Hidrogeoquímica do escoamento superficial em solos de uma mesobacia no nordeste paraense

Abstract

A hidrogeoquímica do escoamento superficial pode auxiliar em tomadas de decisão direcionadas a gestão de recursos hídricos em bacias hidrográficas, principalmente em áreas com atividades agropecuárias, como o nordeste paraense, em que a sustentabilidade é comprometida pelo inadequado manejo e uso da terra. Com esse intuito elaborou-se a seguinte questão: Qual é o efeito de diferentes ecossistemas (agricultura, sistema agroflorestal, agroecossistema de pastagem, sistema de corte-queima-cultivo-e-pousio) no escoamento superficial no solo em uma mesobacia do nordeste paraense? Objetivou-se avaliar as variáveis hidrogeoquímicas do escoamento superficial em solos de diferentes sistemas de produção agropecuária presentes na mesobacia dos igarapés Timboteua e Buiuna no nordeste paraense com uso predominante de agricultura familiar. Para isso foram feitos monitoramentos de variáveis físico-químicas e avaliação da concentração de ânions inorgânicos no material dissolvido transportado pela chuva o subsequente escoamento superficial, relacionando os processos de escoamento superficial no solo com o uso agrícola da terra e manejo adotado (corte-e-trituração e derruba-e-queima) nos seguintes ecossistemas: i) Capoeira de 20 anos (CP); ii) Sistema agroflorestal (SAF) - derruba-e-queima (SQ); iii) Sistema agroflorestal (SAF) - corte-e-trituração (ST); iv) Agroecossistema de Roça - corte-e- trituração (RT); v) Agroecossistema de Roça - derruba-e-queima (RQ); vi) Agroecossistema de Pastagem (PQ). O experimento consistiu de três parcelas experimentais (1m2) de escoamento superficial em cada um dos 6 ecossistemas (totalizando 18 parcelas de tratamento), e foram instalados em um local próximo dos ecossistemas três coletores de água de chuva e dois pluviômetros. O monitoramento ocorreu no período de janeiro a junho de 2010, em que foram coletadas ao todo 234 amostras água de chuva e de escoamento superficial. O capitulo 1 na avaliação da influência das mudanças nos usos da terra e no manejo do solo nas perdas de água em parcelas de escoamento superficial em solos, apresentou as maiores somas totais de volume escoado no [PQ] (34,79mm) e SAF [ST] (15,25 mm). O capítulo 2 apresentando a avaliação das condições de qualidade da água de escoamento superficial no solo, através de medições de condutividade elétrica e pH, evidenciou pH mais ácido nas amostras de água da chuva, seguido pelo [CP] e [SQ], que pode estar relacionado à concentração de material orgânico em decomposição. O capítulo 3 com a análise da presença de ânions (Cl-, NO3-, PO43-, SO42-) no material dissolvido transportado pela chuva e escoamento superficial, sugeriu significativa correlação moderada do pH com os ânions, sendo o maior valor com o nitrato (ρ=0,448**) e correlação positiva altamente significativa da condutividade elétrica com o cloreto (ρ=0,625**) e sulfato (ρ=0,629**) e negativa com o volume (ρ= -0, 531**). Nos três capítulos foi observada a influência do uso da terra e tipos de manejo, dos diferentes ecossistemas avaliados, no volume escoado nas parcelas, nos parâmetros físico-químicos (pH; CE) e na presença de ânions no escoamento superficial.

The hydrogeochemical of the overland flow can assist in decision-directed management of water resources in river wathershed, especially in areas with agricultural activities, such as the northeast of Pará, that sustainability is compromised by inadequate management and land use. In face of this we elaborated the following question: What is the effect of different agricultural production systems on the runoff in a northeastern Pará watershed? It was evaluated some hydrogeochemical variables of the overland flow at different agricultural systems in the watershed of Timboteua and Buiuna streams situated in the northeast of Pará state, a region where family farming is the main land use. Physico-chemical variables and dissolved inorganic anions concentrations were measured in the material transported by rainwater and overland flowat soils of agricultural fields with different management types (chop-and-mulch and slash-and-burn) in the following ecosystems: i) 20 years Secondary forest (“Capoeira”)(CP), ii) Agroforestry system (SAF) - slash-and-burn (SQ), iii) Agroforestry System (SAF) - chop-and-mulch (ST), iv ) Agroecosystem - chop-and-mulch (RT), v) Agroecosystem - slash-and-burn (RQ), vi) Cattle Pasture Agroecosystem - slash-and- burn (PQ). The experiment consisted of three overland flow plots (1m2) in each one of the six ecosystems (totaling 18 plots). Also it were installed three collectors of rainwater and two rain gauges near by the ecosystems. Monitoring was done from January to June 2010, being collected 234 samples rainwater and runoff. In the first chapter, assessing the influence of land use and soil management to water losses by overland flow, we measured the highest runoff total volumes at [PQ] (34,79 mm) and SAF [ST] (15,25 mm). In the Chapter 2, monitoring the physico-chemical aspects of the overland flow, we could see that rainwater samples where the most acid ones , followed by [CP] and [SQ] samples, what can be related to organic matter sources. Finally at Chapter 3, regarding to the anions (Cl-, NO3-, PO43-, SO42-) concentrations in the rainwater and overland flow, it is likely a moderate and positive correlation of pH with the anions, being stronger with the nitrate (ρ = 0.448 **), as well as a positive correlation of electrical conductivity with chloride (ρ = 0.625 **) and sulfate (ρ = 0.629 **) and a negative one with the volume (ρ = -0, 531 **). In summary it was observed the influence of land use and management types at the different studied ecosystemsto the overland flow volume, and its physico-chemical parameters (pH, EC) and anions concentrations.