Determinação de atributos Físicos e Químicos do Solo sob Diferentes Usos na Região da UHE-Tucuruí

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Zambrano, G.C. (CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ/UFPA) ; Neri, P.P.S. (PEBGA - PÓS-GRADUAÇÃO EM BARRAGEM/UFPA) ; Cardoso, F.J.B. (CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ/UFPA) ; Vilhena, K.S.S. (CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ/UFPA)

Resumo

Os atributos químicos e físicos são indicativos fundamentais quando se analisa a fertilidade do solo. Diante disso, esta pesquisa buscou analisar os atributos do solo sob diferentes condições, na região de influência da Usina Hidrelétrica de Tucuruí – UHE. Para este estudo foram selecionados dois locais de amostragem, um no município de Baião e outro na Ilha de Germoplasma. As amostras, num total de 40 pontos, tiveram suas propriedades químicas e físicas analisadas. Com a obtenção dos resultados foram aplicadas técnicas de análise multivariada para verificar as similaridades e as diferenças entre as características dos solos estudados. Com isso, o estudo se mostrou eficaz para a análise das características químicas e físicas do solo em diferentes áreas da região da UHE Tucuruí.

Palavras chaves

Solos; Atributos químico-físicos; Análise multivariada

Introdução

A Usina Hidrelétrica (UHE) de Tucuruí está localizada na região do baixo rio Tocantins, Estado do Pará (Sanches e Fisch 2005). A construção da usina foi concluída no ano de 1984 e o reservatório, que ocupa uma área de aproximadamente 2.430 km2 e opera a 72 metros acima do nível do mar, atingiu a sua cota máxima em março de 1985 (Fearnside 2002). Com a construção da barragem e o enchimento do reservatório, que se formou após represamento do rio Tocantins, surgiram cerca de 1.700 ilhas de diferentes tamanhos, sendo que aproximadamente 40% delas têm tamanho em torno de 100.000 m2 (Lima et. al. 2015; Rosa-Júnior et al. 2015). Grande parte das ilhas formadas à montante da UHE-Tucuruí são ocupadas e submetidas à ação antrópica devido ao uso dessas áreas para diferentes finalidades e com isso os fragmentos florestais remanescentes são substituídos por áreas onde predominam atividades como pastagens e plantações (Ferreira et al. 2012). Nesse sentido, a análise da qualidade do solo é primordial para acompanhar as possíveis alterações provenientes das ações antrópicas nos remanescentes existentes. Em relação à qualidade do solo, diferentes indicadores podem ser analisados dependendo do uso, manejo, características e condições ambientais; sendo que, em estudos de áreas sob condições tropicais e subtropicais, indicadores químicos como pH (potencial hidrogeniônico), matéria orgânica e capacidade de troca de cátions, são úteis quando se avalia a sustentabilidade florestal, ciclagem de nutrientes, biomassa vegetal e matéria orgânica (Cardoso et al. 2013). Dentre os atributos físicos destacam-se a textura, porosidade e estabilidade de agregados os quais estão diretamente relacionados a processos hidrológicos como erosão, infiltração e capacidade de retenção de água no solo (Cardoso et al. 2013). As inter-relações entre os parâmetros químicos e físicos estudados e as diferentes áreas de amostragem foram avaliadas utilizando-se análise de componentes principais e análise hierárquica de clusters, pois permitem a visualização das informações latentes que não seriam observadas com uso de tratamento univariado (Correia e Ferreira 2007; Oumenskou et al. 2018). Assim sendo, o objetivo deste estudo foi caracterizar os atributos físicos e químicos das áreas estudadas localizada na região da UHE-Tucuruí e comparar as diferenças e similaridades aplicando-se análise multivariada.

