessa forma a água pode representar até

90% dos componentes fisico das plantas (GOMES, 2011), isto quer dizer que em logos

períodos de estiagem pode impossibilitar parcialmente ou totalmente a demanda de produção

agrícola em várias partes do planeta.


63

Na irrigação podem ser empregadas técnicas de inovação que se adequam no campo, o

uso de plantas geneticamente modificadas, uso de tecnologias passada (onde a adversidade é a

forma a ser introduzida no setor agrícola), entre outras no qual a dificuldade está em colocar

em prática.

Muitos pesquisadores tem buscado alternativas viáveis para o uso eficiente da água,

comprovando ser possível usufruir de tais tecnologias no meio agrícola sem perdas e de forma

econômica. De fato é importante lembrar que as pessoas ligadas ao setor agrícola devem

receber instrução para poder ser realizadas soluções desenvolvidas e ajustada neste meio.

A Companhia Vale do Rio Doce colocou a disposição na internet uma cartilha sobre o

desperdício de água, tratando de esclarecer que o desperdício pode gerar escassez e para que

isso não ocorra em um futuro próximo é preciso tomar algumas providencias e atitudes, entre

elas evitar o desperdício.

Assim sendo, é melhor conhecer e compreender as falhas que aconteceram em outros

lugares para que o melhor manejo da eficiência do uso de água possa ser utilizado, aplicando

as tecnologias que melhor satisfazem a demanda da cultura, de água e do produtor.

2. ESTRATÉGIAS PARA EFICIENCIA DO USO DE ÁGUA

O uso de materiais transgênicos (plantas geneticamente modificadas), é uma das

alternativas pois têm maior resistência a períodos de seca, maior resistência a doenças e

consequentemente reduzira o uso de defensivos agrícolas, sendo esta uma opção bastante

viável, visto que a mudança de clima tem ocasionado em certas regiões uma estiagem de

chuva muito maior do que o esperando, podendo inviabilizar toda a produção.

A irrigação com déficit é uma técnica onde há uma redução na quantidade de água a

ser disponibilizada para as plantas, dessa forma a demanda de água pela planta é suprida em

suas fases de desenvolvimento sem alterar a produtividade das plantas. Frizzone (2007)

destaque que a explicação exata do valor de água que a cultura necessita nos momentos

peculiares para o pleno desenvolvimento é complexo para a maior parte dos produtores que

utilização a irrigação, por isso muitos agricultores aplicam uma maior lamina, e o excesso de

água pode não trazer as máximas produções devido a lixiviação dos nutrientes do solo, o

aparecimento de doenças causadas pelo excesso de solo úmido.


64

Frizzone (2007) ressalta ainda que a intenção da irrigação sob deficit é o aumento da

produção pela quantidade de água adotada, ou seja a eficiência do uso de água corresponde ao

rendimento produtivo sendo assim essa correlação pode ser chamada de produtividade da

água, portanto quando aumenta a eficiência de uso de água há uma redução em seu uso

gerando economia. A finalidade dessa técnica é aumentar a eficiência do uso de água

preservando a eficácia de aplicação de água ao reduzir a quantidade de água (PHENE, 1989).

Para tal técnica é necessário a utilização de equipamentos que possam monitorar o solo, as

variações climáticas, para um melhor controle .

O reuso de água é uma solução para uma melhor eficiência do uso de água. O

reaproveitamento de água vem sendo aplicado a muitos anos, encontram-se informações do

uso dessa técnica Grécia Antiga, onde a água de esgotos eram empregadas para a irrigação

(COSTA et al., 2009). Como a água pode ser novamente utilizada, diminui a captação de água

e por consequência há uma menor degradação e utilização de fontes de água. Porém está água

deve ser tratada para garantir parâmetros e atributos de qualidade que possam assegurar a

confiabilidade sanitária de produção a que forem destinados, para que não prejudique o

objetivo final do produto. A figura 2 mostra o esquema de como pode ser as etapas de

tratamento e como esta água é melhor reutilizada nos meios a que for destinada a sua

reutilização.

Figura 2. Reuso de Água.

Fonte: KLIMANATURALI (2018).


65

Outros métodos que podem minimizar o consumo de água na agricultura é a

utilização de sistemas de irrigação com uma eficiência maior que 90%, como os sistemas de

irrigação localizada (gotejamento e microaspersão), com monitoramento preciso e supervisão

do sistema de irrigação esse método é capaz de economizar uma grande quantidade de água

que é gasta na irrigação. Neste método a vazão e o fluxo de água são manejados de modo

direto ao solo, dessa forma reduz a evaporação, pois a exposição de água na superfície do solo

é pequena. Ao fazer o uso eficiente de água na irrigação adota-se o uso sensato dos recursos

naturais, de forma a obter a maior produtividade, com o apoio das tecnologias (uso de

fertilizantes, plantas geneticamente modificadas) e orientação, podendo poupar cerca de 50 %

de água.

A infiltração de água no solo é um método de eficiência do uso de água, pois a água é

absorvida para as camadas interiores do solo e assim armazenada, pois não implica o lençol

freático. As praticas que evitam a erosão também podem ser usadas para deter o escoamento

superficial, pois assim diminui o impacto da chuva sobre o solo e melhora a infiltração de

água no solo. A cobertura de solo, também é um desses varias meios de eficiência do uso de

água, pois matem o solo úmido. Essas e outras práticas de conservação do solo e da água são

tecnologias que impedem o desgaste e deterioração do solo e água.

3. CONCLUSÃO

O uso de água por todos os setores é importante, pois é assim que se obtém os mais

variados produtos.

Usar a água de forma racional e sustentável é um dever de toda humanidade,

lembrando que a agricultura é de suma importância para a humanidade porem é preciso usar

as estratégias de eficiência do uso de água para que outras gerações também possam usufruir

desse bem precioso.


CIB – Conselho de Informações sobre Biotecnologia. Biotecnologia reduz uso de água na

agricultura. 2013. Disponível em: <http://cib.org.br/biotecnologia-reduz-uso-de-água-na-

agricultura>. Acesso em: 09 de Fev. 2018.


66

COSTA, F. X. et al. Efeitos residuais da aplicação de biossólidos e da irrigação com água

residuária no crescimento do milho. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e

Ambiental, v. 13, n. 6, p. 687–693, 2009.

FRIZZONE, J. A. Planejamento da irrigação com uso de técnicas de otimização. Revista

Brasileira de Agricultura Irrigada, v. 1, n. 1, p. 24–49, 2007.

GRASSI, M. T. As águas do planeta Terra. Cadernos Temáticos de Química Nova na

Escola, n. Edição especial, p. 31–40, 2001.

GOMES, M. A. F. Água: sem ela seremos o planeta Marte de amanhã. Embrapa Meio

Ambiente, 2011.

KLIMANATURALI. Reuso de Água: Águas Residuais. 2018. Disponível em:

<http://www.klimanaturali.org/2009/05/reuso-de-água-águas-residuais.html>. Acesso em: 09

de Fev. 2018.

PHENE, C.J. Techniques for computerized irrigation management. Computer and Eletronics

in Agriculture, New York, v.3, n.3, p.189-208, 1989.

SANTOS, D.; UMMUS, M. E. Formas de uso mais eficiente da água pela agricultura.

Fronteira Agrícola, v. 9, p. 1–3, 2015.


67

CAPÍTULO 9

UTILIZAÇÃO DA ÁGUA MAGNETIZADA NA IRRIGAÇÃO

ANA CLÁUDIA MARASSÁ ROZA BOSO1 e FERNANDO BROETTO

2

1 Departamento de Engenharia Rural, Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP - Universidade Estadual

Paulista, Campus de Botucatu, SP, Brasil, [email protected]. 2 Departamento de Engenharia de

Biossistemas, Faculdade de Ciências e Engenharia, UNESP - Universidade Estadual Paulista, Campus de Tupã,

SP, Brasil, [email protected]. 3 Departamento de Administração e Agronegócio, Faculdade de Ciências e

Engenharia, UNESP – Universidade Estadual Paulista, Campus de Tupã, SP, Brasil,

[email protected]. 2 Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus



1. INTRODUÇÃO

A água é um recurso fundamental para preservação e manutenção da vida na terra. Sua

distribuição concentra-se em cerca de 70% da superfície da terra, sendo que desse percentual,

97% é composto por água salgada e 3% de água doce. Dos 3% de água própria para o

consumo, a maior parte se encontra nas calotas polares, neve e geleiras (68.9%); o restante é

composto por rios e lagos (0,3%), por águas subterrâneas (29,9%) e por outros reservatórios

(0,9%) (IRITANI; EZAKI, 2012).

A utilização desse recurso pode ser encontrada em diversas áreas das necessidades

humanas, como no setor público, industrial, agrícola, navegação, aquicultura, recreação e

energia (ROCHA, 2011). Com o desenvolvimento e crescimento populacional, há uma

necessidade no aumento da demanda utilização dos recursos hídricos, principalmente no setor

agrícola, por meio de técnicas de irrigação, na produtividade de alimentos (REIS; FADIGA;

CARVALHO, 2015).

De acordo com os dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), no

ano de 2006, a utilização da irrigação no território brasileiro era de 4,45 milhões de hectares,

com destaque para região sudeste do país, com 35, 65% de área irrigada. A previsão, de


68

acordo com a Agência Nacional de Águas (ANA, 2012) para o cenário futuro da irrigação no

Brasil é de 29,56 milhões hectares.

A irrigação, como um recurso a ser utilizado para a agricultura, consiste em técnicas,

formas ou meios utilizados para aplicação da água, artificialmente nas plantas, os quais

oferecem estabilidade e produtividade dos alimentos, com a qualidade e quantidade

necessárias para suprir a demanda populacional. Entre os benefícios gerados por esse método

no trato com o solo, Seus objetivos destacam-se em maximização da produtividade, obtenção

de produtos com boa qualidade, diminuição dos custos envolvendo energia e recursos

hídricos, aumento da eficiência dos fertilizantes quando utilizado a fertirrigação e redução de

doenças e pragas durante o plantio (TESTEZLAF, 2017).

Técnicas envolvendo o setor de irrigação vêm se destacando em todo setor agrícola, como

a utilização de fertilizantes no sistema de fertirrigação, aplicadores de água por gotejamento e

pivô central, sensores que auxiliam o produtor na economia total da produção e a utilização da

água magnetizada, que auxilia nos fatores de produção da cultura. De acordo com Putti

(2014), a utilização da água magnetizada na irrigação de culturas, possibilita a melhora na

oxigenação da planta e potencialização do seu processo fisiológico. Além da redução com

fertilizantes, a utilização da água magnetizada na irrigação permite também que a planta

obtenha raízes mais longas, absorção maior dos nutrientes contidos no solo e resistência a

pragas e doenças (PANG, 2008).

Este capítulo visa apresentar alguns resultados da aplicação da ATM (Água Tratada

Magneticamente) na irrigação agrícola, tendo como foco a produtividade e desenvolvimento

das culturas desenvolvidas em campo, como alface, rabanete, agrião, trigo entre outras plantas

cultivadas. Dessa forma, a explanação a seguir, foi dividida em 5 tópicos que descrevem os

conceitos e os procedimentos necessários para realização da magnetização da água e seus

benefícios para irrigação.

2. COMPOSIÇÃO DA ÁGUA

A ordenação dos átomos da molécula da água não está na forma linear, mas de um

formato angular de aproximadamente 104,5°. Sua composição é formada por um átomo de

oxigênio e dois átomos de hidrogênio.


