Nome do Projeto
PERDAS DE SOLO, ÁGUA E NUTRIENTES EM SISTEMAS DE ROTAÇÃO DE CULTURAS SOB SEMEADURA DIRETA E PREPARO CONVENCIONAL EM SOLO DE TERRAS BAIXAS
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
25/11/2020 - 24/11/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
A maior parte das terras baixas do estado do RS se encontra na metade sul e nestas áreas predomina o monocultivo do arroz irrigado. Mais de 98% da área de arroz irrigado é arada todos os anos, com mobilização do solo após a colheita do arroz ou antes da sua semeadura. O plantio direto e a diversidade de culturas são sistemas que podem contribuir para a sustentabilidade da agricultura e evitar a degradação de áreas de produção de arroz em terras baixas da região sul do RS. A rotação de culturas de verão como soja, pastagens estivais, milho e arroz e a inclusão de coberturas como leguminosas sob plantio direto, são essenciais para reduzir a degradação e proporcionar a melhoria dos indicadores de qualidade do solo. Nesse sentido, destaca-se a cultura da soja, a qual tem sido uma das alternativas para rotação, mas enfrenta as limitações físicas e hídricas dos solos de terras baixas. Tradicionalmente, não têm sido desenvolvidas pesquisas sobre processo erosivo em área sob arroz irrigado em terras baixas, com a justificativa de que, em função da sistematização em nível não existem perdas de solo. Entretanto, com a introdução da cultura da soja nesse sistema, tem sido utilizada a sistematização em desnível, que aproveita a declividade natural da área, visando facilitar a drenagem da água durante o cultivo da soja. Mesmo em pequenos declives pode ocorrer geração de escoamento superficial e, consequentemente, o processo erosivo, o qual pode ser ainda mais pronunciado em sistemas convencionais de preparo do solo. Torna-se evidente a necessidade de pesquisas de campo para o entendimento das interações entre solos de terras baixas e o cultivo de diferentes culturas de sequeiro em associação ao arroz irrigado, sob distintos sistemas de cultivo. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar, em parcelas experimentais, as perdas de solo, água e nutrientes, provenientes da erosão hídrica, em sistemas de rotação de culturas sob semeadura direta e preparo convencional em solo de terras baixas no sul do Rio Grande do Sul. A pesquisa será realizada na Estação Experimental Centro Agropecuário da Palma (CAP), da Universidade Federal de Pelotas, localizada no município de Capão do Leão-RS.

Objetivo Geral

OBJETIVO GERAL
Avaliar, em parcelas experimentais, as perdas de solo, água e nutrientes em sistemas de rotação de culturas sob semeadura direta e preparo convencional em solo de terras baixas no sul do Rio Grande do Sul.

Objetivos específicos
- avaliar alternativas de sistemas de manejo que contribuam para aumentar o potencial produtivo de culturas como soja, arroz e milho, por exemplo, em sucessão com diferentes plantas de cobertura em solos de terras baixas;
- avaliar as perdas de solo, água, carbono orgânico, nutrientes e agroquímicos por erosão hídrica, em sistemas de manejo convencionais e conservacionistas, com diversificação de sistemas e de culturas em solos de terras baixas;
- avaliar atributos físico-hídricos de um Planossolo sob diferentes usos e sistemas de cultivo.

Justificativa

Tradicionalmente, não têm sido desenvolvidas pesquisas sobre processo erosivo em área sob arroz irrigado em terras baixas, com a justificativa de que, em função da sistematização em nível não existem perdas de solo. Entretanto, com a introdução da cultura da soja nesse sistema, tem sido utilizada a sistematização em desnível, que aproveita a declividade natural da área, visando facilitar a drenagem da água durante o cultivo da soja.
Mesmo em pequenos declives pode ocorrer geração de escoamento superficial e, consequentemente, o processo erosivo, o qual pode ser ainda mais pronunciado em sistemas convencionais de preparo do solo. O volume de água drenado de uma área com arroz irrigado por inundação é prejudicial tanto para a rentabilidade do setor orizícola, quanto ao ambiente, pois, além da perda de água, pode-se contaminar os mananciais com nutrientes minerais e pesticidas (Lichtenberg; Shapiro, 1997).
Nos sistemas convencionais de cultivo de arroz irrigado é comum o preparo excessivo do solo além de a presença de camadas compactadas (Pedrotti et al., 2001). Esses fatores, associados à pouca quantidade de palha na superfície de solos arenosos, podem levar a perdas de solo por erosão hídrica, tanto superficialmente quanto por dutos de drenagem, mesmo em áreas de pequeno gradiente, podendo reduzir a produtividade das culturas de sequeiro inseridas no sistema, além de comprometer a qualidade de corpos hídricos.
O experimento proposto será fundamental na geração de conhecimento que norteie práticas mais conservacionistas de produção agropecuária em ambientes de terras baixas. Esse trabalho também irá oportunizar a transferência de tecnologia em dias de campo, com a integração de acadêmicos, professores, pesquisadores, extensionistas, produtores rurais e empresas do setor.
A área experimental também será essencial para a atividades didáticas de aulas práticas, para acadêmico da faculdade de agronomia e de cursos de pós-graduação. Para a realização desse projeto, propõe-se a condução do experimento na área experimental agronômica da Universidade Federal de Pelotas em Capão do Leão-RS. A UFPel dispõe de maquinário para preparo de solo e semeadura das culturas do experimento, assim como de infraestrutura de laboratórios de física, química e biologia do solo, onde serão feitas as análises laboratoriais. Entretanto, ainda são necessários recursos para aquisição de reagentes, compra de materiais básicos de pesquisa e aquisição de uma pequena cota de combustível para a logística necessária para avaliações de campo, coletas de amostras e condução do experimento.

