Patronato. São Gonçalo/RJ. Cep: Tel: (21) ;

Transcrição

1 INFLUÊNCIA DO MANEJO NA HIDROLOGIA DE UM LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO EM ÁREA DE AGRICULTURA ORGÂNICA ESTAÇÃO EXPERIMENTAL DA PESAGRO: PATY DO ALFERES/ RJ RIBEIRO, R.S. 1, BAPTISTA, T.J. 2, GOMES, G.R. 3, FONTES, R. L. P. 4, BERTOLINO, A.V.F.A. 4 ¹Graduanda em Geografia UERJ/FFP renatageouerj@yahoo.com.br; ²Graduando em Geografia UERJ/FFP thiagobapt@hotmail.com; ³Graduanda em Geografia UERJ/FFP Bolsista UERJ/SR1; rafalpf@yahoo.com.br; 4 Graduanda em Geografia UERJ/FFP Bolsista UERJ/SR1; gisele_rg@yahoo.com.br; 5 Professor Adjunto do Departamento de Geografia da UERJ/FFP. Rua Dr. Francisco Portela, 1470 Patronato. São Gonçalo/RJ. Cep: Tel: (21) ; anaval@uerj.br RESUMO O uso intensivo do solo por práticas agrícolas dissociadas da adoção de técnicas conservacionistas tem gerado problemas com distintas distribuições espaciais. O estudo dos solos deve compreender as modificações da agricultura a fim de propor formas de prevenção das áreas atingidas pelos processos erosivos, bem como, estabelecer a recuperação dos espaços agrícolas através de técnicas de manejo conservacionistas, além da prática de uma agricultura orgânica. A área de estudo está localizada no Campo Experimental da PESAGRO- RJ, município de Paty do Alferes/RJ. Este estudo tem como principal objetivo analisar a dinâmica hidrológica de um LATOSSOLO Vermelho-Amarelo em parcelas de erosão de 22X4m, de manejo convencional (Plantio Convencional) e de manejo conservacionista (Cultivo Mínimo), com base em dados do monitoramento do potencial matricial diário, associados às entradas de precipitação, e em ensaios de irrigação e de umidade antecedente. Na parcela Plantio Convencional, a média da variação do potencial matricial ao longo do período diariamente analisado, apresentou valores que considerados molhados variaram de 1,2 à 2,5 kpa, e úmidos variando de 55,4 à 50,8 kpa. Na parcela Cultivo Mínimo, a variação apresentou valores que variaram de 1,2 à 0,2, e de 31,6 à 33,6. No Ensaio de Irrigação a Parcela PC, apresentou valores que variaram de 7,4 à 9,1 kpa, considerando uma média de umidade anterior ao ensaio de 6,35% e posteriormente ao ensaio de 8,83%. A Parcela CM, em sua média, apresentou valores de 43,2 à 51,4 kpa, e umidade de 5,66% e de 4,53%, respectivamente. Na Parcela PC observa-se que o potencial matricial apresenta-se próximo à saturação do solo, dificultando os processos de infiltração, e podendo desta forma favorecer os processos erosivos. Além disso, é possível ponderar que a parcela CM apresentou comportamentos de drenagens mais acentuados, o que tenderia a minimizar os efeitos erosivos. Palavras-chave: Dinâmica Hidrológica, Latossolo, Agricultura Orgânica. 1

