UNI V E R S I D A D E F E D E R A L D O C E A R Á C E NT R O D E C I ÊNC I A S A G R Á R I A S D E PA R T A M E NT O D E C I ÊNC I A D O S O L O
PR O G R A M A D E PÓS -G R A D UA Ç Ã O E M C I ÊNC I A D O S O L O
J O S E A L E X S A ND R O G UI M A R A E S L I M A
A D E Q UA Ç Ã O D O S I S T E M A D E AVA L I A Ç Ã O D A A PT I D Ã O A G R ÍC O L A D A S T E R R A S À S C O ND I Ç Õ E S E D A F O C L I M Á T I C A S D O S E M I Á R I D O
J OS E A L E X S A ND R O G UIMA R A E S L IMA
A D E QUA Ç Ã O D O S IS T E MA D E AVA L IA Ç Ã O D A A PT ID Ã O A GR ÍC OL A D A S T E R R A S À S C OND IÇ Õ E S E D A F OC L IMÁ T IC A S D O S E MIÁ R ID O
D issertaçã o apresentada à C oordenaçã o do Programa de Pós-Graduaçã o em C iê ncia do solo da Universidade F ederal do C eará, como parte dos requisitos para obtençã o do título de mestre em C iê ncia do solo. Á rea de concentraçã o: Pedologia.
Orientador: Prof. D r. R aul S hiso Toma.
C oorientador: Prof. D r. F abricio da S ilva Terra.
Gerada automaticamente pelo módulo Catalog, mediante os dados fornecidos pelo(a) autor(a)
L698a Lima, José Alexsandro Guimarães.
Adequação do sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras às condições edafoclimáticas do Semiárido / José Alexsandro Guimarães Lima. – 2016.
115 f. : il. color.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Solos e Nutrição de Plantas), Fortaleza, 2016.
Orientação: Prof. Dr. Raul Shiso Toma. Coorientação: Prof. Dr. Fabrício da Silva Terra.
1. Classificação técnica. 2. Profundidade efetiva do solo. 3. Deficiência hídrica. 4. Uso e cobertura do solo. 5. Susceptibilidade à erosão. I. Título.
J OS E A L E X S A ND R O G UIMA R A E S L IMA
A D E QUA Ç Ã O D O S IS T E MA D E AVA L IA Ç Ã O D A A PT ID Ã O A GR ÍC OL A D A S T E R R A S À S C OND IÇ Õ E S E D A F OC L IMÁ T IC A S D O S E MIÁ R ID O
D issertaçã o apresentada à C oordenaçã o do Programa de Pós-Graduaçã o em C iê ncia do S olo da Universidade F ederal do C eará, como parte dos requisitos para obtençã o do título de mestre em C iê ncia do S olo. Á rea de concentraçã o: Pedologia.
A provada em: _ _ _ /_ _ _ /_ _ _ _ _ _ .
B A NC A E X A MINA D OR A
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Prof. D r. R aul S hiso Toma (Orientador)
Universidade F ederal do C eará ( UF C )
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Prof. D r. F abrício da S ilva Terra
Universidade F ederal de Pelotas (UF Pel)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Prof. D ra. Mirian C ristina Gomes C osta
A os meus filhos, Gustavo e Matheus, pela inspiraçã o.
A G R A D E C I M E NT O S
A D eus, pelo dom da vida.
A os meus pais, por ensinar-me a seguir o caminho certo, acreditar na vida, no trabalho e na dignidade.
A os meus irmã os, pela amizade, cumplicidade, carinho e incentivo.
A o Instituto Nacional de C olonizaçã o e R eforma A grária ( INC R A ), pela oportunidade oferecida por meio da política de aperfeiçoamento de pessoal.
A o Prof. D r. R aul S hiso Toma, pela excelente orientaçã o e amizade. A o Prof. D r. F abrício da S ilva Terra, pela excelente coorientaçã o.
A os professores Mirian C ristina Gomes C osta e R aimundo Nonato de A ssis J únior pelo tempo, pelas valiosas colaborações e sugestões.
A o Programa de Pós-graduaçã o em C iê ncia do S olo da UF C , pela oportunidade. A F undaçã o C earense de Meteorologia e R ecursos Hídricos, pela disponibilizaçã o dos dados vetoriais do levantamento pedológico da mesorregiã o S ul C earense.
A os funcionários do D epartamento de C iê ncia do S olo, em especial ao servidor E dilson, pelo apoio e presteza.
“A vida aqui só ruim. Quando nã o chove no chã o. Mas se chover dá de tudo. F artura tem de montã o. Tomara que chova logo. Tomara, meus deus, tomara. S ó deixo o meu cariri. No último pau-de-arara.”
R E S UM O
das modificações estabelecidas no S A AT, nem sempre, intensificaram o risco de degradaçã o destas terras.
A B S T R A C T
T he rational use of soil requires a correct adequacy of agricultural land uses, basing on the potentialities and limitations of each area; for this, there are several systems of interpretative classification technical. T he S ystem of A gricultural L and S uitability E valuation (S A L S E ) is widel y utilized, firstly developed for countries of the temperate climate and adapted afterwards to regions of B razil that have humid tropical climate where edaphoclimatic conditions are distinct from conditions of the semiarid northeast. T hus, the aim of this study was to propose adjustments to the S A L S E to edaphoclimatic conditions of the B razilian semiarid region, reducing the restrictions imposed by the attributes rock fragments and effective soil depth, and also by the limiting factor water availability. T his work assessed the agricultural potential of the land Mesoregion S outh of the C eará using the S A L S E , from a conventional method and from the adaptation of this system to the edaphoclimatic conditions of the semiarid region. T hese adaptations were denominated adapted method I and adapted method II. In the adapted method I the water availability factor was disregarded, while at method adapted II new limits were established for the classes of effective soil depth, besides disregarded the water availability factor. F urthermore, was used geotechnologies to survey the land use and land cover and the mapping of susceptibility to erosion of this mesoregion. T he adaptations established in S A L S E resulted in an increase of 177.19% of the areas with regular suitability for crops to the detriment of areas with limited suitability for crops and with suitability onl y planted or natural pasture. A ltogether, the changes made to S A L S E resulted in an expansion of the agricultural suitability of 41.26% of the mapping units, of which 16.77% of this increase was due to the changes related to the effective depth soil and the other 26 35% were due to changes related to the water availability factor. T he results related to water availability factor were equivalent to results observed by analysing the use dynamics and land cover as a consequence of rainfall, then was demonstrated increase the land destined the dry farming and reduction of fallow areas, and pastures in the years that occurred rainfall within the normality climate. T hese results show that the water deficit is the main limitation to agricultural use of semiarid land. Moreover, 16.53% of the study area have a high susceptibility to water erosion and the modifications established in S A L S E , not always, have intensified the risk of degradation of these lands.
