Autores

Pinheiro, L.S. (UEMG - FRUTAL - MG) ; Silva, C.C. (UEMG - FRUTAL - MG) ; Fujita, A.T. (UEMG - FRUTAL - MG) ; Millan, R.N. (UEMG - FRUTAL - MG) ; Pereira, T.T.C. (UEMG - FRUTAL - MG) ; Fernandes, M.S. (MSFERNANDES CONSULTORIA AGRÍCOLA)

Resumo

O presente trabalho trata-se da continuação de projeto iniciado no ano de 2015, assim, os dados produzidos compõem dois anos de monitoramento, o que potencializa e dá maior segurança aos dados. O objetivo da pesquisa foi a utilização de parcelas experimentais para quantificação de perdas de solo em áreas de plantação de cana de açúcar, no município de Frutal – MG, em parceria com a Usina Cerradão S/A. A pesquisa utilizou a técnica de Pinos de Erosão para quantificação da erosão, uma técnica muito utilizada, de baixo custo e de resultados satisfatórios. A maior exposição dos pinos representa maior erosão e o modo inverso indica deposição. Foram coletados dados do primeiro ano com o plantio sem a palhada e dados do segundo ano com plantio em palhada, observando a dinâmica da erosão laminar. Os resultados indicaram marcante variação na exposição dos pinos de erosão, influenciada, principalmente pela sazonalidade no ano de 2015 e pela cobertura da palha em 2016.

Palavras chaves

Escoamento Superficial; Pinos de erosão; Erosão Laminar

Introdução

A erosão apresenta-se como grande problema que extrapola a esfera ambiental, pois, sua recuperação é onerosa, além de diminuir a produtividade nas áreas rurais. É muito importante o planejamento, já que possibilita o adequado manejo do solo, prevenção de impactos e desequilíbrios com consequências socioeconômicas. Os processos erosivos são eficazes no trabalho de esculturação do relevo, contudo esta dinâmica pode ser potencializada através de algumas variantes, como a textura e permeabilidade do solo, regime climático local, topografia, uso e ocupação do solo. Dessa forma, a intervenção antrópica pode resultar em diferentes condições para a superfície do solo, o manejo inadequado permite a aceleração da erosão causando impactos ambientais muitas vezes irreversíveis (PINHEIRO, 2008). Nesse viés, a presente pesquisa aborda diretamente no cerne da questão, pois, faz a indução em campo da dinâmica erosiva. Os resultados analisados compõem uma série de dois anos de produção canavieira com dados erosivos monitorados quinzenalmente. Sabe-se que existem trabalhos clássicos sobre a dinâmica erosiva que utilizaram experimentos por mais de três décadas, o que demonstra grande confiabilidade dos dados. O presente trabalho tem a pretensão de se delongar-se por vários anos, no intuito de fortalecimento dos dados juntamente com a descoberta de novas informações, já que a erosão superficial é diretamente condicionada a diversos fatores dinâmicos. O monitoramento erosivo em áreas produtivas rurais torna-se muito importante, devido não apenas à análise da dinâmica erosiva em tais áreas, mas, também levando em consideração as práticas de manejo adotadas no desenvolvimento da atividade produtiva. O presente trabalho objetivou a utilização de parcelas experimentais para quantificação de perdas de solo em áreas de plantação de cana-de-açúcar, no município de Frutal – MG, em parceria com a Usina Cerradão S/A. De acordo com dados do IBGE (2017) a área total do município é de 2.427,0 km² com população estimada em 58.770 habitantes. O relevo de Frutal é, em geral, plano ou suavemente ondulado, assentado sobre a Bacia Sedimentar do Paraná, suas altitudes variam entre 500 e 600 m, apresenta relevo residual de chapadões e morros testemunhos da Formação Marília e Formação Adamantina, que resistiram à dissecação. Quanto à classificação dos solos, ocorrem o Latossolo Vermelho-Amarelo e o Latossolo Vermelho, apresentando variações de teor de ferro, com textura arenosa e areno-argilosa. O clima predominante é o tropical sazonal, de inverno seco e verão chuvoso. Os três meses mais úmidos são novembro, dezembro e janeiro, onde se concentram a metade da precipitação anual. Na área de estabelecimento das parcelas o solo foi caracterizado como Latossolo Vermelho amarelo, textura média/arenosa, tendo por substrato os arenitos da Formação Botucatu. Notou-se que o solo é predominantemente arenoso, o que denota uma susceptibilidade erosiva bem desenvolvida. A vertente utilizada para os experimentos possui extensão de aproximadamente 300 metros, considerada relativamente de baixa extensão. A declividade oscilou de 0% próximo ao topo para 4% na média vertente e apresentou 13% ao final da vertente. A presente pesquisa trata-se de trabalho contínuo iniciado em abril de 2015, quando a Usina Cerradão realizou o plantio da cana de açúcar com colheita em maio de 2016, deixando o rebrotamento sobre a cobertura de palha seca, para a colheita em maio de 2017. Os resultados apresentados versam sobre os dados erosivos em superfície diferente daquela trabalhada no primeiro ano do plantio, onde foi realizado o plantio em sulcos. No atual trabalho o rebrotamento se deu em superfície mais regular e com a presença de cobertura vegetal morta, compondo a serapilheira, que auxilia na prevenção do efeito splash e no fornecimento de matéria orgânica ao solo.

