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Rondônia, espaço de grandes transformações

Velocidade de infiltração em área pastagem degradada e floresta natural no município de Porto Velho (RO)

Vitesse d'infiltration dans la zone de pâturages dégradés et de forêt naturelle de la commune de Porto Velho (RO)
Infiltration speed in degraded pasture area and natural forest in the municipality of Porto Velho (RO)
Eliomar Pereira da Silva Filho

Résumés

Au cours des dernières décennies de vastes étendues de pâturages ont été abandonnés en Amazonie en raison de la dégradation de ses sols. Cette étude a évalué le taux d'infiltration, dans de sols dystrophiques (LAD) et un Ultisol rouge dystrophique plinthiques (PVAD) dans les pâturages ayant eu 20 années d'utilisation continue et la forêt naturelle situées sur les mêmes taches du sol. Ont été considérés pour l'analyse de l'infiltration dans le pâturage les effets associés au compactage provoqué par le piétinement du bétail, en contraste avec les résultats obtenus dans une zone de forêt. Le travail a été réalisé dans le domaine expérimental de l'Embrapa à Porto Velho (RO), en vérifiant les variations du taux d'infiltration verticale de l'eau dans le sol, en utilisant un infiltromètre à anneau concentrique et le modèle de l'équation de Horton pour le taux d'infiltration. Nous avons évalué trois points dans chaque environnement - forestier et des pâturages - dans les deux sols considérés. Les valeurs se sont révélées être 3-4 fois plus rapide dans la forêt par rapport au contenu du pâturage pour PVAD et jusqu'à 100 fois pour Lad.

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Texte intégral

1As áreas de pastagens que sofrem compactação por pisoteio animal, tendem a diminuir a sua capacidade de infiltração da água no solo com o tempo de uso e o manejo inadequado dos mesmos. O aumento do rebanho bovino e a expansão das pastagens degradadas na região Amazônica e Rondônia em particular, promovem um ciclo de novos desmatamentos em áreas de florestas que serão transformadas em pastagens, como salienta os trabalhos de FEARNSIDE (2004) e OLIVEIRA et al. (2008). Em Rondônia, as áreas degradadas podem chegar a 2,4 milhões de hectares segundo estimativas de SOARES et al. (2003). A medida da taxa de infiltração da água no solo é considerada um bom indicativo da verificação de parâmetro da qualidade física do mesmo.

2Os trabalhos de MAPA (1995), WHITE (1985) e DIEBOLD (1954) enfatizam que a medição da capacidade de infiltração de água no solo é um bom indicador para se verificar processos de compactação existente numa área, e consequentemente da eficiência do manejo dos solos ali utilizado. A medição pode indicar ou não a existência de impedimento no processo de infiltração de águas oriundo da compactação em horizontes mais superficiais do solo. YOUNG & VOORHEES (1982), afirmam que a compactação pode influenciar na erosão dos solos pela alteração de sua estrutura afetando a taxa de infiltração da água, e outras variáveis relacionadas com os processos erosivos.

3A infiltração, sem impedimentos que retardem ou impeçam seu processo normal de passagem pelo solo, retrata uma boa condição da distribuição da água no perfil, contribuindo na manutenção da condição de umidade do solo em níveis acima do ponto de murcha permanente e em subsuperfície na manutenção do lençol freático. A melhor condição de manejo dos solos, de forma a manter um equilíbrio suas propriedades hídricas, é um dos principais fatores na eficiência dessa condição evitando-se diferentes problemas de ordem física nos solos. São inúmeros os métodos de se avaliar a capacidade de infiltração, POTT (2001), SILVA (2003), SIMÕES (2005), Silva Filho (2009), sendo que a escolha e uso do método mais apropriado para medição deve levar em conta as condições naturais encontradas nos solos.

  • 1 Dados extraídos da Tese de Doutorado do autor, no PPG em Geociências e Meio Ambiente do Instituto d (...)

4O presente trabalho1 teve por objetivo comparar a velocidade de infiltração em duas áreas de pastagens compactadas pelo pisoteio animal por 20 anos em relação as áreas de floresta natural, considerando a mesmas manchas de solo, classificadas como: Latossolo Amarelo Distrófico e Argissolo Vermelho Amarelo Distrófico plíntico.

