Efeitos das mudanças do uso da terra na biogeoquímica dos corpos d'água da bacia do rio Ji-Paraná, Rondônia

Este trabalho discute os efeitos das mudanças do uso do solo na biogequímica dos rios da bacia de drenagem do rio Ji-Paraná (Rondônia). Nesta região, a distribuição espacial do desmatamento e das propriedades do solo resultam em sinais diferentes, possibilitando a divisão dos sistemas fluviais em três grupos: rios com águas pobres em íons e baixo impacto; rios com conteúdo iônico intermediário e impacto médio e rios com elevados conteúdo iônico e impacto antropogênico. As características biogeoquímicas dos rios têm relação significativa com a área de pasto, melhor parâmetro para prever a condutividade elétrica (r² = 0,87) e as concentrações de sódio (r² = 0,75), cloreto (r² = 0,69), potássio (r² = 0,63), fosfato (r² = 0.78), nitrogênio inorgânico (r² = 0.52), carbono inorgânico (r² = 0.81) e carbono orgânico (rain ² = 0.51) dissolvidos. Cálcio e magnésio tiveram sua variância explicada pelas características do solo e pastagem. Nossos resultados indicam que as mudanças observadas na micro-escala constituem "sinais biogeoquímicos" gerados pelo processamento do material nas margens dos rios. A medida em que os rios evoluem para ordens superiores, os sinais persistentes nos canais fluviais estão mais associdados às características da bacia de drenagem (solos e uso da terra). Apesar dos efeitos das mudanças observadas no uso do solo não serem ainda detectáveis na macro-escala (bacia amazônica), a disrupção da estrutura e funcionamento dos ecossistemas é detectável nas micro e meso escalas, com alterações significativas na ciclagem de nutrientes nos ecossistemas fluviais.

Padrões de amostragem e intensidade de krigagem na caracterização do armazenamento de água no solo, em área irrigada por pivô central

A qualidade da irrigação tem sido descrita por parâmetros calculados admitindo-se ser a capacidade de armazenamento de água no solo uma constante. No entanto, tal propriedade do solo apresenta-se variável no espaço. A preocupação com aspectos ambientais e econômicos tem levado ao conceito de manejo da cultura em áreas específicas, o que torna importante o conhecimento da distribuição espacial de propriedades do solo. A geoestatística torna possível a identificação da estrutura de dependência espacial e o mapeamento de uma propriedade do solo. O objetivo deste trabalho foi identificar intensidades de amostragem e de krigagem em blocos, adequadas para estimar o armazenamento de água no solo, para desejado nível de precisão nos parâmetros que caracterizam a qualidade da irrigação. Em área irrigada por pivô central, no campus da ESALQ/USP, foi feita uma amostragem segundo uma transeção radial com espaçamento de 2,83 m. Em cada ponto, foi determinada a capacidade de armazenamento de água no solo, entre as tensões de 0,01 e 0,08 MPa, para 0,30 m de profundidade. De posse do semivariograma obtido para os dados da transeção, foi feita a krigagem em blocos de diferentes comprimentos, entre 2 e 30 m, para espaçamentos amostrais simulados de malhas com lado entre 2 e 20 m, na direção da transeção. A cada combinação de espaçamento e comprimento de bloco, foram associados a respectiva variância de krigagem e o volume de água percolado, calculados com base em lâmina aplicada igual à média dos valores de armazenamento medidos. A krigagem deve ser realizada com os menores valores de lado de bloco (2 m), desde que recursos computacionais não sejam limitantes. O uso de amostragem intensa não promoveu ganho significativo de qualidade das estimativas, em relação aos maiores espaçamentos. Malha de lado igual a 20 m pode ser usada, embora o desejável seja lado de 10 m. É necessária uma amostragem na curta escala para a identificação do semivariograma nas distâncias inferiores a estas. Apesar de promover uma suavização, a krigagem deve ser usada na descrição do padrão espacial de armazenamento, por permitir melhor avaliação dos volumes de excesso e de déficit e, principalmente, por permitir identificar os locais onde eles ocorrem.