2 ABSTRACT The intensive use of soils for decoupled agriculture practices the adoption of conservation techniques has generated problems with different spatial distributions. The study of soils should understand the changes in agriculture modifications in order to propose ways of preventing the areas affected by erosion processes and establish the recovery of agricultural areas through conservation management techniques and the practice of organic agriculture. This study has as main objective to analyze the hydrological dynamics of a oxi soils in erosion plots with different techniques tillage such as: traditional soil management (PC) and system of minimum tillage (CM), based on data of daily monitoring of matrix potential, associated with inputs of precipitation, and testing of irrigation, antecedent moisture and subsequent moisture. The studies were developed at the Experimental Campus of PESAGRO-RJ in Avelar, in the city of Paty do Alferes (RJ). In the PC plot, the average change in matrix potential over the period examined daily showed that wet considered ranged from -1.2 to 2.5 kpa, and humid, ranging from to kpa. IN the CM plot, the average of this variation showed that wet considered ranged from -1.2 to -0.2 and humid ranging from to Testing of Irrigation in the PC plots, showed values ranging from -7.4 to -9.1 kpa, considering an average background of antecedent moisture of 6.35% and subsequent of 8.83%. Already a CM plot in its middle, showed values of to kpa and antecedent moisture of 5.66% and subsequent of 4.53%. In the PC plot is observed that the matrix potential of soil it is near the saturation of the soil, hindering the processes of infiltration, and may thus encourage erosion processes. Additionally, you can consider that the CM plot showed drainage rate behaviors more pronounced, which tend to minimize the erosive effects. Word-Keys: Hidrological Dynamics, Oxi Soils, Organic Agriculture. INTRODUÇÃO O uso intensivo do solo por práticas agrícolas dissociadas da adoção de técnicas conservacionistas tem gerado problemas com distintas distribuições espaciais. O estudo dos solos de espaços rurais deve compreender as modificações impostas pela agricultura a fim de viabilizar uma melhor relação com o meio ambiente. Além disso, deve propor formas de prevenção e de recuperação das áreas atingidas pelos processos erosivos, bem como, estabelecer através de custos compatíveis, a recuperação dos espaços agrícolas através de técnicas de manejo conservacionistas e ecologicamente corretas. O solo é o recurso natural mais intensamente utilizado na produção de alimentos, podendo, por isso, ter sua capacidade produtiva comprometida pela erosão. Assim, o conhecimento das relações entre os fatores que causam as perdas de solo e os que permitem reduzi-las é de fundamental importância para o planejamento conservacionista da propriedade agrícola (RAMALHO et al., 2001).

3 Para minimizar este problema vários estudos vêm sendo realizados com o objetivo de propor um tipo de manejo que possa não só evitar a desagregação dos agregados do solo, mas também que seja capaz de diminuir o impacto da água sobre a superfície do solo, levando assim a maior resistência à erosão (MORRIS et al., 2006). Segundo BERTOLINO (2004), no sistema convencional utilizam-se implementos agrícolas como arado de discos, aiveca, grade pesada, seguido de gradagens leves. Toda a área a ser cultivada é revolvida e os implementos produzem a incorporação total ou parcial do resíduo. Já o preparo conservacionista tem o princípio do não revolvimento do solo. Neste tipo de preparo é comum a utilização de escarificadores que servem para quebrar a estrutura do solo sem revolvê-lo intensamente, procurando não destruir os agregados do solo e deixando o resíduo sobre a superfície. As práticas conservacionistas podem ser divididas, de acordo com BERTONI & LOMBARDI NETO (1999), em práticas de caráter vegetativo, utilizando a vegetação para defender o solo da erosão (como o florestamento, cobertura morta, cultura em faixas e, rotação de culturas); práticas de caráter edáfico, que além do objetivo do controle da erosão, é melhorar ou manter a fertilidade do solo (adubação verde); as práticas de caráter mecânico são as que utilizam estruturas artificiais, com objetivo de quebrar a velocidade de escoamento e facilitar a infiltração, (como o plantio em nível, terraceamento, cultivo mínimo e o plantio direto, sendo as duas últimas mais difundidas). O plantio direto é um sistema que se baseia na semeadura em solo com cobertura vegetal sobre a superfície do terreno, com mobilização do solo apenas no sulco de plantio, buscando-se não alterar a estrutura e a vida do solo. (MORRIS et al., 2006). O cultivo mínimo visa à diminuição das operações na atividade agrícola, sendo feito em pequenas áreas com declividade elevada. Todo o sistema de cultivo que tem por objetivo a diminuição do número de operações agrícolas em relação ao que é considerado convencional é designado como sendo cultivo mínimo (LELES, 2003). Desta forma, a produtividade, a rentabilidade e a sustentabilidade ambiental dos sistemas agrícolas dependem do manejo adequado e cuidadoso da água de irrigação e do solo, para que estes não fiquem sujeitos à lixiviação e aos problemas de erosão. (SOUZA et al., 2003). Assim, este trabalho visa avaliar o manejo de irrigação em área de plantio convencional e cultivo mínimo, sob o domínio de um LATOSSOLO Vermelho-Amarelo.

