Agricultura de corte e queima (slash-and-burn) e suas repercussões hidrológicas no distrito de São Pedro da Serra – Nova Friburgo (RJ)

Autores

• RENATA FLORENCIO DA SILVAUERJ/FFPEmail: reflawer@yahoo.com.br
• THIAGO DOS PRAZERES NASCIMENTOUERJ/FFPEmail: 41thiago41@gmail.com
• AGATA NICOLE CASTRO DE SANTANAUERJ/FFPEmail: agata.nicole10@gmail.com
• ANA VALÉRIA FREIRE ALLEMÃO BERTOLINOUERJ/FFPEmail: anabertolino@uol.com.br
• ARAUJO FRANCO DOS SANTOS SUELLENUERJ/FFPEmail: suellenaraujo95@gmail.com

Resumo

A agricultura de corte e queima (slash-and-burn) é uma das técnicas de manejo mais antigas do mundo praticada principalmente nas regiões tropicais e tem grande importância no Brasil. Nesse tipo de manejo agrícola ocorre o corte da vegetação e a utilização de fogo de baixa intensidade (coivara). O objetivo central deste trabalho é compreender a influência da agricultura de corte e queima na hidrologia de solos agrícolas e sua relação com a erosão. O trabalho foi desenvolvido na bacia do rio São Pedro, Nova Friburgo (RJ). Nesta área há a Estação Experimental de Erosão de São Pedro da Serra (EEPE/SPS) onde existem três parcelas do tipo Wischmeier com os seguintes tratamentos: a) Sistema sem cobertura vegetal (SC), b) Sistema de Plantio com Coivara (CO) e c) Sistema abandonado de corte/queima/pousio de 10-12 anos (PO). Os resultados demonstram a eficiência dos sistemas CO e PO, na redução do escoamento superficial e perda de solo, enquanto o sistema SC apresentou valores elevados de erosão

Palavras chaves

Agricultura de corte e queima; Escoamento superficial; Erosão; Parcela experimental; Coivara

Introdução

A agricultura de corte e queima (shifting agriculture ou slash-and-burn) é caracterizada como o sistema de manejo mais antigo no mundo, sendo praticado principalmente nas regiões tropicais (DEAN, 1996). Está associada a um sistema agrícola no qual ocorre o corte da vegetação e a utilização de fogo. A área desmatada é utilizada por períodos curtos para plantio e, após o uso, há um período de descanso do solo, o pousio, auxiliando na regeneração do sistema com o retorno da matéria orgânica e de nutriente através de folhas, galhos e raízes (OLIVEIRA, 1999; ALTIERI, 2002). Envolvendo variadas técnicas, a agricultura de corte e queima se caracteriza por seu caráter diversificado e itinerante, que aproveita o capital energético da floresta em recomposição (PEDROSO JÚNIOR; MURRIETA; ADAMS, 2008), apresenta especificidades e nomes distintos por cada região que utiliza este manejo (VALVERDE, 1958).Segundo Keely (2009) o fogo é uma das causas mais importantes na alteração dos ecossistemas, e na agricultura, o fogo também tem grande importância. Porém, apesar de existir vários trabalhos que demonstrem a importância da agricultura itinerante na região, ainda existem visões extremamente contrárias essa afirmação principalmente por estar relacionada ao uso do fogo. O estudo apresentado por Mattos (2015) na mesma região demonstra que o problema não é o fogo em si, mas sim o grau de sua severidade e intensidade. Segundo Bertolino (2021) o sistema de coivara apresenta resultados positivos, no entanto temporário, como um aumento na fertilidade por conta do acúmulo de cinzas no solo. Porém, o uso do fogo quando realizado com longos períodos de pousio, proporciona uma agricultura de corte e queima que pode ser manejada de forma sustentável, diminuindo assim os impactos negativos sobre o solo (PEDROSO JR., 2008).A erosão é um fenômeno que acarreta vários processos negativos no solo da APA de Macaé de Cima, e alguns dos fatores que influenciam são: a precipitação, o tipo e as características do solo, declive da área e a cobertura vegetal (SOARES, 2016). O conjunto dessas características resulta numa maior ou menor erodibilidade do solo, e em regiões com altos índices pluviométricos, maiores declividades na área e solo sem cobertura ocasionam maior índice de erosão (BERTOLINO,2021). Entre as propriedades físicas do solo que exercem influência nos processos erosivos e que podem ser alteradas em virtude do tipo de manejo podemos destacar: textura, porosidade e densidade do solo (BERTONI E LOMBARDI NETO,1999). O escoamento superficial é outro fenômeno causador de problemas no solo da área de São Pedro da Serra e, neste caso a principal causa é a chuva, pois as gotas de água sob solos desnudos geram o selamento superficial do solo, aumentando assim o escoamento superficial e o processo de erosão no solo (MERAT, 2014). Embora a erosão seja um processo natural, esta pode ser acelerada ou retardada pela ação antrópica. Logo, pode-se afirmar que as agravantes mais nocivas causadas pelas diversas alterações pelo preparo e manejo dos solos sejam a erosão e a perda de água (PRUSKI, 2009). De acordo com Brady e Weil (2012) a inter-relação solo-água estabelece relação com suas taxas de perda por lixiviação, escoamento superficial e evapotranspiração, assim como estabelece o equilíbrio entre o ar e a água nos poros do solo, além de capacitar os solos a armazenarem e fornecerem água para o crescimento das plantas. Tendo em vista a importância da agricultura de corte/queima/ pousio para economia e modo de vida da região de São Pedro da Serra/RJ, este trabalho tem como objetivo demonstrar a influência do manejo na hidrologia de solos agrícolas e sua relação com a erosão em ambiente de Mata Atlântica. Através da pesquisa busca-se obter resultados que demonstrem quais as repercussões da agricultura de corte/queima e pousio na hidrologia superficial e na erosão de seus solos, em ambientes tropicais montanhosos.

