Quantification of water, soil and nutrient losses in the Farinha river basin, Carolina - MA, in the Cerrado biome

Authors

  • Cristiane Matos da Silva
  • Luciana Gomes de Brito
  • Matheus Matos Araújo da Silva
  • Antonio Expedito Ferreira Barroso de Carvalho
  • Joaquim Paulo de Almeida Júnior
  • Marcelo Francisco da Silva
  • Wilson Araújo da Silva
  • Jurandir Pereira Filho

DOI:

https://doi.org/10.54033/cadpedv21n5-009

Keywords:

Soil Management, Watershed, Erosion, Rainfall Simulator

Abstract

Natural resources, such as soil and water, play a crucial role in sustaining life on Earth. When used appropriately, these resources can mitigate environmental impacts. However, inadequate soil management practices can result in negative effects, such as the intensification of erosion processes and significant losses of soil, water and nutrients essential for plant growth. Thus, considering that the Farinha River basin - MA is located in the Cerrado biome and has a large part of its area occupied by highly erodible soils, the aim was to quantify water, soil and nutrient losses using a rainfall simulator. The experimental design adopted was entirely randomised (DIC), in a bifactorial scheme with 5 replications. Factor 1 considered two types of soil management systems (Anthropised Area and Non-Anthropised Area), while factor 2 involved three simulated rainfall intensities (80mm.h-¹, 110mm.h-¹ and 130mm.h-¹). The response variables assessed were losses of water, soil and nutrients and organic matter.The averages were subjected to analysis of variance and, if significant, the Tukey test was applied at 5% probability using Past 4.03 software. The results indicated significant losses of soil, water and nutrients associated with both the soil management system and the rainfall intensities, as well as making it possible to quantify the nutrients lost in runoff water on site. The conclusion is that the combination of inadequate soil management practices and intense rainfall can exacerbate erosion processes and the leaching of macro and micronutrients, resulting in an increasing need to incorporate fertilisers and correctives into agroforestry activities. Furthermore, it is important to emphasise that water erosion also contributes to an increase in soil and nutrient loss, which can lead to adverse environmental impacts, such as contamination of water resources and degradation of soil quality.

References

ALCÂNTARA, R.M.C. M.de. Cultivos. Embrapa Meio Norte.2024.

ALFSEN, K. H.; et al. The cost of soil erosion in Nicaragua. Ecological Economics, v.16, 129-145p. 1996. DOI: https://doi.org/10.1016/0921-8009(95)00083-6

ALMEIDA, E. de P. C.; ZARONI, M. J.; SANTOS, H. G. dos. Solos Tropicais: NEOSSOLO QUARTZARÊNICO. Embrapa, 2021.

ALVES SOBRINHO, T. Desenvolvimento de um infiltrômetro de aspersão portátil. Viçosa: UFV, 1997. 85p. Tese Doutorado.

ALVES SOBRINHO, T.; et al. Um simulador portátil integrado de precipitação e escoamento superficial. Uso e Manejo do Solo, v.24, n.2, 163-170p. 2008.

ALVES SOBRINHO, T.; et al. Desenvolvimento de um infiltrômetro de aspersão portátil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.6, n.2, 337-344p. 2001. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662002000200025

ANDREGUETTO, L. G.; et al. Transporte de cátions no perfil do solo sob a influência de chuvas intensas. Revista de Estudos Ambientais, Blumenau, SC, v.16, n.2, 57-66p. 2014.

BERTOL, I.; et al. Nutrient losses by water erosion. Scientia Agricola, v.60, 581-586p. 2003. DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-90162003000300025

CARVALHO, D. F.; et al. Padrões de precipitação e índices de erosividade para as chuvas de Seropédica e Nova Friburgo-RJ. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.9, n.1, 7-14p. 2005. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662005000100002

CARVALHO, D. F.; et al. Perdas de água e solo sob diferentes padrões de chuva simulada e condições de cobertura do solo. Eng. Agríc., Jaboticabal, v. 32, n.4, 708-717p. 2012. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-69162012000400010

CARVALHO, D. F.; et al. Características da chuva e perdas por erosão sob diferentes práticas de manejo do solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.131, 3-9p. 2009. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662009000100001

CASTRO FILHO, C.; et al. Land degradation assesment: tools and techniques for measuring sediment load. In: International Conference On Land Degradation And Meeting Of The Iuss Subcommission C – Soil And Water Conservation, Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2002.

CASTRO, R. M. D. S. Influência da inovação pluviométrica no conteúdo de nutrientes na serapilheira em sistemas florestais e agroflorestais no nordeste paraense. Dissertação de doutorado, UFRA-Campus Belém, 2023.

