A erosividade das chuvas em Fortaleza (CE): I - distribuição, probabilidade de ocorrência e período de retorno - 1ª aproximação

A aplicação da Equação Universal de Perdas de Solo para previsão de perdas por erosão e para planejamento conservacionista requer a avaliação de valores locais de índices de erosividade da chuva. Visando contribuir para o conhecimento desses índices na zona litorânea do estado do Ceará, os objetivos do presente estudo foram: (a) determinar o fator R e os valores anuais do índice EI30, sua distribuição mensal, probabilidade de ocorrência e períodos de retorno em Fortaleza (CE) no período de 1962 a 1981, e (b) criar um banco de dados que permita, numa análise posterior, avaliar as correlações entre o índice EI30 e as chuvas mensais, com vistas em simplificar o cálculo desse índice e atualizar seus valores durante o período de 1982 a 2000. A energia cinética total, intensidades uniformes, intensidades máximas em 30 minutos e o índice EI30 em chuvas individuais foram determinados em 7.300 diagramas diários de pluviógrafo do período de 1962 a 1981, disponíveis na Estação Meteorológica da Universidade Federal do Ceará, em Fortaleza. Distribuições de freqüência dos valores máximos individuais e anuais do índice EI30 e seus períodos de retorno foram calculados e plotados em curvas de probabilidades de ocorrência desses valores. No período de 20 anos, o valor do fator R em Fortaleza foi de 6.774 com uma amplitude de 2.237 a 12.882 MJ mm (ha h ano)-1. Esse valor médio anual pode ocorrer ou ser superado pelo menos uma vez a cada 2,2 anos, com uma probabilidade de 46 %. Os valores individuais máximos estimados para os períodos de retorno de 2, 5, 20, 50 e 100 anos foram de 1.363, 2.415, 3.783, 5.950 e 8.000 MJ mm (ha h)-1, respectivamente. Nos meses de fevereiro a maio, são esperadas as mais altas perdas de solo e água, posto que 70 % do valor anual do índice de erosividade ocorre nesse período, quando é utilizado o preparo convencional do solo e a cobertura vegetal é incipiente.

A erosividade das chuvas em Fortaleza (CE): II - correlação com o coeficiente de chuva e atualização do fator R no período de 1962 a 2000

A correlação entre o índice de erosividade EI30 e o coeficiente de chuva (Rc) no período de 1962 a 1981, em Fortaleza (CE), foi avaliada com o objetivo não só de analisar a viabilidade de utilização do Rc na atualização dos valores da erosividade no período de 1982 a 2000 nesse município, mas também de identificar uma equação que pudesse ser empregada para estimar a erosividade em outras localidades da zona litorânea do estado do Ceará onde não existem diagramas de pluviógrafos. Um alto coeficiente de correlação (r = 0,99**) foi encontrado entre os valores mensais do índice EI30 e o Rc. O melhor ajuste na regressão entre essas variáveis foi encontrado na equação EI30 = 73,989Rc0,7387. O emprego dessa equação permitiu atualizar o fator R em Fortaleza no período de 1962 a 2000, estendendo, dessa forma, a computação de dados de erosividade para uma série contínua de 39 anos. O fator R atualizado para essa série foi de 6.900 MJ mm (ha h ano)-1 , com 69,5 % desse valor anual distribuído nos meses de janeiro a abril. Este trabalho também forneceu informações úteis para planejar o controle da erosão e para estimar, com precisão razoável, a erosividade em outros locais do litoral cearense, desprovidos de diagramas de pluviógrafos.

Lixiviação de potássio da palha de espécies de cobertura de solo de acordo com a quantidade de chuva aplicada

