Infiltração de água em solos sujeitos a encrostamento | Infiltration of water in crusting soils

A redução da macroporosidade da camada superficial do solo provocada pelo encrostamento tem como conseqüência o decréscimo da infiltração da água no solo. Para a determinação da taxa de infiltração, em solos sujeitos ao encrostamento, foi realizado experimento no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Agrícola utilizando simulador de chuvas. Os tratamentos foram distribuídos em um esquema fatorial 5 x 6, sendo cinco solos (Argissolo Vermelho, Argissolo Vermelho- Amarelo, Latossolo Vermelho-Amarelo, Neossolo Flúvico e Neossolo Quartzarênico) e seis energias cinéticas de chuva (0, 525, 1051, 2102, 3153 e 4204 J m -2 ) com três repetições, conforme um delineamento inteiramente casualizado. Utilizando técnica de micromorfometria foi possível determinar algumas características do microperfil da camada superficial do solo, tais como macroporosidade, distribuição dos poros e sua continuidade e, ainda, a espessura da crosta. A partir dos dados de taxa de infiltração da água no solo e da espessura da crosta, calcularam-se a condutividade e a resistência hidráulica da crosta. Tendo sido ajustada equação relacionando a resistência hidráulica da crosta com a energia cinética da chuva e as características químicas e físicas de cada solo. Observou-se que, para todos as classes de solo, houve redução da taxa de infiltração quando foram aplicados valores crescentes de energia cinética, o que evidenciou o desenvolvimento de encrostamento. Os maiores valores de taxa de infiltração foram obtidos para o Neossolo Quartzarênico (0,875 kg kg -1 de areia) e para o Latossolo Vermelho-Amarelo, devido a sua estrutura microgranular. A resistência hidráulica da crosta aumentou com a energia cinética para todos os solos (especialmente para o Argissolo Vermelho-Amarelo e o Argissolo Vermelho) até atingir um valor máximo para energias próximas de 2274 J m -2 . A partir deste valor, evidenciou-se a diminuição da resistência hidráulica decorrente do desgaste da crosta provocado pelo aumento do escoamento superficial. Análises de regressão múltipla mostraram que as variáveis mais efetivas na descrição do comportamento da resistência hidráulica da crosta foram a energia cinética aplicada, a macroporosidade da camada de 0-5cm, os teores de areia total, silte e carbono orgânico e a relação entre os teores de argila dispersa em água e a argila total. Desta forma, a partir da equação ajustada e do conhecimento de algumas características do solo e da chuva é possível estimar a resistência hidráulica da crosta desenvolvida pelo impacto direto da gota e, conseqüentemente, a taxa de infiltração em solos sujeitos ao desenvolvimento de encrostamento.

Macroporosity reduction of the soil surface layer caused by crusting leads to decreased water infiltration into soil. An experiment was carried out at the Hydraulics Laboratory of the Agricultural Engineering Department using a rainfall simulator to determine infiltration rates in crusting soils. A completely random 5x6 factorial design was established using five soils (Red Ultisol, Red-Yellow Ultisol, Red-Yellow Oxisol, Fluvic Entisol and Arenic Entisol) and six rainfall kinetic energies (0, 525, 1051, 2102, 3153 and 4204 J m -2 ) with three repetitions. Some characteristics of the soil surface layer, such as macroporosity, pore distribution and pore continuity and crust thickness, were determined using the micromorphometry technique. Crust hydraulic conductivity and hydraulic resistance were calculated based on water infiltration rate and crust thickness. These results were used to establish equations relating crust hydraulic resistance to rainfall kinetic energy and chemical and physics characteristics of each soil. In all soil classes the infiltration rate decreased with the increase in kinetic energy, proof of crust development. The highest infiltration rates were obtained for the Arenic Entisol (0,875 kg kg -1 of sand) and the Red - Yellow Oxisol, due to their micro-granular structure. Crust hydraulic resistance increased with increasing kinetic energy for all soils (especially for the Red-Yellow Ultisol and Red Ultisol) until reaching a maximum value at an energy of about 2274 J m -2 . The following decrease in hydraulic resistance was attributed to crust erosion caused by increasing runoff. Multiple regression analyses showed that the most effective variables for describing crust hydraulic resistance were rainfall kinetic energy, macroporosity of the 0-5cm layer, the levels of total sand, silt and organic carbon and the relationship among the levels of dispersed clay in the water and total clay. Therefore, it is possible to estimate the crust hydraulic resistance developed by direct water droplet impact and consequently infiltration rate in crusting soils by using adjusted equations based on some soil and rainfall characteristics.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico