Soil losses in the State of Rondônia, Brazil / Perdas de solo no Estado de Rondônia, Brasil

ABSTRACT: In the state of Rondônia, deforestation, and inadequate soil use and management have intensified the water erosion process, causing degradation of agricultural land. Modeling is a tool that can assist in the adoption of targeted and effective measures for soil and water conservation in the region. In this context, the objective of the research was to model soil losses due to water erosion in the state of Rondônia using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). The parameters related to rain erosivity, relief, erodibility, and soil cover, as well as the conservation practices of the state of Rondônia, were considered. The modeling steps were performed with the aid of the Geographic Information System. Results were validated with data of total sediments transported with water discharge. The estimated total soil loss was about 605 million tons per year, corresponding to an average loss of 22.50 Mg ha-1 year-1. In 19% of the state, the erosion rate was higher than the soil loss tolerance(T), and these areas should be prioritized for adopting measures to mitigate the erosion process. The RUSLE underestimated the generation of sediments at 0.56 Mg ha-1 year-1, which corresponds to an error of 18.60%. Results obtained can assist in the development of different soil use and management scenarios and provide options for policymakers to encourage soil conservation in the state of Rondônia.

RESUMO: No Estado de Rondônia, o desmatamento, o uso e o manejo inadequado dos solos têm intensificado o processo de erosão hídrica, gerando a degradação de terras agrícolas. Nesse cenário, a modelagem é uma ferramenta que pode auxiliar na adoção de medidas direcionadas e eficazes de conservação do solo e da água na região. Assim, o objetivo do trabalho foi modelar as perdas de solo por erosão hídrica no Estado de Rondônia utilizando a Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE). Foram considerados os parâmetros referentes a erosividade da chuva, relevo, erodibilidade e cobertura do solo e as práticas conservacionistas do Estado de Rondônia. As etapas da modelagem foram realizadas com auxílio de Sistema de Informações Geográficas. Os resultados foram validados com dados de coleta de sedimentos totais transportados com a descarga d'água. A perda de solo total estimada foi cerca de 605 milhões de toneladas ao ano, correspondente a uma perda média de 22,50 Mg ha-1 ano-1. Em 19% do Estado a taxa erosiva foi superior aos limites de tolerância de perda de solo (TPS), sendo que essas áreas devem ser priorizadas para adoção de medidas de mitigação do processo erosivo. A RUSLE subestimou a geração de sedimentos em 0,56 Mg ha-1 ano-1, o que corresponde a um erro de 18,60%. Os resultados obtidos podem contribuir para elaborar distintos cenários de manejo e uso do solo e fornecer alternativas aos formuladores de políticas agrícolas e ambientais, com o intuito de incentivo a conservação do solo no Estado de Rondônia.

Chemical Recovery of Degraded Soil and Consequence in the Cost of Corn Production

Abstract Improper management degrades the soil, decreases corn productivity and is reflected in the cost of production. The objective of this research was to evaluate the soil recovery in non-conservationist treatments after the change of management and cultivation to the conservation condition direct sowing, and compare these systems to consolidated direct seeding; This evaluation was based on the soil responsiveness to crop production and water erosion control, and based on the financial cost of soil recovery and corn production when soil management was converted from non-conservationist (tillage rotation - RT, minimum tillage - MT, conventional tillage - CT and bare soil - BS) to no-tillage (NT) condition, in a Humic Cambisol. The transition from managements to no-tillage occurred in 2015 year, after 27 years of conducting the preexisting managements. The chemical recovery was carried out with the application of limestone, phosphorus, and potassium. At the end of the research the yield of the corn crop, the cost of recovering the soil fertility and the cost of crop production were evaluated. Previous soil management influenced the cost of soil chemical recovery. The cost of production showed a financial loss for the previous treatments CT and BS, on the average of the three corn crops.

