GESTÃO DA EROSÃO E ENXURRADA. João Henrique Caviglione IAPAR Inst. Agronômico do Paraná Londrina out-2009

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1 GESTÃO DA EROSÃO E ENXURRADA João Henrique Caviglione IAPAR Inst. Agronômico do Paraná caviglione@iapar.br Londrina out-2009

2 Por que manejar a erosão e a enxurrada? Photos by USDA NRCS

3 Foto: Santos, 2008 A erosão é um problema simples ou complexo?

4 Entendendo o processo de erosão e enxurrada

5 Entendendo o solo ATMOSFERA ECOSISTEMA BIOSFERA HIDROSFERA LITOSFERA O solo é a parte do ecossistema em que ocorre o relacionamento entre que Atmosfera, a Hidrosfera, a Biosfera e a Litosfera ao mesmo tempo. Compondo a Pedosfera.

6 Hidrosfera Fina camada de 10 a 15 km que cobre a terra 2/3 da superfície do planeta é coberta por água (1,4 bilhões de metros cúbicos) no entanto somente 0,03% é doce; potável; não esta congelada e na superfície Atmosfera

7 E a Pedosfera? Enquanto a Atmosfera possui 15 km; a Hidrosfera pode chegar a profundidades de m. O solo é uma camada de poucos metros (2m) que cobre parte da superfície dos continentes. (1/3 da terra).

8 A erosão e a desagregação do solo pelo impacto da gota de chuva, conhecido como splash Photo by USDA NRCS

9 Depois da desagregação do solo inicia o transporte pela enxurrada.

10 Fotos: Caviglione, 2003 Deposição final. Ao final atinge o curso d água

11 Algumas funções do solo do solo Função alimentar - O solo fornece o meio pelo qual as plantas nos alimenta, veste, transfere energia etc; Função biológica - abriga uma grande numero de seres vivos Função de filtro - O solo filtra a água que infiltra, decompõe resíduos; Função de sustentação - O solo é o suporte físico construções e vida humana; Função de Matéria prima - fonte de material de construção, medicina arte etc;

12 A utilização agrícola (ou não) do solo sempre Altera a taxa de infiltração de água no solo Oliveira, 2000

13 O solo no ciclo hidrológico Escorrimento superficial infiltração

14

15 Demonstração da erosão com simulador de chuva

16 Preparo convencional Sistema de plantio direto Mesmo no Sistema de Plantio Direto há perda de água e de solo

17 Problemas pela redução da infiltração Redução da quantidade de água no solo; Redução da água disponível no solo; Aumento da risco de deficiência hídrica Aumento do escorrimento superficial (runoff); Reduz a recarga dos aqüíferos de superfície subsuperfície; Redução na quantidade de água depurada no ambiente; Redução da capacidade de abastecimento dos cursos dágua; Redução da vazão das nascentes e curso d água;

18 Problemas pela aumento do escorrimento superficial (runoff) Aumento da enxurrada; Carreamento de solo; sedimento; nutrientes; agroquímicos e sementes para os cursos d água; Eutrofização e poluição dos cursos d água; Assoreamento dos rios; Aumento da onda de cheia; Aumento da vazão instantânea e redução da vazão média dos rios; Aumento de sólidos em suspensão nos rios; Dinimuição do tempo de concentração em bacias Aumento dos custos de tratamento d água, as vezes interrompendo o fornecimento (Arapongas, 2008)

19 O que é transportado na enxurrada, além do sedimento?

20 Relação da concentração de nutrientes (P; K) no solo (0-2,5 cm) e no sedimento (BERTOL et al, 2004) Preparos estudados:. SSC: PCO: SDQ: SDI: SDD: solo sem cultivo; preparo convencional; semeadura direta sobre resíduos queimados; semeadura direta; semeadura direta sobre resíduos dessecados;

21 Relação da concentração de nutrientes (Ca; Mg e C. Org.) no solo (0-2,5 cm) e no sedimento (BERTOL et al,2004) Preparos estudados: SSC: solo sem cultivo; PCO: preparo convencional; SDQ: semeadura direta sobre resíduos queimados; SDI: semeadura direta; SDD: semeadura direta sobre resíduos dessecados;