69

Devido à desigualdade entre as cargas do hidrogênio e do oxigênio, ocorre uma interação

muito forte entre elas, onde as moléculas do oxigênio são atraídas pelas ligações de

hidrogênio (ELIAS, 2015). Ainda segundo o autor, as ligações de hidrogênio são

consideradas ligações intermoleculares com grade capacidade de interação com cargas

eletronegativas. É essa interação que permite a união de moléculas da água, formando um

aglomerado de na forma de tetraedro. Esses de moléculas recebem o nome de clusters e são

estudados, por diversos pesquisadores, de forma a retomarem seu formato original

(BARBOZA, 2002). É exatamente nesses clusters que os elementos das moléculas da água

entram e saem em fração de segundos, havendo a interação já mencionada.

Outro fator importante dos clusters é capacidade de tornar a água pesada para o consumo

humano e para a sua utilização na irrigação. De acordo Aguilera e Martín (2016) a ocorrência

dos clusters contidos na estrutura da água não permitem o aproveitamento correto dos

nutrientes e minerais pela estrutura das plantas, deixando uma deficiência no desenvolvimento

da cultura, da mesma maneira que ocorre nas plantas, as células do corpo humano não

aproveitam todo o poder dos minerais contidos na água.

A eliminação desses clusters e a organização das moléculas da água, beneficia de forma

total o aproveitamento dos nutrientes e minerais contidos na água, por parte das células

humanas. Esses benefícios permitem o tratamento de diversas doenças, melhorando a

condição de vida da população. De acordo com Elias (2015), a organização da moléculas da

água permite uma absorção maior dos nutriente por parte da estrutura da planta, promovendo

uma eficiência no crescimento e produtividade da cultura.

Segundo Barboza (2002) as mudanças ocorridas no UV após a magnetização da água,

permite transformações nos clusters contidos na água, baseando seu estudo em demonstrações

da formação de clusters menores e aumento na absorção de UV.

3. ÁGUA E O CAMPO MAGNÉTICO

Os estudos envolvendo o magnetismo começaram cerca de seis séculos A.C.,

desenvolvidos pelos gregos. Em uma região chamada Magnésia, os povos que habitavam a

região da Grécia, descobriram uma pedra que tinha o poder de atrair objetos que eram

constituídos por ferro. Essa pedra era, na verdade, um óxido de ferro (Fe3O4) denominada

magnetita e se referia a um imã natural (VÁLIO, 2016).


70

Ainda de acordo com Válio, a descoberta da magnetita foi de grande importância nos

meios científicos, pois possibilitou o desenvolvimento de grandes equipamentos para o

desenvolvimento da modernidade. Por volta do século X, os chineses aprenderam sobre o

processo de imantação, criando os primeiros imãs artificiais. Esse novos objetos são

compostos por algumas propriedades importantes para o desenvolvimento de grandes

equipamentos, como, por exemplo, a bússola. Entre suas propriedades, destaca-se a

constituição de dois pólos (norte e sul), a interação entre os pólos (o poder de atração e

repulsão) e a inseparabilidade do imã (BONJORNO, 2016). A dos pólos permite a definição

de outro conceito muito importante nesta área, o campo magnético. A sua definição se

concentra na região do espaço onde um pequeno corpo de prova fica sujeito a uma força de

origem magnética (ELIAS et al., 2014). É a definição de campo magnético que auxilia o

descompactação das moléculas da água, tornando-a mais leve para o consumo.

Por meio da exposição do campo magnético, gerado por imã com alta capacidade, as

moléculas da água sofrem uma dissociação, criando hidroxila (OH-) e H

+. A hidroxila reage

com os minerais contidos na água, criando hidróxidos alcalinos e sobrando H+

(SYLOCIMOL, 2016). A água que está sobre ação do magnetismo, torna-se então uma água

magnetizada, com acúmulo de hidróxidos alcalinos e aglomerados de H+. Os conjuntos de H

+

neutralizam os radicais livres, que são átomos isolados de oxigênios, formando novas

moléculas de água (H2O). Com a nova estruturação das moléculas, a água magnetizada se

torna leve, o que ocasiona grandes benefícios (PUTTI, 2013).

4. EQUIPAMENTO PARA MAGNETIZAÇÃO

Os equipamentos utilizados para magnetização da água são fabricados por empresas

especializadas. Sendo diversos em tamanhos e formatos, e voltados para o consumo

doméstico e agronômico. A utilização doméstica consiste em aparelhos pequenos com

potencial de magnetização de 20 litros de água em apenas 20 minutos. Sua utilização pode ser

feita em caixas d’águas ou bebedouros, podendo permanecer no recipiente até o início da

perda de sua capacidade, que inicia após 100 anos de uso (SYLOCIMOL, 2018; FORTMAG,

2018).


71

Com o mesmo procedimento e manejo que os equipamentos domésticos, o magnetizador

rural tem a capacidade de 5000 litros de água por hora, podendo ser utilizada na irrigação de

culturas e tratamentos de animais (SYLOCIMOL, 2016).

5. ÁGUA MAGNETIZADA NA IRRIGAÇÃO

A utilização de novas técnicas na área de irrigação vem se tornando um grande atrativo

para o agricultor nos últimos anos Por meio de tecnologias mais avançadas, o produtor pode

se beneficiar da redução de custos gerados durante a produção, bem como o crescimento da

produção final da cultura. Dessa forma, a utilização da água magnetizada na irrigação vem

possibilitando aos produtores uma perspectiva mais atraente no custo e produção final de sua

lavoura.

Para citar ume exemplo, e de acordo com Porto (2004), as sementes de trigo absorveram

uma quantidade maior de água quando irrigada com água tratada magneticamente. Ainda em

seu estudo, o autor verificou um aumento na germinação das plântulas de trigo tratada com

água magnetizada. Essa observação foi constatada no quarto dia de germinação, conforme a

figura 1:

Figura 1. Crescimento de plântulas de trigo

Fonte: Porto (2014)

A influência da água tratada magneticamente pode ser observada também em relação ao

crescimento de raízes. No estudo em campos de floriculturas, Costa (2006) verificou um

aumento das raízes das flores submetidas ao tratamento da água magnetizada. O autor

observou um acréscimo de 88% no crescimento das raízes no sentido horizontal, quando

comparado com as raízes que não foram submetidas a esse tratamento. No entanto, deve-se

ressaltar que o crescimento das raízes no sentido vertical não apresentou alteração quando

comparado o tratamento convencional e o magnetizado.


72

Outras observações foram feitas por Costa (2006) no crescimento da produtividade,

utilizando a água magnética na irrigação, como o aumento no número de hastes colhidas, a

largura e comprimento dos botões, o comprimento e largura das hastes, e evolução das folhas

das flores.

Nos estudos de Putti (2014), foi constatado um crescimento na produtividade da cultura

do alface quando utilizada a água tratada magneticamente na sua irrigação. O pesquisador

observou o adiantamento da colheita da cultura. Com apenas 75 % de lâminas de água

magnética, foi possível obter o mesmo rendimento da cultura quando irrigada com uma

lâmina de 100% de água convencional. O que demostra uma redução com o tempo e custos

gerados com energia.

O uso da água magnetizada na cultura do tomate (Solanum lycopersicum L.), demostrou

ser um grande aliado na produção desse fruto. Após 24 dias de germinação das sementes do

tomate, Aguilera e Martin (2016) verificaram um aumento do diâmetro do fruto, da altura da

cultura e no número de folhas presentes na planta.

Em estudo realizado na Fazenda Lageado da Unesp de Botucatu/SP, sobre a utilização da

água magnetizada na cultura do rabanete, observou um crescimento da fitomassa verde do

bulbo, o crescimento do diâmetro da cultura e o comprimento das folhas da mesma. Os dados

levantados por essa pesquisa demonstraram que a utilização de uma lâmina de 75% de água

magnetizada obteve a mesma produtividade da cultura, quando irrigada com uma lâmina de

100% de água convencional. Tais resultados demostram que a utilização da água magnetizada

permite redução dos custos relacionados com o cultivo da cultura.

Além dos estudos da utilização da água magnetizada em cultura, outras pesquisas

direcionadas ao solo e a mobilidade de minerais estão sendo realizados. Para Generoso

(2017), a utilização da água magnetizada possibilitou um pequeno avanço da mobilidade do

fósforo em Neosol Quartarênico (QN) quando aplicada com doses menores da solução, e

avanço na mobilidade do fósforo em Latossolo Vermelho (RL) quando aplicada com doses

maiores da solução.

Já de acordo com Al-Ogaidi (2017), a utilização da ATM possibilitou um crescimento do

raio molhada da superfície, com diminuição da profundidade molhada em solos homogêneos.

Para solos dos tipos argila sobre a areia, houve uma diminuição da profundidade molhada e

um aumento para solos do tipo areia sobre argila. Em solos texturizados em camadas, houve a

diminuição da área superficial molhada. A partir dessa observação, o autor constatou que a


73

utilização da água magnetizada obteve significância em dimensões molhadas, mas não foi

representativa para distribuição de água, de forma que o autor a recomenda a utilização da

ATM em sistemas de irrigação por gotejamento em solos homogêneos.

Em estudos desenvolvidos por Putti (2015) sobre a resposta da cultura da alface tratada

com ATM, verificou-se um aumento de 63% sobre o peso verde aéreo da alface em dois

ciclos analisados, o que beneficia os custos de pequenos e grandes produtores da cultura.

Com valores significativos, o trabalho realizado por Maheshwari e Grewal (2009)

verificou que a utilização da ATM em diversas culturas foi benéfica, observando um aumento

do rendimento da produtividade do aipo e ervilha em alguns casos analisados. No entanto o

autor não observou significância para a produtividade da água utilizada na cultura da ervilha.

Ainda de acordo com estudos realizados por Maheshwari e Grewal (2009), a utilização da

ATM, em culturas localizadas em estufas, obteve efeitos positivos sobre o rendimento da

planta e produtividade da água, tendo como sugestão a realização de estudo experimental em

campo.

Apesar dos inúmeros estudos destinados a utilização da água magnetizada na agricultura

irrigada, faz-se necessário que outras pesquisas sejam desenvolvidas, principalmente no que

se refere a propor maior rentabilidade aos produtores agrícolas, diminuindo as custos com a

plantação, aumentando a produtividade e a eficiência em absorção dos nutrientes necessários

para o desenvolvimento da cultura.


AGUILERA, J.G; MARTÍN, R. M. Água tratada magneticamente estimula a germinação e

desenvolvimento de mudas de Solanum lycopersicum L. Revista Brasileira de

Agropecuária Sustentável (RBAS), v.6, n.1, p.47-53, mar., 2016.

AL-OGAIDI, A. A. M. et al. The influence of magnetized water on soil water dynamics under

drip irrigation systems. Agricultural Water Management. v. 180, p. 70-77, jan. 2017.

ANA. Panorama DA QUALIDADE das águas superficiais do BRASIL: 2012. Brasília:

ANA, 2012.


74

BARBOZA, M.A. Ação de campos magnéticos em alguns sistemas químicos e biológicos.

2002. 90 F. Dissertação (mestrado em Química) - Instituto de Química, Universidade

Estadual de Campinas, Campinas, 2002.

BONJORNO, J. R. et al. Física: Eletromagnetismo – física moderna 3ºano. 3. ed. São

Paulo: FTD, 2016.

COSTA, R. Estudo da aplicação de água magneticamente condicionada para fins de

irrigação em floricultura de larga escala. Dissertação (Mestrado). Escola de Engenharia de

Mauá, São Caetano do Sul, SP. 2006.

ELIAS et al. Análise da correção magnética da água e seus benefícios para morbidades

típicas de populações em envelhecimento: Uma relação a ser explorada e discutida. In:

Anais do 9° Pan American Health Care Exchanges (PAHCE). Brasília, 2014.

