ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO, EM

VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física
II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física
Universidade de Coimbra, Maio de 2010
ANÁLISE DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO, EM
PARCELAS HIDROEROSIVAS EXPERIMENTAIS DE USOS DISTINTOS SOB
CHUVA NATURAL NA APA DE MACAÉ DE CIMA EM SÃO PEDRO DA
SERRA – RIO DE JANEIRO/BRASIL
SALGADO, Jamile Constança Rocha Santos Soutelo; BARBOSA, Diana Ferreira;
CAMACHO, Cristiano de Souza; GOMES, Isabel dos Santos; BERTOLINO, Ana Valéria
Freire Allemão; BERTOLINO, Luiz Carlos.
INSTITUIÇÃO: Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Faculdade de Formação
de Professores/Departamento de Geografia.
Emails: [email protected]; [email protected]; [email protected];
[email protected]; [email protected]; [email protected].
1 - INTRODUÇÃO
O município de Nova Friburgo – Rio de Janeiro/Brasil constitui-se em uma área de
grande importância no abastecimento de olerícolas para o Estado do Rio de Janeiro.
A prática do pousio é utilizada pelos pequenos agricultores, desde sua colonização
pelos imigrantes europeus (suíços e alemães) até os dias de hoje. É um manejo
conservacionista, que se baseia no corte e na queima da vegetação após um longo ou
curto período de plantio quando este já reduziu a sua produtividade. A reestruturação
do sistema ocorre devido à matéria orgânica que vai sendo depositada no solo ao
longo do período de descanso.
Para Coutinho et al. (2004), o pousio consiste em deixar o solo intocável durante
um período de tempo que varia entre 4 a 16 anos, permitindo a regeneração da
vegetação a partir das sementes existentes no solo ou trazidos pelo vento e animais.
Ainda afirma que para este sistema possuir uma resposta positiva é necessário a
manutenção de áreas florestadas nas propriedades, afim de que o tempo do pousio
seja menor em vista do crescimento da vegetação secundária, permitindo a ciclagem
de nutrientes, promovendo a recuperação do solo (ANDRADE et al., 2003).
Na APA de Macaé de Cima, em São Pedro da Serra, distrito de Nova Friburgo, o
manejo tradicional conservacionista vem sendo substituído pelo manejo convencional.
Na forma que os agricultores na tentativa de se livrar da pressão das fiscalizações
1
Tema 3 – Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
(multas) exercidas pelos órgãos de controle, começam a reduzir o período de pousio,
afim de que a vegetação não seja incluída na categoria geral de capoeira em estágio
avançado de sucessão (Decreto N.º 750 de fevereiro de 1993). Entretanto, em 2006
entrou em vigor uma nova legislação para este bioma (Lei Federal de número 11.428
de 22 de dezembro de 2006 – BRASIL, 2009) propondo mudanças em relação à
utilização e proteção da vegetação nativa da Mata Atlântica.
A partir dessa legislação a prática do pousio assim como, o corte da vegetação foi
autorizada seguindo uma série de ressalvas o que mais uma vez inviabiliza as
atividades do pequeno produtor rural, já que este necessita da prévia autorização dos
órgãos fiscalizadores para efetuar o corte.
Pretende-se assim analisar as propriedades do solo em duas parcelas experimentais
hidroerosivas de usos distintos.
2 - Caracterização da Área de Estudo
São Pedro da Serra, distrito de Nova Friburgo está localizado no Estado do Rio de
Janeiro, na Região Sudeste do Brasil e possui uma extensão territorial de
aproximadamente 64,5 km². Situa-se a aproximadamente 700 m acima do nível do
mar, com remanescentes de Mata Atlântica (Figura 1).
A área de estudo está inserida em uma microbacia com aproximadamente 2,6 km²
dentro da APA de Macaé de Cima. Apresenta topografia muito íngreme com
declividades desfavoráveis ao cultivo de olerícolas (Figura 2).