Estimativa do teor de água no solo utilizando dados de radar de abertura sintética

Em virtude da crescente demanda mundial por alimentos, um monitoramento eficaz e em larga escala da umidade do solo constitui fator de grande importância para a previsão de safras. Este trabalho teve por objetivo apresentar uma técnica para o cálculo do teor de água no solo, utilizando modelos preditivos de umidade do solo, baseados em dados de radar de abertura sintética (SAR). Foram utilizados dados do SAR a bordo do JERS-1 ("Japanese Earth Resources Satellite") e dois modelos empíricos. O primeiro relaciona o coeficiente de retroespalhamento com a permissividade complexa (modelo de Dubois), e o segundo relaciona a permissividade complexa com o teor de água do solo e algumas de suas características físico-hídricas, tais como percentagem de areia e argila (modelo de Hallikainen). Inicialmente, os dados do SAR/JERS-1 foram calibrados e, por meio do modelo de Dubois, foram calculados os valores de permissividade complexa. Para tanto, foi necessário inserir níveis estimados de rugosidade do solo. A partir destes resultados, utilizou-se o modelo de Hallikainen para calcular a umidade volumétrica. A análise geral dos resultados indica que a técnica de estimação de umidade do solo a partir de imagens de radar de abertura sintética, utilizada neste estudo, mostrou-se física e matematicamente exeqüível. No entanto, apresentou uma precisão moderada, não sendo ainda recomendada para o uso operacional no mapeamento de umidade do solo. A análise dos resultados revelou também que a precisão dos dados é bastante influenciada pela precisão dos valores de rugosidade introduzidos.

Conseqüências de diferentes sistemas de preparo do solo sobre a contaminação do solo, sedimentos e água por metais pesados

Este trabalho teve por objetivos determinar a influência de diferentes métodos de preparo do solo sobre as perdas por erosão de metais pesados e avaliar a contaminação dos sedimentos e da água do córrego principal da microbacia de Caetés, município de Paty do Alferes (RJ). A avaliação foi realizada durante os meses de dezembro de 1996 a março de 1997, no ciclo de cultivo do pepino (Cucumis sativus L ). Foram utilizadas parcelas do tipo Wischmeier, de tamanho de 22,0 x 4,0 m. Os tratamentos utilizados foram os seguintes: (a) aração com trator morro abaixo e queimado (MAQ); (b) aração com trator morro abaixo não queimado com restos de vegetação natural entre as linhas (MANQ); (c) aração com tração animal em nível, faixas de capim-colonião a cada 7,0 m (AA), e (d) cultivo mínimo, com preparo de covas em nível (CM). Avaliaram-se também os teores desses metais nos sedimentos de fundo e na água do córrego principal que drena a microbacia de Caetés. As perdas mais elevadas de metais pesados por erosão foram verificadas no tratamento MAQ, típico da região. Os sedimentos e a água do córrego da microbacia de Caetés mostraram incrementos nos teores totais de Cd, Ni, Pb, Zn e Mn de acordo com a posição de coleta na área. A água coletada no córrego e no açude apresentou concentrações de Cd, Mn e Pb acima dos padrões máximos estabelecidos para água potável. Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que o uso intensivo de agroquímicos e as elevadas perdas de solo por erosão podem acarretar sérios riscos de contaminação da água do córrego da microbacia que é utilizada pelos animais e para irrigação.

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.

