pesquisa em conservaÇÃo do solo e Água · escoamento para riachos e rios carreando ... maquinas...
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PESQUISA EM CONSERVAÇÃO DO SOLO E ÁGUA
Jean PG Minella
Grupo de estudos em CONSERVAÇÃO DO SOLO e HIDROSSEDIMENTOLOGIA
“Seminário de Boas Práticas no Uso e Manejo sustentável dos Solos”
Carambeí, 09 de dezembro de 2015
Objetivo central Compreender os mecanismos de geração e transferência de água, solo e nutrientes para recomendar melhores práticas de conservação de solo e de água
O contexto das pesquisas em conservação do solo
Compreender a dinâmica dos processos?
Quantificar a degradação?
Aprimorar as ferramentas que ajudam a descrever os processos.
Estabelecer os elos entre os agricultores e a sociedade.
Quais as imposições do clima? Quais as adaptações necessárias? Quais as componentes hidrológicas nas diferentes escalas? Quais as funções dos solos?
A importância da hidrologia em diferentes escalas
Infiltração
Drenagem profunda
Chuvas intensas?!
Estiagens?
Mudanças climáticas
Armazenamento de água no solo;
Ciclagem de nutrientes;
Controle do escoamento superficial;
Recarga dos aquíferos;
Possibilitar a troca de gases
Melhoria da qualidade dos rios e aquíferos;
Sequestro de carbono;
Habitat de organismos e fonte de recursos genéticos
E, obviamente, a produção de alimentos
Os solos apresentam funções que vão além da produção de alimentos , por exemplo:
A degradação dos solos conduz às sociedades ao colapso. J. Diamond (2007)
Quais as evidências dessa perda de funcionalidade?
Vamos observar uma encosta. Como esse sistema funciona e como podemos interferir?
X
X
Manejo inadequado
Cota máxima
Cota máxima
Cota mínima Cota mínima
Dinâmica dos fluxos de água e solutos no solo, encostas e rios
enchente
seca
Menor amplitude das
vazões ao longo do ano
Manejo adequado
Maior amplitude das
vazões ao longo do ano
Como a hidrologia nos ensina e nos afeta?
Bacia do rio Conceição, com 800km2, localizada no planalto do RS
Durante estiagem Cota ~ 1m
Durante cheia Cota ~ 7m
Nos rios...
Escoamento de estiagem: 8 l/s Sedimentos suspensão: 40 mg/l Tempo de permanência: 95%
Escoamento nas cheias: 1000 l/s Sedimentos em suspensão: 3000 mg/l Tempo de permanência: 1%
Nos riachos...
Bacia Experimental de Arvorezinha, com 120 ha, localizada na encosta do planalto do RS
Como a hidrologia nos ensina e nos afeta?
Tráfego descontrolado
Formação de escoamento
Redução da rugosidade
Uso intenso de pesticidas e fertilizantes
Contaminação
Monocultura
Compactação do solo
Baixa adição de fitomassa ao
solo
Impactos negativos da agricultura
Impactos negativos da agricultura
Início de uma voçoroca
ApB C R
Perda de terra! Quanto custa o 1ha de terra???
Perda de solo, água e nutrientes! Quanto custa todo esse desperdício e dano às lavouras!? E o custo para a produção de energia, para o tratamento da água, para a saúde da população?
Escoamento para riachos e rios carreando pesticidas e nutrientes
Eufrofização Contaminação
Vejam, a água sai limpa da
minha lavoura!!!?
A retomada do conceito de uma agricultura
conservacionista passa pela reflexão dos princípios da conservação de solos
Proteger o solo do impacto das
gotas da chuva
Maximizar a taxa de infiltração de
água no solo
Controlar o volume e a velocidade do
escoamento superficial
Aumentar a estabilidade de
agregados
Negligência na utilização de práticas conservacionistas.
