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$: RELAÇÕES DA EROSÃO HÍDRICA DO SOLO COM DOSES E … Jorge Carneiro Amado 1985.pdf · REIAc;t)ES DE EROSiIo HIDRICA 00 SOID CXJM DOSES E FORMAS DE M1\NEJO 00 RESfiloo CULTURAL DE$
RELAÇÕES DA EROSÃO HÍDRICA DO SOLO COM DOSES E

FORMAS DE MANEJO DO RESÍDUO CULTURAL DE SOJA

Telmo Jorge Carneiro Amado

REIAc;t)ES DE EROSiIo HIDRICA 00 SOID CXJM DOSES E FORMAS DE M1\NEJO 00

RESfiloo CULTURAL DE SOJA.

TELMO JORGE CARNEIRO AMADO

Engenheiro Agronomo (UFSM)

DISSERTACAO

Submetida como parte dos requisitos

para obtencao do grau de

MESTRE EM AGRONOMIA CURSO DE POS-GRADUACAO EM AGRONOMIA

FACULDADE DE AGRONOMIA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

PORTO ALEGRE (RS), BRASIL

Aprovada em: 28.05.1985

Banca Examinadora:

r / • NEroLI~ Q;i?'

Professor Orientador

.~ .. 'C;/ '.Jo1\o~ ofesSor UFRGS '

-

e:5t~ ..... ", :':'. • J, .,'

M.Sc. Jost srAMMEL " . Professor UFRGS ' " .. " ,"'~' l ' ,

'''.1

Homologada em: 12.06.1985

Por,

,O:,~ t! /J IL. <~

M.Sc. EMA'~ IEIDUI'E , Coordenador dq Curso de Pes-~adua~o em Agroncmia-UFRGS

',";

Dr.

Diretor da Faculdade de Agronania

UFRGS

AGRADEClMENTOS

Ao Professor Neroli Pedro Cogo, pela orienta

~ao, dedica~ao e amizade dispensadas notranscorrer do curso

e na realiza~ao deste trabalho.

Aos demais professores do Departamento de S9

los da Faculdade de Agronomia da UFRGS, pelos ensinamentos

transmitidos.

A Empresa Catarinense de Pesquisa Agropecuaria

S.A. (EMPASC), pela bolsa de pesquisa concedida.

A UFRGS e FINEP pelo apoio financeiro.

A Equipe de Conserva~ao de Solos do IPRNR-SA/

RS, especialmente ao Eng9.Agr9 Renato Levien, pela colabo

ra~ao prestada.

Aos cole gas e funcionarios do Departamento de

Solos da UFRGS que, de alguma forma, contribuiram para a

elabora~ao deste trabalho.

A Esta~ao Experimental Agronomica da UFRGS,pe

la cessao de equipamentos e outras facilidades.

Aos meus familiares, pela compreensao e incen

tivo permanentes.

iii

RELAÇÕES DA EROSÃO HÍDRICA DO SOLO COM DOSES E FOR-

MAS DE MANEJO DO RESÍDUO CULTURAL DE SOJA

Autor: Teimo Jorge Carneiro Amado Orientador: Prof. Neroli Pedro Cogo

RESUMO

A eficiência relativa de doses e formas de manejo doresíduo de soja; na redução da erosão e parâmetros relacio-nados, foi investigada em condições de chuva simulada na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, Guaíba-RS, em um solo franco-arenoso (Podzólico Vermelho Amarelo distrófico abrúptico petroférrico) com declividade média de 7,5%. As doses do resíduo cultural foram de 0, 500, 1.000, 2.000, 4.000,6.000, 8.000 e 10.000 kg/ha, uniformemente distribuídos sobresuperfície recentemente trabalhada, com rugosidade minima, e semi-incorporados ao solo por uma gradagem, com rugosidadeorientada no sentido do declive. As chuvas foram aplicadas com o aparelho simulador de chuva de braços rotativos, com duração de 60 minutos e intensidade constante de 64,0 mm/h.

Independentemente da forma de manejo, o aumento na cobertura do solo pelo resíduo cultural reduziu a velocida-de do escoamento superficial, concentração e tamanho de sedimentos na enxurrada e, conseqüentemente, promoveu um eficáz controle das perdas de solo. As perdas de água foram pouco afetadas. Contudo, a semi-incorporação da resteva ocasionou uma redução na percentagem de cobertura do solo e a for mação de sulcos proeminentes e praticamente descobertos, orientados no sentido do declive, refletindo - se em aumentodas perdas de solo por erosão quando comparada com a reste-va uniformemente distribuída sobre a superfície.

-/Dissertação de Mestrado em Agronomia (Solos)-Faculdade deAgronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre (104p.) - Maio de 1985.

iv

SOIL EROSION AS AFFECTED BY VARIOUS RATES AND METHODS

OF MANAGEMENT OF SOYBEAN CROP RESIDUE/

Author: Teimo Jorge Carneiro Amado Adviser: Prof. Neroli Pedro Cogo

SUMMARY

The relative effectiveness of various rates and two methods of management of soybean crop residue on both erosion reduction and erosion-related parameters, was investigated under field conditions using simulated rainfall at the Agronomic Experimental Station of the UFRGS, in Guaíba, RS, Brazil. Residue rates ranged from 0 to 10000 kg/ha, which yielded 0 to 100% of soil coverage by mulch. Methods of residue manegement consisted of i) residue evenly spread over the surface immediately after tilling the soil with conventional tillage and leveling the land by hand (smooth surface with no pre-formed rills) and ii) residue partially incorporated into the soil by one-pass disking operation (rough surface with pre--formed, tillage induced rills up-and-down the slope). Simulated rainfall was applied with a rotating-boom rainfall simulator, at a constant rate of 64,0 mm/h for 1-hr duration. A sandy loam soil (Plinthic Paleudult) with 7,5% slope was used in the study.

Regardless of the method of residue manegement, increasing mulch rates resulted in an increased percentage of soil cover by mulch which, in turn, decreased runoff velocity, sediment concentration in the runoff, size of eroded sediments and, consequently,amounts and rates of soil loss. Runoff amountswere not appreciably affected. However, surface-applied mulch was relatively more effective in reducing erosion than mulch partially incorporated into the soil.

SUM1i.RIO

Pagina

1. Introdu<;;ao 1

2. Revisao Bibliografica •.•.•.••.•.....•....••.•.. 4 2.1. Revisao dos mecanismos de erosao hidrica do

so 10 •••••..•.....•••..•••.....•.••••..•.•• 4 2.1.1. Erosao entressulcos e erosao em sul-

co 5 •••••••••••••••••••••••••••••••• 5 2.1.2. Desagrega<;;ao e transporte de solo na

erosao entressulcos ..•......•...... 6 2.1.3. Desagrega<;;ao e transporte de solo na

erosao em sulcos ................... 7 2.2. Formas de manejo dos residuos culturais ••. 8 2.3. Influencia dos residuos culturais nos meca-

nismos de erosao hidrica do solo .••••..... 9 2.3.1. Influencia sobre as condi<;;oes fisi-

cas da superficie do solo .••....••• 9 2.3.2. Influencia sobre a erosao entressul-

cos ou laminar •.•..........•..••••. 12 2.3.3. Influencia sobre a erosao em sulcos. 13

2.4. Eficacia dos residuos culturais na redu<;;ao da erosao hidrica do solo ...••••..•••....• 15 2.4.1. Efeito sobre a perda de agua ....••• 15 2.4.2. Efei to sobre a velocidade do escoa-

mento superficial.................. 17 2.4.3. Efeito sobre a perda de solo .•••••• 19 2.4.4. Efeito sobre a distribui<;;ao de tama

nho dos sedimentos transportados na enxurrada •.•••..•..•.........•••••• 23

2.4.5. Efeito da intera<;;ao rugosidade-cober tura sobre a perda de solo ..•••••• ~ 25

2.5. Variabilidade nos resultados da eficiencia relativa dos residuos culturais na redu<;;ao da erosao •••..•...•••.....•...•...••••.••• 25

3. Material e Metodos •...•....•............•.....• 27 3.1. Localiza<;;ao e caracteristicas gerais da a-

rea exper imental ••••••.......•....•...•.•• 27 3.2. Solo utilizado ••••••.•••...••••••....••.•• 28 3.3. Unidade experimental. ... ...............••. 29 3.4. Natureza da pesquisa •..•.•.•...•....•.•..• 29

3.4.1. Aparelho simulador de chuva .•...... 29 3.4.2. Coletores da enxurrada •.•..••••.•.. 30

vi

Pagina

3.5. Historico da area experimental............ 30 3.6. Tratamentos .......... ..................... 32 3.7. Series de chuva simulada e esquema operacio

nal ..•................................... :- 33 3.8. Determina(;oes ............................. 33

3.8.1. A campo, antes da aplica(;ao da chuva 33 3.8.1.1. Umidade atual ............. 33 3.8.1.2. Cobertura do Solo ......... 34

3.8.2. A campo, durante a aplica(;ao da chu va. . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . 34 3.8.2.1. Tempo de inicio e termino

da enxurrada .............. 34 3.8.2.2. Taxa instantanea da enxurra

da e amostragens para deter mina(;ao da concentra(;ao de sedimentos ................ 35

3.8.2.3. Velocidade do escoamento su perficial ................ :- 35

3.8.2.4. Verificagao da varia(;ao nas intensidades das chuvas a-plicadas .................. 36

3.8.2.5. Distribuigao de tamanho dos sedimentos na enxurrada nas classes de 2,00 a 0,250mm. 36

3.8.3. Em laboratorio, apos os testes de campo .............................. 37 3.8.3.1. Volume total da chuva apli-

cada ...................... 37 3.8.3.2. Volume total da enxurrada. 37 3.8.3.3. Taxa constante e volume to

tal de infiltra(;ao ....... :- 37 3.8.3.4. Concentra(;ao instantanea de

sedimentos na enxurrada .•. 38 3.8.3.5. Taxa instantanea e quantida

de total de perda de solo :- 39 3.8.3.6. Distribui(;ao do tamanho de

sedimentos erodidos nas clas ses de 0,250 a 0,037 mm .. :- 39

3.8.3.7. Deriva(;ao do fator cobertu-ra vegetal ................ 40

3.8.3.8. Determinagao do indice D50. 3.9. Ajuste de resultados ............•......... 41 3.10. Analise estatistica dos dados ............ 42

4. Resultados e Discussao ......................... 43 4.1. Rela(;ao entre quantidades e formas de mane-

jo do residuo cultural de soja com a percen tagem de cobertura do solo ............... :- 44

4.2. Tempo de inicio, pico e fim da enxurrada.. 51

vii

Pagina

4.3. Volume total e taxa constante de infil tra-Cao de agua no solo ....................... 54

4.4. Volume total e taxa constante da enxurrada. 57 4.5. Velocidade da enxurrada ................... 59 4.6. Concentracao de sedimentos na enxurrada ... 62 4.7. Perda total de solo .....................•. 65 4.8. Fator cobertura vegetal................... 71 4.9. Caracterizacao fisica dos sedimentos erodi-

do s ..........•....•....................... 77 4.9.1. Distribuicao de tamanho dos sedimen

tos transportados na enxurrada .... ~ 77 4.9.2. fndice D50 ......................... 81

5. Conclusoes ..................................... 85

6. Bibliografia Citada ............................ 88

7. Apendices ...................................... 93

viii

RELACAO DAS TABELAS

1. Reducao da percentagem de cobertura do solo pela semi-incorporacao do residuo cultural de soja por

Pagina

gradagem, nas diversas doses investigadas ..... 50

2. Efeito da cio, pico manejo e

cobertura do solo sobre 0 tempo de ini e fim da enxurrada nas duas formas de doses do residuo cultural estudado

3. Efeito da cobertura do solo sobre a infiltracao de agua no solo, nas duas formas de manejo e do-

52

ses do residuo cultural estudado ..........•..• 55

4. Efeito da cobertura do solo sobre a enxurrada nas duas forrnas de manejo e doses do residuo cultu-ral estudado ..•.........................•.•.... 58

5. Relacao do fator cobertura vegetal determinado corn base na perda de solo ocorrida durante 0 periodo de chuva corn enxurrada constante e uma da da massa de residuo cultural de soja nas formas de manejo investigadas (A = uniformemente distribuido sobre a superficie corn rugosidade minima; B = uniformemente distribuido sobre a superficie corn rugosidade orientada; C = semi-incorporado ao solol ..........•.......................•.....•. 76

ix

RELACAO DAS FIGURAS

Pagina

1a. Diferencia9ao qualitativa entre formas de manejo e doses do residuo cultural de soja (0 a 2.000 kg/hal com a percentagem de cobertura do solo.. 45

1b. Diferencia9ao qualitativa entre formas de manejo e doses do residuo cultural de soja (4.000 a 10.000 kg/hal com a percentagem de cobertura do solo ........................................... 46

2. Relac;;ao da percentagem de cobertura do solo com doses e formas de manejo do residuo cultural de soja (A = uniformemente distribuido sobre superfi cie com rugosidade minima; B = uniformemente dis trubuido sobre superficie com rugosidade orienta da; C = semi- incorpor ado ao so 10) .••.•.•.••••• -:- 48

3. Rela9ao da velocidade da enxurrada medida aos 50 minutos de decorrencia de chuva com a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uni formemente distribuido sobre superficie com ruga sidade minima; B = uniformemente distribuido so= bre superficie com rugosidade orientada; C=semi--incorporado ao solo) ......................•... 60

4. Re la9ao da concentra9ao media de sedimentos na enxurrada baseada em 60 minutos de dura9ao da chu va com a percentagem de cobertura do solo por r~ siduo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A =uniformemente distribuido sobre a superficie com rugosidade minima; C = semi - incor porado ao solo) ............................... -:- 63

5. Rela9ao da concentra9ao media de sedimentos na enxurrada baseada no periodo de chuva com enxurrada constante com a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade minima; C= semi-incorporado ao solo) ...................... 64

x

6. Relacao da perda de solo ocorrida em 60 minutos de duracao de chuva com a percentagem de cobertu ra do solo por residuo cultural de soja, nas for mas de manejo investigadas (A = uniformemente dis tribuido sobre superficie com rugosidade minima; B = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade orientada; C = semi-incorporado ao so

pagina

10) ••.•••.••••••.•.•...•.•.••••..•••••••.....•• 67

7. Relacao da perda de solo baseada no periodo de chuva com enxurrada constante com a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = unifor memente distribuido sobre superficie com rugosI dade minima; B = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade orientada; C = semi - in corporado ao solo) ............................ : 69

8. Relacao do fator cobertura vegetal baseado nos dados de perda de solo obtidos em 60 minutos de chuva com a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade minima; B = uniformemen te distribuido sobre superficie com rugosidade 0 rientada; C = semi-incorporado ao solo) ........ : 72

9. Relacao do fator cobertura vegetal baseado nos dados de perda de solo verificados no periodo de chuva com enxurrada constante com a percentagem de cobertura do solo por residua cultural de soj a, nas formas de manejo investigadas (A = unifor memente distribuido sobre superficie com rugosI dade minima; B = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade orientada; C = semi-in corporado ao solo) ............................. 74

10. Relacao entre a distribuicao do tamanho dos sed~ mentos erodidos na enxurrada aos 50 minutos de de correncia da chuva simulada com a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja uniformemente distribuido sobre superficie com ru gosidade minima ............................... : 79

xi

11.

12.

Rela9ao entre a distribui9ao de tamanho dos sedi mentos erodidos na enxurrada aos 50 minutos de decorrencia da chuva simulada corn a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja semi-incorporado ao solo •...................

Rela9ao do indice D50 determinado aos 50 minutos de decorrencia de CDuva simulada corn a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uni formemente distribuido sobre superficie corn rug£ sidade minima; C = semi-incorporado ao solo)

xii

Pagina

80

83

1. INTRODUCAo

No Rio Grande do SuI, a area explorada com culturas

de verao e de "aproximadamente 6.487.044 hectares, enquanto

no inverno sao cultivados apenas 902.152 hectares, perman~

cendo,assim, 5.548.892 hectares em pousio (FERREIRA, 1984).

Dessa forma, constata-se que, durante 0 inverno, uma grande

area permanece com escassa cobertura de solo e, portanto, ex

posta diretamente a acao erosiva das chuvas. Alem disso, os

problemas de erosao sao agravados quando do preparo do solo para

as culturas, que normalmente e feito atraves do sistema con

vencional. Este sistema ocasiona a incorporacao dos residuos

das culturas anteriores, desagregacao superficial do solo

pela excessiva intensidade de preparo, pequena rugosidade

superficial e possibilidade de formacao de camadas compact~

das na subsuperficie pela intensa operacao de maquinas e impl~

mentos sobre a superficie em epocas em que a umidade do so

lo e excessiva. A coincidencia de chuvas de alta erosivida

de com a epoca de preparo do solo e estabelecimento das cuI

turas de verao, aliada a degradacao fisica dos solos agric£

las, refletem-se em elevadas taxas de erosao. No Estado, e~

tima-se que a sucessao trigo-soja em preparo convencional,

sofra perdas medias de solo entre 20 a 50 t/ha/ano, 0 que

esta bern acima dos limites toleraveis. Esta situacao verifi

ca-se tambem nos demais Estados brasileiros. CORR~A (1984)

2

estima que no Brasil as perdas anuais de solo nas areas de

cultivo situam-se na faixa de 1,25 a 1,50 bilhoes de tone

ladas.