L I S T A D E F I G UR A S
F igura 1 - Mapa do semiárido brasileiro... 16
F igura 2 - L ocalizaçã o da mesorregiã o S ul C earense... 34
F igura 3 - Mapa de solos da mesorregiã o S ul C earense... 36
F igura 4 - F luxograma com os métodos adotados para avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras da mesorregiã o S ul C earense... 38
F igura 5 - Mapa de pluviometria da mesorregiã o S ul C earense... 41
F igura 6 - Procedimento metodológico para determinaçã o da susceptibilidade à erosã o... 49
F igura 7 - Painel fotográfico dos principais uso e cobertura observados in loco... 54
F igura 8 - Mapas de uso e cobertura do S olo da mesorregiã o S ul C earense... 56
F igura 9 - C omportamento dos usos e coberturas do solo em funçã o da pluviosidade da regiã o de estudo ao longo do tempo... 59
F igura 10 - V ariaçã o temporal das áreas com culturas temporárias em funçã o das chuvas... 60
F igura 11 - Mapa de aptidã o agrícola das terras pelo método convencional... 66
F igura 12 - Mapa de aptidã o agrícola das terras pelo método adaptado I... 67
F igura 13 - Mapa de aptidã o agrícola das terras pelo método adaptado II... 68
F igura 14 - V ariaçã o temporal do rendimento das principais culturas temporárias cultivadas na regiã o estudada em funçã o das chuvas... 78
F igura 15 - Mapa de susceptibilidade à erosã o... 80
F igura 16 - Mapa de erodibilidade dos solos da mesorregiã o S ul C earense... 84
F igura 17 - Mapa de declividade da mesorregiã o S ul C earense... 86
F igura 18 - Mapa das unidades de mapeamento com aptidã o ampliada em consequê ncia da adoçã o do método adaptado II... 88
L I S T A D E T A B E L A S
Tabela 1 - C lasses de solos identificadas no semiárido brasileiro... 18
Tabela 2 - V ariaçã o da área plantada e da produtividade média das principais culturas temporárias cultivadas no estado do C eará em virtude da pluviosidade... 19
Tabela 3 - Grupos, classes de aptidã o e alternativas de uso... 21
Tabela 4 - R egras para simbolizaçã o da aptidã o das unidades de mapeamento... 39
Tabela 5 - L imites das classes de profundidade efetiva do solo, utilizados para a avaliaçã o da aptidã o agrícola pelos diferentes métodos... 42
Tabela 6 - C lasses de pedregosidade utilizadas para a avaliaçã o da aptidã o agrícola pelos diferentes métodos... 43
Tabela 7 - Graus de restriçã o ao uso devido à susceptibilidade à erosã o... 44
Tabela 8 - Graus de restriçã o ao uso devido ao impedimento à mecanizaçã o... 44
Tabela 9 - Informações relacionadas à s imagens selecionadas... 46
Tabela 10 - Qualidade da classificaçã o conforme Índice K appa... 48
Tabela 11 - Grau de risco de erosã o em funçã o da declividade do terreno... 50
Tabela 12 - Grau de risco de erosã o em funçã o do uso e cobertura do solo... 50
Tabela 13 - C orrespondê ncia entre classes de drenagem e permeabilidade do solo... 51
Tabela 14 - Grau de risco de erosã o em funçã o da erodibilidade do solo... 51
Tabela 15 - C lasses de susceptibilidade à erosã o... 52
Tabela 16 - Posicionamento e conferê ncia das áreas observadas a campo e classificadas pela imagem no mapeamento de uso e cobertura do solo para o ano de 2015... 53
Tabela 17 - V alores de E xatidã o Global e Índice K appa... 55
Tabela 18 - Á rea percentual ocupada por cada classe de uso e cobertura do solo... 57
Tabela 19 - Percentual das classes de uso e cobertura nas classes de solos da área de estudo ao longo dos anos... 62
Tabela 20 - Grupo e subgrupo de aptidã o agrícola das terras, obtidos pelos diferentes métodos, com os respectivos percentuais de área... 69
Tabela 21 - R elaçã o das unidades de mapeamento que apresentaram mudança na classificaçã o em funçã o da aplicaçã o dos métodos adaptado I e adaptado II 71 Tabela 22 - Distribuiçã o das classes de suscetibilidade à erosã o dentro das classes de solos mapeada na área... 81
S UM Á R I O
1 INT R OD UÇ Ã O ... 13
2 R E V IS Ã O D E L IT E R AT UR A ... 15
2.1 S emiárido brasileiro ... 15
2.1.1 C aracterizaçã o geral ... 15
2.1.2 C aracterísticas dos solos do semiárido ... 17
2.1.3 Produçã o agrícola do semiárido ... 19
2.2 S istemas técnicos para avaliaçã o de uso das terras ... 20
2.2.1 S istema de A valiaçã o da aptidã o agrícola (S A AT ) ... 21
2.2.2 S istemas alternativos ... 23
2.3 A tributos do solo ... 25
2.3.1 Profundidade efetiva do solo ... 26
2.3.2 Pedregosidade ... 27
2.4 Uso e cobertura do solo ... 28
2.5 Mapeamento da susceptibilidade à erosã o ... 29
2.6 Uso de geotecnologias aplicadas a estudos agrícolas e ambientais ... 30
2.6.1 S ensoriamento remoto ... 31
2.6.2 S istema de informações geográficas - S IG ... 32
3 MAT E R IA IS E MÉ T OD OS ... 34
3.1 C aracterizaçã o fisiográfica da área de estudo... 34
3.1.1 Geologia, Geomorfologia e S olos ... 34
3.1.2 C lima ... 37
3.2 A valiaçã o da aptidã o agrícola das terras ... 37
3.3.1 D eterminaçã o da aptidã o agrícola pelo método convencional ... 39
3.3.2 D eterminaçã o da aptidã o agrícola pelos métodos adaptado I e adaptado II ... 42
3.3.2.1 Método adaptado I ... 42
3.3.2.2 Método adaptado II ... 42
3.4 L evantamento de uso e cobertura do solo ... 45
3.4.1 S eleçã o de imagens e pré-processamento ... 45
3.4.2 Mapeamento do uso e cobertura do solo ... 47
3.5 L evantamento de dados da produçã o agrícola ... 48
3.6 Mapeamento da susceptibilidade à erosã o ... 49
4 R E S U LTA DOS E D IS C US S Ã O ... 53
4.1 L evantamento de uso e cobertura do solo ... 53
4.1.1 V alidaçã o da classificaçã o das imagens de satélite ... 53
4.1.3 V ariaçã o espacial dos usos e coberturas em relaçã o à s classes de solos ... 60
4.2A ptidã o agrícola das terras ... 65
4.3 Mapeamento da susceptibilidade à erosã o do solo ... 79
4.3.1 E rodibilidade do solo ... 82
4.3.2 D eclividade do terreno e erosã o do solo ... 85
4.3.3 R isco de degradaçã o das terras em funçã o do uso do solo ... 87
5 C ONC L US Ã O ... 91
R E F E R ÊNC IA S ... 92
1 I NT R O D UÇ Ã O
O planejamento do uso das terras sempre fez parte da história da humanidade, desde as civilizações mais antigas até os dias atuais, cujo objetivo deste planejamento era a exploraçã o das terras, conforme suas potencialidades e limitações. A exploraçã o racional dos solos exige uma correta adequaçã o dos usos agrícolas das terras de acordo com um programa antecipadamente estabelecido, levando-se em consideraçã o preceitos conservacionistas e aspectos econômicos ( L E PS C H, 2010). Para isso existem diversos sistemas usados para a classificaçã o técnica das terras quanto ao seu potencial de uso agrícola, sendo os mais difundidos no B rasil o S istema de C lassificaçã o de Uso das Terras e o S istema de A valiaçã o da A ptidã o A grícola das Terras (S A AT ).
A pesar de ambos os sistemas serem bastante utilizados no B rasil, de norte a sul, vale ressaltar que estes foram desenvolvidos para outro País e, posteriormente, adaptados para as condições do B rasil, um País de dimensões continentais e com uma heterogeneidade climática considerável, uma vez que se tem na regiã o sudeste clima tropical úmido enquanto que o nordeste apresenta como principal característica o clima semiárido. A lém das diferenças climáticas entre estas regiões, há também uma diferença nas classes de solos predominantes para cada regiã o, seja em funçã o apenas do clima ou da combinaçã o deste com os demais fatores de formaçã o do solo, pois enquanto no sudeste predominam solos bastante intemperizados, a regiã o nordeste é caracterizada pela ocorrê ncia expressiva de solos jovens, pouco evoluídos, pouco profundos e pedregosos. D essa forma, um sistema desenvolvido para as condições pedoclimáticas do sudeste do País nã o pode ser aplicado sem adaptações para as condições do semiárido, uma vez que esta regiã o tem como característica principal a irregularidade climática, com índice de aridez variando de 0,21 até 0,65, resultando em uma heterogeneidade dos solos, bem como predomínio das classes de solos pouco desenvolvidas, devido principalmente à s condições climáticas caracterizadas pelos baixos índices de pluviosidade.
a necessidade de adaptaçã o dos sistemas desenvolvidos para uma condiçã o ambiental diferente das condições do semiárido. Porém, é preciso adotar os devidos cuidados para que as mudanças nã o resultem em aumento da degradaçã o das terras da regiã o, pois a intensidade de cultivo e as práticas de manejo empregadas no cultivo estã o entre as principais causas de degradaçã o destas.
A s hipóteses deste trabalho sã o:
A lterações no sistema de avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras (S A AT ), por meio de modificações nos limites dos parâmetros pedregosidade e profundidade efetiva do solo permitem ampliar a aptidã o agrícola das terras para as condições edáficas da regiã o semiárida brasileira.
O fator limitante disponibilidade de água é a principal limitaçã o da aptidã o agrícola das terras do semiárido.
Neste sentido, o objetivo geral deste trabalho foi propor adequações ao S A AT para as condições edafoclimáticas do semiárido.
