UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
ASPECTOS PEDOLÓGICOS RELACIONADOS À IRRIGAÇÃO EM
TABULEIROS COSTEIROS (PLATÔ DE NEÓPOLIS - SE)
LÚCIA RAQUEL QUEIROZ PEREIRA DA LUZ
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor em Agronomia - Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Energia na Agricultura).
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
ASPECTOS PEDOLÓGICOS RELACIONADOS À IRRIGAÇÃO EM
TABULEIROS COSTEIROS (PLATÔ DE NEÓPOLIS - SE)
LÚCIA RAQUEL QUEIROZ PEREIRA DA LUZ
Orientador: Prof. Dr. Sérgio Lázaro de Lima
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor em Agronomia - Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Energia na Agricultura).
BOTUCATU-SP
OFERECIMENTO
AGRADECIMENTOS
A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa, pela oportunidade de aperfeiçoamento profissional.
A Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista por proporcionar todas as condições para a realização do curso e execução do trabalho de tese.
A Universidade de La Coruña – Espanha pelo Estágio de Doutorado, pela possibilidade de realizar análises físicas, mineralógicas e micromorfológicas e, especialmente, pela oportunidade de trocar experiências com professores e técnicos ligados àquela instituição. A Capes, pela concessão de bolsa de estudos para a realização do Estágio de Doutorado na Espanha.
A Ascondir – Associação dos Concessionários do Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis pelo apoio nos trabalhos de campo e pelas informações que nos foram concedidas
Ao Professor Dr. Sérgio Lázaro de Lima pela eficiente orientação e por tudo que viabilizou para a consecução deste trabalho.
Ao Dr. Doracy Pessoa Ramos e ao Dr. Celso Wainer Manzatto, Chefes Gerais da Embrapa Solos durante o meu curso de Doutorado, pelo apoio irrestrito.
Ao Dr. Ênio Fraga da Silva, meu conselheiro acadêmico, por sua orientação, pelo acompanhamento do meu curso e pela certeza de sua inestimável amizade.
Ao Dr. Lafayette Franco Sobral e ao Dr. Edmar Ramos de Siqueira, Chefes Gerais da Embrapa Tabuleiros Costeiros pelo apoio quanto aos trabalhos de campo e laboratório, executados naquela Unidade da Embrapa.
Ao Dr. José Roberto Rodrigues Peres por sempre se fazer presente quando preciso.
Ao Dr. José Coelho de Araújo Filho por todos os ensinamentos, esclarecimentos prestados e especialmente por ter me ajudado na identificação das áreas amostradas.
Ao Professor Dr. Carlos Antônio Gamero e ao Professor Dr. Leonardo Theodoro Büll, Diretores da Faculdade de Ciências Agronômicas, durante o período do curso, por todo o apoio que me foi prestado.
Ao Professor Dr. Kleber Pereira Lanças, pelas informações e providências sempre precisas em questões referentes ao curso e ao estágio de Doutorado na Espanha.
Ao Professor Dr. Antônio Paz González, meu “Maestro” na Universidade da Coruña, por sua constante atenção, pelas providências no sentido de viabilizar com eficácia tudo o que se fez necessário para que as etapas do meu estágio fossem cumpridas satisfatoriamente e, especialmente, por sua inesgotável capacidade de ser amigo e sempre se colocar a disposição para tornar tudo mais fácil em sua terra.
A Professora Dra. Marlene Cristina Alves, pelo seu apoio indispensável para a consecução do estágio na Espanha.
Ao Dr. Aguinaldo Pereira Araújo, Gerente da ASCONDIR – Associação dos Concessionários do Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis, pelo apoio, pelas informações referentes ao Distrito de Irrigação e pelo incentivo ao nosso trabalho.
Ao Dr. Cristiano Gama Andrade e ao Dr. Clóvis Sobral Junior, concessionários das áreas estudas, pela compreensão, consentimento e pelo apoio para que fossem realizados os trabalhos de campo.
Ao Engenheiro Agrônomo Dr. Elmo Clark Gomes, pela ajuda nos trabalhos de campo.
Ao Dr. Fernando Luis Dultra Cintra, Pesquisador Científico da Embrapa Tabuleiros Costeiros, pelo apoio nos trabalhos de campo e laboratório.
Ao Dr. Joézio Anjos, Pesquisador Científico da Embrapa Tabuleiros Costeiros, pelo companheirismo, especialmente na etapa de coleta de amostras de solos para estudo da curva de retenção de umidade.
Ao Dr. Daniel Vidal Perez, pelo apoio quanto às análises de óxidos por ataque sulfúrico. Ao Professor Dr. Marcos Gervásio Pereira, Professor da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, pelo apoio com relação às análises de óxidos de ferro.
Ao Professor Dr. Antônio José Rinaldi Nardy, da Unesp Rio Claro, pela análise química total por fluorescência de raios-X e por sua atenção e boa vontade em ensinar a metodologia. Ao Professor Dr. Dirceu Maximino Fernandes, responsável pelo laboratório de Química de Solos da Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp, pelas análises químicas.
Ao Laboratorista Roberto Alves de Souza, da Embrapa Tabuleiros Costeiros, pelo apoio nos trabalhos de análise da curva de retenção de umidade dos solos.
Ao Laboratorista Carlos Carballeira, Técnico da Universidade de La Coruña pela dedicação em apoiar-me nos trabalhos realizados na Espanha.
SUMÁRIO
1 RESUMO ...1
2 SUMMARY ...2
3 INTRODUÇÃO...3
4 REVISÃO DE LITERATURA ...6
4.1 Tabuleiros Costeiros ...6
4.2 Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis ...8
4.3 Demandas de Pesquisa ...9
4.4 Pedogênese ...10
4.4.1 Fatores de formação dos solos...10
4.4.2 Processos de formação dos solos...12
4.5 Solos dos Tabuleiros Costeiros ...19
4.6 Dinâmica da água em solos de Tabuleiros Costeiros ...22
5 MATERIAL E MÉTODOS...26
5.1 Caracterização da área ...26
5.2 Descrição morfológica e amostragem dos perfis...33
5.3 Análises Físicas ...39
5.4 Análises Químicas ...40
5.4.1 Complexo sortivo ...40
5.4.2 Matéria Orgânica ...40
5.4.3 Óxidos...40
5.4.4 Análise química total ...41
5.5 Análises Mineralógicas ...41
5.6 Análises Micromorfológicas ...42
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...43
6.1 Características morfológicas...43
6.2 Características físicas ...55
6.3 Características químicas ...68
6.3.1 Dados químicos relacionados à fertilidade do solo ...68
6.3.2 Análise química total ...71
6.3.3 Balanço geoquímico de massa...74
6.4 Mineralogia...79
6.5 Micromorfologia...89
6.6 Considerações finais ...96
7. CONCLUSÕES ...97
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...98
LISTA DE QUADROS
Página Quadro 1 – Posicionamento geográfico dos perfis estudados... 37 Quadro 2 – Características morfológicas dos perfis da primeira toposseqüência da área irrigada...
49 Quadro 3 – Características morfológicas dos perfis da segunda toposseqüência da área irrigada...
50 Quadro 4 – Características morfológicas dos perfis da terceira toposseqüência da área irrigada... 51 Quadro 5 – Características morfológicas dos perfis da primeira toposseqüência da área em pousio... 52 Quadro 6 – Características morfológicas dos perfis da segunda toposseqüência da área em pousio... 53 Quadro 7 – Características morfológicas dos perfis da terceira toposseqüência da área em pousio... 54 Quadro 8 – Características físicas do perfil 4 – terço superior da área irrigada... 56 Quadro 9 – Características físicas do perfil 8 – terço médio da área irrigada... 56 Quadro 10 – Características físicas do perfil 9 – terço inferior da área irrigada... 56 Quadro 11 – Características físicas do perfil 10 – terço superior da área em pousio... 57 Quadro 12 – Características físicas do perfil 14 – terço médio da área em pousio... 57 Quadro 13 – Características físicas do perfil 18 – terço inferior da área em pousio... 57 Quadro 14 – Umidade na capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível em perfis dos terços superior, médio e inferior das áreas irrigadas e em pousio...
