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Integração Solo Planta e Atmosfera
Fabíola e Grasiele
Seminário Interação Solo – Planta - Atmosfera
Disciplina: Recuperação de Áreas DegradadasProfessor: Dr. Alexandre Marco da Silva
Alunas: Fabiola Bergamasco S M Pálinkás Grasiele Simplicio Murari Rodrigues
Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental
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Introdução / Conceito SPACO Solo, as plantas e a atmosfera interagem diretamente uns com os outros, influenciando, reagindo quimicamente e promovendo alterações físico-químicas e biológicas.Um dos principais elementos que interagem com o solo-planta-atmosfera e o mais conhecido é a Água.Em meados de 1924, essa interação foi definida como o Conceito “SPAC – Soil–Plant–Atmosphere Continuum”, esse conceito se baseia no fato de que o movimento da água no sistema Solo-Planta-Atmosfera é interpretado como uma série de processos interdependentes e inter relacionados.
Além da água, existem outros importantes elementos que interagem com o Solo-Planta-Atmosfera e que conheceremos um pouco durante este trabalho.
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Interações com a Atmosfera
Fina camada de gases presa a Terra através da força da gravidade e campo magnético que envolve o planeta. Tem aproximadamente 1.000 km de espessura.
A atmosfera é dividida em camadas e afeta diretamente o ambiente em que vivemos.
Estrutura e Composição da Atmosfera Terrestre
Principais funções:-proteção contra radiação solar pela Camada de Ozônio (formada pela ação constante dos raios UV sobre o O2 há 400 mi de anos);-mantém a temperatura da terra ideal para a vida através do Efeito Estufa (gases que impedem o retorno de parte da radiação solar permitindo aquecimento da terra);-fornecimento de oxigênio e outros gases;-proteção contra corpos celestes.
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A atmosfera terrestre se modificou com o passar dos anos e hoje é composta pelos seguintes gases:
1% composto principalmente de dióxido de carbono, Árgon, Néon, Hélio e Vapor d’água.
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Tempo e ClimaTempo é o estado momentâneo que ocorre em um determinado local a partir do ar atmosférico que pode ocorrer de maneira lenta ou rápida.Clima é o conjunto de condições atmosféricas que ocorrem em determinados locais. Também pode-se dizer que é a junção dos tipos de tempo que ocorrem em uma determinada região, tornando-se uma característica dessa região.
Os fatores climáticos são elementos naturais que influenciam o clima. Os principais são:-pressão atm; -massas de ar;-órbita; -correntes marítimas;-latitude; -relevo;-altitude; -vegetação;-maritimidade; -continentalidade.
Tipos de Clima:-tropical -mediterrâneo -continental -árido-subtropical -temperado -alpino -semiárido-equatorial -oceânico -polar -desértico
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Fenômenos ClimáticosEl Niño - Fenômeno que se repete todos os anos com maior ou menor intensidade no Oceano Pacífico próximo a época do natal (por isso o nome) e tem consequências no tempo e clima de todo o planeta.Como funciona:
Ventos fortes empurram e represam as águas quentes superficiais para o oeste, lado oposto aos ventos expondo as águas frias profundas (Ressurgência) que contém maior quantidade de oxigênio dissolvido, nutrientes e microorganismos que servem de alimento aos peixes que por sua vez alimentam pássaros , surgindo uma cadeia alimentar.
Condições Normais
Condições com o El Niño
Ausência ou enfraquecimento dos ventos mantém as águas superficiais no mesmo nível, impedindo a Ressurgência. As águas superficiais se aquecem mais que o normal, em média 4,5 graus, provocando maior evaporação, grande movimento ascendente e grande formação de nuvens de chuva.
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Exemplo das Consequências do El Niño
Chuvas torrenciais, enchentes e destruição. Em três dias, choveu o correspondente a um mês inteiro.Dezenas de mortos, 22.700 pessoas perderam suas casas e mais de 108.000 pessoas tiveram danos em suas casas e lavouras.
Foto – Peru, fevereiro de 2010IPS (Inter Press Service/ Agência de Notícias)
Falta de chuvas na Venezuela.Forte onda de calor no Brasil, Uruguai e Argentina.Seca no Nordeste Brasileiro.
Em São Paulo (foto ao lado), o verão de 2010 foi o mais chuvoso dos últimos 15 anos.