Segundo o banco de dados da Fundação CIDE (2000), o censo demográfico do
município de Nova Friburgo expressa um contingente populacional de 184,7 hab/km².
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Brasil
Rio de Janeiro
Nova Friburgo
Figura 1 – Localização da área de estudo: Brasil, com destaque para a Região Sudeste e o
Estado do Rio de Janeiro, onde se encontra o Município de Nova Friburgo e seu distrito de
São Pedro da Serra. (Adaptado de CIDE 2000)
Segundo o CIDE (2000), há predomínio de rochas ígneas e metamórficas précambrianas. Nesses terrenos destacam-se dois compartimentos tectônicos
denominados de Cinturão Móvel Atlântico (composto pela Serra do Mar, Complexo
do Paraíba do Sul, Serra da Mantiqueira), numa faixa orientada NE/SW e faixa de Juiz
de Fora (constituído de rochas granulíticas).
A classificação dominante de solo na região serrana de Nova Friburgo é a dos
Cambissolos, seguidos dos Latossolos Vermelho-Amarelo associados ao relevo
montanhosos e fortemente ondulado, e ainda os neo-solos Litólicos e afloramentos
de rocha, comum em topografia mais acidentada (EMBRAPA, 1999).
É caracterizada pela presença de grandes serras, cujo relevo é bastante irregular,
com vertentes íngremes, que se alterna com vales e pequenas várzeas, cortados por
córregos e pequenos rios. A montanha da Serra do Mar apresenta-se com o
remanescente da floresta de Mata Atlântica e pela sua topografia íngreme, se torna
desfavorável a cultivos anuais de oleraceas.
3
Tema 3 – Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
MORETT e MAYER defendem que Nova Friburgo apresenta um dos maiores índices
de mata preservada encontrada no município. Principalmente nos distritos de Lumiar e
São Pedro da Serra, onde há maior concentração de remanescente da Mata Atlântica.
O clima da região é o Tropical de Altitude, com médias que variam de 18 oC no
inverno e 24oC no verão, por conta da altitude referente ao nível do mar. Apresenta
índices pluviométricos entorno de 2.225 mm a 1.500 mm (MORETT e MAYER, 2003)
Figura 2 - Visão Geral da área de estudo. Floresta 50-70 anos (FL), Pousio de 10-12 anos (PO
II), Pousio de 4-7 anos (PO I), Gramínea capim-gordura (Melinis minutiflora) (GR) e Plantio
Convencional (PC). Destaque para o local das parcelas hidroerosivas.
Estudos vêm sendo desenvolvidos na área desde 2005. SILVA (2005) contribuiu com
análise da influencia do pousio nas propriedades físicas e químicas do solo. Já LIMA
(2006; 2007) estudou o carbono orgânico e a solução do solo; por sua vez CHAVES
(2008; 2009) analisou a precipitação interna em fragmento de mata atlântica, SANTOS
(2008) estudou os solos agrícolas sob pousio e resultantes hidroerosivas e SALGADO
(2009a; 2009b) analisou a fitossociologia, produção mensal e retenção hídrica da
serrapilheira em fragmento de Mata Atlântica, e também o aporte de nitrogênio em
áreas de pousio.
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3 – Materiais e Métodos
A determinação do total diário precipitado foi realizado a partir de pluviômetros em
cada parcela, com abertura de 100 mm de diâmetro, feitos de garrafas PET, fixados em
estacas de madeira, com elevação da borda dos coletores a 1,5 m da superfície do
solo, no sentido de evitar contribuições indesejadas do impacto das gotas de chuva
sobre o solo (FREITAS, 2003).
Estes foram instalados dentro de uma propriedade de agricultura familiar, em
sistema de pousio com 4-7 anos (POI) e área sem cobertura vegetal (SC). (Figura 3)
Possui um registro contínuo e diário através de um observador que faz a leitura dos
pluviômetros às 07:00 h.
Figura 3 – Área das parcelas hidroerosivas na área Sem Cobertura e de Pousio 4-7 anos.
