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Universidade Federal de PelotasUniversidade Federal de Pelotas ErosãoErosão do solodo solo Luis Eduardo A.S. SuzukiLuis Eduardo A.S. Suzuki Erosão do solo �Processo de perda de solo �Responsável pelo desgaste e empobrecimento do solo �A erosão ocorre naturalmente e é importante para a formação da paisagem, tornando-se um problema quando ela é acelerada em níveis danosos ao ambiente. Tipos de erosão �Marinha ou costeira �Glacial �Bioerosão �Geológica �Hídrica: causada pela ação da água �Eólica: causada pela ação do vento Erosão marinha ou costeira Erosão glacial Fonte: Marcos Koiti Kondo. Erosão natural ou geológica: é inevitável �se manifesta como uma ocorrência normal dos processos de modificação da crosta terrestre, é reconhecível somente com o decorrer de longos períodos de atividades. �Esses demorados processos são considerados benéficos, pois, com eles foram, pela ação da erosão e das geleiras, formadas inúmeras colinas suaves, planícies extensas e vales férteis. �O mal aparece quando o homem, destrói os anteparos naturais, forçando o processo erosivo e deixando-o agir livremente. Modelo evolutivo da erosão geológica. Fonte: Marcos Koiti Kondo. Fonte: Marcos Koiti Kondo. Erosão eólica Principais fatores que afetam a erosão eólica: �Clima – deve-se levar em consideração as precipitações, o vento, a temperatura, a umidade, viscosidade e densidade do ar. �Solo – Com relação ao solo distinguem-se a textura, estrutura, densidade das partículas, matéria orgânica, a umidade e a rugosidade da superfície. É importante salientar que de todos esses fatores o mais importante é a umidade, pois somente o solo relativamente seco é sujeito a erosão. �Vegetação – considera a altura e a densidade da cobertura vegetal (fatores principais). Erosão eólica �As partículas mais finas são carregadas pelo vento, permanecendo as mais grossas e menos produtivas. �A areia levada pelo vento se amontoa em outros lugares, formando dunas instáveis. �O processo de erosão eólica consiste de três fases distintas envolvendo as partículas do solo: o início do movimento, o transporte e a deposição. Erosão eólica �O movimento das partículas do solo é causado pelas forças do vento exercidas contra a superfície do terreno. O mínimo da velocidade do vento necessária para iniciar o movimento das partículas de solo mais erodíveis (de 0,1 mm de diâmetro) é de cerca de 15 km/h a uma altura de 0,30 m da superfície. �O transporte das partículas é influenciado pelo seu tamanho, velocidade do vento e distância a percorrer. Depois que o movimento é iniciado, elas são conduzidas aos saltos, dependendo do seu tamanho e da turbulência do vento, cuja força as levanta quase verticalmente. �A deposição do sedimento ocorre quando a força da gravidade é maior que a força de sustentação das partículas no ar. As partículas de solo que se movimentam no processo de erosão eólica são depositadas em um novo local quando o vento diminui ou quando as obstruções na superfície alteram a sua turbulência. Erosão eólica Erosão eólica Erosão hídrica A erosão hídrica ocorre em quatro fases distintas: 1a Fase: Impacto As gotas de chuva que golpeiam o solo contribuem para a erosão da seguinte maneira: - desprendem as partículas do solo no local do impacto; - transportam, por salpicamento, as partículas desprendidas; -imprimem energia em forma de turbulência à água da superfície. A água que escorre na superfície de um terreno, principalmente nos minutos iniciais, exerce uma ação transportadora. 2a Fase: Desagregação �A desagregação das partículas de solo da massa do solo ocorre devido à energia cinética contida nas gotas de chuva e no escoamento superficial. �Quando a gota de chuva impacta sobre a superfície do solo, a energia cinética desta gota realiza o trabalho de desagregar o agregado de solo, lançando gotículas de água e fragmentos de solo em todas as direções, num processo chamado de erosão por salpicamento, chegando atingir 0,80 m de altura e até um metro de distância. �Quanto maior o volume das gotas, maior será o impacto e em conseqüência, maior será o volume de partículas minerais e orgânicas soltas. 