Recentemente, levantamentos tern sido efetuados com 0

objetivo de quantificar os reflexos economicos da erosao do

solo. GIANLUPPI et alii (1979), baseados em urn periodo con

secutivo de 15 dias de chuvas intensas ocorridas em novembro

de 1978, em uma area de 2.578.100 hectares nas lavouras de

soja do planalto rio-grandense, as quais estavam preparadas

ou recentemente semeadas, estimaram urn prejuizo economico

pela erosao de Cr$ 166 bilhoes de cruzeiros (US$ 33.425.000).

Este total foi atualizado para os valores cambiais de maio

de 1985. Nessa estimativa, foram incluidos somente os cus

tos de perdas de nutrientes, corretivos, sementes e gastos

com 0 replantio. Porem, devem ainda ser considerados os pr~

juizos ocasionados pelo replantio fora da epoca recomendada,

falhas na lavoura, diminuicao da eficiencia de fertilizan

tes e corretivos, dificuldade de transito e operacao de ma

quinas agricolas, aumento dos custos de producao, estagna

cao da produtividade e depreciacao da propriedade agricola.

Alem destes aspectos agronomicos, atualmente chama-se aten

cao para 0 potencial de poluiCao dos sedimentos agricolas.

Infelizmente, ainda nao se dispoe de dados nacionais a esse

respeito, mas nos E.U.A. estima-se que a concentracao de s~

dimentos nos rios americanos esteja entre 200 a 50.000 ppm,

de tal modo que os sedimentos, em termos de volume,sao con

sider ados os maiores poluentes da agua naquele pais

3

(WISCHMEIER, 1976). A deposi~ao dos sedimentos po de ocorrer

em canais, escoadouros, a~udes, barragens, estuarios e por

tos, ocasionando a redu~ao da capacidade dessas estruturas

e elevados custos para sua remo~ao. Deve-se tambem conside

rar a possibilidade dos sedimentos transportarem residuos de

pesticidas adsorvidos, representando com isso um serio pro

blema de polui~ao.

Os reflexos sociais da erosao talvez sejam os mais

alarmantes. Culturas basicas da lavoura gaucha como soja,m~

lho e trigo, vem apresentando rendimentos medios proporcio

nais a area de cultivo decrescente. A estagna~ao da produt~

vidade agricola pode incrementar 0 exodo rural e os proble

mas de deficiencia alimentar. Nas duas ultimas decadas, a

produ~ao de alimentos tem side percentualmente inferior ao

crescimento populacional. Atualmente, estima-se que cerca de

dois ter~os da popula~ao brasileira nao ingerem a quantida

de minima de calorias necessarias a sUbsistencia.

A obten~ao de uma agricultura conservacionista esta

vel, com reduzidas perdas por erosao, deve ser meta priori

taria em nosso pais. Neste particular, 0 manejo dos residuos

culturais destaca-se como uma pratica simples, economic a e

eficiente de se controlar as perdas de solo. Com 0 objetivo

especifico de fornecer subsidios para orientar 0 manejo do

residuo cultural de soja na redu~ao da erosao, foi conduzi

da a presente pesquisa.

2. REVISAo BIBLIOGRAFICA

2.1. Revisao dos mecanismos de erosao hldrica do so

10

Os processos de erosao hldrica do solo tern sido abor

dados com detalhcs por varios autorcs. No entanto, com a f~

nalidade de enfatizar os mecanismos fundamentais envolvidos

no processo erosivo, e assim facilitar a compreensao do as

sunto pelo leitor, optou-se por fazer urn breve relato sobre

o mesmo.

As tres fases basicas do processo de erosao hldrica

do solo sao a desagregac;ao, transporte e deposi<;;ao. A desa

gregacao consiste no desalojamento ou separacao inicial das

partlculas de solo (primarias ou agregados) da massa do so

lo. 0 transporte diz respeito ao movimento ou remocao dessas

partlculas de seu local original. A deposicao, ultima fase

do processo erosivo, e 0 fim do transporte ou parada do ma

terial desagregado e transportado; ocorre quando a carga de

sed.imentos na enxurrada excede sua capacidade de transporte

(MEYER et alii, 1975a; FOSTER e MEYER, 1972; MEYER et alii,

1975b). Para que estas tres fases ocorram, e necessaria a

presenca de energia proveniente dos agentes erosivos, quais

sejam, 0 impacto das gotas da chuva e 0 escoamento superfi

cial da agua ou enxurrada. Praticas conservacionistas que

atenuam 0 impacto das gotas da chuva e a enxurrada,

nuem acentuadamente a erosao hidrica do solo.

5

dimi-

2.1.1. Erosao entressulcos e erosao em sulcos

Com 0 objetivo de facilitar a compreensao do proce~

so erosivo, divide-se 0 mesmo em erosao entressulcos e ero

sao em sulcos, de acordo com as caracteristicas hidrologi

cas do processo (MEYER et alii, 1975a). Sobre a superficie

de urn terreno preparado para 0 cultivo, normalmente existem

areas relativamente lisas (com minima rugosidade) e areas

com sulcos definidos originados das marcas do preparo do so

10, microtopografia natural do terreno ou erosao anterior.

Sobre as areas lisas, 0 escoamento da agua ocorre de manei

ra uniforme, em forma de urn fluxo laminar delgado, percor

rendo curtas distancias sobre 0 terreno, caracterizando 0

fluxo entressulcos ou laminar. Sobre as areas dos sulcos, 0

escoamento ocorre em forma concentrada nestes pequenos e d~

finidos canais, que normalmente sao em grande numero e dis

tribuidos irregularmente sobre a superficie do terreno, ca-

racterizando 0 fluxo em sulcos ou concentrado. A erosao en

tressulcos independe da erosao em sulcos, porem esta ultima

depende dos sedimentos fornecidos pela erosao entressulcos

(FOSTER, 1971; MEYER et alii, 1975b).

r ,

6

2.1.2. Desagregacao e transporte de solo na erosao

entressulcos

A desagregacao do solo na erosao entressulcos e es

sencialmente ocasionada pelo impacto das gotas da chuva. 0

caracter explosivo do impacto das gotas da chuva sobre urn

solo descoberto desagrega as particulas da massa de solo, Ian

cando-as em todas as direcoes, originando a erosao de salpl

camento ou de impacto das gotas da chuva (STALLINGS, 1957).

As gotas da chuva podem chegar a muitos milhoes por metro

quadrado, e alem de desagregar as particulas da massa de so

10, podem ainda fracionar os agregados por impactos subse-

quentes, facilitando 0 transporte dos mesmos. Em adicao, 0

impacto das gotas cria turbulencia no fluxo entressulcos,a~

mentando grandemente sua capacidade de transporte (MEYER et

alii, 1975b; ALBERTS et alii, 1980).

As particulas de solo desagregadas pelo impacto das

gotas da chuva sao transportadas lateralmente ate os sulcos

atraves do fluxo entressulcos e diretamente pelo impacto das

gotas da chuva. MEYER et alii (1975b), investigando estes me

canismos, sugerem que somente uma pequena percentagem do mo

vimento total de solo ate os sulcos e realizada diretamente

pelo impacto das gotas da chuva. Conseqfientemente, 0 trans-

porte de sedimentos na erosao entressulcos ocorre principa!

mente atraves da acao combinada do impacto das gotas da chu

va e do fluxo entressulcos. Assim, 0 impacto das gotas da

chuva cria turbulencia no fluxo laminar, aumentando

7

grandemente sua capacidade de transporte. Na ausencia das

gotas da chuva, 0 fluxo laminar delgado tern uma capacidade

de transporte de sedimentos muito pequena.

2.1.3. Desagregacao e transporte de solo na erosao

em sulcos

A desagregacao e 0 transporte de solo na erosao em

sulcos sao ptimariamente uma funcao das caracteristicas hi

draulicas da enxurrada, da suscetibilidade do solo a desa

gregacao ocasionada pelo fluxo de agua e da transportabili

dade dos sedimentos desagregados. As caracteristicas do flu

xo de agua, como velocidade e volume total, sao influencia

das pelo comprimento e grau do declive e suscetibilidade do

solo a formacao de sulcos (FOSTER, 1982).

A desagregacao de solo na erosao em sulcos e ocasio

nada pelo efeito abrasivo do escoamento de agua sobre a su

perficie do sulco. ELLISON (1948) relata que, quando 0 flu

xo em sulcos possue uma determinada carga de sedimentos em

suspensao, a capacidade de desagregacao do fluxo e grande

mente aumentada. 0 impacto das gotas da chuva nao desagrega

diretamente 0 solo abaixo do fluxo em sulcos. No entanto,

ele ocasiona turbulencia no fluxo aumentando sua capacidade

de desagregacao e transporte (MEYER et alii, 1975b).

o fluxo em sulcos transporta a grande maioria das

particulas de solo desagregadas no processo erosivo. De uma

maneira geral, sua capacidade de transporte e uma funcao

8

das caracteristicas hidraulicas do fluxo e da transportabi

lidade dos sedimentos. Se a quantidade de sedimentos desa

greg ados na enxurrada excede a capacidade de transporte do

fluxo em sulcos, ocorre a deposicao, caso contrario, ocorre

transporte. Duas formas de transporte podem ser destacadas,

a de arraste de sedimentos sobre 0 leito do sulco e a de

suspensao de sedimentos no fluxo. a transporte por arraste

no leito do sulco ocorre com as particulas de maior tamanho

e densidade, e quando a capacidade de transporte diminui, a

deposicao ocorre rapidamente. as sedimentos transportados

por suspensao tern distribuicao uniforme no fluxo, e sua de

posiCao ocorre muito mais lentamente, especialmente a das

particulas menores. ConseqUentemente, 0 transporte por sus

pensao no fluxo superficial geralmente move as particulas a

distancias maiores do que 0 transporte por arraste no leito

do sulco (FOSTER, 1982).

2.2. Formas de manejo dos residuos culturais

a manejo dos residuos culturais tern importante in

fluencia nas perdas de solo. VAN DOREN e ALLMARAS (1978) clas

sificam 0 manejo dos residuos, segundo a distribuicao hori

zontal e vertical dos residuos no solo, em:

a) residuos mantidos acima da superficie (exemplo seria 0

sistema de plantio direto) ;

b) residuos semi-incorporados ao solo a uma profundidade de

5 - 10 cm, com uma consideravel percentagem de residuos

9

visiveis (exemplo poderia ser uma opera~ao com grade de

disco ou com urn escarificador) ;

c) residuos incorporados dentro de uma camada de preparo do

solo que exceda a 10 cm (exemplo seria a opera~ao de urn

arado de disco ou de aiveca); e

d) residuos completamente removidos (exemplos seriam a fena

~ao, silagem, aproveitamento para energia, ou mesmo, ~

do os residuos sao queimados).

A incorpora~ao dos residuos ocasiona uma redu~ao na

percentagem de cobertura do solo, expondo uma maior area de

solo a a~ao erosiva das chuvas. Portanto, dentre os manejos

de residuos citados, a manuten~ao dos residuos na superfi

cie e 0 de maior eficacia no controle da erosao hidrica. No

entanto, a incorpora~ao dos residuos e mais eficientedo que

a remo~ao, pois os residuos quando incorporados aumentam a

infiltra~ao de agua e representam uma importante adi~ao de

material organico ao solo, favorecendo a agrega~ao domesmo.

2.3. Influencia dos residuos culturais nos mecanis

mos de erosao hidrica do solo

2.3.1. Influencia sobre as condi~oes fisicas da su

perficie do solo

As condi~oes fisicas da superficie do solo devempeE

mitir uma rapida infiltra~ao de agua, de maneira que a pre

cipita~ao pluviometrica seja armazenada e a erosao hidrica

10

reduzida. 0 preparo do solo altera as condicoes fisicas da

superficie. No entanto, estas alteracoes dependem de uma se

rie de fatores, entre eles 0 tipo e 0 numero de operacoesde

preparo, orientacao do preparo, caracteristicas do solo, u

midade do solo, quantidade e distribuicao dos residuos

(BURWELL et alii, 1966). Entre as condicoes fisicas de su

perficie, 0 espaco poroso total da camada arada e a rugos~

dade superficial sao grandemente influenciados pelo preparo

do solo. Assim, as operacoes de preparo primario como a ar~

cao pod ern aumentar grandemente a rugosidade superficial e

o espaco poroso, enquanto que as operacoes de preparo secun

dario como a gradagem podem reduzi-las. Do ponto de vista

de conservacao do solo, e interessante que a superficie do

solo possua uma alta porosidade associada a uma elevada ru

gosidade, porque isto representara uma grande capacidade de

infiltracao e armazenamento de agua no solo, corn diminuicao

da enxurrada (BURWELL et alii, 1968; COGO, 1981).

As pesquisas corn simulador de chuva revelam que 0

impacto das gotas modifica as condicoes da superficie do so

10, reduzindo a rugosidade superficial e a porosidade total

da camada arada. Acredita-se que estas reducoes ocorrarn pri~

cipalmente no periodo que antecede ao escoamento superfici-

al. 0 mecanismo e a magnitude destas mudancas estruturais

sao complexas, e ainda nao bern compreendidas. Assim, ern s£

los descobertos, as condicoes fisicas de superficie induzi

das pelo preparo do solo tern efeito apenas temporario

(BURWELL et alii, 1968; COGO, 1981). Os solos diretamente

1 1

expostos ao irnpacto das gotas da chuva, especialrnente aque

las de alta erosividade, sofrern urn colapso estrutural dos a

gregados superficiais, originando a formacao de crostas

(ELLISON & SLATER, 1945). Pesquisas mais especIficas a res

peito da formacao de crostas indicam que trata~se de urn pr£

cesso continuo, no qual inicialmente ocorre urn rapido umed~

cimento da superfIcie, ocasionando uma baixa coesao, corn 0

material fino acumulando-se nos poros da superfIcie, redu

zindo assim a porosidade. Apos 0 colapso dos agregados, 0

impacto das gotas da chuva causa compactacao da superfIcie,

produzindo urn "selo" superficial de expessura media de 1,0

rnrn (MCINTYRE, 1958). A formacao de crostas tern como conse

qnencia uma grande reducao na capacidade de infiltracao de

agua no solo, favorecendo 0 escoamento superficial. Ainda,

algumas crostas quando secas adquirem apreciavel coesao, p£

dendo reduzir de forma efetiva a emergencia de plantulas

(HILLEL, 1964; CABEDA, 1984).

Entre os fatores que influem na alteracao das condi

coes fIsicas da superfIcie pelo impacto das gotas da chuva,

destaca-se 0 tipo de solo, percentagem de cobertura por re

sIduos culturais, orientacao do preparo do solo, grau e corn

primento do declive. A cobertura do solo e muito eficiente

ern manter as condicoes fIsicas da superfIcie pouco altera

das, e ern previnir a formacao de crostas, pois ela dissipa

a energia de impacto das gotas da chuva. COGO (1981) relata

que corn 0 aumento da percentagem de cobertura do solo foram

verificadas somente pequenas alteracoes na porosidade total

12

e rugosidade superficial do solo.

Pelo exposto, verifica-se que 0 preparo do solo po

de induzir condi90es fisicas de superficie favoraveis a in-

filtra9ao e ao armazenamento de agua no solo. No entanto,

quando 0 solo encontra-se descoberto, este efei to e apenas

temporario. A utiliza9ao de residuos culturais cobrindo a

superficie do solo pode prolongar 0 efeito destas condi90es

fisicas de superficie favoraveis a conserva9ao do solo e

da agua.

2.3.2. Influencia sobre a erosao entressulcos ou la

minar

A cobertura do solo por residuos culturais dissipa

a energia de impacto das gotas da chuva, ocasionando com is

to uma grande redu9ao na desagrega9ao das particulas de so

lo. Tambem, diminui acentuadamente a velocidade do fluxo la

minar, pois os residuos culturais representam urn obstaculo

fisico ao livre escoamento superficial, aumentando a tortuo

sidade do fluxo. Na ausencia do impacto das gotas da chuva,

o fluxo laminar tern muito pequena capacidade de desagrega9ao

e transporte de sedimentos.

As quantidades de residuos culturais mantidos na su

perficie do solo influenciam acentuadamente a erosao entres

sulcos. LATTANZI et alii (1974) observaram que pequenas do

ses de residuos (0,5 t/ha) foram muito eficientes em redu

zir 0 movimento de solo por salpicamento (reduzindo

13

aproximadamente 90%), enquanto que doses mais elevadas (8,0

t/ha) praticamente eliminaram a presenca de solo no salpic~

mento, e ainda ocasionaram acentuada reducao no volume

da enxurrada. Esta pesquisa evidencia que, para obter-se urn

eficiente controle da erosao entressulcos, a resteva deve

ser mantida cobrindo a superficie do solo. A incorporacao

dos residuos tambem influe na erosao entressulcos. Assim, a

incorporacao dos residuos durante varios anos favorece a es

truturacao do solo, contribuindo para reducao da erosao. No

entanto, deve-se considerar que a incorporacao da resteva ex

poe uma maior area de solo ao impacto das gotas da chuva,

sendo portanto menos eficiente do que a manutencao dos resi

duos na superficie (FOSTER, 1982).

2.3.3. Influencia sobre a erosao em sulcos

a escoamento de agua concentrado em sulcos tern cap~

cidade de desagregar as particulas de solo, bern como de

transportar os sedimentos. A cobertura uniforme do solo pr~

vine a concentracao do escoamento, reduzindo tanto a forca

de desagregacao exercida pelo fluxo de agua no sulco quanta

a capacidade de transporte (FOSTER e MEYER, 1972; GRAFF,

1971) .