ELIAS, J. A. Verificação da ocorrência de mudanças físico-químicas e moleculares da

água quando submetida a tratamento magnético: uma análise da relevância estatística.

2015. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Faculdade UNB Gama,

Universidade de Brasília, Brasília, 2015.

FORTMAG. O que faz. Disponível em: https://fortmag.com.br/o-que-faz-2/. Acesso em: 11

jan. 2018.

GENEROSO, T. N. et al. Water magnetization and phosphorus transport parameters in the

soil. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, v.21, n.1, p.9-13, 2017.

IBGE. Censo Agropecuário: 2006. Rio de Janeiro: IBGE, 2006.

IRITANI, M. A; EZAKI, S. Cadernos de Educação Ambiental: As águas subterrâneas do

estado de São Paulo. 3. ed. São Paulo: SMA, 2012.

MAHESHWARI, B.L.; GREWAL, H.S. Magnetic treatment of irrigation water: Its effects on

vegetable crop yield and water productivity. Agricultural Water Management. v.96, p.1229-

1236, 2009.

PANG, X. F. et al. Investigation of changes in properties of water under the action of a

magnetic field. Sci China Ser G-Phys Mech Astron. China, v. 51, n.11, p. 1621-1632, 2008.


75

PORTO, M.E.G. Alterações de propriedades da água por processos físicos e químicos.

Tese (Doutorado). Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, 2004.

PUTTI, F. F. et al. Desenvolvimento Inicial da Alface (Lactuca sativa L.) Irrigada com Água

Magnetizada. Cultivando o Saber. Cascavel, v.6, n.3, p.83-90, 2013.

PUTTI, F. F. Produção da cultura de alface irrigada com água tratada magneticamente.

2014, 123f. Dissertação (Mestrado). Faculdade de Ciências Agronômicas. Botucatu, 2014.

PUTTI et al. Response of lettuce crop to magnetically treated irrigation water and different

irrigation depths. Afr. J. Agric. Res. v. 10, n. 22, p. 2300-2308, 2015

REIS, L. B.; FADIGA, E. A. A.; CARVALHO, C. E. Energia, recursos naturais e a prática

do desenvolvimento sustentável. Barueri, SP: Manole, 2005.

ROCHA, G. A. et al. Cadernos de Educação Ambiental: Recursos Hídricos. São Paulo:

SMA/CEA, 2011.

SYLOCIMOL. Sylocimol Rural. 2016. Disponível em:

https://www.sylocimol.net/sylocimolrural.html. Acesso em: 10 jan. 2018.

SYLOCIMOL. Como Funciona. Disponível em: https://www.sylocimolbemestar.com/como-

funciona. Acesso em: 10 jan. 2018.

TESTEZLAF, R. Irrigação: métodos, sistemas e aplicações. Campinas: Unicamp/FEAGRI,

2017.

VÁLIO, A. B. M. et al. Ser protagonista: física 2ºano: ensino médio. 3. ed. São Paulo:

Edições SM, 2016.


76

CAPÍTULO 10

FERTIRRIGAÇÃO EM GRAMADOS

LUCIANA MAIRA TIBÃES1 e FERNANDO BROETTO

2

1 Engenheira Agrônoma, Mestranda em Agronomia (Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências


SP, Brasil, e-mail: [email protected] 2Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus



1. INTRODUÇÃO

A expansão dos gramados no Brasil tem sido de suma importância para contribuição

de áreas esportivas e de lazer. Além de produzir oxigênio (GODOY e VILLAS BÔAS, 2003),

a grama auxilia para redução do gás carbônico. Por evitar erosão do solo, a grama pode ser

utilizada em áreas degradadas e canteiros de rodovias. Neste último caso, tem sido utilizada a

grama esmeralda por apresentar maior resistência ao estresse hídrico (MARQUES et al.,

2015), baixo crescimento e manutenção.

Um gramado bem nutrido apresenta coloração de verde mais intensa, e sendo cuidado

de forma cautelosa, pode elevar o preço de um imóvel em torno de 15% nos Estados Unidos

(Turfgrass Producers International, 2002). A manutenção do gramado se difere em relação às

espécies utilizadas. Em campos residenciais, canteiros de rodovias, áreas públicas e

habitacionais recomenda-se espécies de baixa manutenção, ou seja, que requer menor

necessidade de adubação e de corte. Esmeralda, Santo Agostinho, e São Carlos são as mais

utilizadas para estes casos. A escolha vai depender da salinidade do solo, do clima e da

frequência de pisoteio.

Em campos de futebol, golf, jockey, utiliza-se gramas com alta manutenção e auxilio

do emprego da tecnologia para manter qualidade de jogo. O rápido crescimento e alta

capacidade de regeneração das gramas bermudas, as mais implantadas nos campos esportivos,


77

faz com que tenha maior necessidade de adubação. Por esse motivo também se tem a alta

frequência de corte, sendo, em campeonatos de golfe, até três vezes ao dia. Além disso, outros

cuidados são necessários, como aeração do solo por meio de implementos específicos para

gramados à fim de promover melhor desenvolvimento radicular e obter maior oxigenação do

solo; irrigação na medida certa e no momento correto para que o gramado não sofra estresse

hídrico e tenha maior rolamento da bola no gramado; adubação uniforme e de acordo com a

necessidade da planta, fator de extrema importância para que evite o desenvolvimento de

doenças que se proliferam com a alta ou a baixa demanda de certos nutrientes; a aplicação de

defensivos agrícolas para manter o gramado livre de plantas invasoras, de pragas e possíveis

patógenos; a drenagem da água no solo para que não ocorra acumulo da mesma prejudicando

a qualidade do jogo e possíveis danos aos atletas; e a pintura do campo com tintas próprias

para gramados para marcação do jogo.

Todo esse cuidado gera custo para o campo devido entrada de implementos e insumos

agrícolas, operários, entre outros. A fim de reduzir parte desse investimento tem sido estudado

o uso da aplicação conjunta da água e dos fertilizantes, denominado fertirrigação. No Brasil, a

fertirrigação começou a ser difundida na década de 80 por meio dos estudos da Embrapa

Semiárido (COZAC, 2012). Pode ser utilizado para esse tipo de adubação os fertilizantes

minerais, que possuem alto índice de solubilidade, e fertilizantes orgânicos, que vem sido

amplamente estudado. Estes são divididos entre produtos a base de substâncias húmicas os

quais envolvem grupos funcionais de ácidos húmicos e ácidos fúlvicos (MELO; COELHO;

SANTOS; PEREIRA, 2015) e de biofertilizantes, produto advindo da fermentação orgânica

na presença de água.

2. SISTEMA DE FERTIRRIGAÇÃO

De acordo com Villas Bôas e Godoy (2004), o sistema da fertirrigação é composto

pelo injetor de fertilizante um tanque estoque, onde se dilui o fertilizante sólido ou líquido,

válvula de retenção e um filtro (posterior a injeção do fertilizante) com finalidade de reter

partículas insolúveis em água. O sistema pode ser aplicado tanto pela irrigação localizada,

quanto por aspersão e em sulco, sendo a localizada com maior eficiência de aplicação.

Para escolha do fertilizante a ser utilizado, deve-se atentar a algumas características

cruciais para que não ocorra problemas tanto na planta quanto no sistema de irrigação. Tais


78

fatores se devem a salinidade, pH, solubilidade, pureza, compatibilidade entre os fertilizantes,

concentração de nutrientes, e a demanda de nutriente e época de aplicação.

2.1. SALINIDADE

A salinidade interfere no potencial osmótico, ou seja, na entrada e saída de água na

planta. Solos mais secos tendem a apresentar maior potencial salino, e, para minimizar esse

problema se faz necessário manter o solo úmido o maior tempo possível (SILVA, 2004).

Além disso, o acum u lo de sais no solo dificu lta m a absorção de á g u a pela raiz. Essa

dificu ldade sig nifica qu e a s raízes irão requ erer u m a m aior energ ia para absorver a ́g u a,

energ ia esta desviada de processos m etabo ́licos essenciais (VILLAS BÔAS e GODOY,

2004). A salinidade também pode causar toxidez na planta por meio dos elementos sódio

(Na), boro e cloro, por exemplo. Porém, caso seja feita aplicação de água sobre a superfície

gramada, parte destes podem ser lixiviados, evitando danos severos na cultura. Em relação ao

solo, o excesso e o acumulo de sódio trocável podem causar modificação estrutural devido a

fragmentação das partículas ocasionadas pela expansão da argila. Para reduzir a porcentagem

de Na na CTC do solo pode ser utilizado o gesso agrícola. A quantidade de gesso a ser

utilizado depende do tipo de solo e da porção de Na presente na CTC do solo (Tabela 1).

Tabela 1. Dose de gesso necessária considerando a camada superficial até 30 cm de

profundidade para reduzir a porcentagem de Na na CTC (PSC) do solo a 10%, baseado na

textura do solo e no valor inicial de PSC.

Fonte: Adaptado de Carrow et al (2001).

Porcentagem inicial de Na na CTC do solo (PSC)

Textura do

solo

Teor de

argila 15 20 30 40 50

% Dose de gesso agrícola, g m

-2

Arenosa 0 - 15 110 - 450 150 - 450 200 - 900 450 - 1120 670 - 1800

Média 15 - 55 450 - 670 450 - 900 900 - 1350 1120 - 1800 1570 - 2240

Argila > 55 670 - 900 900 - 1350 1350 - 1800 1800 - 2450 2240 - 3130


79

Algumas cultivares apresentam maior tolerância (>10 dS m-1

) a salinidade, como as

Bermudas e Seashore paspalum, utilizadas em campos esportivos, e Santo Agostinho, no

paisagismo. Essa tolerância faz com que a planta forme cristais de sódio na ponta das folhas,

podendo ser observada na figura abaixo.

2.2. pH

O pH atua sobre diversos pontos da fertilidade do solo e da planta, interferindo na

disponibilidade e absorção de elementos, na toxicidade de alumínio e manganês, e na

precipitação de sais. Além disso, também pode danificar o sistema de irrigação causando a

corrosão do equipamento.

A saturação de bases para a cultura da grama para obter melhor desenvolvimento pode

ser considerada de 70%, e para elevar a esse teor recomenda-se a aplicação da calagem. Para

correção de solos com alto pH pode ser utilizado enxofre elementar. Quanto maior pH e mais

argiloso o solo, maior a quantidade necessária deste insumo.

2.3. SOLUBILIDADE

Para fertirrigação é necessário o uso de fertilizantes que apresentam alta solubilidade.

A temperatura da água abaixo de 10°C, diminuem a solubilização, já temperatura acima de

20°C melhoram a solubilidade da adubação. Algumas misturas entre o próprio fertilizante

pode abaixar a temperatura da água, como ocorre no nitrato de amônio, ureia, nitrato de cálcio

e sulfato de amônio.

2.4. PUREZA

Os fertilizantes recomendados para fertirrigação contém menor quantidade de resíduos

em relação à adubação convencional. Deste modo, há menor risco de entupimento de

tubulação e de gotejo, além de aumentar a durabilidade do sistema de irrigação.


80

2.5. COMPATIBILIDADE

Para mistura de adubos deve ser levado em consideração a compatibilidade entre eles,

pois, quando incompatíveis, estes não formam uma calda homogênea, prejudicando a

qualidade de aplicação, podendo também gerar um outro produto.