22 Perda de nutriente na água de enxurrada (milho + feijão) NH 4 + NO 3 Preparos estudados: SSC: solo sem cultivo; PCO: preparo convencional; SDQ: semeadura direta sobre resíduos queimados; SDI: semeadura direta; SDD: semeadura direta sobre resíduos dessecados; CNM: campo nativo melhorado. Fonte: BERTOL, et al. 2004

23 Ca 2+ Mg 2+ SSC: PCO: SDQ: SDI: SDD: solo sem cultivo; preparo convencional; semeadura direta sobre resíduos queimados; semeadura direta; semeadura direta sobre resíduos dessecados; Fonte: BERTOL, et al. 2004

24 Perdas de nitrogênio na erosão (g ha -1 ) SD6: SD9: E+G9: A+2G9: SSC9: semeadura direta com seis anos; semeadura direta com nove anos; escarificação+gradagem com nove anos; aração + duas gradagens com nove anos; solo sem cultura com nove anos. Guadagnin et al, 2005

25 PC: preparo convencional; PM: preparo mínimo; SD: semeadura direta. Fonte: Bertol et al, 2007

26 Perdas médias de água e solo sob chuva natural Média de 4 rotações diferentes; chuva média de 481mm SD6: SD9: E+G9: A+2G9: SSC9: semeadura direta com seis anos; semeadura direta com nove anos; escarificação+gradagem com nove anos; aração + duas gradagens com nove anos; solo sem cultura com nove anos. Guadagnin et al, 2005

27 1993 Antes do zoneamento agrícola o proagro acumulava uma dívida de 700 milhões de reais. 95% devido a problemas com deficiência ou excessos de chuva.

28 01out 10nov R ecom enda çãod Zo neam ento Agríco de Ren grãos dime nto T/ha 01Ag o30ag o30s et30o ut30 Nov 30 Dez É poca dese mea dura (Adapt adode Gomes,198) Rendimento do milho, conforme época de semeadura, em Cambará - PR 01 out 10 nov Recomendação do Zoneamento Agrícola Rendimento de grãos T/ha 01Ago 30Ago 30Set 30Out 30Nov Época de semeadura 30Dez (Adaptado de Gomes, 1988)

29 Mudança climática global. O IPCC também prevê um aumento do escorrimento superficial. 12 modelos indicam aumento de 10 a 40 % no para o final do século 21, para a região sul do Brasil, somente devido às alterações do regime de chuvas.

30 Sistema de conservação: O sistema de conservação deve preservar o ambiente produtivo do solo (solo, água, fertilidade, física etc). Fica evidente que somente uma prática conservacionista não é suficiente para este alcançar este fim. Portanto: A conservação de solo e água não se faz com uma única prática (terraço ou SPDP), mas um conjunto que integre as práticas mecânicas edáficas e vegetativas.

31 PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS E SISTEMAS DE MANEJO -PRÁTICAS MECÂNICAS: -PRÁTICAS VEGETATIVAS: -PRÁTICAS EDÁFICAS:

32 PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS E SISTEMAS DE MANEJO -PRÁTICAS MECÂNICAS: -Terraços; -Plantio em nível; -Sub-solagem -PRÁTICAS VEGETATIVAS; -PRÁTICAS EDÁFICAS:

33 -PRÁTICAS MECÂNICAS: -PRÁTICAS VEGETATIVAS - Florestamento e reflorestamento; - Pastagem e Integração lavoura- pecuária; - Plantas de cobertura; - Cultura em faixas; - Cordões de vegetação permanente; - Alternância de capinas; - Ceifa do mato; - Rotação e sucessão de culturas - Cobertura morta; - Faixas de bordadura e quebra-ventos -PRÁTICAS EDÁFICAS: PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS E SISTEMAS DE MANEJO

34 PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS E SISTEMAS DE MANEJO -PRÁTICAS MECÂNICAS: -PRÁTICAS VEGETATIVAS -PRÁTICAS EDÁFICAS: -Adubação verde; -Adubação química; -Adubação orgânica; -Calagem Manejo da acidez do solo (ΔpH) (floculação & dispersão);

35 Construção da matéria orgânica

36 SPD - Sistema de Plantio Direto ideal Cobertura total do solo Aumento da infiltração e armazenamento de água no perfil do solo Incremento nas propriedades físicas,químicas e biológicas do solo

37 Conservação de solo e água em estradas

38 Terraço base estreita

39 Terraço Base larga

40 -Terraço comum embutido: O terraço comum embutido é construído de modo que o canal tenha a forma triangular, e o talude praticamente na vertical.

