Controle da erosão e da infiltração em solo mediterrâneo com aplicação de poliacrilamida aniónica na água de rega

Abstract

A erosão e a baixa infiltração são problemas comuns nos solos Mediterrâneos do sul de Portugal. Estes solos são frequentemente solos argiluviados caracterizados por um horizonte superficial de pequena espessura e fraca estrutura e um horizonte B "textural" de acumulação de argila, e consequentemente, de baixa permeabilidade. O controle da erosão e a possibilidade de aumentar a infiltração nestes solos são particularmente importantes para a sustentabilidade dos sistemas agrícolas aí implantados, especialmente os de regadio, uma vez que para além de importantes degradações que se verificam na estrutura e produtividade desses solos ao longo do tempo devido ás regas, podem também dar origem a problemas de eutrofização das linhas de água superficiais. A aplicação de pequenas concentrações de poliacrilamida aniónica (PAM), de elevado peso molecular, tem sido recentemente utilizada, na água de rega para aumentar a estabilidade dos agregados do solo e permitir a rápida floculação das partículas em suspensão, diminuindo a erodibilidade do solo regado, e permitindo assim, o controle de erosão e o aumento de infiltração. Neste trabalho foi avaliada a eficácia de pequenas aplicações de PAM na água de rega, em concentrações próximas de 10 ppm (mg/1), no controle da erosão e no aumento da infiltração em sulcos rectilíneos declivosos, comuns à topografia do Alentejo. Idêntica aplicação foi testada em sulcos implantados em terraços de contorno aproximadamente segundo as curvas de nível, com o objectivo de verificar se a utilização de PAM seria ainda eficaz, mesmo quando aplicada num sistema de conservação do solo, como é o dos sulcos em contorno. A quantificação da perda de solo e do transporte de sedimentos ao longo dos sulcos foi realizada utilizando os cones de Imhoff, procedendo-se para tal á sua calibração para o solo em causa. A aplicação de PAM ao longo de 5 regas nos sulcos de contorno permitiu uma redução de 85 a 95% da perda de solo e um aumento da taxa de infiltração de 13 a 53%. Nos sulcos rectilíneos declivosos a aplicação de PAM, ao longo de 3 regas, possibilitou uma redução de 96 a 99% da perda de solo e um aumento da taxa de infiltração de 58 a 9%. Para além da análise da perda de solo na extremidade dos sulcos, o transporte de sedimentos que se verifica ao longo do sulco foi também objecto de análise. Esse transporte no interior do sulco provoca muitas vezes séria degradação e perda de produtividade na zona de cabeceira dos sulcos, que é negligenciada quando se quantifica a perda de solo apenas na extremidade dos sulcos. A análise do transporte de sedimentos ao longo dos sulcos foi realizada em sulcos de igual comprimento nos sulcos rectilíneos e declivosos e em sulcos diferentes comprimentos no bloco de terraços de contorno. Constatou-se que o transporte de sedimentos na cabeceira dos sulcos de contorno foi reduzido de 30% na nega para 100% na Sa rega e obtiveram-se reduções de 73% a 100% a meio do sulco. O comprimento não teve influência no transporte de sedimentos ao longo do sulco ou na perda de solo. Nos sulcos rectilíneos e declivosos o decréscimo do transporte de sedimentos à cabeceira dos sulcos foi de 87 a 100% com a aplicação de PAM. A degradação do solo pelo processo erosivo da água de rega foi também estudado no bloco de contorno através da análise da alteração selectiva da textura do solo e da forma dos sulcos ao longo do seu comprimento. Nos sulcos tratados com PAM verificou-se comparativamente aos sulcos controle, regados sem a adição de poliacrilamida na água, um aumento médio da percentagem de limo e argila de respectivamente 46% e 42%, e uma diminuição média da percentagem de areia de 16% ao longo do comprimento do sulco. A textura manteve-se franco-arenosa ao longo do sulco, com a excepção da extremidade dos sulcos, onde se verificou uma alteração da textura franco-arenosa para franco-argilo-arenosa. Nos sulcos controle, apesar do decréscimo médio da percentagem de limo e argila e do aumento da percentagem de areia, comparativamente aos sulcos tratados, a textura manteve-se franco-arenosa, com a excepção da zona de cabeceira, onde a textura se alterou de franco-arenoso para arenoso-franco. Quanto à forma dos sulcos verificou-se que nos sulcos tratados com PAM a forma do perfil é geralmente mantida próxima da original e nos sulcos controle a forma é degradada rapidamente, com a escavação dos sulcos devido à elevada