Em urn experimento com chuva simulada de intensidade

de 128 mm/h, MEYER et alii (1975a) investigaram a efeito da

cobertura do solo no processo de erosao em sulcos, relatan

do que a cobertura do sulco com uma tela reduziu em mais de

14

50% a erosao, quando comparada ao sulco descoberto. Os aut~

res explicam os resultados baseados no efeito da cobertura

do solo em reduzir a turbulencia, 0 volume e a capacidade

de desagregaGao da enxurrada. A reduGao da turbulencia e vo

lume da enxurrada pode ser atribuida ao efeito da cobertura

em dissipar a energia cinetica das gotas da chuva e, conse

qftentemente, em prevenir 0 selamento superficial, mantendo

assim uma alta taxa de infiltraGao. A elevada intensidade

da chuva simulada aplicada,provavelmente ressaltou este efei

to da cobertura. A capacidade de desagregaGao foi reduzida

basicamente pela diminuiGao do volume total da enxurrada e

ausencia de turbulencia no fluxo.

Os residuos mantidos na superficie sao eficientes

em reduzir a velocidade do fluxo em sulcos. FOSTER (1982),

pesquisando 0 efeito de doses de residuos, salienta que,

com 0 aumento das quantidades de residuos, houve uma acen

tuada diminuiGao na velocidade do fluxo em sulcos. Camisto,

a forGa de desagregaGao do fluxo na superficie do solo foi

reduzida, assim como sua capacidade de transporte. ~ inte

ressante observar que, neste experimento, a infiltraGao de

agua nao foi Significativamente aumentada com a variaGiio dos

niveis de cobertura do solo.

Os residuos quando completamente incorporados ao s£

10 tern pequeno efeito na velocidade do fluxo em sulcos, mas

com a evoluGao do processo de erosao os residuos podem nov~

mente ficarem expostos na superficie. Neste caso, reduzem e

fet'ivamente a velocidade do fluxo e sua capacidade de

15

desagregacao (FOSTER, 1982).

Verifica-se, pois, que a cobertura do solo e muito

eficiente em reduzir a erosao em sulcos e a erosao entres

sulcos. COGO (1981) encontrou uma relacao linear entre a

percentagem de cobertura do solo e a erosao entressulcos.

Com isto, observa-se que 0 aumento da percentagem de cober

tura representa uma diminuicao da area de solo diretamente

exposta ao impacto das gotas da chuva, refletindo-se em uma

diminuicao proporcional da erosao entressulcos. Para perce~

tagem de cobertura do solo e erosao em sulcos, COGO (1981)

observou uma relacao exponencial, sugerindo que, para as mes

mas condicoes, a cobertura do solo e mais eficiente em redu

zir a erosao em sulcos do que a erosao entressulcos.

2.4. Eficacia dos residuos culturais na reducao da

erosao hidrica do solo

2.4.1. Efeito sobre a perda de agua

A eficacia dos residuos culturais em manter altas

taxas de infiltracao, reduzindo as perdas de agua, esta al

tamente relacionada com a percentagem de cobertura do solo.

Assim, os residuos na superficie do solo interceptam as g£

tas da chuva, prevenindo a formacao de crostas superficiais.

Os experimentos com chuva natural tern evidenciado a

eficiencia dos residuos culturais em manter as taxas de in

filtraciio. ELTZ et alii (1984), com base em cinco anos de

16

experimentacao, revelam que 0 solo descoberto e em preparo

convencional perdeu 20% da chuva total precipitada, enquan

to que nos sistemas de preparo que mantiveram os residuos

cobrindo 0 solo (preparo minimo e plantio direto) as perdas

de agua foram de apenas 4%.

o efeito dos residuos culturais em reduzir a enxur

rada e influenciado pelo grau de declive LATTANZI et alii

(1974), em experimento com chuva simulada de 64mm/h, relatam

que em declives acentuados somente as doses elevadas de re

siduos

da.

> 8,0 t/ha) reduziram significativamente a enxurra

o manejo dos residuos tambem influe acentuadamente

nas perdas de agua. MANNERING e MEYER (1961), conduzindo urn

experimento com chuva simulada de 63,5 mm/h, em urn solo com

5% de declividade, relatam que a uniforme distribuicao dos

residuos foi mais eficiente em reduzir a enxurrada do que 0

tratamento no qual os mesmos foram mantidos como sao deixa

dos apos a colheita pela automotriz, argumentando que a un~

forme distribuicao dos residuos ocasiona uma maior superfi

cie de detencao da enxurrada. Observaram ainda que a semi

-incorporacao dos residuos aumentou significativamente a i~

filtracao, sendo a mudanca das condicoes fisicas da superfi

cie (como a eliminacao de crosta) pela operaCao de gradagem

apontada como a principal causa. Este efeito depende das con

dicoes fisicas do perfil do solo. Assim, se 0 solo e perme~

vel atraves de todo 0 perfil, 0 rompimento de crostas super

ficiais favorece grandemente a infiltracao. No entanto,

17

quando existe a presenca de urn horizonte B ou qualquer cam~

da menos permeavel, estes iraQ restringir 0 movimento de

agua, e a operacao de gradagem apresentara pequeno efeito

na infiltracao.

Experimentos com chuva simulada nao tern evidenciado

a eficiencia que se esperaria de doses de residuos na redu

cao da enxurrada. W1SCHME1ER (1973) em condicoes de chuva

simulada de 64 mm/h encontrou que as pequenas quantidades

de residuos culturais ( < 4,95 t/ha) nao reduziram signifi

cativamente a enxurrada, e que quantidades maiores somente

ligeiramente. Outros pesquisadores como COGO (1981) eLOPES

(1984) encontraram resultados semelhantes, salientando que

a enxurrada total parece ser mais influenciada pelo preparo

do solo do que pela cobertura com residuo cultural. 1sso

possivelmente devido a natureza da pesquisa com chuva simu

lada, onde no inicio dos experimentos as condicoes fisicas

modificadas com 0 preparo superam as modificadas pela co

bertura. Com 0 passar do tempo, no entanto, a cobertura au

menta sua importancia relativa de atuacao no processo erosi

vo.

2.4.2. Efeito sobre a velocidade do escoamento su

perficial

A velocidade do escoamento superficial influe acen

tuadamente no processo erosivo. A quantidade e 0 tamanho de

sedimentos transportados sao, de ummodo geral, proporcionais

18

a velocidade do escoarnento. Assirn, reduzir a velocidade do

escoarnento significa reduzir a capacidade de desagrega~ao e

de transporte da enxurrada.

o aurnento na percentagern de cobertura do solo por

residuo cultural dirninui acentuadarnente a velocidade do es

coamento superficial, sendo este efeito independente do ti

po de residuo (LOPES, 1984). Outros pesquisadores amo ~

e MEYER (1969), MEYER et alii (1970) e COGO (1981)obtiveram

resultados semelhantes, argumentando que 0 residuo cultural

em contato direto com a superficie do solo age como uma baE

reira fisica ao livre escoamento superficial, aumentando a

tortuosidade do fluxo. 0 efeito mais pronunciado da cobert~

ra do solo na diminui~ao da velocidade do escoamento ocorre

ate 50% de cobertura do solo, diminuindo posteriormente

(COGO, 1 981 ) •

Em urn experimento conduzido em laboratorio, com 0

objetivo de urn rigoroso controle das variaveis envolvidas e

utilizando uma intensidade de chuva simulada de 38,1 rnm / h,

KRAMER e MEYER (1969) constataram que a cobertura do solo

teve eficiencia semelhante em reduzir a velocidade da enxur

rada em esferas de tamanho das fra~6es silte e areia. Este

fato e interessante, uma vez que as esferas do tamanho de

areia fina sao muito mais erodiveis, e pode sugerir que os

residuos sao eficientes em reduzir a velocidade do escoamen

to independentemente do tipo de solo.

Apesar da acentuada eficiencia de pequenas taxas de

residuos em reduzir a velocidade do escoamento, os resultados

19

de pesquisa de KRAMER e MEYER (1969) e MEYER et alii (1970)

indicam que, quando aumentam 0 comprimento e 0 grau de de

clive, maiores quantidades de residuos sao necessarias para

diminuir a velocidade da enxurrada.

2.4.3. Efeito sobre a perda de solo

A cobertura do solo e 0 fator isolado de maior im

portancia no controle da erosao hidrica sobre as terras agr!

colas. A utilizacao dos residuos culturais como cobertura

do solo e uma das maneiras mais eficientes, simples e econ~

mica de se controlar as perdas de solo. Segundo COGO (1981),

a eficiencia dos residuos culturais depende de varios fato

res: quantidade, percentagem de cobertura do solo, tipo, for

rna de manejo e estagio de decomposicao dos residuos.

Tanto os experimentos corn chuva natural como os corn

chuva simulada, tern evidenciado a eficiencia dos residuos

culturais em reduzir a erosao. ELTZ et alii (1984), ern urn

experimento corn chuva natural,observaram que os sistemas de

preparo do solo que mantiveram os residuos protegendo a su

perficie (plantio direto e preparo minimo) reduziram a ero

sao ern aproximadamente 95% quando comparados ao solo desco

berto. Os experimentos com chuva simulada tern mostrado que

pequenas quantidades de residuos, quando mantidos na super

ficie, reduzem grandemente a erosao, e que quantidades ele

vadas de residuos podem praticamente elimina-las (MANNERING

e MEYER, 1963; MEYER et alii, 1970; LAL, 1978; COGO, 1981;

20

LOPES, 1984). A reducao da erosao ocasionada por pequenas

quantidades de residuos geralmente deve-se a diminuicao da

velocidade da enxurrada e da concentracao de sedimentos. As

grandes quantidades de residuos ocasionam pequenas reduc6es

adicionais na velocidade da enxurrada; no entanto, aumentam

acentuadamente a percentagem de cobertura do solo, preveni~

do desta maneira a desagregacao pelo impacto das gotas da

chuva. Ainda a respeito da eficiencia de pequenas quantida

des de residuos no controle da erosao, cabe salientarque e~

te efeito depende do grau e comprimento do declive e da er~

dibilidade do solo. Assim, nos declives acentuados e longos,

bern como em solos facilmente erodiveis, maiores quantidades

de residuos sao necessarios para obter-se 0 mesmo exito

(KRAMER e MEYER, 1969).

A relacao entre quantidades de residuos de trigo,

milho e soja com a percentagem de cobertura do solo foi in

vestigada por LOPES (1984).0 autor relata que 0 incremen-

to na quantidade de residuos uniformemente distribuidos ao

solo induziu urn aumento na percentagem de cobertura, espe-

cialmente ate 0 nivel de 4.000 kg/ha, onde pouca sobreposi

cao dos residuos foi verificada. A comparacao en"tre os ti

pos de residuos revela que, para uma mesma quantidade, a

resteva de trigo foi mais eficiente em cobrir 0 solo do que

a resteva de milho, e a esta mais do que a de soja. No en

tanto, as diferencas foram pequenas, e provavelmente devam

-se as particularidades na forma e densidade de cada tipo

de residuo.

21

Uma mesma quantidade de residuo pode prover acen

tuada diferen~a na percentagem de cobertura, dependendo do

metoda de prepar~ do solo. Portanto, a escolha dos impleme~

tos e muito importante na quantidade de residuos remanescen

tes na superficie. Assim, uma ara~ao que incorpore os resi

duos ao solo, pode reduzir a cobertura em 95%, enquanto que

uma opera~ao de gradagem reduz aproximadamente 60 a 70%

(COLVIN et alii, 1980).0 conhecimento da percentagem de co

bertura do solo remanescente apos a opera~ao de cada imple

mento e fundamental na sele~ao de sistemas de preparo do s~

10. Sob 0 prisma de conserva~ao do solo, as mudan~as no sis

tema de prepar~ podem ser menos trabalhosas e tambem menos

dispendiosas do que praticas convencionais de controle a e

rosao como 0 terraceamento (SLONEKER e MOLDENHAUER, 1977).

o manejo dos residuos culturais e outro fator que

influi na redu~ao da erosao. MANNERING e MEYER (1961) desta

cam a importancia da distribui~ao uniforme dos residuos so

bre a superficie. Segundo os autores, este tratamento apre

sentou perdas de solo inferior a 50% das perdas verificadas

no tratamento em que os residuos foram mantidos como saodei

xados pela automotriz. Os autores observaramainda que a se

mi-incorpora~ao dos residuos de milho aumentou a perda de

solo quando comparada aos residuos uniformemente distribui

dos sobre a superficie. Estes resultados concordam com os

de SWANSON et alii (1965), os quais investigando 0 efeito

de diferentes manejos das restevas de trigo e azevem, rela

tam que a maior erosao ocorreu quando os residuos foram

22

semi-incorporados por uma gradagem no sentidodo declive. Urn

valor intermediario de controle a erosao foi registrado ~

do a resteva foi semi-incorporada transversalmente ao senti

do do declive, enquanto 0 maior controle de erosao foi veri

ficado quando os residuos foram mantidos na superficie.

o tamanho, forma to e densidade dos residuos influem

no controle da erosao hidrica do solo. Pesquisas conduzidas

por COGO (1981) eLOPES (1984) evidenciam que residuos de

trigo e milho tern eficiencia semelhante, porem superior aos

residuos de soja. Os pesquisadores argumentam que os resi

duos constituidos de pecas de maior tamanho e densidade for

mam uma melhor barre ira fisica ao livre escoamento da agua,

sendo com isto mais eficientes em reter sedimentos, reduzir

a velocidade do escoamento e aumentar a profundidade do fl~

xo. Alem disso, estes residuos sao de dificil remocao pela

enxurrada, e isto e importante porque se houver transporte

da cobertura do solo 0 processo erosivo sera grandemente a~

mentado. Outros fatores que influem na remocao da cobertu

ra sao a taxa da enxurrada, grau e comprimento do declive e

metodo de manejo da resteva (WISCHMEIER, 1973; COGO, 1981).

Quantidades semelhantes de resteva de soja e milho,

dependendo do estagio de decomposicao dos residuos, podem

apresentar percentagem de cobertura e controle da erosaocom

pletamente diferentes. COGO (1981) salienta que residuos de

soja e milho sujeitos a decomposicao do inverno apresenta

ram, 50 e 32% a mais de perda de solo do que residuos nao

decompostos.

23

Pelo exposto, observa-se que OS residuos culturais

sao muito eficientes na reducao da erosao hidrica do solo.

No entanto, a eficiencia dos mesmos e influenciada por uma

serie de fatores, os quais devem ser devidamente reconheci

dos e pesquisados.

2.4.4. Efeito sobre a distribuicao de tamanho dos

sedimentos transportados na enxurrada

o tamanho dos sedimentos transportados na enxurrada

e influenciado pelo tipo do processo erosivo (erosao entre~

sulcos ou em sulcos), tipo de solo, cobertura do solo, con

dicoes de superficie, grau e comprimento do declive, inten

sidade e duracao da chuva (COGO, 1981; LOPES, 1984).

Com 0 aumento da percentagem de cobertura do solo ,

verifica-se um decrescimo na percentagem do material gros

seiro transportado na enxurrada, e um acrescimo da percent~

gem de sedimentos de menor tamanho (YOUNG, 1980; LOPES,

1984). COGO (1981)observou que a percentagem de sedimentos

maiores que 0,05 mm transportados na enxurrada diminuiu ex

ponencialmente com 0 aumento da percentagem de cobertura do

solo por residuos culturais. Esse pesquisador destaca que 0

aumento da percentagem de cobertura diminuiu a velocidade e

turbulencia do fluxo, com isto reduzindo acentuadamente a

capacidade de desagregacao e transporte. Ainda, os residuos

represent am uma barreira fisica ao livre escoamento, indu

zindo a deposicao dos sedimentos mais grosseiros. 0 efeito

24

do tipo de residuo na distribuicao do tamanho de sedimentos

foi investigado por LOPES (1984), 0 qual encontrou urn efei

to semelhante de residuos de soja, milho e trigo na reducao

do tamanho de sedimentos transportados.

As condicoes de superficie tambem influem signific~

tivamente na distribuicao de tamanho dos sedimentos erodi

dos. Para condicoes de solo descoberto, COGO (1981)observou

que 0 aumento da rugosidade induzida pelo prepar~ do solo

reduziu 0 tamanho de sedimentos transportados na enxurrada,

enquanto que em condicoes de superficie lisa (pequena rugo

sidade) foi registrado 0 maior tamanho de sedimentos trans

portados.

Em condicoes de exploracao agricola com culturas a

nuais, a distribuicao de tamanho dos sedimentos e influen

ciada pela presenca de residuos de culturas anteriores e

condicoes de superficie induzidas pelo preparo do solo.

COGO (1981) pesquisou 0 efeito da interacao rugosidade-co

bertura do solo, destacando que em superficies lisas a co

bertura e relativamente mais eficiente em reduzir 0 tamanho

dos sedimentos erodidos, enquanto que em superficies rugosas

o efeito da cobertura do solo e reduzido. Como 0 efeito da

rugosidade do solo e temporario, uma vez que a acao das chu

vas modi fica as condicoes de superficie, a influencia da co

bertura do solo no tamanho dos sedimentos transportados e

ressaltada com 0 passar do tempo.

25

2.4.5. Efeito da interacao rugosidade-cobertura so

bre a perda de solo

A perda de solo diminui acentuadamente com 0 aumen

to da percentagem de cobertura e da rugosidade superficial,

mas 0 efeito destas variaveis nao e independente, havendo

uma importante interacao entre os mesmos. Assim, como na di~

tribuicao do tamanho de sedimentos na enxurrada, em superfi

cies lisas os residuos culturais foram relativamente mais ef:!:.

cientes em reduzir a erosao do que em superficies rugosas, sen

do portanto 0 efeito da cobertura do solo dependente das con

dicoes de superficies, especialmente para as pequenas per

centagens de cobertura (COGO et alii, 1984). Dessa maneira,

apesar da cobertura do solo explicar isoladamente uma sign~

ficativa porcao da variabilidade dos dados de perda de solo,

a inclusao de outros parametros que avaliem as condicoes fi

sicas de superficie melhorariam a estimativa de perdas, de

maneira a justificar a sua inclusao nas equacoes de pred!

cao de perdas de solo.