Material e métodos

Como método norteador do trabalho utilizou-se da abordagem sistêmica como apoio teórico-metodológico para analisar os processos atuantes na dinâmica erosiva e, consequentemente, na perda de solos. Desta forma, compreendendo o relevo (sistema morfológico) como um sistema aberto que necessita ser mantido por constante suplementação e remoção de material e energia para sua manutenção e preservação (CHORLEY, 1971). Existe uma constante busca pelo equilíbrio entre os sistemas, assim, qualquer alteração nas formas altera consequentemente o processo e vice- versa. A Teoria Sistêmica permite, dessa forma, o estabelecimento das relações entre os diversos fatores atuantes na área, tendo em vista os fluxos de matéria e energia. Esta pesquisa buscou no método indutivo de investigação, o qual parte da aceitação como ponto de partida de um caso particular para, posteriormente, formular um enunciado geral. Os estudos empíricos ou indutivos permitem quantificar a perda de solo em parcelas experimentais, neste caso estabelecidas ao longo de uma vertente na fazenda Chapadão, localizada no BR-153 km 183. Os estudos experimentais visam monitorar o fenômeno, quantificando-o, assim, foi utilizada a técnica dos pinos de erosão, uma técnica antiga, muito utilizada e de resultados satisfatórios, proposta por De Ploey e Gabriels (1980), que consiste em cravar no solo os pinos de ferro numerados, plotados num diagrama espacial. Posteriormente, a área foi monitorada quinzenalmente, mensurando a exposição dos pinos em relação à superfície do solo (medidas feitas em milímetros). Após o período de coleta dos dados empíricos verificou-se a taxa de rebaixamento do solo. Foram feitas análises de solo para aferir a densidade aparente do solo, a qual faz parte da composição da fórmula para estimar a perda de solo, em toneladas por hectare. Deste modo, a perda de solo foi calculada utilizando a fórmula proposta por Bertoni e Lombardi Neto (1985): P = h . A . Ds, em que: P = perda de solo, em t.ha-1 ; h = média de alteração de nível da superfície do solo medida nos pinos; A = área da parcela (m²) Ds = densidade do solo (t/m³) Nesta pesquisa, a aplicação da técnica dos pinos de erosão, apesar da preferência de muitos pesquisadores pela calha Gerlach, é a mais adequada, pois, permite analisar a erosão considerando o escoamento hídrico superficial, ao contrário da calha que quantifica o material coletado em uma área fechada e sem contato com as adjacências. Assim, foram implantadas três parcelas experimentais localizadas na alta, média e baixa vertente. Foram utilizados 25 pinos de ferro em cada parcela e delimitados com fita zebrada para localização. Optou-se pela localização em três setores da vertente, tendo em vista que o escoamento é divergente nesses três locais, considerando a extensão da vertente, a declividade e rugosidade peculiar de cada superfície. Pinheiro (2012) verificou que as perdas de solo possuem discrepâncias quanto à esses três setores e também quanto às características relacionadas ao perfil topográfico das vertentes.

