Contribuição para o estudo dos efeitos da aplicação de poliacrilamidas aniónicas na rega e nos recursos naturais solo e água

Abstract

O solo é um recurso natural não renovável à escala humana, mas essencial para a sustentabilidade da agricultura de regadio. Por este facto torna-se urgente a adopção e prática de medidas conservacionistas do solo, como a rega com caudais não erosivos, a abertura de sulcos segundo curvas de nível, e a aplicação de polímeros como as poliacrilamidas aniónicas (PAM) na água de rega, de modo a aumentar a estabilidade dos agregados, reduzindo-se assim a perda de solo induzida pela rega e aumentando a infiltrabilidade do solo. Com este trabalho pretendeu-se determinar a melhor metodologia de aplicação de poliacrilamidas aniónicas na água de rega, de modo a controlar eficazmente a erosão e a infiltração de um solo Mediterrâneo argiluviado. Para tal, testaram-se várias metodologias de aplicação de PAM na água de rega, respeitando-se sempre a concentração de aplicação recomendada pela USDA-NRCS, de 1 Kg/ ha e 10 ppm. Para melhor compreender a relação PAM/solo foram recolhidas durante o decorrer dos ensaios, e após as regas, amostras da matriz superficial do solo, o que permitiu estudar as variações texturais e químicas por ela sofridas ao longo do ciclo cultural, com e sem aplicação do condicionador do solo. Determinaram-se ainda valores de parâmetros hidráulicos do solo, como a condutividade hidráulica e porosidade, para melhor compreender as alterações da sua infiltrabilidade provocadas pelo uso do condicionador. Os resultados obtidos permitem verificar que, quando se compara com os sulcos rectilíneos declivosos, a organização dos campos agrícolas em blocos de contorno é uma boa técnica de conservação dos solos em regadio, reduzindo de forma bastante significativa a perda de solo. Recomenda-se que em solos de textura francoargilo- arenosa a aplicação de PAM seja feita durante a fase de avanço da 1a rega, na concentração de 1 kg/ha e 10 ppm. No caso de declives acentuados (> 1%) recomenda-se a aplicação de PAM durante um maior número de regas, embora sempre durante a fase de avanço e na mesma concentração. Ainda que toda a porosidade efectiva do solo seja bastante beneficiada com a aplicação de poliacrilamida aniónica, conclui-se que são os mesoporos de classe II, com raio entre 0.25 e 0.1 mm, os que maior contributo dão para o fluxo de água no solo. Quando se utiliza o condicionador, os valores da condutividade hidráulica saturada sofrem também aumentos médios de 27%. A análise das amostras da matriz superficial do solo recolhidas nos sulcos, mostra que a erosão hídrica induzida pela rega é selectiva, registando-se retenção e aumento da percentagem de limo e argila no fundo dos sulcos em que houve aplicações de PAM, enquanto que nos sulcos testemunha (sem aplicação de PAM) são estas fracções granulométricas as preferencialmente arrastadas para fora dos campos agrícolas. Verifica-se ainda que o PAM não penetra na estrutura interna dos agregados, formando uma "teia" em seu redor, o que os protege da acção erosiva do escoamento. Para que esta ligação entre a macromolécula de PAM e a superfície externa dos agregados do solo se estabeleça é, contudo, necessário a presença de catiões como o cálcio e o magnésio, existentes na água de rega. A retenção destes catiões pelo PAM e a própria presença de sódio na sua estrutura química provoca um ligeiro aumento da salinidade da água de drenagem, embora pouco significativo. *** - Abstract - The soil is a natural, non- renewable resource at the human life scale, but essential to the sustainability of the irrigated agriculture. Due to this fact it is urgent that the practice of soil's conservative techniques, such as the use of non- erosive inflows, contour- furrows and anionic polyacrylamide (PAM) in the irrigation water, be implemented in order to enhance aggregates stability, reducing soil loss and increasing soil infiltrability. The purpose of this work was to determine the best methodology to apply PAM in the irrigation water in order to prevent erosion and enhance infiltration in a Mediterranean clay soil (haplic luvissol). The applied PAM concentration was always 10 ppm,1 kg/ha as recommended by USDA- NRCS, in order to prevent environmental impacts. Soil samples were collected at the furrow bottom to study and better understand the relationship between PAM and the irrigated soil surface. Soil porosity and the saturated hydraulic conductivity were also determined. The results show that when compared to slopping furrows, contour furrows are a very good way to prevent soil loss. From the obtained results, it is recommended for slopes less than 1% the use of PAM only during the advance phase of first irrigation; for higher slopes it is recommended re-applying PAM in more irrigation events, always during the advance phase and with the NRCS recommended concentration. The highest contribution to water flux in the soil profile is given by mesopores, but the global effective porosity of the soil is enhanced by PAM- use. The seal formed on PAM treated furrows is also more permeable to the water than the one formed when PAM is not applied, showing PAM treated furrows an increase of 27% of saturated hydraulic conductivity. The results also show that the erosive process under surface irrigation is very selective. More silt and clay is retained in PAM- used furrow button, comparing to the control furrows which retain more sand and less silt and clay. It was also possible to verify that PAM do not penetrate inside the aggregates but establish a net around them due to formed bridges between the polyacrylamide, the water íons (calcium and magnesium) and soil surface aggregates.