E para atingir o objetivo geral foram estabelecidos os seguintes os objetivos específicos:
V Propor modificações no S A AT com a incorporaçã o dos parâmetros pedregosidade e profundidade efetiva do solo;
V C lassificar a aptidã o agrícola das terras pelo método convencional, e com as adaptações propostas (método adaptado I e método adaptado II) ;
V C omparar os resultados das classificações obtidas pelos diferentes métodos; V R ealizar levantamento de uso e cobertura do solo;
V A nalisar a dinâmica do uso e cobertura do solo ao longo da série temporal (2007 a 2015) em funçã o da pluviosidade;
V E laborar o mapa de susceptibilidade à erosã o da área;
2 R E V I S Ã O D E L I T E R A T UR A
2.1 S emiár ido br asileiro
2.1.1 C ar acter izaçã o ger al
C onsiderando os critérios físico-ambientais e os instrumentos legais de demarcaçã o, o semiárido do nordeste brasileiro possui uma área de 980.133,07 km² correspondendo a 56,55% da área total do Nordeste e 17,66% do estado de Minas Gerais, abrigando uma populaçã o superior a 22,5 milhões de habitantes residindo em 1.135 municípios ( INSA , 2014). E m 2005, com a publicaçã o da portaria interministerial nº 01, o semiárido nordestino ganhou uma nova delimitaçã o com a inclusã o de 102 novos municípios (C IR IL O, 2008), ficando delimitado conforme a F IG UR A 1.
O semiárido brasileiro é um dos mais chuvosos do planeta com precipitaçã o média anual de 750 mm, porém com distribuiçã o temporal irregular e elevados déficits hídricos resultante da evapotranspiraçã o potencial média superior a 2.000 mm anuais ( INS A , 2012). C onforme a classificaçã o climática de K öppen-Geiger, na regiã o podem ser identificados os seguintes climas: B S hw, B S hw’ e B S hs’ (A R A ÚJ O F IL HO, 2013). Há predomínio do clima tipo B S hw’, definido como tropical quente semiárido com estaçã o chuvosa concentrada entre os meses de janeiro a abril, podendo estender-se até o mê s de maio, porém, as chuvas ocorrem com maior intensidade nos meses de março e abril. A irregularidade temporal e espacial característica das chuvas da regiã o constitui fator relevante para a agricultura de sequeiro, que depende da manutençã o da umidade do solo durante o período de cultivo ( INS A , 2011).
F igura 1 – Mapa do semiárido brasileiro.
O relevo da regiã o é caracterizado por apresentar formas plana a forte ondulada com altitude média variando entre 400 e 500 m, podendo alcançar 1.000 m (C UNHA et al., 2010). S endo que maior parte da regiã o está inserida na D epressã o S ertaneja que constitui uma superfície de pediplanaçã o na qual ocorrem cristas e outeiros residuais, porém sã o verificadas outras superfícies como bacias sedimentares, superfícies cársticas, superfícies dissecadas, tabuleiros costeiros, baixadas aluviais e serras e maciços residuais (J A C OMINE , 1996). A diversidade do relevo do semiárido resulta num grande número de paisagens e ambientes (C OR R E IA et al., 2011). R odal e S ampaio (2002) identificaram 105 Unidades Geoambientais que compõe 17 Unidades de Paisagem com diferenças nos conjuntos de fauna, flora e classes de solo.
2.1.2 C ar acter ísticas dos solos do semiár ido
Os solos do semiárido brasileiro tê m como característica marcante a heterogeneidade, com ocorrê ncia de vários mosaicos de solos complexos com características variadas mesmo dentro de pequenas distâncias (S A MPA IO, 1995). Isso resulta, principalmente, da geologia, material de origem e do relevo (J A C OMINE , 2002). A ocorrê ncia de determinadas classes de solos consideradas caraterísticas do semiárido sã o condicionadas pelas condições climáticas marcadas por baixa pluviosidade e elevadas temperaturas (R OME R O; F E R R E IR A , 2010).
Tabela 1 – C lasses de solos identificadas no semiárido brasileiro.
C lasse de solo % em R elaçã o à Á rea T otal
L A T OS S OL OS 21,0
NE OSS OL OS L IT ÓT IC OS 19,2
A R G IS S OL OS 14,7
L UV IS S OL OS 13,3
PL A NOSS OL OS 10,5
NE OSS OL OS QUA R T Z A R ÊNIC O 9,3
NE OSS OL OS R E GOL ÍT IC OS 4,4
C A MB IS S OL OS 3,6
NE OSS OL OS F L ÚV IC OS 2,0
V E R T IS S OL OS 1,3
OUT R A S C L A SS E S (C HE R NOS S OL OS, G L E IS S OL OS e PL INT OS S OL OS )
0,7
T otal 100
F onte: A daptado de C unha et al. (2010).
Os NE OSS OL OS L IT ÓL IC OS sã o solos rasos que apresentam contato lítico típico ou fragmentário dentro de 50 cm da superfície do solo (E MB R A PA , 2013a). O contato lítico nesta profundidade limita o desenvolvimento das raízes, principalmente de árvores que possuem sistema radicular mais profundo (OL IV E IR A , J ., 2008). A pouca espessura destes solos, quando associada a relevo forte ondulado a montanhoso potencializa os processos erosivos e dificulta a mecanizaçã o agrícola (R OME R O; F E R R E IR A , 2010). Os L UV IS S OL OS sã o solos minerais com presença de horizonte B textural, com argila de atividade alta e eutróficos (E MB R A PA , 2013a), normalmente sã o pouco profundos e frequentemente apresentam camadas de pedras e cascalhos, ou seja, pavimento desértico ( L E PS C H, 2011). A maioria dos solos desta classe possui mudança textural abrupta com limitações também relacionadas à restriçã o à mecanizaçã o e risco de erosã o, principalmente quando ocorre mudança textural abrupta associada a relevo acentuado e pedregosidade (R OME R O; F E R R E IR A , 2010).
Os PL A NOSS OL OS sã o solos minerais com presença de horizonte B plânico caracterizado pela mudança textural abrupta, adensamento e baixa permeabilidade, podendo ocorrer mobilizaçã o e sorçã o do cátion sódio (E MB R A PA , 2013a). A s limitações dos solos desta classe estã o relacionadas ao horizonte B plânico que propicia uma má drenagem no perfil acarretando na formaçã o de lençol freático suspenso no período chuvoso (OL IV E IR A , J ., 2008) e susceptibilidade à erosã o hídrica (R OME R O; F E R R E IR A , 2010).
dos solos que ocorrem no semiárido, podendo apresentar limitaçã o decorrente do relevo, da pedregosidade superficial e interna (C UNHA et al., 2010) e também da mudança textural (R OME R O; F E R R E IR A , 2010). Os A R G IS S OL OS sã o solos minerais com a presença de horizonte B textural com argila de atividade baixa ou alta conjugada com saturaçã o por bases baixa (E MB R A PA , 2013a), compreendem uma classe de solos bastante heterogê nea ( L E PS C H, 2011) desde solos rasos a muito profundo, abruptos ou nã o, cascalhento ou nã o e bem drenados a imperfeitamente drenados (OL IV E IR A , J ., 2008).
2.1.3 Produçã o agr ícola do semiár ido
A exploraçã o agrícola do semiárido tem estreita relaçã o com culturas temporárias que estã o ligadas à agricultura de subsistê ncia e, historicamente, sã o exploradas em regime de cultivo de sequeiro (S ILVA et al., 2002), estando sujeitas à s irregularidades espaço-temporal das chuvas ( INS A , 2011). A agricultura de sequeiro ocupa a maior parte da área agrícola do semiárido nordestino, podendo ser permanente ou semipermanente nas áreas onde há maior disponibilidade de água ou itinerante nas regiões mais secas (S A MPA IO; ME NE Z E S , 2002). D evido à predominância da agricultura de sequeiro a produçã o agrícola do semiárido é extremamente vulnerável à variabilidade climática ( B R IT O et al., 2012), pois a escassez de chuvas resulta numa reduçã o da área plantada e principalmente, na produtividade das principais culturas cultivadas na regiã o, conforme observado na TA B E L A 2.
Tabela 2 – V ariaçã o da área plantada e da produtividade média das principais culturas temporárias cultivadas no estado do C eará em virtude da pluviosidade.