Página Quadro 18 - Características químicas do solo do terço médio da área irrigada (perfil
8)... 69
Quadro 19 – Características químicas do solo do terço inferior da área irrigada (perfil 9)... 69
Quadro 20 – Características químicas do solo do terço superior da área em pousio (perfil 10)... 70
Quadro 21 – Características químicas do solo do terço médio da área em pousio (perfil 14)... 70
Quadro 22 – Características químicas do solo do terço inferior da área em pousio (perfil 18)... 70
Quadro 23 – Análise química total de perfis dos terços superior, médio e inferior das áreas irrigada e em pousio... 73
Quadro 24 – Balanço geoquímico de massa comparativo entre perfis da área irrigada e em pousio... 78
Quadro 25 - Ferro total (Fet), livre (Fed) e amorfo (Feo) e suas relações em perfis dos terços superior, médio e inferior das áreas irrigada e em pousio... 88
Quadro 26 – Análise química total dos perfis do terço superior da área irrigada... 166
Quadro 27 – Análise química total dos perfis do terço médio da área irrigada... 166
Quadro 28 – Análise química total dos perfis do terço inferior da área irrigada... 167
Quadro 29 – Análise química total dos perfis do terço superior da área em pousio... 167
Quadro 30 – Análise química total dos perfis do terço médio da área em pousio... 168
Quadro 31 – Análise química total dos perfis do terço inferior da área em pousio... 168
Quadro 32 - Balanço geoquímico de massa dos perfis do terços superior das áreas irrigada e em pousio... 170
Quadro 33 - Balanço geoquímico de massa dos perfis do terço médio das áreas irrigada e em pousio... 171
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 1 – Balanço hídrico da região... 29
Figura 2 – Área deprimida formando bolsão de água confinada... 30
Figura 3 – Relevo da área……….. 31
Figura 4 – Panorâmica das áreas estudadas... 34
Figura 5 – Esquema da distribuição dos perfis nas áreas estudadas... 35
Figura 6 – trincheiras da área irrigada – terços superior, médio e inferior... 36
Figura 7 – Trincheiras da área em pousio – Terços superior, médio e inferior... 36
Figura 8 - Perfil do terço superior da área irrigada... 45
Figura 9 - Perfil do terço médio da área irrigada... 45
Figura 10 - Perfil do terço inferior da área irrigada... 45
Figura 11 - Perfil do terço superior da área em pousio... 45
Figura 12 - Perfil do terço médio da área em pousio... 45
Figura 13 - Perfil do terço inferior da área em pousio... 45
Figura 14 – Saprolito observado a 240 cm de profundidade no terço inferior da área em pousio... 48
Figura 15 – Saprolito observado a 240 cm de profundidade no terço inferior da área irrigada... 48
Figura 16 - Curvas características de retenção de água no solo dos perfis do terço superior da área irrigada (perfil 4) e da área em pousio (perfil 13)... 65
Figura 17 - Curvas características de retenção de água no solo dos perfis do terço médio da área irrigada (perfil 5) e da área em pousio (perfil 14)... 66
Página Figura 19 – Difractogramas de raios-X da fração argila do terço superior da área irrigada
(a) horizonte eluvial E2 (20-40cm); (b) horizonte Bt1 (80-120cm) e (c) horizonte Bt2 (120-200cm+). Ct – Caulinita; Gt – Goethita...
82
Figura 20 – Difractogramas de raios-X da fração argila do terço médio da área irrigada (a) horizonte eluvial E2 (20-50cm); (b) horizonte Bt1 (100-160cm) e (c) horizonte Bt2 (160-200cm+). Ct – Caulinita; Gt – Goethita...
83
Figura 21 – Difractogramas de raios-X da fração argila do terço inferior da área irrigada (a) horizonte eluvial E2 (20-50cm); (b) horizonte Bt1 (100-160cm) e (c) horizonte Bt2 (160-200cm+). Ct - Caulinita; Gt - Goethita; Mi – Mica...
84
Figura 22 – Difractogramas de raios-X da fração argila do terço superior da área em pousio (a) horizonte eluvial E2 (20-40cm); (b) horizonte Bt1 (80-120cm) e (c) horizonte Bt2 (120-200cm+). Ct – Caulinita; Gt – Goethita...
85
Figura 23 – Difractogramas de raios-X da fração argila do terço médio da área em pousio (a) horizonte eluvial E2 (20-50cm); (b) horizonte Bt1 (100-160cm) e (c) horizonte Bt2 (160-200cm+). Ct – Caulinita; Gt – Goethita...
86
Figura 24 – Difractogramas de raios-X da fração argila do terço inferior da área em pousio (a) horizonte eluvial E2 (20-50cm); (b) horizonte Bt1 (100-160cm) e (c) horizonte Bt2 (160-200cm+). Ct - Caulinita; Gt - Goethita; Mi – Mica...
87
Figura 25 – Fotomicrografias dos perfis das áreas irrigadas e em pousio a 40 cm de
profundidade... 91 Figura 26 - Fotomicrografias dos perfis das áreas irrigadas e em pousio a 70 cm de
profundidade... 92 Figura 27 - Fotomicrografias dos perfis das áreas irrigadas e em pousio a 130 cm de
profundidade... 93 Figura 28 - Fotomicrografias dos perfis das áreas irrigadas e em pousio a 180 cm de
profundidade... 94 Figura 29 - Fotomicrografias dos perfis do terço médio das áreas irrigadas e em
pousio...
1 RESUMO
Em extensas áreas planas, processos pedogenéticos relacionados às condições de drenagem, que em amplos tabuleiros ocorrem de maneira fechada, concentrando o excesso de água em pequenas depressões, atuam sobre os solos modificando suas propriedades. Estudar aspectos pedológicos relacionados à agricultura irrigada, buscando relacionar aspectos edáficos com a dinâmica da água nos perfis e ao longo do relevo, foi o objetivo deste trabalho. Foram descritos e amostrados perfis nos terços superior, médio e inferior em área com declividade média de 1,3%, cultivada com citros sob irrigação localizada e em outra área adjacente sob as mesmas condições de relevo, mantida em pousio há mais de 10 anos. Foram feitas análises físicas, químicas, mineralógicas e micromorfológicas. O estudo concluiu que as diferenças entre os perfis refletem as condições de drenagem impostas pelo relevo e que as diferenças entre os horizontes dos perfis, principalmente quanto à granulometria e estrutura, proporcionam condições diferenciadas de retenção e infiltração e água no solo, favorecendo o fluxo lateral e o acúmulo de água em camadas mais profundas das áreas mais baixas da encosta, influenciando processos pedogenéticos relacionados à hidrólise. Concluiu ainda que para a preservação ambiental e a sustentabilidade da citricultura faz-se necessário buscar soluções para possibilitar melhor eficiência de uso da água, considerando a variabilidade dos solos e as condições impostas pelo relevo.
2 SUMMARY
The aim of this work was studding pedologic aspect related to irrigated agriculture in plan surfaces, where the drainage is closed, concentrating the excess of water in small depths, act on the soils modifying its prorieties. Soil profiles were described and analyzed on the superior, medium and lower positions of the hill in a flat area (average of declivity 1,3%) cultivated with citric plants by micro sprinkler in comparison to a neighbor area, with de same relief conditions, kept without cultivation by a superior time ten years. Physical, Chemical, mineralogical and micromorphological analysis were done, relating these characteristics to the pedogenetics procedures involved on those soil formations. The study concluded that differences between the profiles of the areas with the irrigated cultivation and non cultivated, based on the morphologic, physical, chemical and micromorphological proves the conditions of drainage imposed by the positioning of the soil on the landscape and that the adding of water have provided conditions of flooding on deep layers of the soil accelerating pedogenetics procedures. For the environment preservation and the sustainability of the fruit culture in similar areas to the studied is necessary to search solutions to provide efficiency of the use of the water added to the soil by irrigation, considering the variability of the soils and the imposed conditions by the relief in relation to natural draying.
3 INTRODUÇÃO
Os Tabuleiros Costeiros estendem-se pela costa brasileira, desde o Amapá até o Rio de Janeiro. No litoral do Nordeste, abrangem uma área aproximada de 100.000 km2. Embora representem menos de 6% da região, é nesta unidade de paisagem onde são encontradas as grandes cidades (incluindo oito das nove capitais dos Estados) e onde se desenvolvem importantes culturas, tendo os produtores rurais a vantagem de contar com infra-estrutura instalada de industrialização, comercialização e transporte. Na região dos tabuleiros costeiros ocorrem as maiores precipitações do Nordeste.