Os restos vegetais deixados na superfície do solo em sistemas de semeadura direta, além de proteger o solo da erosão, constituem considerável reserva de nutrientes que podem ser disponibilizados para a cultura principal, subseqüente. Avaliou-se a lixiviação de K da palha de seis espécies vegetais com potencial de uso como plantas para cobertura do solo de acordo com a quantidade de chuva recebida após o manejo. Milheto (Pennisetum americanum, var. BN-2), sorgo de guiné (Sorghum vulgare), aveia preta (Avena strigosa), triticale (Triticum secale), crotalária juncea (Crotalaria juncea) e braquiária (Brachiaria decumbens) foram cultivados em vasos com terra, em casa de vegetação, em Botucatu (SP). Aos 45 dias da emergência, as plantas foram cortadas na altura do colo, secas em estufa e submetidas a chuvas simuladas de 4,4, 8,7, 17,4, 34,9 e 69,8 mm, considerando uma quantidade de palha equivalente a 8,0 t ha-1. A máxima retenção de água pela palha corresponde a uma lâmina de até 3,0 mm, independentemente da espécie, praticamente não ocorrendo lixiviação do potássio com chuvas da ordem de 5 mm. A máxima liberação de K por unidade de chuva ocorre com lâminas de até 20 mm, decrescendo a partir deste ponto. A quantidade de K liberado da palha logo após o manejo depende da espécie vegetal, não ultrapassando, no entanto, 24 kg ha-1 com chuvas da ordem de 70 mm, apresentando correlação positiva com a concentração do nutriente no tecido vegetal. O triticale e a aveia são mais eficientes na ciclagem do potássio.

Elaboração de zoneamentos agropedoclimáticos por geoprocessamento: soja em municípios do Rio Grande do Sul

Os zoneamentos agropedoclimáticos fazem uso de banco de dados ambientais e apresentam uma classificação que integra diversas variáveis por meio das operações de geoprocessamento. Neste trabalho, foi realizado um estudo de caso da soja no Rio Grande do Sul. Os aplicativos PC-ArcInfo, Arcview e SGI VGA foram empregados para as operações de entrada, de geoprocessamento dos dados e de apresentação dos resultados alcançados. O geoprocessamento envolveu a reclassificação e cruzamentos dos planos de informação e operações com tabelas associadas aos planos de informação. As características dos solos, tais como: fertilidade natural, textura, relevo, profundidade efetiva, susceptibilidade à erosão, drenagem, pedregosidade/rochosidade e saturação por sódio, foram avaliadas para a cultura da soja em todos os componentes das unidades de mapeamento de solos do estado do Rio Grande do Sul, gerando um plano de informação de aptidão pedológica para essa cultura que, depois de cruzado com o de época de semeadura por municípios, gerou o plano de informação final do zoneamento agropedoclimático. A utilização desse método permitiu fazer uma avaliação: (a) de cada um dos componentes das unidades de mapeamento, e (b) dos resultados obtidos de acordo com a percentagem de ocorrência de cada componente dentro da unidade de mapeamento.

Perdas de solo e água num Latossolo Vermelho aluminoférrico submetido a diferentes sistemas de preparo e cultivo sob chuva natural

A chuva e a enxurrada, combinadas, são os agentes ativos na erosão hídrica, a qual também é influenciada pela cobertura, rugosidade, tipo de cultura e sistema de preparo do solo. Os preparos de solo conservacionistas reduzem a erosão hídrica em relação aos preparos convencionais, visto que são menos intensos e mantêm o solo coberto por maior período de tempo e, às vezes, proporcionam aumento da rugosidade na superfície do solo. Para avaliar as perdas de solo e água causadas pela erosão hídrica sob chuva natural, realizou-se um experimento em Chapecó (SC), num Latossolo Vermelho aluminoférrico, com declividade média de 0,09 m m-1, entre 1994 e 1999. Estudaram-se os tratamentos: preparo convencional, cultivo mínimo, rotação de preparos e semeadura direta, executados no sentido paralelo ao declive, com duas repetições, com algumas combinações de rotação de culturas no inverno e no verão. O tratamento-testemunha constou de preparo de solo convencional, sem cultivo (parcela-padrão da Equação Universal de Perda de Solo - EUPS). A semeadura direta com rotação de culturas reduziu as perdas de solo em 45 % em relação ao preparo de solo convencional no verão e semeadura direta no inverno, com rotação de culturas e, em relação ao preparo de solo convencional sem cultura, esta redução foi de 99 %. Nos preparos de solo conservacionistas, as perdas de solo foram reduzidas em 80 % em relação aos preparos de solo convencionais, na média dos tratamentos que envolveram culturas e dos anos de cultivo. Nos tratamentos de semeadura direta, as perdas de solo foram duas vezes maiores na primavera/verão do que no outono/inverno, enquanto, nos demais tratamentos, essas perdas foram 3,3 vezes maiores no outono/inverno, na média dos tratamentos e dos anos de cultivo. As perdas de água foram pequenas e se comportaram de maneira semelhante às perdas de solo, diferindo quanto à magnitude.

