DEPARTAMENTO DE SOLOS E NUTRIÇÃO DE PLANTAS
Projeto de Pesquisa:
Caracterização físico-hídrica de solos em uma transeção
da Parcela Permanente experimental do Parque Estadual
da Ilha do Cardoso
Candidato: Raul Shiso Toma Orientador: Prof. Dr. Miguel Cooper
Piracicaba Julho de 2004
Projeto: Caracterização físico-hídrica de solos em uma transeção da Parcela Permanente
experimental do Parque Estadual da Ilha do Cardoso
Resumo
Este trabalho, vinculado ao Projeto Temático “Diversidade, dinâmica e conservação em florestas do Estado de São Paulo: 40ha de parcelas permanentes” (processo FAPESP N° 1999/09635-0) tem como principal objetivo realizar uma caracterização físico-hídrica dos solos da parcela permanente experimental instalado no Parque Estadual da Ilha do Cardoso (SP) com a finalidade de fornecer dados detalhados sobre as características edáficas relacionadas à dinâmica da água dos solos em estudo.
Utilizando mapas de solos ultradetalhados e mapas planialtimétricos da referida parcela permanente, serão escolhidos cinco locais nos quais serão abertas trincheiras, onde será descrita a morfologia dos diferentes horizontes dos solos e determinados parâmetros físico-hídricos do solo tais como densidade real e de particula, porosidade e retenção de água através de coletas e ensaios de laboratório em amostras deformadas e indeformadas. Adicionalmente utilizando-se infiltrômetros multidisco, serão obtidos nestes diferentes horizontes dos solos escolhidos dados referentes à condutividade hidráulica. A bibliografia sobre os assuntos estudados irá também servir de base para a sustentação e discussão dos resultados obtidos.
Através dos resultados obtidos procurar-se-á obter medições suficientes para poder interpretar, discutir e explicar algumas das principais relações existentes entre os principais atributos físicos do solo e da vegetação do tipo de restinga do referido Parque Estadual.
Introdução e justificativa
O Projeto Temático “Diversidade, dinâmica e conservação em florestas do Estado de São Paulo: 40ha de parcelas permanentes”, coordenado pelo Prof. Dr. Ricardo Ribeiro Rodrigues e financiado pela FAPESP (processo N° 1999/09635-0, inserido no Programa Biota), tem por finalidade realizar um monitoramento ambiental detalhado das quatro principais formações florestais ocorrentes no Estado de São Paulo, buscando formar uma ampla base de dados para fornecer subsídios à adoção de medidas de conservação e recuperação da biodiversidade nesses locais e em regiões próximas já degradadas.
Sendo a dinâmica dos fluxos de água do solo de grande importância para a melhor compreensão da interdependência entre vegetação, solo e água, o presente trabalho é de fundamental importância para a qualificação e quantificação das características edáficas mais relacionadas à caracterização físico-hídrica dos solos sob mata de restinga do Parque Estadual da Ilha do Cardoso. Para atingir este objetivo, parâmetros físico-hídricos de elevada importância como estrutura, porosidade, umidade do solo, retenção de água e condutividade hidráulica serão obtidos através coletas, no campo, de amostras deformadas e indeformadas que serão submetidas a diversas análises laboratoriais.
Bahia Filho (1996) já havia estabelecido como prioridade de pesquisa, a necessidade de se ampliar à base de dados relacionada a solos sob vegetação nativa, considerando ainda importante a caracterização ambiental destas vegetações (não excluindo outras florestas nativas) e realização de inventários de recursos naturais.
Sabatier et. al. (1997), ao estudar a organização do solo em uma floresta úmida na Guiana Francesa, observaram que a riqueza e variedade das espécies estão relacionadas às características edáficas do local.