Localização e características fisiográficas

5O trabalho foi conduzido na Embrapa-RO, em Porto Velho (CPAF-RO), entre as coordenadas geográficas 8º 53`20`` de latitude sul e 63º 06`40`` de longitude Oeste de Gew. Cujo clima, é classificado como Aw, Tropical chuvoso com estação relativamente seca durante o ano com temperaturas médias de 25,5 ºC, segundo Gama (2007). A área de estudo segundo ADAMY & ROMANINI (1990), pertence à unidade litoestratigráfica formação Jaciparaná (antiga Slimões), que constitui-se de um pacote sedimentar com variações de espessura, apresentando litótipos formados por pediplanos antigos compostos de argila, silte e areias heterogêneas, incipientemente consolidados, individualizáveis ou não (fácies colúvio aluvial), formada por superfícies planas ou levemente inclinada, com encostas suaves em todas as direções, Pediplanos antigos, Tercio-quaternários, compostos por argila, silte e areia heterogênea definidas por SCANDOLARA (1990), como coberturas sedimentares Indiferenciadas. Geomorfologicamente a área situa-se em unidade denudacional, caracterizada por superfície de aplanamento com altitude inferior a 200m, com dissecação média e nenhuma ou esporádica presença de inselbergs. Desenvolvida sobre rochas do embasamento cristalino pré-cambriano encontra-se coberta parcialmente por coberturas sedimentares indiferenciadas, incluindo depósitos aluviais, coluviais e linhas de pedras, KUX et al. (1979) e MELO et al. (1978).

Materiais e métodos

6As manchas de solos, onde se realizaram as medições de infiltração foram classificadas como: Latossolo Amarelo Distrófico típico, textura argilosa, álico (LAd) e Argissolo Vermelho Amarelo Distrófico plíntico, textura argilosa, A moderado, álico (PVAd), segundo EMBRAPA (2006), em pastagens degradadas com 20 anos de pastejo, cujas manchas contínuas dos solos integram-se no contexto pasto – floresta natural. As medições da infiltração ocorreram entre abril e maio de 2006, sendo realizada três medições distintas de infiltração em áreas de pastagem degradada e floresta, obedecendo a disposição dos pontos 1, 2, e 3 em linha contínua com aproximadamente 9m entre os mesmos. Foi usado o infiltrômetro de anel conforme descrito por REICHARDT, (1987), onde a velocidade de infiltração é definida pela equação:

7A integral de Vi é função do tempo e da quantidade de água acumulada que infiltrou. As leituras em campo foram realizadas durante 300 minutos (5 horas), conforme proposta modificada de CAUDURO E DORFMAN (1986), determinando-se o modelo de regressão não linear para as curvas de infiltração estabelecidas considerando proposta do Grupo de Recursos Hídricos (GRH) – UFBA, (2005), com base na equação da taxa de infiltração instantânea de HORTON (1940), definida como: ƒ= ƒc + (ƒ0 – ƒc)℮-kt onde k = ( ƒ0 – ƒc) / Fc , onde : t = tempo decorrido desde a saturação superficial do solo, ƒ = capacidade de infiltração no tempo t, ƒ0 = capacidade de infiltração inicial, ƒc = capacidade de infiltração final e FC = área da curva da infiltração.

8A porosidade total foi calculada de acordo com a expressão proposta pelo método 1.13 da EMBRAPA/SNLCS (1979). A densidade aparente foi determinada de acordo com procedimento definido por Miller (1966) e Kiehl (1979), foram aplicados testes estatísticos referentes à análise descritiva, Tukey com significância (p< 0,05), para verificação de diferenças entre os ambientes pasto e floresta com uso do Programa livre R, da UFV, obtidos em: www.dpi.ufv.br/~peternelli.

Resultados e discussão

9Segundo REICHARDT (1987), depois de certo tempo, que é diferente para solos diferentes, a velocidade de infiltração se estabiliza assumindo um valor constante, denominado infiltração básica (K0). A velocidade de infiltração básica (VIB) é conhecida, de acordo com BERNARDO (1989), como o valor constante que a velocidade de infiltração atinge com o passar do tempo. As medições devem ser quantificadas por métodos simples e adequadas às condições naturais em que se encontra o solo, considerando entre estas condições a infiltração e a redistribuição da água, CARVALLO (2000).