3a Fase: Transporte �O transporte é o movimento do solo. Na erosão por salpicamento, esta fase ocorre quase simultaneamente com a desagregação. �As partículas transportadas pelo salpicamento poderão cair em um local de onde não poderão mais se mover, ou cair em um local novamente sujeito ao impacto das gotas ou ainda cair diretamente sobre o escoamento superficial, que poderá transportar esta partícula a uma longa distancia antes que seja depositada. �É preciso considerar no transporte o tamanho e a densidade das partículas, a força do agente, a topografia do terreno e a presença de obstáculos (vegetação, pedras, restos vegetais, etc). 3a Fase: Transporte �A capacidade de transportar o sedimento depende da força do agente (energia cinética EC=MV2/2), neste caso a massa de água e a velocidade com que se desloca. �No transporte pela água, as partículas menores (argilas) são levadas em suspensão coloidal, às partículas médias (silte e areia fina), são transportadas em suspensão e as partículas mais grossas (areia grossa, seixos, cascalhos e pedras), são empurradas e roladas. 4a Fase: Deposição �A deposição ou assentamento é a parada do solo desagregado. É o fim da fase de transporte e acontece quando o agente perde a força (velocidade e/ou massa), encontra obstáculos que podem mudar a direção, dividir o seu volume, diminuir a sua velocidade. �A deposição é seletiva por tamanho: _Primeiro se depositam as partículas maiores e mais pesadas _ Posteriormente as partículas finas _ E por ultimo se depositam as partículas mais finas, como a argila. Intensidades de erosão Erosão Acelerada �Processo induzido principalmente pela intervenção humana, causando desequilíbrio nas fases da erosão natural e sedimentação, caracterizando-se por sua rapidez e alto poder de destruição. �Entre as principais destaca-se a erosão hídrica que se subdivide em: erosão laminar, sulcos, ravinas e voçorocas. Erosão laminar �Processo de remoção de uma camada delgada e uniforme de solo superficial, provocada por fluxo hídrico não concentrado, no qual o solo não apresenta incisões significativas nem canais perceptíveis. �A fina lâmina de água que escorre na superfície do solo carrega as partículas desagregadas pelo impacto das gotas. Erosão em sulcos �Pequenas incisões na superfície terrestre em formas de filetes muito rasos, representando áreas em que a erosão laminar é mais intensa. �A erosão em sulcos caracteriza-se pela formação de canais sinuosos. �Esse tipo de erosão resulta da concentração da enxurrada em alguns pontos do terreno, em função de pequenas irregularidades na declividade, que atinge volume e velocidade suficientes para formar riscos mais ou menos profundos. �Na sua fase inicial os sulcos podem ser desfeitos com as operações normais de preparo do solo, mas em estádio mais adiantado, porém, podem tingir tal profundidade que interrompem o trabalho de máquinas. Erosão em ravinas �São formas erosivas resultantes do aprofundamento dos sulcos devido ao fluxo concentrado de águas pluviais. Voçorocas �Erosão em sulcos de maiores proporções. �A desagregação no inicio do sulco (cabeceira) é causada principalmente pelo fluxo concentrado de água. As laterais também podem sofrer desabamentos para dentro do canal, onde o solo e subsolo vão ser transportados pelo fluxo concentrado. �Quando a fonte de água é permanente, esta voçoroca pode se transformar em uma sanga, arroio ou mesmo um rio, passando a fazer parte da rede dedrenagem da bacia hidrográfica. Voçorocas �Outro processo natural de formação de voçorocas é quando as águas se infiltram no perfil e encontram uma camada impermeável (horizonte Bt), a qual não pode transpor. �Nesse caso, a água desloca-se lateralmente sobre esta camada, formando um túnel subterrâneo e aflorando na encosta, formando sulcos ou valas que aumentam gradativamente. �Um contínuo processo de desbarrancamento, o qual pode propiciar o surgimento quase repentino de uma voçoroca se o solo sobre o túnel subterrâneo perder sua sustentação e desbarrancar para dentro do túnel (solapamento). EQUAÇÃO UNIVERSAL DE PERDA DE SOLO (EUPS) (Wischmeier e Smith, 1978) Modelo derivado a partir de dados empíricos, o qual foi desenvolvido para predizer valores médios de