2.6. CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES

Para fertirrigação recomenda-se aplicar menores doses de adubação e maior

parcelamento. Assim, ocorre melhor aproveitamento de nutrientes pela planta, evitando

perdas por lixiviação. Saber a necessidade da cultura auxilia para evitar problemas como de

salinidade ocasionado pela aplicação excessiva de fertilizantes, queima do gramado devido à

grande quantidade de adubo em um mesmo local, desenvolvimento de doenças como

Rhizoctonia solani, ocasionada pelo excesso de nitrogênio, entre outros. Cada espécie

apresenta necessidade de nutriente diferente. Estudos realizados por Tibães, Godoy e Latorre

(2015) com diferentes doses de nitrogênio em grama bermuda Celebration, Tifway e Tifgrand

apresentaram diferenças do Índice de Cor Verde Escuro (ICVE) entre as cultivares, sendo a

Celebration mais responsiva à adubação nitrogenada em relação às demais cultivares. Isso

indica que para que a planta tenha uma coloração de verde mais escuro se faz necessário

manejo de adubação diferenciado para atender a demanda nutricional da grama.

2.7. DEMANDA DE NUTRIENTE E ÉPOCA DE APLICAÇÃO

A necessidade nutricional da grama, além de variar entre as estações do ano devido as

condições edafoclimáticas, também é interferido pela intensidade do corte e da espécie a ser

utilizada.

2.7.1. Espécies

Gramas bermudas são mais exigentes em termos nutricionais, porém a necessidade

varia entre as espécies. Essas gramas tem como características principais a alta capacidade de

regeneração e crescimento rápido, fatores que influenciam na demanda nutricional da planta.

Atualmente, as bermudas mais utilizadas no Brasil para campos de futebol profissional e golf

tem sido a Tifway, Celebration e Tifgrand. A Tifway originou-se do cruzamento entre

Cynodon dactylon (L.) Pers. e Cynodon transvaalensis Burtt Davy. Possui baixa tolerância ao


81

frio, porém desenvolve-se bem nas condições de temperatura elevada e à seca (KOJOROSKI-

SILVA et al., 2011). A Celebration é uma bermuda comum (Cynodon dactylon (L.) Pers.)

com tolerância ao sombreamento. Estudos realizados por Gurgel (2012) mostram que, entre as

bermudas, a Celebration apresenta maior recuperação ao estresse hídrico após o irrigar. A

Tifgrand é um híbrido triploide estéril (Cynodon dactylon (L.) Pers. x Cynodon transvaalensis

Burtt Davy) com tolerância ao sombreamento (FIELD SCIENCE, 2009), resistência às baixas

temperaturas, à seca, e aos ataques de grilo (SUPER SOD, 2010).

As gramas do grupo das zoysias (esmeralda e zeon) são menos exigentes na adubação

em relação às bermudas. Antes da introdução das bermudas, a esmeralda era a mais utilizada

em campos esportivos, porém, como não possui alta capacidade de regeneração, rápido

crescimento e menor resistência ao pisoteamento que as bermudas, seu uso tornou-se mais

restrito, sendo geralmente utilizada em campo de futebol residencial, paisagismo, e nos

entornos de rodovias. A zeon (Zoysia matrella) ingressou-se a pouco tempo no Brasil sendo

utilizada para campos de golf e paisagismo. Para paisagismo também pode ser utilizado as

gramas Santo agostinho, que possui mesma demanda nutricional da esmeralda, e São Carlos,

que necessita de menos nutriente em relação a Santo Agostinho.

2.7.2. Intensidade de corte

A quantidade de aparas é um método indireto de determinação da saúde do gramado,

pois quanto maior a produção destas, mais nutrientes há na planta. Entretanto, quando

pequena pode indicar deficiência nutricional, sendo necessário a fertirrigação.

2.7.3. Condições edafoclimáticas

O clima interfere diretamente no desenvolvimento da grama. As espécies de grama

podem ser de inverno ou de verão. De acordo com Christian (1998), gramas de inverno se

desenvolvem plenamente na primavera, ocorrendo mais crescimento da parte aérea no verão.

Gramas de verão possui elevado desenvolvimento no verão e vai diminuindo conforme a

chegada do outono devido à dormência. Por esse motivo é realizado o overseeding

(sobresemeadura), em que é realizado semeadura de grama de inverno sobre a de verão, ou

vice-versa, para que possibilite melhor qualidade do gramado e, consequentemente, de jogo.


82

2.8. ANÁLISE DA ÁGUA

Para verificar se a água apresenta potencial salino adequado sem envio de análises ao

laboratório, sendo esse um processo com resposta mais demorada, pode ser utilizado extrator

de solução do solo. Este, quando colocado em camadas mais profundas do perfil do solo,

permite determinar possível perda de nutrientes.

3. INJETORES

Para injeção de fertilizantes podem ser utilizados os que necessitam de energia externa

para seu acionamento ou que usufruem da energia do próprio sistema. No primeiro método de

injeção estão enquadradas a bomba centrifuga e a bomba de pistão. A bomba centrífuga

possui uma vasta série de modelos e fabricantes, permitindo amplitude de taxas de injeção

elevada, de fácil instalação e possui assistência técnica. Porém, é de baixa precisão, e,

dependendo do material da bomba, apresenta baixa vida útil. Já bomba de pistão tem como

principais características alta pressão de vazão e baixa pressão de alivio. Entre as bombas que

utilizam a própria energia do sistema, tem como principais o venturi e a bomba de diafragma.

O venturi é de uso simples, mas ocorre uma perda de pressão no sistema de até 30% devido à

sucção do gás ou do liquido entre a entrada e saída de água. A bomba de pistão é de rápida

manutenção, tendo menor custo que as demais, porém apresenta baixa precisão.

Para a escolha do injetor deve-se levar em consideração o custo do produto, se há

energia no local de instalação, a pressão do sistema, a automação, a facilidade de

movimentação, se possui assistência técnica e a alta ou baixa precisão.

4. PROCEDIMENTOS DA FERTIRRIGAÇÃO

Após definir a escolha do fertilizante, quantidade de nutriente a aplicar,

parcelamento, ter realizado o teste de compatibilidade, e preparado a solução, se faz

necessário a pressurização do sistema antes da injeção do fertilizante para que tenha aplicação

uniforme e homogênea. Após a fertirrigação é de suma importância realizar a limpeza do

filtro e do sistema para que não ocorra resíduos, podendo corroê-lo e entupi-lo. Para isso,

deve-se calcular o tempo necessário para limpeza completa desse sistema.


83

4.1.VANTAGENS E DESVANTAGENS

Na fertirrigação ocorre a aplicação de fertilizantes juntamente com a irrigação, isso

permite a diminuição de mão de obra, entrada de implementos agrícolas no campo, e em

menor tempo de operação, minimizando o custo de manutenção do gramado. Além disso, a

planta recebe água e nutriente de forma parcelada possibilitando melhor aproveitamento

deste pelo gramado. O sistema de fertirrigação, quando dimensionado corretamente,

proporciona maior uniformidade de distribuição da solução no campo, e, com isso, maior

eficiência de aplicação. Todos esses fatores citados contribuem para maior aumento de

fitomassa da grama levando à maior produtividade.

Locais em que não há implantação do sistema de irrigação apresentam custo inicial

elevado para instalação da fertirrigação, bem como aumento do consumo de energia. Os

fertilizantes solúveis para esse tipo de sistema apresentam custo mais elevado quando

comparado ao convencional, pois estes podem causar entupimento e corrosão na tubulação

e nos aspersores. Faz-se necessário verificar impedimentos, como árvores e postes, onde a

solução do aspersor será distribuída para que não ocorra falhas de adubação. Vale salientar

a importância da assistência técnica especializada para verificação do sistema e evitar

possíveis danos futuros, além de indicar época, parcelamento e adubo conforme a

necessidade da planta.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A fertirrigação é um sistema que tem se expandindo devido ao aumento da

produtividade da cultura, porém é necessário mais estudos sobre a água e nutrientes em

cada espécie de grama, pois cada uma tem sua particularidade. É necessário mão de obra

qualificada para o sistema.


CHRISTIANS, N.E. Fundamental of turfgrass management, Arbor Press, Chelsea, MI,

1998, 301p.


84

COZAC, A. Fertirrigação e a maximização da produção das culturas irrigadas. Revista

Produz, Goiânia, ano VII, n. 77, p.70-73, 2012.

FIELD SCIENCE. TifGrand bermudagrass bred for shade available next year.

SportsTurf, ago. 2009. Disponível em: <http://sturf.lib.msu.edu/article/2009aug28.pdf>.

Acesso em: 20 dez. 2017.

GODOY, L. J.G, VILLAS BÔAS, R.L. Nutrição de gramados. In: I SIGRA – Simpósio Sobre

Gramados – “Produção, Implantação e Manutenção”. Botucatu, SP, 2003. Anais… Botucatu:

Departamento de Recursos Naturais, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade

Estadual Paulista, 2003. 48p.

GURGEL, R.G.A. Tendência mundial do mercado de gramas: manejo e uso das espécies. In:

VI SIGRA - Simpósio sobre Gramados. Tópicos Atuais em Gramados III. Anais… Botucatu:

Departamento de Recursos Naturais, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade

Estadual Paulista, 2012. p. 133.

KOJOROSKI-SILVA, C. M. et al. Desenvolvimento morfológico das gramas. Ciênc.

agrotec., Lavras, v. 35, n. 3, p. 471-477, maio/jun., 2011.

MARQUES, R.H., et al. Viabilidade de implantação de grama esmeralda em rodovias. In:

VII SIGRA - Simpósio sobre Gramados. Botucatu, SP, 2015.

DOI: http://dx.doi.org/10.12702/VII-SIGRA-a38. Acesso em: 10 jan. 2018

MELO, D.M.; COELHO, E.F.; SANTOS D.B. PEREIRA, B.L.S. Efeito da aplicação de

substâncias húmicas nas variáveis de produção da bananeira cv. Princesa, em seu

primeiro ciclo de produção. In: III INOVAGRI International Meeting, 2015, Fortaleza. III

INOVAGRI International Meeting, 2015. v. UNICO. DOI:

http://dx.doi.org/10.12702/iii.inovagri.2015-a138

SILVA, D.J. Aplicação de fertilizantes via fertirrigação. Petrolina: Embrapa Semi-Árido,

2004. 19p.

SUPER-SOD. TifGrand certified bermuda. Disponível em:

<https://www.supersod.com/media/wysiwyg/documents/TifGrand.pdf>. Acesso em: 20 dez.

2017.


85

TIBAES, L.M.; GODOY, L.J.G.; LATORRE, A.S. Cor do gramado e taxa de cobertura

verde de cultivares de grama bermuda sob doses de nitrogênio. In: VII SIGRA - Simpósio

sobre Gramados. Botucatu, SP, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.12702/VII-SIGRA-a07

TURFGRASS PRODUCERS INTERNATIONAL. Turfgrass - functional, recreational e

aesthetic. Turf Resource Center, 2002. Disponível em: http://www.turfgrasssod.org/ Acesso

em: 04 jan. 2018.

VILLAS BÔAS, R. L.; GODOY, L.J.G. Possibilidades da utilização da fertirrigação em

gramados. II SIGRA – Simpósio Sobre Gramados – “Manejo de Gramas na Produção e em

Gramados Formados”. Anais... Botucatu: Departamento de Recursos Naturais, Faculdade de

Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, 2004.


86

CAPÍTULO 11

INFLUÊNCIA DO MANEJO NUTRICIONAL NA ATIVIDADE

ENZIMÁTICA DA NITRATO REDUTASE

DARIANE PRISCILA FRANCO DE OLIVEIRA1; JÉSSICA ALEXANDRA DA SILVA

2,

ANDRES FELIPE GAONA-ACEVEDO3; LUZ MARIA RUIZ MACHUCA

4; ENRIQUE

ALONSO ZUNIGA5 e FERNANDO BROETTO

6

1Engenheira Florestal, Doutoranda em Agronomia (Energia na Agricultura) - Departamento de Química e

Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus de Botucatu - Instituto de Biociências, Rua Profª.