CONCEIÇÃO, G.; RUGGIERI, A. C.; SILVA, W. Propriedades Químicas de um NEOSSOLO QUARTZARÊNICO, Maranhão, Brasil. Agrarian Academy, v.1, n.01. 2014. DOI: https://doi.org/10.18677/Agrarian_Academy_2014_023

CONFESSOR, J. G. Avaliação de processos erosivos hídricos em diferentes usos agrícolas, utilizando simulador de chuvas no ambiente de cerrado. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-Graduação em Geografia. 2019.

COUTO, E. G.; KLAMT, E. Variabilidade espacial de micronutrientes em solo sob pivô central no sul do Estado de Mato Grosso. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.34, p. 2321-2329, 1999. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X1999001200019

DA SILVA, C. M.; PEREIRA FILHO, J. Equação de chuvas intensas pelo método de desagregação de chuvas para a bacia do rio Farinha – MA. Contribuciones A Las Ciencias Sociales, v.17, n.2, e4483, 2024. DOI: https://doi.org/10.55905/revconv.17n.2-090

DECHEN, S.C.F.; et al. Perdas e custos associados à erosão hídrica em função de taxas de cobertura do solo. Bragantia, Campinas. v.74, n.2: 224-233p.2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1678-4499.0363

DIAS DOS SANTOS, F.; et al. Fatores que afetam a disponibilidade de micronutrientes no solo. Tecno-Lógica, v.25, n.2. 2021. DOI: https://doi.org/10.17058/tecnolog.v25i2.15552

DOS SANTOS, T. E.; et al. Perdas de carbono orgânico, potássio e solo em Neossolo Flúvico sob diferentes sistemas de manejo no semi-árido. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v.2, n 2, 143-149p. 2007. DOI: https://doi.org/10.5039/agraria.v2i2a758

FACCO, J.; et al. Valoração de recursos hídricos relacionados à produção animal: estudo de caso em propriedade rural em Marema, Santa Catarina, Brasil. Revista Brasileira de Desenvolvimento, v.7, n.4, 36662-36684p. 2021. DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv7n4-231

FERREIRA, G. B. Dinâmica das frações de micronutrientes catiônicos e esgotamento de formas disponíveis de boro, cobre, ferro, manganês e zinco, em solos de Minas Gerais. Tese (Doutorado), Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG. 2003.

FREIRE, M.B.; et al. Agrupamento do solo quanto à salinidade no perímetro irrigado de Custódia em função do tempo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.18, 86-91p. 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v18nsupps86-s91

FREITAS, P. L. de; MANZATTO, C. V.; COUTINHO, H. L. C. A crise de energia e a degradação dos recursos naturais: solo, ar, água e biodiversidade. Boletim

Informativo da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 26, n. 4, 7-9p. 2001.

HAAG, H. P. Ciclagem de nutrientes em florestas tropicais. Campinas: Fundação Cargill. 1985.

HANSEL, F.D.; OLIVEIRA, M. L. Importância dos micronutrientes na cultura da soja no Brasil. Informações Agronômicas, v. 153, 1-14p. 2016.

LINS, C. M. T. Perdas de solo e de nutrientes por erosão hídrica em Luvissolos sob processo de desertificação no estado de Pernambuco. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife. 2020.

LOPES, A. S. Micronutrientes: filosofias de aplicação e eficiência agronômica. São Paulo: Ed. ANDA. (Boletim Técnico n. 8).1999.

MACHADO, R. L.; et al. Análise da erosividade das chuvas associada aos padrões de precipitação pluvial na região de Ribeirão das Lajes (RJ). Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.32, 213-2123p. 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832008000500032

MATOS, A.T.; et al. Deslocamento miscível de cátions provenientes da vinhaça em colunas de solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.17, n.7, 743–749p. 2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662013000700008

McGREGOR, K. L.; et al. (1990). Surface and incorporated wheat straw effects on interril runof and soil erosion. Transactions of the ASAE. St. Joseph. v.33, n.2, 469 – 474p.1990. DOI: https://doi.org/10.13031/2013.31352

MEYER, L.D.; MCCUNE, D.L. (1958). Rainfall simulator for runoff plots. Agricultural Engineering, St. Joseph, v.39, n.1, 644-648p. 1958.

OADES, J. M. Soil organic matter and structural stability: mechanisms and implications for management. Plant and Solil, Dordrecht. v.7, 319-337p. 1984. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-009-6101-2_28

OLIVEIRA, J. R. D.; et al. Erosão hídrica em um ARGISSOLO VERMELHO-Amarelo, sob diferentes padrões de chuva simulada. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14, 140-147p. 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662010000200004

OLIVEIRA, L.B.T.; et al. Variabilidade espacial das respostas produtivas e morfológicas do capim-Marandu em função dos atributos químicos e topográficos. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, v.16, n.4, 772-783p. 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/S1519-99402015000400002

PANACHUKI, E.; et al. Parâmetros físicos do solo e erosão hídrica sob chuva simulada, em área de integração agricultura-pecuária. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental.v.10, n.2, 261-268p. 2006. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662006000200003

PINHEIRO, A.; et al. Transporte de sedimentos e espécies químicas em áreas de reflorestamentos e pastagem com base em chuva simulada. Revista Ambiente & Água, v.8, 109-123p. 2013.