Plantio moro abaixo
Baixa rotação de cultura
Baixa produção de
biomassa
Uso excessivo de agroquímicos
Excessivo tráfegos de maquinas
Abandono de práticas
mecânicas
Princípios da conservação de solos
Proteger o solo do impacto das gotas da chuva
Maximizar a taxa de infiltração de
água no solo
Controlar o volume e a velocidade do
escoamento superficial
Aumentar a estabilidade de
agregados
Cultivo conservacionista ≠ Agricultura Conservacionista
Processos erosivos comandados pela
ausência do controle do escoamento superficial
Processos erosivos localizados no talvegue das
encostas
Monitoramento da erosão na bacia do Rio Conceição
Para facilitar as operações na lavoura: - Ausência de medidas de controle de escoamento - Semeadura morro abaixo morro acima - Destruição de áreas hidrologicamente frágeis
Falhas no Manejo de Gleba:
Grupo de Pesquisa em Monitoramento de Bacias Hidrográficas Rurais – Depto Solos - UFSM
Jean PG Minella, Ana Londero, Dinis Deuchle, Alexandre Schelesner, Fabio Scheider, Claudia Barros, Elizeu Didoné, Rafael Ramon, Paulo Ramon, Madalena Boeni, Gustavo Merten, José Miguel Reichert, Danilo Rheinheimer dos Santos
Objetivos do grupo de pesquisa - Quantificar o impacto da agricultura nos processos erosivos e hidrológicos; - Compreender os fenômenos que levam a degradação do solo e dos recursos hídricos; - Propor medidas conservacionistas de solo e água na escala de bacia hidrográfica.
Resultados na escala de interesse do agricultor Área Experimental de Júlio de Castilhos, RS
Parcelas Efeito das Cultivares e Práticas Vegetativas
Bacias ordem zero
Efeito dos Terraços
Macroparcelas
Efeito Escarificação e
Quantidade Biomassa
A justificativa da pesquisa:
Manejar e controlar as perdas de água, sedimentos e nutrientes em lavouras
Objetivos do Estudo:
Quantificar as perdas de água e sedimento;
Compreender a dinâmica hidrológica e erosiva das encostas
Avaliar o efeito da presença e ausência de práticas de controle do escoamento superficial (terraços) nas perdas de solo e água.
Aprimorar a recomendação de práticas adequadas para a escala de encosta.
Área experimental do estudo Localizada: Júlio de Castilhos, RS Bacias Pareadas com e sem terraço
Universidade Federal de Santa Maria - Departamento de Solos – Jean P G Minella
Primeiros Resultados: Dissertação de Mestrado Ana L Londero PPG Ciência do Solo - UFSM
Efeito dos terraços nas perdas de água e sedimentos
Julho 2014 – atual
Diferentes magnitudes de precipitação e diferentes condições de cobertura do solo
Data P Encosta Vol Qmax C
mm m³ L.s-1 %
23-jul-14 65 ST 300.0 117.0 19.0
CT 78.0 34.3 9.10
2-set-14 65 ST 17.0 3.4 1.07
CT 0.9 0.6 0.06
10-set-14 31 ST 1.5 1.0 0.20
CT 0.8 1.1 0.10
14-set-14 41 ST 101.0 39.4 10.0
CT 3.3 3.0 0.40
30-set-14 45 ST 107.0 14.7 9.80
CT 6.0 1.2 0.60
17-out-14 26 ST 1.1 0.3 0.20
CT 0.4 0.1 0.10
18-out-14 14 ST 2.1 0.2 0.60
CT 0.5 0.1 0.10
Data P Encosta Vol Qmax C
mm m³ L.s-1 %
19-out-14 19 ST 62.2 8.2 13.0
CT 2.1 0.7 0.40
30-out-14 69 ST 3.2 0.6 0.30
CT 0.4 0.0 0.02
03-nov-14 51 ST 144.0 110.0 11.0
CT 14.0 18.4 1.10
1-jan-15 25 ST 98.0 36 16.0
CT 6.6 11.5 0.90
27-jan-15 24 ST 8.0 4 1.30
CT 0.5 0.8 0.10
29-mar-15 31 ST 0.4 0.2 0.06
CT 0.1 0.1 0.02
Data/Hora
05:00:00 09:00:00 13:00:00 17:00:00 21:00:00 01:00:00
Vaz
ão L
.s¹
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Vazão L.s¹ ST
Vazão L.s¹ CT
Setembro de 2014, Precipitação: 45mm
Hidrogramas das bacias com e sem terraço.