Drª. Irina Delanova Gemtchujnicov, s/nº, CEP: 18618-693, Botucatu, São Paulo, Brasil,

dariane_franco@hotmail. 2Bacharela em Química, jesalexasilva@hotmail 3Engenheiro Agroindustrial, Mestrando em Agronomia (Energia na Agricultura) – Departamento de

Horticultura, Faculdade de Ciências Agronômicas, Fazenda Lageado, Universidade Estadual Paulista, CEP:

18603-970 – Botucatu- SP, Brasil, email: [email protected] 4Engenheira Agrobióloga, Doutoranda em Agronomia (Irrigação e drenagem) - Departamento de Química e



[email protected] 5Engenheiro Agrobiólogo, Doutorando em Agronomia (Irrigação e drenagem) - Departamento de Química e


Drª. Irina Delanova Gemtchujnicov, s/nº, CEP: 18618-693, Botucatu, São Paulo, Brasil, ing_sierra-

[email protected] 6Professor Adjunto - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus


Botucatu, São Paulo, Brasil, [email protected] 4

Professor Doutor - Departamento de Química e


Drª. Irina Delanova Gemtchujnicov, s/nº, CEP: 18618-693, Botucatu, SP, Brasil, [email protected]

1. INTRODUÇÃO

Elemento presente em diversas biomoléculas como DNA e participante de importantes

reações bioquímicas do metabolismo vegetal, o Nitrogênio (N) é um nutriente primordial ao

desenvolvimento de plantas.

Quantidades insuficientes de N podem limitar o desenvolvimento vegetal mesmo na

presença de quantidade adequada de outros nutrientes. As plantas absorvem o N pelo sistema

radicular nas formas minerais de NO3- ou NH4

+.

A via de assimilação do nitrato é o principal percurso pelo qual o nitrogênio

inorgânico é incorporado em compostos orgânicos (FALCÃO, 2006), esta assimilação ocorre


87

através da ação catalítica de enzimas provenientes do metabolismo vegetal. A primeira

enzima na via de assimilação dos nitratos denomina-se nitrato redutase (Campbell, 1988) e é

responsável pela transformação do nitrato em nitrito no citosol das células (FONTES et al.,

2010) (Figura 1), fato que torna esta enzima fundamental na assimilação de N para compor as

moléculas de clorofila, proteínas, aminoácidos, ácidos nucléicos (DNA e RNA), bases

nitrogenadas dentre outras.

Figura 2. Desenho esquemático da assimilação do nitrato.

A atividade da nitrato redutase é capaz de indicar oscilações sazonais como resposta

a fatores internos da própria planta e ambientais (BEEVERS e HAGEMAN, 1969) e pode ser

utilizada como um indicador da resposta fisiológica de plantas submetidas às mais distintas

condições (MEGURO e MAGALHÃES, 1982). Segundo diversos estudos, a atividade desta

enzima pode variar conforme a hora do dia (MEGURO e MAGALHÃES, 1982; NIEVOLA e

MERCIER, 2001); da idade (CARELLI et al., 1990) e parte morfológica da planta

(MATTAA et al., 1999; NIEVOLA e MERCIER, 2001; OLIVEIRA et al., 2011); espécie

(LOPES et al., 2012); disponibilidade hídrica do solo (OLIVEIRA et al., 2011; MORO et al.,

2015) e manejo nutricional (GUIMARÃES et al., MORO et al., 2015).

No que tange à produção vegetal é possível influir a atividade da nitrato redutase

conforme o manejo nutricional fornecido às plantas. Destarte, este capítulo visa elucidar como

e quais os nutrientes principais que interferem na atividade da nitrato redutase.

2. NITROGÊNIO

O status de nitrogênio em organismos vegetais depende de sua disponibilidade no

solo, sua capacidade de absorção e de assimilação na planta (NATALI et al., 2009). A enzima

nitrato redutase é fundamental para regulação metabólica do nitrogênio, uma vez que este

elemento catalisa a reação de redução do nitrato a nitrito. Esta função reguladora está

indiretamente relacionada com a produtividade vegetal, visto que plantas que apresentam

maior atividade de redutase do nitrato podem apresentar maior eficácia assimilatória do


88

nitrato disponível e assim, responder à adubação nitrogenada (VIANA e KIEH, 2010).

Segundo Malavolta (1980), a alta disponibilidade do nitrato no solo é capaz de promover um

acréscimo na atividade da nitrato redutase, por ser este o substrato da enzima

(MALAVOLTA, 1980).

Em plantas de arroz Moro et al. (2015), constataram que houve interferência na

atividade da nitrato redutase pelo manejo de adubação nitrogenada, cujas plantas no início do

ciclo apresentaram maior atividade da enzima quando aplicado fertilizante de fonte nítrica,

enquanto plantas pouco mais velhas apresentaram maior atividade da enzima quando aplicada

fonte amoniacal, indicando alteração na atividade da nitrato redutase de acordo com idade da

planta e fonte mineral aplicada. Em plantas de eucalipto também foi constatado que a

atividade da nitrato redutase foi afetada de forma significativa por variações nas proporções

de NO3– e NH4+ (GUIMARÃES et al., 2014).

Em folhas de capim-mombaça, a atividade da nitrato redutase demonstrou tendência a

aumentar à medida que as maiores doses de N foram aplicadas, neste estudo, estas variáveis

mantiveram uma relação positiva e significativa com desenvolvimento da cultura (LAVRES

JUNIOR et al., 2011).

3. NITROGENIO X POTÁSSIO

O potássio (K) participa de diversas reações químicas fundamentais ao crescimento

das plantas como a manutenção do pH nas células, ativação de enzimas e regulador da

translocação de nutrientes. A adubação nitrogenada pode causar um déficit na produção

vegetal em função doses inadequadas de potássio, sugerindo uma relação entre absorção e

utilização de ambos os macronutrientes (Costa et al., 2008), pois o potássio relaciona-se ao

nitrogênio e a nitrato redutase por desempenhar uma função na ativação da nitrato redutase

(SILVA et al., 2011). VENKAJESAN e GANAPATHY (2004) demonstram haver correlação

positiva entre a atividade da nitrato redutase e a adubação potássica. Silva et al. (2011)

corroboram esta hipótese ao verificar que a interação entre nitrogênio e potássio em doses

específicas (100kg ha-1

e 40kg ha-1

, respectivamente) decorreu em maiores resultados da ação

enzimática da nitrato redutase. O mesmo estudo demonstra que a aplicação de níveis de

nitrogênio e potássio superiores a 100 kg ha-1

40 kg ha-1

, respectivamente, causaram

diminuição da atividade enzimática, pois a alta concentração de sais promoveu gasto


89

energético a fim de adaptar a planta à salinidade, interferindo assim na atividade da nitrato

redutase, posto que esta enzima faz uso da energia oriunda da fotossíntese.

4. MICRONUTRIENTES

5.

Os micronutrientes são componentes demandados pela planta em menor quantidade,

todavia são tão importantes às plantas quanto os macronutrientes. A falta de micronutrientes

pode limitar o desenvolvimento e produtividade da planta.

São considerados micronutrientes fundamentais às plantas cobre, ferro, boro, zinco,

manganês, molibdênio e cloro. Agem como constituintes das paredes e membranas celulares,

constituintes de enzimas, ativadores de enzimas e na fotossíntese (KIRKBYe RÖMHELD,

2007). Elementos químicos, como o sódio, o cobalto e o silício não são essenciais à planta,

todavia, podem trazer benefícios ao seu desenvolvimento.

O elemento silício (Si) é capaz de beneficiar indiretamente o crescimento e a

produtividade da planta, promovendo aumento no teor de clorofila nas folhas (MA e

YAMAJI, 2008). Em plantas de milho submetidas ao déficit hídrico a aplicação de silício

contribuiu para atenuar o efeito desfavorável da falta de água na atividade da nitrato redutase

nas folhas e no sistema radicular das plantas. (SOUZA et al., 2014) (Figura 2).


90

Figura 3. Atividade da nitrato redutase nas folhas e no sistema radicular de milho

(Zea mays L.) submetido a sete dias de deficiência hídrica e diferentes concentrações de Si.

Letras minúsculas iguais não diferem estatisticamente ao nível de 5% de probabilidade,

através do teste de Tukey.

Fonte: Souza et. al. (2014).

O cobre, elemento que participa de processos fisiológicos e bioquímicos, apresenta

relação indireta com a atividade na nitrato redutase. O excesso de cobre (Cu) em plantas pode

ocasionar uma redução da produção de clorofila em função da modificação da atividade da

nitrato redutase, reduzindo assim o crescimento vegetal (LUNA et al., 1997).

O molibdênio também demonstra influencia na atividade enzimática, no estudo de

Pessoa et al. (2001), a aplicação foliar de Mo promoveu aumento da atividade da nitrato

redutase em plantas de feijão.

6. CONCLUSÃO

As pesquisas têm indicado forte correlação do manejo nutricional aplicado à planta

com a atividade da nitrato redutase e consequente produtividade vegetal, podendo também

variar de acordo com a interação entre nutrientes distintos, fonte nutricional, nutriente

fornecido e quantidade fornecida.


91


CARELLI, M.L.C. et al. Atividade da redutase de nitrato em folhas e raízes de plantas de

café (Coffea arabica L.). Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v.13, p.119- 123,

1990.

COSTA, K.A.P. et al. Extração de macronutrientes pela fitomassa do capim-xaraés em

função de doses de nitrogênio e potássio. Ciência Rural, v.38, n.4, p.1162-1166, 2008.

FALCÃO, V. R. Aspectos moleculares de nitrato redutase da macroalga marinha

Gracilaria tenuistipitata (RHODOPHYTA): sequenciamento do gene e estudo da

expressão do RNA mensageiro. 2006. 132f. Tese (Doutorado em Química) – Curso de

Pós-graduação em Química, Universidade de São Paulo, SP.

FONTES, R. V. et al. Diferentes espaçamentos de plantio e níveis de adubação sobre a

atividade da redutase do nitrato em folhas do híbrido de mamoeiro UENF/CALIMAN-

01. Revista Brasileira de Fruticultura, Jaboticabal, v. 32, n. 4, p. 1138-1145, 2010.

GUIMARÃES, M. M. C.; CAIRO, P. A. R.; NEVES, O. S. C. Crescimento de Eucalyptus

urophylla em meio hidropônico com diferentes proporções de nitrato e amônio. Floresta e

Ambiente, v. 21, p. 52-61, 2014.

KIRKBY, E. A.; RÖMHELD, V. Micronutrientes na fisiologia de plantas: Funções,

absorção e mobilidade. IPNI. Informações Agronômicas, n.118/junho, 2007.

LAVRES JUNIOR, José; SANTOS JUNIOR, João de Deus Gomes dos; MONTEIRO,

Francisco Antonio. Nitrate reductase activity and spad readings in leaf tissues of guinea

grass submitted to nitrogen and potassium rates. Revista Brasileira Ciência do Solo,

Viçosa , v. 34, n. 3, p. 801-809, June 2010 .

LUNA, C. M.; CASANO, I. M.; TRIPPI, V. S. Nitrate reductase is inhibited in leaves of

Triticum aestivum treated with high levels of copper. Physiology Plant v. 101, p. 103-

108, Mar. 1997.

