Os processos de erosão e de infiltração de água
Rolf DerpschEngenheiro-agrônomo, M.Sc, Consultor em Sistema Plantio Direto, Assunção, ParaguaiE-mail: rolf.derpsch@tigo.com.py
A erosão de solos é causada pela água que não infiltra no perfil e escorre pela superfície para fora da lavoura. É frustrante saber que os processos de erosão e de infiltração de água são pouco conhecidos ou compreendidos por agricultores, mas também por assistentes técnicos e por pesquisadores. Fotografias mostrando o impacto de gotas sobre a superfície de solo desnudo e informações explicando o mecanismo da infiltração da água no perfil de solo são apresentadas desde a década de 1940. Mesmo com as evidencias científicas e empíricas explicando esses processos, muitos ainda acreditam que o solo necessita ser escarificado ou arado para aumentar a infiltração e diminuir o escorrimento de água de chuvas.
A erosão de solo pelo escorrimento de água é, freqüentemente, considerado um fenômeno inevitável e associado à agricultura em terrenos declivosos. Mas a perda de solos pela erosão ou escorrimento não é um processo inevitável. De acordo com Lal (1982), os danos causados pela erosão em lavouras cultivadas é, meramente, o sintoma de mau uso da terra para aquele ambiente ecológico. Em outras palavras, foram usadas práticas inadequadas de agricultura. Não é a natureza (declividade e intensidade de chuvas), mas sim, são os métodos irracionais de agricultura usados pelo homem, que são responsáveis pela erosão e pelas suas conseqüências negativas. O agricultor pode, através da adoção de sistemas de manejo e de práticas agrícolas locais, controlar efetivamente a erosão, reduzir o escorrimento e aumentar a infiltração de água na sua lavoura. A água de escorrimento é perdida, enquanto a infiltrada pode ser aproveitada pelas plantas, o que é muito importante em períodos de estiagens ou em regiões secas.
Figura 1. Quando chove, gotas com até 6 mm de diâmetro bombardeiam a superfície do solo com velocidade de impacto de até 32 km/h. Essa força dispersa e joga partículas de solo e de água para todos as direções numa distância de até 1 m.
As práticas de agricultura convencional utilizadas em muitas regiões do mundo têm causado impacto negativo na conservação de solos e de água, bem como na conservação do ambiente todo. Isso é atribuído ao uso inapropriado do solo, monoculturas e ferramentas de revolvimento que mantém a superfície excessivamente desnuda, pulverizada e desprotegida; numa condição que pode ser levada por chuvas intensas. A utilização de tecnologias inadequadas e que não são adaptadas para as condições específicas de cada lavoura (declividade e intensidade de chuvas) resulta em enxurradas, erosão e degradação. Assim, os métodos de preparo convencional (arado e grades) são os que causam perdas graduais de solo e de fertilidade, até tornar a terra improdutiva.
As falhas de proprietários de terras e gestores de lavouras na compreensão da significância da erosão e da intemperização sob condições de temperatura e umidade elevadas, levaram ao empobrecimento generalizada população e a perda de fertilidade de solos em regiões tropicais e subtropicais (Ochse et al. 1961). Mas o mesmo processo também ocorre em regiões de clima temperado (Estados Unidos, Rússia etc.). Terras erodidas, improdutivas e abandonadas, bem como evidências de desertificação são testemunhas silenciosas desse fenômeno em todas as regiões do mundo.
Além de tornar solos agrícolas improdutivos, a erosão e o escorrimento de água resultam na deposição de partículas de solo em áreas não desejadas (sedimentos em rodovias, riachos, rios, lagos, barragens etc.) com todas as conseqüências negativas para o tráfego, a geração de energia elétrica, água potável, áreas de lazer etc., resultando em gastos para os governos e para a sociedade toda.
A importância do controle da erosão não é restrita à manutenção do potencial da produtividade e da fertilidade dos solos para as gerações futuras. É também um meio efetivo para garantir a ocupação de mão-de-obra na agricultura e reduzir o êxodo rural. Como conseqüência, o controle eficiente da erosão é muito vantajoso do ponto de vista ecológico e da perspectiva social, além de ser muito significativo do ponto de vista econômico.