Influência de diferentes sistemas de uso e manejo na coesão, resistência ao cisalhamento e óxidos de Fe, Si E Al em solo de tabuleiro costeiro de Alagoas

A tensão de cisalhamento e a coesão do solo constituem importantes propriedades físicas do solo, podendo ser influenciadas pelo sistema de manejo e óxidos de Fe, Si e Al do solo. Os efeitos de diferentes sistemas de manejo de solo cultivado com cana-de-açúcar na tensão de cisalhamento, ângulo de atrito interno, coesão do solo e nos teores de óxidos de Fe, Si e Al de um Argissolo Amarelo Coeso foram estudados em quatro áreas da Usina Triunfo, no Estado de Alagoas. Os tratamentos abrangeram: uma área irrigada, uma área não irrigada, uma com aplicação de vinhaça e uma sob floresta nativa, como condição original. Amostras foram tiradas de cada área a 0,2-0,4 m e 0,4-0,8 m de profundidade. Os sistemas sequeiro e irrigado promoveram os maiores aumentos na coesão, ângulo de atrito interno e resistência ao cisalhamento do solo. Os teores de água e de óxidos no solo influíram nos valores de coesão do solo, tendo sido os maiores valores deste atributo obtidos em solos com teores de água mais baixos e solos com maiores teores de óxidos.

Estabilidade temporal de medidas do teor e do potencial mátrico da água no solo em uma transeção

O elevado nível de variabilidade espacial de observações experimentais de campo da condutividade hidráulica do solo dificulta o planejamento de amostragem e a utilização e extrapolação de valores médios, em estudos de campo de dinâmica da água no solo. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi verificar a estabilidade temporal de medidas do teor e do potencial mátrico da água no solo e sua aplicação como ferramenta para racionalizar a estratégia de amostragem para avaliação da condutividade hidráulica do solo em condições de campo. O experimento de drenagem foi desenvolvido num Latossolo Vermelho-Amarelo em Piracicaba (SP), numa parcela experimental com 50 pontos de observação distanciados de 1 m entre si, nos quais foram medidos o teor de água (com TDR) e o potencial mátrico (com tensiômetros) durante três semanas de redistribuição da água no solo. Os resultados mostraram que o método da estabilidade temporal permite identificar, com exatidão, os locais mais adequados para as amostragens, possibilitando a redução do número de amostras necessárias e do custo de execução do esforço amostral para o planejamento de sistemas de uso e manejo de água na agricultura.

Modelagem numérica para o processo da evaporação da água do solo

Foram realizados vários ensaios laboratoriais para avaliar o desempenho de um modelo numérico em simular o processo unidimensional da evaporação da água do solo. Este modelo foi desenvolvido a partir da linearização da equação de Richards no espaço e do uso da técnica iterativa de Newton-Raphson, para resolver essa equação não-linear no tempo, e leva em conta o fluxo de vapor dentro do perfil de solo e a taxa de evaporação na sua superfície. Os resultados mostraram que o modelo foi capaz de simular satisfatoriamente o processo, tanto em meios porosos homogêneos quanto estratificados

Composição química da solução de solo sob diferentes coberturas vegetais e análise de carbono orgânico solúvel no deflúvio de pequenos cursos de água

O cultivo intensivo pode alterar a composição química da solução do solo, favorecendo a perda de solutos. Dessa forma, poderia mudar a composição química dos cursos de água. Foi realizado um estudo na fazenda da EPAMIG em Oratórios, Minas Gerais, de junho de 1996 a maio de 1997, para avaliar o efeito do manejo do solo na composição química da solução do solo, considerando as condições climáticas. O carbono orgânico solúvel também foi determinado na solução do solo e no deflúvio de pequenos cursos de água. Foram realizadas extrações mensais da solução do solo sob diferentes coberturas vegetais, nas camadas de 0-20, 20-40 e 40-100 cm de profundidade. A extração da solução do solo foi feita por centrifugação, a uma força centrífuga relativa correspondente a 900 g. Em acréscimo, foram feitas coletas semanais de deflúvio de quatro pequenos cursos de água com uso variado de suas respectivas áreas de drenagem. Foi observada uma ligeira elevação na concentração de íons em solução com o início do período chuvoso, sendo esse fato mais acentuado para o carbono orgânico solúvel na solução do solo e no deflúvio. A adubação mineral promoveu o deslocamento de íons trocáveis, em profundidade. A lixiviação foi favorecida, principalmente, no solo sem cobertura vegetal. A movimentação de carbono orgânico solúvel foi maior no solo sob pastagem, apesar do menor teor na solução do solo, em comparação aos outros solos. No curso de água drenado em área de pastagem, também foi encontrada a maior concentração de carbono orgânico solúvel.