2.5. Variabilidade dos resultados da eficiencia re

lativa dos residuos culturais na reducao da e

rosao

A eficiencia relativa dos residuos culturais na re

ducao da erosao pode ser avaliada pelo fator cobertura veg~

tal, 0 qual expressa a relaCao entre a perda de solo sob

26

dada percentagem de cobertura corn a perda de solo observada

sob zero porcento de cobertura. A equa~ao que relaciona es

-b.CS sas variaveis e a seguinte: FCV = e ,onde FCV = fator co

bertura vegetal, e = base do logaritmo natural, b = constan-

te da equaGao de regressao, e CS = percentagem de cobertura

do solo (COGO, 1981). Como anteriormente referido, os resu~

tados de pesquisas conduzidas corn a finalidade de avaliar a

eficacia dos residuos culturais na redu~ao da erosao sao a-

lentadores. No entanto, observa-se uma grande variabilidade

no valor do coeficiente b da equaGao do fator cobertura ve-

getal, havendo necessidade de se identificar mais precisa-

mente as causas desta variaGao, a fim de que estes parametros

possam ser utilizados corn mais seguranGa nos planejamentos

conservacionistas. Portanto, sugere-se a intensificaGao de

pesquisas que avaliem 0 efeito dos residuos culturais nas

mais variadas condi~oes de tipo de solo, grau e comprimento

do declive, condiGoes de superficie induzidas pelo preparo,

rugosidade superficial, manejo e tipo de residuos cuI tu -

rais.

3. MATERIAL E M~TODOS

3.1. Localizacao e caracteristicas gerais da area

experimental

Esta pesquisa foi conduzida na Estacao Experimental

Agronomica da Universidade Federal do Rio Grande do SuI, 1£

calizada no km 51 da rodovia BR - 290, municipio de Guaiba,

Estado do Rio Grande do SuI.

A area experimental situa-se na regiao fisiografica

da Depressao Central, caracterizando-se por urn relevo com

amplas planicies aluviais e coxilhas sedimentaresonduladas,

possuindo declives em dezenas de metros. 0 clima da regiao

e do tipo "cfa" sub-tropical (virginiano) umido, sem estia

gem, conforme a classificacao de KBppen. A precipitacao me

dia anual e proxima a 1.400 mm, com 0 periodo de chuvas de

maior erosividade compreendido entre os meses de novembro a

marco (ELTZ, 1977; SARAIVA, 1978; COGO et alii, 1978). ~

importante ressaltar que este periodo coincide com a epoca

de preparo do solo e estabelecimento das culturas de verao.

Quanto a exploracao agricola, predomina na regiao pastagem

nativa, com recente aumento da area de lavouras, especial

mente a da soja, sendo ainda cultivado milho, sorgo e trigo.

(BRASIL, 1973).

28

3.2. Solo utilizado

A area experimental esta localizada sobre a unidade

de mapeamento Sao Jeronimo, que representa aproximadamente

0,5% da area total do Estado. Sao solos originados de gran~

tos, geralmente bern drenados, profundos, cascalhentos, de

coloracao avermelhada, com declives medios variando de 5 a

10% e lancantes com 50 a 200 m.

VIEIRA (1977) descreveu urn perfil de solo dentro da

area experimental, encontrando algumas variacoes em relacao

ao perfil modal, principalmente quanta a profundidade, que

e inferior a 80 cm. Nesta profundidade, surge urn composto

de concrecoes de ferro e manganes, com presenca de feldspa

tos e quartzo, que perfaz uma camada compacta e praticamen

te impermeavel. A seqtl.encia de horizontes com a profundid~

de e respectiva textura e a seguinte: horizonte A1 , de 0-

18 cm, com textura franco arenosa; horizonte A3 , de 18 - 37/

50 cm, com textura franco argilo arenosa; horizonte B2 , de

37/50 - 75 cm, com textura argilo arenosa; e horizonte Ccn,

com profundidade superior a 75 cm. A cota que se en contra

este perfil (35 m), bern como a sua profundidade, sugerem que

este solo possa ser uma transicao para a unidade de mapea

mento Arroio dos Ratos, uma vez que a unidade de mapeamento

Sao Jeronimo possui aproximadamente 100 a 250 metros de al

titude e profundidade superior a 200 cm. LOPES (1984), com

os dados disponiveis do perfil descrito, classificoueste so

10 como urn Podzolico Vermelho Amarelo distrofico abruptico

29

petroferrico.

3.3. Unidade experimental

A unidade experimental constituiu-se de uma parcela

com dimensoes de 11,0 m de compr imento por 3,5 m de largura,

perfazendo uma area util de 38,5 m2 , seguindo as recomenda

coes do 19 Encontro Nacional Sobre Pesquisa de Erosao com

Simuladores de Chuva (1APAR - EMBRAPA, 1975). A unidade exp~

rimental ou parcela foi delimitada por chapas galvanizadas

com 25,0 cm de altura, sendo cravadas no solo a uma profun

didade de aproximadamente 10,0 cm. Foram utilizadas oito u

nidades experimentais, sem repeticao, com declividade media

de 7,5% e variacao do declive de 6,2 a 8,2% (Apendice 1).

3.4. Natureza da pesquisa

Esta pesquisa foi conduzida sob condicoes de chuva

simulada.

3.4.1. Aparelho simulador de chuva

Foi utilizado 0 simulador de chuva de bra cos rot at!

vos, que cobre simultaneamente duas unidades experimentais

distanciadas entre si de 3,5 m.

30

3.4.2. Coletores da enxurrada

Na parte inferior de cada unidade experimental foi

instalado urn sistema de calha coletora do material erodido,

sendo acoplado a esta calha uma conexao tubular com decliv!

dade suficiente para permitir urn livre escoamento ate uma

trincheira localizada poucos metros abaixo, onde eram cole

tadas intermitentemente amostras da enxurrada.

3.5. Historico da area experimental

A area experimental foi explorada com pastagem nati

va ate 1974. A partir deste ano, VIEIRA (1977) iniciou uma

pesquisa com 0 objetivo de avaliar as perdas por erosao sob

diferentes sistemas de preparo do solo para a cultura da s~

ja. De setembro de 1977 a abril de 1979, a area foi utiliza

da com experimentos em condicoes de chuva simulada, com 0

objetivo de determinacao da erodibilidade do solo e quanti

ficacao da erosao em sistemas de preparo do solo para as cuI

turas de trigo e soja.

A partir desta data, a area permaneceu em pousio,

tendo sido ocupada por vegetacao expontanea constituida de

ervas daninhas e gramineas. Em julho de 1982, LOPES (1984)

iniciou urn experimento visando determinar as relacoes da e

rosao .com tipos e quantidades de residuos culturais espalh~

dos uniformemente sobre superficie de solo com rugosidade 0

rientada, concluindo os testes de campo em abril de 1983. A

31

area permaneceu novamente em pousio ate outubro de 1983, i

niciando-se entao a adequa9ao da mesma para a presente pes

quisa, a qual constou de uma lavra9ao com arado de discos

(profundidade de 20 cm) e de uma gradagem no sentido trans

versal ao declive. Durante 0 mes de novembro de 1983, com 0

objetivo de eliminar as ervas daninhas, foram feitas duas 0

pera90es de gradagens. No mes de dezembro do mesmo ano, foi

instalado urn experimento visando avaliar 0 efei to de dife

rentes sistemas e intensidades de preparo do solo nas per

das por erosao. Nos meses seguintes, janeiro e fevereiro de

1984, foram feitas gradagens periedicas nas areas entre-paE

celas, enquanto que na area util das mesmas optou-se por c~

pina manual. Desta maneira, 0 excessivo trans ito de maqui

nas e implementos agricolas sobre as unidades experimentais

foi evitado.

Em mar90 de 1984, com a finalidade de romper a cros

ta superficial e tornar 0 solo bastante trabalhado, foram

realizadas duas gradagens em cada parcela, seguindo 0 senti

do do declive. Na oportunidade, as parcelas foram delimita

das por chapas galvanizadas. 0 preparo do solo imediatamen

te antes da aplica9ao da chuva simulada constou de uma gra

dagem (profundidade 8- 10 cm) no sentido do declive, confoE

me filosofia de obten9ao do fator f da Equa9ao Universal de

Perdas do Solo. Nesta opera9ao, utilizou-se uma grade pequ~

na tipo "off set" para acoplamento em microtrator,constitui

da de seis discos recortados na parte frontal e seis discos

lisos na parte traseira. Apes realizada a gradagem,

32

eliminou-se manualmente com ancinho os sulcos induzidos pe-

10 preparo do solo, deixando-se a superficie com rugosid~

de minima e destorroada. Imediatamente apos foram aplicados

os tratamentos e as chuvas simuladas descritas a seguir.

3.6. Tratamentos

Os tratamentos estudados consistiram de doses e

formas de manejo do residuo cultural de soja. A resteva foi

colhida em abril de 1983, exposta ao sol para secagem, sen

do apos picada, pesada e identificada em suas doses corres

pondentes, e posteriormente armazenada em galpao ate a rea

lizacao das series de chuva simulada. As doses de residuos

utilizados foram 0, 500, 1.000, 2.000, 4.000, 6.000, 8.000,

e 10.000 kg/ha. Instantes antes da realizacao da primeira

serie de chuva, estas doses foram uniformemente distribui

dos sobre as unidades experimentais, as quais apresentavam

uma superficie de solo com rugosidade minima, destorroada e

sem qualquer vegetacao. A segunda serie de chuva simulada foi

aplicada transcorrido urn intervalo de cinco dias da realiza

cao da primeira serie. Este intervalo teve como objetivo e

liminar 0 excesso de umidade das parcelas. Antes da aplic~

cao da segunda serie de chuva, as mesrnas doses de residuo

foram semi-incorporados ao solo a uma profundidade media de

8 cm, por uma pequena grade de disco como a anteriormente

descrita. Nessas condicoes de residuo parcialmente incorpo

rado e na presenca de sulcos orientados no sentido do

33

declive, foi entao aplicada a segunda serie de chuva.

3.7. Series de chuva simulada e esquema operacional

o simulador de chuva foi colocado entre duas unida

des experimentais, de modo que as cobrisse simultaneamente.

A chuva simulada foi aplicada na intensidade constante de

64 rnrn/h e corn duracao de 60 minutos, seguindo a ordem cres

cente de doses do residuo. Na primeira serie de chuva, 0

residuo foi distribuido uniformemente sobre a superficie do

solo corn rugosidade minima. Passados cinco dias, foi aplic~

da a segunda serie de chuva sin,ulada, ern condicoes de resi

duo semi-incorporado e orientado segundo a operacao de gra

dagem, corn a presenca de rugosidade superficial direcionada

no sentido do declive.

3.8. Determinacoes

3.8.1. A campo, antes da aplicacao da chuva

3.8.1.1. Umidade atual

Imediatamente antes da aplicacao de cada serie de

chuva simulada, foram realizadas amostragens de solo nas pr,£

fundidades de 0 -10 cm e 10 - 20 cm, corn a finalidade de de

terminacao da umidade atual. As amostras foram colocadas ern

latas de aluminio, vedadas, identificadas e levadas a estufa

34

a 10SoC ate peso con stante . A umidade gravimetrica foi cal

culada dividindo-se a massa de agua pela massa de particu

las, expressando-se os resultados em percentagem (FORSYTHE,

197 S) .

3.8.1.2. Cobertura do solo

A percentagem de cobertura do solo por residuos de

soja (uniformemente d.istribuido e semi-incorporado) foi de

terminada atraves do metodo fotografico descrito por

MANNERING (LOPES, 1984). Para tal, utilizou-se urn quadro de

madeira possuindo dimensoes internas de 60,0 x 40,0 cm, e

com uma camara fotografica foram tornados dois "slides" por

nivel de residuo. Em laboratorio, os "slides" foram projet~

dos em urn quadro especial reticulado, para determinacao da

percentagem de cobertura do solo. Os resultados finais fo

ram baseados na media de tres contagens por "slide", sendo

expressos em percentagem.

3.8.2. A campo, durante a aplicacao da chuva

3.8.2.1. Tempo de inicio e termino da enxurrada

Foram registrados 0 tempo transcorrido entre 0 ini

cio da aplicacao da chuva e 0 inicio do escoamento, bern co

mo 0 tempo do termino da enxurrada, sendo expressos em minu

tos.

35

3.8.2.2. Taxa instantanea da enxurrada e amostragem

para determinacao da concentracao de sedi

mentos

Uma vez iniciado 0 escoamento superficial, foram

feitas medicoes da taxa instantanea da enxurrada em interva

los regulares de 3 minutos. Para isso, utilizou-se inicial

mente uma proveta graduada de 2.000 ml, a qual era colocada

durante 15 a 30 segundos sob 0 fluxo da enxurrada, sendo re

gistrados 0 volume e 0 tempo de coleta. Posteriormente, com

o aumento do volume da enxurrada, substituiu-se a proveta por

urn balde graduado de 0, 5 em 0 ,5 1 i tro e =m capacidacle de 42 litros.

Imediatamente apos a medicao da taxa instantanea da enxurra

da, colocava-se sob 0 fluxo da enxurrada urn pote pliisti= can

capacidade de 1 li tro, com 0 objetivo de coletar-se amostras

para a posterior determinacao da concentracao de sedimentos

na enxurrada. Atraves da interpolacao linear das taxas da

enxurrada medidas a cada tres minutos, foram obtidas as ta

xas instantaneas para cada minuto do per:lodo do escoamento

superficial, expressas em lIs ou mm/h.

3.8.2.3. Velocidade do escoamento superficial

A velocidade do escoamento superficial foi medida

aos 50 minutos de decorrencia da chuva simulada. Para tan

to, utilizou-se urn corante a base de azul de metileno, na

concentracao de 2,5%. Inicialmente, foi demarcado com

36

estacas sobre as parcelas urn segmento corn 5,0 rn de compri

mento, situado 3,0 m abaixo da cabeceira e 3,0 m acima da

parte terminal da parcela. No momenta da determinacao, a so

lucao com corante era jogada na parte superior do segmento,

no sentido transversal a parcela, sendo registrado 0 tempo

gasto para que 0 fluxo corn corante atingisse a parte infer!

or. Posteriormente, dividindo-se 0 tempo gasto no percurso

pela distancia percorrida obteve-se a velocidade do escoa

mento superficial, expressa em cm/s.

3.8.2.4. Verificacao da variacao nas intensidades

das chuvas aplicadas

A verificacao da variacao nas intensidades das chu

vas aplicadas foi feita atraves da colocacao de 23 pluviom~

tros distribuidos sob a area de aplicacao das chuvas simul~

das. Vma vez determinado 0 volume medio coletado e a area

de captacao dos pluviometros, calculou-se a intensidade me

dia da chuva simulada para a duracao correspondente (60 mi

nutos).

3.8.2.5. Distribuicao do tamanho de sedimentos na

enxurrada nas classes de 2,00 a 0,250 rom

Transcorridos 50 minutos do inicio da aplicacao da

chuva simulada, urn conjunto de quatro peneiras com malhas

de 2,00; 1,00; 0,50 e 0,250 rom, colocado nesta ordem sobre

37

um balde plastico de 2,5 litros, foi posicionado sob 0 flu

xo da enxurrada ate 0 enchimento do balde. posteriormente,

os sedimentos retidos em cada peneira foram transferidos

com 0 auxilio de uma bisnaga contendo agua, para potes pla~

ticos identificados e com capacidade de 0,8 kg. 0 material

que passou na peneira com malha de 0,250 rom e ficou armaze

nado no balde foi levado para laboratorio com 0 objetivo de

novo fracionamento.

3.8.3. Em laboratorio, apos os testes de campo

3.8.3.1. Volume total da chuva aplicada

o volume total da chuva aplicada foi obtido multi

plicando-se a intensidade media da chuva pela sua duracao ,

sendo expresso em rom.

3.8.3.2. Volume total da enxurrada

o volume total da enxurrada foi calculado atraves

do somatorio das taxas instantaneas da enxurrada, sendo ex

pres so em rom ou % da chuva aplicada.

3.8.3.3. Taxa constante e volume total de infiltra

cao

A taxa constante deinfiltracao foi determinada pela

38

diferen.;a entre a intensidade da chuva aplicada e a taxa

constante da enxurrada observada, expressa em mm / h. 0 volu

me de infiltra.;ao total foi determinado pela diferen.;a en-

tre 0 volume total da chuva aplicada e 0 volume total da en

xurrada observada, expresso em mm ou % da chuva aplicada.

3.8.3.4. Concentra.;ao instantanea de sedimentos na

enxurrada

As amostras coletadas no campo com a finalidade de

determina.;ao da concentra.;ao de sedimentos na enxurrada (item

3.8.2.2.), foram levadas ao laboraterio. Apes pesadas, a ca

da amostra adicionou-se 1,0 ml de uma solu.;ao saturada de

alumen de potassio, visando precipitar os sedimentos em sus

pensao. Passados 24 a 48 horas, quando os sedimentos estavam

decantados, o sobrenadante foi succionado atraves de uma

bomba de suc.;ao. Os potes plasticos com sedimentos foram en

tao levados a estufa com circula.;ao de ar for.;ado, permane-

o cendo durante 48 horas a uma temperatura de 60 C. Apes p~

sados, procedeu-se 0 calculo da concentra.;ao de sedimentos

na enxurrada, dividindo-se 0 peso de sedimentos secos pelo

peso da enxurrada, expressando - se 0 resultado em percent~

gem. Atraves de interpola.;ao linear das concentra.;oes de s~

dimentos amostradas em intervalos de 3 em 3 minutos, calcu-

lou-se a concentra.;ao instantanea de sedimentos para cada

minuto do periodo de aplica.;ao da chuva, sendo expressa em

percentagem.