Material e métodos

Área de estudo: A área de estudo escolhida para a realização deste trabalho situa-se na região de influência da Usina Hidrelétrica de Tucuruí - UHE. Localizado na Mesorregião do sudeste do Pará, o município de Tucuruí foi criado em 1947, localizado a uma altitude de 42 m nas coordenadas geográficas principais (3º43’ e 5º15’S; 49º12’ e 50º00’W) (CASTRO, 2014). Uma primeira coleta foi realizada na região de delimitação político administrativa do município de Baião, localizado a jusante da UHE de Tucuruí, na mesorregião do nordeste paraense e na microrregião de Cametá (BEZERRA et al., 2017). O segundo local de coleta selecionado foi a Ilha de Germoplasma - IG, localizado a montante da UHE de Tucuruí. A ilha se divide em reserva “ex situ” (totalizando 31 Quadras), e reserva “in situ” (totalizando 19 Parcelas). Coleta e acondicionamento da amostra de solo: As coletas foram realizadas na Ilha de Germoplasma e entorno do município de Baião nos dias 06 e 08 de fevereiro de 2019, respectivamente, pela parte da manhã. Na Ilha de Germoplasma a coleta foi em círculo com pontos equidistantes à 5m um do outro a partir de um ponto central. Já no município de baião, as amostras foram coletadas por meio de zigue-zague na área selecionada, equidistantes entre si por 5 metros. No total foram coletadas 80 amostras, constituídas por 40 pontos sendo que em cada ponto foram coletadas duas profundidades, de: 0 – 10 cm e 10 – 20 cm. As amostras foram retiradas com auxílio de um trado manual do tipo caneco, as distâncias dos pontos referentes às subamostras foram medidas com trena (com distâncias máximas de 5 m) e as coordenadas geográficas de cada ponto amostral foram capturadas com uso do GPS (modelo Garmin etrex 20). Para a realização das análises físicas e químicas foram coletadas amostras do tipo deformadas (extraídas por escavação)em cada subárea, nas camadas de 0 – 10 cm e de 10 – 20 cm. As amostras foram coletadas e homogeneizadas. Após a homogeneização, ainda em campo, as amostras foram acomodadas em recipientes apropriados (sacos plásticos específicos para armazenamento de solo, transportados em embalagem impermeável e vedados até o laboratório onde foram realizadas as análises). Todas as amostras foram identificadas e, em seguida, enviadas ao Laboratório de Química Pesquisa do Campus Universitário de Tucuruí. As amostras de solo foram submetidas a análises químicas e físicas de acordo com a metodologia (EMBRAPA, 2017) para as seguintes determinações: teores de terra fina, cascalho e calhaus, umidade atual e gravimétrica do solo, pH em H2O, KCl e CaCl2, alumínio trocável, cálcio e magnésio trocáveis, acidez potencial, hidrogênio extraível, carbono orgânico, matéria orgânica, condutividade elétrica e teor ferro.