C ultura
Á rea Plantada (mil ha) Produtividade (Mg/ha) Precipitaçã o A nual (mm) S afra 2011 S afra 2012 S afra 2011 S afra 2012 Média 2011 2012
A rroz 31,76 25,26 2,94 2,06
800,60 1.034,50 388,80
F eijã o 600,14 456,79 0,44 0,12
Mamona 49,03 32,13 0,31 0,84
Mandioca 85,08 89,12 9,83 5,26
Milho 725,30 535,96 1,26 0,25
2.2 S istemas técnicos par a avaliaçã o de uso das ter r as
A classificaçã o de qualquer objeto tem por objetivo agrupar os conhecimentos a
seu respeito, em que objetos semelhantes em suas características e propriedades sã o
ordenados em uma mesma classe ou grupo. A s classificações de solos existentes podem ser
ordenadas em duas categorias distintas, a saber: classificaçã o taxonômica ou pedológica e
classificaçã o técnica ou utilitária ( L E PS C H et al., 1991).
A classificaçã o pedológica consiste na compreensã o do solo como um corpo
natural, já a classificaçã o técnica é adotada para responder perguntas especificas tipo, resposta
da terra ao uso agrícola da mesma (R OS S IT E R , 2000).
Um levantamento pedológico nã o é realizado para atender a um fim específico,
mas quando convenientemente interpretado, pode servir como base para diferentes
classificações técnicas, pois estas classificações agrupam a unidades de mapeamento em
classes de terras, conforme características e propriedades escolhidas mais relacionadas com o
comportamento agrícola dos solos ( L E PS C H et al., 1991).
A avaliaçã o das terras é uma ferramenta fundamental para predizer a capacidade
de seu uso, permitindo o planejamento da utilizaçã o dos recursos naturais. A interpretaçã o de
levantamento de solos para atividades agrícolas ou outras atividades que utilizam o solo é da
mais alta relevância para utilizaçã o racional desse recurso, pois essas interpretações permitem
a classificaçã o das terras conforme sua aptidã o de uso e condições de manejo (R A MA L HO
F IL HO e B E E K , 1994).
No B rasil, os sistemas utilizados para classificaçã o das terras mais difundidos sã o o S istema de C lassificaçã o da C apacidade de Uso das Terras, proposto por K lingebiel e Montgomery (1961), difundido por L epsch et al. (1991), e o S istema de A valiaçã o da A ptidã o A grícola das Terras desenvolvido por R amalho F ilho e B eek (1994), também conhecido por S istema B rasileiro ou S istema FA O (SC HNE ID E R ; G IA SS ON; K L A MT, 2007). A lém destes sistemas, há outros sistemas de avaliaçã o de terras, com destaque para S istema B rasileiro de C lassificaçã o de Terras para Irrigaçã o com enfoque no semiárido proposto por A maral (2011). E ste sistema tem por objetivo atenuar as restrições impostas pelos fatores edáficos e climáticos característicos do semiárido por meio do uso da irrigaçã o.
G IA S S ON; K L A MT, 2007).
2.2.1 S istema de A valiaçã o da aptidã o agr ícola (S A A T )
A avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras é um método de interpretaçã o de levantamento de solos baseado em resultados de levantamentos sistemáticos realizados com o suporte de diversos atributos relacionados com o sistema terrestre, tais como solo, clima, vegetaçã o, geomorfologia, entre outros (R A MA L HO F IL HO; B E E K , 1994). S egundo estes autores, tal avaliaçã o está em funçã o da tecnologia predominante na época de sua realizaçã o, pois se trata de um processo interpretativo e de caráter efê mero, ou seja, temporário, podendo sofrer variações com a evoluçã o tecnológica.
O S A AT consiste em seis grupos de aptidã o (1, 2, 3, 4, 5 e 6), trê s níveis de manejo tecnológico (A , B e C ) e quatro classes de aptidã o (boa, regular, restrita e inapta), conforme TA B E L A 3 e também, subgrupos de aptidã o. Os grupos 1 a 3 englobam as classes aptas para lavouras, o grupo 4, classe apta para pastagem plantada, o grupo 5, classe apta para pastagem natural e silvicultura e o grupo 6 refere-se as terras sem aptidã o para uso agrícola (R E S E ND E et al., 2007).
Tabela 3 – G rupos, classes de aptidã o e alternativas de uso. Grupo de A ptidã o
A grícola
C lasse de A ptidã o
Nível de Manejo
T ipo de Utilizaçã o
A B C
A u m e n t o d a s l i m i t a ç õ e s d e u s o A u m e n t o d a s a l t e r n a t i v a s d e u s
o 1 B oa 1A 1B 1C
L avoura
2 R egular 2a 2b 2c
3 R estrita 3(a) 3(b) 3(c) 4
B oa - 4P -
Pastagem Plantada
R egular - 4p -
R estrita - 4(p) -
5
B oa 5N 5S -
S ilvicultura e Pastagem Natural
R egular 5n 5s -
R estrita 5(n) 5(s) -
6 Inapta S em aptidã o para uso agrícola
Preservaçã o A mbiental F onte: A daptado de R esende et al. (2007).
O nível de manejo A pode ser adotado para lavouras e pastagem natural, já o nível de manejo B é empregado para lavouras, pastagem plantada e silvicultura, enquanto que o nível de manejo C é adotado somente para lavouras (R A MA L HO F IL HO; B E E K , 1994).
A avaliaçã o da aptidã o agrícola tem como objetivo estabelecer as possibilidades de uso das terras, permitindo uma visã o mais adequada do potencial dos solos por meio das classes de aptidã o. E stas sã o determinadas em funçã o das condições agrícolas dos solos em relaçã o a um ideal quanto ao grau de deficiê ncia de nutrientes, deficiê ncia de água, deficiê ncia de oxigê nio, susceptibilidade à erosã o e impedimento à mecanizaçã o, sendo que, as limitações destes fatores sã o quantificadas em grau: nulo (0); ligeiro ( 1); moderado (2); forte (3) e muito forte (4) (E MB R A PA , 2004).
A s classes de aptidã o refletem o grau de intensidade com que as limitações afetam o uso das terras (R A MA L HO F IL HO e B E E K , 1994). D e acordo com a FA O (1976), estas classes sã o assim definidas:
C lasse boa – terras sem limitações significativas para a produçã o sustentada de um determinado tipo de utilizaçã o, observando à s condições do manejo considerado;
C lasse regular – terras que apresentam limitações moderadas para a produçã o sustentada de um determinado tipo de utilizaçã o, observando as condições de manejo considerado. A s limitações reduzem a produtividade ou os benefícios, levando a necessidade de insumos de forma a aumentar as vantagens globais a serem obtidas do uso;
C lasse restrita – terras que apresentam limitações fortes para a produçã o sustentada de um determinado tipo de utilizaçã o, observando as condições de manejo considerado. E ssas limitações reduzem a produtividade ou os benefícios, ou entã o, aumentam os insumos necessários, que os custos só seriam justificados marginalmente;
C lasse inapta – terras que apresentam condições que parece excluir a produçã o sustentada do tipo de utilizaçã o em questã o. A s terras consideradas inaptas para os diversos usos (lavouras, pastagem plantada, silvicultura e pastagem natural), tê m como alternativa a preservaçã o ambiental, extrativismo ou algum outro uso nã o agrícola.
Os desvios podem ser corrigidos através de práticas agrícolas, cujo objetivo é a reduçã o das limitações e sã o estabelecidas em quatro classes de viabilidade de melhoramento (R E S E ND E et al. 2007):
C lasse a – Melhoramento viável com práticas simples e pequeno emprego de capital; C lasse b – Melhoramento viável com práticas intensivas e mais sofisticadas e considerável
aplicaçã o de capital, considerada economicamente compensadora;
C lasse c – Melhoramento viável somente com práticas de grande vulto, aplicadas a projetos de larga escala que estã o, normalmente, além das possibilidades individuais dos agricultores;
C lasse d – S em melhoramento técnica ou econômica de melhoramento.
O subgrupo é adotado para atender as variações que ocorrem dentro do grupo, representando a interaçã o da classe de aptidã o com o sistema de manejo e o tipo de uso considerado (PE R E IR A , 2002). A ssim no subgrupo exemplificado 1B C , tem-se o indicativo de terras com boa aptidã o (grupo 1) para lavouras em qualquer nível de manejo empregado, já para o subgrupo 2b(c), tem-se terras com aptidã o regular ( grupo 2) para lavouras no nível de manejo tecnológico B e aptidã o restrita ( grupo 3) no nível de manejo C .