O estudo foi realizado em duas parcelas de erosão com 10 x 2 m, totalizando 20 m 2,
que foram instaladas em dois sistemas de manejo: a área de pousio 4 - 7 anos e área
sem cobertura vegetal (Figura 4 e 5). Cada parcela foi delimitada, através da colocação
de placas de ferro galvanizado com espessura de 2 a 4 mm e 60 cm de altura. Em cada
parcela, as chapas galvanizadas foram enterradas no solo a quarenta centímetros,
sendo que vinte centímetros ficaram acima, para impedir a entrada e saída do
material.
5
Tema 3 – Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
Figura 4 – Parcela experimental
hidroerosiva Pousio I (POI)
Figura 5 – Parcela experimental
hidroerosiva Sem Cobertura (SC)
As parcelas apresentam ao final um pequeno orifício que é conectado através de
um tubo de plástico (cano de PVC) a uma caixa coletora (caixa d’ água – 1000 L). Essa
caixa coletora possui uma tampa, de modo a impedir a entrada direta da água da
chuva, mas proporcionando a entrada de água e sedimentos, que venham a escoar
pela parcela de erosão.
A cada evento pluviométrico, um volume de escoamento é registrado na caixa
coletora localizada no fim das parcelas. Essa solução é homogeneizada e retira-se uma
alíquota de 1L de cada parcela.
As análises de textura foram realizadas utilizando-se o método da pipetagem
(EMBRAPA, 1997).
Foram utilizadas amostras deformadas, coletadas em duas profundidades 0-5 cm e
5-10 cm , totalizando 4 amostras por sistema (POI e SC).
Para as análises de porosidade total, macroporosidade e microporosidade, foram
coletadas amostras indeformadas, com anel de kopeck, na porção intermediária da
encosta, nas profundidades de 0-5 cm (06 amostras) e 5-10 cm (06 amostras),
totalizando 24 amostras. A porosidade do solo foi obtida através do método da mesa
de tensão (EMBRAPA, 1997).
4 - Resultados e Discussão
A pluviosidade anual dos anos de 2006 até 2009 mostra uma estação seca bem
marcada no período de inverno (Junho, Julho e Agosto), em contraste com os altos
índices pluviométricos do restante do ano. (Figura 6 )
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600
P r e c ip ita ç a o
500
400
(m m )
300
200
O u t /2 0 0 9
A g o /2 0 0 9
A b r /2 0 0 9
J u n /2 0 0 9
J a n /2 0 0 9
N o v /2 0 0 8
J u l/2 0 0 8
S e t /2 0 0 8
M a i/ 2 0 0 8
J a n /2 0 0 8
M a r /2 0 0 8
N o v /2 0 0 7
J u l/2 0 0 7
S e t /2 0 0 7
M a i/ 2 0 0 7
J a n /2 0 0 7
M a r /2 0 0 7
N o v /2 0 0 6
J u l/2 0 0 6
S e t /2 0 0 6
M a i/ 2 0 0 6
J a n /2 0 0 6
0
M a r /2 0 0 6
100
Figura 6 – Valores de precipitação anual
No ano de 2009 o comportamento sazonal se repetiu (Figura 7), nos meses
de Abril, Maio, Setembro, Outubro e Novembro, notam-se uma grande
diferença nos valores de pluviosidade, com um aumento significativo dos
valores na parcela POI.
Este fato é caracterizado de acordo com o fluxo preferencial das copas
arbóreas que segundo MOURA (2009), a ocorrência de diferentes espécies e o
entrelaçamento entre seus galhos contribuem para que o fluxo de escoamento
ocorra por caminhos preferenciais, gerando pontos de gotejamento em áreas
protegidas.