39

3.8.3.5. Taxa instantanea e quantidade total de peE

da de solo

A taxa instantanea de perda de solo foi calculada

multiplicando-se a taxa instantanea da enxurrada pela con

centra~ao instantanea de sedimentos. A erosao total foi ob-

tida pela integra~ao das taxas instantaneas de perda de so-

10. Os resultados obtidos com base na area da unidade expe

rimental foram extrapolados para toneladas/hectare/hora.

3.8.3.6. Distribui~ao do tamanho de sedimentos na

enxurrada nas classes de 0,250 a 0,037 rom

Os sedimentos que passaram na peneira de 0,250 rom e

que haviam sido armazenados em baldes plasticos(item3.8.2.6),

foram agitados com bastao de vidro para que os sedimentos

ficassem em suspensao, sendo entao passados atraves de urn

conjunto de peneiras com malhas de 0,105; 0,053 e 0,037 rom,

que foi acoplado a urn balde plastico. Os sedimentos retidos

em cada peneira foram transferidos, com 0 auxilio de uma

bisnaga con tendo agua, para latas de aluminio que foram le-

f 0 -vadas para estu a a 105 C, ate peso constante. Ao material

que pas sou na peneira de 0,037 rom e foi armazenadoem urn bal

de plastico, adicionou-se 1,0 ml de solu~ao saturada de alu

men de potassio, permanecendo em repouso por 24 horas para

decanta~ao. Posteriormente, 0 sobrenadante foi succionado e

o material solido transferido para latas de aluminio que

40

foram levados a estufa a 1050 e, seguindo 0 mesmo procedime~

to anterior. Portanto, a caracteriza~ao da distribui~ao de

tamanho dos sedimentos transportados na enxurrada constou

das seguintes classes >2,00; 2,00-1,00; 1,00 - 0,50; 0,50

- 0,25; 0,25 - 0,105; 0,105 - 0,053; 0,053 - 0,037 e<0,037

mm. Dividindo-se 0 peso seco de sedimentos de cada classe de

tamanho pelo somat6rio dos pesos secos de todas as classes

obteve-se a fra~ao de sedimentos em cada classe, a qual foi

expressa em percentagem.

3.8.3.7. Deriva~ao do fator cobertura vegetal

o fator cobertura vegetal foi calculado dividindo

-se a perda de solo sob dada percentagem de cobertura pela

perda de solo verificada sob zero porcento de cobertura do

solo. Esse fator expressa pois, a eficiencia relativa na re

du~ao da erosao pela cobertura vegetal morta.

A deriva~ao do fator cobertura vegetal foi feita p~

ra cada forma de manejo, utilizando-se os dados de perda de

solo obtidos durante toda a chuva (60 minutos) enos ulti

mos 15 a 30 minutos de chuva simulada. Esta ultima deriva

~ao teve como objetivo a obten~ao de urn valor mais confia

vel da redu~ao da erosao pela cobertura do solo, pois qua~

do a taxa da enxurrada esta con stante (15 a 30 minutos fi

nais de chuva em nosso caso), pode-se assumir que 0 efeito

de outras variaveis como umidade antecedente e rugosidade su

perficial tenham uniformizado suas intensidades de a~ao

41

sobre 0 processo erosivo.

3.8.3.8. Oeterminacao do indice 050

o indice 050 expressa um determinado tamanho de se

dimentos no qual 50% dos sedimentos transportados na enxur

rada possuem tamanho superior e 50% tamanho inferior. 0 in

dice 050 foi determinado aos 50 minutos de decorrencia de

chuva simulada, atraves da construcao de um grafico como 0

apresentado no Apendice 11. Inicialmente, tracou-se uma li

nha partindo do 50% de sedimentos (na ordenada) ate 0 ponto

de interseccao com a curva correspondente a cada dose de

residuo de soja, e deste ponto tracou-se uma linha vertical

ate as classes de tamanho de sedimentos (na abcissa), obten

do-se assim 0 indice 050'

3.9. Ajuste de resultados

Oevido a existencia de variacao na intensidade e du

racao das chuvas aplicadas (Apendice 3), os resultados de en

xurrada total, infiltracao total e perda total de solo foram

ajustados para intensidade e duracao da chuva planejada,

quais sejam, 64 rom / h e 60 minutos de duracao.

A enxurrada total ajustada foi calculada subtraindo

-se 0 volume total de infiltracao observada do volume total

da chuva planejada. A infiltracao total ajustada foi obtida

subtraindo-se 0 volume total da enxurrada ajustada do volume

42

total da chuva planejada (COGO, 19811.

o ajuste da perda total de solo para a intensidade olos ... ,,~ d '"

de chuva 1'],aR83aea foi efetuado dividindo-se a intensidade cJA",~\",J"L

de chuva d'6s AJSh ada pela intensidade da chuva planejada, el~

vando-se este valor ao quadrado e multiplicando-se 0 resul

tado obtido pela perda de solo observada. A perda total de

solo foi ainda corrigida para uma declividade media de 7,5%,

devido a varia9ao existente na declividade das unidades ex-

perimentais (Apendice 1). 0 ajuste para declive foi efetua

do multiplicando-se a perda de solo corrigida para intensi

dade pelo produto da divisao do valor S de urn declive medio

de 7,5% pelo valor S do declive da unidade experimental, on 2

de S • 0,065 + 4,56. sen e + 65,41 (sen e) e e • angulo do

declive (WISCHMEIER & SMITH, 1978).

3.10. Analise estatistica dos dados

Foram feitas analises de regressao linear simples,

apos terem sido linearizadas as expressoes potenciais e ex--

ponenciais em expressoes logaritmicas. Foram tambem calcul~

dos os coeficientes de determina9ao (r2) e testada sua sig

nificancia pelo teste F.

4. RESULTADOS E DISCUssAo

Este experimento faz parte de uma linha de pesquisa

desenvolvida pelo Departamento de Solos da Faculdade de A

gronomia da UFRGS e 0 Instituto de Pesquisa de Recursos Na

turais Renovaveis (IPRNR), da Secretaria da Agricultura do

RS, a respeito da eficiencia relativa de doses e formas de

manejo de residuos culturais no controle da erosao hidrica

do solo. As pesquisas foram iniciadas em 1983, com 0 exper!

mento de LOPES (1984),0 qual investigou 0 efeito de doses

de residuos culturais de soja, milho e trigo, espalhados uni

formemente sobre a superficie de solo recentemente gradeada

no sentido do declive. Portanto, no referido experimento,~

via a presenca de rugosidade superficial media direcionada,

abaixo da cobertura, ocasionada pelos discos da grade. No

ano seguinte, as pesquisas tiveram continuidade com 0 pre

sente experimento, 0 qual constou de doses e formas de rna

nejo do residuo cultural de soja. Inicialmente, os diversos

niveis de residuo foram tambem distribuidos uniformemente

sobre superficie de solo recentemente gradeado, porem com

rugosidade minima nao orientada, ou seja, superficie prat!

camente lisa (os sulcos induzidos pela gradagem foram elimi

nados manualmente com ancinho). Posteriormente, as mesmas

doses do residuo foram semi-incorporados ao solo atravesde

uma gradagem, no sentido do declive. Essa operaCao de

44

preparo induziu a forma~ao de sulcos direcionados, bern como

orientou a cobertura, resultando ern uma superficie de solo

corn a presen~a de areas corn sulcos praticarnente descobertos

e de ireas entressulcos parcialmente cobertas por residuos

semi-incorporados. A seguir, serao apresentados e discutidos

os resultados obtidos no presente experimento, pr~ando-se

relacioni-los, quando conveniente, cern os resultados obtidos por lOPES

(1984) .

4.1. Rela~io entre quantidades e formas de manejo

do residuo cultural de soja corn a percentagem

de cobertura do solo

A percentagem de cobertura do solo por residuos cu!

turais e influenciada pela quantidade, tipo, manejo, esti

gio de decomposi~ao e mane ira como os mesmos sao distribui

dos sobre a superficie do solo (COGO, 1981). Dentre Esses

fatores, no presente experimento foram investigados os efel

tos de quantidades e forrnas de manejo do residuo cultural de

soja. Os resultados obtidos sao apresentados qualitativame~

te nas Figuras 1a e 1b, e quantitativamente na Figura 2. Nes

sa ultima figura, sao tambem apresentados os resultados ob

tidos por LOPES (1984). Para evitar urn excessivo numero de

pontos sobre 0 grifico, os resultados obtidos por LOPES

(1984) serao apresentados somente atraves da curva obtida

pela equa~ao de regressao. Esse procedimento tarnbem sera a

dotado nas compara~oes posteriores.

Analisando as Figuras 1a, 1b e 2, constata-se que,

Unifo:rnerente

distrilluido

na superficie

% de oobertura

Semi-inoorporado

ao

solo

% de oobertura

a

a

a

Quantidade de residuo cultural ( kg/ha )

500

11

~'. :.~ r,_ -I: ,. .... ;_'A') . -, ~

:1;, - .. ~~ ., II

3

1 ,000

31

_ .. .3, ;'r -r . - ifi' t .5'.,- '", r ,4/ . .. ...- . i 'r 1-.,... ..•. ~.r

./ .. - -' -, .". -' f>' " • .. '" .• .-> ..

11

2.000

51

28

FIGURA 1a. Diferenciacao qualitativa entre formas de manejo e niveis do residuo cultural de soja (0 a 2.000 kg/hal com a percentagem de cobertura do solo.

A

'"

Uniforrremente

distribuido

na superf!cie

% de oobe.rtura

5eni-incx:>rporado

ao

solo

% de oobertura

4.000

65

45

Quantidade de residuo cultural ( kg/ha )

6 . 000

' . ........ .' "\.-~

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46

6 . 000

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69

FIGURA 1b. Diferenciacao qualitativa entre formas de manejo e n!veis do residuo cultural de soja (4.000 a 10.000 kg/hal com a percentagem de cobertura do solo.

.. co

47

independentemente da forma de manejo, 0 aumento na quant~

dade de residuo cultural representou urn grande acrescimo na

percentagem de cobertura do solo. No entanto, para os man~

jos em que 0 residuo foi distribuido uniformemente sobre a

superficie (manejos A e B), 0 acrescimo na percentagem dec~

bertura do solo ocorreu em maior proporcao ate as doses de

4.000 a 5.000 kg/ha (Figura 2). Esses resultados podem ser

explicados pelo efeito de sobreposicao das pecas do residuo

durante sua distribuicao sobre 0 solo, 0 qual ocorreu nas

doses mais elevadas. Para 0 residuo semi-incorporado (ma

nejo C), a operacao de gradagem ocasionou uma incorporacao

parcial do mesmo ao solo, fazendo com que 0 efeito de sobre

posiCao nas doses mais elevadas fosse mascarado, originan

do uma curva com declividade mais uniforme.

Comparando os resultados de percentagem de cobertu

ra do solo por residuo cultural de soja distribuido unifor

memente sobre a superficie obtidos por LOPES (1984) com os

do presente experimento (Figura 2),-constata-se que 0 compoE

tamento das curvas foi bastante semelhante. No entanto, o~

serva-se uma tendencia de diferentes percentagens de cober

tura do solo para uma mesma quantidade de residuo, ao longo

de toda a curva. Esses resultados podem ser explicados p~r

varias hipoteses. Entre estas, detacam-se as diferencas no

grau de umidade dos residuos, proporcao de ramos e folhas

coletados e distribuicao dos mesmos sobre a superficie do s~

10. A analise dos resultados apresentados na Figura 2 rev~

la ainda que a operacao de gradagem reduziu acentuadamente

mo·~---------------------------------------,

• • --

.. --oro / .-.-g .g

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I /

I

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I 0 I

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Monejos:

----B'

o-·-·_·oC

----- o 0/

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/'

;'

cs= lOOt l_e-o.ooo370r.f1}, r2=o.97**

CS=lOO( 1- e -O.OOO252MRI. r2:o.96** ( Lapes.1964)

CS= 1OO( 1- e -O.OOOlOSMR); r2 = 0.9401.

O'~-r-T----r-------~--------~--------~------~ o 500 '(XX) 2000 4000 6000 ecoo lOOOO

Quantidade de residua cultural, MR(KgIt'Q) FIGURA 2. Rela~ao da percentagem de cobertura do solo

com doses e formas de manejo doresiduo cuI tural de soja (A = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade minima; B = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade orientada; C = semi-incorpor~ do ao solo).

48

49

a percentagem de cobertura do solo, indicando que uma mesma

dose de residuo pode apresentar percentagem de cobertura

completamente diferente, dependendo do sistema de preparo

do solo. COLVIN et alii (1980) salientarn que uma operaCao corn

grade de discos pode reduzir, ern media, 60 a 70% da cobertu

ra do solo, sendo esse efeito, no entanto, influenciado pe

la quantidade de residuo. Os resultados obtidos no prese!!

te trabalho confirmam isto. Observando a Tabela 1, verifi

ca-se que, para pequenas quantidades de residuo (ate 1.000

kg/ha), a reducao relativa situou-se ern uma faixa de' 60 a

75%, enquanto que para quantidades mais elevadas a reducao

foi de 30 a 50%.

A eficacia dos residuos culturais no controle da e

rosao hidrica depende de varios fatores. Entre eles,o mais

importante e a percentagem de cobertura de solo (SLONEKER e

MOLDENHAUER, 1977). Portanto, ern urn planejamento conserva

cionista, e necessario 0 conhecimento da reducao na percen

tagem de cobertura ch solo ocasionada pela operacao de impl~

mentos de preparo do solo. Uma vez estimada a quantidade

de residuo obtida apos a colheita, bern como a quantidade m!,

nima necessaria para urn eficiente controle da erosao, pode

-se fazer uma selecao de sistemas de preparo do solo corn b~

se ern urn nivel minimo de residuo a ser mantido na superfi

cie do solo.

50

TABELA 1. Reducao da percentagem de cobertura do solo pela semi-incorporacao do residuo cultural de soja por gradagem, nas diversas doses investigadas.

Quantidade de residue cultural (kg / hal

o 500

1.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

Cobertura do Solo

Unifo:memente distribuido na

superficie

o 11

31

51

85

90

92

98

Semi-in=rporado

ao solo

o 3

11

28

45

48

50

69

%

Reduciio na Ccbertura

Absoluta

o 8

20

23

40

42

42

29

Relativa

o 73

65

45

47

47

46

30

51

4.2. Tempo de inicio, pico e fim da enxurrada

o tempo de inicio, pico e fim da enxurrada, para as

doses e formas de manejo do residuo cultural de soja utili

zado,sao apresentados na Tabela 2, juntamente com os dados

de umidade atual do solo. Analisando os resultadosobtidos,

constata-se que 0 tempo de inicio, pico e fim da enxurrada

tenderam a ser mais influenciados pela cobertura do solo p~

ra 0 residuo uniformemente distribuido sobre a superficie (

manejo A). Para 0 residuo semi-incorporado ao solo (manejo

C), os resultados apresentaram pequena varia~ao, nao permi

tindo estabelecer tendencias. Esse fato provavelmente est~

ja relacionado com a maior varia~ao no conteudo de umidade

gravimetrica das unidades experimentais, nessa forma de ma

nejo, mascarando 0 efeito da cobertura do solo, uma vez que

o tempo de inicio e pico da enxurrada sao grandemente infl~

enciados pela umidade atual do solo. t interessante regis

trar que, para 0 residuo semi-incorporado, as maiores peE

centagens de cobertura foram mais eficientes em manter e

levada a umidade do solo, ocasionada pela aplica~ao das chu

vas anteriores durante os testes com 0 residuo distribuido

uniformemente sobre a superficie. Isso se deve ao efeito

da cobertura em reduzir a temperatura media do solo e a taxa

52

TABELA 2. Efeito da cobertura do solo sobre 0 tempo de inicio, pico e fim da enxurrada nas duas formas de manejo e doses do residuo cultural estudado.

Unidade TeIIFJ apCis 0

Cobertura atual do solo TeIIFJ de Terrpodo tennino da do ( % ) inicio da pico da chuva em que

solo enxurrada enxurrada ocorreu 0 fim ( % ) 0- lOan 10 - 20an da enxurrada

-- - - - - - - ( min ------

Uniformemente distribuido sobre a superficie

0 5,1 11 , 1 17 36 3

1 1 6,4 11 , 1 18 30 3

31 5,2 11 ,2 14 30 5

51 4,9 11 ,5 14 33 5

85 -Y 21 42 13

90 34 51 8

92 5,9 12,9 24 54 9

98 5,3 13,3 25 39 10

Semi-incorporado ao solo

0 7,4 12,5 13 21 5

3 8,6 13,0 13 21 5

11 8,5 12,4 14 24 7

28 9,5 14 ,2 14 24 7

45 8,9 13,6 14 24 5

48 11 ,9 14,3 14 24 5

50 12,7 14,6 12 21 11

69 14,2 15,4 11 21 11

1/ -- Nao se dispoe do dado.

53

de evaporacao.