Resultado e discussão

É importante salientar que neste trabalho houve avanço em relação a muitas pesquisas com pinos de erosão, pois, durante a instalação foram mantidos 5 cm de exposição, para facilitar a leitura dos dados e quantificação da sedimentação (Figura 3). Assim, com essa prática foi possível verificar e quantificar quando ocorreu a deposição de sedimentos. Segundo Guerra e Cunha (2007) quando não há energia suficiente para continuar ocorrendo o transporte, uma terceira fase acontece que é a deposição desse material transportado. A recomendação original de De Ploey e Gabriels (1980), e seguida por muitos pesquisadores, é a penetração total dos pinos no solo, porém, Santos et al. (1998) e Thomaz e Antoneli (2008) também deixaram 5 cm expostos, porém, não quantificaram a deposição de sedimentos. Assim, na presente pesquisa verificou-se que, apesar da potencial friabilidade do solo, os dados de densidade aparente apontaram para alta compactação do solo com valores de 1,7 g/cm-3 nas três parcelas experimentais. A elevada densidade do solo determina a maior capacidade de escoamento superficial e menor infiltração hídrica, potencializando a erosão. Os resultados indicaram marcante variação na exposição dos pinos de erosão, influenciada, principalmente pela sazonalidade no ano de 2015. Assim, as parcelas 1, 2 e 3 (Figura 1) não mantiveram um padrão perfeito, mas, ainda assim, a dinâmica erosiva foi interessante, influenciada pela chegada de um expressivo período de chuvas. Verificou-se a ocorrência de períodos de deposição de sedimentos nas parcelas, que ocorre quando a taxa de perda de solo de um mês é menor do que a taxa de perda do mês anterior. Verificou-se que, durante o primeiro ano de plantio, os valores de exposição mantiveram pequena alteração até Setembro de 2015, no entanto, com a chegada da estação chuvosa os valores alteraram-se drasticamente. O grande destaque são as informações referentes à Parcela 1, que possui declividade próxima a 0% e está no início da vertente, assim, o escoamento hídrico superficial não tem grande energia cinética. Verificou-se nesta parcela que o desgaste por salpicamento foi marcante. Aplicando-se a fórmula, obteve-se a perda de solos em toneladas por hectare ao ano, onde verificou-se que os valores dos dados aumentaram intensamente a partir de outubro. Para demonstrar a generalidade dos dados os resultados dos dois anos (considerando-se cada ano como plantio ou rebrotamento até ao momento da colheita) foram agrupados, somando as perdas do segundo ano aos valores do último mês do ano anterior, assim, os dados foram tabulados com os valores de abril de 2015 até março de 2017 (Tabela 1 e Figura 2), para visualização da evolução da erosão em cana de açúcar verificada. Nota-se que no segundo ano (restante de 2016 e início de 2017) houve aumento de erosão/perda de solo no início da coleta dos dados, se comparado com o primeiro ano de estudos e coletas. Diferentemente do primeiro ano, as taxas de perda de solo mantiveram-se de maneira relativamente constante, com maiores taxas nos meses mais chuvosos, porém, com elevação discreta de perda de solos, em razão da proteção pela cobertura vegetal seca. Destacam-se, ainda, os dados de perda de solos da parcela 1, com taxas de perda de solos menores do que aqueles do primeiro mês de averiguação. A parcela 2 apresentou as maiores taxas de perdas de solos, mas, passou a apresentar deposição de sedimentos após o ápice do período chuvoso. Já a parcela 3 obteve os valores mais uniformes, mas, também com deposição de sedimentos após o ápice do período chuvoso. Como no ano anterior, a parcela 3, localizada na porção inferior da vertente apresentou maiores perdas de solo quando permaneceu com solo saturado, ou seja, nos períodos de chuvas mais constantes. Com o solo apresentando menor umidade prevaleceu a infiltração, diminuindo a perda de solo e, pela posição inferior às outras parcelas experimentais, recebeu sedimentos