Estudo da rugosidade superficial do solo para diferentes tipos de coberturas e sistemas de manejo do solo

Abstract

La rugosidad de la superficie del suelo es un factor importante para los procesos erosivos, especialmente en las áreas agrícolas, ya que está directamente relacionada con la generación y la intensidad de la escorrentía, lo que a su vez puede ocasionar el transporte de sedimentos y reducir la fertilidad del horizonte superficial del suelo. Se dispone de varios métodos para medir la rugosidad superficial del microrelieve del suelo. Además, para caracterizar los componentes vertical y horizontal de la microtopografía del suelo se emplean diferentes metodologías., En general, el índice de rugosidad aleatorio, RR, es el índice más utilizado para representar la componente vertical de la microtopografía, sin embargo, para modelar el microrrelieve, es importante tener en cuenta el efecto de la componente espacial del mismo. Por esta razón, también se calcularon índices basados en la geoestadística y el análisis multifractal. El objetivo general de esta tesis doctoral consistió en medir la rugosidad del suelo mediante dos métodos distintos, al tiempo que se determinaban otros atributos de la superficie del suelo en diferentes sistemas de labranza y condiciones de la superficie, relacionándolos con la capacidad de almacenamiento de agua en microdepresiones y con la erosión hídrica. El trabajo fue llevado a cabo en dos etapas. En la primera etapa se compararon dos métodos no invasivos de obtención de la microtopografía (fotogrametría y rugosimetro laser), en laboratorio y campo, considerando su precisión, errores en la estimación de valores, número de lecturas por unidad de área y tiempo empleado para obtención de las medidas. Además, para inducir la degradación del microrelieve y evaluar la capacidad de cada método para detectar la atenuación de las diferencias topográficas, se aplicaron sucesivos eventos de lluvia simulada con 63 mm h-1 de intensidad a parcelas de 1 m2 de superficie En el laboratorio se estudió un solo tipo de suelo. En campo se utilizaron suelos con texturas distintas, comunes en la región de Galicia, España, para determinar no solo la rugosidad de la superficie, sino también la erosión hídrica. Los valores de RR medidos durante esta etapa oscilaron entre 14,23 y 38,02 mm, siendo similares a los encontrados en la literatura para condiciones de labranza del suelo similares. La rugosidad superficial presentó una gran dependencia espacial, tanto en las superficies preparadas en laboratorio como en campo. En el laboratorio, el efecto de la lluvia simulada fue más importante en superficies con alta rugosidad. La técnica de fotogrametría fue más efectiva en todos los criterios considerados en relación al rugosímetro laser, siendo más indicada para describir el efecto acumulativo de la lluvia en el microrelieve. En la segunda etapa se evaluó la rugosidad de la superficie resultante del empleo de diferentes sistemas de labranza, y su relación con la erosión hídrica en tres condiciones de labranza y cubierta del suelo , tracción mecánica y residuos vegetales, tracción mecánica sin residuos vegetales y tracción animal, usando parcelas de 1 m2, y tres repeticiones en cada una de ellas. La erosión hídrica se cuantificó aplicando una secuencia de tres lluvias simuladas sucesivas en cada parcela, con una intensidad de 63 mm h-1. Los valores de RR variaron de 1.02 a 1.43 mm, de modo que están por debajo de los valores generalmente obtenidos en la literatura para condiciones similares de labranza. Las condiciones de labranza y cobertura de los suelos estudiados influyeron en los atributos físicos del mismo y en las pérdidas de suelo y agua. En general, la escarificación con tracción mecánica presentó valores más altos de porosidad total, menor densidad aparente y, en consecuencia, menores pérdidas de suelo, aunque en relación con la rugosidad del suelo, este tratamiento tuvo un valor más bajo que las superficies preparadas con un solo pase de arado. La cubierta de la superficie por residuos vegetales presentó valores sustancialmente más bajos de pérdida de suelo y agua que la ausencia de cubierta lo que confirma la importancia de la protección del suelo para reducir los procesos de erosión y mantener las condiciones físicas del mismo. Al analizar la relación lineal entre los diferentes índices de rugosidad, la capacidad de almacenamiento de agua del suelo, los índices multifractales Dq-30 y α max, asociados a los agregados de menor tamaño, el parámetro meseta del semivariograma y la rugosidad aleatoria, RR, presentaron valores de correlación más altos: por tanto estos índice pueden ser usados para representar la rugosidad de la superficie y también como datos de entrada en modelos de predicción de erosión hídrica.