MA, J. F.; YAMAJI, N. Functions and transport of silicon in plants. Cellular and

Molecular Life Sciences, Basel, v. 65, p. 3049-3057, 2008.


92

MALAVOLTA, E. Elementos de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Agronômica

Ceres, 1980. 251 p.

MEGURO, N.E.; MAGALHÃES, A.C. Atividade da redutase de nitrato em cultivares de

café. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.17, p.249-257, 1982.

MORO, E. et. al. Manejo da adubação nitrogenada na atividade da nitrato redutase e

acúmulo de biomassa por plantas do arroz de terras altas. Colloquium Agrariae, v. 11,

n.1, Jan-Jun. 2015.

NATALI, S.M.; SAÑUDO-WILHELMY, S.A.; LERDAU, M.T. Effects of elevated

carbon dioxide and nitrogen fertilization on nitrate reductase activity in sweetgum and

loblolly pine trees in two temperate forests. Plant Soil, v. 314, p. 197- 210, 2009.

NIEVOLA, C.C.; MERCIER, H. Variações diurnas da atividade in vivo da redutase do

nitrato em abacaxizeiro (Ananas comosus (L.) Merr.– Bromeliaceae). Revista Brasileira

de Botânica, São Paulo, v.24, p.295-301, 2001.

OLIVEIRA, L. J. de et al. Características agronômicas e atividade da redutase do nitrato

em plantas de Campomanesia sp. sob estresse hídrico. Revista Agrarianual, v. 4, n. 11,

p. 43-53, 2011.

PESSOA, A.C.S.; RIBEIRO, A.C.; CHAGAS, J.M. & CASSINI, S.T.A. Atividades de

nitrogenase e redutase de nitrato e produtividade do feijoeiro “Ouro Negro” em resposta à

adubação foliar com molibdênio. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 25:217- 224,

2001.

SILVA SM, OLIVEIRA LJ, FARIA FP, REIS EF, CARNEIROI MAC, SILVA SM.

Atividade da enzima nitrato redutase em milho cultivado sob diferentes níveis de

adubação nitrogenada e potássica. Ciência Rural, 41:1931-193, 2011.

SOUZA, L. C. DE; SIQUEIRA, J. A. M.; SILVA, J. L. DE S.; SILVA, J. N. DA;

COELHO, C. C. R.; NEVES, M. G.; OLIVEIRA NETO, C. F. DE; LOBATO, A. K. DA

S. Compostos nitrogenados, proteínas e aminoácidos em milho sob diferentes níveis de

silício e deficiência hídrica. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v.13, n.2, p. 117-128,

2014.


93

VENKATESAN, S. & GANAPATHY, M.N.K. Nitrate reductase activity in tea as

influenced by various levels of nitrogen and potassium fertilizers. Comm. Soil Sci. Plant

Anal., v. 35, p.1283-1291, 2004.

VIANA, E.M.; KIEHL, J.C. Doses de nitrogênio e potássio no crescimento de trigo.

Bragantia, v.69, n.4, p.975-982, 2010.


94

CAPÍTULO 12

PROCESSO ENZIMÁTICO DE PRODUÇÃO DO ETANOL

LIGNOCELULÓSICO

JÉSSICA ALEXANDRA DA SILVA1; DARIANE PRISCILA FRANCO DE OLIVEIRA

2;

ANDRES FELIPE GAONA-ACEVEDO3 e FERNANDO BROETTO

4

1Bacharela em Química, jesalexasilva@hotmail

2 Engenheira Florestal, Doutoranda em Agronomia (Energia na Agricultura) - Departamento de Química e



[email protected] 3Engenheiro Agroindustrial, Mestrando em Agronomia (Energia na Agricultura) – Departamento de


18603-970 – Botucatu- SP, Brasil, email: [email protected] 4 Professor Adjunto- Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus



1. INTRODUÇÃO

Combustíveis renováveis derivados de biomassa vegetal são uma ótima opção para

substituir os combustíveis fósseis. O etanol substitui a gasolina em motores de combustão

interna e pode ser facilmente transportado. Contribui também pela redução das emissões de

CO2 causando dessa forma menos impactos ambientais que são conceitos imprescindíveis da

Química Verde (VERARDI et al., 2016).

O etanol produzido a partir de resíduos agroindustriais possui inúmeras vantagens

devido à grande quantidade da biomassa lignocelulósica produzida pelas indústrias, matéria

prima rica em celulose e hemicelulose. A produção de combustíveis renováveis tem

constantemente gerado diferentes tecnologias que visam adquirir sustentabilidade econômica

em larga escala de produção (PITARELO et al., 2012; ZHOU et al., 2016).

O etanol lignocelulósico também denominado etanol de segunda geração (2G), quando

produzido a partir de resíduos e rejeitos da cana-de-açúcar, possui um alto valor agregado


95

devido às altas concentrações de celulose e hemicelulose encontradas na planta. Estima-se que

o aproveitamento integral da cana dobraria a produção do combustível, pois o Brasil produz

aproximadamente 85 t de cana e gera em média 24 t de material lignocelulósico por hectare

(SANTOS et al., 2012). Dessa forma, esse modelo sustentável reduz os custos de produção

sem a necessidade de expandir a área cultivada (ZHOU et al., 2016).

2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA

A biomassa lignocelulósica é composta por diversos constituintes como lipídios,

aminoácidos, carboidratos, celulose, hemicelulose, lignina e etc., sendo a celulose o principal

componente de interesse na produção do etanol (FERREIRA; ROCHA; SILVA, 2009). Sua

estrutura é envolvida pela lignina que mantém seu formato em espiral. Contudo, a

hemicelulose atua como um elo químico entre as duas estruturas, aumentando assim a

estabilidade do agregado (OGEDA; PETRI, 2010).

Estruturalmente a celulose (figura 1) está definida pela sequência de resíduos de glicose

unidos por ligações covalentes, formando microfibrilas de ligações β-D(1→4) glicosídicas, de

fórmula geral (C6H10O5)n (FERREIRA; ROCHA; SILVA, 2009). Os polissacarídeos de

celulose garantem sustentabilidade estrutural e rigidez as paredes celulares dos vegetais, que

também são reforçados pela matriz de hemiceluloses e pectinas, o que caracteriza sua alta

insolubilidade em água em condições normais (BANERJEE et al., 2016; OGEDA; PETRI,

2010).

Figura 1: Demonstração estrutural da celulose.

Fonte: SANTOS et al. (2012)

A hemicelulose forma um agregado altamente estável com a celulose e lignina devido

as semelhanças estruturais entre elas, o que permite que quando interagem entre si sejam


96

devidamente flexíveis, a fim manter a estabilidade do agregado formado (SANTOS et al.,

2012).

Hemiceluloses (figura 2) são especificadas de acordo com o principal açúcar solúvel

produzido no processo de auto hidrólise, que neste caso é a xilose, devido ao fato de sua

estrutura ser composta principalmente de cadeias lineares desse açúcar. Arabinose e manose

também são resíduos produzidos durante a auto hidrólise, porém em menor quantidade

(VERARD et al., 2016)

Figura 2: Demonstração estrutural da hemicelulose.

Fonte: Santos et al (2012)

A lignina (Figura 3) é a segunda macromolécula mais abundante presente em biomassa

lignocelulósica. Trata-se de um heteropolímero disforme com estruturas esféricas, constituído

de diferentes unidades de fenilpropanos. Sua estrutura e organização conformacional variam

conforme a matriz formada pela celulose e hemicelulose. A lignina dificulta o processo de

sacarificação enzimática devido a sua alta afinidade com as enzimas usadas na hidrólise, pois

forma ligações irreversíveis com estas reduzindo diretamente o rendimento de glicose

(SANTOS et al., 2012).


97

Figura 3: Arranjo estrutural da lignina em eucalipto.

Fonte: ROSA; GARCIA (2009)

Para a produção de etanol celulósico o resíduo utilizado precisa ser convertido em

açúcares fermentáveis. O processo tem seu início no pré-tratamento que possui o objetivo de

promover o rompimento da estrutura cristalina, aumentando dessa forma a acessibilidade das

enzimas hidrolíticas a celulose e hemicelulose. Em seguida, a hidrólise enzimática converte a

celulose em açúcares fermentescíveis que serão convertidos em etanol no processo de

fermentação (SANTOS et al., 2014).

3. DEGRADAÇÃO DE LIGNOCELULOSE POR ENZIMAS HIDROLÍTICAS

As celulases são as principais enzimas responsáveis pela degradação estrutural da

biomassa lignocelulósica após o processo de pré-tratamento. Esses biocatalizadores podem ser

classificados conforme seu local de atuação no substrato e degradam diferentes estruturas de

resíduos lignocelulósicos liberando glicose e outros açúcares (SHARMA; SHARMA;

KUILA, 2016).

As endoglucanases (EC 3.2.1.4), exoglucanases (celobiohidrolases (EC 3.2.1.176) e

exoglicohidrolases (3.2.1.91)) e as celobiases ou β-glicosidadeses (EC 3.2.1.21) são três tipos

principais de enzimas celulases que atuam sinergicamente, a fim de promover a hidrólise da

celulose (DEN HAAN et al., 2007; FALKOSKI et al., 2012).

A Endoglucanase (1,4-β-D-glucana-4-glicanohidrolase) inicia a catálise enzimática

solubilizando a cadeia celulósica. Atuante na clivagem das regiões internas da fibra

celulósica, ataca aleatoriamente as cadeias de celulose desestruturando a fibra e dessa forma

liberando polímeros de oligossacarídeos (CASTRO; PEREIRA, 2010).


98

O grupo das exoglucanases hidrolisam o polímero atacando diretamente suas

extremidades. As celobiohidrolases (CBH) hidrolisam os terminais redutores e não redutores

produzindo celobiose (dímero de glicose), enquanto que as exoglicohidrolases atuam na

degradação da fibra celulósica liberando moléculas de glicose do polímero (EC 3.2.1.74).

Ambos os tipos de exoglucanases, sofrem inibição pelo excesso de formação de seus próprios

produtos, problema que reduz o rendimento final de etanol (BHALLA et al., 2013;

SØRENSEN et al., 2015).

As β-Glicosidases (EC 3.2.1.21) são biocatalizadores do complexo celulítico que

possuem a função de degradar a celobiose convertendo-a em glicose. Esse grupo pode ser

produzido a partir de micro-organismos, animais e plantas, e são citadas em vários estudos

pois possibilita a produção dessas enzimas no próprio local de produção do etanol

(NAKAJIMA et al., 2012).

A atuação sinérgica das enzimas no complexo celulítico é de grande importância, pois

garante um rendimento superior aos seus rendimentos individuais, conforme ilustrado na

figura 4 (BHALLA et al., 2013). Quando a endoglucanase hidrolisa as estruturas amorfas da

fibra celulósica, libera os terminais redutores e não redutores para a atuação das

celobiohidrolases (CASTRO;PEREIRA,2010).

Figura 4: Coquetel celulítico sob atuação sinérgica das enzimas catalíticas.

Fonte: CASTRO; PEREIRA (2010)

As hemicelulases são enzimas hidrolíticas também utilizadas no processo de

sacarificação e possuem a principal função de hidrolizar as hemiceluloses. Estas enzimas

hidrolisam as xiloses e removem os fragmentos de hemicelulose ligados às fibras da celulose,

ampliando a acessibilidade das celulases a estrutura da celulose (FALKOSKI et al., 2012).


99

4. HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA

Após o processo de quebra das estruturas da celulose e da hemicelulose, os produtos

formados passam por um processo de fermentação para a produção de etanol (TANEDA et

al., 2012). O processo de hidrólise pode ocorrer simultaneamente com a fermentação (SSF) ou

separado (SHF), que são técnicas baseadas no aumento de rendimento do etanol e redução dos

custos de produção (WANG et al., 2013).