O processo da erosão
O escorrimento e a erosão iniciam com o impacto da gota de chuva sobre a superfície do solo. Os salpicos visualizados em postes de cerca, paredes e no solo, são a evidência da força das gotas grandes de chuva atingindo solo desnudo (Harold, 1972). Meyer e Mannering (1967) relataram que a energia liberada pelo impacto de gotas de chuva caídas sobre um hectare de terra, durante um ano, equivalem a 50 toneladas de dinamite (TNT). O impacto da queda das gotas de chuva desagrega o solo em partículas muito pequenas, que bloqueiam os poros e criam uma superfície selada que impede a infiltração rápida de água (Figura 2).
Figura 2. Fases do processo de erosão. O impacto da gota de chuva sobre o solo desnudo (A) causa a fragmentação e formação de pequenas partículas (B) que bloqueia os poros e formam uma superfície selada (C). A água que escorre carrega partículas de solo que são depositadas nas partes baixas onde a velocidade da água é reduzida (D) (Derpsch et al. 1991).
Como consequência do selamento do solo, apenas uma pequena parte da água da chuva consegue infiltrar; enquanto a maior parte escorre pela superfície, sendo perdida, não usada pelas plantas e causando erosão nas áreas declivosas. Por outro lado, quando o solo está coberto por plantas ou palha, a biomassa vegetal absorve a energia do impacto da queda das gotas de chuva e a água flui suavemente até a superfície do solo onde infiltra no perfil poroso e naturalmente estruturado. Dessa forma a cobertura vegetal impede o entupimento dos poros do solo (Figuras 2, 3, 4 e 5).
O secamento da superfície do solo selado resulta em crestamento que poderá dificultar ou impedir a germinação das sementes e o desenvolvimento normal de plantas cultivadas.
A formação de crostas só ocorre em solos desnudos. Mesmo os solos altamente sujeitos à formação de crostas, não apresentam o problema quando é praticado o plantio direto com sistemas de cobertura vegetal permanente.
Figura 3. Efeito relativo da cobertura de solo com resíduos vegetais sobre o potencial de erosão causado por vento ou água. A função de erosão do vento é calculada a partir do modelo da Equação de Erosão do Vento Revisada (RWEQ - Revised Wind Erosion Equation) e o modelo da função da erosão da água é da Equação Universal de Perdas de Solo Revisada (RUSLE – Revised Universal Soil Loss Equation) (Merril et al. 2002).
Resultados de pesquisas desenvolvidas no Brasil (Roth, 1985) mostram que a porcentagem de cobertura de solo com resíduos vegetais é o principal fator que influencia na infiltração de água no solo. Enquanto toda a água de uma chuva simulada de 60 mm/hora infiltrou na parcela de solo com 100 % de cobertura com resíduos vegetais, na parcela de solo desnudo entre 75 e 80 % da água escorreu pela superfície para fora da área (Figura 4). Resultados semelhantes foram obtidos por pesquisadores em diferentes partes do mundo.
Figura 4. Efeito de diferentes coberturas e preparos de solo sobre o escorrimento total de água de chuva simulada durante 60 minutos (PC= preparo convencional, AS= arado subsolador, PD= plantio direto) (Roth, 1985).
Por isso é importante manter o solo coberto com plantas ou com palhas durante o ano todo, evitando a exposição aos agentes do clima. Qualquer tentativa de controlar o escorrimento de água em solos desnudos, incorporando resíduos (ou retirando a palha, fazendo feno ou silagem) e mantendo a terra preparada com grades ou arados e sem palha, cedo ou tarde levará a falhas.
Por essa razão o sistema plantio direto com cobertura de palha ou adubação verde é o método mais eficiente e adequado para aumentar a infiltração de água no solo, bem como prevenir e controlar a erosão e deveria ser a tecnologia promovida e difundida ”por excelência” em todo o mundo.
As práticas mais importantes para alcançar a meta de cobertura de solo o ano todo são a ausência de aração, a rotação de culturas, a adubação verde e a não queima de palhas.
A agricultura de conservação usando o sistema plantio direto é a estratégia mais efetiva e o método viável de controle de erosão. Dessa forma buscando o desenvolvimento rural sustentável e, com isso, alcançando o desenvolvimento global sustentável.
