Impacto de técnicas de mobilização na conservação do solo e na produtividade de
milho regado por rampa rotativa num Fluvissolo
INTRODUÇÃO
No sentido de prevenir a erosão do solo, a investigação agrária tem-se voltado
para a chamada Agricultura de Conservação, a qual se propõe alterar o menos
possível a composição, estrutura e biodiversidade do solo e levar ao aumento da
infiltrabilidade e da retenção de água e à redução do escorrimento (Torres et
al., 1999). É já apreciável, a informação existente, em Portugal, que mostra a
viabilidade e as vantagens múltiplas de diversas soluções no âmbito da
designada mobilização de conservação do solo (Carvalho, 2003). Apesar disso, a
divulgação e adopção dessas técnicas por parte do sector agrícola nacional tem
sido muito limitada e lenta. Para contrariar esta tendência surgiu, de entre
vários projectos que abordam a mesma problemática, o projecto AGRO 14
Demonstração e Divulgação de Técnicas de Conservação do Solo e Água em Rega
por Rampa Rotativa, pretendendo este trabalho divulgar alguns dos resultados
finais obtidos, nomeadamente ao nível da eficácia de algumas técnicas de
mobilização do solo no que concerne à humidade, infiltração, escoamento
superficial, perda de solo e produção final numa área regada por rampa
rotativa. Visou-se, igualmente, a utilização da metodologia (CRESP ' Classes de
Risco de Escoamento Superficial Potencial), cuja análise qualitativa do risco
de Escoamento Superficial Potencial (ESP) permite optimizar as opções de
dimensionamento de rampas rotativas e da sua gestão da rega.
MATERIAL E MÉTODOS
Na Herdade de Monte dos Alhos, concelho de Santiago do Cacém, foi, de 2002 a
2004, conduzido um ensaio com o objectivo de estudar diversas técnicas de
conservação do solo e da água numa zona com declive inferior a 0,2 %, sujeita à
cultura de milho para grão (variedade Aliakan, 82000 sementes/ha) e regada por
rampa rotativa. O solo da área experimental foi classificado como um
Aluviossolo Moderno Não Calcários de textura mediana (Cardoso, 1974) ou
Fluvissolo háplico (ISSS-ISRIC-FAO, 1998). As principais características
físicas e hidráulicas encontram-se descritas no Quadro 1. As metodologias
utilizadas na determinação destas características são descritas em Silva et al.
(1975). O baixo teor de argila, associado aos elevados teores em limo e areia
fina e baixo teor de matéria orgânica, torna este solo facilmente susceptível à
formação de crosta, provocando a diminuição drástica dos valores da
condutividade hidráulica saturada (Ks) e propiciando o escoamento superficial
da água.
Quadro 1 'Características físicas e hidrodinâmicas médias do solo estudado
A área útil do ensaio (1,8 ha), localizada entre a 4ª e 5ª torre da rampa
rotativa, na zona com maior intensidade pluviométrica, foi dividida em 6
parcelas (50 x 60 m), onde se instalaram as diferentes modalidades do ensaio.
Os sistemas de mobilização do solo ensaiados foram: a mobilização convencional
com covachos, composta por uma lavoura, gradagem e abertura de covachos
(modalidades A e F); a mobilização convencional, com lavoura e gradagem
(modalidades B e E); e a mobilização reduzida, composta por uma gradagem
cruzada seguida de escarificação (modalidades C e D).
As dotações de rega e o total de água aplicada ao longo dos 3 anos de ensaio
são apresentadas no Quadro 2. As dotações de rega variaram não só com as
disponibilidades de água, mas também com o estudo do impacto da dotação no
escoamento. A rampa rotativa (287 m) apresentava indicações de uma pressão
muito baixa no sistema (3,6 bar à entrada do sistema e 1,8 bar no final do
ramal de aspersores), associada a drops com difusores, originando picos de
precipitação de 100 mm/h e uma redução do diâmetro molhado (9 m). O
coeficiente de uniformidade de Heermann e Hein médio (81,5 %) era indicativo
de uma rega de média qualidade. O coeficiente de uniformidade de Christiansen
(81,2 %), indicava, por sua vez, uma baixa uniformidade circular.