4 MATERIAIS E MÉTODOS A área de estudo encontra-se no Campo Experimental da PESAGRO-RJ, inserido na bacia do rio Saco-Ubá, instalado no distrito de Avelar, município de Paty do Alferes (Figura 1), com coordenadas 22, 21 S de Latitude e 43, 25 W de longitude, sendo localizada em região de predomínio do LATOSSOLO Vermelho-Amarelo. O clima é classificado como Cw, segundo o esquema de KÖPPEN, temperado, com a temperatura média do mês mais frio sendo inferior a 18 C. A região apresenta como trimestre mais chuvoso novembro/dezembro/janeiro, e, como trimestre mais seco junho/julho/agosto. Figura 1: Localização da área de estudo. Distrito de Avelar, Município de Paty do Alferes. Fonte: EMBRAPA/CNPS (1998). Neste estudo, a determinação do total diário precipitado foi obtida a partir de um pluviógrafo. Segundo SOUZA et al. (2003), este é um aparelho cuja leitura é feita de forma diária, desde Possui registro contínuo e diário e amplitude de 0 a 10 mm de chuva. Para tal, utilizam-se os pluviogramas, onde se consegue obter não só o total precipitado, mas também a intensidade do evento, uma vez que este registra os momentos do início e término da chuva, dados necessários para a determinação do índice de erosividade. O estudo foi realizado em duas parcelas de erosão do tipo Wischmeier (MEYER & WISCHMEIER, 1969) com 22 x 4 m, totalizando 44m 2 que apresentam um ponto de coleta ao final de cada parcela e dois tanques para o armazenamento de água pluvial e de solo, existentes na Estação Experimental da PESAGRO RJ. Nas parcelas, os tratamentos de preparo, de manejo

5 do solo e cultivo agrícola foram desenvolvidos pela Embrapa inicialmente em Atualmente, tendo o campus assumido à prática da agricultura orgânica, as parcelas se diferenciam (Figura 2) em: Parcela B sistema de Preparo Convencional (PC), com uma aração, na profundidade de cerca de 20 cm, com trator morro abaixo. A aração revolve o solo, quebrando seus torrões, e a gradagem suaviza e compacta o solo para que este receba as sementes. Parcela D sistema de Cultivo Mínimo (CM), cujo plantio é realizado direto nas covas, com preservação da cobertura vegetal nas entrelinhas da cultura. Toda aração e gradagem é eliminada, sendo deixada a área entre as fileiras acidentada, para facilitar a infiltração da água, auxiliando no controle à erosão. Parcela D Parcela B Figura 2: Visão geral das parcelas de erosão no Campo Experimental de Avelar (PESAGRO-RIO). Foram utilizados tensiômetros de manômetro de mercúrio, confeccionados no LABGEO FFP/UERJ, e depois instalados nas parcelas de erosão, em profundidades diferentes de 15 cm, 30 cm e 80 cm do solo, na parte intermediária da encosta, a fim de se avaliar o potencial matricial nos dois tipos de manejo, Plantio Convencional (PC) e Cultivo Mínimo (CM). Os tensiômetros foram medidos às 16 h no período de junho à novembro de O Ensaio de Irrigação (Figura 3) consiste em fazer irrigação direta, da parte alta da parcela em direção à parte baixa, mantendo a mangueira aberta somente em cima de cada cova. O volume da água da mangueira varia em torno de 2 l/s. Após o molhamento, a leitura dos tensiômetros é realizada numa seqüência de 10 em 10 minutos (1ª.hora), 15 em 15 min (2ª. hora) e 20 em 20 min (3ª. hora), totalizando 3 horas ininterruptas de monitoramento.