RIOS, L. C.; et al. Lixiviação de cálcio, magnésio e potássio em colunas de um LATOSSOLO AMARELO Distrófico textura média, de Luis Eduardo Magalhães-BA, em resposta às doses de óxido de magnésio combinadas com gesso. In: Manejo e conservação da água no contexto e mudanças ambientais. XVII Reunião Brasileira De Manejo e Conservação do Solo e da Água. Rio de Janeiro, v.10, 2008.

SANTOS, T. E. M.; et al. Características hidráulicas e perdas de solo e água sob cultivo do feijoeiro no semi-árido. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.13, n.3, 217-225p. 2009. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662009000300001

SANTOS, C. A. G.; et al. Influência do tipo de cobertura vegetal sobre a erosão no semiárido paraibano. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.4, n.1, 92-96p. 2000. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662000000100017

SANTOS, J. Y. G.; et al. Perdas de água e solo utilizando chuva simulada em diferentes coberturas superficiais e condições de umidade no semiárido paraibano. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v.17, n.4, 217-228p. 2012. DOI: https://doi.org/10.21168/rbrh.v17n4.p217-228

SANTOS, H.G.; et al. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5 ed., rev. e ampl. Brasília, DF. Embrapa. 356p. 2018.

SANTOS, L. S.; et al. Distribuição da precipitação e da erosividade mensal e anual na Flona Tapajós e seu entorno. Revista Ibero Americana de Ciências Ambientais, v.9, n.7, 124-133p. 2018. DOI: https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2018.007.0012

SCHAEFER, C.E.R.; et al. Perdas de solo, nutrientes, matéria orgânica e efeitos microestruturais em ARGISSOLO VERMELHO-Amarelo sob chuva simulada. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.37, 669-678p. 2002. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2002000500012

SCHICK, J.; et al. O. Erosão hídrica em CAMBISSOLO HÚMICO alumínico submetido a diferentes sistemas de preparo e cultivo do solo: II. Perdas de nutrientes e carbono orgânico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.24, 437-447p. 2000. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832000000200020

SCHUMACHER, M.V.; HOPPE, J.M. A floresta e o solo. Afubra.1999.

SFREDO, G.S.; et al. Eficácia de produtos contendo micronutrientes, aplicados via semente, sobre produtividade e teores de proteína da soja. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v.21, 41-45p.1997.

SILVA, A. P. da.; et al. Evaluation of soil and water loss under different soil covers. Revista Engenharia Na Agricultura - REVENG, v.31(Contínua), 85–97p. 2023. DOI: https://doi.org/10.13083/reveng.v30i1.15028

SILVA, D.D..; et al. Efeito da cobertura nas perdas de solo em um argissolo vermelho-amarelo, utilizando simulador de chuva. Engenharia Agrícola, v.25, n.2, 409-419p. 2005. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-69162005000200014

SITIO PEMA. Macronutrientes: qual importância para o solo orgânico? 2020.

SOBRAL, L.F.; et al. Guia Prático para interpretação de resultados de análises do solo. Embrapa Tabuleiros Costeirros. Aracaju, SE. 2015.

SOUSA, D. M. G.; et al. Nutrição Mineral De Plantas. In: Goedert, W. J. (Eds.). Solos dos cerrados: tecnologias e estratégias de manejo. Planaltina: EMBRAPA/Cerrados. 75-98p. 1985.

SOUSA, F. R. C. de E PAULA, D. P. de “Análise de perda do solo por erosão na bacia hidrográfica do rio Coreaú (Ceará-Brasil)”, Revista Brasileira de Geomorfologia, v.20, n.3, 2019. DOI: https://doi.org/10.20502/rbg.v20i3.1393

WANG, X.; et al. Assessment of soil erosion change and its relationships with land use/cover change in China from the end of Thé 1980s to 2010. Catena, v.137, 256-268p. 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2015.10.004

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2024-05-02

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Silva, C. M. da, Brito, L. G. de, Silva, M. M. A. da, Carvalho, A. E. F. B. de, Almeida Júnior, J. P. de, Silva, M. F. da, Silva, W. A. da, & Pereira Filho, J. (2024). Quantification of water, soil and nutrient losses in the Farinha river basin, Carolina - MA, in the Cerrado biome. Caderno Pedagógico, 21(5), e4078. https://doi.org/10.54033/cadpedv21n5-009

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