X Reunião Sul-Brasileira
de Ciência do Solo
Fatos e Mitos em Ciência do Solo
Pelotas, RS - 15 a 17 de outubro de 2014
Núcleo Regional Sul
Grau de Compactação de Solos Arenosos Altamente Suscetíveis à Erosão
Mariana Fernandes Ramos(1); Gilberto Strieder(2) ; Luciana da Silva Corrêa Lima(2); Fabrício
de Araújo Pedron(3); Luis Eduardo Akiyoshi Sanches Suzuki(4)
(1)
Mestranda do PPG em Recursos Hídricos/Universidade Federal de Pelotas (UFPel); Rua Gomes Carneiro 01, andar térreo, bloco B,
sala 125, Bairro Centro, CEP 96010-610, Pelotas/RS; E-mail: [email protected]; 2)Graduando(a) em Engenharia
Agrícola/UFPel; E-mail: [email protected]; [email protected]; (3)Professor Adjunto/Universidade Federal de Santa
Maria/Centro de Ciências Rurais/Departamento de Solo; Avenida Roraima, n.º 1000, Cidade Universitária, Bairro Camobi, CEP
97105-900, Santa Maria/RS; E-mail: [email protected]; (4)Professor Adjunto/UFPel; E-mail: [email protected].
RESUMO – Voçoroca é o resultado da erosão acelerada,
geralmente causada por ações antrópicas, especialmente a
compactação do solo. Causam grandes prejuízos
ambientais e muitas vezes financeiros, pois as formas de
contenção e remediação são comumente onerosas. Com
isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de
compactação de regiões com presença de voçorocas,
englobando os municípios de Quaraí, Manoel Viana e São
Francisco de Assis, no Rio Grande do Sul. Para isso,
nestes municípios seis áreas com ocorrência de voçorocas
em Neossolos Quartzarênicos foram selecionadas, sendo
os horizontes separados em cada perfil e coletando-se três
amostras com estrutura preservada em cada horizonte. As
amostras foram submetidas a testes de compressão
uniaxial, e a partir dos dados destes testes foi calculado o
grau de compactação considerando a densidade referência
do solo (DSref) aquela obtida na carga de 1600 kPa
(GC1600kPa) e também considerou-se como DSref a
densidade correspondente a pressão de preconsolidação
(GCPPC). Com base nos resultados obtidos, considera-se a
determinação do grau de compactação uma importante
ferramenta para a avaliação da aptidão de um solo para o
desenvolvimento de plantas. O elevado grau de
compactação das áreas associado a pluviosidade da região
em estudo e o uso e manejo do solo, são fatores
importantes para a formação das voçorocas, exigindo
medidas corretivas para as voçorocas e aplicação de
práticas conservacionistas do solo e que evitem a
compactação.
Palavras-chave: Neossolo Quartzarênico; compactação
relativa; voçoroca.
INTRODUÇÃO - De acordo com Guerra (2003),
voçoroca pode ser definida como um corte constituído de
uma largura superior a 0,30 m e profundidade maior que
0,60 m, sendo que essa classificação é seguida por
diversos autores (Fernandes, 2011). Complementando
esta linha de raciocínio, tem-se que as erosões por
voçoroca ocorrem na fase mais avançada da erosão,
caracterizando-se pela progressão da profundidade das
ravinas até o lençol freático ou o nível de água do terreno
em questão (IPT, 1991).
Para Carneiro et al. (2014) a erosão acelerada na
forma de voçorocas tem despertado atenção da
comunidade científica, sendo que um grande número de
trabalhos nacionais e internacionais (Augustin & Aranha,
2006) têm destacado os impactos negativos desta erosão
em áreas urbanas e rurais. Carneiro et al. (2014) ainda
comentam que a erosão do solo em ambiente
ecologicamente equilibrado se dá de forma lenta. O
contrário ocorre em ambientes desequilibrados, onde o
processo erosivo dissemina-se, principalmente quando o
solo está sujeito às ações eólica, pluvial e antrópica.
O processo erosivo é complexo e pode ser de difícil
compreensão dependendo da fase em que se encontra
(Fernandes, 2011), por isso, é necessário que haja
informações relativas a características físicas do solo na
presença de voçorocas para que medidas corretivas
possam ser tomadas.