Estimación de erosión potencial bajo dos sistemas de corte de caña panelera utilizando la ecuación universal de pérdida de suelos / Estimation of potential erosion under two sugarcane cutting systems using the universal soil loss equation

RESUMEN Con el fin de comparar las pérdidas de suelo en dos sistemas de corte tradicionalmente utilizados en el cultivo de caña de azúcar para la producción de panela, se llevó a cabo un estudio, en el que se realizaron mediciones en campo, utilizando un simulador de lluvia y parcelas de escorrentía, en un vertisol del municipio de Quebradanegra, Cundinamarca, en donde se presentan, simultáneamente, los dos tipos de corte: parejo (tipo de corte en el que se cosecha todo a la vez, al tener una madurez homogénea en el cultivo) y entresaque (sistema en el cual no hay madurez homogénea, por lo que se corta solo un porcentaje de las plantas a la vez). Para estimar las pérdidas de suelo potenciales asociadas a ambos sistemas de corte, se utilizó la Ecuación Universal de Pérdida de Suelos (USLE), obteniendo un factor medio C, asociado al tipo de corte, utilizando los datos determinados en campo y la erosividad de las intensidades de precipitación simuladas. Finalmente, se determinó la erosión potencial anual, bajo los dos sistemas de corte, donde se observó que el sistema de corte por parejo presenta un valor 2,2 veces mayor que el sistema de corte por entresaque. Por otra parte, al comparar las pérdidas potenciales de suelo con un lote recién preparado y sembrado, sin cobertura vegetal, se evidencia la capacidad del cultivo de caña panelera para brindar protección al suelo, presentando una erosión potencial 9 veces menor, en el caso del corte por parejo, con respecto a una condición de suelo sin cobertura vegetal.

ABSTRACT In order to compare soil losses in two cutting systems traditionally used in the cultivation of sugar cane for the production of panela, a study was carried out in which measurements were made in the field using a rainfall simulator and runoff plots in a vertisol of the municipality of Quebradanegra, Cundinamarca, where both types of cut are presented simultaneously: the cut-off system, in which everything is harvested at once having a homogeneous maturity in the crop and the thinning cut system, in which have an inhomogeneous maturity so that only a percentage of the plants is cut at the same time. To estimate the potential soil losses associated with both cutting systems, the Universal Soil Loss Equation (USLE) was used to obtain a mean C factor associated with the type of cut, using the data determined in the field and the erosivity of simulated rainfall intensities. Finally, the anual potential losses of soil was determined under the two cutting systems, where it was observed that the cut-off system has an annual potential erosion 2.2 times greater than the thinning cuy system. On the other hand, when comparing the potential losses of soil with a newly prepared and planted lot, without plant cover, the capacity of the sugarcane cane crop is demonstrated to offer a protection to the soil, presenting a potential erosion 9 times smaller, in the case of the cut-off system, with respect to a soil condition without plant cover.

Phosphorus transfer at a small catchment in southeastern Brazil: distributed modelling in different land use scenarios / Transferência de fósforo em uma bacia hidrográfica no sudeste brasileiro: modelagem distribuída em diferentes cenários de uso do solo

ABSTRACT Identifying and ranking nutrient loss risk areas are important steps towards integrated catchment management. This study aimed to apply the P index model at the Posses catchment, south of the state of Minas Gerais, Brazil. We applied the P index for the current land use at the Posses catchment and for two hypothetical scenarios: scenario 1, in which P fertilizer was applied to all land uses, except for native forests; and scenario 2, which considered the use of P fertilizer as in scenario 1, and that the Environmental Protection Areas referring to the riparian forests and springs were totally restored. Considering current land use, almost the whole catchment area (91.4%) displayed a low P loss risk. The highest P index was associated to croplands and eucalyptus plantations. Regarding scenario 1, areas under pasture fell into the low (15.1%), medium (45.5%), high (27.1%) and very high (12.3%) P index categories. Environmental Protection Areas on scenario 2 decreased the P loss risk from the scenario 1 in 37.6%. Hence, the model outputs indicate that the reforestation of buffer zones can decrease P loss risk in the case increasing use of P fertilizer. The P index model is a potential support tool to promote judicious use of fertilizers and conservation practices at the Posses catchment.

