Estratégias de Conservação do Solo e da Água

Vários princípios práticos para a conservação do solo e da água são importantes para serem compreendidos e combinados – incluindo como usá-los para que ajudem em vez de prejudicar e proporcionar múltiplos benefícios a um custo limitado no tempo.

A cobertura vegetal e do solo perto da superfície pode ajudar na conservação do solo e da água, mas as árvores podem ajudar e prejudicar a terra cultivada.

A cobertura vegetal baixa ou lentamente estabelecida após a preparação da terra expõe o solo ao vento e às gotas de chuva, pelo menos no início da época de cultivo. Consulte a Figura 1 abaixo. A cobertura vegetal deficiente pode ser devida ao cultivo intensivo (perturbação do solo), métodos de cultivo e plantio e/ou devido ao esgotamento de nutrientes e matéria orgânica do solo. Alguns culparão equivocadamente a “pecuária intensiva” e outros culparão a “pecuária extensiva, mas isso deve depender do que é intensificado e como. O crescimento lento das plantas e alguns métodos de cultivo e culturas causam uma diminuição na matéria orgânica do solo e na cobertura da superfície. Os fertilizantes minerais podem fazer com que as plantas cresçam mais rapidamente, mas às vezes são usados para substituir outros métodos de conservação e melhoria do solo, como cultivo intercalar e cultivo em pousio com cobertura vegetal.

A cobertura perto da superfície do solo é importante. A proteção contra gotas de chuva na superfície do solo ou logo acima dela é muito importante. Uma cobertura no solo ou um pouco acima dele pode efetivamente proteger a estrutura do solo das gotas de chuva e prevenir a erosão. Por exemplo, uma boa cobertura de feijão ou outras culturas de cobertura funciona. Em um antigo experimento de campo na África, o uso de um mosquiteiro elevado de 20 cm foi eficaz; foi usado apenas para estudar o efeito da cobertura, não como um método prático. Em uma floresta natural, a superfície do solo normalmente estará bem coberta. No entanto, as gotas de chuva se juntam às folhas e caem com mais aceleração e energia de movimento por metro quadrado de plantações ou árvores altas. Foi bem documentado por décadas, mas não muito conhecido.

Matéria orgânica e partes de plantas mortas na superfície (lixo) ajudam a estabilizar a estrutura do solo em agregados para que a água possa entrar nos poros, ajudar o solo a permanecer no lugar e absorver água. Raízes profundas e os poros que deixam quando apodrecem em solo não compactado também ajudam a água a penetrar mais rapidamente no solo. As raízes próximas à superfície também podem ajudar a estabilizar a estrutura do solo (agregados) e manter os poros abertos para a entrada de água. Uma cobertura de folhas, pedras ou materiais mortos perto da superfície pode proteger o solo superficial. Correias de contorno adequadas ou limites de campo ao longo da encosta podem às vezes ser suficientes. Veja a Figura 1 abaixo.

Figura 1. Princípios para conservação do solo e água (por Torsten Mandal)

Figura 1. Sem a conservação do solo e da água (esquerda), uma colina cultivada ou sobre pastoreada pode desenvolver rochas expostas (cinza), erosão de sulcos e ravinas (amarelo), crescimento deficiente da vegetação (verde) e água poluída (amarelo-azul). O solo amarelado é pobre em matéria orgânica. O morro preservado (à direita) apresenta cobertura vegetal alta de coloração saudável (verde escuro), terraços e cursos d’água com cobertura vegetal permanente e fluxos de água limpos e constantes (azul). A vegetação contribui para a biodiversidade e formação de nuvens na paisagem. Por Torsten Mandal 2022.

Raízes e materiais orgânicos em decomposição também ajudam a manter uma estrutura boa e estável do solo, formando hifas fúngicas (ameaças difíceis de ver) e líquidos pegajosos. Raízes fortes e profundas também podem ajudar a manter as camadas do solo unidas contra deslizamentos. Às vezes, as raízes (por exemplo, de algumas gramíneas formadoras de esteira) podem retardar os fluxos de água. No entanto, algumas raízes têm pouco ou nenhum efeito porque se estendem abaixo da camada superficial do solo. Se as partes agregadas desprotegidas do solo estiverem dispersas na água, pode ser tarde demais para as raízes retê-las. Além disso, algumas raízes maiores na superfície podem levar a água a formar fluxos concentrados, mais rápidos e erosivos em áreas onde a raiz não consegue mais reter a água.