Nesse contexto é que se insere a caracterização físico-hídrica como um importante meio que auxiliará estudos mais profundos sobre o comportamento da água no solo relacionado-o à disponibilidade de água às plantas. Para caracterizar esta disponibilidade hídrica são necessários estudos detalhados de características físicas do solo, como por exemplo, a porosidade, a capacidade de retenção de água do solo, a densidade do solo e de partículas e a condutividade hidráulica, parâmetros estes que estão diretamente relacionados a hidrodinâmica do solo.
Segundo Reichardt (1987) a água contida no solo se localiza no seu sistema poroso e é retida nos poros devido a fenômenos de capilaridade e adsorção. A capilaridade atua na retenção de água enquanto os poros se apresentam totalmente preenchidos de água. Com a secagem do solo e conseqüente esvaziamento dos poros, resta apenas filmes de água recobrindo as partículas do solo, predominando a ação da adsorção. Essas forças atuantes são conhecidas como potencial matricial da água e é geralmente expressa em logaritmo da carga de pressão (negativa) em centímetros de água, correspondente ao símbolo pF (Schofield, 1935). Segundo o mesmo autor, as curvas de pF da água do solo evidenciam a existência de várias constantes nas relações solo-água em função do potencial matricial. Cunha (2002) observou que, a síntese de uma curva de retenção de água, quando correlacionando pF e umidade do solo, nos dará as relações entre a variação do potencial matricial, o tamanho e volume dos poros e a umidade. Henin (1977) e Riou (op. cit) destacaram a importância da estrutura e da textura do solo na influência sobre o tamanho e quantidade dos poros, sendo a estrutura responsável por poros maiores que apresentam sucção fraca e a textura fator determinante de sucções fortes devido à presença de poros de menor diâmetro e grande superfície específica. Embasado nessa afirmação serão feitas análises granulométricas com o intuito de correlacioná-las tanto com os diferentes tipos de
agregados estruturais como com os dados que serão obtidos através da curva de retenção, para que possamos observar a inter-relação entre todas essas características ao comportamento da água nos perfis dos solos em estudo.
Outra característica importante a ser observada na caracterização físico-hídrica do solo é a capacidade de infiltração de água no mesmo, conhecida como condutividade hidráulica (K). Ela permite caracterizar os fluxos de água no interior do solo, distinguindo a infiltração através dos macroporos daquela que ocorre na matriz do solo, e pode ser obtida “in situ” (no campo) com a utilização de um aparelho chamado infiltrômetro multi-disco (Perrox & White, 1988). A condutividade hidráulica do solo depende de vários fatores sendo eles: (a) porosidade total, (b) dimensão, (c) forma e(d) conexão entre os poros (Diab et al., 1988; Hallaire et al., 1998) todos passíveis de quantificação. A porosidade total pode ser estimada através de dados de densidade de solo e de partícula por modelo proposto por Libardi (1984). A dimensão dos poros pode ser determinada face aos potenciais matriciais testados através de cálculos matemáticos e a forma e conexão dos poros pode ser observado através de análises de imagens utilizando a micromorfologia. Um trabalho feito por Vauclin et al. (1993), que merece destaque, consistiu na medição “in situ” da permeabilidade do solo com o infiltrômetro multi-disco e posterior correlação dos dados obtidos com dados de textura, estrutura e porosidade, confirmando a interligação existente entre essas características. Hallaire et al. (1998) comprovaram a correlação existente entre a morfologia dos poros e as transferências hídricas em condições saturadas ou próximas à saturação através de experimento utilizando infiltrômetros multi-disco.
O presente estudo contribuirá com a caracterização do funcionamento dos solos sob a cobertura vegetal nativa de floresta de restinga existente na parcela permanente escolhida.
Objetivo
Caracterizar os atributos físico-hídricos dos solos da parcela permanente localizada no Parque Estadual da Ilha do Cardoso, com a finalidade de gerar informações de dados físico-hídricos para subsidiar explicações sobre influência do solo e o seu funcionamento ante as características da vegetação nativa local (floresta de restinga).