O S A AT tem o mérito de considerar os diferentes níveis de manejos tecnológicos empregados no campo, atendendo a realidade brasileira (S C HNE ID E R ; GIA S S ON; K L A MT, 2007). Permite a introduçã o de outros fatores limitantes, conforme o nível de estudo venha exigir (R A MA L HO F IL HO e B E E K , 1994). E ntretanto, necessita de adaptações para o uso no planejamento conservacionista de propriedades rurais ou de microbacias hidrográficas (S C HNE ID E R ; G IA S S ON; K L A MT, 2007).
2.2.2 S istemas alternativos
E stas metodologias baseiam-se na construçã o de quadro-guias cujo objetivo é associar as diferentes limitações de uso que ocorrem no ambiente com suas respectivas intensidades, permitindo por esta associaçã o separar glebas de terras homogê neas e, consequentemente, a devida indicaçã o de uso e manejo (NE UB E RT, 1995) .
Para ter ideia da necessidade de desenvolver sistemas alternativos de interpretaçã o técnica, pode-se citar o exemplo das encostas basálticas no R io Grande do S ul e S anta C atarina, neste exemplo, terras com boa potencialidade para culturas anuais e intensamente cultivadas com o uso de traçã o animal, devido à presença de pedregosidade e relevo acidentado, tê m sua capacidade de uso subestimada quando avaliadas no S istema de C apacidade de Uso das Terras (SC HNE ID E R ; G IA S S ON; K L A MT, 2007) .
No âmbito do semiárido, a classificaçã o técnica das terras por meio da aplicaçã o direta do sistema de avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras resulta na marginalizaçã o destas. C omo exemplo, pode-se citar S ousa (2003) que avaliou a aptidã o agrícola das terras numa microbacia hidrográfica do semiárido pelo método convencional e apurou que 42% da área da microbacia pertencia à classe 6, ou seja, terras sem aptidã o agrícola; 39% terras apresentaram aptidã o restrita para pastagem e os outros 19% terras apresentaram aptidã o restrita para lavouras. S ousa et al. ( 2013) estudaram o potencial pedológico para o cultivo de cana de açúcar e constatou que 67% da área do município de B uenos A ires (PE ) apresentou de baixo a muito baixo potencial pedológico, de modo que os principais fatores limitantes foram associados à pouca profundidade efetiva dos solos e ao relevo forte ondulado a montanhoso. D aí a justificativa para o desenvolvimento de sistemas ou metodologias alternativas de classificaçã o técnica das terras, cujo objetivo é adaptar estes sistemas à s condições edafoclimáticas e/ou sociais da regiã o objeto do estudo.
Nessa linha, Uberti et al. (1991) propuseram uma metodologia de classificaçã o técnica adequada à s condições do estado de S anta C atarina, caracterizadas principalmente por pequenas propriedades, topografia acidentada com predominância de solos pedregosos e/ou rasos. E sta metodologia consiste em cinco classes de aptidã o de uso agrícola, na qual os fatores limitantes considerados foram: declividade, profundidade efetiva do solo, suscetibilidade à erosã o, limitaçã o por fertilidade e drenagem (S ILV A , 2007). Outro exemplo recente é a metodologia alternativa para classificaçã o da aptidã o agrícola das terras, proposta por S chneider, Giasson e K lamt (2007), que consiste na identificaçã o e mapeamento das classes e subclasses de aptidã o de uso com auxílio do quadro-guia.
potencial de diversificaçã o de culturas com base na avaliaçã o da aptidã o agrícola como ferramenta para adequar o uso das terras, combater à degradaçã o física do solo e lidar com a variabilidade climática da Planície C harco na A rgentina. E madi et al. (2010) propuseram uma metodologia baseada em geotecnologias para avaliar a aptidã o agrícola em ambientes áridos e semiárido no sul do Irã com a finalidade de identificar as limitações relacionadas ao solo, bem como auxiliar na recuperaçã o de áreas degradadas.
Geralmente, a adequaçã o destes sistemas consiste na inclusã o de novos atributos para determinaçã o dos fatores limitantes a exploraçã o agrícola (PE R E IR A ; L OMB A R D I NE T O, 2004; NÓB R E G A , WA DT e A NJ OS , 2008) e/ou estabelecimento de novos limites à s classes de pedregosidade, profundidade efetiva e declividade do terreno (F R A NC ISC O; C HAV E S ; L IMA , 2013; WA D T et al., 2008).
2.3 A tributos do solo
Para o manejo adequado do solo deve-se levar em consideraçã o seus atributos físicos, químicos e biológicos, pois a qualidade destes propicia condições adequadas ao crescimento e desenvolvimento das plantas e à sustentabilidade das gerações futuras (D OR A N; PA R K IN, 1994).
Os atributos físicos, químicos e biológicos sã o influenciados e influenciam o tipo de manejo e uso do solo, resultando em variações que afetam na qualidade do solo (C A R NE IR O et al., 2009). A degradaçã o destes atributos é resultado do uso e manejo inadequados, sendo a erosã o hídrica destacada neste processo de degradaçã o do solo e potencializada em solos com horizontes A e B rasos (F E R R E IR A , 2005).
O aprofundamento das informações sobre os atributos pedregosidade e profundidade efetiva do solo fundamenta-se no fato que aproximadamente 58% das classes de solos que ocorrem no semiárido, podem apresentar limitações quanto à pedregosidade e/ou profundidade efetiva do solo (C UNHA et al., 2010).
2.3.1 Profundidade efetiva do solo
A profundidade efetiva do solo refere-se à espessura máxima na qual nã o existem impedimentos físicos restritivos para as raízes penetrarem livremente, permitindo a fixaçã o das plantas no solo e proporcionando um ambiente favorável para que as mesmas possam absorver água e nutrientes ( L E PS C H et al., 2015). E ste atributo determina também a viabilidade da execuçã o das práticas de preparo do solo, o armazenamento de água, bem como a tolerância à perda de solo por erosã o, de modo que solos profundos sã o mais tolerantes do que solos pouco profundos (SC HNE ID E R ; G IA SS ON; K L A MT, 2007).
A profundidade efetiva pode ser limitada pelo contato lítico, camadas cimentadas e mudança textural abrupta (OL IV E IR A , J ., 2008), estrutura coesa (S OUZ A et al., 2008), entre outros. E ste atributo corresponde à soma das espessuras dos horizontes A e B , ou ainda (A +E ) + B . No caso específico dos PL A NOS S OL OS , devido ao endurecimento e impermeabilidade do horizonte B plânico, considera-se apenas a espessura do horizonte A ou A +E para estabelecimento da profundidade efetiva desta classe (E MB R A PA , 2013b).
A lguns autores relatam a importância da profundidade para o desenvolvimento do sistema radicular das plantas (SOUZ A et al., 2008) e, consequentemente, para o rendimento das mesmas (C OS TA et al., 2011).
O estudo do impacto da profundidade e dos demais atributos físicos do solo no desenvolvimento das raízes da bananeira mostrou que o solo mais profundo favoreceu o sistema radicular das plantas (MIOT T I et al., 2013). O aumento da profundidade efetiva de um A R G IS S OL O V E R ME L HO-A MA R E L O compactado, por meio de subsolagem profunda entre linhas de plantas de citros resultou em melhoria das propriedades físico-hídricas do solo e, consequentemente, num aumento significativo no rendimento de frutos (ME D E IR OS et al., 2013).
culturas (R E D D Y et al., 2004; C OS TA et al., 2016).
C onsiderando as classes de solos do semiárido, observa-se que 43% dos solos apresentam pouca profundidade efetiva, caracterizando impedimento físico ao desenvolvimento das raízes, à mecanizaçã o agrícola, à infiltraçã o de água no solo e, consequentemente, maior susceptibilidade à erosã o (J A C OMINE , 2002; C UNHA et al., 2010). Havendo ainda 14,7% de A R G IS S OL OS que podem apresentar li mitaçã o decorrente da presença de gradiente textural (R OME R O; F E R R E IR A , 2010). A presença do gradiente textural limita a capacidade de drenagem interna, aumentando a suscetibilidade dos A R G IS S OL OS , L UV IS S OL OS e PL A NOSS OL OS à açã o dos processos erosivos (OL IV E IR A , F. et al., 2008). Isso, em alguns casos, pode culminar na remoçã o do horizonte superficial dos L UV IS S OL OS e PL A NOS S OL OS . D evido a exígua profundidade de algumas classes de solos que ocorrem com certa relevância no semiárido, F rancisco, C haves e L ima (2013) classificando as terras do estado da Paraíba para fins de mecanizaçã o agrícola, estabeleceram novos limites para as classes de profundidade efetiva e pedregosidade para a regiã o.
