Spatial variability of soil attributes and of erosion factors in different landforms

Relief forms can be used as indicators of variability of soil attributes since this variability is caused by small slope alterations that affect pedogenetic processes such as the transport and storage of water in the soil. This work was developed at Catanduva (SP) and aimed to characterize the spatial variability of soil attributes and erosion factors in different landforms where sugarcane has been cropped. Relief forms were characterized as concave and convex according to the model of Troeh. Altimetric measurements were taken and a grid with regular intervals of 50 m was projected on the area. Two hundred seventy grid points were placed in the concave landform and 353 points in the convex landform, totaling 623 points. Soil was sampled at the depth of 0.0-0.2 m in an area of 200 ha. Soil chemical attributes, particle-size distribution, soil thickness and local erosion factors, such as erosivity (R), erodibility (K), relief (LS), use and management (C), conservation practices (P), natural potential of erosion (PNE), soil erosion (A) and erosion risk (RE), were measured. The results were firstly evaluated by exploratory statistical analysis, calculating average, median, variance, variation coefficient, kurtosis coefficient, skew coefficient and normality test. Subsequently, spatial dependence was verified through semivariograms. The greatest soil loss, erosion risk and natural erosion potential and minor soil thickness occurred in the convex landform, indicating strong spatial dependence on the relief form. The concave landform presented greater spatial variability, demonstrating that the relief form conditions differentiated standards of variability. The magnitude of the variability of the soil attributes is more affected by the relief forms than by erosion. The thickness of A+E horizon integrated with relief form is an indicator of erosion processes for Argissolos (argillic-B horizon soils).As formas do relevo podem ser indicadores da variação dos atributos do solo, pois essa variabilidade é causada por pequenas alterações do declive que afetam os processos pedogenéticos bem como o transporte e o armazenamento de água no perfil do solo. O trabalho foi desenvolvido em Catanduva (SP), com o objetivo de caracterizar a variabilidade espacial de atributos do solo e fatores de erosão em diferentes pedoformas sob cultivo de cana-de-açúcar. De acordo com o modelo de Troeh classificou-se as formas do relevo em duas pedoformas, côncava e convexa. Com a utilização de um DGPS levantaram-se as cotas altimétricas, estabelecendo-se uma malha, com intervalos regulares de 50 m, com 270 pontos na pedoforma côncava e 353 pontos na pedoforma convexa, perfazendo um total de 623 pontos, coletados na profundidade de 0,0 - 0,2 m em uma área de 200 ha. Em cada ponto da malha foram determinados os atributos químicos do solo, granulometria, espessura do solo e fatores de erosão locais, tais como erosividade (R), erodibilidade (K), fator topográfico (LS), uso e manejo (C), práticas conservacionistas (P), potencial natural de erosão (PNE), perda de solo (A) e risco de erosão (RE). Os dados foram avaliados primeiramente por uma análise estatística exploratória, calculando-se a média, mediana, variância, coeficiente de variação, coeficiente de assimetria, coeficiente de curtose e teste de normalidade. Posteriormente, a dependência espacial foi verificada por meio da técnica de geoestatística utilizando-se semivariogramas. As maiores perdas de solo, risco de erosão e potencial natural de erosão e menor espessura do solo ocorreram na pedoforma convexa, indicando forte dependência espacial com a forma do relevo. A pedoforma côncava proporcionou maior variabilidade espacial, demonstrando que a forma do relevo condiciona padrões diferenciados de variabilidade. A magnitude da variabilidade dos atributos do solo é mais influenciada pela forma do relevo que pela erosão. A espessura do horizonte A+E integrado com a forma do relevo é um indicador de processos erosivos para classe de Argissolos.1095110

Perdas de solo, água e nutrientes por erosão em entressulcos em área sob cultivo de cana crua