RUSLE-estimativas de perda de solo. A erosão do solo causada pela água é frequentemente estimada hoje pela Equação Universal de Perda de Solo Revisada (RUSLE). Uma perda anual de mais de 10 toneladas por hectare (1 kg/m2) é geralmente considerada significativa e insustentável. RUSLE é um substituto para o similar “USLE” e, por exemplo, difere no tipo de chuva considerado relevante, incluindo proteção contra pedras e sedimentação dentro dos campos. O uso de dados localmente relevantes é um desafio importante para o uso de modelos. Um exemplo do uso do oeste do Quênia foi publicado em 2021, incluindo uma visão geral ilustrada com experiências de medidas de conservação (Watene e colaboradores, 2021).

As estratégias de conservação do solo são explicadas com mais detalhes após esta introdução.

• Estruturas de conservação do solo: Cercas, cinturões de abrigo, quebra-ventos, linhas de conservação permanente, terraços, ralos de corte, reparação de voçorocas, etc.

Os campos são particularmente erodidos antes que as plantas os cubram, por isso é essencial ter algum tipo de estrutura permanente contra a erosão – mas as plantas podem ajudar a formá-los.

As estruturas para a conservação do solo e da água podem ser cercas, terraços, captação de água, drenos de corte e reparação de ravinas. Essas estruturas podem parar ou retardar os fluxos de vento ou água e a erosão, e podem ser necessárias em algumas áreas. Algumas estruturas de conservação de água também ajudam a coletar água para uso em canos ou baldes. Os riscos incluem acúmulo de água, quebra ou passagem de obstáculos maciços com maior velocidade e força erosiva. Estes podem causar mais erosão, por exemplo, se as estruturas não forem bem construídas, protegidas com vegetação de longa duração e mantidas. Além disso, o investimento em trabalho, terra, dinheiro e expertise pode ser considerável. O aumento da erosão pode ocorrer entre ou ao redor de estruturas malcriadas se as taxas de fluxo aumentarem. Várias soluções são explicadas na seção detalhada. Combinações com outros métodos também são necessárias, bem como adaptação local.

• Cultivo incluindo lavoura mínima e lavoura zero, lavoura de conservação, escarificação, escarificação, gradagem, aiveca ou arado de discos: o cultivo pode ajudar ou prejudicar

Capinar, cavar, arar, gradear, sulcar, cinzelar e amadurecimento são todos lavouras. O cultivo pode diminuir ou às vezes aumentar a conservação do solo e da água.

Os benefícios da lavoura para a conservação do solo podem incluir:

1. tornando as superfícies planas compactas mais abertas para entrada de água e ásperas,
2. lavoura de contorno ao longo da encosta ou na direção do vento, reduzindo as taxas de fluxo, por exemplo, com sulcos de contorno que são amarrados, para que a água não se acumule e inicie a erosão do riacho.
3. cinzelar ou rasgar profundamente para que a água e as raízes possam entrar no subsolo.
4. reduzir a necessidade de queima de restos culturais, cortando culturas de cobertura quando necessário para as culturas principais.
5. conservando a água, reduzindo o crescimento das plantas em áreas como cinturões ou períodos.

As desvantagens incluem:

1. A pulverização dos agregados do solo reduz a coerência e a infiltração de água.
2. Quebrar a matéria orgânica por oxidação, quebrando torrões de solo.
3. Virando sob plantas e resíduos de colheita, por exemplo, arando.
4. Danificando alguns dos organismos do solo, pelo menos temporariamente,
5. Compactar camadas de solo argiloso muito úmido com pneus de tratores pesados usados para lavoura.
6. Removendo árvores e arbustos para acessar tratores ou lavoura de gado.
7. Os motoristas podem preferir subir e descer ladeiras para sua segurança e conforto, mas isso causa erosão.
8. As estratégias de cultivo mínimo ou reduzido requerem manter o solo coberto com plantas e serapilheira, mas, conforme mencionado nas seções a seguir, vários princípios podem ser usados.

Estabelecimento e crescimento de culturas, culturas de cobertura e cobertura vegetal

O estabelecimento de plantas que protegem o solo permanentemente ou pelo menos no início da estação de crescimento é importante para a conservação do solo, incluindo a infiltração de água. Pode ajudar a estabelecer grandes populações, fileiras na direção do vento ou da encosta, sulcos adequados nessas direções, espécies que podem ser estabelecidas cedo ou mesmo na estação anterior e espécies e condições que proporcionam rápido crescimento inicial e cobertura perto do solo.

As culturas de cobertura podem ser usadas para melhorar e proteger o solo, reter nutrientes, adicionar matéria orgânica, etc. Elas podem ser selecionadas para morrer antes de estabelecer a cultura principal, rebaixar e/ou, por exemplo, semear ao capiná-la.

As pedras na superfície também protegem contra a erosão – mas são um indicador de erosão. As linhas de pedra nas encostas também podem ajudar, se os fluxos de água forem mais lentos do que concentrados.