Quadro_2 '
Regas efectuadas entre 2002 e 2004
Dentro de cada uma das 6 modalidades de ensaio foram seleccionados dois locais
experimentais para monitorização: da dotação aplicada em cada local, recolhida
através de udómetros; da humidade do solo às profundidades de 0-20 e 20-40 cm
através de um sistema Time Domain Reflectrometry (TDR); e da produção média
de grão, medida em 4 subáreas com 30 m2(10 m x 3 m). Nas modalidades com
mobilização convencional e mobilização reduzida foram ainda instalados, ao
longo do mesmo sector circular, talhões de escoamento (1,65 m2), com o
objectivo de avaliar os volumes de água escoados e as perdas de solo. Dentro
desses talhões de escoamento foi estabelecido um declive de 5 % para assegurar
que o armazenamento superficial era nulo (Dillon et al., 1972), considerando-
se assim os escoamentos superficiais como potenciais (ESP) ou máximos. Nas
modalidades com covachos não foram medidos os escoamentos superficiais e as
perdas de solo tendo-se constatado no local que, para o declive de 0,2 %
existente no local, esses valores eram reduzidos ou mesmo nulos. Pretendeu-se,
portanto, verificar se as restantes modalidades conseguiriam minimizar aqueles
parâmetros (escoamento e perda de solo) a um nível idêntico ao da mobilização
convencional com covachos
Os valores observados durante os 3 anos do ensaio, relativos à humidade do
solo, escoamento superficial e produções, foram tratados estatisticamente, por
análise de variância. Para a humidade do solo, aquela análise fez-se em
separado para os 0-20 cm e 20-40 cm, por no 2º e 3º ano não haver
correspondência das datas a que se referem as respectivas observações. Os
valores considerados referem-se às médias de 8 amostragens realizadas nas
datas de monitorização. Para o escoamento, os valores considerados foram as
médias de duas observações, realizadas em cada data. Para a produção de milho-
grão, consideram-se as médias das 4 linhas de 10 metros de comprimento
colhidas ao acaso em cada modalidade. Relativamente à perda de solo, apenas
foi realizado uma estimativa anual de cada conjunto de modalidades.
Os ESP medidos no campo foram comparados com os estimados através da
metodologia CRESP (Luz, 2002), que permite a identificação das condições de
risco de ocorrência do ESP, de um modo qualitativo. Em função de Ks,
considerado como o principal factor do solo a afectar a infiltração e o
escoamento superficial (Kincaid, 2002), definem-se 4 classes de risco (I, II,
III, IV). O risco de ESP vai-se acentuando da classe IV, na qual a
infiltrabilidade do solo é boa (Ks superior a 2 cm/h), para a classe I, em que
a infiltrabilidade é considerada muito baixa (Ks inferior a 0,25 cm/h). Para
cada uma destas 4 classes, o risco de ESP é associado à dotação e à taxa máxima
de precipitação da rampa de rega. Estes 2 parâmetros são analisados a 3 níveis
qualitativos: baixo, médio e alto. São assim tomados os valores de referência
de 8, 16 e 24 mm para a dotação, e 30, 65 e 100 mm/h para a taxa de
precipitação. Com estes 3×3 níveis, definem-se 9 condições de aplicação de água
por uma rampa de rega. Considerando as 4 classes de risco, são assim
enquadradas 36 situações de probabilidade de ocorrência de ESP (Figura 1). Em
cada uma delas, foi simulado o ESP com uma solução numérica da equação de
Richards (Smith, 1992). Os valores de Ks variaram entre 0,01 cm/h (solo com
crosta superficial) e 3 cm/h (solo de textura arenosa). Os valores da humidade
inicial variaram entre 50 a 75 % da capacidade utilizável do solo. A taxa de
precipitação da rampa rotativa é alta (100 mm/h). O risco de ESP associado às
36 situações foi enquadrado por uma de 4 hipóteses, designadas por índices de
avaliação do ESP:
A'Sem_escoamento_ou_valores_reduzidos:ESP tende a ser inferior a 15 % da
dotação.
B'_Para_evitar_o_escoamento_é_necessário_existir_armazenamento_superficial:
B1'ESP varia entre 15 a 30 % da dotação. Condições adequadas se existirem
declives baixos (1 a 3 %) ou ainda, declives médios (3 a 5 %) se dotações não
forem altas.
B2' ESP varia de 30 a 50 % da dotação (ou ainda com ESP superior a 50 % se em
valor não absoluto não ultrapassar os 7,5 mm). Condições adequadas se
existirem declives baixos e se dotações não forem altas.
C'_Condições_para_escoamento_excessivo_que_podem_inviabilizar_a_rega_por_rampa
rotativa:ESP tende a ultrapassar 50 % da dotação e os 7,5 mm.
Figura_1 'Classes de risco de escoamento superficial
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Teor de água no solo
No Quadro 3 estão indicados os resultados da análise de variância realizada à
humidade do solo, ao longo dos 3 anos, nos 3 conjuntos de sistemas de
mobilização do solo praticados. Quer a 0-20 cm, quer a 2040 cm, verificaram-se
diferenças altamente significativas (P<0,001) entre as modalidades, no
conjunto dos anos. As modalidades sujeitas a mobilização com covachos
apresentaram ao longo dos anos um valor médio da humidade do solo superior ao
verificado nos restantes modalidades. Na mobilização reduzida a humidade do
solo foi superior ao verificado na mobilização convencional.