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Fenômenos ClimáticosLa Niña- Fenômeno com frequência de 2 a 7 anos, com maior ou menor intensidade no Oceano Pacífico, funcionando de forma inversa ao El Niño (origem do nome).Como funciona:
Ventos muito intensos fazem com que uma maior quantidade de água seja represada no Oceano Pacífico Equatorial Oeste, empurrando-as mais a oeste que o normal. O fenômeno permite maior intensidade da Ressurgência e portanto o desenvolvimento da cadeia alimentar, porém a quantidade represada e portanto o desnível do mar são tão grandes que as águas represadas aquecem, com grande evaporação, movimentos ascendentes, formação de nuvens de chuvas a oeste, enquanto no lado oposto onde as águas frias ficam expostas em grande área do oceano, as temperaturas caem em média 4 graus, resfriando outras regiões.
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Exemplo das Consequências do La Niña
Frio e chuvas torrenciais no Rio de Janeiro no verão de 2011.Forte seca na América do Sul e sudoeste dos Estados Unidos.Chuvas fortes na Colômbia.
Informação do site do Estadão/Planetahttp://www.estadao.com.br/noticias/vidae,la-nina-pode-durar-ate-maio-dizem-meteorologistas,818998,0.htm
Foto – Rio de Janeiro, novembro de 2011Site da Veja – Riohttp://vejario.abril.com.br/especial/la-nina-rio-647914.shtml
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Potencial de Água na Atmosfera
Grande parte dos gases da atmosfera são gases secos e retém até 4% de vapor d’água, dependendo da temperatura do ar, radiação solar, ventos e umidade.A quantidade de água na atmosfera pode ser obtida na forma de pressão através dos cálculos de umidade absoluta e relativa do ar.Os dados são obtidos por medições em campo através de psicrômetros que contém 2 termômetros ou bulbos, um seco e outro úmido. Quanto mais seco o ar, mais baixa a temperatura e maior a diferença psicrométrica.Com os dados calcula-se:
UR (umidade relativa) = (ea/es)*100 sendo ea a pressão atual de vapor ees a pressão de saturação.
UR é a relação entre quantidade de vapor d’água existente num determinado volume de ar e a quantidade de vapor d’água que este mesmo volume teria na condição saturada.A umidade absoluta (UA) é a relação entre a quantidade de vapor d’água medida em gramas contida em um m3 de ar:
UA = (Y*es)/(Ts+273) onde Y = 288,9 para es em mmHg e Ts é a temperatura seca.
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Química da AtmosferaA atmosfera terrestre está em constante transformação pelas reações químicas entre seus componentes.A condição atual da atmosfera é de ação oxidante sobre os elementos expostos a ela.O estudo químico da atmosfera procura entender o sistema de reações químicas entre os gases de fontes biogênicas e antrópicas e suas interações com os outros elementos do planeta.As reações químicas da atmosfera podem ter consequências diretas no solo, água, plantas e animais, inclusive em nós.
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Ciclos GlobaisA composição da atmosfera tem se modificado ao longo do tempo em consequência das interações biológicas e geológicas que ocorrem nas interfaces com a litosfera e a hidrosfera.A vida na Terra só é mantida graças a energia solar e suas interações entre os sistemas físicos e biológicos em contínuo reciclo de forma que o planeta seja um sistema auto-sustentado e em constante evolução, portanto além do Ciclo da Água, temos outros ciclos de importantes elementos da atmosfera que interagem com sistemas físicos e biológicos do planeta.
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Ciclo do Carbono
O carbono e seus compostos são fundamentais. Eles são constituintes de toda a matéria viva, essenciais à respiração, fotossíntese e regulação do clima.Existe uma grande variedade de compostos de carbono envolvidos no seu ciclo global, como o dióxido de carbono, metano, monóxido de carbono e hidrocarbonetos não metânicos.
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CO2
Os reservatórios de dióxido de carbono na atmosfera, litosfera e oceanos são extremamente grandes e os fluxos entre os compartimentos são bidirecionais. É o gás estufa em maior quantidade na atmosfera.
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Ciclo do Nitrogênio
É essencial à vida, estando presente na constituição das proteínas e no DNA. Para absorverem o nitrogênio, os animais precisam que ele esteja incorporado a compostos orgânicos (amnoácidos e proteínas). As plantas e algas necessitam do nitrogênio sob a forma de íons nitrato ou íons amônio.Além do nitrogênio gasoso, existem outros compostos de nitrogênio de grande importância na atmosfera, como a Amônia e os óxidos de nitrogênio.
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Ciclo do Enxofre
É essencial à vida, estando presente na constituição de organismos vivos, incluindo plantas e também são emitidos como produto final do metabolismo desses organismos vivos.
