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FPB – FACULDADE INTERNACIONAL DA

PARAÍBA, JOÃO PESSOA - PB

FITORREMEDIAÇÃO NA RECUPERAÇÃO DE

SOLOS SALINOS: UMA QUESTÃO AMBIENTAL

EDIVALDO GALDINO FERREIRA, DSc

Private & Confidential

11/11/2014 1

FITORREMEDIAÇÃO

Introdução: O aquecimento global provoca um grande impacto na

agricultura com o aumento de áreas onde as plantas são sujeitas a

estresses ambientais...

O aumento de áreas salinizadas tem ocorrido no Brasil e no mundo,

em regiões de clima árido e semiárido onde a pluviosidade é

insuficiente para promover a lixiviação dos sais oriundos do

intemperismo dos minerais formadores dos solos.

Trinta milhões de ha do planeta são afetados por sais, e de 0,25 a

0,5 milhões de ha de área produtiva são perdidos por ano pela

salinização do solo.

No Nordeste brasileiro os solos afetados por sais ocupam uma

área aproximada a 9,1 milhões de hectares.

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FITORREMEDIAÇÃO

• O solo, pela sua importância em mecanismos bióticos e abióticos, se

traduz na representação da vida. É um recurso interativo e mantém

relações sinérgicas com processos fundamentais para manutenção da

evolução humana na Terra.

• A preservação da qualidade do solo é considerada capital, pois está

diretamente relacionada a diferentes segmentos de vital importância

no sentido agrícola, ambiental, econômico e social.

• A qualidade do solo deve ser preservada, pois, embora que os efeitos

da degradação por sódio afetem as condições físicas do solo, seus

danos são ampliados no contexto geral do solo e na sua interação com

os elementos ambientais.

2 Private & Confidential

FITORREMEDIAÇÃO

• Os solos salinos/sódicos apresentam uma concentração de sais

suficientemente alta para reduzir o crescimento da maioria das

espécies vegetais.

• Com a previsão do aumento da população de 6,1 bilhões em 20s01,

para 9,3 bilhões, em 2050, a produção de alimentos tem que aumentar

para a garantia da segurança alimentar.

• Tese de Malthus: A população cresce em ordem geométrica, e os

alimentos, em ordem aritmética.

• O incremento da tolerância à salinidade em plantas sensíveis, as

GLICÓFITAS, e a domesticação de espécies silvestres tolerantes, as

HALÓFITAS, são fundamentais para o crescimento de culturas em

áreas salinizadas ou em risco de salinização.


FITORREMEDIAÇÃO

• Diversidade de plantas com tolerância à salinidade:

GLICÓFITAS E HALÓFITAS

• A tolerância à salinidade depende da aptidão das plantas em se

desenvolver sob condições de estresse salino.

• As plantas podem ser classificadas como HALÓFITAS, que se

desenvolvem naturalmente em ambientes com elevadas concentrações

salinas, e as GLICÓFITAS, que não se desenvolvem em ambientes

com altos teores salinos.

• Para adaptação aos expressivos teores de sais do solo, as plantas

HALÓFITAS possuem determinados mecanismos de sobrevivência.

• Algumas espécies apresentam elevada tolerância à salinidade, outras,

são altamente susceptíveis.


FITORREMEDIAÇÃO

• As plantas HALÓFITAS, pelas suas altas taxas de absorção e

acumulação de sais nos tecidos, sobretudo na parte aérea, apresentam

a habilidade de extrair sais do solo.

• O estresse salino causa um rápido e potencialmente severo

decréscimo da taxa de crescimento foliar.

• A queda na velocidade de elongação foliar resulta de uma redução no

número de células em processo de elongação.

• Do ponto de vista biofísico, as células das folhas de uma planta em

stress salino apresentam uma reduzida taxa de expansão, devido a

uma baixa taxa de absorção de água e osmólitos; ao enrijecimento da

parede; ou à queda no turgor celular.