6 Figura 3: No primeiro plano, Ensaio de Irrigação na Parcela CM. Abaixo, Ensaio de Irrigação na Parcela PC. No Ensaio de Irrigação, para a análise de Umidade Antecedente foram coletadas 5 amostras indeformadas, antes e após cada ensaio (totalizando 10 amostras), em cada parcela (PC e CM), na profundidade de 0-5 cm, com anel de Kopeck. Tais amostras foram levadas para o Laboratório e colocadas em estufa, para a perda da umidade, pesadas em seguida. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os maiores totais pluviométricos (Figura 4) ocorreram nos dias 02/10/2008, onde foram mensurados 21,5mm de chuva; 05/10/2008, sendo mensurados 39,1mm de chuva; 30/10/2008, sendo mensurados 20,0mm de chuva; e 07/11/2008, onde foram mensurados 19,3mm de chuva. Assim, fica caracterizado um total pluviométrico de 289,8mm, referente ao período de junho à novembro de 2008.

7 Jun/25 Jul/23 Aug/20 Sep/17 Oct/15 Nov/28 Figura 4: Variação mensal da precipitação (mm) ocorrida no período de junho à novembro de Os resultados de intensidade de chuva no período de junho à novembro de 2008 (Figura 5), demonstram que há um incremento da intensidade de 10,73mm/h (junho) para 412,7mm/h (novembro). Intensidade de Chuvas (Geo Rio) Quantidade de chuvas Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Insignificante Leve Meses Moderada Forte Muito Forte Figura 5: Intensidade de chuvas ocorridas no período de junho à novembro de 2008, segundo Classificação da Geo Rio. No mês de junho, há uma predominância de 4 eventos considerados insignificantes (<1,1mm/h) e 4 de leves (1,0 a 5,0mm/h) intensidades, num total de 10,73mm/h. No mês de julho, há uma redução significativa nos índices de chuva, e conseqüentemente na intensidade de tais eventos, sendo analisados, dois eventos específicos, sendo 1 evento considerado insignificante e outro leve, num total de 6,24mm/h. Já no mês de agosto, a incidência de eventos

8 aumenta, apresentando 2 eventos insignificantes, 4 leves, e ainda 3 eventos considerados moderados (5,1 a 25mm/h), apresentando um total de 31,43mm/h. No mês de setembro, foram registrados 4 eventos insignificantes, 2 leves, e 3 eventos moderados, num total de 38,7mm/h. Já no mês de outubro, incidiram eventos de tal intensidade caracterizada como 6 eventos insignificantes, 10 leves, 5 moderados, 1 evento considerado forte (25,1 a 50mm/h) e, 4 eventos muito fortes (>50mm/h), apresentando um total de 359,53mm/h. No mês de novembro foram analisados 5 eventos insignificantes, 34 leves, 10 moderados, 1 evento forte, e 4 muito fortes, num total de 412,7mm/h. Vale ressaltar, que o processo erosivo tende a ser maximizado em chuvas mais fortes, ou seja, mais intensas. Os dados de potencial matricial apontam um comportamento hidrológico distinto (Figura 6) nas Parcelas PC e CM PC CM -60 Jun/11 Jul/4 Jul/27 Aug/19 Sep/11 Oct/4 Oct/28 Nov/20 Figura 6: Valores Médios diários dos potenciais matriciais (kpa), das parcelas PC e CM. Através da mensuração diária dos tensiômetros e a sua conversão em potencial matricial, é possível ponderar o comportamento hidrológico do solo. Na parcela PC, a média da variação do potencial matricial em todas as profundidades ao longo do período analisado, apresentou valores altos variando de 1,9 kpa nos dias 23/11/2008 à 0,5 kpa no dia 28/11/2008. A parcela de PC, apresenta os valores de potenciais matriciais mais baixos variando de 50,8 kpa no dia 13/08/2008, à 55,4 kpa no dia 07/09/2008, que podem estar associados à uma sucessão de 18 dias (13/08/2008 à 30/08/2008) sem eventos pluviométricos. Esta parcela apresenta-se próxima à saturação em grande parte do período analisado e tem um comportamento