Nitrogênio e enxofre na produção e no uso de água pelo capim-braquiária em degradação

O N tem sido indispensável na formação, manutenção e recuperação de pastagens e seu efeito tem mostrado ser dependente do suprimento de S. Assim, com base na hipótese de que o incremento de N na adubação torna necessário aumentar o fornecimento de S para recuperar o capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf) e de que a adubação melhora também a eficiência no uso de água pelo capim, objetivou-se avaliar a recuperação do capim-braquiária, mediante fornecimento de doses de N e de S, por meio da área foliar, a produção de massa seca da parte aérea e o consumo e a eficiência no uso de água pelo capim. Coletaram-se amostras indeformadas de solo em cilindros de 15 cm de diâmetro e 20 cm de profundidade com capim-braquiária + solo de uma pastagem em estádio de degradação. O solo foi classificado como Neossolo Quartzarênico. O experimento foi realizado em casa de vegetação, em Piracicaba-SP, no período de novembro de 2003 a março de 2004. Foram combinadas cinco doses de N (0, 100, 200, 300 e 400 mg dm-3) com cinco doses de S (0, 10, 20, 30 e 40 mg dm-3), num estudo de superfície de resposta baseado em desenho experimental composto central modificado de um fatorial 5² fracionado. Foram realizados três cortes nas plantas, com intervalos regulares de 30 dias. A interação entre as doses de N e de S foi significativa apenas no primeiro crescimento do capim, com exceção da área foliar, para a qual essa interação foi significativa no primeiro e no segundo crescimento. Houve efeito isolado do N no segundo e no terceiro crescimento. O fornecimento simultâneo de N e S na adubação contribuiu na recuperação do capim-braquiária, aumentando a área foliar e a produção de massa seca, elevando o consumo e a eficiência no uso de água pela planta.

Qualidade de um solo sob diferentes usos e sob Cerrado nativo

O uso sustentável do solo tem-se constituído em tema de crescente relevância, em face do aumento das atividades antrópicas. Com o objetivo de avaliar a qualidade do solo em área de Cerrado nativo e em áreas sob diferentes usos, foram amostradas camadas de Latossolo Vermelho-Amarelo sob quatro tipos de ocupação: pastagem natural, pastagem cultivada, cultivo convencional com culturas anuais e florestamento de pínus. As áreas estão localizadas na Fazenda Água Limpa, DF. Foram avaliados os seguintes atributos de qualidade do solo: densidade do solo, resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água, teor de matéria orgânica, capacidade de troca catiônica, C total da biomassa microbiana e respiração basal. Com base nos dados obtidos, foi organizado um diagrama comparativo e calculado um índice da qualidade do solo para cada tipo de uso. Os resultados evidenciaram relação estreita e inversa entre a qualidade do solo e a intensidade de uso a que as áreas foram submetidas. Mediante análise desses atributos e da elaboração de um modelo comparativo, foi possível avaliar o nível de degradação do solo em função do uso de cada área.

Inter-relações entre as propriedades físicas e os coeficientes da curva de retenção de água de um latossolo sob diferentes sistemas de uso