EFEITO DA SALINIDADE SOBRE AS PLANTAS

• Os efeitos do estresse salino estão baseados em quatro mecanismos:

• (1) a absorção de água dirigida osmoticamente, necessária para o

crescimento celular, pode ser inibida pelo baixo potencial hídrico no

espaço radicular (estresse osmótico);

• (2) os solutos normalmente usados para gerar pressão osmótica

podem não estar disponíveis em quantidades suficientes devido à

competição do Na+ e do Cl- por sítios de absorção (desequilíbrio

nutricional);

• (3) Na+ e Cl- podem estar disponíveis em quantidade suficiente para

serem usados como osmólitos, mas as células podem não estar

habilitadas a lidar com esses íons adequadamente e sofrem efeitos

tóxicos (toxidez iônica);

• (4) as células podem produzir reações específicas a elevadas

concentrações de NaCl, como alteração na taxa de síntese da parede

celular (resposta regulatória). 6 Private & Confidential

FITORREMEDIAÇÃO

• Ajuste Osmótico das plantas HALÓFITAS

• As células vegetais são capazes de constituir um equilíbrio osmótico

quando há o aumento da salinidade do solo.

• O componente osmótico resulta das altas concentrações de sais

dissolvidos na solução do substrato, que reduzem o potencial

osmótico dessa solução, diminuindo a disponibilidade da água para a

planta.

• Essa alteração de energia no sistema traz a redução do potencial

hídrico, dificultando o movimento de água e nutrientes através das

membranas das raízes para o interior da célula.

• Observa-se que as HALÓFITAS promovem o ajuste osmótico

através da absorção e acumulação de sais nas folhas, considerado um

fator importante dentre os mecanismos de tolerância ao sal.


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FITORREMEDIAÇÃO

O QUE É?

A fitorremediação é uma estratégia de biorremediação, que consiste de

procedimentos que envolvem o emprego de plantas que removem, imobilizam

ou tornam os contaminantes inofensivos ao ecossistema.

Esta prática pode ser empregada em solo sódico ou salino sódico, onde o

contaminante é o sal e, ou, o sódio.

A fitoextração utiliza espécies de plantas que absorvem e acumulam o sódio na

parte aérea, a qual pode ser removida da área.

A fitoextração é um processo eficiente de recuperação de solos salinos sódicos,

comparável à utilização de corretivos químicos.

A fitorremediação é um método de remediação de solos contaminados de custo

razoável, ambientalmente seguro e de maior aceitação pelo público.

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FITORREMEDIAÇÃO

• Vantagens da Fitorremediação:

• a) Elimina o custo com corretivos químicos;

• b) Possibilita o uso de produtos fornecidos pela espécie cultivada;

• c) Melhora a estabilidade dos agregados do solo e criação de

macroporos, otimizando as propriedades hidráulicas do solo e

proliferação das raízes;

d) Promove maior disponibilidade de nutrientes;

• e) Possibilita a recuperação do solo em profundidades maiores; e

• f) Após a fitorremediação e no próprio processo, o solo pode

aumentar o seqüestro de carbono, tendo implicações ambientais

positivas.


PLANTAS UTILIZADAS NA FITORREMEDIAÇÃO

• A Atriplex nummularia Lindl.

• Originalmente de zonas temperadas, subtropicais e mediterrâneas,

da Austrália, o gênero tem se desenvolvido bem onde ocorrem solos

salinos e, ou, sódicos similares à região de origem; como as zonas de

clima árido ou semiárido da América do Sul e o Nordeste brasileiro.

• É pertencente à família Chenopodiacea e compreende uma

diversidade de espécies, estimando-se cerca de mais de 400 espécies.

• Sua introdução no Brasil data da década de 1930, sendo

estabelecida no Nordeste brasileiro pela Inspetoria Federal de Obras

Contra as Secas – DNOCS.


PLANTAS PARA FITORREMEDIAÇÃO

• A rusticidade do gênero Atriplex é refletida nos ambientes em que as

suas espécies são encontradas, suportando desde zonas climáticas

áridas e semiáridas, com restrita disponibilidade de água, até áreas em

condições ideais para a maioria das plantas cultivadas.