Neste contexto, às margens do Rio São Francisco, no extremo norte do Estado de Sergipe, desenvolve-se o Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis, uma iniciativa pioneira de agricultura irrigada nos Tabuleiros Costeiros. Em 7.230 ha. irrigáveis (mais de 4.300 já instalados), empresas agrícolas estão implantando e conduzindo grandes pomares sob irrigação localizada (microaspersão e gotejamento). Está prevista para 2009 (quando do pleno desenvolvimento do projeto), a geração de 15.000 empregos diretos na agricultura e agroindústria, devendo a produção superar 340 mil toneladas de frutas/ano, com receita bruta anual de aproximadamente US$ 42 milhões.
rurais, destacam-se estudos dos solos e da evolução das paisagens buscando a sustentabilidade da agricultura e a preservação ambiental. Para tanto, é necessário desvendar a natureza dos solos, a partir de sua gênese, para que seja possível buscar soluções para potencializar sua utilização (EMBRAPA, 1994; NOGUEIRA, 1996; TAVARES et al., 1998).
Os solos desta unidade de paisagem são geralmente profundos e apresentam como principais limitações agrícolas: baixa capacidade de retenção de água e nutrientes, devido à sua composição granulométrica composta por argilas cauliníticas e sesquióxidos de ferro e alumínio, baixos teores de silte e fração areia formada quase que unicamente por grãos de quartzo, o que confere a estes solos, baixo poder tampão, devido à quantidade reduzida de colóides. Tais limitações são geralmente agravadas pela presença de camadas coesas (camadas endurecidas, quando secas, que se tornam friáveis quando úmidas), que restringem a profundidade efetiva, fazendo com que as raízes das plantas fiquem confinadas a 20-30 cm, prejudicando a produção e a longevidade das culturas (ARAÚJO FILHO et al., 1999). Entretanto, quando cultivados com irrigação localizada, com aporte controlado e freqüente de água e nutrientes, tais limitações são contornadas (NOGUEIRA et al., 1997).
Em áreas com cultivos dependentes de chuvas, as pesquisas estão voltadas para o aprofundamento das raízes e a melhor disponibilização de água e nutrientes para as plantas, objetivando melhor produtividade e longevidade das culturas. Entretanto, em áreas irrigadas, estudos sobre a dinâmica de água, visando à sustentabilidade da atividade agropecuária e a preservação ambiental, são prioritários (NOGUEIRA, 1996).
Os solos de tabuleiros costeiros apresentam grande variabilidade espacial, mesmo quando em relevo plano. Tal diversidade, regida por processos pedogenéticos, parece estar ligada às condições de drenagem, que em amplos tabuleiros ocorrem de forma fechada, concentrando a água excedente em pequenas depressões, onde ocorrem solos com horizontes endurecidos (duripãs e fragipãs).
pesquisa com o objetivo de estudar a variabilidade desses solos ao longo de toposseqüências, buscando caracterizar aspectos pedológicos e discutir processos pedogenéticos relacionados à agricultura irrigada desenvolvida em amplos tabuleiros, característicos no Distrito de irrigação do Platô de Neópolis.
4 REVISÃO DE LITERATURA
4.1 Tabuleiros Costeiros
Os tabuleiros costeiros estendem-se pela costa brasileira, desde o Amapá até o Rio de Janeiro. Compreendem platôs de origem sedimentar que apresentam grau de entalhamento variável. Geologicamente, estão relacionados à Formação Barreiras. Suas rochas sedimentares, predominantemente arenito síltico-argilosas, apresentam coloração variegada, estratificação oblíqua e leitos horizontais. Tais sedimentos sobrepõem-se ora a rochas pré-cambrianas, ora a rochas cretáceas. (MABESOONE; ALHEIROS, 1988). Datam do Terciário, tendo sofrido remobilização durante o período Quaternário, quando ocorreram sucessões de processos pedogenéticos (RIBEIRO, 2001).
Devido à sua disposição topográfica, favorável à mecanização, às condições climáticas e à infra-estrutura de industrialização, comercialização e transporte esta faixa de terra (aproximadamente 100.000 km2), desempenha um papel importante na agropecuária da região Nordeste. A produção agrícola dos tabuleiros costeiros corresponde a aproximadamente 26,4% do PIB gerado pelas culturas temporárias e 38,2% do PIB gerado pelas culturas permanentes na Região Nordeste (CINTRA et al., 1997).
(fragipãs e duripãs) em profundidades superiores a 80 cm. Nas depressões maiores, são encontrados Espodossolos (JACOMINE, 1974).
Em depressões fechadas, é comum encontrar-se a seqüência Latossolos - Argissolos Amarelos - Argissolos Acinzentados – Espodossolo (RIBEIRO, 2001).
Argissolos são solos minerais que apresentam horizonte B textural com argila de atividade baixa imediatamente abaixo do horizonte A ou E. Os Argissolos Amarelos são definidos como solos com matiz mais amarelo que 5YR na maior parte dos primeiros 100 cm do horizonte B (inclusive BA). Os Argissolos Acinzentados são solos com matiz mais amarelo que 5YR e valor 5 ou maior e croma menor que 4 na maior parte dos primeiros 100 cm do horizonte B (inclusive BA). Os Espodossolos são constituídos por material mineral, apresentando B espódico, imediatamente abaixo de horizonte E ou A dentro de 200 cm da superfície do solo ou de 400 cm de profundidade, se a soma dos horizontes A + E ou horizonte hístico + horizonte E ultrapassar 200 cm de profundidade (EMBRAPA, 1999).
Os solos desenvolvidos nos tabuleiros costeiros são geralmente profundos. Entretanto, sua profundidade efetiva é definida pela presença de camadas coesas que dificultam o desenvolvimento das raízes. De uma maneira geral, estes solos apresentam como principais limitações: baixa capacidade de retenção de água e nutrientes (JACOMINE, 1996).
O caráter coeso é observado em condições naturais, principalmente em horizontes transicionais, podendo atingir o horizonte B latossólico ou B textural. Sua textura varia de média a muito argilosa. Geralmente ocorre entre 0,30 e 0,70m de profundidade (JACOMINE, 1996; RIBEIRO, 2001).
Quando seca, a camada coesa do perfil do solo exerce forte resistência à penetração, reduzindo a profundidade efetiva do solo e limitando o desenvolvimento das raízes das plantas. Influencia no teor de água disponível, na aeração e na absorção de nutrientes, definindo, portanto, a produtividade, sanidade e longevidade das culturas (CINTRA et al., 1997; RESENDE, 2000).
Características químicas como baixa fertilidade natural, acidez elevada e alta saturação por alumínio, estão associadas aos solos que apresentam o caráter coeso, contribuindo para dificultar o desenvolvimento radicular e a atividade microbiana (RESENDE, 2000; SOUZA, 1997).
Entre as características dos horizontes que apresentam o caráter coeso, destacam-se ainda: ausência de organização estrutural visível, apresentando-se geralmente maciça, variando entre moderadamente coesa a coesa; consistência seca variando entre dura a extremamente dura; consistência úmida variando entre friável e firme; densidade do solo mais elevada que nos horizontes subjacentes; saturação por base baixa (V<50%), teor de ferro (determinado pelo ataque sulfúrico) inferior a 80 g kg-1 e Ki igual ou superior a 1,7 (EMBRAPA, 1999).
4.2 Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis
No extremo norte do Estado de Sergipe, na Unidade de Paisagem Tabuleiros Costeiros, foram implantados grandes pomares, conduzidos em sua grande maioria, por sistemas de irrigação localizada, no Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis.
No Platô de Neópolis existem áreas localizadas com drenagem deficiente em solos que se desenvolveram sobre arenito. Em algumas destas áreas são formados bolsões de águas confinadas nas depressões. A origem deste relevo pode estar relacionada à perda de caulinita por drenagem interna, provocando subsidência dos extratos sobrepostos. Nestas depressões, predominam solos arenosos (SERGIPE, 1992).
mercado interno. De acordo com estudos de viabilidade, foram selecionados os cultivos de manga, acerola, abacaxi, atemóia, mamão, maracujá, banana, uva, figo, tâmara, kiwi, coco, caju, e citros (laranja, tangerina e limão). Foi concebido mediante uma parceria entre Governo do Estado e empresários da iniciativa privada, competindo ao primeiro o planejamento e a instalação da infra-estrutura de irrigação fora dos lotes e aos segundos, os investimentos nas parcelas, a implantação das culturas e a comercialização dos produtos. As terras são exploradas em regime de concessão de direito real de uso, em parceria com o Governo. A administração do Distrito é feita por uma Associação de Concessionários que tem como atribuições: o gerenciamento do projeto, a realização de ações que estimulem o desenvolvimento regional, o incremento da produção, a comercialização dos produtos e o treinamento do pessoal (MOTA, 1999). A previsão para o ano de 2009, quando está prevista a estabilidade do Projeto, é um volume de produção anual da ordem de 340.000t, gerando uma receita bruta de US$ 42.000.000,00 (com custos estimados em US$ 9.300.000,00) e 15.000 empregos diretos na agricultura e na agroindústria, além dos benefícios sócio-econômicos para a região (SERGIPE, 1992).
