Condições físicas da camada superficial do solo resultantes do seu manejo e indicadores de qualidade para redução da erosão hídrica e do escoamento superficial

Abstract

O conhecimento aprimorado do fenômeno da erosão é de fundamental importância no monitoramento da inter-relação sistemas de manejo do solo - sustentatibilidade de agroecossistemas. Com isso em mente, desenvolveu-se um estudo em campo, na EEA/UFRGS, em Eldorado do Sul, RS, entre maio de 2000 e abril de 2004, com o objetivo de quantificar as perdas de solo e água por erosão hídrica em diferentes formas de manejo do solo, com vistas à identificação de indicadores físicos de qualidade para redução da erosão hídrica e do escoamento superficial e à investigação de valores dos coeficientes das variáveis do subfator PLU (uso anterior da terra) do modelo RUSLE de predição da erosão. Para isso, aplicou-se chuva simulada sobre um Argissolo Vermelho com textura superficial franco argilo arenosa e declividade média de 0,12 m m-1, cultivado em semeadura direta por diferentes períodos com diferentes seqüências culturais, e exibindo diferentes condições físicas na camada superficial: superfície não-mobilizada, com e sem cobertura por resíduo cultural, e superfície mobilizada, sem cobertura por resíduo cultural. Realizaram-se sete testes de chuva simulada, num período de seis meses, utilizando o simulador de chuva de braços rotativos, todos eles na intensidade constante de chuva de 64 mm h-1 e duração de 1,5 h. As diferentes seqüências culturais promoveram diferentes condições físicas na camada superficial do solo, traduzidas pelos diferentes valores das características físicas de superfície e subsuperfície avaliadas, antes e após o preparo, o que se refletiu em diferentes respostas da erosão e do escoamento superficial. A perda de água foi a mais elevada no solo não mobilizado, mesmo com elevada cobertura superficial, e foi a mais baixa no solo recém-mobilizado, sem cobertura superficial. A perda de solo foi a mais baixa no solo não-mobilizado, com elevada cobertura superficial, acompanhada de perto pela perda tanto do solo não-mobilizado quanto do recém-mobilizado, ambos sem cobertura superficial, aumentando na medida em que o solo era repetidamente preparado, contudo. A massa de raízes mortas das culturas, o diâmetro médio ponderado (DMP) dos agregados de solo em água e o índice de rugosidade superficial do solo (IR) mostraram-se bons indicadores de qualidade para redução da perda total de água em todas as condições físicas estudadas da camada superficial do solo, e muito bons indicadores para redução da perda total de solo - exceto a condição com elevada cobertura superficial, na qual o efeito das referidas variáveis foi irrelevante. Os valores encontrados para o coeficiente c da variável massa de raízes do subfator PLU do modelo RUSLE ficaram na faixa reportada na literatura.

Full knowledge of the erosion phenomenon is fundamental for monitoring the interrelation soil management systems – agroecossystems sustainability. Considering this, a field study was developed at the EEA/UFRGS, in Eldorado do Sul, State of Rio Grande do Sul, Brazil, between May, 2000 and April, 2004, with the objective of quantifying soil and water losses caused by rainfall erosion under different forms of soil management, in order to identify physical indicators of quality for reducing water erosion and surface runoff, as well as to investigate coefficient values for the variables associated with the PLU (prior land use) sub-factor in the RUSLE’s erosion prediction model. To accomplish this, simulated rainfall was applied on a typical, sandy clay loam, Paleudult soil, having 0.12 m m-1 average slope-steepness, cultivated in no till by different periods of time with different crop sequences, and exhibiting different physical conditions in the surface layer: consolidated soil surface, with and without crop residue on it, and freshly-tilled soil surface, without crop residue on it. Seven simulated rainfall, erosion tests were run within a period of six months, all of them under 64.0 mm h-1 rainfall intensity and for 1.5-hr rainfall duration. The different crop sequences promoted different soil physical conditions in the surface layer, translated by the different values of the evaluated surface and subsurface soil physical characteristics, before and after tillage, which differently affected erosion and surface runoff. Water loss was highest in the untilled soil surface, regardless of residue cover on it, and lowest in the freshly-tilled soil surface, even though without crop residue on it, and it was kept this way until the end of the experiment. Soil loss was lowest in the untilled, covered soil surface, followed closely by either untilled or freshly-tilled soil surfaces, both without crop residue on it, but it substantially increased as subsequent tillage operations were performed. Crop dead roots mass, meanweight- diameter (MWD) of soil aggregates in water, and soil surface-roughness index (IR) showed to be good indicators of quality for reducing water loss in all of the studied surface soil layer’s physical conditions, and very good indicators for reducing soil loss - except the condition with high residue cover on it, in which the effect of the referred variables was irrelevant. The values obtained for the c-coefficient associated with the crop root mass variable in the PLU subfactor of RUSLE’s erosion prediction model stayed within the range reported in the literature.