Importantes características de chuva para a conservação do solo e da água no município de São Manuel (SP)

Os modelos matemáticos preditivos da erosão do solo, como a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), são de muita valia no planejamento de uso agrícola da terra. Tal equação, desenvolvida para estimar as perdas médias anuais de solo esperadas em dado local, para determinado sistema de manejo, apresenta como variáveis os fatores erosividade da chuva (R), erodibilidade do solo (K), comprimento do declive (L), grau do declive (S), cobertura e manejo (C) e práticas conservacionistas de suporte (P). Com o objetivo de contribuir para o planejamento conservacionista de uso do solo local, foi estimado, de forma simplificada, o fator erosividade da chuva (R) da EUPS para o município de São Manuel (SP), para uma série pluviométrica contínua de 49 anos de dados de chuva diária. Além disso, foram também calculados o período de retorno, a freqüência de ocorrência dos índices de erosividade anuais e as quantidades máximas diárias das chuvas necessárias para o dimensionamento mais adequado de canais de terraços agrícolas em nível. O valor calculado do fator R foi de 7.487 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, esperado ocorrer no local, pelo menos, uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92 %. Observou-se uma concentração de 81,48 % do valor total deste fator no semestre de outubro a março, indicando que, potencialmente, as maiores perdas anuais de solo por erosão são esperadas neste período. Os valores anuais do índice EI30, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram de 7.216, 8.675, 9.641, 10.568, 11.768 e 12.667 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, respectivamente. Com relação às quantidades máximas de chuva diária, para os mesmos períodos de retorno, os valores foram de 73, 98, 115, 131, 151 e 167 mm, respectivamente.

Simulação da produção de sedimentos para a microbacia hidrográfica do Ribeirão dos Marins (SP)

O modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) foi aplicado para simular a carga de sedimentos produzida pela microbacia hidrográfica do Ribeirão dos Marins, em Piracicaba (SP), no biênio 1999/2000. A aplicação do modelo requer a entrada dos dados na forma espacializada que foi feita com o auxílio de uma interface entre o modelo e um Sistema de Informações Geográficas (SIG's). A microbacia foi discretizada em sub-bacias para determinar os parâmetros de entrada no modelo. Os resultados obtidos na simulação da produção de sedimentos foram comparados aos dados observados em um posto hidrossedimentométrico, localizado no terço superior da microbacia, utilizando o Coeficiente de Eficiência de Nash e Sutcliffe (COE) e o desvio dos dados simulados em relação aos observados (Dv). Para as condições específicas da microbacia do Ribeirão dos Marins, os resultados obtidos na simulação da produção de sedimentos pelo modelo, após a calibração, foram de 0,83, para o COE, e de -3,2 %, para o Dv, indicando um bom ajuste dos dados simulados comparados aos dados observados.

Perdas de solo e água em diferentes sistemas de manejo de um nitossolo háplico submetido à chuva simulada

O manejo do solo pode influenciar a cobertura e a rugosidade do terreno e, associado à chuva e a outras variáveis, é um dos principais fatores que afetam a erosão hídrica. Aplicando três testes de chuva simulada, com intensidade constante de 64 mm h-1, foram avaliados, em São José do Cerrito (SC), entre março de 2000 e junho de 2001, em condições de campo, os seguintes tratamentos de manejo do solo, em duas repetições, durante o ciclo da soja: uma aração + duas gradagens, sem cultivo - SSC; uma aração + duas gradagens sobre resíduo de aveia dessecada, e semeadura de soja - PCO; uma escarificação + uma gradagem sobre resíduo de aveia dessecada, e semeadura de soja - CMI; semeadura direta de soja sobre campo natural dessecado - SDD, e semeadura direta de soja sobre campo natural dessecado e queimado - SDDQ. Utilizou-se um Nitossolo Háplico alumínico argiloso, com declividade média de 0,18 m m-1. As perdas de solo foram fortemente influenciadas pelo sistema de manejo, enquanto as perdas de água sofreram efeito apenas moderado. O CMI reduziu as perdas de solo e água em 85 e 34 %, respectivamente, em relação ao PCO e, em relação ao SSC, essa redução foi de 96 e 40 %, respectivamente, na média dos testes de chuva simulada. Os tratamentos SDDQ e SDD apresentaram perdas de solo e água praticamente iguais entre si, sendo as perdas de solo, em média, 88 % inferiores aos do CMI e, no caso das perdas de água, praticamente iguais a este tratamento.