Os principais gases que contém enxofre e estão na atmosfera são dimetilsulfeto, sulfeto de carbonila, sulfeto de hidrogênio, disulfeto de carbono e dióxido de enxofre.
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Impactos Ambientais na Atmosfera
-processos naturais-industrialização-agricultura-pecuária-aglomerações em centros urbanos
Insumos e
Energia
interferência nos ciclos
Transformação na composição e formação da atmosfera
-depleção da camada de ozônio;-aumento do efeito estufa;-chuva ácida;-outros impactos;
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Depleção da Camada de OzônioO uso dos clorofluorcarbonetos os CFCs (usados na indústria como gás refrigerante) e outras substâncias como os aerossóis, tetracloreto de carbono, clorofórmio, dióxido de nitrogênio tem contribuído com a rarefação da camada de ozônio que nos protege contra a radiação. solar.
Após o Protocolo de Montreal, vários países reduziram ou encerraram o uso dos CFCs, porém ele é um elemento muito estável, portanto permanece na atmosfera tempo suficiente para causar bastante destruição, depois de 139 anos da sua emissão estudos mostraram que metade do CFC ainda permanecia na atmosfera.
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Depleção da Camada de OzônioEm 1982 foi detectada pela primeira vez o desaparecimento da camada de ozônio em áreas da Antártida. Hoje é possível ver em vários outros locais como no Pólo Sul, Ártico, Chile e Argentina.
Fonte: http://www.apolo11.com/mudancas_climaticas.php?titulo=Nasa_exposicao_aos_raios_UV_cresceu_6%_nos_ultimos_30_anos&posic=dat_20100317-092731.inc
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Efeito EstufaA queima de combustíveis fósseis, processos de desflorestamentos e as contínuas trocas de carbono entre a atmosfera, os oceanos e a biosfera tem contribuído muito para o aumento da concentração atmosférica de CO2. As emissões de óxido nitroso vem crescendo como resultado das práticas de fertilização do solo, enquanto o metano, que também participa de processos fotoquímicos, é gerado em grandes quantidades por atividades antrópicas como a queima da biomassa, pecuária, depósitos de lixo e por fontes naturais como nos pântanos e com a decomposição da matéria orgânica.A pesar da concentração do metano ser muito menor ele acumula calor 20 vezes mais calor que o dióxido de carbono.
Fonte: http//ciencia.hsw.uol.com.br/ozonio.htm/printable
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Efeito Estufa
Um aumento de 1 a 2 graus na temperatura já seria suficiente para o derretimento dos pólos, aumento do nível do mar, inundações de áreas costeiras e cidades, provocando a extinção de diversas espécies animais e vegetais e afetando a geografia econômica.
Fonte: http://007blog.net/principais-consequencias-do-efeito-estufa/
Os dados mostram que no último século houve um aumento de temperatura de mais de 0,5º C e existe uma estimativa de que nos próximos 100 anos possa aumentar a temperatura entre 2º e 6º C.
Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica/oxidos-efeito-estufa.htm
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Chuva ÁcidaA queima de carvão mineral, óleos diesel e combustível para a geração de energia e erupções vulcânicas liberam enxofre para a atmosfera e modificam o ciclo de nitrogênio formando ácido sulfúrico e ácido nítrico, contribuindo para os fenômenos de chuvas ácidas.As chuvas ácidas possuem ph entre 4,5 e 5,6, elas poluem os rios e lagos, causando danos à flora e fauna aquáticas e à vegetação, ao se infiltrar no solo, a água ácida reage com outros elementos e liberam íons metálicos tóxicos. A acidez da água junto com a alta concentração de metais são consumidos pelos peixes causando a mortandade de peixes e plantas aquáticas.
Fonte: http://www.google.com.br/imgres?imgurl=&imgrefurl=https%3A%2F%2Fminiquim.wikispaces.com%2FAA&h=0&w=0&sz=1&tbnid=ndlcsPtcYGtbXM&tbnh=173&tbnw=291&zoom=1&docid=87pNeCCzNBmraM&ei=45BAUpbOPInM9ATH9IGwAQ&ved=0CAQQsCU.
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Conclusão
A pesar das causas e consequências da poluição atmosférica serem relativamente conhecidas em todo o mundo, estarem amplamente disponíveis para consultas de qualquer pessoa pela internet e esse assunto estar presente diariamente em meios de comunicação populares, existe uma dificuldade muito grande em conscientizar as pessoas quanto a pequenas ações individuais de contribuição para a redução das emissões de poluentes e uma dificuldade generalizada ainda maior por parte dos representantes dos países em reduzir as emissões de poluentes.