Quadro 3 'Valores médios da humidade do solo obtidos ao longo dos 3 anos de
ensaio nos 3 sistemas de mobilização do solo praticados
Escoamento superficial
Os escoamentos superficiais foram quantificados a partir das regas
monitorizadas em cada ano (Quadro_2). Foi calculado o coeficiente de
escoamento (%), dividindo, para cada conjunto de modalidades com sistemas de
mobilizações semelhantes, os volumes médios recolhidos nos talhões de
escoamento pelas dotações aplicadas em cada rega Na Figura 2 apresentam-se os
coeficientes de escoamento superficial médios obtidos em cada ano para os
sistemas de mobilização convencional e reduzida. No conjunto das modalidades
sujeitas a mobilização convencional, os resultados obtidos foram de 46 % (7,8
mm) e de 47 % (4,8 mm), em 2002 e 2003, respectivamente, e de 52 % (7,3 mm) e
de 47 % (4,7 mm), em 2004, conforme foram aplicados 14 ou 10 mm. No conjunto de
modalidades sujeitas a mobilização reduzida, aqueles coeficientes foram de 48
% (8,1 mm) e de 57 % (5,7 mm) para os dois primeiros anos, e de 60 % (8,4 mm) e
de 45 % (4,5 mm) em 2004, conforme foram aplicados 14 ou 10 mm.
Estatisticamente, não se verificou diferença entre os 2 sistemas de mobilização
do solo na prevenção do escoamento superficial.
Figura 2 'Coeficiente de escoamento médio obtido para cada conjunto de
modalidades com o mesmo sistema de mobilização do solo.
Dos resultados de ESP de cada modalidade, individualmente (não agrupando por
sistema de mobilização), descritos no Quadro 4, podem-se destacar os seguintes
pontos: 1) Considerando que o solo em causa (susceptível à formação de crosta
e com infiltrabilidade muito baixa) seria inserido na Classe de Risco I
(Ks<0,25 cm/h), a metodologia CRESP aponta para um índice B2 e C, conforme as
dotações aplicadas são baixas ou médias, ou seja, existem condições favoráveis
ao escoamento superficial, pelo que se recomenda o aumento do armazenamento
superficial.
Quadro 4 'Índices de avaliação de risco, identificados pelo ESP medidos e
previstos, em função das dotações e da taxa de precipitação (100 mm/h).
2) Os dados de campo (total de 16 resultados) mostraram boa correspondência
com os previstos pelos valores tabelados das Classes de Risco, existindo apenas
3 excepções (modalidade B, 2002; modalidade D, 2002; e modalidade E, 2004-14
mm). Essas diferenças são contudo, em valor absoluto ou percentuais, muito
baixas, que poderão ser atribuídos a falhas na amostragem (ex: na modalidade E,
2004-14 mm, registou-se um escoamento de 7,2 mm enquanto que o mínimo da classe
C seria 7,5 mm).
Perda de solo
A perda de solo em cada modalidade foi quantificada a partir das mesmas regas
consideradas para a avaliação do escoamento superficial. Na Figura 3 A),
apresentam-se os resultados dos conjuntos das modalidades sujeitas a
mobilização convencional e mobilização reduzida, ao longo dos 3 anos. Os
resultados obtidos, por rega, foram pouco concordantes. Em 2002, a perda de
solo na mobilização convencional foi de 133 kg/ha, enquanto que na mobilização
reduzida foi cerca de metade (77 kg/ha). Nos anos seguintes, os resultados
revelaram-se contrários aos de 2002. Na mobilização convencional, o
arrastamento de sedimentos situou-se em cerca de 47 e 105 kg/ha, para os anos
de 2003 e 2004, respectivamente, enquanto que na mobilização reduzida, a erosão
do solo em cada rega foi sempre superior, atingindo os 69 e 147 kg/ha, nos
mesmos anos. Ao fim dos 3 anos e no con-junto total das regas, a perda de solo
média por rega, acabou por ser igual nos dois con-juntos de modalidades em
causa (96 kg/ha). De referir que, em 2004, a perda de solo aumentou
consideravelmente. Contudo, com dotações de 10 mm, o arrastamento de sedimentos
diminuiu, em média, 20 % e 13 % para o conjunto de modalidades sujeitas a
mobilização convencional e reduzida, respectivamente, ou seja, a perda de solo
diminuiu com a menor dotação aplicada.
