VII Simpósio Nacional de Controle de Erosão
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A IMPORTÂNCIA DA COBERTURA VEGETAL NA ATENUAÇÃO DA
PRECIPITAÇÃO QUE ATINGE O SOLO – ESTUDO DE CASO:
CULTURA DE CANA-DE-AÇÚCAR
CASTILHO, C.P.G.1 FILHO, J.T.2. 1,2 Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade
Estadual de Campinas, Departamento de Água e Solo, Caixa Postal 6011, CEP 13083-970,
Campinas, SP. E-mail: [email protected]. ,2 [email protected].
RESUMO
Considerando que a cobertura vegetal representa um dos principais fatores intervenientes do
processo de erosão do solo, este estudo procurou avaliar a cultura da cana-de-açúcar em
relação a sua capacidade de reduzir a quantidade de precipitação que atinge o solo.
Palavras – Chave: controle de erosão, precipitação no solo, interceptação de chuvas
ABSTRACT
Considering that the vegetable covering represents the main factor of the soil erosion process,
this study has evaluated the culture of sugar-cane in relation to its capacity to reduce the
amount of precipitation reaching the soil.
Key words : control, reduction of the pluvial impact
INTRODUÇÃO
A erosão do solo é um processo gradual entendido como um ciclo de alteração,
desagregação, transporte e sedimentação dos constituintes do solo. É resultado,
essencialmente, da ação da água e do vento. O efeito da chuva no processo de erosão é de
suma importância, como pode ser verificado nas pesquisas de Mannaerts e Gabriels, 2000,
Renschler et al., 1999, Sheng e Liao, 1997. Os principais tipos de erosão hídrica são a laminar
e por sulcos.
A erosão laminar consiste na remoção das camadas superficiais do solo advindas da
desagregação e destacamento dos seus elementos constituintes, gerada pelo impacto das gotas
de chuva e pelo escoamento superficial. Na erosão por sulcos, o escoamento superficial
concentra-se em pequenas linhas de água que vão se alargando progressivamente (Erosão,
2000).
No processo erosivo além do impacto da chuva no solo, atuam conjuntamente a
topografia, tipo de solo, vegetação, ação humana, provocando alterações e modelando as
paisagens. Assim, os fatores intervenientes podem ser classificados em dois grupos: os que
determinam ou caracterizam a ação erosiva da chuva e do escoamento superficial, e os que
determinam ou caracterizam a erodibilidade do solo (tipo de solo e cobertura) (Erosão, 2000).
Modelos de simulação de erosão, como o utilizado por Schmidt et al., 1999, fazem uso em
seus dados de entrada parâmetros como características da precipitação (intensidade e duração)
e cobertura do dossel.
A vegetação presente no solo atenua o impacto das precipitações, diminuindo a energia
de impacto das gotas de água no solo (Teixeira e Misra, 1997); também reduz a velocidade da
água no solo uma vez que se torna um obstáculo (vegetação “em pé” e sobre o solo). As raízes
propiciam uma maior sustentação mecânica do solo e as raízes mortas favorecem a existência
de canais no solo (drenagem) onde a água pode penetrar, diminuindo a quantidade de água
que escoa na superfície do solo (Portugal, 2000).
Bermúdez et al (1998) analisaram algumas relações entre os parâmetros solo e
vegetação em 17 parcelas do campo experimental de El Ardal, Murcia, Espanha, nas quais
variaram uso de solo, declividade e cobertura vegetal. Os resultados obtidos durante 4 anos de
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pesquisa mostraram que as mais baixa taxas de erosão e escoamento superficial foram
encontradas nas parcelas que permaneceram com cobertura vegetal e pedras, enquanto que as
mais altas taxas foram obtidas em parcelas cuja vegetação foi cortada ou a terra foi arada.
Fu et al (2000) estudaram as relações entre o uso do solo e suas condições. Os
resultados obtidos sugerem que os locais com grande risco de erosão se encontram na
transição de floresta ou pastagem para áreas cultivadas em declive. Os autores sugerem a
substituição dessa vegetação por arbustos, que atuariam como faixas tampão.
Outro aspecto a ser considerado nos estudos sobre erosão é o fato que quando a chuva
atinge um solo com cobertura vegetal, parte do volume precipitado é armazenado em folhas e
caules. Este processo no qual a água da chuva é temporariamente retida pela vegetação e,
redistribuída em água que respinga no solo, água que escoa pelo caule e água que volta à
atmosfera por evaporação é denominado interceptação (Helvey e Patric, 1965). A quantia de
água que evapora diretamente das folhas caracteriza a perda por interceptação, fator que pode
reduzir significativamente a quantidade de água que chega no solo, dependendo das
características da vegetação (tipo, densidade, grau de desenvolvimento).