2.3.2 Pedregosidade
A pedregosidade pode ser definida pela presença de cascalhos, pedras soltas ou afloramentos rochosos que ocorrem no perfil do solo ou na superfície do terreno. A pedregosidade qualifica áreas que, na presença superficial ou subsuperficial de quantidades expressivas de calhaus ( 2 a 20 cm) e matacões ( 20 a 100 cm), interferem no uso das terras, sobretudo no emprego de máquinas e equipamentos agrícolas ( IB GE , 2007) e que podem ser avaliadas quanto à s restrições que impõem à execuçã o de práticas agrícolas (S C HNE ID E R ; G IA S S ON; K L A MT, 2007).
sementes (E MB R A PA , 2013b). D aí a necessidade de estudar a importância da pedregosidade do solo na avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras do semiárido, pois esta é uma das características dos solos do semiárido.
2.4 Uso e cober tur a do solo
O levantamento de uso e cobertura do solo consiste em uma pesquisa temática que pode ser sintetizada por meio de mapas, fornecendo subsídio para uma análise ambiental do espaço físico (F OL L E T T O, 2014), sendo essencial para a obtençã o de informações sobre o grau de preservaçã o ou antropizaçã o de um determinado local, bem como para a compreensã o dos padrões de disposiçã o do espaço ( A LV E S ; C ONC E IÇ Ã O, 2015).
A cobertura atual da terra é resultado da açã o antrópica, estando diretamente ligada ao uso e manejo da terra (S E A B R A ; C R UZ , 2013). O entendimento das interações entre uso da terra e cobertura do solo no espaço-temporal é fundamental para a compreensã o das mudanças da cobertura da terra em funçã o do uso do solo (J A NSE N; D I GR E GÓR IO, 2002).
O mapeamento do uso e cobertura do solo é ferramenta fundamental à avaliaçã o da capacidade de suporte ambiental, bem como ao direcionamento de práticas de manejo conservacionista a serem empregadas com a finalidade do desenvolvimento sustentável de determinada regiã o (SA NT OS ; S A NT OS, 2010) . E ste é também uma açã o importante para planejar a ocupaçã o de um determinado espaço, além de permitir a análise da expansã o urbana e rural de uma determinada localidade (MA R C HE S A N et al., 2013).
O estudo do uso e cobertura do solo pode servir de referê ncia para o monitoramento da biodiversidade, das áreas florestais, dos campos de pastagens, das mudanças climáticas, bem como ser aplicado para o controle de desertificaçã o (D I GR E GÓR IO; J A NS E N, 1998). T rata-se de uma importante ferramenta para o melhor conhecimento das rápidas transformações da paisagem (S A NT OS ; S A NT OS, 2010), pois as variações no uso e cobertura do solo constituem um dos mais importantes indicadores das mudanças que ocorrem nos ecossistemas (G IL A NI et al., 2015), influenciando diretamente na qualidade e disponibilidade dos recursos hídricos (VA NZ E L A , HE R NA ND E Z e F R A NC O, 2010).
pela devastaçã o desta cobertura ( F L A UZ INO et al., 2010) e que dependendo do nível, tal degradaçã o pode resultar em processo de desertificaçã o em caso de ambiente semiárido (S ILV A , A na et al., 2009). Porém, outras atividades também sã o responsáveis pela degradaçã o da cobertura vegetal, com destaque à extraçã o de lenha para produçã o de carvã o vegetal (B R A S IL E IR O, 2009).
2.5 M apeamento da susceptibilidade à erosã o
O uso da terra sem o devido planejamento contribui para o aumento das perdas de solos em níveis acima dos limites toleráveis (ME L L O; B UE NO; PE R E IR A , 2006), resultando na reduçã o da fertilidade do solo e da produtividade agrícola e no assoreamento dos cursos de água (D E MA R C H I e Z IMB A C K , 2014).
Para suavizar os resultados dos processos erosivos, é necessário conhecimento da área, adequando a ocupaçã o do solo à s condições de cobertura vegetal, tipo de solo e relevo (A R A GÃ O et al., 2011). Neste sentido, o mapeamento da susceptibilidade do solo à erosã o constitui um fator imprescindível para o planejamento agrícola e ambiental de uso das terras (VA L L A D A R E S et al., 2012), possibilitando o planejamento do uso e ocupaçã o do espaço de forma sustentável ((D E MA R C H I e Z IMB A C K , 2014), podendo também ser aplicado na gestã o territorial (MOTA et al., 2013).
A erosã o é um processo trifásico que consiste no desprendimento, transporte e deposiçã o das partículas do solo (PR US K I, 2009) por meio da açã o dos agentes erosivos vento e água (MOR G A N, 2005), podendo ocorrer naturalmente ou mediante intervençã o antrópica ( L E PS C H, et al., 2015). A açã o antrópica como desflorestamento, pastoreio intensivo e descontrolado, araçã o e cultivo em áreas íngremes e queima da biomassa potencializa a susceptibilidade dos solos à erosã o ( B L A NC O; L A L , 2008), bem como a ocorrê ncia de chuvas torrenciais tã o comuns no semiárido brasileiro (S ILVA ; PA IV A ; S A NT OS , 2009).
A erodibilidade do solo é o efeito interligado de processos que regulam a resistê ncia do solo à açã o erosiva da chuva, indicando assim o nível de suscetibilidade à erosã o em funçã o das propriedades do solo ( A R R A E S ; B UE NO; PIS S A R R A , 2010), sendo um atributo próprio de cada solo (S ILVA , A ntônio et al., 2009). E sta é influenciada pela estrutura, consistê ncia e agregaçã o do solo e também pela sua resistê ncia ao cisalhamento, pois o conjunto destas propriedades influencia o movimento da água, a distribuiçã o de forças erosivas e a resistê ncia ao arraste das partículas ( B RY A N, 2000).
A textura e a estrutura do solo, o teor de matéria orgânica, as propriedades hidráulicas e a capacidade de armazenamento de água estã o entre os atributos que afetam a erodibilidade do solo (B L A NC O; L A L , 2008).
D evido ao elevado custo e a morosidade para determinar a erodibilidade do solo (D E NA R D IN, 1990) e diversos autores tê m empreendido esforços no intuito de determiná-la por meio de funções de pedotransferê ncia (MA R QUE S et al., 1997; S ILV A et al., 2000; MA NNIGE L et al., 2002), outros por meio de observações em condições de campo (A L B UQUE R QUE et al., 2005; B E RT OL et al., 2007; S ILV A , A ntônio et al., 2009), culminando nos mais diversos resultados para a diferentes classes de solo, independentemente do método.
2.6 Uso de geotecnologias aplicadas a estudos agr ícolas e ambientais
2.6.1 S ensor iamento remoto
O sensoriamento remoto é uma técnica para coleta de informações sobre a superfície terrestre por meio de imagens obtidas a distâncias remotas a partir da perspectiva de cima (ME NE SE S ; A L ME ID A , 2012), usando radiaçã o eletromagnética em uma ou mais faixas do espectro eletromagnético refletidas ou emitidas a partir da superfície da terra (C A MPB E L L ; W Y NNE , 2011). O espectro eletromagnético é contínuo cujo comprimento de ondas varia de nanômetros (raios gamas) a metros (ondas de rádio) (PUR K IS ; K L E MA S , 2011). C ada comprimento de onda interage de forma diferente com cada tipo de objeto terrestre, resultando numa assinatura espectral própria para cada alvo (R E D D Y , 2008).
O sensoriamento remoto configura-se como uma poderosa ferramenta para estudos ambientais, uma vez que facilita o levantamento de informações em áreas remotas, bem como possibilita o estudo de inúmeros problemas relacionados aos recursos naturais (R IB E IR O et al., 2008). A o longo do tempo o sensoriamento remoto vem sendo aplicado nas mais diversas áreas do conhecimento científico, tais como no auxílio de levantamentos geológicos (SOUZ A et al., 2015) e pedológicos ( R IZ Z O et al., 2016), no monitoramento de incê ndios florestais (GR A NE MA NN; C A R NE IR O, 2009), bem como no levantamento de uso e cobertura do solo ( F E R NA NDE S et al., 2015).
E sta ferramenta permite, de forma rápida e eficiente, a obtençã o de dados para o levantamento de uso e cobertura do solo (G IONGO et al., 2013), além de fornecer séries temporais que podem ser utilizadas para futuros planejamentos (C A MPOS , et al., 2004), daí sua importância para o mapeamento do uso e cobertura do solo. A análise espaço-temporal do uso e cobertura do solo, por meio do uso de imagens de satélite, possibilita a identificaçã o das principais mudanças ocorridas ao longo do tempo (MA R C HE S A N et al., 2013; A S S IS et al., 2014).