A noninvasive method for measuring the velocity of diffuse hydrothermal flow by tracking moving refractive index anomalies

Diffuse flow velocimetry (DFV) is introduced as a new, noninvasive, optical technique for measuring the velocity of diffuse hydrothermal flow. The technique uses images of a motionless, random medium (e.g.,rocks) obtained through the lens of a moving refraction index anomaly (e.g., a hot upwelling). The method works in two stages. First, the changes in apparent background deformation are calculated using particle image velocimetry (PIV). The deformation vectors are determined by a cross correlation of pixel intensities across consecutive images. Second, the 2-D velocity field is calculated by cross correlating the deformation vectors between consecutive PIV calculations. The accuracy of the method is tested with laboratory and numerical experiments of a laminar, axisymmetric plume in fluids with both constant and temperaturedependent viscosity. Results show that average RMS errors are ∼5%–7% and are most accurate in regions of pervasive apparent background deformation which is commonly encountered in regions of diffuse hydrothermal flow. The method is applied to a 25 s video sequence of diffuse flow from a small fracture captured during the Bathyluck’09 cruise to the Lucky Strike hydrothermal field (September 2009). The velocities of the ∼10°C–15°C effluent reach ∼5.5 cm/s, in strong agreement with previous measurements of diffuse flow. DFV is found to be most accurate for approximately 2‐D flows where background objects have a small spatial scale, such as sand or gravel

Uso da terra e propriedades físicas e químicas de Argissolo Amarelo distrófico na Amazônia Ocidental

O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações físicas e químicas em Argissolo Amarelo distrófico textura média/argilosa relevo plano, sob diferentes tipos de uso no assentamento Favo de Mel, município de Sena Madureira, Acre. A coleta de material de solo foi realizada no início da estação chuvosa (outubro/1999). Os tipos de usos avaliados foram: mata natural (testemunha), mata recém - desbravada e submetida à queima intensa, pupunha (Bactris gassipae) com dois anos de cultivo e pastagem de braquiária (Brachiaria brizantha) com quatro anos de cultivo. Em cada área, abriu-se uma trincheira, de onde se coletaram 12 amostras, em camadas delgadas, no intervalo de 0,0 a 0,60 m a partir da superfície do solo. Também coletaram-se amostras dos horizontes pedogenéticos. No material coletado, avaliaram-se: características físicas (granulometria, argila dispersa em água, densidade do solo, resistência do solo à penetração e parâmetros sedimentológicos) e químicas (complexo sortivo, fósforo disponível, pH em água e em KCl, carbono orgânico, fósforo remanescente, substâncias húmicas e ferro pelo ataque sulfúrico). Verificou-se que, sob pastagem de braquiária, o solo apresentou os maiores valores de densidade no horizonte A, o que revela tendência à compactação. Os nutrientes avaliados e o carbono orgânico apresentaram baixos teores e estavam concentrados nos primeiros centímetros do solo. O potássio decresceu drasticamente na pastagem, graças, possivelmente, às perdas por erosão, queima e pastejo. A fração humina, dentre os compostos orgânicos, predominou nos quatro sistemas avaliados.