Numa área total de 10.432 ha., o distrito dispõe de estrutura instalada capaz de manter em funcionamento sistemas de irrigação para atender aos 7.230 ha. irrigáveis. É cortado por uma malha de estradas vicinais ligadas às rodovias estaduais SE 304 e SE 202 que dão acesso à rodovia federal BR 101.
4.3 Demandas de Pesquisa
Dentre as demandas de Pesquisa e Desenvolvimento prospectadas para a região dos Tabuleiros Costeiros junto a pesquisadores, professores, produtores e empresários rurais, estão indicados como prioritários os estudos dos solos e da evolução das paisagens, buscando a preservação desta Unidade Geoambiental, bem como a sustentabilidade da agricultura desenvolvida na região (EMBRAPA 1994; NOGUEIRA, 1996; TAVARES et al. 1998).
nutrientes para as plantas, em busca de melhores produtividades e longevidade das culturas (CINTRA, 1997). Entretanto, em solos de tabuleiros irrigados, são prioritários estudos sobre a dinâmica de água, visando a sustentabilidade da atividade agropecuária e a preservação ambiental (NOGUEIRA, 1997).
4.4 Pedogênese
A gênese de solos ou pedogênese é entendida como uma série de processos, a partir dos quais o material de origem transforma-se em solo ou um determinado solo sofre modificações. Tais transformações são regidas por fatores que influenciam os processos de formação e, conseqüentemente, as propriedades dos solos. Modificações nos fatores de formação implicam, portanto, em alterações nos processos de formação e nas características dos solos. A pedogênese pode ser explicada a partir de enfoques baseados em fatores de formação (DOKUCHAIEV, 1899; JENNY, 1941); em processos de formação (SIMONSON, 1959) ou em relações solo-paisagem (GERARD, 1981).
Caracterizar os solos da forma mais ampla possível, avaliando os fatores e processos que interferem em sua gênese é o caminho para entender a diversidade dos solos na paisagem.
4.4.1 Fatores de formação dos solos
A ciência das paisagens precede ao conceito de pedogênese. Esta ciência nasceu na Rússia, a partir dos trabalhos de Dokuchaiev, no final do século XIX. Em seus trabalhos, a noção de paisagem se impõe ao contexto do planejamento de divisão regional, definindo como princípio de análise das referências geográficas e geomorfológicas, os contrastes biogeográficos dos solos e do clima (FROLOVA, 2000).
Com base nos conceitos definidos por Dokuchaiev, Jenny (1941) formulou a seguinte expressão:
S = f (clima, organismos, material de origem, relevo, tempo).
O solo, função de seus fatores de formação, ficou definido como o resultado da ação do clima e de organismos atuando sobre determinado material de origem, em determinado relevo e durante certo tempo.
Jenny (1941) observou situações em que, a exceção de apenas um dos fatores, os demais são constantes, e criou os conceitos de climo, bio, lito, topo e cronosseqüências.
4.4.2 Processos de formação dos solos
Os processos pedogenéticos consistem em um conjunto de reações e redistribuições que transformam o material originário em solo com certo grau de organização e com diferenciação de horizontes. Tais processos são intimamente relacionados com os fatores de formação que prevalecem e se prolongam por tempo suficiente para que os processos se estabeleçam. A atuação de cada fator de formação pode fazer variar a velocidade e também a seqüência dos processos de formação dos solos. Alguns aspectos de um solo são definidos sob condições pretéritas, enquanto outras correspondam a processos de formação atuais (MUHS, 1984).
A pedogênese deve ser considerada não só como um processo progressivo. Ela engloba também processos regressivos ligados à degradação do solo por erosão superficial ou por processos de pedoturbação ocasionados, por exemplo, pela ação da fauna do solo ou por umedecimento e secagem do solo. Os processos de formação dos solos são complexos devido à ação conjunta de diversos agentes que interferem com diferentes intensidades e velocidades. São agrupados como: adições ao solo, transformações internas, translocações internas, perdas a partir da superfície, perdas a partir da subsuperfície (PORTA, 1999).
O presente estudo enfoca o efeito da adição freqüente de água via irrigação localizada, bem como da adição de fertilizantes e corretivos na área cultivada, em contraste com a área em pousio; translocações dentro do solo (eluviação, iluviação, argiluviação) e transformações no solo tais como desenvolvimento de feições redoximórficas, devidas à hidromorfia (ferralitização, xantização e gleização). Perdas de elementos serão analisadas por balanço geoquímico de massa a partir de dados da análise química total.
Eluviação-Iluviação
Referências aos processos de eluviação/iluviação mecânica de argila estão geralmente associadas à diferenciação textural entre horizontes de Argissolos. Entretanto, Brewer (1968) e Mckeague et al. (1978) quantificaram a argila iluviada em horizontes subsuperficiais de solos com alto gradiente textural mediante análises micromorfológicas e afirmaram que a argila translocada dentro do perfil representou uma parcela muito pequena em relação à argila total, concluindo que outros processos, além da eluviação/iluviação podem estar envolvidos na diferenciação dos teores de argila entre os horizontes.
Almeida et al. (1997), buscando avaliar a influência de processos deposicionais, bem como a ação da ferrólise como possíveis causas da diferenciação textural dos solos, concluíram que a formação do contraste textural em Argissolos, gerando acentuada anisotropia vertical entre os horizontes, induz a saturação temporária de água nos horizontes transicionais e, portanto, a alternância de processos de oxirredução nesses horizontes, favorecendo a dissolução e remoção de ferro e a destruição de argilominerais.
Argiluviação
Processo de acúmulo de argila translocada, geralmente na forma dispersa. Em solos ácidos ou sódicos, em que se estabelece forte dispersão, este processo se estabelece. As partículas de argila fina (<0,02µm) são as mais susceptíveis à translocação, formando filmes de argila em torno dos poros (DORRONSORO et al., 1988).
Condições de hidromorfismo temporário (QUEIROZ NETO et al., 1981), bem como a ação mecânica do fluxo lateral de água (VIDAL-TORRADO et al., 1999), favorecem o transporte de argila tanto verticalmente no perfil do solo, quanto lateralmente, ao longo do relevo.
Hidromorfia
marcantes estão a coloração e a textura. O aporte de água, as condições de drenagem e a diferença textural entre os horizontes dos perfis, promovendo diferentes velocidades de infiltração, definem as condições hidromórficas dos solos (DORRONSORO et al., 1988).
Ucha (2000) e Carvalho (2001) observaram relações entre depressões que apresentam drenagem fechada e processos geológicos sobre a cobertura pedológica. Afirmaram que tais processos proporcionam modificações sensíveis na dinâmica da cobertura pedológica, gerando as depressões que, por apresentarem comportamentos hidrodinâmicos diferenciados, originam um padrão de distribuição de solos em íntima associação com características bioclimáticas determinadas por processos biogeoquímicos.
Em condições hidromórficas há redução de oxigênio dissolvido, podendo ocorrer total ausência quando a água permanece estancada no solo. Nestas condições, os microrganismos consumirão rapidamente todo o oxigênio dissolvido na água. Temperatura superior a 5ºC facilita a ação de microrganismos que atuam como catalisadores nas reações de oxirredução. Normalmente a saturação de água do solo não é homogênea. Há um gradiente vertical marcado pela diferença de condições de hidromorfia. O gradiente textural entre o horizonte eluvial (E) e o horizonte de acumulação de argila (Bt), proporciona forte diferenciação nas condições de drenagem interna do perfil. Solos que apresentam tais perfis são característicos de regiões de clima com marcante contraste entre as estações secas e chuvosas. Neles, as marcas da hidromorfia ficam limitadas a horizontes que apresentam mosqueados avermelhados sobre matriz cinza ou coloração variegada, sem que haja descoloração da matriz do solo como um todo (DORRONSORO et al., 1988).
manganês neoformados. Neste estágio o solo já é considerado hidromórfico, permanecem totalmente saturados durante alguns dias e esta situação se repete várias vezes por ano, ocorre redução de ferro e manganês no interior dos agregados e recobrirão a superfície destes em períodos de aridez, quando ocorre oxidação e imobilização. O estágio três é caracterizado por manchas de baixo croma. Ocorre em solos que são submetidos a longos períodos de saturação de água. Trata-se de um solo com forte hidromorfia, que apresentam mosqueados com croma inferior a 2, bastantes diferenciados, e superfície completamente descorada. São solos saturados durante vários meses seguidos, que permanecem úmidos praticamente todo o ano. O estágio quatro caracteriza um solo glei com matriz totalmente descorada. Apresenta croma inferior a 1 com redução total do manganês e do ferro devido à contínua saturação em água ao longo de todo o ano. Os sinais de hidromorfia observados nos solos pode ser resultado de um estágio atual ou refletir condições pretéritas. É importante observar se os nódulos foram formados “in situ” ou se foram herdados. Para tanto, análises micromorfológicas são essenciais (DORRONSORO et al., 1988).
