Influence of crust formation under natural rain on physical attributes of soils with different textures

Abstract

One of the main negative anthropic effects on soil is the formation of crusts, resulting in soil degradation. This process of physical origin reduces soil water infiltration, causing increased runoff and consequently soil losses, water erosion and/or soil degradation. The study and monitoring of soil crusts is important for soil management and conservation, mainly in tropical regions where research is insufficient to explain how soil crusts are formed and how they evolve. The purpose of this study was to monitor these processes on soils with different particle size distributions. Soil crusts on a sandy/sandy loam Argissolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludult), sandy loam Latossolo Vermelho-Amarelo (Typic Hapludox) and a clayey Nitossolo Vermelho eutroférrico (Rhodic Kandiudalf) were monitored. The soil was sampled and data collected after 0, 3, 5 and 10 rain storms with intensities above 25 mm h-1, from December 2008 to May 2009. Soil chemical and particle size distribution analysis were performed. The changes caused by rainfall were monitored by determining the soil roughness, hydraulic conductivity and soil water retention curves and by micromorphological analysis. Reduced soil roughness and crust formation were observed for all soils during the monitored rainfall events. However, contrary to what was expected according to the literature, crust formation was not always accompanied by reductions in total porosity, hydraulic conductivity and soil water retention.O encrostamento superficial do solo é um dos principais efeitos negativos provocados pela atividade humana e favorece a degradação do solo. Este processo, de origem física, diminui a infiltração de água no solo aumentando o escorrimento superficial ("runoff") e consequentemente a erosão hídrica e degradação do solo. O estudo e monitoramento das crostas superficiais são importantes para o manejo e conservação do solo e da água, principalmente em regiões de clima tropical, nas quais os trabalhos realizados são insuficientes para entender como os processos de formação e evolução das crostas ocorrem. O objetivo principal deste estudo foi monitorar a formação e evolução das crostas em solos de texturas contrastantes. Foram monitoradas crostas formadas em Argissolo Vermelho-Amarelo de textura arenosa/média, Latossolo Vermelho-Amarelo de textura média e Nitossolo Vermelho eutroférrico argiloso. As coletas e medições foram realizadas após 0, 3, 5 e 10 eventos chuvosos com intensidade acima de 25 mm h-1 durante o período de dezembro de 2008 a maio de 2009. A caracterização dos solos foi realizada por meio de análises químicas e granulométricas. Para o monitoramento das modificações do solo causadas pela chuva foram realizadas medições de rugosidade superficial do solo, condutividade hidráulica, além da coleta de amostras indeformadas para construção das curvas de retenção de água e análise micromorfológica. A redução da rugosidade superficial e a formação de crostas superficiais foi observada para todos os solos ao longo de todos os eventos acompanhados. Entretanto, ao contrário do que era esperado segundo a literatura, a formação de crostas nem sempre foi acompanhada por uma redução da porosidade total, da condutividade hidráulica e da retenção de água no solo.