41 Problemas quanto da instalação dos terraços 1. Tendência de considerar que só o terraceamento resolverá o problema de erosão, não se adotando outras técnicas. 2. Construção de terraços com secção insuficiente, por economia nas operações das máquinas. 3. Conhecimento insuficiente dos solos e de sua aptidão agrícola. 4. Utilização de tabelas ou critérios inadequados de dimensionamento dos terraços. 5. Planejamento inadequado das estradas e ramais, sem considerar o escoamento das águas de chuva de fora da gleba. 6. A ausência de manutenção adequada dos terraços. 7. Baixa aceitabilidade dos terraços em desnível pelos agricultores e técnicos de campo.

42 Dimensionamento O dimensionamento exige duas etapas: Espaçamento (vertical e horizontal) Solo; declividade (cultura e manejo) Do terraço propriamente dito (altura; secção do canal e forma): Infiltração de água no solo; chuvas intensas; tempo de recorrência; tipo de solo

43 Declive Terra Argilosa Terra Roxa % E.V E.H. E.V E.H. 1 0,8 54,8 0,4 43,1 2 0,8 41,0 0,6 32,2 3 1,0 34,6 0,8 27,2 4 1,2 30,6 1,0 24,1 5 1,4 27,9 1,1 22,0 6 1,6 25,8 1,2 20,3 7 1,7 24,2 1,3 19,1 8 1,8 22,9 1,4 18,0 9 2,0 21,8 1,5 17,8 10 2,1 20,8 1,6 16,4 11 2,2 20,0 1,7 15,7 12 2,3 19,3 1,8 15,2 13 2,4 18,6 1,9 14,6 14 2,5 18,1 2,0 14,2 15 2,6 17,5 2,1 13,8 16 2,7 17,1 2,2 13,5 17 2,8 16,7 2,2 13,1 18 2,9 16,3 2,3 12,8 19 3,0 15,9 2,4 12,5 20 3,1 15,6 2,5 12,3 Modelos para espaçamento I Paraná tabela (solo; declive)

44 Modelos para espaçamento II Bentley (solo; declive) D = declividade (%) X = em função do tipo de solo

45 Modelos para espaçamento Lombardi Neto (solo; declive; cultura; manejo) D= declividade (%) K= tipo de solo (tabelado) u = tipo de cultura (tabelado) m = manejo de solo (tabelado)

46 Grupos de cultura Segundo a proteção do solo Grupo Cultura Proteção ao solo 1 Feijão, Mandioca e Mamona Muito pouca 2 Amendoim, Algodão, Arroz, Alho, Cebola, Girassol e Fumo. 3 Soja, Batata, melancia, Abobora, Melão e Adubos Verdes. 4 Milho, Sorgo, cana de açúcar, Trigo, Cereais de inverno,. Frutíferas de ciclo curto 5 Banana, Café, Citros e Frutíferas permanentes. 6 Pastagens e capineiras. 7 Reflorestamentos, Cacau e Seringueira Muito alta (Lombardi neto et al, 1991)

47 Grupos de solos Segundo a resistência à erosão e dinâmica de água Grupo Grupo. Solo (EMBRAPA, 2006) Relação textural (B/A) 1 Latossolos Textura: Muito Argilosa; Argilosa e média < 1,2 2 Latossolos textura Arenosa e Nitossolos 1,2 a 1,5 3 Argissolos abrúpticos ou não >1,5 4 Neossolos litólicos e regolíticos; Argissolos rasos Pouco profundos Relação textural = teor de argila no horizonte B teor de argila no Horizonte A (adaptado de Lombardi neto et al, 1991)

