enxurrada influenciada pelo cultivo e manejo do
solo
I. BERTOL
1, A. PAZ
2& E. VIDAL
31 Departamento de Solos. Universidade do Estado de Santa Catarina. Av. Luiz de Camões 2090, CEP: 88500-000 Lages-SC, Brasil.
2 Facultad de Ciencias. Universidad de La Coruña. Campus de La Zapateira s/n, 15071 La Coruña, España.
3 Escuela Politécnica Superior. Universidad de Santiago de Compostela (USC). Campus universitario s/n, 27002 Lugo, España.
Resumo
O conhecimento da quantidade e distribuição de tamanho dos sedimentos transportados pela enxurrada, durante um evento de erosão hídrica, é importante para o adequado planejamento conservacionista do solo e do ponto de vista ambiental, porque diferentes tamanhos de sedimentos adsorvem diferentes quantidades de nutrientes, em especial o fósforo. Em um solo Hapludox típico no Planalto Sul Catarinense do Brasil, quantificaram-se os diferentes tamanhos de sedimentos transportados pela enxurrada da erosão hídrica sob chuva simulada. Estudaram-se os tratamentos solo sem cultivo (SC), preparo convencional (PC), semeadura direta em resíduo queimado (SQ), semeadura direta em resíduo dessecado (SD) e semeadura direta tradicional (ST). Sobre estes tratamentos foram aplicados cinco testes de chuva simulada com simulador de chuvas de braços rotativos, com intensidade constante de 64 mm h-1 e duração de uma hora. Determinou-se a distribuição de tamanho dos sedimentos transportados pela enxurrada e, nestes, foram determinados os teores de fósforo extraível e de potássio trocável. Os sistemas de manejo conservacionista do solo (SD e ST) apresentaram maior porcentagem de sedimentos de menor tamanho do que os demais tratamentos, na faixa de tamanhos entre < 0,037 mm e 0,250 mm. Os teores de fósforo apresentaram clara tendência de aumento nos sedimentos de menores tamanho nos tratamentos com cultivo do solo (PC, SQ, SD e ST). No solo sem cultivo não ocorreu tendência clara dos teores de fósforo em relação à distribuição de tamanho dos sedimentos. No caso dos teores de potássio nos sedimentos, ocorreu uma clara tendência de aumento nos sedimentos de maior tamanho nos tratamentos sem
mobilização do solo (SQ, SD e ST), contrariando o comportamento do fósforo, enquanto nos demais tratamentos nenhuma tendência foi verificada com relação aos tamanhos dos sedimentos.
Abstract
Knowledge about quantities and size distribution of sediments transported by water during water erosion events is important for an adequate conservation planning and because of environmental concerns. Moreover, sediments of different sizes are associated or adsorb nutrients at different rates, which is mainly true for phosphorus. Experiments were carried out on a Typic Hapludox in the Southern Plateau of Santa Catarina State, Brazil, in order to characterize the size of soil sediments transported by runoff generated by water erosion under simulated rainfall conditions. Following tillage treatments were considered: conventional tillage, without crop, i.e., bare soil (SC), conventional tillage (PC), no tillage on burnt residues (SQ), no tillage on dried residues (SD) and traditional no tillage (ST). On each treatment, five rainfall simulation tests were applied using a rotating-boom rainfall simulator operated at constant rainfall intensity of 64 mm mm h-1 during one hour. Size distribution of sediments transported by water runoff as well as extractable phosphorus and potassium contents of these sediments were determined. Two management systems taken into account soil conservation (SD and ST) were characterized by a higher proportion of fine sediments, fine sand and silt, i.e., in the size range between < 0.037 and 0.250 mm, than the remaining treatments. Phosphorus contents showed a clear trend to increase in the small-sized sediment fractions of the cropped treatments (PC, SQ, SD and ST). However, in the bare soil treatment, phosphorus content and sediment size distribution were not related and a clear trend between these variables was not shown. In the case of potassium content in sediments a clear trend was observed to increase it in the coarser sediments in treatments without soil removal by tillage (SQ, SD and ST), which is in contrast with the case of phosphorus. However, in the conventionally tilled treatments no trend was found between potassium content and sediment size.