10Os valores médios da VIB nos 3 pontos da área de pastagem do Latossolo Amarelo, foram respectivamente 3,04; 1,86 e 2,34cm/h; enquanto na área de floresta natural os valores observados foram de 29,98; 28,98 e 38,79 cm/h, ou seja, o meio não compactado pelo pisoteamento do gado, a floresta de L A, obteve valores médios da VIB entre 9 a 20 vezes maiores que os observados na pastagem.

11Considerando o menor valor da VIB para o Latossolo Amarelo em pastagem (0,3 cm/h) e o maior valor para a floresta (30,0cm/h), teremos uma diferença para infiltração básica na floresta, 100 vezes maior que na pastagem. Esta mesma relação diminui para 15 vezes quando analisamos os valores da VIB em seus diferentes pontos extremos na área de pastagem e de floresta do Argissolo Vermelho Amarelo Álico Plíntico, sendo estes valores respectivamente 1 e 14,99 cm/h.

12No Gráfico 1, ficou evidenciado que aproximadamente a partir dos 240 minutos de medição, iniciou-se um processo de estabilização contínua da infiltração, formando os valores finais da VIB para os dois ambientes no LAd. Em pastagem os valores correspondentes a VIB tendem a uma redução, cujos índices de infiltração se aproximam de zero, com valores de 0,3; 0,4 e 0,5 cm/h, para cada ponto analisado, caracterizando a influência do pisoteio animal.

13A curva de infiltração em floresta do LAd iniciou com valores de 100 cm/h, e após 300 minutos estabiliza-se com valores entre 20 e 40 cm/h, estes valores finais em floresta equivalem aos índices iniciais da pastagem, comprovando as melhores condições de infiltração em ambientes florestais e evidenciando o grau de compactação que o LAd apresenta após 20 anos de pastejo.

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Gráfico 1 - Teste de Infiltração e equações no LAd em Área de Pastagem e Floresta

Gráfico 1 - Teste de Infiltração e equações no LAd em Área de Pastagem e Floresta

15Os valores da velocidade de infiltração, apresentados para a pastagem do Argissolo (PVAd), foram mais altos em média de 3 vezes do que os valores de pastagem encontrados no Latossolo Amarelo, sendo inferiores quanto aos resultados da VIB em área de floresta do mesmo Argissolo. Quando analisado o Gráfico 2, pôde-se notar que os valores de infiltração em pastagem e floresta do PVAd não possuem grandes diferenças como as apresentadas no LAd, este fato pode estar associado a menor magnitude na diferença da geometria dos poros, uma vez em solos argilosos a condutividade hidráulica é menor.

16O Gráfico 2, relativos ao PVAd, evidencia um comportamento similar aos do LAd, principalmente na área de pastagem com estabilização da velocidade de infiltração a partir dos 240 minutos. Os valores da velocidade inicial de infiltração em área de floresta do PVAd foram inferiores aos do LAd, sendo que o início da estabilização da curva da VIB, (Gráfico 2) ocorreu entre 210 e 240 minutos, pouco antes do observado para o LAd (Gráfico 1). Mesmo sendo florestados os dois ambientes, no PVAd ocorre um horizonte B textural, que diminuiu consideravelmente a velocidade de infiltração.

17O comportamento das curvas do Argissolo Vermelho Amarelo Distrófico plíntico em área de floresta (Gráfico 2), assemelha-se mais ao modelo de curvas de solos arenosos, proposto em REICHARDT (1987), não sendo no entanto, caracterizado perfeitamente. Esta semelhança possivelmente deve estar associada à diversificação da textura do solo PVAd em floresta, considerando a existência de uma variação de 12% das amostras granulométricas e que foram classificadas como argilo-siltosa e não argilosa como as demais.