48 Grupos de manejo e preparo de solo Grupo Preparo primário Preparo secundário Restos culturais Valor m 1 Grade aradora (1) Grade niveladora 2 Arado de disco (2) Grade niveladora 3 Grade leve Grade niveladora 4 Arado escarificador Grade niveladora Incorporados ou queimados 0,50 Incorporados ou queimados 0,75 Parcialmente incorporados (3) 1,00 Parcialmente incorporados (3) 1,50 5 Não tem Semeadura direta (4) Superfície do terreno 2,00 (1) ou enxada rotativa; (2) ou Arado de aiveca; (3) com ou sem rotação de cultura; (4) Plantio sem revolvimento do solo, roçadeira rolo-faca herbicida (plantio Direto)

49 Não é uma recomendação

50 Dimensionamento da secção S = área da secção do canal do talude (m 2 ); P = precipitação máxima para tempo de recorrência (10 anos) (m); Faria & Wagner, 1990; Fendrich et al, 1986, 1998; c = Coeficiente de enxurrada ( solo; manejo; declividade) = intensidade da precipitação vazão da enxurrada; E.H. = Espaçamento horizontal entre terraços (m).

51 Pelo programa Terraço Universidade Federal de Viçosa - UFV Departamento de Engenharia Agrícola DEA Grupo de Pesquisa em Recursos Hídricos - GPRH

52 BACIA HIDROGRÁFICA RIBEIRÃO DOS APERTADOS

53 Proposta de avaliação para em Nitossolo; SPD e Plantio em nível (65 a 73% em relação ao Paraná, 1994) Declive (%) E.V. (m) E.H (m) Tipo indicado 1 0,7 74,5 B. Larga 2 1,1 55,7 B. Larga 3 1,4 47,0 B. Larga 4 1,7 41,6 B. Larga 5 1,9 37,9 B. Larga 6 2,1 35,1 B. Larga 7 2,3 32,9 B. Larga 8 2,5 31,1 B. Larga 9 2,7 29,6 B. Média 10 2,8 28,3 B. Média 11 3,0 27,2 B. Média 12 3,2 26,3 B. Média 13 3,3 25,4 B. Estreita 14 3,4 24,6 B. Estreita 15 3,6 23,9 B. Estreita 16 3,7 23,3 B. Estreita 17 3,9 22,7 Patamar 18 4,0 22,1 Patamar 19 4,1 21,6 Patamar 20 4,2 21,2 Patamar

54 Em Nível???

55 Plantio em nível Variação do fator P em relação à declividade 1 Valor do Fator P 0,8 0,6 0,4 0, Declividade em % 1,3 a 5 cm 5 a 7,6 cm 7,6 a 10 cm 10 a 15,3 cm Mais de 15,3 cm Influência da profundidade da rugosidade do plantio em nível (fator P USLE) em relação à declividade (RENARD ET AL, appud CAVIGLIONE, 2003).

56 declive (%) E.V. (m) E.H (m) Tipo indicado 1 0,7 74,5 B. Larga 2 1,1 55,7 B. Larga 3 1,4 47,0 B. Larga 4 1,7 41,6 B. Larga 5 1,9 37,1 B. Larga 6 2,0 33,8 B. Larga 7 2,2 31,2 B. Larga 8 2,3 29,3 B. Larga 9 2,5 27,7 B. Média 10 2,7 26,5 B. Média 11 2,8 25,6 B. Média 12 3,0 24,8 B. Média 13 3,2 24,3 B. Estreita 14 3,4 23,9 B. Estreita 15 3,6 23,7 B. Estreita 16 3,7 23,3 B. Estreita 17 3,9 22,7 Patamar 18 4,0 22,1 Patamar 19 4,1 21,6 Patamar 20 4,2 21,2 Patamar Proposta de avaliação para em Nitossolo; SPD (53 a 73% em relação ao Paraná, 1994)

57 Plantio Direto com Qualidade Mínimo revolvimento do solo Cobertura do solo Rotação de cultura

58 João Henrique Caviglione IAPAR (43) CXP 481 Londrina - PR Obrigado