7
Tema 3 – Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
1200
P r e c ip ita ç a o P a r c e la S e m C o b e r t u ra (m m )
P r e c ip ita ç a o P a r c e la P o u s io I ( m m )
1000
(m m )
800
600
400
200
N o v /2 0 0 9
O u t /2 0 0 9
S e t /2 0 0 9
A g o /2 0 0 9
J u l /2 0 0 9
J u n /2 0 0 9
M a i/ 2 0 0 9
A b r /2 0 0 9
M a r /2 0 0 9
J a n /2 0 0 9
0
Figura 7 –Valores de precipitação no ano de 2009 nas parcelas Sem Cobertura e
Pousio I
Na parcela SC, o menor valor encontrado foi de 0 mm em Julho e o maior valor, foi
497,44 mm em Janeiro. Já na parcela POI, o menor e o maior valor encontrados foram,
respectivamente 1123,46 mm em Novembro e 0 mm em julho.
A variabilidade da precipitação no Pousio pode estar relacionada às alterações
sazonais, uma vez que no outono-inverno a temperatura declina, e as folhas caem,
pois sua capacidade fotossintetizante diminui. Assim, é permitida uma precipitação
terminal sem a interceptação das copas arbóreas.
Na Figura 8 encontram-se os gráficos de perda de água e perda de solo,
relacionados à precipitação em aberto. Nestes, observa-se a relação entre a
intensidade dos eventos pluviométricos e as perdas nas parcelas. É importante
observar que a parcela POI mostra pouquíssima perda de sedimentos e água e que isto
ocorre até Dezembro de 2008. Desde então, não se tem registrado perdas nesta
parcela, o que demonstra a eficácia da vegetação no sentido de conter perdas por
erosão em eventos chuvosos. Já na parcela SC, nota-se que existem perdas
significativas relacionadas aos eventos chuvosos.
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140
60
120
50
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(m m )
40
80
30
60
20
40
10
20
0
D e c /3 0
N o v /2
S e p /5
J u l/9
M a y /1 2
M a r /1 5
J a n /1 7
N o v /2 0
S e p /2 3
0
6
50
S e d im e n t o S C ( to n / h a )
e s c o a m e n to P O I (m m )
e s c o a m e n to S C
S e d im e n t o P O I( to n /h a )
(m m )
5
40
4
(m m )
( to n / h a )
30
3
20
2
10
1
0
D e c /3 0
N o v /2
S e p /5
J u l/9
M a y /1 2
M a r /1 5
J a n /1 7
N o v /2 0
S e p /2 3
D e c /3 0
N o v /2
S e p /5
J u l/9
M a y /1 2
M a r /1 5
J a n /1 7
N o v /2 0
S e p /2 3
0
Figura 8 – Índice pluviométrico e perda de solo e água nas parcelas SC e POI.
O evento pluviométrico mais intenso ocorreu no dia 16 de Dezembro de 2008,
correspondendo a 102,30 mm. A perda de água neste evento, na parcela SC foi de
13,80 mm, enquanto na parcela POI a perda foi de 0,6 mm.
Em 2 de novembro 2009, ocorreu a maior perda de água, de 40,20 mm na
parcela SC. Isso se deve a umidade antecedente acumulada, em que o solo saturado
permitiu uma percolação gravitacional da água, livre das forças de tensão (FREITAS,
2005). Nesse evento, POI não manifestou escoamento.
Foi no período chuvoso que ocorreram as maiores perdas de solo. Em 19 de janeiro
de 2009, na parcela SC 5,8 t/ha foram carreados. Em contrapartida no POI esse valor
foi nulo.
O segundo maior evento ocorreu no dia 30 de Março de 2009, em que 4,56 t/ha de
solo foram carreados na parcela SC, enquanto POI permaneceu com zero t/ha. A
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Tema 3 – Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
parcela POI apresentou as menores perdas de solo devido à presença da cobertura
vegetal que intercepta parte da chuva e impede o impacto direto das gotas de chuva
no solo.