Interrill erosion occurs by the particle breakdown caused by raindrop impact, by particle transport in surface runoff, by dragging and suspension of particles disaggregated from the soil surface, thus removing organic matter and nutrients that are essential for agricultural production. Crop residues on the soil surface modify the characteristics of the runoff generated by rainfall and the consequent particle breakdown and sediment transport resulting from erosion. The objective of this study was to determine the minimum amount of mulch that must be maintained on the soil surface of a sugarcane plantation to reduce the soil, water and nutrient losses by decreasing interrill erosion. The study was conducted in Pradópolis, São Paulo State, in 0.5 x 1.0 m plots of an Oxisol, testing five treatments in four replications. The application rates were based on the crop residue production of the area of 1.4 kg m-2 (T1- no cane trash; T2-25 % of the cane trash; T3- 50 % trash; T4-75 % trash; T5-100 % sugarcane residues on the surface), and simulated rainfall was applied at an intensity of 65 mm h-1 for 60 min. Runoff samples were collected in plastic containers and soon after taken to the laboratory to quantify the losses of soil, water and nutrients. To minimize soil loss by interrill erosion, 75 % of the cane mulch must be maintained on the soil, to control water loss 50 % must be maintained and 25 % trash controls organic matter and nutrient losses. This information can contribute to optimize the use of this resource for soil conservation on the one hand and the production of clean energy in sugar and alcohol industries on the other.A erosão em entressulcos acontece devido à desagregação originada pelo impacto das gotas de chuva pelo transporte por meio do escoamento superficial, por arraste e suspensão das partículas superficiais do solo desagregadas, onde se encontram a matéria orgânica e os nutrientes fundamentais para a produção agrícola. A presença de resíduos vegetais sobre a superfície do solo altera as características do escoamento superficial gerado pela chuva e a consequente desagregação e transporte de sedimentos resultantes do processo erosivo. O objetivo deste trabalho foi determinar a quantidade mínima de palha a ser mantida na superfície do solo, em área cultivada com cana-de-açúcar, para proporcionar menores perdas de solo, água e nutrientes pela redução da erosão em entressulcos. O estudo foi realizado no município de Pradópolis-SP em um Latossolo Vermelho distrófico, em parcelas experimentais de 0,5 por 1,0 m de comprimento, e constituiu-se de cinco tratamentos com quatro repetições; a dose de aplicação de resíduos teve como base a produção de palha da área local de 1,4 kg m-2 (T1-sem palha; T2-25 % de palha; T3-50 % de palha; T4-75 % de palha; e T5-100 % de palha de cana-de-açúcar em superfície), sendo aplicada uma chuva simulada com intensidade de 65 mm h-1 durante 60 min. Foram coletadas amostras de enxurrada em recipientes plásticos, as quais, em seguida, foram levadas para laboratório para quantificar a perda de solo, de água e de nutrientes. A fim de minimizar a perda de solo por erosão em entressulcos, devem ser mantidos 75 % de cobertura com palha de cana-de-açúcar, 50 % de cobertura para perda de água e 25 % de cobertura para perda de matéria orgânica e nutrientes, o que possibilita otimizar o uso desse recurso tanto para a conservação do solo como para a produção de energia limpa em indústrias sucroalcooleiras.96397

Atributos de solos e comunidade infestante sob diferentes culturas de sucessão em área de pousioSoil attributes and weed community under different crop succession on fallow area

O presente experimento teve como objetivo avaliar o efeito das culturas milheto e crotalaria nos atributos de solo e na comunidade infestante em uma área de argissolo após 12 anos de pousio do Polo Centro Norte/APTA, Pindorama- SP. Para determinação dos atributos de solo, foram realizadas coletas deformadas e indeformadas nas profundidades 0-20 e 20-40 cm após 152 dias de plantio. Foram determinados os valores para matéria orgânica, carbono orgânico total, densidade macro e microporosidade. Também após 152 dias da implantação das culturas, as plantas daninhas foram avaliadas com a utilização de um quadrado de amostragem de 0,25 m2. As plantas daninhas foram devidamente identificadas, coletadas, secas e pesadas. Para as plantas daninhas, o delineamento experimental utilizado foi o de DIC (delineamento inteiramente casualizado) com três tratamentos, representados por T1 – milheto (Pennisetum americanum L.), T2 – crotalária (Crotalaria juncea L.) e T3 – pousio, cinco repetições. Considerando os resultados obtidos, conclui-se que as culturas de sucessão após o preparo de solo influenciaram significativamente o número de plantas daninhas e a massa seca destas, independente da cultura utilizada, comprovando que um ciclo de rotação com as culturas testadas após 12 anos de pousio é considerado suficiente para diminuir significativamente a infestação de plantas daninhas, mas não para alterações substanciais nas propriedades do solo do local.AbstractThe objective of this work was to evaluate the effect of millet and sun hemp crops in soil attributes and weed community in an ultisol area after 12 years of fallow. The research was carried out in the Polo Centro Norte/APTA, Pindorama- SP, Brazil. Disturbed and undisturbed soil samples were collected in two depths 0-20 and 20-40 cm after 152 days of planting to evaluate soil attributes. Values of organic matter, total organic carbon, macro density and microporosity were determined. Also after 152 days of implementation of cultures, weeds were evaluated using a sample square of 0.25 m2. The weeds were collected, identified, dried and weighed. For weeds, the experimental design was the CRD (completely randomized design) with three treatments, represented by T1 - millet (Pennisetum americanum L.), T2 - sun hemp (Crotalaria juncea L.) and T3 – fallow with five repetitions each treatment . We concluded that the succession of crops after the soil preparation influenced significantly the number of weeds and dry mass of them, regardless of the culture used, proving that a rotation cycle of the cultures tested after 12 years fallow is considered sufficient to significantly decrease the infestation of weeds, but not to substantial changes in the local soil properties

