Efeitos da mobilização do solo no destacamento de partículas de solo pelo impacto das gotas de água da chuva, escoamento superficial e erosão laminar, na cultura do trigo, num solo franco-argilo-limoso

Abstract

Um ensaio de campo foi conduzido por forma a avaliar os efeitos dos sistemas de mobilização tradicional (MT), reduzida (IVIR) e sementeira directa (SD) sobre o destacamento de partículas de solo pelo impacto das gotas de água de chuva, o volume de escoamento superficial, e a massa de sedimentos transportados em suspensão. Decorreu num ensaio de mobilizações para a cultura do trigo, com 3 anos, em blocos casualizados com 3 tratamentos e 3 repetições, com chuva natural, durante o Inverno de 1998/99, num solo franco-argilo-limoso com 5 % de declive. A medição do destacamento, foi realizado com funis preparados para o efeito, com 20 cm de diâmetro, e o escoamento superficial em talhões com 2 m2. Alguns parâmetros físicos e químicos do solo foram medidos por forma a descrever as diferenças induzidas pelos diferentes sistemas de mobilização na superfície do solo. A cobertura do solo pelos resíduos foi medida antes da 1' chuvada tanto em termos de massa como de percentagem de área coberta. Das 15 chuvadas registadas apenas 7 produziram escoamento superficial. A massa média de partículas destacadas foi sempre superior com a MT, seguido pela MR (38,8 a 87,4 % da massa média com a MT) e a SD (5,9 a 57,1 %). Os resultados sugerem que as diferenças encontradas entre as superfícies mobilizadas têm origem nas diferentes percentagens de área coberta pelos resíduos, e na estabilidade dos agregados e crosta, resultante de diferentes teores de matéria orgânica. Não foram encontradas diferenças em termos de densidade aparente ou de resistência do solo à penetração entre as superfícies mobilizadas, sendo os valores para a SD muito mais elevados. A energia cinética da chuva, necessária para destacar 1 g de solo, aumentou da la chuvada para as seguintes, devido à formação de crosta nas superfícies mobilizadas, aumentando mais tarde, à medida que a cobertura proporcionada pela canopia aumentava. A energia cinética total de uma chuvada aparentemente fornece melhores resultados na predição da massa total de material destacado que o índice de erosividade EI30. Embora o efeito dos diferentes sistemas de mobilização para o 1° evento chuva/escoamento superficial não tenha sido estatisticamente significativo, mesmo para P=0,10, foi observada uma tendência: a SD teve o maior volume de escoamento superficial, seguido da MR (64% da quantidade média de SD) e da MT (52%). Esta tendência desapareceu nos eventos subsequentes, aparentemente o desenvolvimento da crosta superficial teve um efeito tão importante quanto a camada superficial naturalmente compactada do tratamento SD no controlo da infiltração. A massa total de sedimentos transportados em suspensão na água que constituiu escoamento superficial, no cômputo das 7 chuvadas, foi maior com a MT, seguido da MR (69% da quantidade com a MT) e da SD (40%). No entanto, se analisarmos chuvada a chuvada, a massa de sedimentos transportados seguiu padrões diferentes. A concentração dos sedimentos foi sempre maior com a MT, a MR apresentou 43 a 86% da concentração média com a MT, eaSD22a53%. A medição da massa de material destacado permitiu destrinçar o destacamento do transporte e, assim, reconhecer diferenças entre os sistemas de mobilização que de outra forma passariam despercebidas. Este trabalho mostra que a redução da intensidade da mobilização pode conduzir a uma redução na massa de material destacado, para além da simples diferença no grau de cobertura proporcionado pelos resíduos, significando uma redução no transporte de sedimentos em suspensão na água do escoamento superficial, em especial nas situações em que a capacidade de transporte do escoamento superficial não é o factor restritivo no processo erosivo. ***Summary - A field trial was carried out in order to assess the effects of the traditional, reduced and no tillage systems on soil detachment by raindrop impact, overland flow volume and sediment load. It was conducted on a 3 years old wheat crop tillage trial (with a randomized design for 3 treatments with 3 replicates, i.e. 9 plots), under rain fed conditions, during the winter of 1998/99, on a clay loam with a 5% slope. Splash was measured with splash-funnels with 20 cm in diameter, and overland flow on 2 m2 plots. Selected physical and chemical parameters were measured in order to describe tillage-induced differences in the surface soil. Soil residue cover was measured prior to the first rainfall event both in terms of mass and percent cover. From the 15 rainfall events only 7 produced runoff. Average splash detachment was always higher under traditional tillage, followed by reduced tillage (38.8 to 87.4 % of the average amount under traditional tillage) and no-tillage (5.9 to 57.1 %). The results suggest that the differences found between the tilled surfaces are due to the residues and the different aggregate and crust stability, induced by different organic matter contents under each tillage system. No differences were found in terms of dry bulk density or soil penetration resistance between the tilled surfaces. The kinetic energy of the rainfall needed to splash 1 g of soil per m2 followed a growth pane, at a first stage, as a seal was formed on the tilled surfaces, and later as the canopy cover increased. The total rainfall kinetic energy apparently provides a better mean to predict total soil detachment than the EI30. Though the effect of the tillage treatments for the first rainfall/runoff event was not statistically significant, even at 0,10 level, the following trend could be observed: no-tillage had the highest runoff volume, followed by reduced tillage (64% of the average amount under no-tillage) and traditional tillage (52%). This trend disappeared in subsequent events, which suggests that soil seal development had as much of an effect as the naturally compacted surface layer of the no-tillage treatment in controlling infiltration. Total sediment load over the 7 events was highest under traditional tillage, followed by reduced tillage (69% of the average amount under traditional tillage) and no-tillage (40%). Nevertheless, differences in the sediment load on an event basis followed different patterns. Sediment concentration was awl s higher under traditional tillage; reduced tillage had 43 to 86% of the average Y concentration under traditional tillage, and no-tillage 22 to 53%. The measurement of particle detachment by raindrops allowed unravelling detachment from transport and thus recognizing differences between the tillage systems that would otherwise pass unnoticed. This work shows that the reduction in tillage intensity may leal to a reduction in the sediment load, especially in situations where the sediment transport capacity of the overland flow is not the restrictive factor for erosion.