Manejo da enxurrada em lavouras e bacias hidrográficas

Há mais de 10 anos, pesquisas provam que o plantio direto não é suficiente para conter o excesso de escoamento superficial. Você pode argumentar que palhada e plantas de cobertura protegem a superfície do solo e isso resolve a erosão. Porém, estamos falando de outro problema: a perda de água.

Quando chove, parte da água infiltra e se move lentamente no solo, abastecendo as plantas e o lençol freático. Outra parte pode escorrer pela superfície e se chama escoamento superficial. Se você não está na lavoura enquanto chove, é provável que não veja esse escoamento. Ele pode arrastar a palha e causar erosão, criando canais e sulcos, levando solo da superfície, rico em matéria orgânica, e fertilizantes.

Ao contrário do que infiltra no solo, o escoamento superficial se desloca a uma velocidade muito maior para regiões mais baixas da paisagem, pela ação da gravidade e topografia. O resultado? A água chega com muita energia e volume, causando enxurradas e enchentes nos rios.

A região que contribui com água para um ponto no rio define uma bacia hidrográfica. Tudo o que acontece nas lavouras, estradas ou áreas urbanas impacta o rio. É por isso que pesquisadores da Universidade Federal de Santa Maria vêm estudando, há mais de duas décadas, rios e bacias hidrográficas agrícolas no Rio Grande do Sul (RS), para entender o caminho da água até o rio.

Vamos usar o exemplo da bacia do Rio Guarda Mor (Imagem 1), na Quarta Colônia, região Central do RS. Em 1.850 hectares, o uso predominante é o de cultivo de grãos sob plantio direto. Desde 2020, sempre que chove, pesquisadores vão a campo coletar amostras e dados que dirão quanto da chuva “se perdeu”, a variação da vazão durante o ano, e quanto solo foi perdido.

O trabalho de monitoramento hidrológico é intenso. Dados de chuva e de nível do rio são coletados continuamente a cada cinco minutos, além das inúmeras amostras para quantificar a erosão e perdas de nutrientes (Imagem 2). Tudo isso é feito por uma equipe multidisciplinar de agrônomos, engenheiros ambientais e sanitaristas, florestais e civis, meteorologistas e, entre outros, matemáticos. Além de contar com o apoio das Prefeituras dos municípios da região e da Emater/RS.

A partir do monitoramento hidrológico:

1. Revelamos como o rio se comporta durante as chuvas

Entre 2018 e 2022, estudamos como a chuva e o uso do solo influenciam a perda de solo nas lavouras e as mudanças nos rios. Analisamos a infiltração da água no solo e a resistência do solo à erosão em diferentes áreas da bacia, além de testar ferramentas que ajudam agricultores e técnicos a prever e reduzir os impactos das chuvas.

Usamos modelos computacionais, que simulam o que acontece durante as chuvas, para testar diferentes cenários de manejo do solo e intensidade da chuva. Quando os resultados se aproximam do que foi medido no campo, o modelo é validado e pode orientar decisões de planejamento, inclusive, por exemplo, da Defesa Civil.

Também observamos como o leito do rio reage às chuvas intensas. O escoamento superficial gerado nas encostas, que fornece água com pouco sedimento e muita energia, tem a capacidade de transportar muito cascalho e pedras, redesenhando o rio. Isso ficou evidente após o evento extremo de abril e maio de 2024, quando o rio ficou mais largo, raso e veloz.

2. Simulamos cenários de conservação 

Com o Modelo de Erosão do Solo de Limburg (Lisem), simulamos e avaliamos impactos de dois cenários de práticas conservacionistas nas lavouras desta bacia:

• Cenário 1: plantio direto bem manejado + faixas de vegetação em nível = redução de 7% no volume de escoamento superficial e 6% na vazão de pico.
• Cenário 2: plantio direto bem manejado + terraços de infiltração = redução de 30% no volume de escoamento superficial e 28% na vazão de pico.