Para 0 residuo uniformemente distribuido sobre a su

perficie com rugosidade minima, observa-se que 0 aumento na

percentagem de cobertura do solo tendeu a ocasionar urn re-

tardamento no tempo de inicio, pico e fim da enxurrada. Re

sultados semelhantes foram encontrados p~r COGO (1981) e

LOPES (1984), e podem ser explicados pelo efeito da cobertu

ra do solo em dissipar a energia cinetica das gotas da chu

va, prevenindo 0 selamento superficial e mantendo mais elev~

da a taxa de infiltracao, retardando assim 0 tempo de . . ~n~-

cio da enxurrada. Alem disso, os residuos representam urna

barreira fisica ao livre escoamento da agua, aumentando a

tortuosidade do fluxo e diminuindo a velocidade do escoamen

to superficial.

Comparando os resultados em conjunto para as duas

formas de manejo do residuo de soja, observa-se que a dis-

tribuicao uniforme do residuo sobre a superficie com rugos!

dade minima ocasionou urn maior tempo de inicio e pico da en

xurrada do que a semi-incorporacao. Na interpretacao des-

ses resultados, alem do efeito da variacao na umidade atual

do solo, deve-se ainda considerar a influencia da variacao

das condicoes fisicas da superficie. Assim, para 0 manejo

de residuo semi-incorporado existia a presenca de sulcos di

recionados no sentido do declive, 0 que certamente favore-

ceu a enxurrada.

54

4.3. Volume total e taxa constante de infiltracao

de agua no solo

Os resultados da infiltracao total de agua no 'solo

ocorrida ate 0 inicio e 0 pico da enxurrada, bern como ate 0

final da chuva, juntamente com a taxa con stante de infiltra

- -cao, sao apresentados na Tabela 3. Os dados obtidos para 0

residuo uniformemente distribuido na superficie mostram uma

ligeira influencia da percentagem de cobertura no aumento

da infiltracao total de agua no solo e taxa constante de in

filtracao. No entanto, para 0 residuo semi-incorporado ao

solo, a variacao dos resultados nao evidenciou claramente 0

efeito da cobertura do solo. A variacao na umidade atual

das parcelas, apresentada da Tabela 2.e discutida no item

4.2., influenciou a infiltracao de agua no solo, prejudica~

do uma melhor interpretacao do efeito das diferentes perce~

tagens de cobertura do solo sobre tal processo fisico.

Para 0 residuo distribuido uniformemente sobre a su

perficie, observa-se que 0 acrescimo na porcentagem de co

bertura ocasionou urn aumento na infiltracao total de agua

no solo, especialmente para percentagens de cobertura do so

10 superiores a 50%. Essa mesma tendencia foi verificada

para a taxa con stante de infiltracao, concordando com os re

sultados obtidos por MANNERING e MEYER (1961), MANNERING

e MEYER (1963), MEYER et alii (1970), LATTANZI et alii (1974)e

ELTZ (1977). A cobertura do solo evita 0 impacto direto

das gotas da chuva sobre a superficie do solo, prevenindo a

55

TABELA 3. Efeito da cobertura do solo sobre a infiltrac;:ao de agua no solo, nas duas forrnas de rnanejo e doses do residuo cultural estudado.

Cobertura do

solo ( % )

Infiltrac;:ao total de agua no solo

Ate 0 inicio da enxurrada

Ate 0 pico da enxurrada

k> final da chuva

1/ - - - - - - - - - - -( % da chuva )-

Taxa con stante de infiltrac;:ao

( rrm/h )

Uniforrnernente distribuido sobre a superficie

o 1 1

31

51

85

90

92

98

o 3

11

28

45

48

50

69

27,5

29,2

23,3

23,3

35,0

56,7

40,0

41,7

56,5

47,6

47,4

52,8

67,8

82,8

86,0

61,7

Serni-incorporado ao solo

21 ,7

22,1

23,3

23,3

23,3

23,3

19,2

18,3

31 ,5

31 ,8

36,4

35,4

36,4

36,5

29,2

29,7

83,0

78,7

77,4

80,7

83,4

94,2

93,5

76,3

57,2

58,5

55,8

41 ,2

55,8

58,0

40,9

41,0

Y Chuva sirnulada de 64 nrn/h cern durac;:ao de 60 minutos.

28,3

26,3

25,9

27,8

19,8

35,1

35,3

17,5

18,6

18,8

14,0

4,7

13,3 •

18,3

8,9

9,1

56

desagrega~ao superficial e man tendo a taxa de infiltra~ao.

Em adi~ao, a cobertura do solo reduz a velocidade da enxur

rada, aumentando 0 tempo de contato da agua com 0 solo, fa

vorecendo a infiltra~ao.

Embora os resultados obtidos tenham sido influencia

dos pela umidade atual do solo, os mesmos indicam que a di~

tribui~ao uniforme do residuo sobre a superficie com rugos~

dade minima apresentou uma maior infiltra~ao de agua do so

lo do que a semi-incorpora~ao. No entanto, deve-se cons ide

rar que, para 0 manejo de residuo semi-incorporado, a op~

ra~ao de gradagem induziu a forma~ao de sulcos direcionados

no sentido do declive, favorecendo 0 aumento da velocidade

da enxurrada e, conseqnentemente, diminuindo a infiltra~ao

de agua no solo. Cabe ainda relatar que outros pesquisado

res (MANNERING e MEYER, 1961; COGO, 1981) encontraram resul

tados nos quais a semi-incorpora~ao do residuo ocasionou

acentuado aumento no volume total de infiltracao de agua no

no solo. Esses autores argumentam que a principal razao p~

ra 0 aumento na infiltra~ao foi a mudan~a nas condi~oes fi

sicas da superficie, quais sejam, rompimento da crosta su

perficial e aumento da porosidade total pela opera~ao degr~

dagem. No presente experimento, em ambos os manejos do re

siduo estudado,a superficie do solo encontrava-se recente

mente preparada e, para essas condi~6es,a manuten~ao do re

siduo uniformemente distribuido sobre a superficie com rug£

sidade minima mostrou-se mais eficiente em manter elevada a

taxa de infiltra~ao.

57

4.4. Volume total e taxa constante da enxurrada

Os resultados de enxurrada total ao final da chuva

e taxa constante da enxurrada, em rela9ao as percentagensde

cobertura do solo com residuo cultural de soja, sao aprese~

tados na Tabela 4. Como era esperado, a tendencia dosresul

tados foi 0 inverso daquela verificada para a infiltra9ao

de agua no solo. Para 0 residuo uniformemente distribuido

sobre a superficie, houve uma ligeira tendencia do aumento

da percentagem de cobertura do solo ocasionaruma redu9ao no

volume total e taxa constante da enxurrada. Esses resulta

dos podem ser explicados pelo efeito da cobertura em ocasio

nar aumento da infiltra9ao de agua no solo (Tabela 3), com

conseqfiente diminui9ao da enxurrada. Para 0 residuo semi

-incorporado ao solo, essa tendencia nao foi verificada,po~

sivelmente porque a varia9ao do conteudo de umidade atual

do solo das unidades experimentais tenha prejudicado 0 efei

to da cobertura sobre a enxurrada.

A compara9ao entre os manejos do residuo cultural in

vestigado sugere que a distribui9ao uniforme do mesmo sobre

a superficie seja mais eficiente em reduzir a enxurrada do

que a semi-incorpora9ao. A uniforme distribui9ao do resi

duo ocasiona urn aumento no volume de agua de intercepta9ao

pela resteva e deten9ao superficial (MANNERING e MEYER,

1961). Alem disso, para 0 residuo semi-incorporado ao solo,

.-

58

TABELA 4. Efeito da cobertura do solo sobre a enxurra da nas duas formas de manejo e doses do re siduo cultural estudado.

Cobertura do

solo ( % )

0

1 1

31

51

85

90

92

98

0

3

11

28

45

48

50

69

Enxurrada total ao final da chuva

( % da chuva )_Y

Taxa constante da enxurrada

( mm/h )

Uniformerrente distribuido sobre a superficie

17,0 40,0

21 ,3 42,0

22,6 44,2

19,3 42,3

16,6 45,4

5,8 30,1

6,5 29.,4

23,7 47,2


42,8 50,5

41,5 50,3

44,2 52,3

55,8 61 ,6

44,2 56,7

42,0 51,8

59,1 58,4

59,0 58,2

-YChuva simulada de 64 mm/h com duracao de 60 minu-tos.

59

a presenCa de sulcos praticamente descobertos no sentido do

declive favoreceu a enxurrada, justificando assim os resul

tados obtidos. Outros pesquisadores como WISCHMEIER (1973), CO GO

(1981) eLOPES (1984) encontraram resultados semelhantes,

nos quais as doses de residuo tiveram pequena influencia na

reducao da enxurrada. Esses pesquisadores argumentam que a

enxurrada total parece ser mais influenciada pelo preparo do

solo do que pela cobertura com residuo cultural, especial

mente quando 0 solo e recentemente trabalhado.

4.5. Velocidade da enxurrada

o efeito da percentagem de cobertura do solo por r~

siduo cultural de soja nas duas formas de manejo investiga

das, juntamente com os resultados obtidos por LOPES (1984),

sao apresentados na Figura 3. Observa-se que, independent~

mente do manejo do residuo cultural estudado, 0 aumento na

percentagem de cobertura do solo diminuiu acentuadamente a

velocidade da enxurrada, concordando com os resultados obti

dos por KRAMER e MEYER (1969), MEYER et alii (1970), COGO

et alii (1983) eLOPES (1984). A reducao da velocidade da

enxurrada pela cobertura vegetal pode ser explicada pela bar

reira fisica que os residuos representam ao livre escoamen

to da agua, aumentando a rugosidade hidraulica. A reducao

da velocidade do escoamento superficial e muito importante

-~ E 21

~Q

> d

"'0 ~15 ~

:::::J >< c: Q) 12

Monejos' • ~, V= 13.8 e- O,0197CS; ,2=091**

\ ----6' \

\ 0-------«:' \

-" -"

\ \

•

\ \

\ \

"

V =24,6e -0,0175CS; ,2 =0,99** (Lapel, 1984)

V= 13,7 e-O,0145CS; ,2 =0,94**

-• -'- . -. ---"-.-.- .

• • •

0~0---------r--------~------~~------~------~100~ 20 40 60 SO

Cobertura do solo, CS (ero) FIGURA 3. Relacao da velocidade da enxurrada medida

aos 50 minutos de decorrencia de chuva com a percentagem de cobertura do solo por re siduo cultural de soja, nas formas de mane jo investigadas (A = uniformemente distribu~ do sobre superficie com rugosidade minima; B = uniformemente distribuido sobre superfi cie com rugosidade orientada; C = semi - in corporada ao solo).

60

61

no controle da erosao hidrica do solo, pois representa uma

diminuicao da capacidade de desagregacao e transporte de se

dimentos pela enxurrada.

Comparando as formas de manejo investigadas no pre

sente experimento com a estudada por LOPES (1984), constata

-se que 0 comportamento das curvas foi semelhante. Tambem,

pode-se verificar que 0 efeito mais pronunciado na reducao

da velocidade da enxurrada ocorreu ate 50% de cobertura do

solo. Resultados semelhantes foram obtidos px COGO (1981).

Entre os manejo estudados, 0 mais eficiente em reduzir a v£

locidade da enxurrada foi a distribuicao uniforme do resi

duo sobre superficie de solo com rugosidade minima (manejo

A). A semi-incorporacao do residuo (manejo C) apresentou

eficiencia intermediaria, sendo a distribuicao uniforme do

residuo sobre superficie com rugosidade direcionada (manejo

B) 0 menDs eficiente. Na interpretacao desses resultados,d£

ve-se considerar 0 efeito da interacao rugosidade-cobertura

do solo. Assim, no manejo A a superficie do solo encontra

va-se praticamente lisa, fazendo com que 0 escoamento da ~

gua ocorresse de forma uniforme sobre a superficie, caract£

rizando 0 fluxo laminar. Nos manejos B e C, a presenca de

sulcos induzidos pela gradagem, direcionados no sentido do

declive,originou urn fluxo concentrado nos sulcos, com maior

velocidade do que 0 fluxo laminar. 0 manejo B foi 0 menos

eficiente em reduzir a velocidade da enxurrada, pXEndo esse

resultado ser explicado pelo maior volume da enxurrada veri

ficado nesse tratamento, 0 que provavelmente contribuiupara

62

o aumento da velocidade do escoamento superficial.

4.6. Concentracao de sedimentos da enxurrada

A influencia da percentagem de cobertura do solo na

concentracao media de sedimentos na enxurrada, determinada

com base em 60 minutos de duracao da chuva e durante 0 pe

riodo de chuva com enxurrada constante, pode ser vista nas

Figuras 4 e 5, respectivamente. Nessas figuras sao aprese~

tados somente os dados obtidos no presente experimento, uma

vez que LOPES (1984) nao apresentou essa relacao. Observa

-se que, para ambos os manejos do residuo estudado, 0 aume~

to na percentagem de cobertura do solo reduziu acentuadamen

te a concentracao de sedimentos na enxurrada. Resultados se

melhantes foram apresentados por MANNERING e MEYER (1961),

MANNERING e MEYER (1963), LAFLEN et alii (1981), LAL (1978)

e COGO (1981). Os residuos culturais cobrindo a superficie

do solo dissipam a energia cinetica do impacto das gotas da

chuva, diminuindo a desagregacao superficial. Alem disso,

eles formam uma barre ira fisica ao livre escoamentoda agua,

retendo sedimentos e reduzindo a velocidade da enxurrada

Com isto, as capacidades de desagregacao e transporte dos

agentes erosivos sao grandemente diminuidas, explicando os

resultados obtidos. A analise do comportamento das curvas

evidencia que 0 efeito da cobertura vegetal na reducao da

concentracao de sedimentos foi mais pronunciado para as me-

nores percentagens de cobertura do solo. Isso deve - se a

-~7 -W

~ -§6

Jo;;;..

~ >< c: CD

C c: (/)

~ c: ~

=0 ~ -a 2

18 0 E 0+-

~ u

80 0

\

\

0\ \

\ 0

\ \

I

,

Mane'jos' I lA' CSE = 5.0.-0.0311 CS;,2= 0.91**

o-·_·--oC' CSE=6.4 .-0.0230C\,2=0.92**

\ \

\

I

o

"

"

o '. '. .....

--- .

20 40 60 80

Cobertura do solo, CS (CJ'o)

-, I

I I I

FIGURA 4 _ Re la cao da concentra cao media de sedimentos na enxurrada base ada em 60 minutos de dura cao de chuva com a percentaqem de cobertu= ra do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uni formemente distribuido sobre superficie com rugosidade minima; C = semi-incorporado ao solo) .

63

~15,r----------.

1 ~12

E ~9 C

\~

is ~ 18 .g

\

o

Manejos:

• ,A:

'0. ,

"

CSE = 12.1 e -0.0370CS. r2= 0.91** •

CSE= 10.8.-0,0282CS,r2 =O,93ot*

. ...p ...... a

~ -.-Ooi---~~'--~----~--~~~~

o 20 40 60 80 no

Cooertura do so I 0, cs (cro) FIGURA 5. Rela<;ao da concentra<;ao media de sedimentos

na enxurrada base ada no periodo de chuva com enxurrada constante com a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investiqadas (A = unifor memente distribuido sobre superficie com ru= gosidade minima; C = semi-incorporado ao solo) .

64

65

maior influencia da cobertura sobre a velocidade da enxurra

da nesses niveis.

A comparacao das duas formas de manejo do residuo

investigado evidencia que a distribuicao uniforme do residuo

sobre a superficie foi mais eficiente na reducao da concen

tracao media de sedimentos na enxurrada, determinada com ba

se em 60 minutos de duracao da chuva, do que a semi-incorp£

racao do residuo ao solo (Figura 4). No entanto, 0 compor

tamento das curvas da concentracao media de sedimentos obti

das no periodo de chuva com enxurrada constante mostra que

essas diferencas foram menores (Figura 5). A semi-incorpor~

cao do residuo pela gradagem ocasionou uma alteracao no ar

ranjo da cobertura vegetal, induzindo tambem a formacao de

sulcos praticamente descobertos e direcionados no sentido do

declive. Possivelmente, a concentracao da enxurrada em su!

cos tenha aumentado a capacidade de desagregacao e transpoE

te de sedimentos, justificando assim as diferencas obtidas

entre as duas formas de manejo investigadas.

4.7. Perda total de solo

o efeito da percentagem de cobertura do solo por r~

siduo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas

no presente experimento e na estudada p~r LOPES (1984),50-

bre as perdas de solo,e mostrado nas Figuras 6 e 7. Na Fig~

ra 6 a curva de perda de solo foi obtida com base em 60 mi

nutos de duracao da chuva, enquanto que na Figura 7

66

utilizou-se os dados de perda de solo obtida no periodo de

chuva com enxurrada constante. Em ambas as figuras verifi

ca-se que, independentemente do manejo do residuo, 0 acres

cimo na percentagem de cobertura do solo ocasionou uma acen

tuada redu9ao na perda de solo. Resultados semelhantes sao

apresentados por MANNERING e MEYER (1961), MANNERING e MEYER

(1963), SWANSON et alii (1965), KRAMER e MEYER (1969), CO GO

(1981) eLOPES (1984). A redu9ao na perda de solo pela co

bertura vegetal pode ser explicada com base nos resultados

e considera90es anteriormente apresentados. A cobertura do

solo evita 0 impacto dire to das gotas da chuva sobre a su

perficie do solo, diminuindo a desagrega9ao das particulas

de solo e, conseqftentemente, a concentra9ao de sedilrentos na

enxurrada. Alem disso, a cobertura vegetal representa urn

obstaculo ao livre escoamento superficial da agua, ocasio

nando uma diminui9ao na velocidade da enxurrada, 0 que se

reflete em uma acentuada redu9ao da capacidade de desagreg~

9ao e transporte de sedimentos pela enxurrada. A analise do

comportamento das curvas revela que 0 efeito mais pronunci~

do de redu9ao na perda de solo ocorreu ate 40 a 50% de co-

bertura do solo. Esse fato e justificavel, pois a mesma

tendencia foi tambem verificada no relacionamento entre ve

locidade do escoamento superficial e concentra9ao de sedi

mentos na enxurrada com a percentagem de cobertura do solo

(Figuras 3 e 4, respectivamente). vlISCHMEIER (1973) argume!!

ta que as perdas de solo podem ser controladas tanto pela

redu9ao da desagrega9ao de particulas do solo como pela

-..c. ....... 0 ..c.