Metodologia

MATERIAL E MÉTODOS
Local de condução do experimento
A pesquisa será realizada na Estação Experimental Centro Agropecuário da Palma (CAP), da Universidade Federal de Pelotas, localizada no município de Capão do Leão-RS, entre 31º47’30” e 31º50’28” de latitude sul e 52º28’45” e 52º31’43” de longitude oeste. A área em estudo encontra-se na região fisiográfica do Rio Grande do Sul Encosta do Sudeste, em clima subtropical úmido “Cfa”, segundo a classificação de Köppen. A região apresenta precipitação média anual de 1.366,9 mm (EMBRAPA, 2020). O solo predominante é composto pela associação de Planossolo Solódico e Glei pouco Húmico – PLs2 (Severo, 1999).

Metodologia de trabalho
A área experimental será inicialmente preparada com aração e gradagem, para a correção da acidez do solo, de acordo com a necessidade indicada pela interpretação das análises químicas do solo. Posteriormente, serão delimitadas as parcelas experimentais na área.
O delineamento experimental para instalação das parcelas para coleta de enxurrada (escoamento superficial) será inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e duas repetições cada, totalizando oito parcelas com monitoramento de enxurrada.

Tratamentos a serem utilizados nas parcelas experimentais
Os tratamentos que serão utilizados no experimento, consistirão de diferentes sistemas de preparo de solo e culturas de verão e inverno tipicamente utilizadas em terras baixas do sul do Rio Grande do Sul. O detalhamento dos tratamentos é ilustrado na tabela 1 e o esquema de localização e distribuição encontra-se na figura 2.

Tabela 1. Tratamentos com os respectivos sistemas de preparo do solo e culturas de inverno e verão.

Tratamento Preparo Verão Inverno Verão Inverno
T1 (Testemunha) Convencional Espontânea Espontânea Espontânea Espontânea
T2 Convencional Arroz Espontânea Arroz Espontânea
T3 Direto Arroz Trevo Arroz Azevém
T4 Direto Arroz Azevém Soja Azevém

Parcelas experimentais para coleta de enxurrada (escoamento superficial)
Cada parcela experimental será delimitada e instalada com área de 33,0 m² e dimensões de 11m x 3,0m, com a maior dimensão no sentido do declive. As parcelas serão delimitadas na parte superior e lateralmente com chapas galvanizadas de 0,20 m de altura e espessura de 0,65 mm, as quais ficarão com 0,10m enterrados no solo e 0,10m acima da superfície. Entre cada parcela será deixado um espaço de 2,0m. A instalação das chapas para delimitação das áreas será realizada após as operações de preparo e semeadura de cada tratamento.
A parte inferior de cada parcela constará de uma calha coletora, a qual conduzirá por gravidade a enxurrada para reservatórios de armazenagem e coleta de solo e água. Para tanto, serão utilizadas caixas d’água de fibra com capacidade de 250 L, enterradas no solo por meio da abertura de trincheiras, com 1,0m de profundidade e 1,20 de largura.
Antes das caixas d’água serem instaladas na área experimental, será realizada a calibração das mesmas. As caixas serão preenchidas com água, em porções de um litro. A cada volume de dois litros de água adicionado será medida a altura da lâmina d’água correspondente. Com esse procedimento, após os eventos de precipitação, será possível calcular o volume total coletado a partir da medida da altura ocupada pela água nas caixas.
Para que seja possível coletar a enxurrada em eventos extremos de precipitação, para cada parcela serão instaladas duas caixas d’água, interligadas por meio de tubulação de PCV. A enxurrada será direcionada para a primeira caixa, dotada de um sistema tipo Geib, onde um quinto do excedente será conduzido para a segunda caixa e o restante da enxurrada será descartada.
Após a instalação das caixas d’água será colocado um balde de 10 L dentro da primeira caixa, o qual será utilizado para coleta e separação das partículas mais facilmente sedimentáveis e também para a coleta de enxurrada proveniente de pequenos eventos de precipitação (Mariani, 2016).