O presente estudo será fundamental para o Projeto Temático, pois contribuirá com a caracterização do funcionamento dos fluxos hídricos de solos sob a cobertura vegetal nativa do tipo floresta de restinga.
Materiais e Métodos
Este trabalho será realizado em uma parcela permanente representativa no interior do Parque Estadual da Ilha do Cardoso, situado no extremo sul do litoral do Estado de São
Paulo no município de Cananéia, entre os paralelos 25003’05”- 25018’18” e os meridianos
47053’48”-48005’42”, com uma área de aproximadamente 22.500ha.
O tamanho desta parcela é de 10,24 ha com 256 sub-parcelas de 20 x 20 m, demarcadas com base em levantamento planialtimétrico já realizado. Esta disposição foi realizada de modo semelhante por Itoh et. al. (2003) que também subdividiu uma Parcela Permanente de 52 ha em 1300 sub-parcelas de 20 x 20 m.
Uma transeção representativa dos solos da parcela será escolhida, baseado no mapa
de solos ultradetalhado desta área, obtido no projeto “Mapeamento ultradetalhado do solo
da área da Ilha do Cardoso destinada ao Projeto Diversidade, dinâmica e conservação em florestas do Estado de São Paulo: 40ha de parcelas permanentes” (iniciação científica), também vinculado ao Projeto Temático, realizado por Cristiano Cassiano da Silva sob a orientação de Pablo Vidal Torrado.
Serão abertas trincheiras nos principais solos encontrados sobre esta transeção onde será feita a descrição morfológica dos solos utilizando a metodologia proposta por Lemos & Santos (2002).
Serão coletadas amostras deformadas para análises granulométricas, segundo Camargo et al. (1986), nos laboratórios do Departamento de Solos e Nutrição de Plantas da ESALQ/USP. Amostras indeformadas também serão coletadas para a obtenção de curvas características de retenção de água no solo, nas quais serão utilizados vários pontos de energia, onde os potenciais matriciais de 1, 3, 5, 8 e 10 kPa, tais determinações serão feitas com o uso de “panelas de tensão” preenchidas com areia de granulometria conhecida e constante, e os potenciais de 33, 100, 500 e 1500 kPa serão determinados em câmaras de pressão de Richards, segundo metodologia descrita em EMBRAPA, 1997.
As mesmas amostras indeformadas serão utilizadas para a obtenção da densidade do solo seguindo metodologia de EMBRAPA (1997). A determinação da densidade de partículas será realizada utilizando o método do picnômetro, o qual baseia-se na determinação do volume de álcool necessário para completar a capacidade do picnômetro contendo solo seco em estufa (EMBRAPA, 1997).
As medidas de condutividade hidráulica serão realizadas com o infiltrômetro multidisco TRIMS, e o protocolo de cálculo da condutividade serão obtidos de acordo com Ankeny et al. (1991). A descrição, uso e modo de operação em campo de um permeâmetro ou infiltrômetro de disco semelhante ao utilizado são demonstrados por Silva (2000).
Análise dos resultados
Através dos resultados obtidos das diferentes análises realizadas procurar-se-á obter dados suficientes, para poder interpretar, discutir e explicar o funcionamento hídrico dos
principais solos da área em pauta. A bibliografia sobre o tema irá servir de base para a sustentação e discussão dos resultados obtidos.
As análises quantitativas entre atributos dos horizontes, solos, e parâmetros físico-hídricos serão realizadas utilizando estatística descritiva e testes paramétricos de comparação de médias e ANOVA, com valores previamente normalizados, considerando um nível de significância menor que 5%.
Plano de trabalho e cronograma
Duração do projeto em meses
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Revisão Bibliográfica
| - - - -| Abertura das trincheiras
e coleta de amostras | - - - - | Análises Granulométricas | - - - -| Curva de Retenção | - - - -| Condutividade Hidráulica | - - - -| Análise dos Resultados
| - - -- - | | - - - -- - | Síntese do Relatório Final
| - - - |
Bibliografia
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