Decomposição do resíduo de milho e variáveis relacionadas

A eficácia da semeadura direta na redução da erosão hídrica depende, em grande parte, da cobertura do solo ocasionada pelos resíduos das culturas. Objetivou-se determinar, entre agosto de 2001 e junho de 2002, em um Cambissolo Húmico alumínico léptico, situado entre 27 º 49 ' latitude Sul e 50 º 20 ' longitude Oeste de Greenwich, a decomposição do resíduo de milho. Os tratamentos, em três repetições, consistiram de: solo sem resíduo ou descoberto (SSR), solo com 8,77 Mg ha-1 de resíduo de milho (SR) e solo com 8,77 Mg ha-1 de resíduo de milho mais 100 kg ha-1 de N (SR + N), avaliados em intervalos regulares de 30 dias. Determinou-se a quantidade do resíduo de milho, C orgânico e N total do referido resíduo. No solo, na camada de 0-0,03 m, foram avaliados C orgânico, N mineral, K trocável, pH em água, umidade e temperatura e, no ar, a temperatura a um metro acima da superfície do solo. O SR + N apresentou maior decomposição do resíduo de milho do que o SR, principalmente nos primeiros 120 dias, de tal modo que o tempo necessário para a quase que completa decomposição do resíduo (restando ainda cerca de 10 % da massa inicial) seria de aproximadamente 1.300 dias, para o SR, e de aproximadamente 900 dias, para o SR + N.

Mineralogia, micromorfologia e gênese de solos planossólicos do Sertão do Araripe, estado de Pernambuco

Neste trabalho, objetivou-se realizar a caracterização mineralógica e micromorfológica de solos planossólicos do Sertão do Araripe, estado de Pernambuco, visando proporcionar melhor entendimento de suas propriedades e dos processos envolvidos em sua gênese. Tais solos foram, até então, pouco estudados e se caracterizam pela ocorrência de um horizonte B plânico subjacente a um horizonte B textural, plíntico ou não. No município de Ouricuri, foram selecionados três perfis representativos destes solos, classificados como: Plintossolo Argilúvico eutrófico planossólico sódico (perfil 1); Argissolo Amarelo eutrófico planossólico solódico (perfil 2) e Argissolo Amarelo eutrófico plíntico planossólico sódico (perfil 3). A mineralogia das frações calhau e cascalho foi determinada macroscopicamente, enquanto a da areia, por lupa binocular. As frações silte e argila foram analisadas por difratometria de raios X. As descrições micromorfológicas foram realizadas em seções delgadas de amostras de horizontes selecionados. A fração areia destes solos é essencialmente composta por quartzo, mas feldspatos e mica também ocorrem a partir do horizonte 2Btbn. O silte é basicamente constituído por quartzo, feldspatos e mica. A argila é composta por caulinita, mica, interestratificados irregulares, esmectita e quartzo, ocorrendo as maiores quantidades de esmectita e interestratificados nos horizontes 2Btbn e 2BCn. O horizonte B plânico (2Btbn) apresenta microestrutura em blocos angulares e expressivos argilãs (de iluviação e intemperização), enquanto o horizonte Bt sobrejacente apresenta microestrutura granular e ausência de qualquer tipo de argilã. A disparidade observada na mineralogia da fração argila e as distintas feições micromorfológicas corroboram a identificação de uma mudança de material de origem entre os horizontes Bt e B plânico dos solos estudados. A posição do horizonte B plânico, que apresenta muitos argilãs de iluviação, e a ausência de características que evidenciem mobilização de argila do Bt precedente revelam uma paleopedogênese para o solo. Estes resultados indicam que os solos foram desenvolvidos em duas etapas. As rochas do embasamento cristalino sofreram uma primeira pedogênese, da qual o marco atual de evidência é a camada de litofragmentos, em sua maioria arestados, que ocorre no topo do B plânico, e que foi, provavelmente, acumulada pela erosão diferencial, formando um pavimento desértico. Posteriormente, os solos foram recobertos por camadas de sedimentos intemperizados, relacionados com a Chapada do Araripe, que se misturaram, em proporções variadas, ao material já edafizado das rochas do embasamento. Estes materiais estão, desde sua deposição, sendo retrabalhados pelos processos pedogenéticos atuais.

