Chuva simulada em parcelas experimentais: um avanço no controle de variáveis e da

A contaminação de águas, superficiais e subterrâneas, pode ocorrer por meio de poluição difusa (fontes não pontuais) ou por fonte pontual de poluição. Compreende como fonte pontual, a poluição em que se consegue identificar facilmente sua fonte, ou emissor, como águas residuais de indústrias ou esgotos domésticos por exemplo. A poluição difusa pode ocorrer a qualquer momento e não se identifica fácil o emissor da poluição.

As práticas agrícolas podem contribuir com fontes difusas de poluição ao gerar resíduos de agrotóxicos e mudar a dinâmica de nutrientes, por exemplo (MANSOR et al., 2006). Essa poluição difusa e a consequente contaminação de águas superficiais ocorrem, principalmente, durante o processo de chuva-escoamento (LIU et al., 2014).

Avanços importantes ocorreram no controle da poluição de fontes pontuais, porém pouco progresso foi observado no controle da carga difusa, devido à defasagem espacial e temporal entre as ações de gestão tomada em escala local e a resposta do meio ambiente, que pode ser local ou regional (HERNANDEZ et al., 2013; BOURAOUI et al., 2014).

O controle da poluição difusa é difícil, também, devido à quantidade de parâmetros envolvidos nas análises e a grande parte desses parâmetros ser sensível ao clima, ao tipo de solo, ao uso da terra, levando a diferentes resultados para diferentes condições (LIU et al., 2014). Conduzir experimentos de escoamento superficial levando em conta as incertezas dessas variáveis é um desafio (ULRICH et al., 2013).

Neste contexto, houve avanço nos estudos realizados em parcelas experimentais que objetivam representar uma maior bacia hidrográfica em pequenas áreas que tenham condições semelhantes, permitindo um maior controle e entendimento das variáveis que influenciam na poluição difusa. Cada vez mais se utiliza também sistemas de simulações de chuva que podem simular diferentes durações e intensidades de chuva, reduzindo o tempo experimental (antes relacionado à ocorrência de chuvas “naturais”) e permitindo uma melhor observação da relação chuva-escoamento superficial (LIU et al., 2014).

Há uma menor influência das condições climáticas, além de possibilitar uma boa reprodutibilidade e de permitir uma boa configuração e controle dos parâmetros (ULRICH et al., 2013). Porém, é necessário ressaltar que as concentrações de herbicidas em corpos hídricos de bacias hidrográficas são geralmente menores do que os valores medidos em escoamento superficial ocorrido em parcelas experimentais (GAYNER et al., 1995). Segundo Ulrich et al. (2013), isso se deve provavelmente a diluição da água drenada, ao aumento do tempo de residência desses compostos em bacias hidrográficas e ao efeito da cobertura vegetal presente nessas áreas.

A poluição difusa ocasionada pela agricultura é normalmente estudada no âmbito de perdas de nutrientes, como nitrogênio e fósforo, e perda de herbicidas pelos escoamentos superficiais. A perda desses compostos no escoamento superficial é influenciada pelo tipo de manejo utilizado no cultivo e, também, por fatores físico-químicos como tipo e temperatura do solo (HAHN et al., 2012). No caso do transporte de herbicidas, as características físico- químicas da molécula também influenciam na sua perda, dificultando o entendimento das

46

reais contribuições destes produtos na contaminação dos corpos hídricos, pois, normalmente, não é utilizado somente um ingrediente ativo e sim uma mistura deles.

Diferentes parâmetros devem ser estudados em paralelo ao estudo da poluição das águas superficiais. O escoamento superficial está relacionado à quantidade de chuva, porém devem ainda ser considerados fatores como: intensidade e duração da chuva; condições iniciais de temperatura, vento, umidade do solo; tipo, temperatura, inclinação, umidade e propriedades hidráulicas do solo; a presença ou não de cobertura vegetal e matéria orgânica; tipo de manejo no cultivo; e outros (SANCHEZ et al., 2015; XING et al., 2016; LIU et al., 2014). Desse modo, há um crescente interesse pelo estudo desses fatores e suas influências nas perdas de nutrientes e herbicidas.

No caso dos herbicidas, a estes fatores podem ser adicionados o tipo de manejo, as características da chuva, a topografia e o intervalo de tempo entre a aplicação e o primeiro evento de chuva (ULRICH et al., 2013). Para os nutrientes, sua perda está associada, principalmente, à produção de sedimentos. Assim, ela é determinada indiretamente pelo aumento da intensidade de chuva, pois este aumento intensifica as taxas de escoamento superficial, de produção de sedimentos e, consequentemente, de perdas de nutrientes (XING et al., 2016).

Liu et al. (2014) avaliaram a perda de nutrientes, N e P, em parcelas experimentais localizadas no norte da China. Os autores avaliaram fatores como umidade do solo, quantidade de fertilizante adicionada, intensidade e duração de chuva, tempo de geração do escoamento e duração do escoamento. Os autores estudaram escoamento em parcelas experimentais de 4 m de comprimento por 3 metros de largura e perceberam que a quantidade mínima de chuva necessária para gerar escoamento é 5,1 mm com intensidade de chuva de 50 mm/h e com uma umidade do solo de aproximadamente 29,6 %. Além disso, a influência da umidade do solo é maior que a influência da intensidade de chuva quando se trata da geração de escoamento.