9 de drenagem inferior ao da parcela CM, o que pode vir a influenciar no aumento das taxas de erosão. A parcela CM, apresentou valores de potenciais matriciais mais altos variando de 2,40 kpa no dia 10/08/2008 (associado ao total de precipitação de 13,0mm, ocorrido no dia 10/08/2008) à 1,20 kpa no dia 06/11/2008 (associado à precipitação total de 13,2mm em 03/11/2008 e de 12,5mm ocorrida em 04/11/2008). Já os valores mais baixos, desta parcela, variaram de 41,6 no dia 19/09/2008, à 47,3 no dia 24/09/2008, que podem estar associados à eventos pluviométricos inferiores à 7mm (01/09/2008 à 26/09/2008). Conforme observado, a parcela CM, embora tenha valores de potenciais matriciais maiores que a PC, apresentou uma maior drenagem, o que poderia minimizar as taxas de erosão. Com base na variação da precipitação (Figura 7), pode-se fazer uma relação da variação do potencial matricial com o evento de Irrigação. Precipitação Mês de Julho de 2008 A) Jul/01 1-Jul 2-Jul 3-Jul Jul/04 4-Jul 5-Jul 6-Jul 7-Jul Jul/08 8-Jul 9-Jul 10-Jul 11-Jul Jul/12 12-Jul 13-Jul 14-Jul 15-Jul Jul/16 16-Jul 17-Jul 18-Jul 19-Jul Jul/20 20-Jul 21-Jul 22-Jul 23-Jul Jul/24 24-Jul 25-Jul 26-Jul 27-Jul Jul/28 28-Jul 29-Jul 30-Jul Jul/31 31-Jul 0 A Ensaio de Irrigação 14/07/2008 Irrigação Ensaio de Irrigação Precipitação B) PC CM : Jul/ :40 Jul/14 14:20 Jul/1414:50 Jul/14 15:30 Jul/14 16:00 Jul/14 16:40 Jul/14 17:00 Jul/14 Figura 7: A) Variação da precipitação (mm) no período de julho. B) Valores Médios do Ensaio de Irrigação/Molhamento, nas parcelas PC e CM, realizado no dia 14/07/2008.

10 Antes do ensaio foram coletadas amostras para análise da umidade antecedente (Tabela 1), onde observou-se que a umidade apresentada pela Parcela PC correspondeu a 6,35%, enquanto a Parcela CM, apresentou 5,66% de umidade, devido às entradas de Irrigação, pois no período analisado só houveram eventos pluviométricos no dia 04/07/2008, num total pluviométrico diário de 1,4mm. Isso demonstra que anteriormente ao ensaio a Parcela PC apresentava-se mais úmida do que a Parcela CM. Tabela 1: Percentuais de Umidade Antecedente, antes e após ao ensaio. Umidade Antecedente Ensaio de Irrigação Antes do Ensaio Após o Ensaio PC CM PC CM Amostra 1 5,25% 7,48% 6,44% 5,83% Amostra 2 4,80% 6,05% 6,02% 4,39% Amostra 3 4,91% 5,44% 10,69% 3,11% Amostra 4 7,96% 4,67% 8,67% 5,56% Amostra 5 8,85% 4,66% 12,35% 3,74% Média 6,35% 5,66% 8,83% 4,53% No Ensaio de Irrigação (Figura 7), verifica-se na Parcela PC, que os valores de potenciais matriciais estão ao longo do tempo próximos à saturação, o que caracteriza a baixa capacidade de drenagem desta parcela. Já a Parcela CM apresenta potenciais matriciais menores, demonstrandose menos úmida do que a encontrada. Após o Ensaio de Irrigação, a umidade apresentada pela Parcela PC aumentou para 8,83%, conforme esperado pela entrada da Irrigação no Ensaio, enquanto a Parcela CM apresentou 4,53% de umidade. A Parcela CM apresentou-se menos úmida, apontando uma drenagem mais acentuada, em relação ao nível de umidade adquirido pela Irrigação na Parcela PC..