No dia 2 de Novembro 2009 houve a maior perda de água. Este evento
pluviométrico foi praticamente igual ao do dia 30 de março de 2009, Porém a perda de
solo se apresentou inferior a do dia 30, com 0,15 t/ha. Isso, segundo ELTZ (2001), tem
a ver com as chuvas de mesma erosividade que podem provocar perdas de solo
diferentes, dependendo da umidade antecedente à chuva e, da variação da
intensidade durante a chuva e pela ocorrência de picos de alta intensidade. Neste
caso, pode-se esperar que as chuvas naturais com pico de máxima intensidade no final
das chuvas produzam maior perda de solo e água do que chuvas com picos de maior
intensidade no início ou no meio da chuva.
As figuras 9 e 10 mostram a média e desvio-padrão da granulometria das amostras.
Observa-se que os valores não apresentaram variação significativa entre as parcelas.
Em contrapartida, observamos uma variação nos valores entre as profundidades, com
um ligeiro aumento nas frações areia e argila, e uma ligeira diminuição na fração silte
com a profundidade.
Granulometria Parcela Sem Cobertura
Granulometria Parcela Pousio I
5-10
Profundidade
Profundidade
5-10
0-5
0-5
0
10
20
Argila 0-5
Argila 5-10
30
40
Silte 0-5
Silte 5-10
50
60
70
Areia 0-5
Areia 5-10
0
10
20
Argila 0-5
Argila 5-10
30
40
Silte 0-5
Silte 5-10
50
60
70
Areia 0-5
Areia 5-10
Os percentuais da fração silte em SC e POI nas profundidades apresentadas são
inferiores a 10%, a fração silte tem grande importância para a análise dos solos pois
serve de indicador do grau de intemperização do solo. A porosidade total encontrada
nas amostras variou entre 45% e 49%,. Segundo Brady (1989), uma porosidade de 50%
com equilíbrio entre ar e água fornece condições ideais para o crescimento de plantas.
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Quanto à macroporosidade, os maiores valores encontrados foram na parcela SC,
(Figura 9) o que permite uma maior percolação livre da água e ar, já na POI foram
encontrados as maiores quantidades de microporos qual restringem o movimento da
água à capilaridade. Segundo RICHART et al. (2005), a microporosidade é responsável
pela capacidade de retenção de água e solutos no solo.
Analisando a microporosidade em relação à profundidade observa-se que a parcela
POI apresenta os maiores valores de microporosidade em sua porção superficial,
enquanto a parcela SC apresenta maior concentração de microporos em subsuperficie.
Tal fato ocorre, provavelmente, devido à lixiviação das frações finas em superfície
neste sistema.
5 - Considerações Finais
A avaliação da dinâmica hidrológica das parcelas experimentais hidroerosivas em
São Pedro da Serra – RJ mostra a eficácia do sistema de pousio no sentido de evitar
perdas, tanto de solo quanto de água. Em contrapartida, a parcela sem cobertura
apresentou elevados índices de perda de água e sedimentos.
A parcela do pousio mostrou-se com boa capacidade de infiltração diante do menor
índice de escoamento, com média de 1 mm de escoamento superficial, indicando uma
boa estruturação do solo, cobertura vegetal e sistema radicular eficientes. Esses
fatores são fundamentais e levam a uma perda de sedimentos próxima a zero. Por
outro lado, a parcela sem cobertura apresenta grandes perdas de solo e água a cada
evento chuvoso.
A classificação granulométrica do solo indicou franco argilo arenoso. Esta classe tem
como pressuposto certo equilíbrio entre as frações. Nota-se que este equilíbrio diz
respeito às características que as frações imprimem no solo, e não a seus percentuais.
A porosidade encontrada variou entre 45% e 49%, se mostrando próxima ao ideal para
o crescimento de plantas.
Os resultados encontrados permitem concluir que o sistema de pousio é eficiente
no sentido de evitar perdas de solo e água por escoamento superficial. Porém, não
houve variação significativa das propriedades físicas, já que estas necessitam de mais
tempo para serem modificadas.
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Tema 3 – Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
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