• Desenvolve-se bem em solos profundos, em regiões com 150 a 200

mm de precipitação anual, mas pode sobreviver bem com apenas 50

mm/ano, apresentando eficácia no uso da água, resultante do seu

metabolismo C4; e sua característica de suculenta que está

intimamente relacionada à salinidade.

• O desenvolvimento da Atriplex em locais de características adversas

é devido a sua fisiologia, que possui dois mecanismos associados da

tolerância à salinidade, sendo capaz de acumular sais no interior das

células e eliminá-los através das folhas, por meio de vesículas

especializadas localizadas em sua superfície, características que lhe

garantem posição de destaque entre as halófitas.

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Private & Confidential


• A Atriplex nummularia demonstra alta afinidade com o processo de

fitorremediação de solos afetados por sais, técnica empregada em

áreas compatíveis com o habitat natural da espécie, que são zonas

áridas e semiáridas; onde a presença de solos salinos é recorrente.

• A habilidade de absorção de sais através do seu sistema fisiológico

lhe rendeu a denominação vulgar de erva-sal. Adicionalmente, a

Atriplex produz grande quantidade de biomassa e é

hiperacumuladora de sais, atributos contemplados pelo processo de

fitorremediação.

• Além de apresentar esses mecanismos especializados, a Atriplex

nummularia destaca-se pelo seu potencial forrageiro, constituindo-se

como fonte alternativa de alimentos.

• A erva-sal é importante pelas suas potencialidades de sobrevivência

e produção vegetal, mostrando bom potencial para a revegetação de

solos degradados pela salinidade. 12 Private & Confidential


• Estudos sobre fitorremediação em solos afetados por sais são

encontrados na literatura desde os anos de 1920 e 1930;

• A cevada foi a primeira cultura utilizada no tratamento com

fitorremediação. Também foram empregados, em diferentes épocas,

trevo de cheiro indiano, trevo branco indiano e alfafa.

• O êxito da fitoextração em solo salino-sódico está sujeito às

características da espécie utilizada no processo, que deve suportar

altos níveis de salinidade e sodicidade, ser hiperacumuladora de sais e

apresentar alta taxa de crescimento e produção de biomassa.

• Estabelecida no solo, a planta relaciona-se com o meio, promovendo

alterações nas suas propriedades químicas, físicas e biológicas e

recebendo a influência das mesmas sobre o crescimento e a

capacidade de extração de sais.


Potencialidades da técnica

• A fitorremediação exibe elevado potencial de implementação, devido

às vantagens que apresenta em relação às outras técnicas de

remediação do solo.

• Uma das principais vantagens da técnica é o menor custo em relação

às técnicas convencionais.

• O emprego da vegetação HALÓFITA traz benefícios de diferentes

aspectos, atuando nas propriedades químicas e físicas do solo e nas

questões ambientais.

• A proliferação das raízes promove fendas estruturais que permitem a

recuperação do solo em profundidades maiores.

• O retorno de plantas a essas áreas proporciona a melhoria da atividade

biológica do solo pelo enriquecimento em carbono, matéria prima

para micro-organismos adaptados a ambientes com excesso de sais


SELEÇÃO DE ESPÉCIES

• A seleção de espécies a serem utilizadas na fitorremediação deve ser

baseada não só na habilidade de suportar elevados níveis de

salinidade e sodicidade, mas também na capacidade de fornecer um

produto útil na propriedade rural.

• Outro requisito para uso na fitorremediação de solos salinos é a

capacidade de suportar ambientes com deficiência de oxigênio,

problema que frequentemente ocorre em solos dessa natureza, quer

pela necessidade de irrigações intensivas na lixiviação de sais, ou pela

dificuldade natural de infiltração de água nas épocas chuvosas.