11 CONSIDERAÇÕES FINAIS Após os dados analisados, pode-se caracterizar os meses de setembro, outubro e novembro de significante aumento dos eventos pluviométricos e intensidade de chuvas. Através da leitura dos gráficos, é possível perceber que o comportamento dos potenciais matriciais nas duas parcelas PC e CM se apresentaram bem diferenciados, devido à saturação e drenagem ocorridas no período analisado, demonstrando assim, que o plantio convencional e o cultivo mínimo apresentam características hidrológicas distintas. Portanto, pode-se observar que a Parcela PC apresenta valores próximos à saturação do solo diariamente, e ainda, mantêm-se úmida, antes e depois do manejo de irrigação, assim como em sua Umidade Antecedente, o que dificultaria os processos de infiltração, podendo desta forma favorecer, processo erosivos, uma vez que tende a formar fluxos superficiais e carrear materiais e nutrientes do solo. Assim, considera-se que o Plantio Convencional representa uma técnica que colabora à intensificação dos processos erosivos no solo. Além disso, é possível ponderar que a Parcela CM apresentou comportamentos de drenagens bem mais acentuados e freqüentes, diariamente e após o manejo de irrigação. Tal fato é ratificado pela análise da Umidade Antecedente, onde após o Ensaio, a Parcela CM mostrou um comportamento relevante de perda da umidade. Deste modo, a Parcela CM tende à apresentar-se como uma técnica que minimiza os efeitos erosivos,ou seja, influencia na correção dos solos, já que a água drenada não permite a formação de escoamento superficial. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERTOLINO, A. V. F. A. Influência do Manejo na Hidrologia de Solos Agrícolas em Ambiente Serrano: Paty do Alferes RJ. (Tese de Doutorado). Rio de Janeiro: Instituto de Geociências, UFRJ, BERTONI, J. & LOMBARDI NETO, F. Conservação do Solo. Rio de Janeiro: Ícone, 4ª ed, 1999.

12 EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos Brasília: Embrapa. Produção de Informação; Rio de Janeiro: Embrapa Solos, MEYER, L. D. & WISCHMEIER, W. H. Mathematical simulation of the process of soil erosion by water. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, v.12, MORRIS, M. L. M.; GOEDERT, W. J.; PAPA, R. A.; CAMPOS, P.M. XVI Reunião Brasileira de Manejo e Conservação do Solo e da Água. Aracaju, RAMALHO, J. F. G. P., SOBRINHO, N. M. B. A., SILVA, F. C. & VELOSSO, A. C. X. Enriquecimento de Metais Pesados pelo Uso de Insumos Agrícolas na Microbacia de Caetés, Paty do Alferes, RJ. Workshop nacional de agricultura sustentável em regiões tropicais de relevo acidentado, Paty do Alferes, EMBRAPA-CNPS, CD-ROM, SOUZA, A. P.; JARDIM, H. L.; SOUZA, F. M. S.; LOPES, A. S.; GOMES, R. A. T; MIRANDA, J. P. L; BERTOLINO, A. V. F. A; FERNANDES, N.F. Monitoramento do potencial matricial, das perdas de solo e da água para diferentes técnicas de manejo do solo, durante o evento pluviométrico: Campus Experimental da Pesagro (Paty do Alferes/RJ). X Simpósio Brasileiro de Geografia Física e Aplicada. Rio de Janeiro, 2003.