Woo et al, citados por Luk e Woo (1997), estudando a erosão de solo no sul da China
mostraram que pela interceptação da chuva e pelo aumento da resistência dos sedimentos a
ação da água de escoamento, pode reduzir significativamente o potencial de erosão.
A redução da quantidade de água que chega ao solo por meio da interceptação vegetal é
extremamente variável. Em uma floresta tropical (Mata Atlântica, São Paulo) pode atingir
15% da precipitação incidente (Fujieda et al., 1997), em uma floresta espanhola de Pinus
sylvestris, 24% (Llorens et al., 1997). Entre as culturas de subsistência também se nota esta
variação: 24% em cultura de cana-de-açúcar (Vieira,1982), 44% (Butler e Huband, 1985) e
33% (Leuning et al., 1994) em plantações de trigo, 15% em uma área cultivada com maçãs
(Miranda e Butler, 1986), 31% com caju (Rao, 1987), 17% em citrus (Luchiari, 1989), 44%
em uma plantação de cacau (Miranda, 1994), 32% em uma área cultivada com milho (Silva et
al., 1994).
Assim, o estudo mais aprofundado da interceptação de chuvas pelas espécies vegetais
pode apontar condições que sejam de grande valia para implementação de projetos de
combate e prevenção à erosão, para que se evite a deterioração do solos e a queda da
qualidade das águas. Neste contexto encontra-se a interceptação, que dependendo da cultura
pode diminuir expressivamente a quantidade de água que chega ao solo e, está livre para
infiltrar e/ou escoar superficialmente.
OBJETIVO
Demonstrar a relevância da interceptação de chuvas pela vegetação na atenuação do
processo erosivo dos solos.
METODOLOGIA
O estudo foi desenvolvido no campo experimental da Faculdade de Engenharia
Agrícola, Universidade Estadual de Campinas, localizado no município de Campinas, estado
de São Paulo, latitude S22o53’20’’ e longitude W47o04’40’’.
O dispositivo experimental foi montado em uma área de aproximadamente 1 hectare,
de solo classificado como Latossolo Roxo distrófico textura argilosa, Unidade Barão Geraldo
(Oliveira, 1979). A variedade de cana-de-açúcar cultivada na área foi NA 72454, plantada em
maio de 1997, com espaçamento de 1,40m entre as linhas de plantio e cortada pela primeira
vez em agosto de 1998.
Os dados de precipitação incidente (PI) foram obtidos junto ao posto meteorológico da
Faculdade de Engenharia Agrícola, localizado a 300m da parcela experimental. A
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precipitação que atravessa a vegetação e atinge o solo (P L) foi coletada por 29 calhas locadas
ao acaso dentro da parcela.
As calhas eram de seção retangular e de dois materiais, ferro galvanizado e PVC.
Foram dispostas abaixo da folhagem da cultura, entre duas linhas de plantio,
perpendicularmente à linha, e fixadas no solo por meio de suportes metálicos confeccionados
com barras de ferro, a 45cm acima do solo, apresentando uma pequena inclinação respeitando
a declividade do terreno. Cada calha foi conectada a um galão plástico com capacidade para
armazenar 20 litros vedados por tampas onde foram acopladas mangueiras. Para não
tombarem, os galões foram colocados em pequenas covas abertas no chão.
O volume armazenado nos galões foi medido com auxílio de uma proveta plástica de
1000ml e de um funil metálico grande. Durante os dias úteis as leituras eram diárias,
normalmente às 9 horas, e correspondiam à precipitação ocorrida entre às 9 horas do dia
anterior e o horário da execução da medida. As leituras eram atribuídas ao dia anterior. As
chuvas ocorridas às sextas-feiras, sábados e domingos constituíram medidas acumuladas,
realizadas às segundas-feiras.
Para caracterizar a densidade da cultura foi adotado o Índice de Área Foliar (IAF), que
representa a quantidade de fitomassa aérea da vegetação e é expressa pela relação entre a área
total de superfície de folhas e sua área de projeção. Foram executadas medidas do IAF acima
de cada calha e da parcela toda, utilizando equipamento LAI 2000 LAI – Cor. As medidas
foram inicialmente efetuadas a cada 15 dias e, depois de atingido um estádio de
desenvolvimento mais avançado de crescimento da cultura, passaram a ser a cada 30 dias.
Na caracterização da parcela foram usadas 81 estacas de bambu, localizadas em
relação a um ponto central da área, utilizando um teodolito. Para cada estaca foram
executadas 5 medidas de IAF sendo uma exatamente no local da estaca e as demais nos quatro
pés de cana mais próximos. O valor do IAF da estaca foi considerado a média das 5 medidas.