A FPB E A INICIAÇÃO CIENTÍFICA

• A FPB – FACULDADE INTERNACIONAL DA

PARAÍBA através de suas representações,

estimulam os estudantes da Escola de engenharia e

Tecnologia para iniciação científica, realizando

trabalhos em parceria com a EMEPA, Empresa de

Pesquisa do Estado da Paraíba, instituição vinculada

à EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa

Agropecuária e à Secretaria de Estado da

Agricultura, no desenvolvimento de trabalhos de

pesquisa técnica científica, visando solucionar

problemas agrícolas e ambientais do Estado.


PROJETO ELABORADO FPB/EMEPA

• “Avaliação do potencial bioindicador e fitorremediador de

espécies vegetais na recuperação de solos salinos sódicos”.

• Pesquisa a ser implantada em região do semiárido brasileiro,

reconhecida como área salinizada, para testes de espécies vegetais na

fitoextração de sais.

• Objetivo Geral:

• Avaliar o potencial da espécie algarobeira (Prosopis juliflora) em

plantios puros e consorciada a atriplex (Atriplex numulária) e a feijão

guandu (Cajanus cajan) na fitorremediação dos solos salinos, visando

a recuperação e inserção desses solos ao aproveitamento agrícola.


PROJETO ELABORADO FPB/EMEPA

• Objetivos Específicos:

• Quantificar os teores de sais da Prosopis juliflora na fitoextração do

solo mediante absorção pelas raízes, transporte e concentração na

biomassa da parte aérea;

• Avaliar a eficiência da Prosopis juliflora em plantios puros adensados

e consorciada na remoção dos sais do solo;

• Analisar as concentrações dos sais presentes nos solos e suas

características físicas e químicas no início e no final do experimento;


METODOLOGIA DO PROJETO

• Metodologia

• O projeto será implantado à jusante e a montante da represa no município de

Boqueirão-PB em solos em Neossolos flúvicos e Vertissolos salinos sódicos.

• Os tratamentos são: (1) algaroba no espaçamento 2 x 2 m em plantio puro; (2)

algaroba consorciada com Atriplex adensado entre plantas e linhas; (3) algaroba

consorciada com feijão guandu adensado entre plantas e linhas; e (4) algaroba

consorciada com Atriplex e feijão guandu adensada entre plantas em fileiras

alternadas; (5) Atriplex em plantio puro; (6) feijão guandu em plantio puro. O

delineamento experimental é em blocos inteiramente cazualizados (6 tratamentos e

3 repetições).

Serão avaliados o vigor das plantas, aos 18, 24 e 36 meses, e feitas podas a 50 cm

de altura e diâmetro dos ramos. A biomassa fracionada em folhas e ramos será

pesada, e seca a 65oC, até peso constante obtendo-se massas fresca e seca.

Posteriormente será moída e determinados os teores de sódio, potássio, cálcio e

magnésio.


RESULTADOS ESPERADOS

• Espera-se ao final da pesquisa obter um conjunto de dados quali-

quantitativos sobre o desempenho das espécies vegetais selecionadas

na fitoextração dos sais e reabilitação dos solos afetados.

• Esses resultados servirão de fonte de informação para reabilitação dos

solos em outras áreas afetadas.

• Os dados serão publicados sob a forma de artigos em revista idônea

indexada, e TCC, assim como, serão também apresentados relatórios

técnicos parcial e final.

• A médio e longo prazo se espera o engajamento dos agricultores para

manejo dos solos e preservação ambiental das áreas contribuindo para

a convivência e exploração agrícola racional dos solos do semiárido.

• Contribuir na formação técnica científica dos estudantes envolvidos,

assim como, estimular novas equipes de pesquisa na Instituição.

• Contribuir com a produção de alimentos para a população.


“A fome não é um fenômeno natural e sim um produto

artificial de

conjunturas econômicas defeituosas. Um produto da

criação humana e,

portanto, capaz de ser eliminado pela vontade do próprio

homem.”

Josué de Castro

GRATOS PELA ATENÇÃO!

Edivaldo Galdino Ferreira

Professor DSc

Engenharia Ambiental e Serviço Social

[email protected]

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+55 (83) 8890 7359/9976-3027

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mailto:[email protected]



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