dos setores adjacentes da vertente. Desta maneira, observa-se que as taxas de perda de solo destacam-se para a parcela 3, pois, mesmo com sensível deposição de sedimentos, as taxas mantiveram-se elevadas em relação às demais parcelas. A Parcela 3 apresentou a maior amplitude nos valores de perdas de solo, com valores modestos no início da pesquisa em 2015, porém, a área apresentou grande variação das taxas com a elevação do regime pluvial. Não obstante, a parcela 1 ter apresentado as menores taxas de perda de solo, devido à menor declividade e à cobertura vegetal seca, nos valores agregados esta parcela manteve grandes taxas de perda de solos. É possível que, devido à menor declividade da superfície, esta parcela fique mais exposta às gotas da chuva, com impacto mais direto no solo, como foi verificado no primeiro ano, com muito impacto por efeito splash. Observou-se que a Parcela 2, localizada na média vertente, apresentou menor variação nos dados, apesar de também ter elevação nas taxas de perda de solos a partir de outubro. Mas, a amplitude das taxas é a menor entre as três parcelas. A parcela 2 iniciou em 2015 com valores muito elevados de perda de solos, com ausência de cobertura vegetal e cana baixa oferecendo pouquíssima proteção. Assim, a posição mediana de vertente e declividade de 4% permitiram a elevação na velocidade do escoamento hídrico superficial e retirada do material, que era depositado na porção inferior, onde localiza-se a parcela 3. Com o aumento da vegetação houve barramento do escoamento e maior proteção ao efeito splash, diminuindo a erosão. No segundo ano, apesar da cana estar baixa, as perdas de solo foram mais discretas, pois, o efeito splash foi suprimido pela cobertura da palha seca. Quanto aos dados climáticos, foram cedidos pela empresa MSFernandes, coletados de estação localizada na Usina Cerradão, município de Frutal, e indicaram o ano de 2015 com chuva em todos os meses, porém, os valores de precipitação foram muito baixos, com valores diminuindo em maio e elevação a partir de setembro, indicando um ano excepcional de déficit hídrico. Em 2016 não choveu no mês de julho, porém, os valores de precipitação foram muito elevados, o que potencializou a erosão. Houve decréscimo da pluviosidade a partir de abril e, exceto no mês de setembro, as chuvas aumentaram já em agosto. De modo geral, as parcelas experimentais, exceto a parcela 2, alternaram períodos de erosão e de sedimentação até ao mês de agosto, quando as taxas erosão aumentam drasticamente, tendo aumento considerável de erosão até outubro de 2016, quando os valores começam a ter pequeno decréscimo e estabilização das taxas de perda de solos, conforme observa-se na Figura 2. O solo do local possui densidade pouco variável, sendo de 1,7 g/cm-3 na Parcela 1, 1,6 g/cm-3 na Parcela 2 e 1,7 g/cm-3 na Parcela 3, que indica densidade elevada, considerados, assim, todos os valores superiores a 1 g/cm-3. Notou-se o encrostamento da superfície do solo, contribuindo para menor infiltração da água e maior capacidade de transporte de sedimentos, principalmente na alta vertente. Concluiu-se que o processo erosivo apresentou-se muito dinâmico, com maiores taxas de perda de solos na média vertente (Parcela 2), antes da chegada da estação chuvosa. Porém, com o retorno das precipitações e maior saturação do solo, a Parcela 3, passou a apresentar maiores taxas de perda de solos, condicionadas pela menor infiltração hídrica. Por estar localizada na baixa vertente, é o local que recebe o maior fluxo de resposta do sistema vertente, ora com sedimentação ou com erosão. Por fim, a Parcela 1, de declividade menor, apresentou taxas de perda de solos relacionadas ao impacto das gotas de chuva, pois, o escoamento superficial foi pouco significante em virtude de sua localização no início da vertente.

Localização das parcelas de erosão.


Gráfico de evolução da perda de solos.


Exposição dos pinos de erosão para quantificação.