A vantagem do procedimento SHF é que as condições de hidrólise e fermentação

podem ser aprimoradas independentemente umas das outras, utilizando fatores de atuação de

acordo com a necessidade das enzimas e das leveduras. Contudo, os agentes inibitórios

formados durante a hidrólise reduzem consideravelmente o rendimento do etanol produzido

(TREEBUPACHATSAKUL et al., 2015).

Quando realizadas simultaneamente, hidrólise e fermentação, a glicose é eficientemente

fermentada pela levedura e consequentemente uma maior fração de celulose será convertida

em etanol. A desvantagem deste processo é que ele requer uma condição intermediária de

fatores para a atuação das enzimas e leveduras, o que reduz a atuação dessas substâncias no

coquetel enzimático (GUO et al., 2015).


BANERJEE, D. et al. Enhanced saccharification efficiency of lignocellulosic biomass of

mustard stalk and straw by salt pretreatment. Industrial Crops and Products, v. 80, p. 42–

49, 2016.

BHALLA, A. et al. Improved lignocellulose conversion to biofuels with thermophilic bacteria

and thermostable enzymes. Bioresource Technology, v. 128, p. 751–759, 2013.

BOMMARIUS, A. S. et al. Cellulase kinetics as a function of cellulose pretreatment.

Metabolic Engineering, v. 10, n. 6, p. 370–381, 2008.

CASTRO, A. M.; PEREIRA, N. Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise

de resíduos agroindustriais. Quimica Nova, v. 33, n. 1, p. 181-188, 2010.

DEN HAAN, R. et al. Hydrolysis and fermentation of amorphous cellulose by recombinant

Saccharomyces cerevisiae. Metabolic Engineering, v. 9, n. 1, p. 87–94, 2007.


100

FALKOSKI, D. L. et al. Characterization of cellulolytic extract from Pycnoporus sanguineus

PF-2 and its application in biomass saccharification. Applied Biochemistry and

Biotechnology, v. 166, n. 6, p. 1586–1603, 2012.

FERREIRA, V. F.; ROCHA, D. R. DA; SILVA, F. DE C. DA. Potencialidades e

oportunidades na química da sacarose e outros açúcares. Química Nova, v. 32, n. 3, p. 623–

638, 2009.

GONÇALVES, C. C. S.; MARSAIOLI, A. J. Fatos e tendências da biocatálise. Quimica

Nova, v. 36, n. 10, p. 1587–1590, 2013.

NAKAJIMA, M. et al. Identification, cloning, and characterization of b-glucosidase from

Ustilago esculenta. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 93, n. 5, p. 1989–1998,

2012.

OGEDA, T. L.; PETRI, D. F. S. Hidrólise Enzimática De Biomassa. Química Nova, v. 33, n.

7, p. 1549–1558, 2010.

PEREIRA, F. B. et al. Identification of candidate genes for yeast engineering to improve

bioethanol production in very high gravity and lignocellulosic biomass industrial

fermentations. Biotechnology for biofuels, v. 4, n. 1, p. 57-69, 2010.

PITARELO, A. et al. Effect of moisture content in the steam treatment and enzymatic

hydrolysis of sugarcane bagasse. Química Nova, v. 35, n. 8, p. 1502–1509, 2012.

ROSA, S. DA; GARCIA, J. O etanol de segunda geração: limites e oportunidades. Revista do

BNDES, p. 117–155, 2009.

SANTOS, F. A. et al. Potencial da palha de cana-de-açúcar para produção de etanol. Quimica

Nova, v. 35, n. 5, p. 1004–1010, 2012.

SANTOS, F. A. et al. Otimização do pré-tratamento hidrotérmico da palha de cana-de açúcar

visando à produção de etanol celulósico. Química Nova. v. 37, n. 1, p. 56–62, 2014.

SHARMA, S.; SHARMA, V.; KUILA, A. Cellulase production using natural medium and its

application on enzymatic hydrolysis of thermo chemically pretreated biomass. 3 Biotech, v. 6,

n. 2, p. 139, 2016.

SØRENSEN, T. H. et al. Temperature effects on kinetic parameters and substrate affinity of

Cel7A cellobiohydrolases. Journal of Biological Chemistry, v. 290, n. 36, p. 22193–22202,


101

2015.

TANEDA, D. et al. Characteristics of enzyme hydrolysis of cellulose under static condition.

Bioresource Technology, v. 121, p. 154–160, 2012.

TREEBUPACHATSAKUL, T. et al. Utilization of recombinant Trichoderma reesei

expressing Aspergillus aculeatus b-glucosidase I (JN11) for a more economical production of

ethanol from lignocellulosic biomass. Journal of Bioscience and Bioengineering, v. 120, n.

6, p. 657–665, 2015.

VARDANEGA, R.; PRADO, J. M.; MEIRELES, M. A. A. Adding value to agri-food

residues by means of supercritical technology. Journal of Supercritical Fluids, v. 96, p.

217–227, 2015.

VERARDI, A. et al. Improving the enzymatic hydrolysis of Saccharum officinarum L.

bagasse by optimizing mixing in a stirred tank reactor: Quantitative analysis of biomass

conversion. Fuel Processing Technology, v. 149, p. 15–22, 2016.

WANG, G. et al. Comparison of process configurations for ethanol production from acid- and

alkali-pretreated corncob by Saccharomyces cerevisiae strains with and without β-glucosidase

expression. Bioresource Technology, v. 142, p. 154–161, 2013.

ZHOU, Z. et al. Kraft GL-ethanol pretreatment on sugarcane bagasse for effective enzymatic

hydrolysis. Industrial Crops and Products, v. 90, p. 100–109, 2016.


102

CAPÍTULO 13

FITOHORMÔNIOS E ATIVIDADE ENZIMÁTICA

ANTIOXIDANTE EM DANO POR FRIO DURANTE A PÓS-

COLHEITA DE FRUTAS E HORTALIÇAS

ANDRES FELIPE GAONA-ACEVEDO1; DARIANE PRISCILA FRANCO DE OLIVEIRA

2;

JÉSSICA ALEXANDRA DA SILVA3 e FERNANDO BROETTO

4

1Engenheiro Agroindustrial, Mestrando em Agronomia (Energia na Agricultura) – Departamento de


18603-970 – Botucatu- SP, Brasil, email: [email protected] 2

Engenheira Florestal, Doutoranda em Agronomia (Energia na Agricultura) - Departamento de Química e


Drª. Irina Delanova Gemtchujnicov, s/nº, CEP: 18618-693, Botucatu, SP, Brasil, [email protected] 3 Bacharela em Química, [email protected]

4 Professor Doutor - Departamento de Química e Bioquímica, Universidade Estadual Paulista/Unesp, Campus


Botucatu, SP, Brasil, [email protected]

1. INTRODUÇÃO

O armazenamento de frutas e hortaliças a temperaturas muito baixas causam certos

distúrbios fisiológicos conhecidos como dano por frio. Os sintomas clássicos deste distúrbio

são casca marrom, aparência de tecido granulado e lignificação nos tecidos subcutâneos (SUO

et al., 2018).

A aparência do dano por frio é frequentemente associada ao estresse oxidativos,

resultante de uma produção elevada de espécies reativas de oxigênio. O desequilíbrio na

produção de espécies reativas de oxigênio reage como os lipídios da membrana, o que leva a

peroxidação lipídica e degradação da membrana (CAO et al., 2018).

Devido a este fenômeno, a qualidade da fruta é significativamente deteriorada durante

o armazenamento pós-colheita e a vida de armazenamento é limitada.


103

As fitohormônios desempenham papeis fundamentais na modulação de diversos

processos de desenvolvimento e respostas celulares aos estresses bióticos e abióticos. Várias

fitohormônios de plantas que ocorrem naturalmente como giberelinas, ácido salicílico, etileno

e brassionsteroides, estão associados à resposta ao estresse frio nas frutas (DING et al., 2015).

Aplicação exógena de ácido salicílico e salicilato de metilo demostraram ter potencial de

resistência de dano por frio na pós-colheita em culturas hortícolas (LUO; CHEN; XIE, 2011).

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Todos os tipos de estresse (abiótico e biótico) desencadeiam uma serie generalizada de

estresse chamada estresse oxidativos, que danifica os componentes celulares e causar sua

disfunção. Este estresse é induzido principalmente pela sobre produção e acumulação de

moléculas denominadas espécies reativas de oxigênio (EROs) (DEMIDCHIK, 2015).

As razões por o estresse oxidativos incluem o desequilíbrio entre a geração de EROs e

sua respetiva detoxificação destas moléculas, devido ao desequilíbrio do funcionamento

normal da célula e à biossínteses de EROs como resultado da sinalização do estresse e da

resposta de defesa necessária para sua correta adaptação. A resposta do tecido vegetal frente

ao estresse oxidativos inclui alterações morfológicas, fisiológicas e metabólicas, quebra do

ADN, desfragmentação de proteínas e danos de pigmentos fotossintéticos, provocando a

morte celular (SINGH; RATHORE, 2017).

As células vegetais geram constantemente radicais livres como subproduto do

metabolismo aeróbio, das cadeias de transporte de elétrons da fotossíntese e da respiração.

Estas moléculas EROs, tais como radical superóxido (O2•-), peroxido de hidrogênio (H2O2),

radical hidroxila (HO•), radical perhidroxilico (HO2

•) e oxigênio singleto (

1O2), são os radicais

livres mais prevalentes nas plantas, muitas vezes produzidos como resultado de estresse

bióticos e abióticos (CHOMKITICHAI; CHUMYAM; RACHTANAPUN, 2014)

Estas moléculas EROs desempenham um papel importante no progresso da

senescência e posteriores transformações fisiológicas e bioquímicas nos tecidos vegetais (XI

et al., 2017).

Portanto, as moléculas EROs devem ser rigorosamente reguladas por parte da célula

vegetal e evitar níveis perigosos. A maquinaria de eliminação de EROs envolve sistemas

antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos que interatuam conjuntamente. Os antioxidantes


104

não enzimáticos incluem glutationa, ácido ascórbico, carotenoides, tocoferóis, compostos

fenólicos. O sistema antioxidante enzimático inclui superóxido dismutase (SOD), catalase

(CAT), ascorbato peroxidase (APX), monodehidroascorbato redutase (MDHAR),

dehidroascorbato redutase (DHAR) e glutationa redutase (GR) (Tabela 1) (MIRTO et al.,

2018).

Tabela 1. Principais enzimas de eliminação de EROs.

Enzimas antioxidantes Código da

enzima

Reações catalisadas

Superoxido dismutase (SOD)

EC 1.15.1.1 O2•- + O2

•-+ 2H

+ 2H2O2 + O2

Catalase (CAT)

EC 1.11.1.6 H2O2 H2O + ½ O2

Ascorbato peroxidase (APX)

EC 1.11.1.11 H2O2 + AA 2H2O + DHA

Guaicol peroxidase (GPX)

EC 1.11.1.7 H2O2 + GSH H2O + GSSG

Monodehidroascorbato redutase

(MDHAR)

EC 1.6.5.4 MDHA + NAD(P)H AA + NAD(P)+

Dehidroascorbato redutase

(DHAR)

EC 1.8.5.1 DHA + 2GSH AA + GSSG

Glutationa redutase (GR)

EC 1.6.4.2 2GSH + NAD(P)H 2GSH + NAD(P)+

Fonte: (GILL; TUTEJA, 2010).

