Soil and water losses in eucalyptus plantation and natural forest and determination of the USLE factors at a pilot sub-basin in Rio Grande do Sul, Brazil

Abstract

ABSTRACT Monitoring water erosion and the factors that control soil and water loss are essential for soil conservation planning. The objective of this study was to evaluate soil and water losses by water erosion under natural rainfall in eucalyptus plantations established in 2001 (EF2), and 2004 (EF1), native forest (NF) and bare soil (BS), during the period of 2007 to 2012; and to determine the USLE factors: rain erosivity (R), erodibility (K) of a Red Argisol and the cover-management factor (C) for EF1, EF2 and NF at a pilot sub-basin, in Eldorado do Sul, RS, Brazil. The R factor was estimated by the EI30 index, using rainfall data from a gauging station located at the sub-basin. The soil and water losses were monitored in erosion plots, providing consistent data for the estimation of the K and C factors. The sub-basin presented an average erosivity of 4,228.52 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. The average annual soil losses em EF1 and EF2 (0.81 e 0.12 Mg ha-1 year-1, respectively) were below of the limit of tolerance, 12.9 Mg ha-1 year-1. The percentage values of water loss relating to the total rainfall decreased annually, approaching the values observed at the NF. From the 5th year on after the implantation of the eucalyptus systems, soil losses values were similar to the ones from NF. The erodibility of the Red Argisol was of 0.0026 Mg ha h ha-1 MJ-1mm-1 and the C factor presented values of 0.121, 0.016 and 0.015 for EF1, EF2 and NF, respectively.RESUMO O monitoramento da erosão hídrica e o conhecimento dos fatores que causam perdas de solo e água são essenciais para o planejamento conservacionista do solo. Objetivou-se com esse trabalho avaliar as perdas de solo e água por erosão hídrica, sob chuva natural, em plantios de eucalipto estabelecidos em 2001 (FE2) e 2004 (FE1), floresta nativa (FN) e solo descoberto (SD), no período de 2007 a 2012; e determinar os fatores da USLE: erosividade da chuva (R), erodibilidade (K) de um Argissolo Vermelho e o fator cobertura vegetal (C) para FE1, FE2 e FN, em sub-bacia hidrográfica piloto, em Eldorado do Sul, RS. O fator R foi estimado pelo índice EI30, a partir de dados pluviométricos obtidos em estação climatológica instalada na sub-bacia. As perdas de solo e água foram monitoradas em parcelas experimentais, fornecendo dados consistentes para a estimativa dos fatores K e C. A sub-bacia apresentou uma erosividade média de 4.228.52 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. As perdas médias anuais de solo em FE1 e FE2 (0.81 e 0.12 Mg ha-1 ano-1, respectivamente) foram muito abaixo do limite de tolerância 12,9 Mg ha-1 ano-1. Os valores percentuais de perdas de água relativos à precipitação pluvial total decresceram anualmente, aproximando-se dos valores observados em FN. A partir do 5º ano após implantação dos sistemas de eucalipto o comportamento dos mesmos foi semelhante ao da FN, no tocante à erosão hídrica. A erodibilidade do ArgissoloVermelho foi de 0,0026 Mg ha h ha-1 MJ-1 mm-1 e o fator C apresentou valores de 0,121, 0,016 e 0,015 para FE1, FE2 e FN, respectivamente.