Consorciação

A consorciação pode aumentar a cobertura vegetal do solo pela sobreposição entre as culturas quando estão no mesmo terreno ou em linhas uma ao lado da outra. A consorciação muitas vezes dá um uso mais eficaz da terra por causa das diferenças no tempo de cultivo, altura, raízes, requisitos de nutrientes do solo, pragas, doenças, etc.

Agrofloresta

A agrossilvicultura (árvores em fazendas) pode ajudar particularmente

1. A) como quebra-ventos ou cinturões de abrigo ao longo das sebes de contorno ao longo da encosta, mas sebes muito densas que param abruptamente podem causar aumento da velocidade do vento ao redor, abaixo ou a alguma distância atrás delas ou
2. B) como sebes de contorno com cobertura permanente na superfície do solo e perto dela, enquanto as copas podem ser mantidas com poucas folhas na época de crescimento das culturas. Árvores sem cobertura no solo ou perto dele podem aumentar a erosão porque as gotas se juntam nas folhas e caem mais rápido.

Gestão integrada de bacias hidrográficas

Abordagens integradas de gestão de bacias hidrográficas consideram a área de captação de um rio e paisagens com muitos usos, propósitos e interesses. Encostas íngremes com solos rasos podem, por exemplo, ser melhor cobertas com árvores ou pastagens manejadas. As áreas a jusante podem pagar por serviços ecossistêmicos como a conservação do solo e da água. As pessoas e organizações locais devem ser incluídas no mapeamento moderno e no planejamento do modelo.

Agrossilvicultura e métodos melhorados com baixo uso de insumos

Métodos aprimorados de estabelecimento de uma planta com baixo consumo de insumos podem ajudar a encaixar as plantas de conservação do solo entre outras plantas e em prioridades de curto prazo e escassez de dinheiro, mão de obra, terra e transporte. Eles podem promover uma germinação rápida e crescimento inicial, pelo menos para leguminosas arbóreas em locais desafiadores. O gerenciamento aprimorado pode ajudar a obter uma boa cobertura perto do solo. Mandal (2010) fornece detalhes e referências.

Conservação de água

Conservação de água dentro dos campos (“în-situ” faz parte de todos os pontos acima, mesmo que a competição entre as plantas também seja importante). A conservação da água também inclui:

• Coleta de água líquida em estruturas.
• Reciclagem de águas residuais.
• Minimizar a necessidade de irrigação e outros usos da água.

Referências

Baumhardt RL, and Blanco-Canqui H 2014 Soil: Conservation Practices. In: Neal Van Alfen, editor-in-chief. Encyclopedia of Agriculture and Food Systems 5, Elsevier, 153-165.

Hudson W N 1987 Soil and water conservation in semi-arid areas. Silsoe Associates Ampthill, Bedford United Kingdom. Soil Resources, Management and Conservation Service. FAO Land and Water Development Division. Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome, 1987 https://www.fao.org/3/t0321e/t0321e00.htm

FAO, seen 2022, Revised Universal Soil Loss Equation. https://www.fao.org/land-water/land/land-governance/land-resources-planning-toolbox/category/details/en/c/1236444

Land and Water Division 2000 Manual on Integrated Soil Management and Conservation Practices. FAO land and water bulletin Series number: 1024-6703. 214 pp. ISBN: 9251044171 https://www.fao.org/publications/card/en/c/31f117c4-13e2-5631-bf16-ebaaa10b714f

Luna et al. 2000. The role of olive trees in rainfall erosivity and runoff and sediment yield in the soil beneath. Hydrology and Earth Sciences 4, 141-153.  https://hess.copernicus.org/articles/4/141/2000/hess-4-141-2000.pdf

Muriuki JP, Macharia PN 2011 Green Water Credits Report K12: Inventory and Analysis of Existing Soil and Water Conservation Practices in Upper Tana, Kenya. https://www.isric.org/documents/document-type/green-water-credits-report-k12-inventory-and-analysis-existing-soil-and Open access.

Mandal T. 2010. Low-cost soil and water conservation with many early benefits. Presentation Researchers’ Day: Climate Change Impact, Adaptation and Mitigation GEUS, Inst. of Geography, University of Copenhagen. 7 October 2010. Arranged by the Climate Change Task Force. https://www.yumpu.com/en/document/view/35209735/present-danish-water-forum

Thomas DB et al. 1997. Soil and water conservation manual. Soil and Water Conservation Branch, Min. Agric. Livestock Dev. and Marketing, Nairobi Kenya.

Watene G and others 2021 Water Erosion Risk Assessment in the Kenya Great Rift Valley Region Sustainability 2021, 13(2), 844; https://doi.org/10.3390/su13020844

Yoshinori et al. 2018 Factors influencing the erosivity indices of raindrops in Japanese cypress plantations. Catena 171, 54-61, December 2018, DOI：10.1016/j.catena.2018.06.030  http://www.ffpri.affrc.go.jp/ffpri/en/research/results/2018/20180910-06.html