O comportamento físico e hídrico do solo fundamenta as práticas de seu uso e manejo. O objetivo deste trabalho foi avaliar as inter-relações entre as propriedades físicas e os coeficientes da curva de retenção de água de um Latossolo Vermelho distrófico sob diferentes sistemas de uso. Em 2004, foram selecionadas três áreas contíguas utilizadas por mais de vinte anos com mata (nativa), pousio (Brachiaria decumbens) e cultivo (culturas anuais). Foram coletadas 25 amostras de solo com estrutura não deformada na camada de 0-0,15 m de profundidade, que foram utilizadas para determinação das curvas de retenção de água do solo. As curvas de retenção de água foram ajustadas pela equação de van Genuchten, obtendo-se os coeficientes qs, qr, a e n. Também foram mensuradas as variáveis densidade do solo, teor de C orgânico e teor de argila do solo (grupo I). Essas variáveis e os coeficientes das curvas de retenção do solo (grupo II) foram submetidos às análises de correlações canônicas. Verificou-se que a intensificação do uso do solo (mata, pousio e cultivo) resultou em maiores valores de densidade do solo e na redução dos teores de C orgânico e argila. O primeiro par das variáveis canônicas indicou dependência de qs em relação a densidade, e o segundo par distinguiu os sistemas de uso do solo verificado pela dependência de qr em relação aos teores de argila e de C orgânico. As modificações dos teores de C orgânico e da densidade do solo sugerem a degradação da qualidade física e hídrica do solo.

Componentes do balanço de água no solo com cana-de-açúcar, com e sem adubação nitrogenada

O estudo do balanço de água no solo com cana-de-açúcar, cultivada em larga escala no Brasil, é essencial para o manejo agrícola, visando ao aumento de produtividade e à redução de riscos de poluição. Este estudo objetivou avaliar os componentes da equação do balanço de água em dois Latossolos cultivados com cana-de-açúcar (cana-planta), localizados nos Municípios de Jaboticabal e Pirassununga (São Paulo). Na área experimental de Jaboticabal, o estudo foi realizado entre os dias 30 de setembro de 2005 e 12 de julho de 2006, e constou de dois tratamentos: T1 (sem adubação nitrogenada) e T2 (120 kg ha-1 de N). Em Pirassununga, o estudo foi feito entre os dias 28 de setembro de 2005 e 08 de junho de 2006, mas apenas o tratamento T2. O delineamento experimental foi o de blocos aleatórios, com quatro repetições. O volume de controle utilizado para o balanço de água teve como limite superior a superfície do solo e como limite inferior outra paralela à primeira, localizada em profundidade de 0,90 m. As variações de armazenagem, as entradas (precipitação pluvial e ascensão capilar) e as saídas de água (evapotranspiração real e drenagem interna) nesse volume de solo, nas áreas experimentais de Jaboticabal e Pirassununga, foram determinadas em 13 e 10 períodos, respectivamente. Ambas as áreas estudadas eram planas e não irrigadas. Na área de Jaboticabal, em todo o período, tanto a perda de água por drenagem interna quanto o ganho por ascensão capilar foram maiores no tratamento T2 (-191,69 mm/5,33 mm e -238,37 mm/24,60 mm para T1 e T2, respectivamente); não houve diferença significativa de produtividade (145 e 146 t ha-1 para T1 e T2, respectivamente), nem de evapotranspiração real (1.058 mm para T1 e 1.028 mm para o T2) entre os tratamentos nesse ciclo de cana-planta, fazendo com que as plantas não adubadas apresentassem a mesma eficiência do uso da água (14 kg m-3) que as adubadas. Na área de Pirassununga, a drenagem interna e a ascensão capilar foram de -110,9 e 0,67 mm, respectivamente, e a eficiência de uso da água 13 kg m-3. Portanto, pode-se concluir que (a) nos períodos de alta pluviosidade, a drenagem interna foi significativa, alertando para possíveis problemas no manejo em relação a uma potencial de contaminação do lençol freático, e (b) tanto a evapotranspiração real quanto à eficiência do uso da água foram da mesma ordem de grandeza, independentemente da adubação nitrogenada, e a armazenagem de água no solo foi praticamente a mesma no início e no fim do ciclo estudado.