Ferrólise
Segundo Mafra et al. (2002), o processo pedogenético evolutivo mais importante na perda de argila em depressões fechadas é a ferrólise, descrita como erosão geoquímica ou dissolução favorecida pela desestabilização estrutural em virtude da perda de óxidos de ferro. A alternância de condições redutoras e oxidantes comporta acidificação do meio e destruição de argilas (PORTA, 1999).
Brinkman (1979) afirmou que o contraste textural em solos sujeitos ao encharcamento é causado pela destruição de argila a partir da ferrólise.
Atuando em áreas planas ou deprimidas, o processo de ferrólise participa da translocação de argila dos horizontes superficiais para camadas profundas. Nessas áreas, a compactação de horizontes subsuperficiais promove a estagnação da água e desferrificação de camadas superiores (BENNEMA, 1982).
podem ser perdidos por lixiviação, por difusão ou por drenagem lateral, acidificando o solo. A ferrólise pode ser precedida por um processo de iluviação de argilas e também ser seguida por um processo de podzolização. Estes pesquisadores descrevem o processo de ferrólise em duas etapas: na primeira, o Fe++ formado em condições redutoras entra nos locais de troca e desloca cátions basificantes que podem se perder por lixiviação ou por difusão e drenagem lateral, promovendo a acidificação do solo. Quando prevalecem condições oxidantes, o ferro passa a Fe+++, sendo então precipitado, enquanto que os locais de troca liberados podem ser ocupadas pelos íons H+. As argilas ligadas ao H+ são instáveis e o seu colapso libera sílica amorfa e Al+++, que passa a ocupar locais de troca. Na segunda etapa, um novo ciclo de Fe+++→ Fe++ consome H+ promovendo a elevação do pH; o intercâmbio de Fe++ por Al+++ faz aparecer alumínio na solução que, ao se hidrolisar, dá origem a produtos intermediários. Se o pH é superior a 5,5 precipita gibsita. Os hidróxidos de Alumínio com carga podem formar uma capa gibsítica que ao se intercalar entre as lâminas de argila, dará origem a uma clorita alumínica ou uma clorita secundária, fazendo com o que o Fe++ e as bases que ocupam estas posições de intercambio sejam deslocados.
Thomas (1994) afirmou que uma das principais evidências do abaixamento das paisagens é a ferrólise das argilas em ambientes hidromórficos com a formação de areias brancas.
Jeanroy et al. (1991) observaram diferenciações na coloração do saprolito desde o vermelho até o acinzentado (passando pelo amarelado) em relação ao posicionamento dos solos no relevo e relacionou este aspecto com a dissolução dos óxidos de ferro que são eliminados na forma reduzida. Afirmou ainda que tal desferrificação é relacionada à perda de estrutura em agregados, conferindo aspecto maciço e aumento de densidade do solo.
Xantização
A cor amarelada dos solos é estreitamente associada à presença de goethita (αFeOOH) na ausência de hematita (αFe2O3), que tinge o solo de vermelho, mesmo que ocorrendo em pequenas quantidades (KÄMPF et al., 1988).
A hematita pode tornar-se instável passando a ferridrita, e sob esta forma, originar a goetita ou migrar lateral ou verticalmente para as novas condições biogeoquímicas. Este processo conduz por um lado a uma sensível redução nos teores de ferro e por outro, a diferenciação do tipo de minerais ferruginosos, com predominância de goetita, responsável pela xantização, marcada pela coloração amarelada dos solos (RIBEIRO, 2001).
Alterações climáticas suficientemente intensas e prolongadas podem modificar o desenvolvimento dos perfis de solos, especialmente quanto ao ferro. O principal agente controlador do equilíbrio entre goethita e hematita no solo é a atividade da água. Quando a atividade da água é pequena, predomina a hematita. O aumento da atividade da água faz com que aumente os teores de goethita (NAHON, 1991).
O processo de xantização é mais intenso em solos com baixos teores de ferro (RESENDE et al., 2005).
Duarte et al. (2000), estudando solos de tabuleiros do Espírito Santo, afirmaram que o ambiente pedogenético atual está propiciando a estabilização da caulinita e formação de goethita, removendo a hematita, sendo responsável pelo amarelecimento (xantização).
Gleização
e subseqüente imobilização. Em conseqüência, originam-se no solo zonas acinzentadas, marcadas pela iluviação do ferro e do manganês e outras marcadas pela acumulação destes elementos, que apresentam coloração avermelhada. Em condições de constante saturação, a redução do solo predomina. O ferro e o manganês presentes são reduzidos a Fe++ e Mg++ tornando a matriz do solo descorada, apresentando cores 5Y ou mais amareladas e cromas inferiores a 2 e até menores que 1, indicando intensa hidromorfia. Em solos permeáveis, durante a fase de redução, Fe++ e Mg++ se mobilizam e chegam a ser eliminados do perfil do solo originando amplas zonas descoradas (DORRONSORO et al., 1988).
Podzolização
Silva et al. (1997) observaram que em áreas de extensos tabuleiros com relevo plano, encontra-se grande diversidade de solos. Afirmaram que tal variação é diretamente correlacionada com o relevo e, portanto, com a drenagem, que nessas áreas se dá de forma fechada, concentrando o excesso de água nas partes ligeiramente abaciadas, promovendo processos de podzolização, que é a evolução através de processos pedogenéticos de formação de Argissolos ou de Espodossolos. Os autores explicam que quando predomina a translocação de argila do horizonte superficial para o horizonte subsuperficial (argiluviação), formam-se os argissolos. Quando o material translocado é matéria orgânica e/ou sesquióxidos de ferro e alumínio (queluviação), que ocorre geralmente quando o material é pobre em argila e a drenagem é deficiente, formam-se os Espodossolos que são caracterizados pela presença fragipãs e duripãs (horizontes formados por agentes cimentantes, principalmente compostos amorfos de aluminossilicatos), que alteram a drenagem natural ao longo do perfil. Os autores afirmam que a podzolização no sentido da formação dos Espodossolos geralmente ocorre em extensos tabuleiros onde a drenagem se dá de maneira fechada, não ocorrendo em tabuleiros entalhados com superfícies dissecadas, devido à drenagem natural através das vertentes que limitam estes tabuleiros.
Filizola et al. (2001), estudando quatro depressões em tabuleiros costeiros do Nordeste, concluíram que os solos dos platôs que se localizam fora da área de influência das depressões (Latossolos e Argissolos), e que, portanto, não estão submetidos aos processos de hidromorfia e podzolização, têm sua evolução sob condições oxidantes, enquanto que aqueles sob condições de saturação temporária evoluíram no sentido da podzolização com a formação de fragipãs e duripãs. Os autores afirmaram que a formação de horizontes endurecidos tem sua origem ligada a evolução de depressões, aos processos de hidromorfia e à translocação de matéria mineral e orgânica. Em uma das depressões estudadas, relataram que, próximo à parte mais funda da depressão, os solos tornam-se mais arenosos e mais claros chegando a formação de horizontes álbicos onde dominam Espodossolos. Nesta mesma depressão, foram realizadas tradagens, sendo identificado duripã contínuo a 1m. Entretanto, a 4m, foram encontrados volumes brancos, centimétricos similares ao duripã, porém durante a estação chuvosa e não foi observada a presença de água livre.