RESUMO Identificar e classificar áreas quanto ao risco de perda de nutrientes são passos importantes para o manejo integrado de bacia hidrográfica. O objetivo deste estudo foi aplicar o modelo Índice P na bacia hidrográfica das Posses, Extrema-MG. O Índice P foi empregado sobre as condições atuais de uso da terra na bacia hidrográfica das Posses e na simulação de dois cenários: cenário 1, o fertilizante P foi aplicado para todos os usos, exceto para florestas nativas e, cenário 2, além do fertilizante P ser aplicado da mesma forma que no cenário 1, considerou-se que as Áreas de Proteção Ambiental referentes as matas ciliares e nascentes fossem totalmente restituídas. Considerando o uso atual, quase toda a bacia hidrográfica (91,4%) apresentou baixo risco de perda de P. O maior Índice de P foi associado a lavouras e plantações de eucalipto. No cenário 1, as pastagem apresentaram Índice P baixo (15,1%), médio (45,5%), alto (27,1%) e muito alto (12,3%). No cenário 2, as Áreas de Proteção Ambiental promoveram uma redução de 37,6% no risco de perda de P do cenário 1. Dessa forma, os resultados do modelo indicam que o reflorestamento de matas ciliares pode reduzir o risco de perdas de P no caso do aumento do uso de fertilizantes. O Índice P é uma potencial ferramenta para promoção do uso criterioso de fertilizantes e de práticas conservacionistas na bacia hidrográfica das Posses.

Distribuição espacial da erosão potencial e atual do solo na Bacia Hidrográfica do Rio Sapucaí, MG / Spatial distribution of the potential and current soil erosion for the Sapucaí River Basin, MG, Brazil

RESUMO Este estudo avalia a distribuição espacial do potencial natural e atual do solo à erosão hídrica na Bacia do Rio Sapucaí, sul de Minas Gerais, utilizando a equação universal de perda de solos revisada, através de modelagem cartográfica, para a obtenção da erosão potencial (EP) e da erosão atual (EA). Os resultados indicaram que a EP para a Bacia do Rio Sapucaí variou de "Muito forte", na sua região de cabeceira (Serra da Mantiqueira), a "Fraca", nas áreas com topografia mais suavizada e menor erosividade da chuva. Em relação à EA, mais de 55,17 % da Bacia do Rio Sapucaí apresenta perdas de solo abaixo de 10 t.ha-1.ano-1, significando baixo potencial atual de erosão. A identificação de áreas de risco associadas à erosão acelerada, realizadas neste estudo, fornecem subsídios fundamentais para medidas associadas ao manejo, conservação e planejamento do uso do solo.

ABSTRACT This study was carried out with the purpose to assess the natural and current soil erosion for the Sapucaí river basin using the revised universal soil loss equation (RUSLE) through cartographic modeling to obtain the natural soil erosion potential (EP) and the current soil erosion (EA). Results have indicated that the Sapucaí river basin has soils with EP varying from "Very strong", in its headwater region (Mantiqueira Range) to "Weak" potential, in areas with smoothing topography and smaller rainfall erosivity. Regarding EA, more than 55.17 % of the basin area present soil losses smaller than 10 t.ha-1.year-1, meaning low current soil erosion vulnerability. The identification of accelerated soil erosion areas, obtained by this study, can be very useful for supporting soil conservation management and planning.

Transferência superficial de fósforo reativo potencialmente contaminante por chuvas simuladas intensas / Superficial loss of reactive phosphorus potentially contaminant by intense rainfall simulation

O fósforo naturalmente presente ou adicionado ao solo, dependendo da conjunção de fatores, pode desencadear uma situação de alto risco ambiental para os recursos hídricos de bacias hidrográficas. O objetivo deste trabalho foi quantificar a transferência na superfície do solo de algumas formas de fósforo reativo, originário da adubação fosfatada em solo sem cultivo e descoberto, transportado pelo escoamento superficial da água de chuvas. O experimento foi executado em Lages, SC, com duas repetições de campo, sob regime de chuvas intensas simuladas (64 mm h−1 durante 50 minutos). Os resultados apontam que o fósforo pode representar sério risco ambiental aos recursos hídricos das bacias, em diferentes escalas no tempo e no espaço, através das formas reativas de fósforo e suas diferentes maneiras de transporte.