Material e métodos

A área de estudo está na Região do Planalto e Escarpas da Serra dos Órgãos, caracterizada por morfologia serrana bastante escarpada. Sua hidrografia é composta por uma das principais microbacias hidrográficas do município de Nova Friburgo, a bacia hidrográfica do Rio Macaé, que divide os distritos de Lumiar e São Pedro da Serra (MORETT; MAYER, 2003). As principais classes de solos que ocorrem são os Neossolos Litólicos, Latossolos Vermelho-Amarelos e Cambissolos Háplicos (CARVALHO FILHO et al., 2000). Com temperaturas médias que variam entre 18°C no inverno e 24°C no verão, o clima regional é do tipo super úmido (Cfb), segundo classificação de Köppen-Geiger, tem um índice pluviométrico e umidade relativa do ar na região são bastante elevados, com período de chuvas intensas entre os meses de novembro a março (MATOS; FERRARI; CAVALCANTE, 1980; KOTTEK et al., 2006 apud COSTA et al., 2021 p.86). Este trabalho foi desenvolvido com dados da Estação de Experimental de Pesquisa de Erosão (EEPE/SPS) em São Pedro da Serra (Figura 1), sétimo Distrito do município de Nova Friburgo, localizado na região serrana do estado do Rio de Janeiro. A área ocupa 64,5 km² de extensão, atingindo cerca de 700 metros de altitude (Figura 1), e se encontra na Área de Proteção Ambiental (APA) Estadual de Macaé de Cima, que engloba também os distritos de Lumiar e Muri. O solo na área de pesquisa consiste em Cambisolo e apresenta uma classe de textura denominada de solo franco, com 46% de areia, 28 % de argila e 26 % de silte. A agricultura tradicional de corte/queima/pousio tem sido feita na região de São Pedro da Serra há mais de 100 anos, com o cultivo nas últimas décadas predominante de aipim, batata-doce, batata baroa, couve-flor, repolho, inhame, feijão, tomate e pimentão variando conforme a época do ano. O estudo desenvolvido na EEPE/SPS utiliza como método, o monitoramento de três parcelas de erosão (figura 2): Sistema abandonado de corte/queima/pousio de 10- 12 anos (PO); Sistema sem cobertura vegetal (SC) e Sistema de Plantio com Coivara (CO). As parcelas têm chapas de alumínio galvanizadas de 2 a 4 mm de espessura, 60 cm de altura (40 cm enterradas no solo e 20 cm aparentes), possuindo um total de 88 m² de área, cada parcela de erosão possui uma caixa d ´água (1000L) conectada no final parcela (WISCHMEIER, 1976). Foram coletadas amostras indeformadas nas alturas baixa, média e alta e homogeneizadas dos sistemas PO, SC e CO para análises de densidade e porosidade do solo, seguindo o Manual de Métodos de Análise do solo da Embrapa (2017). Saturou-se as amostras por 24 horas, e pesando-as para obter o peso úmido (P1); transferindo-as para a mesa de tensão e colocando-as sobre um mata-borrão por um período de 72 horas, sob uma tensão de 60 cm de água, suficiente para a retida da água somente dos macroporos. Obtendo-se o peso constante (P2), foram colocadas na estufa a 110ºC para se obter o peso seco (P3). Determinou-se os valores de densidade do solo, porosidade total, macroporosidade e microporosidade, aplicando aos valores encontrados, as equações a seguir: Volume do anel: Vt = π.r2.h (1) Densidade do solo: Ds =P3/Vt (2) Porosidade Total: n%= (P1-P3)/Vt (3) Macroporosidade: Ma% = (P1-P2)/Vt x 100 (4) Microporosidade: Mi% = (P2-P3)/Vt x100 (5) O plantio do inhame foi realizado no mês de setembro /2021, feito em matumbos (manualmente com enxada) no tamanho de 0,40 m x 0,40 m, onde os tubérculos- semente são plantados no alto e no centro na cova a 10 cm de profundidade e, foram colhidos no mês maio/2022. Após esse período a parcela CO permaneceu sem plantio até outubro de 2022, quando a parcela recebeu um novo plantio, o de batata doce. Feito em leiras de 50 cm, com distância entre as mudas de 15 cm.