Uso de sistema GPR (Ground Penetring Radar) na avaliação de atributos de um solo sob plantio de cana-de-açúcar

O GPR utiliza técnica indireta para investigação das estruturas de subsuperfície, sendo caracterizado como método não-invasivo, o qual permite extrair informações ao longo do perfil de solo sem perfurar, sondar ou escavar. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a utilização do GPR no estabelecimento de atributos físicos do solo em área de cultivo com cana-de-açúcar, além de estabelecer sua correlação com o método do cilindro volumétrico. A área de estudo está localizada no município de Bom Sucesso - PR, sendo utilizada com cultura da cana há mais de 20 anos. Foram obtidas amostras de solos indeformadas com cilindro volumétrico nas profundidades de 0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,3, 0,3-0,4 e 0,4-0,5 m, ao longo de três transeptos paralelos, sendo o central referente à linha de plantio (transepto 2) e os outros dois correspondentes às entrelinhas laterais (transeptos 1 e 3). Os valores de densidade e porosidade total, obtidos por meio das amostras físicas, foram inicialmente interpretados para verificar o estado do solo nas linhas e nas entrelinhas de cana, nas cinco profundidades. Posteriormente, foram correlacionados com os valores das constantes dielétricas (K) adquiridos pelo georradar, porém apenas para a camada de 0,4-0,5 m, uma vez que as camadas superficiais até a profundidade de 0,4 m não puderam ser avaliadas devido às limitações técnicas do equipamento, aliadas às condições físicas e químicas do solo, que acabaram por prejudicar as reflexões. A densidade mostrou-se menor nas linhas, quando comparada às entrelinhas, para as camadas de 0-0,1 e 0,2-0,3 m. A porosidade total foi menor nas entrelinhas do que nas linhas na camada de 0-0,1 m. Os valores de K foram maiores nas linhas, onde a umidade e a porosidade total foram maiores, e menores nas entrelinhas, onde as densidades encontravam se próximas ao limite crítico. A correlação de K com a densidade e porosidade total não foi significativa. Pequenas modificações na porosidade do solo em função do aumento da densidade foram suficientes para diminuir o valor de K nas entrelinhas, devido à redução na quantidade de água nos poros. Esse fato pode ser confirmado pela correlação de K com a umidade. Assim, pode-se dizer que o georradar foi extremamente sensível à variação de umidade no solo, apresentando melhores resultados para esta variável do que para a densidade e porosidade total determinada por meio do cilindro volumétrico.

Perdas de solo e de água e infiltração de água em latossolo vermelho sob sistemas de manejo

Os sistemas de manejo do solo alteram o microrrelevo e a cobertura por resíduos vegetais, influenciando a perda de solo e de água. Assim, os objetivos deste estudo foram avaliar as perdas de solo e de água e estimar a taxa de infiltração estável de água no solo (TIE) em diferentes sistemas de manejo, sob chuva simulada. As avaliações de campo foram conduzidas sobre resíduos vegetais, após a colheita da cultura da soja (Glycine max L. Merril). Estudaram-se três sistemas de manejo do solo: semeadura direta, preparo com grade aradora e com escarificador associados a três níveis de cobertura do solo com resíduo vegetal: 0,0; 2,0; e 4,0 Mg ha-1. Para caracterizar a área experimental foram feitas análises de densidade do solo, macroporosidade, estabilidade de agregados, umidade inicial do solo, percentual de cobertura e rugosidade superficial do solo. Por meio do uso do simulador de chuvas portátil, as parcelas receberam aplicação de precipitações de 60 mm h-1. Os tratamentos foram dispostos segundo o delineamento inteiramente casualizado, arranjados em esquema fatorial 3 x 3, com três repetições. As perdas de solo variaram de 1,40 a 116,30 x 10-3 Mg ha-1 h-1, enquanto as de água, de 1,60 a 106,94 m³ ha-1 h-1. Os valores da TIE apresentaram variação entre 23 e 52 mm h-1. Os tratamentos sob semeadura direta sem cobertura do solo e sob preparo com grade aradora apresentaram maiores perdas de solo e de água e valores mais baixos de TIE.