Phosphorus is naturally present or added to the soil and, depending on the mix of factors, may trigger a high environmental risk to water resources in river basins. The aim of this study was to quantify the transfer for soil surface of some forms of reactive phosphorus originating from phosphorus fertilization on bare soil, carried by the runoff. The experiment was carried out in Lages, SC, Brazil, with two replications in the field under intense simulated rainfall (64 mm h−1 for 50 minutes). The results indicate that phosphorus may represent a serious environmental risk to water resources of basins at different scales in time and space, through the reactive forms of phosphorus and their different ways of transportation.

Índice de cobertura vegetal pela cultura do milho no período de chuvas intensas no sul de Minas Gerais / Plant cover index in the period of intensive rainfall for corn crop at south of Minas Gerais state, Brazil

A cobertura vegetal é a defesa natural do solo contra a erosão hídrica. Nos modelos de estimativas de perdas de solo, o efeito da cobertura vegetal na interceptação da energia cinética da chuva é a variável chave na modelagem do processo erosivo. Assim sendo, objetivou-se avaliar a eficiência da cobertura vegetal, proporcionada pela cultura do milho, e suas relações com os atributos fitotécnicos desta cultura para alguns híbridos. O estudo foi realizado no campo demonstrativo de híbridos de milho da Universidade Federal de Lavras, localizada no município de Lavras, MG. Para determinação da cobertura vegetal utilizou-se um aparato que consiste em uma estrutura horizontal, contendo orifícios para visualização dos pontos com cobertura e sem cobertura vegetal, sendo as leituras feitas de forma aleatória e transversalmente às linhas da cultura. Os atributos fitotécnicos avaliados foram altura da planta, estande, matéria seca e produção de grãos. Diante dos resultados pode-se concluir que o maior índice de cobertura vegetal foi observado para os híbridos de milho P 30F33, P 30F90, P 3021, STRIKE, FORT, VALENT, UFLA 2001, UFLA 2004, CO 32, D 8480, D 8420 DKB 333B, DKB 440, evidenciando boa qualidade como planta protetora do solo. No período de maior ocorrência de chuvas, na região sul de Minas Gerais, a cultura do milho pode minimizar o efeito do processo erosivo. A produção de matéria seca relacionou-se bem com o índice de cobertura vegetal, podendo ser um indicativo quanto à proteção do solo.

The plant cover is a natural protection of soil against water erosion. In estimative models of soil loss, the effect of plant cover in the interception of rainfall kinetic energy is the key variable in the modeling of the erosive process. Thus, the aim of this work is to evaluate the efficiency of the plant cover provided by the corn crop and their relations with the phytotechnical attributes of this crop for its respective hybrids. This study was conducted in the corn hybrids demonstrative field at the Federal University of Lavras, Minas Gerais State, Brazil. In order to evaluate the plant cover a display was used that included a horizontal structure, containing holes for viewing the points with and without plant cover, the being readings performed at random and transversally to the crop lines. The phytotechnical attributes evaluated were plant height, stand, dry matter and grain production. It can be concluded that the higher plant cover index was observed for corn hybrids P 30F33, P 30F90, P 3021, STRIKE, FORT, VALENT, UFLA 2001, UFLA 2004, CO 32, D 8480, D 8420 DKB 333B, and DKB 440, proving good quality as a protective soil plant. In the period of larger occurrence of rainfall in the south of Minas Gerais state, the corn crop can minimize the effect of the erosive process. The production of dry matter was well correlated with the plant cover index, and can be used as evidence of soil protection.