As emissões de poluentes atmosféricos estão inteiramente ligadas à industrialização em geral e ao desenvolvimento do país, portanto reduzir as emissões de poluentes significa grandes investimentos em tecnologia e provavelmente significa redução da produção em si, ocasionando menor lucro e desenvolvimento econômicos para o país.
O fato é que a ação de poluir a atmosfera tem uma reação imediata que ameaça a vida no planeta e isto deve ser levado em consideração para a busca de um equilíbrio entre a economia e a vida.
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Referências BibliográficasRANATUNGA, Kemachandra. Soil-Tree-Atmosphere Water Relations. Bureau of Meteorology, Canberra – Austrália. www.intechopen.com
Princípios de Meteorologia e Meio Ambiente. Site do Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos – CPTE/INPE. http://www.cptec.inpe.br/glossario.shtml
SILVA, Talita Marcília de Oliveira. Ciclos Globais de Carbono, Nitrogênio e Enxofre. Site Sociedade Brasileira de Química. 2003. http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarTema.php?idTema=7
ALVALÁ, Neusa Paes Leme. Como funciona o Ozônio. How stuff works. Site http://ciencia.hsw.uol.com.br/ozonio.htm/printable
Trabalhar pela Geografia. A Atmosfera terrestre. Site http://trabalharpelageografia.blogspot.com.br/2013/03/a-atmosfera-terrestre-uma-atm
TIMM, Luis Carlos; FANTE, Lorival; BARBOSA, Emanuel Pimentel; REICHARDT, Klaus; BACCHI, Osny Oliveira Santos. Interação Solo-Planta Avaliada por Modelagem Estatística de Espaço de Estados. Piracicaba – SP. 2000.
LACERDA, Claudivan Feitosa de. Relações Solo-Água-Planta em Ambientes Naturais e Agrícolas do Norteste Brasileiro. Recife – PE. 2007. Universidade Federal do Ceará.
ROCHA, Julio Cesar; ROSA, André Henrique; CARDOSO, Arnaldo Alves. Introdução à Química Ambiental. Porto Alegre – RS. 2004. Artmed Editora S.A.
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Solo
• Elemento resultante da ação conjunta dos agentes intempéricos sobre restos minerais depositados e enriquecidos de detritos orgânicos que desempenha a importante atividade de sustentar e alimentar os vegetais, além de funcionar como reservatório de água desse ecossistema.
• Um solo verdadeiro não pode se formar sem que haja no material, a presença e decomposição da matéria orgânica.
• A simples alteração física e química da rocha não deve confundir-se com solo, o que deixa claro, serem todos os processos de sua formação, de natureza direta ou indiretamente biológica.
• Ele é então um corpo natural, com características próprias e marcantes, diferentes do material de origem.
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Fatores de formação do solo:
• A idéia de que os solos são resultantes de ações combinadas dos fatores clima, organismos, material de origem e idade foi inicialmente elaborada por Dokouchaiev. Em 1941, o suíço radicado nos EUA, Hans Jenny, ressaltou o relevo como fator adicional.
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Alguns Tipos de Solo:
• Argiloso Baixa porosidade dificulta circulação de ar e água• HumíferoO húmus ajuda a reter água no solo, torna-se poroso e
com boa aeração e, através do processo de decomposição dos organismos, produz os sais minerais necessários às
plantas. • ArenosoGeralmente pobres em nutrientes, são muito porosos e
permeáveis. • CalcárioPouco nutriente, muito material rochoso, baixa
permeabilidade,o solo calcário é inadequado para o cultivo de plantas
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Relação Solo-Planta- Atmosfera e a Água
• A água dentro do solo não permanece estática e, em geral, nem todos os poros do solo ficam preenchidos com água.
• Nos solos não saturados, uma parte dos poros fica cheia de ar, constituindo a atmosfera do solo, fundamental para a respiração dos micro-organismos e das raízes de plantas.
• Nos tortuosos poros cheios de água pode-se observar movimento de água em todas as direções, em geral de regiões mais úmidas para regiões mais secas.
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Relação Solo-Planta-Atmosfera e a Água
• O processo conjunto que envolve a evaporação direta do solo e a transpiração das plantas é denominado evapotranspiração, sendo fundamental para realimentar a atmosfera com vapor de água.
• A taxa da evapotranspiração depende basicamente da demanda da atmosfera, da intensidade de radiação e da disponibilidade de água no solo.
• A água no solo é também retirada pelas raízes das plantas e depois evapora no interior das folhas, sendo posteriormente transferidas para a atmosfera pela transpiração.