erosividade da água. A aplicação de pequenas concentrações de PAM (10 ppm) na água de rega em solos Mediterrâneos com sulcos declivosos e em terraços de contorno foi eficaz no controle da erosão e no aumento da infiltração. A aplicação deste condicionador na água de rega é possível a custos relativamente baixos e é de fácil utilização. É um sistema recomendável na rega por sulcos em terreno de declive acentuado, onde nenhuma medida de conservação do solo seja utilizada. E, como se viu neste trabalho, mesmo quando sistemas de conservação do solo, como os terraços de contorno são utilizados a aplicação de PAM permite reduções importantes na perda de solo e aumentos consideráveis da taxa de infiltração. ### Abstract - Erosion and low infiltration are common problems in Mediterranean soils in the south of Portugal and in particular in agricultural irrigated soils. These soils are generally, soils with a surface layer of small thickness and poor structure. And the subsurface layer presents an accumulation of clay, giving to this layer very low permeability. The control of erosion and the possibility of increasing infiltration in this soils, are of particular importance for the sustentability of this agriculture systems, since, besides the important degradation that happens in this soils structure and productivity with time, there is also the pollution and eutrofization of surface waters. The application in the irrigation water of small amounts of anionic polyacrylamide (PAM), with high molecular weight, have been recently use in irrigation to increase aggregate stability and allow a fast flocculation of the soil material in suspension, decreasing the irrigated soil erodibility, and that way, allowing the control of erosion and increase of infiltration. In this work, we have done the valuation of the control in erosion and the increase in infiltration provide by the application of PAM in the irrigation water in a concentration of 10 ppm (mg/1). The application was made in traditional furrows, with a high slop, common in Alentejo and in contour furrows. In contour furrows the application of PAM had the intention of testing, if PAM would be efficient in a system of soil conservation, like the contour furrows. The quantification of soil loss and transport of sediments along the furrow was providing by the use of Inhofe cones and it's calibration to Mediterranean soil. The total amount of PAM in contour furrows allowed a reduction of 85 to 95% in the soil loss and an increase of 13 to 53% in the infiltration rate. On the traditional furrows the application of PAM, allowed a reduction of 96 to 99% in the soil loss and an increase of 58 to 79% in the infiltration rate. As the hypothesis place by us, the control provide by PAM in the contour furrows was lower than the control obtain in traditional furrows. In this study the investigation took place not only in soil loss, but also in the transport of sediments along the furrow. The interest of the transport of sediments along the furrow is due to the frequent degradation and loss of productivity in the initial portion of the furrow, wish is neglected when the valuation of erosion is only in the furrow end. The efficacy of PAM application was also analyse in the transport of sediment along furrows with different length, in the contour furrows. In this study results, we have seen that PAM application provide a reduction of sediment transport in the contour furrows of 30% in the 2" irrigation to 100% in the 5th irrigation in the head of the furrows. In the middle section of the furrow the reduction vary from 73 to 100%. The length of the furrow doesn't seem to have any influence on the transport of sediments and on the soil loss. On traditional furrows the reduction of sediment transport in the furrow head vary from 87 to 100%. The degradation of furrows do the two erosion process was study, on the contour furrows b the analysis of soil texture along the furrow after the 5th irrigation. In the treated furrows, high increased of silt and clay, of 46% and 42% respectively, and a lost of 16% of sand was observed. The texture in the treated furrows change in the end of the furrows, from loamy-sand to loam-clay-sand. And in control furrows the initial section of the furrow was altered from loamy-sand to sand loam. In the shape of the furrow profile we have seen that in treated furrows the profile doesn't change much from the original form. Control furrows were generally deeper in the 5th irrigation, do to the high erosivity.