Resultado e discussão

3.1 Precipitação, escoamento superficial e erosão Foram obtidos através do monitoramento durante o plantio do inhame 36 eventos de chuva (Tabela 1) durante os meses de outubro/ 2021 a janeiro /2022 com precipitação total de 794,47 mm. Os resultados de escoamento superficial a parcela SC apresentou o valor de 9.043 L, a parcela de CO apresentou um valor total de 448,46L e a parcela de PO apresentou 511,36 L. Em relação à perda de solo os sistemas CO e PO apresentaram valores baixos (0,006 ton./ha), enquanto a parcela SC apresentou o maior valor (1,05 ton./ ha). Entre outubro/2022 a janeiro/2023, durante o plantio de batata doce no sistema CO, foram registrados 26 eventos de chuva totalizando 3.681 mm de precipitação. Mais uma vez o sistema SC obteve os piores resultados em escoamento superficial apresentando valor total de 3.580 L e 0,66 ton/ha de perda de solo, enquanto os sistemas de CO apresentam o valoreis totais de 218,84 L e PO de 276,35 L de escoamento superficial e valores de perda de solo de 0,001 e 0,006 ton/ha respectivamente. 3.2 Densidade e porosidade do solo Após a colheita do plantio de inhame foram coletas amostras indeformadas para as análises de densidade e porosidade do solo. Os resultados (Tabela 2) obtidos demonstram que o sistema SC apresenta maior densidade aparente (1,1), seguido das parcelas CO e PO que apresentam o mesmo valor (0,9). Na análise da porosidade na profundidade 0-5 cm o sistema SC apresenta menores valores de porosidade total 55%, microporos 37%, macroporos 18%. Os sistemas CO e PO apresentam maior porosidade total ambos com 66%, maiores valores de micro e macroporos. Na profundidade 16-65 cm a diferença entre os sistemas SC, CO e PO diminui tanto em relação a densidade quanto a porosidade, porém o sistema SC ainda apresenta os piores resultados. Discussão O sistema SC apresenta os maiores valores de escoamento superficial e de perda de solo (Tabela 1) nos dois períodos de análise, apresentou maior valor de densidade do solo e menor valor de macroporos. De acordo com Lepsch (2021) a porosidade está relacionada de maneira inversa com a densidade do solo, de maneira que à medida que a densidade do solo aumenta, a porosidade diminui, ocasionando assim a redução da infiltração da água no solo. A porosidade total é o que mantem o equilíbrio da infiltração, quanto for menor sua porosidade total e mais elevada for a densidade do solo, maior será a compactação e desagregação desse solo. Além da proporção relativa de macroporos, sua estabilidade e continuidade, ter maior influencia na capacidade de infiltração do solo (REICHARTD, 1987). A falta da cobertura vegetal provoca o processo de selamento superficial pela destruição dos agregados do solo, fator que pode ser explicado pelo impacto das gotas de chuva que causam a diminuição da taxa de infiltração, favorecendo o escoamento superficial e a erosão do solo (PRUSKI, 2009), ao atingirem o solo, as gotas de chuva causa o chamado “splash” ou erosão por salpicamento dando início ao processo erosivo (GUERRA,1999). Podemos observar nos gráficos de dispersão dos períodos outubro/2021 a janeiro/2022 (Figura 2) e de outubro/2022 a janeiro/ 2023 (Figura 3) que os maiores valores de escoamento superficial e perda de solo no sistema SC, tanto em eventos de maiores volumes pluviométrico quanto em de menores volumes. De acordo com Bertoni e Lombardo Neto (1990) o impacto das gotas da chuva em um terreno descoberto, acarreta desprendimento das partículas do solo, principal causa da erosão provocada pela água. Pode-se observar que resultados das parcelas com os sistemas CO e PO estão sempre muito aproximados. Ambos os sistemas tem baixo valor de escoamento superficial e perda de solo (Tabela 1) nos dois períodos de monitoramento. Nos gráficos 1 e gráfico 2 é possível observar que os sistemas CO e PO se mantém com baixo escoamento superficial mesmo em eventos de chuva com maiores volumes. Pode-se atribuir as baixas taxas de escoamento superficial e de erosão do sistema CO e PO ao baixo valor de densidade do solo consequentemente valores elevados de porosidade total e, principalmente dos macroporos, que favorecem a boa drenagem da água no solo. No sistema CO os resultados podem ser relacionados ao preparo do solo, visando um menor revolvimento para se evitar a destruição dos agregados do solo e conservar os resíduos que se encontram na superfície (BERTONI e LOMBARDI NETO, 1999; CARVALHO et al., 1991). Essa técnica aumenta o volume dos poros da camada revolvida (BERTOL et. al., 2000), a permeabilidade e a aeração nos primeiros centímetros do solo, facilita o crescimento das raízes das plantas nessa camada e aumenta a capacidade de armazenamento de água sobre a superfície e no perfil do solo. Outro fator importante segundo Soares (2016) é que a vegetação remanescente advinda das práticas de Coivara é capaz de inibir o desagregamento do solo e permitir o aumento da recarga hídrica (SOARES, 2016). O sistema PO tem seus resultados atribuídos a presença de cobertura vegetal, fator de fundamental importância no processo da infiltração da água no solo, pois, atua na interceptação da chuva evitando o contato direto das gotas e diminuindo o impacto sobre o solo e minimizando os processos erosivos, Souza (2003) demonstra que as raízes influenciam na entrada da água no solo favorecendo a infiltração, diminuindo assim o escoamento superficial e a erosão. Dados da pesquisas de Morett et al (2003), Merat (2014), Soares (2016), Costa et al (2021) e Bertolino (2021) desenvolvidas na mesma área demostram que a cobertura vegetal, desempenha um papel fundamental na interceptação ou no direcionamento da água, como fluxo de atravessamento, fluxo de tronco, infiltração e escoamento superficial. E a quantidade de matéria orgânica também interfere na erodibilidade dos solos, devido ao aumento de sua porosidade, quanto maior a quantidade de matéria orgânica menor a probabilidade de erosão (LEPSCH, 2021).Como demonstrado nos resultados da Tabela 2 a densidade do solo tende a aumentar à medida que aumenta a profundidade do perfil nos sistemas SC, CO e PO, de acordo com Brady e Weil (2012) isto se deve, provavelmente, ao menor teor de matéria orgânica, menor agregação, menos raízes e a uma compactação causada pela massa das camadas superiores.