2.6.2 S istema de infor mações geogr áficas - S I G
Nos dias atuais é indiscutível a importância do uso do S istema de Informações Geográficas (S IG ) como ferramenta no auxílio para a compreensã o e gestã o do espaço terrestre, uma vez que o S IG permite a aquisiçã o, gestã o, análise e visualizaçã o de dados espaciais para fins de planejamento, gestã o e controle (K ONE C NY , 2003). O S IG é caracterizado por uma diversidade de aplicações, sendo utilizado nas mais diversas áreas do conhecimento científico, tais como: agricultura, meio ambiente, geografia, ecologia, economia, entre outras ( HUIS M A N; B Y , 2009).
Numa ê nfase ambiental, o sistema de informações geográficas pode auxiliar na avaliaçã o de impactos ambientais, pois este é utilizado com sucesso na previsã o do potencial de uso dos recursos naturais e dos solos (MIR A ND A , 2012). O S IG também pode ser eficaz no suporte à decisã o para recomendaçã o de uso e manejo da terra (G IB OS HI; R OD R IG UE S ; L OMB A R D I NE T O, 2006), bem como para mapeamento da degradaçã o ambiental (MOTA ; VA L L A D A R E S , 2011; C HAV E S et al., 2015).
D evido à grande importância do S IG para o planejamento agrícola e ambiental, e também para o mapeamento da aptidã o agrícola das terras, é possív el relacionar alguns trabalhos na literatura que tê m utilizado esta geotecnologia tanto na avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras (PE D R ON et al., 2006; S ILV A ; NOGUE IR A ; UB E RT I, 2010), como em estudos relacionados à erosã o ( L OPE S et al., 2011).
O uso de álgebra de mapas entre atributos de solos, tais como: capacidade de troca de cátions, soma de bases, textura, erodibilidade solo, para estimativa da aptidã o agrícola das terras demonstrou que o tratamento destas informações por meio de S IG tem permitido a representaçã o da variabilidade espacial a partir de dados de campo (A S S A D ; HA MA D A ; L A NA , 2009). A inda, a sobreposiçã o dos mapas temáticos permite a análise espacial e individual de áreas quanto à aptidã o agrícola e suas principais limitações e a espacializaçã o do uso atual e os conflitos de uso das terras por parcela imobiliária com significativa reduçã o de tempo e subjetividade nos cruzamentos, quando comparado com o método manual (S ILVA ; NOGUE IR A ; UB E RT I, 2010).
3 M A T E R I A I S E M É T O D O S
3.1 C ar acter izaçã o fisiogr áfica da área de estudo
A área objeto do estudo situa-se na mesorregiã o do S ul C earense (F IGUR A 2) , sendo formada por 25 municípios e compreendida na regiã o semiárida do estado do C eará, conforme delimitaçã o estabelecida pela portaria interministerial nº 01, de 09 de março de 2005. D e acordo com o IB GE (2016c), essa mesorregiã o ocupa uma área de 14.892,13 km², que corresponde a aproximadamente 10% da área total do estado do C eará.
F igura 2 – L ocalizaçã o da mesorregiã o S ul C earense.
F onte: E laborado pelo autor.
3.1.1 G eologia, G eomor fologia e S olos
(B R A S IL , 1973). E ntretanto, hátambém ocorrê ncia de formações sedimentares, com destaque para a C hapada do A raripe e os depósitos aluviais e coluviais que ocorrem nas regiões dos vales e rampas de dessecaçã o, respectivamente (F UNC E ME , 2006).
Na regiã o de estudo sã o identificadas quatro unidades geomorfológicas: C hapada, Planícies F luviais, D epressã o S ertaneja e os Maciços R esiduais (S OUZ A , 2000). A C hapada do A raripe é uma formaçã o sedimentar com altitude entre 850 a 900 m acima do nível do mar, o relevo varia de plano a suave ondulado e os declives nã o sã o superiores a 8% ( F UNC E ME , 2012).
A s planícies fluviais abrigam as melhores condições de solos e disponibilidade hídrica, uma vez que essas formações acompanham os cursos dos rios, constituindo zonas geoambientais diferenciadas no âmbito do semiárido (C OS TA , 2004).
A D epressã o S ertaneja apresenta acentuadas mudanças de natureza litológicas e pedológicas, sendo caracterizada por vasto aplainamento consequente do processo de pediplanaçã o, já os Maciços R esiduais sã o serras constituídas por rochas do embasamento cristalino que apresentam extensões variadas e níveis altimétricos intermediários entre o planalto sedimentar e a D epressã o S ertaneja (F UNC E ME , 2012).
F igura 3 – Mapa de solos da mesorregiã o S ul C earense.
3.1.2 C lima
C onforme a classificaçã o climática de K öppen-Geiger, o clima predominante na mesorregiã o é do tipo B S hw’, definido como T ropical Quente S emiárido, sendo caracterizado pela irregularidade das chuvas, deficiê ncia hídrica e elevada evaporaçã o ( F UNC E ME , 2012).
E ssa regiã o, nã o obstante, do restante do semiárido, apresenta grande variabilidade espacial na distribuiçã o das chuvas entre os municípios, pois, enquanto que nos municípios de B arbalha, C aririaçu, C rato e Granjeiro a precipitaçã o média anual supera 1.000 mm, nos municípios de C ampos S ales e Penaforte a precipitaçã o média anual fica na faixa dos 600 mm e a média histórica da mesorregiã o é de 840,0 mm (F UNC E ME , 2016). D e acordo com Mamede et al. (2012), a bacia hidrográfica do açude Orós que engloba alguns municípios do mesorregiã o S ul C earense, apresenta evaporaçã o potencial acima dos 2.000 mm anuais.
3.2 A valiaçã o da aptidã o agr ícola das ter r as
A aptidã o agrícola das terras da mesorregiã o S ul C earense foi determinada pelo método convencional proposto por R amalho F ilho e B eek (1994), pelo método adaptado I e pelo adaptado II ( F IGUR A 4), ambos adaptados a partir do método convencional.
F igura 4 – F luxograma com os métodos adotados para avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras da mesorregiã o S ul C earense.
F onte: E laborado pelo autor.
O S A AT considera cinco fatores limitantes relacionados aos solos e ao ambiente: disponibilidade de nutrientes (N), disponibilidade de água (A ), disponibilidade de oxigê nio (O), impedimento à mecanizaçã o (M) e susceptibilidade à erosã o (S E ). Para a estimativa destes fatores limitantes e consequente obtençã o da aptidã o agrícola das terras, foi consultado o relatório técnico e extraídos os dados analíticos e morfológicos de 93 perfis de solos representativos das unidades de mapeamento (UMs) que compõem o L evantamento de R econhecimento de Média Intensidade dos S olos da mesorregiã o S ul C earense na escala 1:100.000 (F UNC E ME , 2012). C om esses dados foram obtidas informações sobre os atributos morfológicos, físicos, químicos e mineralógicos dos solos que ocorrem nesta mesorregiã o.
associações de solos, ou seja, formadas por duas ou mais classes de solos ( IB G E , 2007). E stas classes de solos que compõem as UM’s podem apresentar atributos físicos, químicos e mineralógicos diferentes e, por consequê ncia, aptidões distintas. Por essa razã o, foram estabelecidas trê s regras para a simbolizaçã o da aptidã o agrícola destas UM’s, conforme detalhadas abaixo:
1 – No caso das unidades de mapeamento simples, o símbolo foi igual ao da aptidã o da UM, conforme exemplificado na unidade de mapeamento L A 1 (TA B E L A 4);
2 – Quando as classes de solos que compõem a unidade de mapeamento composta apresentaram aptidões semelhantes e o somatório da área destas classes representaram no mínimo 70% da área total da UM, adotou-se o símbolo que representa aptidã o de, no mínimo 70% da área total da UM para identificar a aptidã o da unidade de mapeamento composta, conforme exemplificado por meio das unidades PVA 1 e L A 3 (TA B E L A 4) ;
3 – No caso de unidades de mapeamento composta, sem aplicabilidade da regra n° 2, usou-se um símbolo composto, conforme PV 12 (TA B E L A 4).