4.5 Solos dos Tabuleiros Costeiros
Nessa Unidade de Paisagem ocorrem solos profundos, cujas principais limitações agrícolas são baixa capacidade de retenção de água e de nutrientes. Sua composição granulométrica, com predomínio na fração argila, de caulinita e sesquióxidos de ferro e alumínio, baixos teores de silte e fração areia composta quase que exclusivamente por grãos de quartzo, associada aos baixos teores de matéria orgânica, confere a esses solos, baixo poder tampão. Tais limitações são geralmente agravadas pela presença de camadas coesas (endurecidas, quando secas, que se tornam friáveis, quando úmidas) delimitando sua profundidade efetiva quando cultivados sem irrigação, fazendo com que as raízes das plantas fiquem confinadas a 20-30 cm de profundidade prejudicando a produção e a longevidade das culturas (ARAÚJO FILHO et al., 1999). Entretanto, quando cultivados sob irrigação localizada, com aporte controlado e freqüente de água e nutrientes, tais limitações são contornadas (NOGUEIRA, 1997).
subsuperficiais coesos. Os teores de Fe variam entre 20 e 100 g kg-1, chegando a menos que 10 g kg-1 em solos com problemas de drenagem (DUARTE, 2000).
Ocorrem também Latossolos Vermelho-Amarelos, Argissolos Vermelho-Amarelos e Acinzentados, Neossolos Quartzarênicos, Espodossolos e Plintossolos (ARAÚJO FILHO et al., 1999).
Os solos de tabuleiros costeiros apresentam grande variabilidade espacial, mesmo quando em relevo plano. Tal diversidade, regida por processos pedogenéticos, é relacionada às condições de drenagem, que em amplos tabuleiros ocorre de forma fechada, concentrando a água em excesso em pequenas depressões, onde ocorrem solos com horizontes endurecidos (duripãs e fragipãs). As diferenciações entre os perfis estão relacionadas principalmente ao posicionamento dos solos no relevo, gerando condições diferenciadas de drenagem (SILVA et al. 1997).
Silva (1995) concluiu que os horizontes endurecidos são formados geneticamente nos solos através de movimentos descendentes de elementos em solução que se precipitam. Afirmou ainda que o maior agente cimentante nestes solos é o alumínio acompanhado da sílica numa proporção de 3:1.
Segundo Dubroeucq et al. (1991), a formação de solos arenosos pode ser atribuída a processos pedogenéticos que levariam a transformação de solos mais argilosos através da perda progressiva de argila, ligada à condição de saturação hídrica. Uma afirmação reversa consta do trabalho escrito pela Secretaria de Estado da Agricultura, Abastecimento e Irrigação de Sergipe (SERGIPE, 1992), onde é relacionada à perda de caulinita com a forma de relevo plana onde se formam áreas abaciadas.
O aspecto maciço coeso é mais pronunciado em solos que ocorrem em relevo plano (ACHÁ PANOSO, 1995).
caulinítica. A goethita é o óxido de ferro predominante (DUARTE, 2000). De acordo com Mafra Valença (1993), a caulinita do Grupo Barreiras é bem ordenada e bem cristalinizada.
Caulinitas em solos de tabuleiros costeiros apresentam partículas de maior tamanho, melhor grau de cristalinidade e menor área específica. O grau de cristalinidade da caulinita é inversamente relacionado aos teores de ferro e titânio (RESENDE et al., 2005).
Quartzo, caulinita e goethita representam a paragênese mineralógica típica de solos amarelos ou avermelhados submetidos a permanentes condições tropicais úmidas. Tais condições são relacionadas aos sedimentos que originam estes solos e também aos processos de hidrólise do ferro que promove a precipitação da hematita e a dissolução dos cristais de caulinita (TARDY, 1985).
De acordo com Schwertmann e Taylor (1989), os óxidos de ferro pedogenéticos (óxidos cristalinos, de baixa cristalinidade e amorfos), refletem as condições pedoambientais sob as quais são formados e estão constantemente sujeitos às condições ambientais atuais. Portanto, entender a distribuição das diferentes formas de ferro leva a melhor compreensão da pedogênese, das condições e da intensidade do intemperismo. Os teores de ferro do solo devem ser avaliados quanto à sua cristalinidade, relacionando óxidos de ferro pedogenéticos com óxidos de ferro de baixa cristalinidade (INDA JR; KÄMPF, 2003).
De acordo com Kämpf et al. (1988), os óxidos de ferro representam um dos melhores indicadores ambientais no perfil de solo. Portanto, as características destes minerais no perfil são fundamentais na reconstrução da gênese do solo.
4.6 Dinâmica da água em solos de Tabuleiros Costeiros
A retenção e o movimento da água no solo é função de seu estado energético. No solo, a água está sujeita aos potenciais de força gravitacional, de pressão, osmótico e matricial. O potencial matricial é a soma das forças envolvidas na interação entre a matriz sólida e a água do solo, tais como forças de absorção e elétricas. Também denominado freqüentemente, de potencial capilar, potencial de tensão, sucção ou pressão negativa (CURI et al., 1993), varia de acordo com características físicas, como teor de matéria orgânica, textura, estrutura, densidade e porosidade do solo. Tais propriedades atuam sobre as forças de adsorção e capilaridade (KLAR, 1984).
A relação entre os valores de umidade do solo e o potencial matricial ao qual uma amostra de solo é submetida é representada graficamente pela curva característica de umidade do solo. A partir dos dados desta curva, é possível predizer aspectos do comportamento do solo. Alguns de seus pontos são considerados de maneira especial por representarem teoricamente a capacidade de campo (CC), ou seja, o máximo de água retido pelo solo, determinada quando o solo é submetido a tensões que variam entre 10 e 33 kPa e o ponto de murchamento permanente (PMP), determinado quando o solo é submetido a tensão de 1500 kPa. Considera-se água disponível a diferença entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente. Deve-se considerar que tais conceitos são regidos pela dinâmica da água no solo e não somente pelas características intrínsecas à matriz do solo (REICHARDT, 1988).
Cintra et al. (2004) ponderaram que para solos de tabuleiros costeiros, o efeito da absorção de água em profundidade é limitado pela camada coesa em cultivos dependentes de chuvas. Entretanto, em observações na área estudada no presente trabalho, as plantas cítricas desenvolveram profundo raizame, já que a camada coesa torna-se friável quando úmida. Assim, nas áreas irrigadas, as observações quanto à diferenciação nas condições de absorção de água nas diversas profundidades é real e deve ser considerada num programa de manejo sustentado da agricultura irrigada em solos de tabuleiros costeiros.
A dinâmica de água em amplos platôs característicos da região dos tabuleiros costeiros é fortemente influenciada pela heterogeneidade dos perfis dos solos e pela distribuição dos solos ao longo do relevo. Diferenças com relação à textura, estrutura, distribuição do tamanho dos poros, espaço poroso total e geometria dos poros, influenciam na dinâmica da água nesses solos ao longo de seus perfis (CINTRA et al., 1999).
Matsura et al. (2001) relataram que em importantes distritos de irrigação brasileiros, são feitas irrigações uniformes em toda a área, desconsiderando as variações entre os solos e seu posicionamento no relevo, o que vem acarretando problemas ambientais.
Callot et al. (1982) observaram que os estados de umidade em um perfil de solo são dependentes não só dos fluxos externos, como também, das relações que existem entre as camadas, afirmando que camadas descontínuas podem bloquear tanto a drenagem profunda quanto a ascensão capilar. Hillel (1970) ressaltou que a existência de uma camada arenosa em um perfil onde ocorrem camadas de textura mais fina ao invés de acentuar a drenagem, pode restringir o movimento de água até a saturação.
Alta anisotropia entre os horizontes, comuns em argissolos, favorece o fluxo subsuperficial lateral de água em horizontes transicionais, ocasionando diferenças texturais entre os perfis (ALMEIDA et al., 1997).
A circulação lateral de água em direção à parte central da depressão aumenta as condições redutoras nas partes mais baixas, acelerando o processo de dissolução do ferro e hidrólise da caulinita (FILIZOLA et al., 2001).
Cintra (1997), estudando de forma pormenorizada a dinâmica da água em solos de tabuleiros costeiros, afirmou que a camada coesa, por atuar como barreira física às perdas de água do solo no momento em que as chuvas escasseiam, pode funcionar como meio regulador do suprimento de água para as plantas nos meses de maior demanda hídrica dos citros.
