Evaluation of plant waste used as mulch on soil moisture retention

Abstract

Soil mulching is a technique commonly used in arid and semi-arid areas to prevent erosion and reduce evaporation of soil water. In this study, an experiment quantified the effect of three organic wastes (shredded date palm leaf (Phoenix dactylifera), cereal straw, and pine bark) used as mulch on moisture retention in two soils with different textures, S1 (loam) and S2 (silty loam). Each soil was added to a height of 15 cm in square containers 31 cm wide and 20 cm high. The treatments were administered a day after soil saturation with water by covering each soil with 2 cm of mulch. Soils without mulching were used as control treatments. The experiment took place inside a greenhouse until a total loss of soil moisture was achieved. Temperature (T) and relative humidity (RH) values were measured throughout the experiment. During the first 16 days, high and practically constant evaporation was observed in the soils without mulching (1813 g H2O/day per m2 in S1 and 1792 g H2O/day per m2 in S2). Linear regressions were established to quantify the water loss over time in each treatment. The results show that all three organic byproducts were effective in reducing water loss in both soils, with significant differences observed between pine bark and the other two materials. The palm leaf was as effective as the cereal straw, so it is considered appropriate for use as a mulching material in areas like ours where its abundance and ease of use provide further environmental benefits.O uso de cobertura morta do solo ("mulch") é uma técnica comumente usada em áreas áridas e semi-áridas para evitar a erosão e reduzir a evaporação de água do solo. Neste estudo, realizou-se um ensaio para quantificar o efeito de três resíduos orgânicos ( folha de palmeira moída (Phoenix dactylifera), palha de cereais (feno) e casca de pinheiro), na retenção de humidade em dois solos de textura diferente, S1 ( textura franca) e S2 (textura franco-limosa), inicialmente saturados com água. Utilizaram-se recipientes paralelopipédicos com 31 cm de lado e 20 cm de altura, tendo-se adicionado água a cada solo até uma altura de 15 cm. Os tratamentos foram instalados um dia após a saturação do solo adicionando-se 2 centímetros de altura dos diferentes tipos de cobertura morta sobre cada um dos solos. Os solos A e B sem cobertura foram usados como tratamento testemunha. O ensaio realizou-se em estufa, e prolongou-se até perda total da água inicial do solo. Ao longo do ensaio foram controlados os valores da temperatura (T) e da Humidade Relativa (HR). Nos primeiros 16 dias, observou-se uma permanente e elevada taxa de evaporação nos solos sem cobertura morta de 1.813 g de água/m2/dia e 1792 g de água/m2/dia no S1 e S2, respetivamente. Estabeleceram-se regressões lineares para quantificar a perda de água durante o ensaio, em cada tratamento considerado. Os resultados mostraram que os três resíduos orgânicos foram eficazes na redução da perda de água em ambos os solos, tendo-se observado igualmente diferenças significativas entre o uso de casca de pinheiro e os outros dois materiais. A folha de palmeira foi tão eficaz como a palha de cereais, sendo por isso considerada adequada para usar como cobertura morta em áreas como a nossa,  pela sua abundância, disponibilidade e facilidade de uso, para além dos benefícios ambientais que acarreta.El uso de acolchados en suelos es una técnica usada habitualmente en zonas áridas y semiáridas, para evitar los procesos erosivos y reducir la evaporación del agua. En este estudio, se plantea un experimento para cuantificar el efecto de tres residuos orgánicos (hoja de palmera datilera triturada (Phoenix dactylifera), paja de cereal (heno) y corteza de pino), como materiales de acolchado, sobre la retención de humedad de dos suelos de diferente textura, S1 (franco) y S2 (franco-limoso), saturados inicialmente con agua. Se emplearon recipientes de 31 x 31 cm de lado y 20 cm de altura, llenándose con suelo los primeros 15 cm. Los tratamientos se establecieron aplicando, a cada suelo, una capa de 2 cm de cada residuo orgánico, teniendo como referencia suelo sin acolchado. El experimento se realizó en invernadero, controlando los valores de Temperatura (T) y Humedad Relativa (HR) ambiente, hasta pérdida total del agua inicial de los suelos. Se observó una elevada evaporación en los suelos sin acolchado, en los primeros 16 días, prácticamente constante de 1813 g agua/día x m2 en el suelo 1 y de 1792 g agua/día x m2 en el suelo 2. Se establecieron regresiones lineales para cuantificar la pérdida de agua con el tiempo, en cada tratamiento considerado. Los resultados demuestran que los tres subproductos orgánicos fueron efectivos para reducir la pérdida de agua en ambos suelos, observándose diferencias estadísticamente significativas entre el uso de la corteza de pino y los otros dos materiales. La hoja de palmera tuvo una efectividad similar a la de la paja de cereal, por lo que se considera adecuada su utilización como acolchado en zonas como la nuestra, en las que por su abundancia, disponibilidad y facilidad de uso, supone un beneficio ambiental añadido