perdas de solo por arraste em áreas específicas e sob condições de uso do solo e práticas de gerenciamento definidas. A = R K LS C P R: erosividade da chuva; K: erodibilidade do solo; L: encosta/comprimento de rampa; S: declividade; C: cobertura do solo; P: práticas conservacionistas. Fatores que afetam a erosão hídrica Chuva: Há uma associação entre a quantidade de chuva e a quantidade de solo arrastado. �A chuva é o elemento do clima mais importante no processo da erosão. �Atua primeiro na fase de impacto das gotas de água contra o solo, desagregando suas partículas. Quando forma a enxurrada, esta, além de também desagregar o solo, arrasta o material desprendido consigo. Componentes da precipitação a serem considerados: Quantidade: quanto maior o volume de chuva, mais água poderá escoar e maior será a erosão. Duração: a combinação entre a duração e a quantidade caída determina a intensidade da chuva (quantidade de chuva que cai em um determinado tempo) Frequência: refere-se ao intervalo de tempo ou, de quanto em quanto tempo um dado evento de chuva se repete. Fatores que afetam a erosão hídrica Solo: os atributos do solo que influenciam sua erodibilidade (maior ou menor facilidade em que o solo pode ser erodido pela água) são aquelas que: �Afetam a velocidade de infiltração, permeabilidade e capacidade total de armazenamento de água �Resistem às forças de dispersão, salpico, abrasão e transporte pela chuva e escoamento. Atributos do solo que mais se correlacionam com a erosão: textura, estrutura, permeabilidade e matéria orgânica. Fatores que afetam a erosão hídrica Relevo: Está relacionado com a declividade e o comprimento da rampa, todavia, a forma da encosta é outro fator que também exerce influência na erosão. �Declividade (porcentagem ou grau de inclinação): quanto mais inclinado o terreno, maior a velocidade e a força de transporte da enxurrada (maior erosão) �Comprimento da rampa: quanto maior o comprimento da rampa, maior a erosão pois o espaço percorrido pela água da chuva é mais longo, aumentando sua velocidade e massa e, consequentemente, poder de desagregar e transportar o solo. Comprimento de rampa perda Média 1 o 2o 3o 4o 25 metros 25 metros 25 metros 25 metros 25 13,9 13,9 - - - 50 19,9 13,9 25,9 - - 75 26,2 13,9 25,9 38,8 - 100 32,5 13,9 25,9 38,8 51,4 Efeito do comprimento de rampa nas perdas de solo, em toneladas por hectare. Fonte: Bertoni e Lombardi Neto, 1999. Fatores que afetam a erosão hídrica Relevo: Forma da encosta: quando a encosta apresenta formação côncava, tem a tendência de favorecer a erosão mais localizada, em sulcos e voçorocas, pela convergênia do escoamento superficial para sua área central. Encostas de forma convexa promovem a divergência da enxurrada, favorecendo a erosão laminar. Declives convergentes (côncavos) � erosionais/deposicionais Declives divergentes (convexos) � erosionais Fatores que afetam a erosão hídrica Vegetação: Quanto mais exposto o solo, mais sujeito à erosão Quanto mais coberto ou vegetado o solo, maior sua proteção e menor erosão. A proteção que a vegetação dá ao solo ocorre em 3 níveis: �Amortece o impacto das gotas de água ao nível das folhas e galho (copa) �Amortece a queda das gotas ao nível do solo, reduzindo seu impacto. Dificulta o escoamento da água através da cobertura morta depositada na superfície do solo �Agrega o solo, dificultando seu arraste e forçando a infiltração de água, em decorrência da presença de raízes. Tipo de uso Perdas Solo (t/ha) Água (% chuva) Mata 0,004 0,7 Pastagem 0,4 0,7 Cafezal 0,9 1,1 Algodoal 26,6 7,2 Efeito da cobertura do solo sobre as perdas por erosão. Médias ponderadas para 3 tipos de solo do estado e São Paulo. Fonte: Bertoni e Lombardi Neto, 1999. Fatores que afetam a erosão hídrica Manejo: Quanto mais se movimenta o solo pela aração, gradagem, escarificação, capinas, etc, mais ele fica solto, sem cobertura vegetal e desprotegido, e mais sujeito à erosão. Perdas acumuladas de solo e perdas acumuladas de água pelo uso de arado de discos e grade pesada seguida de grade niveladora em comparação com o plantio direto (fonte: Saturnino, H. e Freitas, P.L. Simpósio Brasileiro da Agroindústria) Perdas médias de solos por erosão