Os autores avaliaram que a quantidade de nitrogênio durante chuva forte foi maior que durante chuva moderada, porém, devido a diluição, a concentração de nitrogênio total expressou uma tendência a diminuir ao longo de um evento de chuva. Para o fósforo, os autores observaram que a perda de fósforo total também exibiu uma forte relação com a intensidade da chuva, sendo a quantidade de fósforo medida em condições de chuva intensa era maior que a medida em chuvas moderadas. As quantidades de nitrogênio e fósforo foram maiores durante o segundo evento de chuva em comparação com o primeiro, já as concentrações foram menores. Os autores avaliaram que o nitrogênio dissolvido é a forma

predominante da perda de nitrogênio, enquanto que para o fósforo sua maior perda é na sua forma particulada. Chen et al. (2012) encontraram resultados semelhantes para o nitrogênio.

Hahn et al. (2012) avaliaram a perda de fósforo em dois tipos de simulação de chuva: uma de intensidade média e outra de alta intensidade. Quando o solo já estava molhado antes do experimento, o escoamento foi gerado com mais intensidade, assim, para evitar esta interferência, as parcelas experimentais foram secas antes dos experimentos. A chuva de intensidade média não excedeu a taxa de infiltração do solo, mas deixou o solo encharcado, enquanto a chuva de alta intensidade foi suficiente para encharcar o solo em pontos específicos onde ela alcançava.

Os autores perceberam que as taxas de escoamento foram maiores no segundo evento de chuva em comparação ao primeiro evento e concluíram que as perdas de fósforo são mais sensíveis ao escoamento causado pela chuva de intensidade média do que pelo escoamento causado em chuvas intensas.

Mohamadi et al. (2015) estudaram o efeito de diferentes intensidades de chuvas na geração de escoamento. Chuvas mais intensas, de curta duração e alta frequência produzem mais escoamento e geram mais sedimentos. Em chuvas de baixas intensidades, a relação do evento de chuva com a perda de sedimentos do solo é linear, já em chuvas de alta intensidade ocorre o contrário.

Kloppel et al. (1994) analisaram o transporte de herbicidas isoproturon, diclorprop-p e bifenox em escoamentos superficiais causados por uma chuva simulada de intensidade de 70 mm/h em dois tipos de solo: solo nu, sem cobertura vegetal, e solo com cobertura vegetal. As parcelas experimentais tinham 4,6 m de comprimento e 1,5 m de largura e as coletas de amostras variaram de 2h até 14 dias após a aplicação dos herbicidas.

O isoproturon e diclorprop-p são solúveis em água, sendo seu transporte realizado principalmente pelo escoamento superficial, logo, a perda destes compostos depende do tempo em que se inicia o escoamento superficial e do total de escoamento gerado. Fatores como o tipo de solo, vegetação, inclinação da parcela, intensidade de chuva influenciam no tempo de início do escoamento superficial e, consequentemente, na perda desses compostos (KLOPPEL et al., 1994).

Para o bifenox, que é pouco solúvel, os autores concluíram que sua perda é ocasionada principalmente pela erosão do solo e deslocamento somente na fase de sedimentos. Em todos os escoamentos, a concentração de bifenox era aproximadamente igual no primeiro escoamento, logo o tempo de inicio do escoamento não interfere na perda desse composto. Nos eventos de chuvas realizados no solo com cobertura vegetal, mais de 90 % da chuva

48

infiltrou, e o escoamento demorou em torno de 20 minutos para começar. Nos solos sem cobertura vegetal, o escoamento começou entre 3 e 7 minutos e a quantidade de água infiltrada foi de aproximadamente 50 %.

Kloppel et al. (1994) observaram que nos solos com cobertura vegetal, há uma menor concentração de herbicida nas amostras de água coletadas, pois o total de água escoada também é menor. Nos dois solos, a concentração de herbicida diminui ao longo do evento de chuva. Os autores concluíram que a perda acumulativa de herbicida por escoamento superficial depende do fluxo acumulado de água, da perda acumulada de sedimentos do solo e da concentração de herbicida na água e na fase de sedimentos.

Ulrich et al. (2013) analisaram a perda dos herbicidas flufenacet, metazaclor e terbutilazine em micro parcelas de 0,2 m2 (inclinação de 6 %) em eventos de chuvas intermitentes com intensidade de 13 mm /h, em 4, 11, 18, 25, 32 e 39 dias após a aplicação do herbicida. Os herbicidas foram aplicados em solo nu, simulando a aplicação pré-emergente na agricultura com um borrifador a 50 cm acima da superfície do solo. As maiores concentrações encontradas no escoamento superficial medidas pelos autores for 3184 µg/L para o metazaclor, 661 µg/L para o terbutilazine e 207 µg/L para o flufenacet.

Como explanado, diversos autores em diferentes países estudam o transporte de nutrientes e herbicidas por escoamento superficial em parcelas experimentais. O interesse nesse estudo aumenta com o aumento da contaminação de corpos hídricos causada por poluição difusa e a vontade de entender melhor os parâmetros envolvidos nesses transportes.

Comparações dos resultados obtidos com dados da literatura muitas vezes não são possíveis devido ao grande número de variáveis encontradas em cada simulação para diferentes estudos (KLOPPEL et al., 1994). São muitos os ingredientes ativos de agrotóxicos espalhados no mundo, havendo uma ampla necessidade de se entender cada vez mais parâmetros e suas influências nos comportamentos desses produtos químicos nos corpos hídricos.

3. ANÁLISE DA PERDA DE AGROQUÍMICOS EM UMA BACIA