Spatial variation of the soil loss for erosion in different geomorphic surfaces

The objective of this research was to study the influence of the geomorphic surfaces in the spatial variations of the soil loss by erosion in the Pereira Barreto region, São Paulo State, Brazil. Soil samples were collected in 67 points, in a depth of 0.0-0.2m, located in a 350m regular grid to measure the particle size distribution and organic matter content. The local erosion factors were determined: erosivity (R), erodibility (K), topographical factor (LS), use and tillage (C), and conservation tillage (P), natural potential of erosion (PNE), soil loss with and without conservation tillage (A), soil loss tolerance (T) and erosion risk (RE). The variables A, PNE and RE presented great spatial correlation with the topographical factor (LS), indicating the influence of the relief on the erosion factors. The soil losses (A and A *) presented coherent behavior with the concept of geomorphic surfaces, evidencing the dependence relationships of the soil erosion process to the geomorphic environmental.O objetivo deste trabalho foi estudar a influência das superfícies geomórficas na variação espacial da perda de solo por erosão na região de Pereira Barreto, São Paulo (SP). Os solos foram amostrados nos pontos de cruzamento de uma malha, georreferenciados, com intervalos de 350m, na profundidade de 0,0-0,2m, totalizando 67 pontos. Foram feitas determinações da composição granulométrica e do conteúdo de matéria orgânica. Foram avaliados os fatores de erosão locais, tais como erosividade (R), erodibilidade (K), fator topográfico (LS), uso e manejo (C), práticas conservacionistas (P), potencial natural de erosão (PNE), perda de solo com e sem práticas conservacionistas (A e *A), tolerância de perda de solo (T) e risco de erosão (RE). As variáveis A, PNE e RE apresentaram forte correlação espacial com o fator topográfico (LS), indicando a forte relação do relevo sobre os fatores de erosão. As perdas de solo (A e *A) apresentaram comportamento coerente com a conceituação de superfícies geomórficas, evidenciando as relações de dependência do processo erosivo do solo aos ambientes geomórficos.2485249

Coeficiente de erodibilidade em sulcos e entressulcos de Argissolos coesos estimado pela cor do solo

The objective of this work was to estimate the rill and interrill erodibility coefficient through soil color parameters. Three areas were selected, which were cultivated with soybean in cohesive Ultisols of the eastern region of the state of Maranhão, Brazil. In each area, 121 samples were collected at a depth of 0.00–0.20 m. The values of diffuse reflectance spectroscopy in the visible range were determined, in order to obtain the values of hue, value, and chroma. From these color constituents, the redness index was calculated for each sample. Models were developed to evaluate the effect of each color component on rill and interril erodibility. These components showed R2 ranging from 0.37 to 0.70. The generated models obtained R2 of 0.70 and 0.73 for interill and rill, respectively. Soil color determined by diffuse reflectance spectroscopy can be used as an alternative method to estimate the erodibility coefficient of cohesive Ultisols.O objetivo deste trabalho foi estimar o coeficiente de erodibilidade em sulcos e entressulcos, por meio de parâmetros da cor do solo. Foram selecionadas três áreas cultivadas com soja, em Argissolos Amarelos coesos do Leste Maranhense. Em cada área, foram retiradas 121 amostras na profundidade de 0,00–0,20 m. Foram determinados os valores de espectroscopia de reflectância difusa na faixa do visível, para obtenção dos valores de matiz, valor e croma. A partir destes constituintes da cor, foi calculado o índice de avermelhamento para cada amostra. Foram desenvolvidos modelos para avaliar o efeito de cada componente da cor sobre a erodibilidade em sulcos e entressulcos. Esses componentes apresentaram R2 que variou de 0,37 a 0,70. Os modelos gerados obtiveram R2 de 0,70 e 0,73, para entressulcos e sulcos, respectivamente. A cor do solo determinada por espectroscopia de reflectância difusa pode ser utilizada como método alternativo para estimar o coeficiente de erodibilidade de Argissolos Amarelos coesos

Coeficiente de erodibilidade em sulcos e entressulcosde Argissolos coesos estimado pela cor do solo