18Observamos nos testes de infiltração que no tempo inicial do processo ocorre a saturação da camada superior do solo e altos valores de potencial mátrico, a partir do ponto de inflexão da curva, a frente de umidade comporta-se mais uniformemente com mais baixa velocidade, pequenas paradas e continuidade tênues, fazendo com que a taxa de infiltração diminua e seja mais constante. De acordo com COLLIS-GEORGE & LAL, (1971) a diminuição da velocidade de infiltração pode estar relacionada entre outros fatores à diminuição do gradiente do potencial hidráulico à medida que a água penetra no solo, além da dispersão das partículas individuais e sua deposição nos poros do solo, que passam a obstruir parcial ou totalmente a passagem de água.

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Gráfico 2 - Teste de Infiltração e Equações no PVAd em Área de Pastagem e Floresta

Gráfico 2 - Teste de Infiltração e Equações no PVAd em Área de Pastagem e Floresta

20Os gráficos apresentados anteriormente indicaram que ocorrem valores mais altos de infiltração nas primeiras duas horas iniciais dos ensaios, decrescendo com a velocidade correspondente às características físicas de cada área, e caracterizam-se pela suavização das curvas de infiltração, que tendem a uma determinada constância a partir dos 240 minutos de infiltração, com exceção do Argissolo Vermelho Amarelo Distrófico plíntico em floresta que tende a estabilização das curvas entre os 210 e 240 minutos.

21Os valores da VIB encontrados em área de floresta para ambos os solos, comparativamente aos obtidos em pastagem compactada, foram classificados como muito alto segundo REICHARDT (1987). Ao observarmos o uso da mesma metodologia de anéis concêntricos, o trabalho efetuado por CASTRO et al. (1987) para determinação da VIB em um Latossolo Vermelho - Escuro sob diferentes sistemas de manejos como áreas de plantio direto, com o uso de escarificador no solo e plantio convencional, mostrou valores de estabilização da curva de infiltração entre 35 até 50 cm/h. Estes valores, obtidos pelo autor em áreas de uso agrícola, foram iguais e mais altos do que os detectados neste estudo para a área de floresta de Latossolo Amarelo Distrófico, como indica o Gráfico 1.

22Os resultados obtidos da densidade aparente entre 0 a 40 cm de profundidade, nas áreas de florestas, para os dois solos, não apresentaram diferenças significativas entre si, conforme o teste de Tukey a 95%. Contudo os resultados da velocidade média de infiltração básica demonstraram diferenças entre as duas áreas de florestas, sendo que o Latossolo Amarelo nos três pontos analisados obteve valores mais altos de VIB média com 29,6; 28,9 e 38,8 cm/h, comparados aos do Argissolo Vermelho Amarelo Álico Plíntico com 18,6; 15,0 e 13,7 cm/h.

23A relação com a porosidade, nos dois ambientes de floresta, não apresentaram diferenças significativas (Tukey 95%), sendo a classificação textural dos dois solos definidas como argilosas, apresentando algumas variações (argilo-siltosa). No caso da areia total, esta é maior em média 7% no Latossolo em relação ao Argissolo, que por sua vez é superior de 6 a 8% em silte que o Latossolo Amarelo. Estas variações texturais, registradas em algumas amostras, podem contribuir em parte para a diferenciação dos resultados da VIB entre os dois solos em área florestal. Deve-se considerar que os Latossolos, normalmente, são solos friáveis com boa permeabilidade, associada a sua estrutura granular.

24A homogeneidade dos resultados obtidos para a densidade aparente e porosidade total em área de floresta, respectivamente de 1,14 g/cm3 / 51,5% para o Latossolo Amarelo e 1,12 g/cm3 / 52,8%, para o Argissolo Vermelho Amarelo Plintico não determinam variações que diferenciem os índices de velocidade de infiltração média observada, cujos resultados apresentam diferenças até duas vezes mais altos nos valores médios da VIB do Latossolo Amarelo em relação ao Argissolo Vermelho Amarelo Distrófico plíntico.

25SANTOS (2001), afirma que a maior capacidade de infiltração do solo pode estar condicionada à presença de furos, canalículos, tufos de vegetação e ninhos de formigueiros, e ao concluir diz que a concentração destes fatores tornou a alta vertente por ele estudada como a área de maior capacidade de infiltração. BASILE et al. (2003), fez considerações importantes sobre os macroporos biogênicos e sua eficácia na permeabilidade dos solos florestais. CASTRO JUNIOR (1991), avaliou a fauna endopedônica na estruturação física do solo e na influência desta sobre a hidrologia de superfície. Em COELHO NETTO (1985), comenta entre outros fatores, o papel da serrapilheira no piso florestal atuando na diminuição da erosão de superfície, evitando o selamento e contribuindo para melhor capacidade de infiltração da água no solo.