.......

27'r---------------------------------------------~

\

\ \

\

21 0 \

Monejos: I lA' PS= 15,8 .-O,0390CS.,2 =0,90**

o --- - B' PS= 15,1 .-0,0269 CS;' 2 =0,96 .... (Lopes,I984)

\ o-·--oc' PS= 26,8 .-0,0243CS",2=0,92** \

\

\ \

\

_15 \

" -(f) a..

~ Q) ~

~

, , , ,

9 • •

3

, '.

o

, '0

0" , .....

"

--- ---O+-----~~----~-------r--~==~~~~· ° 20 40 60 80 100

Cobertura do solo, CS (ero) FIGURA 6. Rela~ao da perda de solo ocorrida em 60 minu

tos de dura~ao de chuva com a percentagem de cobertura do solo por resIduo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A=uni formemente distribuIdo sobre superfIcie com rugosidade mInima; B = uniformemente distribuIdo sobre superfIcie com rugosidade orientada; C = semi-incorporado ao solo).

67

68

limita~ao da capacidade de transporte de sedimentos. Assim,

as coberturas parciais do solo reduzem consideravelmente a

velocidade do escoamento superficial, limitando a capacid~

de de transporte pela enxurrada, enquanto que as percenta

gens mais elevadas de cobertura reduzem ambas, a desagreg~

~ao do solo e a capacidade de transporte. ComoconseqUencia,

as perdas de solo sao muito pequenas.

A compara~ao entre as formas de manejo investigadas

mostra que 0 comportamento geral das curvas foi semelhante.

No entanto, 0 residuo uniformemente distribuido sobre a su

perficie corn rugosidade minima (manejo A) foi 0 mais eficien

te ern reduzir a perda de solo (Figura 6). 0 residuo unifor

memente distribuido sobre a superficie corn rugosidade dire

cionada (manejo B) apresentou eficiencia intermediaria, en

quanto que a semi-incorpora~ao do residuo do solo (rnanejo C)

foi 0 menos eficiente. Na interpreta~ao desses resultados,

deve-se tambem considerar 0 efeito da intera~ao rugosidade

cobertura do solo. No manejo C, a opera~ao da grade de dis

co orientou a cobertura do solo, bern como induziu a forma

~ao de sulcos praticamente descobertos e direcionados no

sentido do declive, favorecendo 0 aurnento da velocidade da

enxurrada. Ern adi~ao, 0 impacto das gotas da chuva cria tur

bulencia no fluxo ern sulcos, aumentando grandemente sua ca

pacidade de desagrega~ao e trans porte de sedimentos. No rna

nejo B, 0 residuo foi distribuido uniformemente sobre su

perficie corn presen~a de sulcos direcionados no sentido do

declive, diferindo portanto do manejo C por possuir

54T--------------------------------------------,

45 -.c.

" .E '36 ... --~ cS7

-~ ~18 C

~9

\ \

\

\ \

\

\

a

\

\ \

\ . \

\ , , '\

Monejos! • IA:

---- B'

PS= 43.0.- 0 .0376 CS,r 2 =0.91**

PS= 31.8 .-00299 CS;r2 = O.94 **(L:!>es.198'I)

0-.-. -<I C' PS= 51.6 .-0.0284 CS ,,2 =0.94**

\

\ \

\

'\

"-'\

'\

\.

"-

~.

" "

'\

" "

.- .-. -. "'--- -.-.-.

O!-----------~----------~--------_,------====~-~-~-::~~--:-~~ o 20 40 60 80 100

Cobertura do solo, CS (ere) FIGURA 7. Relacao da perda de solo baseada no periodo

de chuva com enxurrada constante com a percentagem de cobertura do solo por residuo cuI tural de soja, nas formas de manejo investi= gadas (A = uniformemente distribuido sobre su perficie com rugosidade minima; B = uniforme mente distribuido sobre superficie com rugo sidade orientada; C = semi-incorporado ao so= 10) .

69

70

distribui9ao uniforme do residuo sobre a superficie e p~r

apresentar sulcos parcialmente cobertos. Corn isto, houve

urna acentuada redu9ao do impacto das gotas da chuva sobre 0

fluxo ern sulcos, diminuindo a turbulencia do mesmo e ocasio

nando uma menor capacidade de cesagrega~ao e transporte, e~

plicando, desse modo, as diferen9as na eficiencia de c~ntro

Ie da erosao entre esses dois manejos. No manejo A, 0 resi

duo foi uniformemente distribuido sobre superficie corn rug~

sidade minima, fazendo corn que, nesse caso, 0 processo ero

sivo predominante fosse 0 da erosao entressulcos, 0 qual re

conhecidamente possui menor capacidade de desagrega9ao e

transporte de sedimentos do que a erosao ern sulcos verifica

da nos manejos B e C, justificando os resultados obtidos.

COGO et alii (1984) encontraram resultados semelhantes, sa

lientando que a cobertura do solo p~r residuos e relativa

mente mais eficiente ern reduzir a perda de solo ern condi-

90es de superficie lisa do que ern condi90es de superficie ru

gosa, exatamente devido a a9ao da rugosidade nesse ultimo

caso.

Sugere-se que ern pesquisas futuras 0 efeito da inte

ra9ao rugosidade-cobertura do solo seja mais detalhadamente

investigado, especificamente corn a avalia9ao de parametros

de superficie do solo como grau de pulveriza9ao ocasionado

pela opera9ao de implementos, altera90es na rugosidade su

perficial e outras variaveis que possam influir no processo

erosivo.

71

4.8. Fator cobertura vegetal

o fator cobertura vegetal foi derivado individual

mente para cada forma de manejo investigada, dividindo-se a

perda de solo sob uma dada percentagem de cobertura do solo

pela perda de solo sob zero porcento de cobertura. Os re

sultados do fator cobertura vegetal derivado com base na

perda de solo verificada em 60 minutos de chuva e durante 0

periodo de chuva com enxurrada con stante sao apresentados

nas Figuras 8 e 9, respectivamente, juntamente com os dados

obtidos por LOPES (1984).

Uma analise do comportamento das curvas evidencia

que, independentemente das formas de manejo do residuo in

vestigado, 0 fator cobertura vegetal decresce exponencialm~

te com 0 aumento da cobertura vegetal, sendo que 0 efeito

mais pronunciado de redu~ao na erosao ocorreu ate aproxima

damente 50% de cobertura do solo. De acordo com COGO (1981),

o controle da erosao hidrica por residuos culturais cobrin

do a superficie do solo pode ser explicada por tres motivos

principais. Primeiro, a cobertura vegetal previne 0 impac

to direto das gotas da chuva sobre a superficie do solo na

propor~ao direta da percentagem de cobertura, diminuindo a

desagregacao inicial das particulas da massa do solo. Segu~

do, os residuos diminuem acentuadamente a velocidade do es

coamento superficial, diminuindo a capacidade de desagrega

cao e transporte das particulas de solo pela enxurrada. Ter

ceiro, as pecas dos residuos criam pequenas barreiras

Monejos:

A· -- . FCV' .-O,0384CS. ,2, 0.91* ... ,

----8'

-·-·-C'

- ---O+-------_,--------~------_,--------,_------~ o 20 40 60 BO

Cobertura do solo, cs (cro) FIGURA 8. Relacao do fator cobertura vegetal baseado

nos dados de perda de solo obtidos ern 60 mi nutos de chuva corn a percentagem de cobertu ra do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uniformemente distribuido sobre superficie corn rugo sidade minima; B = uniformemente distribuido na superficie corn rugosidade orientada; C = semi-incorporado ao solo).

72

73

fisicas nas quais ocorre a reten~ao das particulas desagre

gadas, aumentando a deposi~ao de sedimentos.

A compara~ao entre os manejos do residuo investiga

do evidencia que a manuten~ao do residuo distribuido unifor

memente sobre superficie com rugosidade minima (manejo A)

foi relativamente 0 mais eficiente em controlar as perdas

de solo, tanto com base em 60 minutos de dura~ao da chuva

(Figura 8) quanto no periodo de chuva com enxurrada cons tan

te (Figura 9). A distribui~ao uniforme do residuo sobre a

superficie com a presen~a de rugosidade direcionada no sen

tido do declive (manejo B) apresentou eficiencia intermedi~

ria, sendo a semi-incorpora~ao do residuo ao solo(manejo C)

a que mostrou menor eficiencia relativa no controle da ero

sao. De qualquer forma, todas as formas de manejo for am a~

tamente eficientes no controle da erosao hidrica do solo.

Observando as equa~6es de regressao para os diferentes mane

jos do residuo, constata-se que os valores do expoente bsao

mais pr6ximos para 0 fator cobertura vegetal dete~ com

base na perda de solo durante a enxurrada constante (Figura

9). Esses resultados provavelmente expressam com maior pr~

cisao 0 efeito da cobertura do solo em reduzir a erosao, uma

vez que, durante 0 periodo de chuva com enxurradaconstante,

a influencia de outras variaveis como umidade do solo e micro

relevo sobre 0 processo erosivo e minimizada.

Os dados da Tabela 5 mostram a eficiencia relativa

de uma mesma massa de residuo, em fun~ao das diferentes fo~

mas de manejo investigadas, no controle da erosao hidrica

.g & CD >0.6

e :::J -~OA U ~

o -U:o.

Monejos:

--A'

---- B

FCV= .-0.0374CS ; r 2 =O,92**

FCV=.-o.0304CS; r2 =O,94..*(LDpes.1984)

FCV= .-00283CS; r2'= 0.94**

-'-0~--~----~--~--~~==3 ° 20 40 60 Ell 100

Cobertura do solo, CS (cro) FIGURA 9. Rela(;ao do fator cobertura vegetal baseaclo nos

dados de perda de solo verificados no periodo de chuva com enxurrada con stante com a percen tagem de cobertura do solo por residuo cultu= ral de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uniformemente distribuido sobre super ficie com rugosidade minima; B = uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade 0

rientada; C = semi-incorporado ao solo).

74

75

do solo. Essa estimativa foi baseada no rendimento

da cultura da soja no Rio Grande do SuI, no ano de 1983, que

foi de aproximadamente 1.548 kg/ha (ALVES & SCHELL, 1984),

e utilizando uma relacao palha/grao para a cultura da soja

de 1,5 (LARSON et alii, 1978). Com isto, estimou-se que a

massa de residuo nas lavouras de soja seria de aproximada

mente 2.300 kg/ha. Os resultados obtidos na presente esti

mativa necessitam ser~. confirmados por experimentos seme

Ihantes, porem conduzidos em diferentes tipos de solo, resi

duos, comprimento e grau de declive. No entanto, para as

condic6es desta pesquisa, de acordo com a Tabela 5, consta

ta-se que a distribuicao uniforme do residuo sobre superfi

cie com rugosidade minima reduziria a perda de solo p~r er£

sao em 89%, quando comparado ao solo descoberto. o manejo

do residuo uniformemente distribuido sobre superficie com

rugosidade direcionada no sentido do declive reduziria a

erosao em 75%, enquanto que a semi-incorporacao do residuo,

reduziria em apenas 41%.

A predicao das perdas de solo e fundamental no pl~

nejamento conservacionista. Esta estimativa pode ser feita

com base na Equacao Universal de Perda de Solo, a qual int~

gra seis fatores, entre eles 0 fator C (cobertura e manejo).

Esse fator apresenta grande complexidade em sua determina

cao, devido ao elevado numero de variaveis e combinac6es en

tre elas. Com a finalidade de simplificar a obtencao do fa

tor C, para os preparos conservacionistas, quando da utili

zacao continua do solo com culturas anuais em fileiras,

e assim possibilitar uma utilizacao mais amp]a da

76

TABELA 5. Rela9ao do fator cobertura vegetal determinado corn base na perda de solo ocorrida du rante 0 periodo de chuva corn enxurrada cons tante e uma dada massa de residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas (A = uniformemente distribuido sobre a super ficie corn rugosidade minima; B = uniformemen te distribuido sobre a superficie corn rugo= sidade orientada; C = semi-incorporado ao so 10) .

Massa de Formas de Cobertura Fator residuo manejo do do solo cobertura (kg/ha) residuo (%) vegetal

2.300 A 58 0,11

2.300 B .Y 45 0,25

2.300 C 22 0,59

l/Manejo de residuo investigado por LOPES (1984)

77

Equa<;:ao Universal de Perda de Solo, LAFLEN et alii (1981)

propuseram que, para esses preparos, 0 fator C fosse compu

tado multiplicando-se 0 fat or C do prepar~ convencional p~

10 valor do fator cobertura vegetal. Os autores consideram

que, apos 0 preparo secundario, as condicoes fisicas de su

perficie ficam praticamente semelhantes, independentemente

do tipo de implemento utilizado no preparo primario, ressal

tando a importancia da cobertura por residuo cultural no

controle da erosao. No entanto a validade dessa simplific~

cacao na obtencao do fator C deve ser suportada por result~

des de pesquisa que comprovem a eficiencia dos residuos na

reducao das perdas de solo nag mais variadas condicoes. Des

sa forma, sugere-se que as pesquisas nessa area sejam inten

sificadas.

4.9. Caracterizacao fisica dos sedimentos erodidos

4.9.1. Distribuicao de tamanho dos sedimentos trans

portados na enxurrada

o conhecimento da distribui<;:ao de tamanho dos sedi

mentos erodidos na enxurrada e de grande importancia no es

tudo da erosao, pois permite estabelecer predicoes a respe!

to do processo de sedimentacao e das perdas de nutrientes .

Deve-se destacar que 0 sedimento e composto de particulas

primarias (argila, silte e areia) e particulas secundarias

(agregados) . No presente experimento, 0 solo utilizado

78

encontrava-se degradado fisicamente, em funcao dos varios

experimentos conduzidos anteriormente. Devido a isso, os

sedimentos constituiram-se predominantemente de particulas

primarias.

A distribuicao de tamanho dos sedimentos transport~

dos na enxurrada foi investigada em oito classes de tamanho,

variando de > 2,00 rom ate < 0,037 rom, com base na amostra

gem de enxurrada feita aos 50 minutos de decorrencia da chu

va simulada. As curvas de distribuicao da percentagem acu~

mulada dos sedimentos erodidos nas diferentes classes de ta

manho, em relacao a percentagem de cobertura do solo com re

siduo de soja distribuido uniformemente sobre superficie com

rugosidade minima e semi-incorporado ao solo, sao apresent~

dos nas Figuras 10 e 11, respectivamente. De urn modo geral,

observa-se que, para ambos os manejos estudados, 0 acre sci

mo na percentagem de cobertura do solo aumentou a percent~

gem dos sedimentos de menor tamanho e diminuiu a percenta

gem dos sedimentos maiores. Esta mesma tendencia foi encon

trada p~r YOUNG (1980), COGO (1981) eLOPES (1984). Os re

sultados podem ser explicados em termos de capacidade de de

sagregaCao e transporte de sedimentos pela enxurrada. Como

foi anteriormente apresentado, 0 aumento na percentagem de

cobertura do solo reduz a velocidade da enxurrada. Com is

to, a capacidade de transporte de sedimentos e acentuadamen

te diminuida, podendo inclusive a quantidade de sedimentos

desagregados exceder a capacidade de trans porte da enxurra

da, ocasionando a deposiCao seletiva dos mesmos. Assim, as

l00r-------------------------------------------~

E ceo CD E -0

CD (/)60

CD -0

o -0 o ::J E ::J (.) o ~20

0/0 CS

o l<---..... 11

0-----0 31 .... ---(] 51

>-----,z 85 'f----y 90

5----6 92

..... -~ 98

__ N-....----

.,....--

/ /

---/

/ /

/

/0('

_JI ____ -x----w-------x-

/

I /

/ /

/ /

/

/ /

/ /

/

/

/'" /

/ /

/

O,+-~----~------~------r_----~------~----~ «J.037 0.053 0.05 0.250 0.500 1,000 2.000

Tamanho de sedimentos (mm) FIGURA 10. Rela~ao entre a distribui~ao de tamanho dos

sedimentos erodidos na enxurrada aos 50 minu tos de decorrencia da chuva simulada com a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja uniformemente distribuido sobre superficie com rugosidade minima.

79

l00r----------------------------------------------. 0/0 CS

0

*"--~ 3 C>-----<l 11 0----0 28 ~ 45 '(----'( 48 s--s 50 N----N 69

.-y----

/

/ /

-" / -

5

v------y .-- ./

_/ /.

?---/ l ,/'" - /' .- " __ Q_--~z _

0---- ~ __ .,.,. -X---.-_-- _-x---

O+-~------~----~------~------~------~----~ <0.037 0053 0.105 0250 0,500 1.000

Tamanho de sedimentos (mm) FIGURA 11. Relacao entre a distribuicao de tamanho dos

sedimentos erodidos na enxurrada aos 50 minutos de decorrencia da chuva simulada com a percentagem de cobertura do solo por resi duo cultural de soja semi-incorporado ao so 10.