sob chuva natural em 3 formas de manejo da palhada de trigo e soja em diferentes períodos. Tratamentos Perdas de solo em /ha/ano agrícola 1976/77 1977/78 1978/79 1979/80 Média Preparo convencional queima da palha 15,2 7,2 1,3 27,5 12,8 Preparo convencional incoporação da palha 3,8 4,2 0,7 3,7 3,7 Plantio direto 1,5 0,8 0,4 1,7 1,1 Preparo convencional: 1 lavração + 2 gradagens Fonte: Relatório técnico annual do centro nacional de pesquisa de trigo, 1982. Tabela 2. Perdas de solo e água no plantio convencional e direto na cultura do milho em dois locais do Estado de São Paulo Sistemas de manejo Chuva total Perdas de solo Perdas de água mm t/ha mm Campinas P. Convencional 1.347 3,11 35,75 P. Direto 1.347 2,5 35,85 Pindorama P. Convencional 1.139 40,94 143,68 P. Direto 1.139 13,39 95,80 Bertoni & Lombardi Neto, 1990 Comparação de perdas de solo e água no plantio direto e no plantio convencional. Fonte: de Maria (1991) – Resumo de trinta experimentos no Brasil. Quanto tempo é necessário para formar um solo? 1 cm de solo = 100 a 400 anos Considerando Área: 1 ha = 10.000 m-2 Profundidade: 1 cm = 0,01 m Ds: 1,5 Mg m-3 Taxa de formação do solo: 1,5 t/ha/ano Práticas que contribuem para intensificar o processo erosivo �Preparo intensivo do solo �Monocultura �Plantio de culturas pouco protetoras do solo �Plantio “morro abaixo” �Queima dos restos culturais �Pastoreio excessivo �Inobservância da capacidade de uso ou aptidão agrícola da terra �Manutenção do solo desprovido de cobertura vegetal �Cultivos em terrenos declivosos sem práticas conservacionistas Consequências da erosão �Empobrecimento do solo pela perda de nutrientes e matéria orgânica �Perda do solo �Contaminação dos recursos hídricos Práticas para manter a erosão em níveis aceitáveis �Usar o solo de acordo com sua capacidade de uso e aptidão agrícola, ou seja, usá-lo de acordo com o tipo e o grau de utilização que ele suporta �Uso de práticas que ajudam a controlar a erosão: Edáficas: forma de cultivo do solo é modificada, promovendo controle da erosão, manutenção ou melhoria da fertilidade do solo Vegetativas: proteção do solo usando a própria vegetação Mecânicas: uso de estruturas artificiais, construídas pelo homem, através de movimentação adequada de porções de solo Essas práticas podem ser utilizadas isoladamente ou em conjunto Práticas para manter a erosão em níveis aceitáveis Práticas edáficas �Seleção de áreas de cultivo de acordo com sua capacidade de uso, ou seja, plantio de acordo com que o solo pode suportar �Controle do fogo �Adubação química �Adubaçãoorgânica �Calagem Práticas para manter a erosão em níveis aceitáveis Práticas vegetativas �Florestamento e reflorestamento �Plantas de cobertura �Culturas em faixas �Cordões de vegetação permanente ou faixas de retenção �Alternância de capinas �Roçagem do mato �Cobertura morta ou mulch �Quebra-ventos Práticas para manter a erosão em níveis aceitáveis Práticas mecânicas �Distribuição racional dos caminhos �Preparo e plantio em contorno �Sulcos e camalhões em pastagem �Mulching vertical �Bacias de captação de águas pluviais provenientes de estradas �Terraceamento Terraceamento �Prática mecânica de conservação do solo destinada ao controle da erosão hídrica. �Terraço é um conjunto formado pela combinação de um canal (valeta) e de um camalhão (monte de terra ou dique), construído a intervalos dimensionados, no sentido transversal ao declive, ou seja, construídos em nível ou com pequeno gradiente. �Os terraços têm a finalidade de reter e infiltrar, ou escoar lentamente, as águas provenientes da parcela do lançante imediatamente superior, de forma a minimizar o poder erosivo das enxurradas cortando o declive. �O terraço permite a contenção de enxurradas, forçando a absorção da água da chuva pelo solo, ou a drenagem lenta e segura do excesso de água. �O uso do terraceamento é recomendado para declives superiores a 3%, comprimentos de rampa maiores que 100 metros e topografia regular. Terraços pré-colombianos nos Andes Bacias de capitação de água de estradas vicinais de terra. Projeto MÃE D’ÁGUA DE ITABIRA-MG P r o j e t o M à E D ’ Á G U A D E I T A B I R A - M G
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