Na Imagem 3, mostramos o exemplo de um evento de 96 mm de chuva monitorado em 13/09/2023. A linha azul representa a vazão do rio se o cenário com terraços fosse implementado. O volume e os picos são menores porque houve maior infiltração nas encostas, reduzindo o impacto das cheias.

Como isso impacta o produtor?

A combinação de terraços e plantio direto bem manejado é eficaz para controlar o volume e a intensidade do escoamento superficial. Infelizmente, apenas o plantio direto associado com faixas de retenção não apresentou resultados muito animadores.

Além dos impactos positivos nos rios, estudos realizados em Júlio de Castilhos (RS) mostraram um aumento de mais de 10% na produtividade de soja e milho  em uma encosta com terraços de infiltração.

Estes dados fundamentam programas voltados ao pagamento de produtores por serviços ecossistêmicos - o que já está previsto no Código Florestal e na Lei 14.119 que institui a Política Nacional de Pagamento por Serviços Ambientais. Atualmente, com apoio financeiro da Fapergs, estamos trabalhando com a Emater, empresas e cooperativas da região, capacitando técnicos nas práticas de controle do escoamento.

3. Descrevemos a quantidade e a qualidade da água 

A vazão média do rio (2020 até abril de 2024) foi de 3,14 m3 s-1, e a máxima, 183,45 m3 s-1 (Imagem 4). A variação mostra o efeito das estiagens e a transição para El Niño, até o evento extremo que atingiu o RS em abril e maio de 2024 e destruiu a seção de monitoramento no Rio Guarda Mor.

Sob El Niño, 40% do total das chuvas se converteu em fluxo rápido neste rio (Imagem 5). Ou seja, o maior volume de chuva não significou mais água disponível nas lavouras ou no rio, já que ela escoou rapidamente pela superfície, resultando em cheias no rio, que logo voltou às vazões mais baixas de antes (Imagem 6).

Metade da vazão neste período foi de escoamento superficial, o que demonstra a oportunidade de utilizar práticas de manejo do escoamento para manutenção de água nas encostas e aumento da produtividade.

Grande parte da perda de solos ocorreu durante eventos extremos; entre 2020 e 2024, foram 5,6 toneladas por hectare nesta bacia, sendo 18% em apenas um evento (novembro/2023). Com a técnica de fingerprinting dos sedimentos, identificamos as principais fontes: lavouras (44%), canais fluviais (31%) e estradas não pavimentadas (25%).

Mesmo ocupando uma área muito pequena da bacia, estradas são fontes relevantes, especialmente porque têm baixa infiltração e são afetadas mesmo em eventos de chuva pequenos. Isso reforça a necessidade de atenção às estradas pela gestão pública, considerando os impactos ambientais e os custos de manutenção. É fundamental planejar estradas e lavouras na escala de bacia hidrográfica.

Em relação aos nutrientes, entre 2022 e 2024, foram perdidos 30 kg ha-1 de potássio e 1 kg ha-1 de fósforo. O potássio foi perdido predominantemente na forma diluída - merecendo atenção à adubação feita a lanço em épocas chuvosas - e o fósforo, associado aos sedimentos.

Qual a mensagem que devo levar deste tipo de pesquisa?

Monitoramento e modelagem nos ajudam a propor soluções viáveis e benéficas para a prosperidade dos agricultores e bem-estar da sociedade. O manejo conservacionista precisa ir além do plantio direto, aliando cobertura do solo e rotação de culturas com o manejo do escoamento superficial.

Precisamos aumentar ao máximo a infiltração de água no solo (para benefício das plantas e dos rios), e, quando a chuva for tão intensa e volumosa, precisamos ir além! É necessário manejar o escoamento de forma segura, com planejamento, evitando o risco de enxurradas e garantindo a quantidade e a qualidade da água nos rios.

*Por Alice Prates Bisso Dambroz, Felipe Bernardi, Larissa Werle e Jean Paolo Gomes Minella, do Grupo Interdisciplinar de Pesquisa em Erosão e Hidrologia de Superfície da Universidade Federal de Santa Maria