80

81

particulas de maior tamanho e densidade depositam-se prime~

ro, permanecendo em suspensao as particulas menores. Alem

disso, os residuos agem como uma barre ira fisica ao livre

escoamento superficial, retendo os sedimentos de maior tama

nho. LAFLEN e COLVIN (1981) salientam que a distribuicao de

tamanho dos sedimentos transportados na enxurrada varia de

acordo com a textura do solo. Isto sugere que a influencia

dos residuos na distribuicao de tamanho do material erodido

tambem varie de solo para solo. Assim, em solos arenosos e

de pequena declividade, uma maior quantidade de sedimentos

seria depositada nas pecas dos residuos.

A distribuicao de tamanho dos sedimentos transport~

dos na enxurrada e ainda influenciada por outros fatores

tais como, 0 grau de pulverizacao do solo, grau e comprime~

to do declive e rugosidade da superficie. 0 efeito da inte

racao rugosidade-cobertura do solo e de relevante importan

cia na distribuicao de tamanho dos sedimentos naenxurrada,

e sera abordado no topico seguinte.

4.9.2. fndice DSO

Para simplificar a caracterizacao de tamanho dos se

dimentos erodidos na enxurrada, ultimamente tern sido reco

mendada a utilizacao do Indice DSO

' oqual expressa 0 tama

nho de sedimentos em que SO% destes sao maiores e SO% meno

res do que tal tamanho.

A relacao entre 0 Indice DSO ' determinado aos SO

82

minutos de decorrencia de chuva simulada, com a percentagem

de cobertura do solo por residuo cultural de soja nas duas

formas de manejo investigadas,pode ser vista na Figura 12.

Em ambos os manejos estudados, 0 aumento na percentagem de

cobertura diminuiu acentuadamente 0 valor do indice D SO'

principalmente ate niveis de cobertura de aproximadamente

40%. Esse indice e uma conseqfiencia da distribuicao de ta

manho dos sedimentos erodidos. Assim, quanto menor 0 tama

nho de sedimentos transportados menor tambem sera 0 valor

do indice DSO. Os resultados obtidos por LOPES (1984) apre

sentaram a mesma tendencia, porem esta nao foi 0 suficiente-

mente clara para estabelecer-se 0 tipo de relacao (linear

ou curvilinear). Por esse motivo, os resultados obtidos por

aquele autor nao constaram na Figura 12.

A comparacao entre os manejos do residuo investiga

do revela que 0 indice DSO para 0 residuo semi-incorporado

ao solo tendeu a ser maior do que 0 indice DSO para 0 resi

duo uniformemente distribuido sobre a superficie com rugos!

dade minima. No entanto, a partir de 60% de cobertura do

solo os valores do indice DSO foram bastante semelhantes p~

ra ambos os manejos, concordando com os resultados obtidos

por COGO et alii (1983). Na analise dos dados,deve-se con

siderar 0 efeito da interacao rugosidade-cobertura do solo.

ALBERTS et alii (1980)salientam acentuadas diferencas no ta

manho dos sedimentos transportados no fluxo em sulcos quan

do comparado ao fluxo entressulcos. A semi-incorporacao do

residuo pela gradagem ocasionou a formacao de sulcos

1,500 I

....- i

E I

E I

lZ)O 0'. - I

Maneja. ' I lA' 050=1.ce4-0,190 In CS ; r2.~0,90**

0 L{) \

0 \

0)0. 0

\ 0

\ 0

\ .-~ ,.5

, , , I ...

I ... ... , "'.

o

O+---------~--------_T--------~r_--------r_------~· o 20 40 60 eo 100

Cobertura do solo. CS (cro) FIGURA 12. Relacao do indice D50 determinado aos 50 minu

tos de decorn3ncia de chuva simulada = a per centagem de cobertura do solo por residuo cuI tural de soja, nas formas de manejo investiga das (A = uniformemente distribuido sobre super ficie com ruqosidade minima; C = semi - incorp£ rado ao solo).

83

84

direcionados no sentido do declive, induzindo urn fluxo em

sulco ou concentrado. Para 0 rnanejo de residuo uniformemente

distribuido sobre a superficie com a rugosidade minima (pr~

ticamente lisa), predominou 0 tipo de fluxo entressulcos ou

laminar. 0 fluxo em sulcos adquire maior velocidade de es

coamento e, portanto, maior capacidade de desagrega~ao e

transporte de sedimentos do que 0 fluxo entressulcos. Essas

diferen~as nas caracteristicas hidraulicas do fluxo expli

cam 0 maior valor do indice DSO para 0 manejo de residuo se

mi-incorporado. Esta tendencia foi verificada especialmen

te para as baixas percentagens de cobertura do solo, onde 0

efeito da rugosidade superficial e mais pronunciado.

Baseado nos resultados obtidos, verifica-se a impoE

tancia de manter a superficie do solo coberta para assegu

rar a permanencia dos agregados de solo de maior tamanho, 0

que resultara em uma maior capacidade de infiltracao

gua no solo e, conseqUentemente, uma menor erosao.

de a

5. CONCLUStJES

Com base nos resultados obtidos, e para as condi

coes em que foi realizado 0 presente experimento, po de - se

chegar as seguintes conclusoes:

a) 0 aumento na quantidade de massa do residuo cultural de

soja representou um grande acrescimo na percentagem dec£

bertura do solo, em ambos os manejos investigados; no en

tanto, para uma mesma massa do residuo cultural, a semi

-incorporaCao da resteva por gradagem reduziu considera

velmente a percentagem de cobertura do solo em relacao a

resteva uniformemente distribuida sobre a superficie;

b) para 0 residuo uniformemente distribuido sobre a superfi

cie com rugosidade minima, 0 aumento na percentagem de

cobertura do solo tendeu a ocasionar urn retardamento no

tempo de inicio, pico e fim da enxurrada; no entanto, es

ta tendencia nao foi nitida para a resteva semi - incorp£

rada ao solo;

c) para 0 residuo uniformemente distribuido sobre a superfi

cie com rugosidade minima, a enxurrada total apresentou

uma ligeira tendencia a diminuir e a infiltracao total a

aumentar com 0 acrescimo na percentagem de cobertura do

solo; no entanto, esta tendencia nao foi claramente ob

servada para a resteva semi-incorporada ao solo;

86

d) em ambos os manejos estudados, 0 aumento na percentagem

de cobertura do solo pelo resIduo cultural reduziu acen

tuadamente a velocidade do escoamento superficial, con

centracao e tamanho dos sedimentos erodidos na enxurrada

e, conseqfientemente, as perdas de solo foram grandemente

reduzidas; no entanto, esses efeitos foram mais pronun

ciados para a resteva uniformemente distribuIda sobre a

superfIcie com rugosidade mInima do que para a resteva

semi-incorporada;

e) as perdas de agua foram pouco influenciadas pelas doses

e formas de manejo do resIduo cultural investigado;

f) para obter-se uma reduc;:ao de aproximadamente 50 % nas

perdas de solo, em relac;:ao ao solo descoberto, seria ne

cessaria, para resIduos uniformemente distribuIdo sobre

a superfIcie, uma quantidade em torno de 0,7 t / ha, que

representaria 20% de cobertura do solo, enquanto que pa

ra resIduos semi-incorporados ao solo seriam necessarias

3,2 t/ha, 0 que representaria 29% de cobertura do solo;

g) apesar da resteva uniformemente distribuIda sobre a su

perfIcie com rugosidade mInima ter side mais eficiente

no controle da erosao hIdrica do solo do que a semi-

-incorporac;:ao da mesma ao solo, salienta-se que qualquer

forma de manejo da resteva que resulte em alguma cober

tura do solo sera mais eficiente no controle da erosaodo

que deixar a superfIcie do solo totalmente descoberta; e

h) sugere-se a continuacao dessa linha de pesquisa, utili

zando-se diferentes tipos de resteva, solo, comprimentos

87

e graus do declive.

6. BIBLIOGRAFIA CITADA

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7. APe N DIe E S

94

AP~NDICE 1. Grau de declividade do solo nas unidades experimentais.

Parcela Declividade

( n9 ) ( % )

1 6,2

2 7,1

3 7,0

4 7,5

5 7,8

6 7,4

7 8,1

8 8,2

95

AP~NDICE 2. Percentagem de cobertura do solo em rela9ao as doses do residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas.

Parcela Massa de Cobertura do solo (%)

( n9 ) residuo cultural

( kg / ha ) I II X

Uniformernente distribuido sobre a superficie

1 0 0 0 0

2 500 8 14 1 1

3 1.000 28 34 31

4 2.000 54 48 51

5 4.000 82 88 85

6 6.000 86 94 90

7 8.000 94 90 92

8 10.000 98 98 98


1 0 0 0 0

2 500 2 4 3

3 1. 000 10 12 11

4 2.000 32 24 28

5 4.000 44 46 45

6 6.000 48 48 48

7 8.000 36 64 50

8 10.000 68 70 69

96

AP:t;:NDICE 3. Valores observados de intensidade e durac;;ao das chuvas simuladas aplicadas nas diferentes doses e formas de manejo do residuo cultural de soja investigadas.

Parcela

(n9 )

1

2

3

4

5

6

7

8

Manejo do residua cultural

Uniformemente distribuido sabre a superficie

Intensidade (nrn/h)

68,3

68,3

70 ,1

70,1

65,2

65,2

64,7

64,7

Durac;;ao (min)

63

63

63

63

78

78

75

75

Semi-incorporado aD solo

Intensidade (nrn/h)

69,2

69,2

66,3

66,3

70,0

70,0

67,3

67,3

Durac;;ao (min )

60

60

60

60

60

60

60

60

97

AP£:NDICE 4. Enxurrada e infil tra"ao totais observadas e ajustadas em rela"ao as doses do residuo cultural de soja, nas formas de manejo investi gadas. -

Enxurrada total Infiltra"ao total Massa de residuo (kg/ha ) Observada Ajustadal7 Observada AjustaaaY

-( % da chuva )- -


0 22,2 17,0 77,8 83,0

500 26,2 21 ,3 73,8 78,7

1.000 29,4 22,6 70,6 77,4

2.000 26,3 19,3 73,7 80,7

4.000 18,1 16,6 81 ,9 83,4

6.000 7,5 5,8 92,5 94,2

8.000 7,5 6,5 92,5 93,5

10.000 24,4 23,7 75,6 76,3


0 47,1 42,8 52,9 57,2

500 45,8 41 ,5 54,2 58,5

1 .000 46,2 44,2 53,8 55,8

2.000 57,4 55,8 42,6 41 ,2

4.000 49,0 44,2 51,0 55,8

6.000 47,0 42,0 53,0 58,0

8.000 61 ,1 59,1 38,9 40,9

10.000 61 ,0 59,0 39,0 41 ,0

.Y Ajuste para uma intensidade media de chuva de 64 mm/h com dura"ao de 60 minutos.

98

AP1!!NDICE 5. Velocidade do escoamento superficial da agua medida aos 50 minutos de C!ecorrencia de chuva em relac;:iio as doses do residuo cultural da soja, nas formas de manejo investigadas.

Massa Velocidade do escoamento superficial

de

residuo (kg/hal

0

500

1.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

Uniformemente distribuido

sobre a superficie

Semi-incorporado

ao solo

-- ( cm / s l - - -

12,8 13,9

10,4 13,5

9,3 11 , 1

4,4 10,0

3,9 7,1

2,7 5,6

1 ,7 6,7

1 ,6 5,6

99

AP~NDICE 6. Concentracao media observada de sedimentos na enxurrada, determinada com base em 60 minutos de duracao de chuva e no periodo com enxurrada constante, em relacao as doses do resi duo cultural de soja, nas formas de manejo in vestigadas.

Massa de

residuo ( kg/hal

o 500

1.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

o 500

1 .000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

Concentracao media de sedimentos

Em 60 minutos Sob enxurrada constante

- - - - - - - - - -( % )- - - - - - -

Uniformernente distribuido sobre a superficie

5,0 9,5

2,9 7,5

2,6 5,2

1 , 1 2,4

0,2 0,4

0,2 0,2

0,5 0,9

0,3 0,3


6,4 10,8

5,4 8,2

4,9 8,2

3,3 4,9

2,2 3,4

2,2 3,4

2,9 3,1

1 ,0 1 , 1

100

APgNDICE 7. Perdas de solo observadas e ajustadas em relaciio as doses do residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas.

Massa de

residue (kg/ha)

o 500

1.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

o 500

1 .000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

Perda de solo observada

Em 60 minutes Sob enxurrada constante

Perda de solo ajusta~

Em 60 minutes Sob enxurrada constante

- - - - - - - - - - -( t/ha/h )- - - - - - - - - - - •


10,5

9,4

9,3

3,7

0,4

0,2

0,5

0,8

29,8

31 ,3

22,9

10,2

1 , 9

0,6

2,6

1 ,3


29,3

23,3

21,2

14,5

10,8

10,2

13,8

4,8

45,3

41,0

43,2

25,1

19,5

17,7

18,8

6,8

11 ,3

8,8

8,6

3,1

0,4

0,2

0,4

0,7

26,8

21 ,3

21 ,8

13,5

8,5

8,8

11 ,2

3,8

30,5

26,5

21,0

8,5

1 ,7

0,6

2,3

1 ,2

50,0

37,6

44,2

23,4

15,4

15,1

14 ,9

5,4

l/Ajuste para intensidade constante de 64 mm/h e declividade media de 7,5%.

101

AP~NDICE 8. Fator cobertura vegetal calculado com os dados ajustados da perda de solo obtida durante 60 minutos de chuva e no periodo can enxurrada cons tante, em relacao a percentagem de cobertura do solo por residuo cultural de soja, nas formas de manejo investigadas.

Cobertura Fator cobertura vegetal

do solo

(%)

o 1 1

31

51

85

90

92

98

o 3

1 1

28

45

48

50

69

Em 60 minutos Sob enxurrada constante

Uniforrnemente distribuido sobre a superficie

1 ,00

0,78

0,76

0,28

0,04

0,02

0,04

0,06


1 ,00

0,80

0,81

0,51

0,32

0,33

0,42

0,14

1 ,00

0,87

0,69

0,28

0,06

0,02

0,07

0,04

1 ,00

0,75

0,88

0,47

0,31

0,30

0,30

0,11

AP:t:NDICE

Massa de residm (kg/hal

0

500

1.000

2.000

4.000

6.000

B.OOO

10.000

9. Distribui<;ao de tamanho dos sedimentos erodidos e indice D50 determinados aos 50 minutos de decorrencia de chuva em rela<;ao as doses e percenta-gens de cobertura do solo por residuo cultural de soja uniformemente dis tribuido sobre superficie com rugosidade minima.

Col:ertura Classes de tamanho ( rom l.-dice D50 do solo

(%l > 2,00 2,00-1,00 1,00-0,50 0,500-0,250 0,250-0,105 0,105-0,053 0,053 - 0 ,037 < 0,037 (mnl

-------- - - -( , de sedimentos )-

0 13,8 38,1 16,2 10,1 5,9 3,9 3,2 B,B 1,050

11 3,9 14,6 42,7 29,6 2,5 1,7 O,B 4,2 0,625

31 7,0 14,8 36,9 12,7 6,0 4,3 2,5 15,8 0,600

51 5,6 11,6 22,3 37,8 B,7 4,1 1,3 B,6 0,425

B5 2,0 5,6 17,1 22,7 14,2 17 ,6 7,1 13,7 O,22B

90 1 ,4 5,B 20,7 23,0 17,6 9,1 3,6 18,8 0,263

92 0,5 3,2 18,9 25,B 16,7 7,6 3,1 24,2 0,236

9B 0,6 2,6 12,9 14,6 12,2 5,0 2, , 50,0 0,037

~

o IV

APENDICE 10.

Massa de Co1::ertura residoo do solo (kg/ha) (%)

0 0

500 3

1.000 11

2.000 28

4.000 45

6.000 48

8.000 50

10.000 69

Distribui(;ao de tamanho dos sedimentos erodidos e indice D50 determinados aos 50 minutos de decorrencia de chuva em rela(;ao as doses e percenta gens de cobertura do solo por residuo cultural de soja semi - incorporado ao solo.

Classes de tamanho ( rom 1mice

>2,00 2,00-1,00 1,00-0,50 0,50-0,250 0,250-0,105 0,105 - 0 ,053 0,53 - 0 ,037 < ,037 D50

~ - - - - - - - - - -( , de sedimentos - - - -

15,4 67,8 5,0 3,0 1,9 1,2 0,7 5,0 1,590

10,5 49,4 11,5 6,9 6,0 3,0 2,3 10,4 1,200

6,3 33,1 ~B,O 12,1 1,6 1,9 1,3 15,7 0,B13

3,2 44,' 10,8 10,7 8,7 2,1 1,4 19,0 0,900

1,7 10,4 36,2 26,0 4,5 3,3 1,5 16,4 0,475

1,9 9,0 28,9 19,5 5,2 5,6 2,5 27,4 0,363

1,5 6,2 24,2 20 I 1 4,9 3,7 2,0 37,4 0,275

1,0 4,8 20,3 15,2 6,6 4,3 1,5 46,3 0,086

~

o w

AP~NDICE 11. Grafico exemplificativo para a determinacao do indice DSO da relacao entre a distribuicao de tamanho dos sedimentos erodi dos aos 50 minutos de decorrencia de chu va sirnulada com a percentagem de cobertu ra do solo p~r residuo cultural de soja se mi-incorporado (no exernplo, DSO = 0,363). -

~ c:::

~ =a ~ Q)

-C

.g 0 :; E ~

;J. ~

100~---------------------------------------------,

eo

60

50

40

20

% CS

0 )1----1( 3 C>----<> 11 [).o---Q 28 ~ 45 Y- ---'I 48 1>------4 50 ~--~ 69

linho exemplificofivo

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Tamanho dos sedimentos (mm)

104

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