Método computacional para correção da alcalinidade de águas para fertirrigação

A computational method for alkalinity correction of fertigation waters

SEÇÃO VI - MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA

F. B. Egreja Filho^I; C. E. Maia^II; E. R. C. Morais^II

^IProfessor do Departamento de Química/ICEx/UFMG, Estudante de Doutorado do Curso de Solos e Nutrição de Plantas, Departamento de Solos, Universidade Federal de Viçosa - UFV. CEP: 36571-000, Viçosa (MG). E-mail: [e-mail]

^IIEngenheiro-Agrônomo, estudante de Mestrado do curso de Solos e Nutrição de Plantas, Departamento de Solos, UFV. E-mail: [e-mail]

RESUMO

A alcalinidade excessiva das águas destinadas à fertirrigação pode criar uma série de inconvenientes, que vão desde o entupimento dos emissores, pela precipitação de carbonatos, até a redução da disponibilidade dos micronutrientes para as culturas. Com o propósito de auxiliar a tomada de decisão quanto ao manejo da alcalinidade dessas águas, desenvolveu-se o ALKA 1.0, um software em CLIPPER 5.2, que pode ser rodado em microcomputadores IBM-PC/XT/AT/PENTIUM ou outros 100% compatíveis. A partir do fornecimento do pH original da água de irrigação, da sua alcalinidade total ou subdividida em CO₃^2- e HCO₃^- (em mmol L^-1), e da lâmina de irrigação utilizada durante o ciclo da cultura, o ALKA 1.0 fornece as quantidades de HCl, HNO₃, H₂SO₄ e H₃PO₄ que devem ser adicionadas à água de irrigação para que o seu pH atinja o valor estipulado pelo usuário. Além do volume de cada ácido a ser adicionado, o programa fornece a quantidade de nutrientes introduzidas pelos ácidos, na dosagem recomendada, bem como o custo total de cada uma das possíveis escolhas. Para tal, cadastram-se, inicialmente, a densidade e a pureza (%p/p) de cada ácido, bem como seu custo por litro. O ALKA 1.0 oferece, ainda, a opção de adições mistas dos diversos ácidos, visando não só à remoção da alcalinidade excessiva da água, mas também a um balanço adequado à cultura em questão dos nutrientes (N, P, S) adicionados via ácido. Por fim, o ALKA 1.0 oferece a possibilidade de trabalhar-se com bancos de dados, pré-cadastrados, que contêm informações sobre as origens (localidades) e fontes (rios, poços, lagos, açudes e outros) de diversas águas, além do seu pH e alcalinidade total. Desta forma, podem-se conhecer as características de manejo da alcalinidade dessas águas em função de características definidas pelo usuário, tais como um município em particular, determinada fonte, pH, e outros. O ALKA 1.0 foi validado com uma mistura sintética de CO₃^2- e HCO₃^-, com pH 9,19, em que se verificou a eficiência dos cálculos efetuados para o abaixamento do pH para 7,0, 6,5 e 5,5; e com amostras de águas naturais, para o abaixamento do pH para 6,5 e 6,0; obtendo-se resultados bastante satisfatórios. A redução do pH das amostras naturais para 5,0 não foi eficiente.

Termos de indexação: manejo de alcalinidade, águas alcalinas, software.

SUMMARY

Excessive alkalinity of fertigation waters can create a series of problems such as the blockage of water emitters, carbonate precipitation and the reduction of micronutrient availability for crops. A software, ALKA 1.0, was developed in CLIPPER 5.2, to help manage the alkalinity of those waters. The Program runs in computers IBM-PC/XT/AT/PENTIUM or other 100% compatible. It is initiated with the input of the actual irrigation water pH, its total alkalinity, and the irrigation sheet used during the crop cycle from which ALKA 1.0 calculates the amounts of HCl, HNO₃, H₂SO₄ and H₃PO₄ to be added to the irrigation water to reach the target pH, specified by the user. Besides the volume of each acid, the Program calculates the amount of introduced nutrients by each one of the acids, and their total cost. For this, the density and purity (%w/w) of each acid, as well as their cost, per liter, have to be supplied by the user. ALKA 1.0 still offers the option of mixing different acids seeking the removal of the excessive alkalinity of the water, and also the appropriate nutrient (N, P, S) balance for the crop. Finally, ALKA 1.0 also works with databases with prior information on the origin (place) and sources (rivers, wells, lagoons, and others) of several waters, besides the pH and total alkalinity of these waters. In this way, the management of the alkalinity of those waters can be planned for a particular county, a given source, pH, and other characteristics defined by the user. ALKA 1.0 was validated with a mixture of CO₃^2- and HCO₃^-, pH 9.19, analyzing the program's performance in calculating acid volumes to decrease the solution pH to 7.0, 6.5 and 5.5, with quite satisfactory results. Natural water samples were also used to validate the program's performance with the decreasing of the samples'pH to 6.5 and 6.0 being quite satisfactory. The program was not efficient in reducing natural samples pH to 5.0.

Index terms: alkalinity handling, alkaline waters, software.

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AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Professor Maurício Paulo Ferreira Fontes do DPS/UFV, pelas valiosas sugestões, ao Laboratório de Análise de Água e Solo (LAAS) do Departamento de Solos da Escola Superior de Agricultura de Mossoró, por ter cedido as amostras das águas alcalinas, e ao Departamento de Química da UFV, onde foram efetuados os testes de validação do programa.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em março de 1998

Aprovado em dezembro de 1998

Referências bibliográficas

• AYERS, R.S. & WESTCOT, D.W. A qualidade da água na agricultura. Tradução de GHEYI, H.R.; MEDEIROS, J.F. & DAMASCO, F.A.V. Campina Grande, Universidade Federal da Paraíba, 1991. 218p. (Estudos FAO: Irrigação e Drenagem, 29)
• BABCOCK, K.L. & EGOROV, V.V. Chemistry of saline and alkali soil of arid zone. In: IRRIGATION, drainage and salinity. Paris: FAO/UNESCO, 1973. p.122-127.
• BASILE, G.M., ARIENZO, M. & ZENA. A. Soil nutrient mobility in response to irrigation with carbon dioxide enriched water. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 24:1183-1195, 1993.
• BIALCZYK, J.; LECHOWSKI, Z. & LIBIK, A. Growth of tomato seedlings under diferrent HCO₃^- concentrations in the medium. J. Plant Nutr., 17:801-8016, 1994.
• BURT, C. O'CONNOR, K. & RUEHR, T. Fertigation. San Luis Obispo: California Polytechnic State University, 1995. 295p. (Irrigation Training and Research Center)
• LINDSAY, W.L. Chemical equilibria in soils. New York, John Wiley & Sons, 1979. 449p.
• STORLIE, C.A. & HECKMAN, J.R. Soil, plant, and canopy responses to carbonated irrigation water. Hort Techn., 6:111-114, 1996.
• STRALEY, S.J. Clipper 5.2 - Programação avançada. 4.ed. Rio de Janeiro, Berkeley, 1994. 1118p.
• WHIPKER, B.E.; BAILEY, D.; NELSON, P.V.; FONTENO, W.C. & HAMMER, P.A. A novel approach to calculate acid additions for alkalinity control in greenhouse irrigation water. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 27:959-976, 1996.

Método computacional para correção da alcalinidade de águas para fertirrigação

A computational method for alkalinity correction of fertigation waters

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  07 Out 2014
• Data do Fascículo
  Jun 1999

Histórico

• Recebido
  Mar 1998
• Aceito
  Dez 1998