Localização do distrito de São Pedro da Serra, município de Nova Friburgo-RJ. Imagens das parcelas de erosão SC, CO e PO.


Relação chuva e escoamento superficial das parcelas com sistemas Sem Cobertura, Plantio com Coivara e Pousio no período de outubro/2021 a janeiro/2022


Relação chuva e escoamento superficial das parcelas com sistemas Sem Cobertura, Plantio com Coivara e Pousio no período de outubro/2022 a janeiro/2023


Resultados de chuva, escoamento e erosão. Resultados de densidade e porosidade do solo.

Considerações Finais

Os resultados foram obtidos nos meses com maiores volumes pluviométricos na região outubro a janeiro, demonstrando que o sistema Sem Cobertura (SC) apresenta piores resultados para o escoamento superficial, ocasionando grandes perdas de solo, possui maior grau de compactação e densidade do solo, rafiticando que esse sistema de manejo é ruim para a conservação do solo. No entanto pode-se observar a eficiência dos sistemas de corte/queima/pousio 10-12 anos (PO) e o sistema de plantio com coivara (CO), para redução do escoamento superficial e perda de solo, na dinâmica da água em encostas íngremes independente do volume de chuva, o escoamento se mantem com valores baixos e perdas de solo próximas a 0 ton/há. Como demonstrado por estudos sobre o tema, uso do fogo no manejo do solo, quando realizado com períodos longos de pousio, pode proporcionar uma agricultura de corte e queima manejada de forma sustentável, diminuindo assim os impactos negativos sobre o solo. Considerando que a agricultura tradicional de corte e queima tem sido feita nesta área há mais de 100 anos por famílias de agricultores da região e sua importância na economia, este trabalho pretende contribuir para o desenvolvimento de metodologias que auxiliem no conhecimento dos agricultores e órgão institucionais no entendimento da funcionalidade de áreas com sistema de corte, queima e pousio.

Agradecimentos

: À Universidade do Estado do Rio de Janeiro (PR-1) pelas bolsas da aluna Renata e da aluna Ágata, pela bolsa de PROACTEC da técnica Suellen, à CNPQ pela bolsa do aluno Thiago. Aos agricultores por toda ajuda.

Referências

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