Paiva et al. (1998), estudando uma toposseqüência característica dos tabuleiros costeiros da Bahia com declividade média de 0,097 m.m-1, quanto à disponibilidade de água e o crescimento de laranjeiras plantadas há 10 anos, observaram diferenças significativas entre os Latossolos, Argissolos Amarelos e Argissolos Acinzentados quanto à água disponível medida em diversas profundidades ao longo de um ano, refletidas no desenvolvimento das plantas. O Argissolo Acinzentado apresentou valor de água disponível superior ao Latossolo Amarelo, que por sua vez foi superior ao Argissolo Amarelo. Em todas as profundidades estudadas (até 90 cm) o Argissolo Amarelo apresentou-se sem água disponível durante 20 semanas, o Latossolo Amarelo durante 10 semanas e o Argissolo Acinzentado por 11 semanas. Observaram que um fluxo de água subsuperficial horizontal proporcionou maior e mais freqüente aporte de água no Argissolo Acinzentado.
5 MATERIAL E MÉTODOS
5.1 Caracterização da área
Localização
As áreas estudadas encontram-se no Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis, que faz parte da Unidade de Paisagem Tabuleiros Costeiros (10º 19’S e 36º 42’W). O Platô de Neópolis está localizado no extremo norte do Estado de Sergipe, na margem direita do rio São Francisco, a aproximadamente 40 km de sua foz. Este distrito de irrigação abrange, além do município que lhe dá o nome, os municípios de Jaboatã, Pacatuba e Santana do São Francisco. Dista por acesso rodoviário, 92 km de Aracaju e 67 km do Porto de Sergipe, o que viabiliza o escoamento da produção tanto para o comercio local e regional, quanto para o nacional e para a exportação (SERGIPE, 1992).
Uma Estação de Bombeamento Principal (EB1), situada à margem do Rio São Francisco, para bombeamento de 3,74 m³s-1 altura manométrica total de 122,08m. O bombeamento é efetuado através de um conjunto de oito bombas centrífugas de eixo vertical em paralelo;
Uma adutora dupla com extensão de 3.080m em ferro ducto;
Três Estações de bombeamento localizadas ao largo do canal principal (EB2, EB3 e EB4), para rebombeamento de vazões de 0, 67, 2,43 e 1,53 m³ s-1. Os desníveis geométricos a vencer em cada elevatória serão de 9,0; 13,0 e 5,2m, respectivamente;
Uma rede formada por um canal principal, sete canais laterais, três canais sublaterais e um canal ramal, totalizando 53,2km de canais de irrigação com seção trapezoidal, revestidos em concreto simples;
Estruturas como extravasores, comportas, medidoras de vazão, tomadas laterais, tomadas parcelares, adutoras de recalque, pontos, quedas, descargas finais e descargas das adutoras de recalque, construídas ao longo dos canais;
Obras e equipamentos para irrigação parcelar de 55 unidades de irrigação, tais como: reservatórios de compensação, estações de pressurização e equipamentos para irrigação por aspersão - pivô central (para a cultura do abacaxi), por microaspersão e por gotejamento (para as demais fruteiras).
A área do Projeto foi dividida em 38 módulos de exploração e 55 unidades de irrigação, que são as superfícies de terreno que podem ser irrigadas por uma tomada de água parcelar. Cada módulo de exploração dispõe de uma ou da união de duas ou mais unidades de irrigação contínuas.
Os pomares são, em sua grande maioria, conduzidos sob irrigação com a utilização de modernos sistemas de irrigação localizada (microaspersão e gotejamento). A exceção faz-se apenas para a cultura do abacaxi, que está sendo conduzida sob pivô central.
obtidas na Ascondir (Associação dos concessionários do Distrito de Irrigação do Platô de Neópolis), ela é cobrada de duas maneiras. Uma delas refere-se ao gasto de energia necessário para que a água chegue até o reservatório de cada uma das unidades de irrigação. E a segunda, ao gasto de energia para a irrigação dos pomares a partir do módulo de exploração. Este custo tem uma redução para os concessionários de 90% durante 10 horas seguidas, entre 21h00 e 7h00.
A área irrigada em estudo tem o seu sistema de irrigação distribuído em 10 setores. Cada dois setores recebem água durante duas horas seguidas por vez, a fim de aproveitar da melhor maneira possível o período de redução dos custos com energia elétrica. Durante este tempo, cada planta recebia (por ocasião da descrição e amostragem dos perfis) 50 litros de água a partir de dois microaspersores. A freqüência de irrigação é diária e a quantidade de água a ser aplicada é calculada com base em dados de evapotranspiração do tanque classe A e com dados de um pluviômetro instalado na área. As linhas de irrigação estão distribuídas perpendicularmente às toposseqüências estudadas. Não há diferenciação quanto à irrigação ao longo do relevo e, portanto, quanto aos solos. Nesta área também não há qualquer sistema de drenagem.
Clima
Os dados de clima estão baseados no trabalho de Araújo Filho et al. (1999). Classificado por Köppen como As’ – tropical chuvoso com verão seco, sendo o início da estação chuvosa adiantada para o outono. Na classificação de Gausen a região se enquadra no tipo 3cT - nordestino de seca atenuada no verão, com índice xerotérmico de 40 a 100. Temperatura mais quente superior a 15º C e três a cinco meses secos.
Geologia
Os tabuleiros costeiros do Nordeste do Brasil estão relacionados à Formação Barreiras, cujo material sedimentar é descrito por Mabesoone e Alheiros (1988), como constituído por uma seqüência de coloração variegada, onde predominam arenitos síltico-argilosos, com estratificação oblíqua e leitos horizontais. Na área em questão, a Formação Barreiras sobrepõe-se a rochas cristalinas pré-cambrianas. Mineralogicamente, estes sedimentos são constituídos essencialmente por caulinita, quartzo e moscovita associados a alguns minerais pesados como zircônio, anatásio e esfênio. Os feldspatos, quando presentes, estão em geral, quase completamente alterados em caulinita (pseudomorfos). As moscovitas apresentam uma alteração crescente da base para o topo da formação (MAFRA VALENÇA, 1993).
Os solos desenvolvidos a partir dos sedimentos da Formação Barreiras são genericamente denominados “solos de tabuleiros” Tais solos, apresentam material de origem pré-intemperizado e retrabalhado, onde é possível observar a influência das mudanças climáticas durante sua pedogênese (DUARTE et al., 2000).
-113 -63
-35 70
26 12
22
-16
-76
-93 -96 -103
-150 -100 -50 0 50 100
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Relação Chuva/ETP
(mm)
Geomorfologia
Segundo Jungerius (1985), a importância da Geomorfologia se traduz pela relação entre a distribuição do solo e a fisiografia; pela dependência da gênese do perfil do solo na toposseqüência; pelo desenvolvimento simultâneo dos solos e do relevo; pela influencia dos processos geomorfológicos nas características do material de origem do solo.
Os tabuleiros costeiros do Nordeste do Brasil compreendem platôs que apresentam grau de entalhamento variável, ora com vales estreitos e encostas abruptas, ora abertos com encostas suaves e fundo com amplas várzeas (SILVA et al., 1997). São facilmente identificadas duas feições distintas na região dos tabuleiros costeiros: os tabuleiros dissecados e os amplos tabuleiros, como os que são característicos no Platô de Neópolis e, mais particularmente, na área estudada.
A drenagem natural do Platô de Neópolis está formada por depressões muito difusas que diminuem nas partes mais planas (área central) tendendo a formar um padrão de drenagem pouco integrado. Devido à existência de um manto arenítico de topografia irregular, é possível observar afloramento do lençol freático em áreas mais deprimidas com solos arenosos, formando bolsões de água confinada (figura 2). Espalhadas pela área do Distrito, com distribuição irregular, ocorrem depressões semicirculares com diâmetros variáveis desde dezenas até centenas de metros de diâmetro em áreas planas (SERGIPE, 1992).
A área estudada apresenta relevo plano com declividade média de 1,3%, numa extensão de aproximadamente de 550m (figura 3). Os perfis amostrados no terço superior e médio estão distanciados por cerca de 250m. Entre os perfis do terço médio e inferior há uma distância em torno de 300m.
Vegetação Primária
Embora praticamente extinta, a vegetação primária da área em estudo é o cerrado subrenifólio, com substrato rasteiro de gramíneas e ciperáceas e porte arbóreo-arbustivo variando entre 3 a 4m de altura, caracterizada por caules tortuosos, galhos baixos, casca espessa, apresentando fendas, copas irregulares e folhas grandes e grossas. Destacam-se como principais espécies a lixeira (Curatella americana L.); Múrcia do tabuleiro (Byrsonima
cidoniaefolia Juss); Cajueiro (Annacardium occidentale L.), Mangabeira (Hancornia speciosa
Gomes); Apaga-fogo (Miconus feruginata DC) (JACOMINE et al., 1975).