Sem terraço Com terraço
Londero, A (2015)
Bacias Volume total escoado
Vazão máxima
Coef. Escoamento
m³ mm (l/s) (%)
Sem Terraço 97 4 14,6 9
Com Terraço 6 0,25 0,4 0,5
Variáveis monitoradas durante o evento anterior, setembro de 2014. Precipitação: 45mm
Londero, A (2015)
Data/Hora
18:00:00 20:00:00 22:00:00 00:00:00 02:00:00
Vaz
ão L
.s¹
0
20
40
60
80
100
120
140 Vazão L.s¹ ST
Vazão L.s¹ CT
Novembro de 2014, Precipitação: 51mm
Hidrogramas das bacias com e sem terraço.
Sem terraço Com terraço
Londero, A (2015)
Mega Volume total escoado
Vazão máxima
Coef. Escoamento
m³ mm (l/s) (%)
Sem Terraço 136 5,6 107 11
Com Terraço 14 0,5 18 1,1
Variáveis monitoradas durante o evento anterior, novembro de 2014. Precipitação: 51mm
Londero, A (2015)
1- O uso do terraçeamento reduziu em quase 90% o volume de escoamento superficial e 80% a vazão máxima. 2- O elevado coeficiente de escoamento indica um desequilíbrio hidrológico. 3 – Os hidrogramas demonstram um comportamento altamente responsivo às chuvas. 4 - A magnitude das vazões indicam alto potencial erosivo. 5 – As perdas de solo ocorrem nos eventos de grande magnitude quando esses coincidem com a baixa cobertura do solo.
Conclusões prévias
Objetivo: Compreender a influência da adição de fitomassa e da escarificação no controle do escoamento superficial.
Estudo na escala de lavoura Rampa retilínea com comprimento de 50m
Problema: Elevado escoamento superficial e processos associados (erosão e
transferência de solutos) em escala de lavoura sob sistema plantio direto.
Condição Boa
5-8 t.ha-1
Condição Ótima
8-12 t.ha-1
Condição atual
2-4 t.ha-1
Macroparcelas de 50x80m 3 Condições de adição de Fitomassa
Não escarificado
Escarificado Não
escarificado
Escarificado Não
escarificado
Escarificado
Dissertação Msc Dinis Deuschele
Condição Boa 5-8 t.ha-1
Condição Ótima 8-12 t.ha-1
Condição atual 2-4 t.ha-1
Escarificadas
2-4 t.ha-1
8-12 t.ha-1
5-8 t.ha-1
Resultados preliminares!!!
Mínimo de 2 anos hidrológicos para a redução das incertezas.
Resultados na escala de Bacia hidrográfica
(interesse da sociedade em geral)
Bacia do Rio Conceição (800km2) Característica da produção de grãos no planalto Meridional
Rio Conceição (800 km2)
Prec. Prod. Sed. P tot C tot N tot
Evento mm toneladas
06-08 jul 2012 84 414 0,6 35 9
19-20 set 2012 125 4.316 11,0 246 39
02-04 out 2012 121 6.896 14,7 426 64
22-24 out 2012 47 859 2,1 52 6
22-26 ago 2013 124 723 1,7 49 8
20-22 set 2013 73 386 1,0 22 3
24-25 out 2013 122 160 0,3 7 1
1) A dinâmica da degradação atualmente é diferente;
2) Interesse da sociedade na conservação do solo e água;
3) O agricultor também é um produtor de água;
Jean P G Minella
Obrigado pela atenção!
55 3220 8916 55 9707 0238 jminella@gmail.com
Finalizando
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