No caso das calhas, foram estabelecidos, para cada calha, 5 pontos eqüidistantes nos quais
efetuou-se medidas de IAF. O valor do IAF representativo da calha foi adotado como a média
das 5 medidas.
As medidas foram iniciadas em 05 de fevereiro de 1999 e encerradas em 20 de
dezembro do mesmo ano. Para esse período, cada medida de volume armazenado nos galões
foi transformada em lâmina de água (mm) dividindo o volume medido (litros) pela área da
respectiva calha (m2), constituindo a lâmina de água no solo (PL).
A quantia de chuva interceptada pela cultura (PP) foi obtida subtraindo da precipitação
incidente (PI) o valor da lâmina de água no solo (PL). Cabe observar que não foram realizadas
medidas de escoamento pelo caule uma vez que esta medida representa uma fração muito
pequena da precipitação incidente (Lima, 1976; Rowe, 1979; Butler e Ruband, 1985,
Luchiari, 1989; Viville et al., 1993; Asdak et al., 1998).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
No período de análise (05/02/99 – 20/12/99) foi observada uma precipitação incidente
total de 886,5mm, registrada em 71 eventos de chuvas. Contudo, ocorreu uma precipitação de
107,6mm no dia 10/03/99, que superou a capacidade de armazenamento dos galões. Desta
forma, esse dia não foi computado nos cálculos, fazendo com que a precipitação incidente
total considerada fosse de 778,9mm.
Analisando a série anual registrada pelo Posto Meteorológico da Faculdade de
Engenharia Agrícola, para os dez anos anteriores, contatou-se que o valor de 886,5mm foi
superado em todos os anos. Este fato deve-se ao período de estiagem agrícola do ano de 1999
que totalizou 115 dias sem ocorrência de chuva.
A média de precipitação que atinge o solo (PL) período de estudo representou 60,5%
(354,8mm) e a precipitação interceptada média 39,5% (239,5mm). A calha 29 foi a que
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menos água interceptou, 16,7% (88,7mm), valor que é 62% menor que a média de
interceptação das calhas. Ou seja, a calha 29 apresentou a maior quantidade de lâmina de água
no solo. A calha 8 foi a que mais água interceptou, 63% (490,8mm), valor que superou a
média em 59,5%. A variabilidade das quantidades de água que chega ao solo é atribuída às
diferenças nas condições da estrutura vegetal sobre cada calha (Scatena, 1990; Loustau et al.,
1992a; Loustau et al., 1992b; Asdak et al., 1998; Weneklass e Van Ek, 1990). Tais
desigualdades se devem, em especial, à quantidade de folhas sobre cada calha.
O Índice de Área Foliar (IAF) médio de cada calha foi obtido pela média dos valores
de IAF medidos durante o período de estudo. A calha 11 apresentou maior IAF médio (3,5)
enquanto que a calha 14, o menor (1,1). A variação do IAF entre as calhas deve-se à grande
variabilidade do IAF na parcela de estudo, o que pôde ser verificado nas cartas de distribuição
de IAF da área experimental. Por exemplo, para os dias 19 e 20/07/99 observou-se que o IAF
na parcela variava de 2,00 a 5,00.
Os eventos de precipitação incidente apresentaram grande variabilidade: inferiores a
5mm e superiores a 60mm. Ocorreram casos onde a precipitação interceptada foi superior à
lâmina de água no solo, e casos contrários. Este fato pode ser explicado não apenas pelas
condições da estrutura da vegetação, mas também pelas características da precipitação
incidente, intensidade e duração (Tucci, 1993; Chow, 1992). Llorens et al., 1997; Costa et al.,
1995; Loustau, 1992b; Rao, 1987; Luchiari, 1989; Schulze et al., 1978, salientam a
importância da intensidade e duração da precipitação para o processo de interceptação de
chuvas.
CONCLUSÃO
O presente trabalho propôs que o tema erosão seja estudado de uma maneira mais
ampla, abrangendo outros aspectos como a interceptação vegetal. O processo de interceptação
de chuvas pela vegetação apresenta como principais fatores a minimização do impacto das
gotas de água na superfície e a expressiva redução da água que chega ao solo, fato
comprovado na literatura onde os valores de interceptação se mostram bastante variáveis
(podendo ser superiores a 40%). Pode-se verificar portanto, a efetiva ação da interceptação
vegetal no combate à erosão e na diminuição se seus efeitos danosos como o assoreamento de
rios e lagos, perda de nutrientes do solo, redução da qualidade das águas.
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