Tabela 4 – R egras para simbolizaçã o da aptidã o das unidades de mapeamento. Unidade de
mapeamento
C lasses de solos da unidade de mapeamento A ptidã o L egenda
L A 1 L A D istrófico típico (100%) 2bc 2bc
PVA 1 PV A D istrófico típico (40%) + LV A D istrófico típico (30%) + L A D istrófico típico (30%)
2bc/3(bc)/2bc 2bc L A 3 L A D istrófico típico (60%) + L A D istrófico
plíntico (40%)
2bc/2bc 2bc
PV 12 PV D istrófico latossólico (50%) + R L E utrófico fragmentário (25%) + NV E utrófico típico (25%)
4P/6/5n 4P/6/5n F onte: E laborado pelo autor.
2bc – terras com aptidã o regular nos níveis de manejo tecnológico B e C ; 3(bc) – terras com aptidã o restrita nos níveis de manejo tecnológico B e C ; 4P – terras com aptidã o boa para pastagem plantada; 5n – terras com aptidã o regular para pastagem natural; e 6 – terras inaptas para uso agrícola.
3.3.1 D eter minaçã o da aptidã o agr ícola pelo método convencional
limitaçã o atribuídos em um quadro-guia para regiã o semiárida ( A nexo A ). Os graus de limitaçã o ou grau de desvio (∆ ) sã o maiores ou iguais a zero e expressos em ordem crescente, conforme severidade da limitaçã o, sendo 0 – nulo; 1 – ligeiro; 2 – moderado; 3 – forte e 4 – muito forte.
A s informações inerentes aos atributos físicos, químicos e mineralógicos do solo, bem como a descriçã o morfológica, foram obtidas por meio da interpretaçã o de 93 perfis de solos representativos das unidades de mapeamento dos solos da mesorregiã o do S ul C earense.
A caracterizaçã o do relevo de cada unidade de mapeamento para fins de classificaçã o da aptidã o agrícola das terras deu-se, associando as informações sobre o relevo da área contidas no levantamento pedológico com o mapa de classes de declividade obtido por meio do uso de geotecnologias.
Para analisar a limitaçã o da disponibilidade de água, conforme previsto na metodologia convencional, foram utilizados dados de precipitações extraídos da série histórica (1974 a 2015) de 25 postos de observações da F UNC E ME ( 2016). C om essas informações foi possível gerar as isoietas e, consequentemente, o mapa de pluviometria da regiã o (F IGUR A 5). A geraçã o das isoietas foi importante, pois possibilitou a espacializaçã o do nível de limitaçã o do fator disponibilidade de água dentro da regiã o de estudo.
F igura 5 – Mapa de pluviometria da mesorregiã o S ul C earense
3.3.2 D eter minaçã o da aptidã o agr ícola pelos métodos adaptado I e adaptado I I
3.3.2.1 Método adaptado I
O método adaptado I consistiu numa adaptaçã o do método convencional para avaliaçã o da aptidã o das terras proposto por R amalho F ilho e B eek (1994). No qual o fator limitante disponibilidade de água foi desconsiderado, porém os demais fatores limitantes foram analisados igualmente à metodologia convencional, inclusive o número de perfis de solo analisados.
Havendo assim, modificaçã o somente quanto ao fator limitante disponibilidade de água ( F IGUR A 4), pois este consiste numa problemática comum a toda regiã o semiárida, podendo ser contornado somente com uso de técnicas de irrigaçã o. D e acordo com A raújo et al. (2013) a deficiê ncia hídrica é a principal limitaçã o das terras semiáridas do nordeste, independentemente do nível de manejo empregado.
3.3.2.2 Método adaptado I I
O método adaptado II consistiu em desconsiderar o fator limitante disponibilidade água. A lém disso, neste método foram estabelecidas modificações com a finalidade de adaptar o S A AT as condições edáficas do semiárido ( F IGUR A 4). D essa forma, foram incorporados novos limites à s classes de profundidade efetiva do solo, considerando as profundidades dos solos da regiã o (TA B E L A 5). B em como, considerou-se o atributo pedregosidade.
Tabela 5 – L imites das classes de profundidade efetiva do solo, utilizados para a avaliaçã o da aptidã o agrícola pelos diferentes métodos.
Método C onvencional e A daptado I Método A daptado II
C lasse Profundidade ( cm) C lasse Profundidade ( cm)
Muito profundo > 200 Muito profundo > 100
Profundo 100 – 200 Profundo 60 – 100
Pouco profundo 50 – 100 Pouco profundo 40 – 60
R aso 25 – 50 R aso 20 – 40
Muito raso < 25 Muito raso < 20
E m relaçã o ao atributo pedregosidade foram adotados os parâmetros já definidos (TA BE L A 6) por Pereira e L ombardi Neto (2004) para fins de avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras, pois nã o foi possível estabelecer novos limites à s classes de pedregosidade devido à insuficiê ncia de informações quantitativas no relatório de levantamento pedológico sobre as frações granulométricas calhaus, cascalho e terra fina. No relatório estã o disponíveis apenas informações qualitativas sobre pedregosidade na descriçã o dos perfis do solo.
Tabela 6 – C lasses de pedregosidade utilizadas para a avaliaçã o da apti dã o agrícola pelos diferentes métodos.
C lasse Pedregosidade (%)
Nã o pedregosa S em fragmentos
Pedregosa < 15
Muito Pedregosa 15 a 50
E xtremamente pedregosa > 50
F onte: A daptado de Pereira e L ombardi (2004).
Os novos limites das classes de profundidade efetiva adotados estã o em conformidade aos propostos por F rancisco, C haves e L ima (2013), que estabeleceram uma profundidade limite de 40 cm, pois consideraram esta como o alcance máximo de penetraçã o dos referidos implementos no solo, bem como os limites propostos por Wadt et al. (2008), que estabeleceram a profundidade de 100 cm como limite superior. A lém do mais, o sistema radicular das principais espécies vegetais cultivadas na regiã o em regime de sequeiro (arroz, feijã o, mandioca e milho) apresenta maior desenvolvimento em profundidades em torno de 40 cm.
Guimarã es et al. (2011) estudando o sistema radicular do arroz constataram que as raízes concentram-se nos primeiros 40 cm. A s raízes de feijã o concentram seu sistema radicular dentro dos primeiros 30 cm de profundidade (PIR E S et al., 1991; S T ONE , 2002). J á a profundidade do sistema radicular do milho varia de 40 a 50 cm ( A L B UQUE R QUE ; R E S E NDE , 2002).
avaliaçã o da aptidã o agrícola das terras nã o foram alterados, permanecendo idê nticos ao método convencional, conforme já retratado na F IGUR A 4.
A s modificações com a finalidade de atenuar as restrições impostas pelas condições edáficas do semiárido modificaram a determinaçã o dos fatores limitantes susceptibilidade à erosã o e impedimento à mecanizaçã o. D essa forma, o fator limitante susceptibilidade à erosã o foi determinado associando declividade do terreno aos novos limites das classes de profundidade efetiva do solo ( TA B E L A 7).
Tabela 7 – G raus de restriçã o ao uso devido à susceptibilidade à erosã o.
R elevo Profundidade efetiva do solo (cm)
R elevo D eclividade
>100 60 a 100 40 a 60 20 a 40 <20 Graus de restriçã o
Plano 0 a 3 % 0 1 2 3 4
S uave ondulado 3 a 8 % 1 1 2 3 4
Moderadamente ondulado
8 a 13 % 2 2 3 4 4
Ondulado 13 a 20 % 3 3 4 4 4
F orte ondulado 20 a 45 % 4 4 4 4 4
Montanhoso e E scarpado
>45 % 4 4 4 4 4
F onte: A daptado de R amalho F ilho e B eek (1994), Wadt et. al (2008) e F rancisco, C haves e L ima (2013).
0 = Nulo; 1 = L igeiro; 2 = Moderado; 3 = F orte; e 4 = Muito F orte.
J á o fator limitante impedimento à mecanizaçã o foi determinado em funçã o do grau de limitaçã o dos atributos declividade do terreno, pedregosidade e profundidade efetiva do solo (TA B E L A 8).
Tabela 8 – G raus de restriçã o ao uso devido ao impedimento à mecanizaçã o. Grau de
limitaçã o
D eclividade
Pedregosidade (% volume ocupado)
Profundidade efetiva (cm)
0: Nulo 0 - 3% S em fragmentos > 100
1: L igeiro 3 - 8% < 15 60 a 100
2: Moderado 8 - 20% 15 a 50 40 a 60
3: F orte 20 - 45% > 50 20 a 40
4: Muito F orte >45% > 50 < 20