Determinação da erosividade das chuvas
O experimento para determinação das perdas de solo, água e nutrientes por erosão hídrica será realizado sob condições de chuva natural. A coleta de dados referente ao volume e intensidade de precipitação ocorrida na área será realizada por meio de uma estação meteorológica instalada na área. Sabe-se que as perdas de solo em áreas cultivadas são diretamente proporcionais aos índices de erosividade das chuvas, os quais indicam o poder erosivo da chuva. Para o cálculo da erosividade será utilizado o índice EI30, que representa o produto da energia cinética total da chuva pela intensidade máxima, em mm h-1, calculada para uma duração de 30 minutos. A erosividade de cada chuva individual e erosiva será determinada através do programa Chuveros, elaborado pelo Professor Elemar Antonino Cassol (DS-FA-UFRGS) e pelo Pacote package, que é uma rotina para carregar grandes conjuntos de dados de chuva no ambiente de software R e classificar os dados em eventos erosivos e não erosivos (Cardoso et al., 2020).

Monitoramento e quantificações das perdas de solo, água e nutrientes
O monitoramento das perdas de solo, água, nutrientes e agroquímicos será realizado por meio da coleta da enxurrada (escoamento superficial) proveniente das parcelas experimentais.
Para quantificar as perdas de solo e água será utilizada uma adaptação da metodologia de Mariani (2016), conforme descrito a seguir:
Após cada evento de chuva, as caixas d’água serão inspecionadas para verificar se ocorreu escoamento superficial e perda de partículas. Quando o material coletado se restringir à primeira caixa, mas ultrapassar o volume do balde (10 L), o mesmo será emborcado cuidadosamente dentro da caixa, separando os sólidos sedimentáveis do material em suspensão. Os sólidos pesados serão coletados em frascos metálicos e o material em suspensão medido a partir da altura da lâmina de água, possibilitando assim a determinação do volume total escoado. A água da caixa deverá ser homogeneizada. Após, serão coletadas em frascos de vidro duas amostras do material escoado presente na caixa. Caso ocorra o transbordamento da enxurrada para a segunda caixa, este mesmo procedimento também será adotado, porém, o volume total mensurado na segunda caixa será multiplicado por cinco e somado ao volume total da primeira caixa.
As amostras coletadas serão levadas para os Laboratórios de física, química e biologia do solo, do Departamento de Solos da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel (FAEM) da UFPEL.
Após cada evento de precipitação e coleta das amostras de enxurrada, as caixas serão esvaziadas e limpas, por meio da abertura de tampões, localizados no fundo das caixas d’água.

Análise estatística
A análise estatística será realizada por meio de testes de comparações múltiplas de médias entre as repetições de cada tratamento. Será utilizado o programa R para avaliar as diferenças significativas entre as médias por meio da análise de variância entre tratamentos. Para as diferenças significativas, será utilizado o teste de Tukey em nível de significância de 0,05.


Indicadores, Metas e Resultados

O experimento proposto será fundamental na geração de conhecimento que norteie práticas mais conservacionistas de produção agropecuária em ambientes de terras baixas. Esse trabalho também irá oportunizar a transferência de tecnologia em dias de campo, com a integração de acadêmicos, professores, pesquisadores, extensionistas, produtores rurais e empresas do setor.
A área experimental também será essencial para a atividades didáticas de aulas práticas, para acadêmico da faculdade de agronomia e de cursos de pós-graduação. Para a realização desse projeto, propõe-se a condução do experimento na área experimental agronômica da Universidade Federal de Pelotas em Capão do Leão-RS. A UFPel dispõe de maquinário para preparo de solo e semeadura das culturas do experimento, assim como de infraestrutura de laboratórios de física, química e biologia do solo, onde serão feitas as análises laboratoriais. Entretanto, ainda são necessários recursos para aquisição de reagentes, compra de materiais básicos de pesquisa e aquisição de uma pequena cota de combustível para a logística necessária para avaliações de campo, coletas de amostras e condução do experimento.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANA PAULA KNAPP
CLAUDIA LIANE RODRIGUES DE LIMA0
EROS MIGUEL SADOWOY MARTINS FILHO
FILIPE SELAU CARLOS2
FLAVIA FONTANA FERNANDES0
GABRIEL DORNELLES FERREIRA
MANOEL RIBEIRO HOLANDA NETO
MARIA CANDIDA MOITINHO NUNES4
PABLO MIGUEL0
ROGERIO OLIVEIRA DE SOUSA0
SAMANTA TOLENTINO CECCONELLO
TAINARA VAZ DE MELO
TAINARA VAZ DE MELO

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