Análise da erodibilidade de saprolitos de gnaisse

As voçorocas são freqüentes em áreas com rochas do embasamento cristalino. A evolução destas feições é sempre fortemente condicionada pelos processos de erosão hídrica subsuperficial, embora os processos superficiais também sejam importantes. Este trabalho objetivou investigar os processos erosivos subsuperficiais atuantes nas voçorocas e compreender que fatores mineralógicos e texturais poderiam influenciar a erodibilidade dos saprolitos. Para tanto, foram realizados ensaios de caracterização e de avaliação da erodibilidade em amostras representativas, sendo o principal destes o ensaio de furo de agulha. Os resultados indicam que a erosão por carreamento não ocorre e que os saprolitos apresentam susceptibilidade variável à erosão por piping, mesmo quando derivados de uma mesma unidade litológica, mas superior à do horizonte B latossólico. Dados preliminares indicam que os saprolitos mais susceptíveis à erosão por piping são os de textura siltosa (determinados em ensaios granulométricos sem defloculante e agitação) e pobres em minerais agregadores, como os argilominerais.

Razão de perdas de terra e fator C da cultura do cafeeiro em cinco espaçamentos, em Pindorama (SP)

hídrica em culturas perenes, embora tais dados sejam imprescindíveis ao planejamento conservacionista e estudos de modelagem de erosão. Dados de um experimento de perdas de terra e água sob chuva natural em Pindorama (SP), de julho de 1960 a junho de 1972, foram usados para o cálculo da razão de perdas de terra (RPT) e do fator C da equação universal de perdas de solo, em cinco espaçamentos na cultura do cafeeiro (Coffea arabica L.). Foram estabelecidas parcelas com espaçamentos de 3,0 x 0,5 m, 3,0 x 1,0 m, 3,0 x 2,0 m, 3,0 x 3,0 m e 4,0 x 2,0 m em um Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico textura arenosa/média com declividade média de 0,100 m m-1. O ciclo da cultura foi dividido em dois estádios: do plantio aos 60 meses e dos 60 aos 144 meses. Os resultados mostraram que: (a) as perdas anuais de terra e água para a cultura do cafeeiro foram de 4 Mg ha-1 e 18 mm respectivamente; (b) os valores de RPT para o cafeeiro foram de 0,1346, 0,0883, 0,1015, 0,1422 e 0,1001 Mg ha-1 Mg-1 ha, para os espaçamentos 3,0 x 0,5 m, 3,0 x 1,0 m, 3,0 x 2,0 m, 3,0 x 3,0 m e 4,0 x 2,0 m respectivamente; (c) a magnitude do fator C, para os referidos espaçamentos, foi, respectivamente, de 0,1354, 0,0866, 0,0995, 0,1412 e 0,1004 Mg ha-1 Mg-1 ha; (d) as RPTs e os fatores C variaram amplamente entre os espaçamentos, bem como e, mais expressivamente, entre os estádios da cultura, indicando forte efeito do espaçamento e da cobertura vegetal; (e) o espaçamento 3,0 x 1,0 mostrou-se mais eficiente na redução da erosão hídrica na cultura do cafeeiro.

Modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas

As estradas não pavimentadas são de fundamental importância para o desenvolvimento social e econômico do Brasil, sendo a erosão provocada pela água no leito e nas margens destas estradas um dos principais fatores para sua degradação. Neste artigo, apresenta-se um novo modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas e, conseqüentemente, para a redução dos problemas associados à erosão hídrica. Utilizando o modelo de ondas cinemáticas, determina-se o hidrograma de escoamento superficial no canal de drenagem da estrada e, a partir deste, é calculada a tensão provocada pelo escoamento. Sempre que a tensão cisalhante causada pelo escoamento supera a tensão crítica para cisalhamento do solo ocorre o seu desprendimento. A diferença entre essas tensões cisalhantes é multiplicada pela erodibilidade do solo e pela área em que ocorre a aplicação da tensão cisalhante para estimar a perda de solo provocada pelo escoamento. O espaçamento máximo entre desaguadouros é obtido, comparando-se a perda de solo provocada pelo escoamento com a perda de solo tolerável. O comprimento máximo do canal é aquele para o qual a perda tolerável é atingida. O modelo permite determinar o espaçamento entre desaguadouros considerando as características das áreas que contribuem para o escoamento e a resistência do solo. As simulações realizadas mostraram que o modelo é sensível às alterações na erodibilidade e na tensão crítica de cisalhamento do solo, bem como à declividade do canal, permitindo ainda que, por meio da alteração no aprofundamento tolerável para o canal, os espaçamentos possam ser ampliados ou reduzidos.