Nesse sentido, a compactação do solo pode ter como
conseqüência a erosão, pois o solo compactado apresenta
redução do tamanho dos poros e aumento da densidade e
resistência à penetração, diminuindo a infiltração de água
no solo e aumentando o escoamento superficial.
No estudo da compactação do solo, a expressão da
relação entre densidade atual do solo e algum estado
padrão ou de compactação máxima define o grau de
compactação ou compactação relativa, que tem sido
utilizado na caracterização da compactação em diferentes
tipos de solo (Carter, 1990; Håkansson, 1990; Lipiec et
al., 1991; Suzuki et al., 2007; Reichert et al., 2009; Suzuki
et al., 2013).
Face ao exposto, o presente trabalho teve como
objetivo mensurar o grau de compactação de áreas com
presença de voçorocas nos municípios de Quaraí, Manoel
Viana e São Francisco de Assis, no Rio Grande do Sul.
MATERIAL E MÉTODOS - O trabalho foi realizado
em junho de 2010 em áreas sob condições de
voçorocamento na região Sudoeste do Estado do Rio
Grande do Sul, mais especificamente nos municípios de
Quaraí, Manoel Viana e São Francisco de Assis. De
acordo com Maluf (2000) a temperatura e a precipitação
média anual da região são, respectivamente, em torno de
17,8°C e 1.388 mm, podendo ocorrer chuvas torrenciais
de mais de 160 mm em 24 horas e geadas de abril a
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novembro.
Foram selecionados seis locais de ocorrência dos
Neossolos Quartzarênicos, com diferentes feições
geomorfológicas. Os locais de amostragem ocorrem em
relevo ondulado à suave ondulado, e as amostras foram
coletadas em áreas sob campo nativo com presença de
voçorocas. O Neossolos Quartzarênicos NQ1 e NQ2
foram coletados em Quaraí, o NQ3 e NQ4 em Manoel
Viana e o NQ5 e NQ6 em São Francisco de Assis.
Em cada ponto de amostragem separou-se os
horizontes do perfil, de acordo com Santos et al. (2005), e
coletaram-se três amostras com estrutura preservada por
horizonte, em cilindros com dimensões de 0,047 m de
diâmetro de 0,030 m de altura.
As amostras foram equilibradas na tensão de 10kPa
em câmaras de pressão de Richards e submetidas ao teste
de compressão uniaxial, com aplicação de cargas
sucessivas e estáticas de 25; 50; 100; 200; 400; 800 e
1600 kPa, no consolidômetro de modelo CNTA-IHM/BR001/07.
A partir dos dados do teste de compressão, o grau de
compactação do solo (GC) (Håkansson, 1990) foi
calculado pela seguinte equação:
GC 
DS
100
DSref
Equação 1
Onde: DS é a densidade atual do solo e DSref é a
densidade do mesmo solo em um estado de referência
obtido em laboratório. O grau de compactação ou
compactação relativa é expresso em porcentagem.
A densidade referência do solo (DSref) foi
considerada como a densidade na carga de 1600 kPa
(Suzuki et al., 2013), após a aplicação de cargas
sucessivas e estáticas de 25; 50; 100; 200; 400; 800 e
1600 kPa no teste de compressão uniaxial (GC1600kPa).
Também considerou-se como DSref a densidade
correspondente a pressão de preconsolidação (GCPPC).
A variação (Δ, %) entre os valores de grau de
compactação GCPPC e GC1600kPa para o mesmo perfil e
horizonte foi calculada.
A partir dos dados obtidos a análise estatística foi
realizada pela análise de variância e teste de médias
utilizando o teste de Tukey considerando 5% de
significância. O delineamento utilizado foi inteiramente
casualizado.
RESULTADOS E DISCUSSÃO – Os valores de
grau de compactação determinados com base na pressão
de preconsolidação (GCPPC) foram elevados, em alguns
casos ultrapassando 98%, indicando que os solos em
estudo têm estrutura pobre para o crescimento das plantas
e de suas raízes devido à compactação (Tabela 1). Com
isso, Souza et al. (2005) afirmam que a resistência de um
solo à penetração de raízes tem relação direta com a
compactação do solo.
Núcleo Regional Sul
Tabela 1. Grau de compactação calculado a partir da
densidade referência do solo obtida na carga de 1600 kPa
(GC1600kPa) e correspondente a pressão de preconsolidação
(GCPPC), e variação () entre estes valores para os
diferentes horizontes (Hoz.) e perfis de Neossolo
Quartzarênico (NQ).