O fruto sofre inevitavelmente uma rápida senescência após a colheita, levando a uma

redução severa da qualidade, como se manifesta na desidratação, amolecimento e diminuição

do teor de ácido ascórbico (GAO et al., 2016).

O dano mecânico é a principal causa de perdas pós-colheita em produtos hortícolas.

As feridas representam pontos vulneráveis que podem levar a danos graves e comprometer a

vida útil de alimento. Uma característica das células vegetais submetidas a lesões mecânicas é

o deterioro da membrana, frequentemente associada à peroxidação lipídica ou degradação de

fosfolipídios (LI et al., 2017).

MA et al. (2017), descrevem os métodos tradicionais de preservação de frutas e

hortaliças frescas, podem ser classificados em três categorias: preservação física, química e

biológica. Referindo-se a preservação física como o método o qual se ajustam variáveis como

(temperatura, umidade, pressão e composição de gás), sendo o armazenamento por frio

(refrigeração) o método mais usado. A preservação química refere-se a aplicação de aditivos

naturais e/ou sintéticos e finalmente a preservação biológica alude à utilização do potencial


105

antimicrobiano de microrganismos para atuar sobre outros microrganismos patogênicos da

fruta prolongar a vida.

O armazenamento de frutas e hortaliças sobre condições de frio é uma tecnologia

usada amplamente para evitar a deterioração rápida e manter a qualidade. Baixas temperaturas

retardam os processos metabólicos dos vegetais responsáveis pelo deterioro e perda de

qualidade. No entanto, muitas frutas e hortaliças são suscetíveis a lesões por congelamento ou

dano por frio. Seu armazenamento em temperaturas frias mas sem congelamento desencadeia

uma serie de sintomas de dano por frio que provocam mudanças fisiológicas e bioquímicas do

produto (VALENZUELA et al., 2017).

GWANPUA et al. (2018), manifestam que as lesões por congelamento nos tecidos

vegetais estão associadas a alterações nos fosfolipídios da membrana resultantes do estresse

induzido por baixa temperatura. A oxidação dos lipídios da membrana e a gelificação dos

lipídios saturados alteram a permeabilidade da membrana, resultando no aumento do

vazamento de íons das células.

Os produtos temperados tem a capacidade de aumentar o grau de instauração de seus

lipídios de membrana a baixas temperaturas, aumentando sua resistência a baixas

temperaturas, mas os produtos tropicais e subtropicais parecem menos capazes de se

aclimatar.

Os salicilatos e jasmonato são dos fitohormônios elicitores de resistência natural e

sistemas antioxidantes em plantas e culturas colhidas. Desempenham funções fundamentais

nos processos metabólicos das células vegetais, como produção de etileno, regulação de

resposta ao estresse, sínteses de antocianinas.(MUSTAFA et al., 2016). A crescente demanda

por consumo de frutas e hortaliças, a restrição ao uso de químicos sintéticos, promoveu o

desenvolvimento de novas técnicas baseada em produtos naturais como ácido salicílico (AS),

ácido acetilsalicílico (AAS), salicilato metila (SM) e jasmonato de metila (JM), os quais são

tratamentos baratos, fáceis de aplicar e pode ser usados em frutas e hortaliças (AGHDAM;

BODBODAK, 2013).

Diversos estudos confirmam que o uso de jasmonato exógeno promove a emissão de

compostos voláteis, estimulam a síntese de antocianina, acelera a degradação da clorofila e o

acumulo de β-caroteno (LV et al., 2018).

O tratamento com ácido salicílico (AS) e jasmonato de metila (JM) em concentrações

não toxicas, demostram controlar o dano por frio na pós-colheita e o estresse oxidativos em


106

culturas hortícolas, ativando proteínas de choque térmico e enzimas com propriedades

antioxidantes, que são agentes conservantes de células de plantas e produtos de planta

(ASGHARI; HASANLOOE, 2015).

Segundo revisão de AGHDAM; BODBODAK. (2013), AS e JM apresentam alto

potencial de uso para controlar o dano por frio aplicando baixas concentrações em frutas e

hortaliças como tomate, romã, abacaxi, pimenta doce, ameixa e banana.

DAR et al. (2015), concluem em sua revisão que a sinalização de jasmonato mostra a

interferência molecular com os componentes de outros hormônios vegetais como auxina,

ácido giberélico e salicilatos para facilitar as plantas realizar as respostas fisiológicas e de

desenvolvimento adequado.

SIBOZA; BERTLING; ODINDO. (2017) demostraram que o tratamento pós-colheita

com a combinação de 10 µ JM + 2 mM AS foi eficaz na indução de mecanismos que reduzem

o dano por frio em limão. Observando aumento do grupo de antioxidantes enzimáticos

(catalase, ascorbato peroxidase e glutationa peroxidase) para eliminar as EROs, estimulando o

acumulo de antioxidantes enzimáticos e proteínas de choque térmico, atrasando a

manifestação do dano por frio.

O tratamento exógeno de 2 mM AS durante 21 dias a temperatura de 4°C atraso o

dano por frio das flores cortadas de antúrio. As flores apresentaram maior tolerância a

refrigeração e capacidade de manter a integridade da membrana sobre temperatura de

esfriamento (SOLEIMANI AGHDAM et al., 2016).

KAZEMI et al. (2018) reporta em sua pesquisa em rosas cortadas que o ácido

salicílico tem papeis fundamentais na regulação genica durante a senescência, prolongando a

vida útil nas rosas, que está associada à diminuição da perda de peso fresco, aumento na

atividade antioxidante e diminuição da peroxidação lipídica.

O ácido salicílico em concentrações de 2,0 mmol demostrou melhor capacidade de

manter os atributos de qualidade (perda de massa, firmeza e pH) e cor aceitável. Podendo

associar-se à capacidade de manter alta atividade das enzimas antioxidantes em condições de

armazenamento a frio (TAREEN; ABBASI; HAFIZ, 2012).

O hormônio do estresse jasmonato de metila, em doses de 0,2 ou 0,5 mM,

desempenharam um papel de preservar a qualidade da carambola e no alivio das feridas

durante o transporte e armazenamento a frio. Observando aumento nos níveis endógenos de


107

ácido ascórbico como também na atividade da peroxidase, que está diretamente envolvido no

equilíbrio das reações redox (MUSTAFA et al., 2016).


AGHDAM, M. S.; BODBODAK, S. Physiological and biochemical mechanisms regulating

chilling tolerance in fruits and vegetables under postharvest salicylates and jasmonates

treatments. Scientia Horticulturae, v. 156, p. 73–85, 2013.

ASGHARI, M.; HASANLOOE, A. R. Interaction effects of salicylic acid and methyl

jasmonate on total antioxidant content, catalase and peroxidase enzymes activity in “Sabrosa”

strawberry fruit during storage. Scientia Horticulturae, v. 197, p. 490–495, 2015.

CAO, S. et al. Melatonin increases chilling tolerance in postharvest peach fruit by alleviating

oxidative damage. Scientific Reports, v. 8, n. 1, p. 806, 2018.

CHOMKITICHAI, W.; CHUMYAM, A.; RACHTANAPUN, P. Reduction of reactive

oxygen species production and membrane damage during storage of “ Daw ” longan fruit by

chlorine dioxide. Scientia Horticulturae, v. 170, p. 143–149, 2014.

DAR, T. A. et al. Jasmonates counter plant stress: A review. Environmental and

Experimental Botany, v. 115, p. 49–57, 2015.

DEMIDCHIK, V. Mechanisms of oxidative stress in plants: From classical chemistry to cell

biology. Environmental and Experimental Botany, v. 109, p. 212–228, 2015.

DING, Y. et al. The role of gibberellins in the mitigation of chilling injury in cherry tomato

(Solanum lycopersicum L.) fruit. Postharvest Biology and Technology, v. 101, p. 88–95,

2015.

GAO, H. et al. Melatonin treatment delays postharvest senescence and regulates reactive

oxygen species metabolism in peach fruit. Postharvest Biology and Technology, v. 118, p.

103–110, 2016.

GILL, S. S.; TUTEJA, N. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress

tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, v. 48, p. 909–930, 2010.

GWANPUA, S. G. et al. Investigating the potential of dual temperature storage as a

postharvest management practice to mitigate chilling injury in kiwifruit. International

Journal of Refrigeration, v. 86, p. 62–72, 2018.

KAZEMI, M. et al. Effect of pre- and postharvest salicylic acid treatment on physio-chemical

attributes in relation to the vase life of cut rose flowers. Journal of Horticultural Science

and Biotechnology, v. 93, n. 1, p. 81–90, 2018.

LI, L. et al. Responses of Phospholipase D and Antioxidant System to Mechanical Wounding


108

in Postharvest Banana Fruits. Journal of Food Quality, v. 2017, p. 1–8, 2017.

LUO, Z.; CHEN, C.; XIE, J. Effect of salicylic acid treatment on alleviating postharvest

chilling injury of “Qingnai” plum fruit. Postharvest Biology and Technology, v. 62, n. 2, p.

115–120, 2011.

LV, J. et al. Effects of methyl jasmonate on expression of genes involved in ethylene

biosynthesis and signaling pathway during postharvest ripening of apple fruit. Scientia

Horticulturae, v. 229, n. November 2017, p. 157–166, 2018.

MA, L. et al. Recent developments in novel shelf life extension technologies of fresh-cut

fruits and vegetables. Trends in Food Science and Technology, v. 64, p. 23–38, 2017.

MIRTO, A. et al. Metabolic characterization and antioxidant activity in sweet cherry (Prunus

avium L.) Campania accessions: Metabolic characterization of sweet cherry accessions. Food

Chemistry, v. 240, n. April 2017, p. 559–566, 2018.

MUSTAFA, M. A. et al. Enhancing the antioxidant content of carambola (Averrhoa

carambola) during cold storage and methyl jasmonate treatments. Postharvest Biology and

Technology, v. 118, p. 79–86, 2016.

SIBOZA, X. I.; BERTLING, I.; ODINDO, A. O. Enzymatic antioxidants in response to

methyl jasmonate and salicylic acid and their effect on chilling tolerance in lemon fruit

[Citrus limon (L.) Burm. F.]. Scientia Horticulturae, v. 225, p. 659–667, 2017.

SINGH, R.; RATHORE, D. Oxidative stress defence responses of wheat (Triticum aestivum

L.) and chilli (Capsicum annum L.) cultivars grown under textile effluent fertilization. Plant

Physiology & Biochemistry, v. 123, p. 342–358, 2017.

SOLEIMANI AGHDAM, M. et al. Alleviation of postharvest chilling injury in anthurium cut

flowers by salicylic acid treatment. Scientia Horticulturae, v. 202, p. 70–76, 2016.

SUO, J. et al. Characteristics of chilling injury-induced lignification in kiwifruit with different

sensitivities to low temperatures. Postharvest Biology and Technology, v. 135, n. 3, p. 8–18,

2018.

TAREEN, M. J.; ABBASI, N. A.; HAFIZ, I. A. Postharvest application of salicylic acid

enhanced antioxidant enzyme activity and maintained quality of peach cv. “Flordaking” fruit

during storage. Scientia Horticulturae, v. 142, p. 221–228, 2012.

VALENZUELA, J. L. et al. Oxidative stress associated with chilling injury in immature fruit:

Postharvest technological and biotechnological solutions. International Journal of

Molecular Sciences, v. 18, n. 7, 2017.

XI, Y. et al. Effects of chlorogenic acid on capacity of free radicals scavenging and proteomic

changes in postharvest fruit of nectarine. Plos One, v. 12, n. 8, p. 1–14, 2017.

em irrigação e drenagemrios-revisado.pdf · água magnetizada na irrigação, fertirrigação em...

Documents