26As taxas mais altas da velocidade de infiltração média observadas foram nos três pontos localizados na floresta de Latossolo Amarelo, conforme o Gráfico 1, com velocidades médias de 29,6; 28,9 e 38,8 cm/h, enquanto que as taxas mais baixas correspondem à área de pastagem do mesmo Latossolo Amarelo, exposta também no Gráfico 1, com velocidades médias de 3,04; 1,86 e 2,34 cm/h caracterizando a compactação não só pelo pisoteio do gado e aumento da densidade, como pelos valores de infiltração obtidos, inferiores a 9 cm/h que segundo BLANCANEUX et al. (1995), identificariam solos sob pastagens compactadas.

27O gráfico de velocidade de infiltração para os pontos localizados no PVAp em área de floresta, mostrou valores inferiores e mais homogêneos que os do L A, sendo os mesmos de 18,6; 15,0 e 13,7 cm/h. Na pastagem de PVAp, as taxas de infiltração média possuem pouca dispersão entre seus valores, com índices de 4,5; 5,7 e 4,7 cm/h, caracterizando área de compactação.

Conclusões

28 Os índices da velocidade de infiltração indicaram como área mais crítica aos efeitos da compactação no solo, a pastagem do LAd. Nas áreas de florestas as velocidades de infiltração foram fortemente influenciadas por outros parâmetros além da densidade, da porosidade e da umidade do solo. O papel das raízes, dos canalículos de raízes apodrecidas, em diversas direções no interior do solo, a pedofauna existente principalmente com atuação das formigas, cupins e minhocas, criaram uma situação heterogênea de valores de infiltração da água no solo com aumento dessa capacidade em áreas de floresta, nas quais os níveis médios de velocidade de infiltração básica (VIB) variaram entre 10 a 20 vezes os valores de pastagem do mesmo LAd. Sendo que os valores absolutos extremos da VIB entre áreas de pastagens do LAd em relação a do PVAd, atingiram diferenças de até 100 vezes, como no caso da área de pastagem do LAd (0,3 cm/h) em relação a do PVAd (30 cm/h).

29Os valores da VIB em pastagem de PVAd foram em média de 3 a 4 vezes mais rápidos que no mesmo ambiente em Latossolo. Estes valores menores da VIB no LAd estão associados aos maiores índices de densidade registrados nesta pastagem, confirmando a compactação aí existente. No PVAd o efeito da pouca utilização da pastagem nos últimos 3 anos, com a formação de uma capoeira rala e maior índice de matéria orgânica no solo, devem ter contribuído para melhora da condição estrutural do mesmo, com melhoria de sua capacidade de infiltração em relação ao LAd. Os valores de VIB média nas áreas de pastagem de Latossolo como de Argissolo, foram inferiores a 9 cm/h, indicando uma condição de solos compactados por pisoteio animal.

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Bibliographie

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Notes

1 Dados extraídos da Tese de Doutorado do autor, no PPG em Geociências e Meio Ambiente do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da UNESP/Rio Claro

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Table des illustrations

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Titre Gráfico 1 - Teste de Infiltração e equações no LAd em Área de Pastagem e Floresta
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Titre Gráfico 2 - Teste de Infiltração e Equações no PVAd em Área de Pastagem e Floresta
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Pour citer cet article

Référence électronique

Eliomar Pereira da Silva Filho, « Velocidade de infiltração em área pastagem degradada e floresta natural no município de Porto Velho (RO) », Confins [En ligne], 29 | 2016, mis en ligne le 16 décembre 2016, consulté le 22 février 2017. URL : http://confins.revues.org/11635 ; DOI : 10.4000/confins.11635

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Auteur

Eliomar Pereira da Silva Filho

Professor na Universidade Federal de Rondônia, eliomarfilho@uol.com.br

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