Camada
GC1600kPa GCPPC
Δ
Hoz.
cm
Perfil
%
%
%
Ap
0-20
NQ1 86,45 b 96,69 a 10,51
NQ1 90,65 a 96,93 a 6,28
A
20-65
NQ1 90,76 a 97,31 a 6,55
C1
65-94
C2 94-150 NQ1 90,69 a 96,63 a 5,94
Ap
0-12
NQ2 91,61 ab 97,54 a 5,93
NQ2 92,84 a 98,16 a 5,32
A
12-42
NQ2 90,25 b 96,25 a 6,00
C1
42-85
C2 85-145 NQ2 91,21 ab 96,45 a 5,24
Ap
0-22
NQ3 90,52 b 96,93 a 6,41
NQ3 92,23 a 97,70 a 5,47
A
22-53
NQ3 90,87 ab 96,97 a 6,10
C1
53-93
C2 93-150 NQ3 90,35 b 97,21 a 6,86
A
0-15
NQ4 86,39 a 96,12 b 9,73
NQ4 85,92 a 97,71 a 11,79
C1
15-40
NQ4 82,79 a 96,02 b 13,23
C2
40-72
C3 72-140 NQ4 83,71 a 94,93 b 11,22
A
0-20
NQ5 88,18 c 95,71 a 7,53
NQ5 88,26 c 96,00 a 7,74
C1
20-66
C2 66-100 NQ5 89,67 b 96,14 a 6,47
C3 100-170 NQ5 91,12 a 96,27 a 5,15
A1
0-18
NQ6 88,50 c 96,20 a 7,70
NQ6 91,59 bc 96,79 a 5,20
A2
18-43
NQ6 94,36 ab 98,02 a 3,66
C1
43-60
NQ6 93,17 ab 97,29 a 4,12
C2
60-93
C3 93-125 NQ6 95,10 a 98,17 a 3,07
C4 125-170 NQ6 94,79 ab 97,62 a 2,83
Médias seguidas pela mesma letra na coluna, para o mesmo perfil de
solo, não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de
significância.
Faz sentido estes valores estarem próximos a 100%,
pois a pressão de preconsolidação representa a maior
pressão já sofrida pelo solo, logo, o grau de compactação
calculado a partir da densidade referente à pressão de
preconsolidação demonstra que a compactação está com
seu valor próximo ao máximo que um solo poderia
alcançar (100%) nestas condições.
Para o GC1600kPa, o NQ1 apresentou o menor grau de
compactação no horizonte Ap, diferindo dos demais
horizontes, por outro lado, no NQ 2 e NQ3 o maior grau
de compactação foi obtido no horizonte A, enquanto no
NQ4 não houve diferença significativa entre os
horizontes. Nos perfis NQ5 e NQ6 os menores valores de
grau de compactação foram presentes no horizonte
superficial, que diferiu dos demais (Tabela 1).
Com exceção do NQ4, os demais perfis não
apresentaram diferença significativa do grau de
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compactação entre os horizontes para o GCPPC (Tabela
1). Para o NQ4, o maior grau de compactação foi obtido
no horizonte C1, que diferiu estatisticamente dos demais
horizontes.
O GC1600kPa apresentou menores valores que o GCPPC,
com uma variação entre eles de 2,83 a 11,79% (Tabela
1). Esta diferença mostra que a comparação dos valores
de grau de compactação entre estas metodologias não é
possível, pois os valores são distintos, sendo válida a
comparação de resultados quando as metodologias
apresentarem resultados semelhantes para as mesmas
condições.
Souza et al. (2005) comentam que sistemas de manejo
e o uso do solo acarretam em modificações na densidade
do solo de forma mais impactante em Neossolo
Quartzarênico do que no Latossolo Vermelho, por
exemplo. Consequentemente, é possível afirmar que estes
fatores afetam também o grau de compactação, já que a
densidade do solo é diretamente proporcional à essa
variável. Esta constatação pode explicar os altos valores
encontrados para GC1600kPa e GCPPC.