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Planta – Fisiologia Vegetal
• Estuda processos e funções do vegetal, bem como as respostas das plantas às variações do meio ambiente.
• Os processos e as funções do vegetal são organizados ou ocorrem nas estruturas do vegetal.
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Relação Solo-Planta-Atmosfera
• As raízes ancoram a planta e absorvem água e minerais do solo.
• A parte aérea das plantas terrestres está exposta ao ambiente atmosférico, perdendo água constantemente para o meio.
• Essa água deve ser reposta com novos suprimentos hídricos provenientes principalmente do solo.
• Assim, a absorção, o transporte de água das raízes para a parte aérea, e a transpiração são processos básicos acoplados e inseparáveis do balanço hídrico da planta.
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Ciclo da movimentação dos nutrientes em um solo sob vegetação de floresta.
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Planta proteção para o solo• Além da textura, permeabilidade e profundidade, o grau de
fertilidade do solo também influi na sua maior ou menor erodibilidade.
• Um bom desenvolvimento das plantas propicia uma melhor proteção. Um solo naturalmente mais fértil, ou adequadamente adubado, oferece condições para um desenvolvimento mais vigoroso das plantas e este fica menos sujeito a erosão.
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Planta proteção para o solo• A existência de vegetação também protege os solos da
ação erosiva dos ventos;• A conservação das florestas e da vegetação ajuda a
proteger os solos e a manter os cursos d’água;• “O solo sob SAF - sistema agroflorestal apresenta qualidade superior,
quando comparado ao mesmo solo cultivado em sistema convencional, apresentando menor densidade, maior porosidade, menor resistência à penetração e maior agregação.” (CARVALHO et al, 2004)
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Uso do Solo
• A capacidade de uso do solo pode ser expressa como sua adaptabilidade para fins diversos, sem que sofra depauperamento pelos fatores de desgaste e empobrecimento, através de cultivos anuais, perenes, pastagem, reflorestamento e vida silvestre.
• O uso mais conveniente do solo depende: • localização, • tamanho da propriedade, • quantidade de terra, • da disponibilidade e localização de água, • habilidade do proprietário e dos recursos disponíveis.
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Os solos que devem ser evitados por suas características de difícil correção:
• rasos;• com afloramento de rochas;• Salinos;• excessivamente arenosos e/ou pedregosos;• demasiadamente argilosos e/ou siltosos;• de baixa permeabilidade.
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Degradação do Solo
• “Avaliação Global da Degradação do Solo (GLASOD) foi a primeira tentativa de estimar a gravidade e extensão da degradação do solo em uma base mundial (Oldman, 1988).
• Uma característica fundamental deste estudo foi que os graus de severidade não foram definidos em termos físicos, como perda de solo e de nutrientes, mas com base dos efeitos sobre a produção agrícola.”
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Impactos Ambientais
• Remoção da vegetação natural;• Revolvimento (aração);• Adição de corretivos e fertilizantes;• Contaminações diversas pelo uso urbano e industrial;
• Ações de madeireiros, lenhadores, carvoeiros e mineradores , que também contribuem para a destruição das florestas.
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Manejo do solo - fatores importantes para condicionar uma maior ou menor mobilidade dos solos
• se está ou não coberto de vegetação: resistência à processos erosivos;• sistema de cultivo: reflorestamento ou plantio direto reduz
suscetibilidade à erosão;
• Práticas de manejo sustentável seriam aquelas que assegurassem uma contínua produção de alimentos, fibras e combustíveis, sem causar danos ao meio ambiente. Isto é possível com o uso integrado das denominadas práticas de conservação do solo.
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Fitorremediação:
• Processo que envolve a descontaminação de águas e solos, através de plantas que extraem metais pesados. Estes, se não forem em demasia, não causam a morte a estas nossas “bem-feitoras”.
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Referências Bibliográficas
• http://fisiologiavegetalporhilde.blogspot.com.br/2011/10/agua-no-sistema-solo-planta-atmosfera.html
• http://www.intechopen.com/books/soil-erosion-issues-in-agriculture/soil-degradation
• Apostila: RELAÇÕES SOLO-ÁGUA-PLANTA EM AMBIENTES NATURAIS E AGRÍCOLAS DO NORDESTE BRASILEIRO - Universidade Federal Rural de Pernambuco - PARTE I - Claudivan Feitosa de Lacerda. Recife – Pernambuco Dezembro de 2007
• http://dc369.4shared.com/doc/OdykfPHm/preview.html