Introdução
A erosão hídrica constitui-se num fator de grande importância na diminuição da capacidade produtiva do solo devido à remoção de nutrientes adsorvidos aos sedimentos minerais e orgânicos e solubilizados na água da enxurrada. Além disso, a erosão do solo promove o assoreamento e eutroficação das águas onde o material transportado é depositado comprometendo as águas superficiais.
Estudos relativos á eficacia de sistemas conservacionistas de manejo do solo e controle de perdas de nutrientes indican que o total de nutrientes perdidos por erosão hídrica decresce quando tais sistemas são utilizados em relação aos convencionais. Esta redução nos sistemas conservacionistas pode ser atribuída aos efeitos combinados do aumento da cobertura do solo com resíduos vegetais e conseqüente redução das perdas de solo e água, a pesar de, em geral, aumentar a concentração
dos nutrientes na água e no sedimento perdidos pela erosão hídrica em tais sistemas (Guadagnin et al., 2005).
O conhecimento da quantidade e distribuição de tamanho dos sedimentos transportados pela enxurrada, durante um evento de erosão hídrica, é importante para o planejamento conservacionista do solo e do ponto de vista ambiental, porque diferentes tamanhos de sedimentos adsorvem diferentes quantidades de nutrientes, em especial o fósforo. O tamanho dos sedimentos é influenciado, primeiramente, pelo tipo do solo e, secundariamente, pelo preparo, cobertura e manejo do solo. O preparo altera a qualidade e distribuição de tamanho dos sedimentos transportados pela erosão.
Em geral, sistemas de manejo conservacionista do solo produzem quantidades relativamente maiores de sedimentos de menor tamanho do que sistemas convencionais (Cogo et al., 1983; Gilley et al., 1987; Bertol et al., 1997). Sedimentos de menor tamanho, oriundos de preparos de conservacionista, por sua vez, em geral apresentam maiores teores de fósforo (Soileau et al., 1994) e, por isso, podem exercer impacto mais negativo do que os sedimentos de maior tamanho oriundos de preparos de solo convencional, no ambiente onde são depositados, em especial nas águas superficiais.
Material e métodos
O trabalho foi conduzido no campo, sendo o experimento implantado em um solo Hapludox típico localizado em São José do Cerrito (Estado de Santa Catarina- Brasil) a 28º55’44’’ de latitude ao Sul e 51º08’32’’ de lonxitude ao Oeste de Greenwich, com 846 m de altitude média, onde o clima é do tipo Cfb, ou seja, subtropical úmido, segundo a classificação de Köppen. Em condições naturais, o solo apresenta pH em água de 4,82.
Quantificaram-se em 2004 os diferentes tamanhos de sedimentos transportados pela enxurrada da erosão hídrica sob chuva simulada. Estudaram-se os tratamentos: 1) preparo convencional com uma aração + duas gradagens sem cultivo do solo (SC), 2) preparo convencional com uma aração + duas gradagens (PC), 3) semeadura direta em resíduo queimado onde o solo não recebeu preparo algum (SQ), 4) semeadura direta em resíduo dessecado onde o solo não recebeu preparo algum (SD) e 5) semeadura direta tradicional (ST), em duas repetições, totalizando dez parcelas experimentais com declividade média de 0,16 m m-1. Todos os tratamentos, com exceção do SC, foram sob cultivo de soja (Glycine max). Sobre estes tratamentos foram aplicados cinco testes de chuva simulada com simulador de chuvas de braços rotativos (Swanson, 1975), com intensidade constante de 64 mm h-1 e duração de uma hora.
Durante a aplicação de cada chuva simulada, foram feitas amostragens da enxurrada para posterior determinação das perdas de água e sedimentos. Determinou-se a distribuição de tamanho dos sedimentos transportados pela enxurrada e, nestes, foram determinados os teores de fósforo extraível e de potássio trocável. O fósforo nos sedimentos da erosão foi extraído com solução de duplo ácido (Mehlich-1), e a sua determinação foi feita por espetrofotometría. No caso do potássio nos
sedimentos da erosão a extração foi também pela solução Mehlich-1 e a determinação por fotometría de chama.