Uso atual
A área estudada é em parte ocupada com citros (laranja, tangerina e limão) cultivados sob irrigação localizada (microaspersão) e em parte encontrava-se em pousio há mais de dez anos. Anteriormente as duas áreas foram cultivadas com cana-de-açúcar, sem irrigação. Quando da descrição e amostragem dos perfis, a área em pousio estava sendo utilizada para pastoreio de gado bovino em sistema extensivo em que os animais consomem a vegetação que se estabelece na área.
Solos
Os solos da região dos tabuleiros costeiros, de uma maneira geral, são profundos. O material de origem destes solos associado ao clima da região, deu origem a solos bastante desenvolvidos. Sua fração areia é quase que totalmente formada por grãos de quartzo. A fração silte é bastante reduzida e a fração argila é formada basicamente por caulinita e sesquióxidos de ferro e alumínio. Os teores de matéria orgânica são baixos. Portanto, apresentam como limitações agrícolas, baixa capacidade de retenção de água e nutrientes. Por outro lado, seu posicionamento no relevo lhes confere vantagens quanto ao desenvolvimento da agricultura moderna, notadamente no que diz respeito à possibilidade de mecanização.
Um aspecto importante nas áreas estudadas é a textura arenosa dos horizontes superficiais. Tal granulometria representa uma proteção às perdas de água por evaporação, por reduzir drasticamente a ascensão capilar.
Embora profundos, estes solos apresentam camadas coesas que limitam a profundidade efetiva, prejudicando o aprofundamento das raízes, e, portanto, o desenvolvimento das plantas e sua longevidade. Tais camadas ocorrem em profundidades entre 30-70 cm. Sua consistência é dura a extremamente dura quando o solo está seco, tornando-se friável quando úmido (JACOMINE, 2001). Onde ocorrem, alteram a infiltração de água no perfil e regulam o fluxo de água ascendente (CINTRA, 1997).
de textura franco-arenosa ou mais fina (mais que 15% de argila) onde houve incremento de argila. O horizonte B textural pode vir subjacente a um horizonte superficial “A” ou eluvial “E”, com incremento de argila. Em solos como os estudados, em que os teores de argila no horizonte A são inferiores a 15%, são considerados horizontes Bt, aqueles que apresentam relação textural B/A superior a 1,8 (EMBRAPA, 1999).
A área estudada apresenta Argissolos profundos com textura arenosa/média. Nas toposseqüências, foi possível observar alterações quanto à morfologia desses solos ao longo do relevo numa área plana em que há um ligeiro abaciamento característico dos amplos tabuleiros. De todas as características, a diferenciação mais facilmente observada é a cor, que em uma distância de 550m, com 1,3% de declividade, passa do bruno-amarelado no terço superior da encosta para o amarelo no terço médio e para o acinzentado no terço inferior, marcando processos pedogenéticos aos quais estão submetidos esses solos. A diferenciação textural também é marcante. Há uma visível redução de argila em direção ao terço inferior. Uma feição observada nos solos da parte mais baixa da toposseqüência é conhecida na região como “salão”, que para os agricultores locais representa uma área em que, a certa profundidade, é encontrada uma zona mais argilosa e muito endurecida, que corresponde ao fragipã.
5.2 Descrição morfológica e amostragem dos perfis
Inicialmente foi analisado o modelado do relevo a partir de fotografias aéreas, fotos de satélite, cartas planialtimétricas e visitas ao local, buscando selecionar toposseqüências semelhantes, em que o problema da drenagem interna em extensos tabuleiros pudesse ser observado quanto ao comportamento dos solos diante da irrigação localizada. Foram identificadas duas áreas contíguas, uma ocupada com citricultura irrigada por microaspersão e outra em pousio há mais de dez anos. No passado, as duas áreas foram cultivadas com cana-de-açúcar sem irrigação (Figura 4).
três trincheiras no terço superior, três no terço médio (localizado a 250m de distância das do superior) e três no terço inferior (localizadas a 300m de distância das do médio), separadas por uma distância de aproximadamente 15m, guardando uma distância de 60 metros entre as primeiras trincheiras da área irrigada e da área em pousio, buscando manter certa homogeneidade quanto ao posicionamento geográfico. Considerando todas as trincheiras, a área estudada foi de aproximadamente 5 ha., com declividade média de 1,3 % (figuras 5, 6 e 7).
Área Irrigada Área em Pousio
▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲
250m
▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲
300m
▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲
15 cm 30 cm 30 cm 15 cm
P1 P4 P7 P10 P13 P16
P2 P5 P8 P11 P14 P17
P3 P6 P9 P12 P15 P18
Figura 5 – Esquema da distribuição dos perfis nas áreas estudadas.
A área irrigada é adubada de duas maneiras de acordo com a época do ano. Nos períodos secos, é feita a fertirrigação semanalmente, colocando por planta 10g de nitrogênio, 10g de fósforo e 16g de potássio. No período chuvoso, procede-se a adubação convencional, adicionando-se, por hectare, 175 kg de nitrogênio, 125 kg de fósforo e 225 kg de potássio. A calagem da área é feita a cada quatro anos.
O sistema de irrigação é disposto em 20 ramais perpendiculares à toposseqüências escolhidas. Ou seja, os perfis do mesmo terço das toposseqüências são sempre irrigados da mesma maneira e no mesmo horário.
Figura 6 – trincheiras da área irrigada – terços superior, médio e inferior.
Figura 7 – Trincheiras da área em pousio – Terços superior, médio e inferior.
Quadro 1 – Posicionamento geográfico dos perfis estudados.
Perfil Coordenadas geográficas
(UTM)
Altitude
(m) Terço superior
Área irrigada
1 0751457 8858457 132
4 0751602 8858466 133
7 0751621 8858621 133
Área em pousio
10 0751650 8858485 132
13 0751666 8858497 132
16 0751700 8858505 132
Terço médio
Área irrigada
2 0751699 8858197 127
5 0751721 8858207 128
8 0751741 8858215 128
Área em pousio
11 0751758 8858226 128
14 0751779 8858231 128
17 0751798 8858239 128
Terço Inferior
Área Irrigada
3 0751810 8857985 125
6 0751825 8857990 125
9 0751840 8857998 126
Área em pousio
12 0751856 8858009 125
15 0751865 8858021 125
18 0751875 8858030 125
sombreamento proporcionado pelas plantas e a área efetivamente disponível para o desenvolvimento das árvores. Na definição da lâmina de água a ser aplicada é considerada também a eficiência da irrigação, que nos sistemas por microaspersão é admitida em torno de 90%. A freqüência de irrigação é diária. Na época da descrição e amostragem dos perfis, estavam sendo colocados 50 l água/planta/dia, aplicados em 2 horas. São irrigados dois ramais a cada duas horas a fim de aproveitar melhor o período em que há redução do custo da energia elétrica, que é de 10 horas seguidas, entre 21h00 e 7h00. O espaçamento entre as plantas varia entre 6m x 4m (416 pl./ha.) para as laranjeiras e os limoeiros e 7m x 3m (476 pl./ha.) para as tangerineiras, o que faz com o que o aporte de água por hectare varie entre 20.800 l/ha./dia a 23.800 l/ha./dia, respectivamente.
Foram cavadas trincheiras com 200 cm de profundidade. Os perfis tiveram os horizontes definidos a partir de suas características morfológicas (cor, textura, estrutura, consistência). Foram procedidas as descrições morfológicas de cada horizonte e sua amostragem para analises, a fim de caracterizá-los da forma mais ampla possível. Os perfis foram descritos de acordo com Lemos e Santos (1996).
Cada horizonte foi descrito quanto a sua espessura, cor, textura, estrutura, consistência, transição em relação ao horizonte subjacente, porosidade e ocorrência de raízes. Foram também anotadas observações consideradas relevantes. Para cada perfil foi observado o seu posicionamento quanto à latitude, longitude e altitude com auxilio do equipamento de sistema de posicionamento geográfico – GPS de navegação (quadro 1).
Os perfis de solos foram classificados de acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999).
Todos os perfis foram descritos e amostrados até 200 cm de profundidade. Os perfis 06 e 15 (terço inferior da área irrigada e em pousio, respectivamente) foram descritos e amostrados até 240 cm de profundidade.