Tabela com os valores de perda de solos em dois anos de cultura de cana de açúcar.

Considerações Finais

Este trabalho é parte de uma interação maior que pretende analisar a dinâmica erosiva em canaviais por mais alguns anos, com a parceria da UEMG e a Usina Cerradão. É importante que as instituições de pesquisa estejam a trabalho da sociedade, o período relativamente curto de existência da UEMG torna os desafios maiores. Com três parcelas distribuídas na área da pesquisa, verificou-se durante o período de 23 meses a dinâmica do processo de erosão no solo a partir do estágio da cana-de-açúcar recém plantada e em fase adulta, quando há vegetação densa. Por meio da interpretação dos dados obtidos, deduziu-se que a relativa uniformidade dos valores de perdas de solo na porção de média vertente condiciona o perfil retilíneo neste setor, permanecendo a alta vertente em convexidade, o período de deposição na baixa vertente foi relativamente curto e com erosão na estação chuvosa, culminando na maior declividade da vertente. O trabalho foi importante, por apresentar resultados que incluíram a deposição, o que incrementa a informação científica. A cobertura vegetal da cana-de-açúcar não evita totalmente o salpicamento e, com a maior saturação do solo, mesmo em declividade quase nula, o material é transportado sedimentando os setores subjacentes da vertente. Assim, a cobertura vegetal pela palha seca foi fundamental para a observação de menores taxas de perdas de solos.

Agradecimentos

Agradecemos à Reitoria e às Pró Reitorias da Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG) pelo auxílio financeiro, bem como à UEMG - Unidade Frutal pelo apoio nos trabalhos de campo e nos laboratórios e ao Programa PAPq – UEMG pela concessão da bolsa de Iniciação Científica à estudante.

Referências

BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do Solo. São Paulo: Ícone, 1985.

CHORLEY, R. J. A Geomorfologia e a Teoria dos Sistemas Gerais. Notícia Geomorfológica, Campinas, v. 11, n. 21, p. 3 –22, 1971.

De PLOEY, J.; GABRIELS, D. Measuring soil loss and experimental studies. In: KIRKBY, M.J.; MORGAN, R.P.C. (Org). Soil erosion. London: John Wiley & Sons, p. 63-108, 1980.

GUERRA, A. J. T.; CUNHA, S. B. Geomorfologia: Uma Atualização de Bases e Conceitos. 7ª Edição. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2007.

INSTITUTO BRASILEIURO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. IBGE, Diretoria de Pesquisas, Coordenação de População e Indicadores Sociais, Estimativas da população residente com data de referência 1º de julho de 2017. Disponível em: https://cidades.ibge.gov.br/xtras/perfil.php? lang=&codmun=312710&search=minas-gerais|frutal|infograficos:-informacoes-completas. Acesso em: dez. 2017.

PINHEIRO, L. S. Análise da Dinâmica Plúvio-erosiva na Bacia Hidrográfica do Córrego da Água Branca (SP). 2008. 111 f. Dissertação (Mestrado em Geografia). Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, 2008.

PINHEIRO, L. S. A Dinâmica Erosiva na Bacia do Córrego Ibitinga – Rio Claro (SP): uma Abordagem Empírico-Dedutiva. 2012. 139 f. Tese (Doutorado em Geografia). Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, 2012.

SANTOS, D.; CURI, N.; FERREIRA, M. M.; EVANGELISTA, A. R.; CRUZ FILHO, A. D.; TEIXEIRA, W. G. Perdas de Solo e Produtividade de Pastagens Nativas Melhoradas sob Diferentes Práticas de Manejo. Brasília, Pesquisa agropecuária brasileira, v. 33, n. 2, p.183-189, fev. 1998.

THOMAZ, E. L.; ANTONELI, V. Erosão e degradação solo em área cultivada com erva-mate (Ilex paraguariensis), Guarapuava – PR. São Paulo, UNESP, Geociências, v. 27, n. 1, p. 21-30, 2008. Disponível em: http://www.revista geociencias. com.br/27_1/Art% 202_Thomaz.pdf. Acesso em: jan/2016.