Locais com climas úmidos, com inverno seco e verão
chuvoso, são mais propícios de serem afetados por
processos erosivos (Fendrich et al., 1991), sendo que a
precipitação pluviométrica é o fator climático de maior
importância no desenvolvimento destes processos
(Fernandes, 2011). Como a região em estudo é propensa a
ter altos valores de precipitação média anual e chuvas
torrenciais, e associado a isso os altos valores de grau de
compactação, pode-se afirmar que estas são áreas com
altos riscos de erosão e, conseqüentemente, o
desenvolvimento de voçorocas, como foi observado
durante as amostragens. Com isso, Augustin & Aranha
(2006) alertam que durante eventos de chuvas com
precipitação elevada, a capacidade erosiva da água no
fundo do canal de uma voçoroca é muito grande, podendo
acarretar em deslizamentos.
CONCLUSÕES – A determinação do grau de
compactação é uma importante ferramenta para a
avaliação da aptidão de um solo para o desenvolvimento
de plantas e erosão. O elevado grau de compactação das
áreas associado a pluviosidade da região em estudo e o
uso e manejo do solo, são fatores importantes para a
formação das voçorocas, exigindo medidas corretivas
para as voçorocas e aplicação de práticas
conservacionistas do solo e que evitem a compactação.
AGRADECIMENTOS – À Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS)
pela concessão da bolsa de mestrado à primeira autora.
REFERÊNCIAS
AUGUSTIN, C.H.R.R.; ARANHA, P.R. A. A ocorrência de
voçorocas em Gouveia, MG: Características e processos
Núcleo Regional Sul
associados. Geonomos, 14:75-86, 2006.
CARNEIRO, V.A.; PAULO, P.O.; MELO, E.M.L. Paisagens
degradadas do município de Palmelo (Goiás): o estudo das
voçorocas via trabalho de campo. GeoTextos, 10:179-207,
2014.
CARTER, M.R. Relative measures of soil bulk density to
characterize compaction in tillage studies on fine sandy loams.
Canadian Journal of Soil Science, 70:425- 433, 1990.
FENDRICH, R.; OBLADEN, N.L.; AISSE, M.M.; GARCIAS,
C.M. Drenagem e controle da erosão urbana. 3.ed. São Paulo:
IBRASA. Curitiba, Ed. Universitária Champagnat, 1991. 442p.
FERNANDES, J.A. Estudo da erodibilidade de solos e rochas
de uma voçoroca em São Valentim, RS. 2011. 127f.
Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Universidade
Federal de Santa Maria, Santa Maria.
GUERRA, A.J.T. Encostas e a questão ambiental. In: CUNHA,
S.B.; GUERRA, A.J.T. (Org.). A questão ambiental-diferentes
abordagens. Rio de Janeiro, Bertland Brasil, 2003. p.191-218.
HÅKANSSON, I. A method for characterizing the state of
compactness of the plough layer. Soil & Tillage Research,
16:105-120, 1990.
IPT. Manual de ocupação de encostas. CUNHA, M.A. (Coord).
São Paulo, IPT, n. 1831, 1991. 216p.
LIPIEC, J.; HÅKANSSON, I.; TARKIEWICZ, S.;
KOSSOWSKI, J. Soil physical proper ties and growth of spring
barley related to the degree of compactness of two soils. Soil &
Tillage Research, 19:307-317, 1991.
MALUF, J. R. T. Nova classificação climática do Estado do
Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia,
8:141-150, 2000.
REICHERT, J.M.; SUZUKI, L.E.A.S.; REINERT, D.J.;
HORN, R.; HÅKANSSON, I. Reference bulk density and
critical degree-of-compactness for no-till crop production in
subtropical highly weathered soils. Soil & Tillage Research,
102:242-254, 2009.
SANTOS, R.D.; LEMOS, R.C.; SANTOS, H.G.; KER, J.C.;
ANJOS, L.H.C. Manual de descrição e coleta de solo no
campo. 5.ed. Viçosa, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo,
2005. 100p.
SOUZA, E.D.; CARNEIRO, M.A.C.; PAULINO, H.B.
Atributos físicos de um Neossolo Quartzarênico e um
Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo.
Pesquisa Agropecuária Brasileira, 40:135-1139, 2005.
SUZUKI, L.E.A.S.; REICHERT, J.M.; R EINERT, D.J. &
LIMA, C.L.R. Grau de compactação, propriedades físicas e
rendimento de culturas em Latossolo e Argissolo. Pesquisa
Agropecuária Brasileira, 42:1159-1167, 2007.
SUZUKI, L.E.A.S.; REICHERT, J.M.; REINERT, D.J. Degree
of compactness, soil physical properties and yield of soybean in
six soils under no-tillage. Soil Research, 51:311-321, 2013.
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