Figura 5. Demonstração de simulador de chuva. Da esquerda para direita: 1 - 100 % cobertura vegetal, poura erosão e sedimentos. 2 - 30 % cobertura vegetal, com maior erosão e alguns sedimentos. 3 - Solo desnudo, sem cobertura, grande erosão, água suja e sedimentos. 4 - Pastagem com 100 % de cobertura e solo estruturado natural, com menor erosão e sedimentos.
O plantio direto em regiões tropicais é essencial para manter a estrutura de solos e a produtividade. Os benefícios do uso generalizado do plantio direto podem ser maiores do que qualquer inovação na produção agrícola em países pobres ou em desenvolvimento (Warren, 1981).
Mesmo considerando que os principais benefícios do sistema plantio direto vem da cobertura permanente de solo com resíduos de plantas, existem várias vantagens advindas da ausência de aração e gradagens. O preparo mecânico destrói o sistema vertical de poros criado por raízes, minhocas e outros animais de solo, prejudicando a estrutura natural, acelerando a mineralização da matéria orgânica (exaurindo e esgotando o solo) e reduzindo a estabilidade de agregados do solo. Lavouras conduzidas sob plantio direto, por muitos anos tem a expectativa de aumentar ainda mais a infiltração de água com a reconstituição do sistema vertical de poros e o aumento dos teores de matéria orgânica. Dessa forma, o plantio direto com cobertura abundante de palha permite o restabelecimento da estrutura e da porosidade naturais, bem como a proteção do solo contra o dano do impacto das gotas de chuva.
Além de aumentar a infiltração de água e controlar a erosão, a cobertura de solo tem um impacto maior reduzindo a temperatura da superfície e a evaporação, aumentando a disponibilidade de água para as plantas, estimulando a vida e a atividade biológica, contribuindo para reduzir a compactação e a formação de crostas superficiais, bem como os efeitos positivos nas propriedades químicas, físicas e biológicas do solo.
Todos os aspectos são vantajosos para o agricultor e levam para aumentos na produtividade. Além disso, os sistemas de cobertura permanente são essenciais para estabelecer a sustentabilidade da agricultura a longo prazo.
Referências bibliográficas
Derpsch, R., Roth, C.H., Sidiras, N. & Köpke, U., 1991: Controle da erosão no Paraná, Brasil: Sistemas de cobertura do solo, plantio direto e preparo conservacionista do solo. Sonderpublikation der GTZ, No. 245 Deutsche Gesellschaft für Technische.
Zusammenarbeit (GTZ) GmbH, Eschborn, TZ-Verlagsgesellschaft mbH, Rossdorf, 272 pp.
Harrold, L.L., 1972: Soil erosion by water as affected by reduced tillage systems. Proceedings No-tillage Systems Symp. Feb. 21-22, 1972, Ohio State University, 21-29.
Lal, R., 1982: Management of clay soils for erosion control. Tropical Agric., 59 (2), 133-138.
Merrill, S.D., Krupinsky, J.M., Tanaka, D.L., 2002: Soil coverage by residue in diverse crop sequences under No-till. USDA-ARS. Poster presented at the 2002 Annual Meeting of ASA-CSSA-SSSA, November 10-14, Indianapolis, IN.
Meyer L. L. and Mannering, J. V., 1967: Tillage and land modification for water erosion control. Amer. Soc. Agric. Eng. Tillage for Greater Crop Production Conference. Proc. Dec. 11 – 12, 1967, 58 – 62.
Ochse, J.J., Soule Jr., M.J, Dijkman, M.J., & Wehlburg, N.C., 1961: Tropical and Subtropical Agriculture, Vol. 1. The Macmillan Company, New York, London, 760 p.
Roth, C.H., 1985: Infiltrabilität von Latossolo-Roxo-Böden in Nordparaná, Brasilien, in Feldversuchen zur Erosionskontrolle mit verschiedenen Bodenbearbeitungs-systemen und Rotationen. Göttinger Bodenkundliche Berichte, 83, 1 -104.
Warren, C. F., 1981: Technology Transfer in No-tillage Crop Production in Third World Agriculture. Proc. Symp. August 6–7, 1981, Monrovia, Liberia. West African and International Weed Science Societies. International Plant Protection Center, Oregon State University, Corvallis, OR 97331 USA. IPCC document 46-B-83. 25 – 31.
Publicado na Revista Plantio Direto, edição 113, setembro/outubro de 2009. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo, RS.