Figura_3 ' A)Avaliação da perda média de solo obtida nos talhões de escoamento
entre 2002 e 2004. B)Estimativa da perda de solo total obtida a partir do
conjunto de regas realizadas e no conjunto de parcelas sujeitas a mobilização
convencional e reduzida.
Na Figura 3 B) estimam-se as perdas totais, calculadas a partir dos valores
médios de cada rega e do total de regas aplicadas. Em 2002, com cerca de metade
das regas efectuadas em relação a 2003, a perda total de solo,
independentemente do sistema de mobilização em causa, foram bastante
semelhantes, variando entre 1800 e 3700 kg/ha. As 27 regas com dotações de 17
mm, efectuadas em 2002, provocaram assim tanta erosão no solo como as 60 regas
de 10 mm efectuadas em 2003. A alternância de regas, em 2004, provocou também
elevada perda de solo (6000 kg/ha), embora o efeito de cada dotação, como já
foi referido, se tenha revelado diferente.
Produção de milho-grão
Na Figura 4 estão representadas as estimativas médias de produção do milho,
para um teor de humidade de 14 %, obtidas para cada sistema de mobilização do
solo e cada ano.
Figura 4 'Produções de milho obtidas nos diferentes conjuntos das modalidades
do ensaio.
Em todos os anos (2002-2004), os maiores rendimentos médios foram obtidos nas
modalidades com covachos (entre 11,7 e 13,7 Mg/ha). As modalidades sujeitas a
mobilização convencional registaram produções médias entre 7,4 e 9,9 Mg/ha,
enquanto que na mobilização reduzida os resultados médios variaram entre 8,0 e
9,6 Mg/ha.
No Quadro 5 apresentam-se os valores médios, para o conjunto dos anos. A
modalidade sujeita a mobilização convencional com covachos apresentou, no
conjunto dos anos, valores de produção significativamente (P<0,05) superiores
aos das outras duas modalidades (12,8 Mg/ha). As modalidades sujeitas a
mobilização convencional e mobilização reduzida não apresentaram diferenças
entre si (cerca de 8,5 Mg/ha). Esta grande diferença nas produções médias é
devida essencialmente à capacidade que os covachos têm, quando bem
construídos, de reter a água aplicada pela rampa rotativa, impedindo-a de
escoar para as zonas de cota inferior no terreno ou para as linhas de água.
Assim, as modalidades com covachos apresentaram sempre uma maior
homogeneidade no aspecto e altura da cultura, enquanto que nas restantes
modalidades, devido essencialmente ao escorrimento de água e apesar das
condições de micro relevo em causa, a altura da cultura foi sempre
heterogénea, dando um aspecto ondulado na paisagem, com maior exuberância das
plantas nas zonas mais baixas e portanto bem abastecidas de água, e plantas de
menor porte, em stress hídrico, nas zonas mais elevadas.
Quadro 5 'Produções médias de milho-grão obtidos nos 3 sistemas mobilização do
solo.
CONCLUSÕES
A mobilização convencional com covachos revelou-se, para as condições de Monte
dos Alhos (tipo de solo, encrostamento, microdeclive, entre outras), como uma
boa solução para a conservação do solo e da água. O escoamento superficial e a
perda de solo observados naquelas parcelas foram nulos. Os teores médios de
água no solo, ao longo dos 3 anos de ensaio, foram significativamente
superiores (P<0,001) aos das outras modalidades, em ambas as profundidades
monitorizadas (0-20 e 20-40 cm). As produções finais de milho-grão foram
superiores a 4 Mg/ha (P<0,05) em relação às modalidades sujeitas às
mobilizações convencional e reduzida, reflectindo bem a importância da
conservação do solo e da água para a sustentabilidade do sistema, bem como para
a rendibilidade da exploração agrícola.
Por outro lado, os valores médios de escoamento superficial foram muito
elevados (>50 %) nas modalidades com mobilização convencional e reduzida, não
se observando quaisquer diferenças entre elas. Também em relação à erosão do
solo estas duas modalidades revelaram-se pouco adequadas, uma vez que as
estimativas realizadas indicam perdas anuais que poderão chegar a 4500-6000
kg/ha, sendo inaceitáveis do ponto de vista ambiental. Estes valores poderão,
contudo, ser atenuados se considerarmos um melhor manuseamento da rampa
rotativa.
A utilização da metodologia CRESP permitiu verificar que os índices de
avaliação de risco de escoamento superficial potencial (ESP), determinados
pelos dados de campo, evidenciaram uma correspondência aceitável com as
previsões baseadas nas classes de risco. Podemos considerar, assim, que as
previsões de escoamento superficial realizadas com a metodologia CRESP poderá
proporcionar a definição de critérios de selecção para as condições de
aplicação de água de uma rampa rotativa, de modo a evitar ou atenuar o ESP.