O objetivo deste trabalho foi estimar o coeficiente de erodibilidade em sulcos e entressulcos, por meio de parâmetros da cor do solo. Foram selecionadas três áreas cultivadas com soja, em Argissolos Amarelos coesos do Leste Maranhense. Em cada área, foram retiradas 121 amostras na profundidade de 0,00-0,20 m. Foram determinados os valores de espectroscopia de reflectância difusa na faixa do visível, para obtenção dos valores de matiz, valor e croma. A partir destes constituintes da cor, foi calculado o índice de avermelhamento para cada amostra. Foram desenvolvidos modelos para avaliar o efeito de cada componente da cor sobre a erodibilidade em sulcos e entressulcos. Esses componentes apresentaram R2 que variou de 0,37 a 0,70. Os modelos gerados obtiveram R2 de 0,70 e 0,73, para entressulcos e sulcos, respectivamente. A cor do solo determinada por espectroscopia de reflectância difusa pode ser utilizada como método alternativo para estimar o coeficiente de erodibilidade de Argissolos Amarelos coesos

Variabilidade espacial de fatores de erosão em Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar

Visando a avaliar a variabilidade espacial de fatores de erosão em Latossolo Vermelho eutroférrico, foram obtidas amostras do solo em intervalos regulares de 50 m, em forma de grid, totalizando 206 pontos de amostragem. Foram coletadas amostras nas profundidades de 0,0-0,2 m para a determinação da composição granulométrica e do conteúdo de matéria orgânica. Os fatores de erosão locais, como erosividade (R), erodibilidade (K), relevo (LS), perda de solo (A), potencial natural de erosão (PNE), risco de erosão (RE) e expectativa de erosão (EE), foram avaliados. A variabilidade do solo medida pelo coeficiente de variação registrou-se média para K, alta para o RE e EE e muito alta para A, LS e PNE. As variáveis estudadas apresentaram estrutura de dependência espacial com grau moderado para as variáveis K, A, PNE e RE, e forte para o LS e EE. Mapas obtidos por krigagem foram apresentados para descrição dos padrões de distribuição dos fatores de erosão na paisagem.The objective of this work was to evaluate the spatial variability of soil erosion factors on a Dark Red Oxisol under sugarcane conventional tillage. Soil samples were collected in 206 points, in a depth of 0.0-0.2 m, located in a 50 m regular grid for obtaining the soil texture and organic matter content. The local erosion factors were determined: erosivity (R), erodibility (K), relief (LS), soil erosion (A), natural potential of erosion (PNE), erosion risk (RE) and erosion expectation (EE). Geostatistical analysis was performed to measure and model the spatial variability of soil erosion factors. The soil variability was moderate with K, A, and PNE while the soil variability was higher with LS, RE, and EE. K, A, and PNE exhibited moderate spatial dependence, but spatial dependence of LS, RE and EE was strong. Kriging maps were presented for understanding of soil erosion factors distribution patterns within the landscape

Degradação ambiental da bacia hidrográfica do rio Uberaba: uma abordagem metodológica

O presente estudo trata da avaliação da degradação ambiental da bacia do Rio Uberaba, situada no triângulo mineiro, com área de 241.904,30 ha, abrangendo os municípios de Uberaba, Veríssimo, Conceição das Alagoas e pequena porção de Planura. Neste estudo, foi produzido o mapa de degradação ambiental contendo quatro níveis: baixo, moderado, acentuado e severo. Os parâmetros utilizados nesta avaliação foram: vegetação, topografia, solo/geologia, potencial natural de erosão, mecanização, área agrícola, densidade populacional, pecuarização e área de conflito, aos quais foram atribuídos pesos. Para o nível de degradação “baixo”, foram definidos valores ≤ 13 pontos. Para o nível “moderado”, valores situados no intervalo de 14 a 16. Entre 17 e 19 pontos para o nível “acentuado”, e o nível “severo” com valores ≥ 20 pontos. Este estudo consolida as consequências do uso inadequado das terras, não respeitando a sua aptidão natural. As áreas com nível moderado de degradação representam 47%, áreas de nível acentuado (48%), e severo (4%) representam 52%, o que revela indício muito forte no avanço da destruição dos recursos naturais. As áreas classificadas com nível baixo representam apenas 1%, bastante inexpressiva, destacando o descaso na preservação dos recursos naturais.The present study is about the evaluation of the environmental degradation of the Uberaba river watershed situated in a region called Triangulo Mineiro. It possesses an area of 241,904.30 ha, which encloses the cities of Uberaba, Verissimo, Conceicao das Alagoas and a small portion of Planura. In this study the map of ambient degradation was produced containing four levels: low, moderate, accented and severe. The parameters used in this classification were: vegetation, topography, soil/geology, natural potential for erosion, mechanization, agricultural area, population density, cattle-raising and area of conflict for which it was attributed values. For the low level of degradation it was defined values = 20 points. This study consolidates the consequences of the inadequate use of land when it is not respected its natural aptitude. The areas with moderate level of degradation represent 47%; however the areas of accented level (48%) and severe (4%) represent 52%, what discloses a strong indication in the advance of the destruction of natural resources. The areas classified with low level represent only 1%, sufficiently inexpressive, detaching the indifference in the preservation of natural resources