Resultado e discussão

Atributo Físico: Umidade em base gravimétrica (CGA): Comparando-se os resultados obtidos (Tabela 1), observa-se que a maior variabilidade na CGA foram nas profundidades de 0–10 cm (0,231 Kg/Kg) e 10–20 cm (0,503 Kg/Kg) para a Quadra 17, que corresponde à área em pleno sol. Essa diferença está relacionada à infiltração da água da chuva na área já que se trata de uma área com pouca cobertura vegetal e o solo está mais exposto à infiltração. Ressalta-se ainda que o período de coleta da amostra (chuvoso) também influencia nos resultados observados. Em relação à área de coleta próxima ao município de baião não houve diferença significativa na umidade do solo em relação às duas profundidades. Atributos Químicos: pH do Solo: Analisando os resultados obtidos (Tabela 2) é possível classificar a acidez do solo de acordo com a Tabela 3. Desta forma, tanto o solo de Baião quanto os solos das Quadras 17 e 18 e da Parcela 03, apresentaram acidez elevada para o pH medido em água (pH ≤5), e acidez muito alta para pH medido em CaCl2 (pH ≤4,3), nas duas camadas (0–10 cm e 10–20 cm). Isso decorre do fato dos cátions básicos (Ca2+, Mg2+, Na+ e K+) formarem complexos mais solúveis, podendo ser mais facilmente perdidos por lixiviação. Por isso, os solos são ácidos em regiões tropicais e subtropicais úmidas, pois há quantidade de chuva suficiente para lixiviar as bases. Nota-se que o parâmetro ∆pH em todas as amostras é inferior a zero indicando grande concentração de alumínio e ferro, justamente por formarem complexos estáveis que acumulam-se no solo. Esse parâmetro também é um indicativo do grau de intemperismo do solo, sendo que valores positivos se referem a solos extremante intemperizados. Os resultados observados indicam que os solos analisados apresentam baixo grau de intemperismo. Cátions Trocáveis: Os resultados obtidos (Tabela 4) em Baião estão de acordo com a literatura, a qual afirma que nas regiões tropicais, onde os solos são mais intemperizados, há predomínio de argilas de baixa atividade e teor baixo (a médio) de matéria orgânica, sendo os níveis de CTC baixos e altos teores de alumínio. Além disso, trata-se de um local que sofre inundação no período de chuva intensa ocasionando a lixiviação do solo. Pode-se observar também que o teor de Mg2+ é maior na profundidade de 10–20 cm, justamente onde o teor de Al3+ foi menor. Para as amostras de solo da ilha de germoplasma nota-se que tanto a Quadra 17 quanto a Quadra 18 e Parcela 03, em ambas as profundidades (0–10 e 10–20 cm) apresentam teor de Al3+ mais elevado que os das bases trocáveis (Ca2+ + Mg2+), este resultado é um indicativo de pobreza de nutrientes no solo e que pode ser uma consequência do elevado teor de matéria orgânica encontrado. Destaca-se também que os maiores valores encontrados para as bases trocáveis foi na Quadra 17, onde se obteve menor teor de Al3+. Acidez Potencial: Foram encontrados valores elevados para acidez potencial nas profundidades 0–10 e 10–20 cm (Tabela 5), se comparadas com os valores apresentados por Chaves e Mendes (2016) para este parâmetro. Esse comportamento pode ser resultante da maior presença de matéria orgânica (MOS), já que a MOS pode ser uma fonte relevante de acidez potencial nos solos tropicais (SILVA, et. al., 2017). Observa-se também, que foram obtidos valores negativos para o hidrogênio extraível (H+) variando de -23,94 cmolc/Kg e -2,52 cmolc/Kg nas profundidades de 0-10 e 10-20 cm, respectivamente, no solo de Baião, que se explica pela acidez nociva do solo mediante a toxidez de alumínio encontrada nessas amostras de solo. Ferro no Extrato Sulfúrico e Condutividade Elétrica: De acordo com o mapa pedológico do estado do Pará, o solo onde foram coletadas as amostras no município de Baião é o Gleissolo Háplico Ta Eutrófico e na ilha de germoplasma encontra-se o Argissolo Vermelho–Amarelo Distrófico. A coloração desses tipos de solo está associada à maior ou menor concentração de óxidos de ferro desidratados. Essas características estão relacionadas com os resultados demonstrados na Tabela 6, onde são observados valores menores nas amostras de solo da região de Baião, no qual o solo apresenta a cor branco-acinzentada, indicando baixa concentração de ferro, o que pode-se explicar também pelos valores obtidos de pH. Nota-se, em contrapartida, que os solos da ilha de germoplasma possuem coloração mais acentuada entre vermelho a vermelho-escuro, corroborando com os elevados teores de ferro encontrados nas análises, indicando inclusive uma boa drenagem do solo. Outro parâmetro analisado foi a condutividade elétrica (CE), usada para medir a quantidade de sais presente em solução do solo. Onde, quanto maior a quantidade de sais presente na solução, maior será o valor de CE obtido. Observa-se que na profundidade de 0 – 10 cm os valores de condutividade para as amostras coletadas na ilha de Germoplasma foram superiores aqueles encontrados nas camadas mais internas do solo (10–20 cm). Tal comportamento também é explicado pelos valores observados na Tabela 4, pois nessa mesma camada também são encontradas quantidades maiores de íons (cátions). Já para as amostras coletadas na região de Baião o comportamento foi inverso, o que se deve ao processo de lixiviação que predomina nessa localidade. Carbono Orgânico e Matéria Orgânica: Nota-se que os teores de CO não apresentaram alterações significativas entre as camadas de solo para cada área, com maior variação de apenas 5,08 g/Kg entre as profundidades (0-10 e 10-20 cm) da Qd 18 (Tabela 7). Segundo Ferreira et. al (2012), em solos sob vegetação natural não ocorrem grandes variações nos estoques de Matéria Orgânica do Solo (MOS), havendo um equilíbrio. Desta forma, verifica-se que a área que apresentou maior equilíbrio no teor de MOS foi a Pc 03, justamente por fazer parte da reserva In-situ, na qual possui vegetação natural (Mata nativa). Em contrapartida, destaca-se a diferença nos valores encontrados entre as profundidades na Qd 18, que pode ser explicada pelo tipo de vegetação predominante na área (açaizal), onde tal proteção afeta a temperatura do solo, o impacto das chuvas, assim como, do arraste do solo pela água. Ademais, nota-se que o menor teor obtido foi nas amostras do solo de Baião, justificando-se pela maior incidência de ação antrópica e inundação periódica. Análise multivariada: De acordo com Gráfico 1 (scores), nota-se que a primeira componente principal (PC1) descreve 52,1% da informação total e é responsável pela distinção entre as amostras que estão à direita e à esquerda do gráfico e nesse caso os atributos responsáveis por essa separação são aqueles que apresentam as maiores contribuições em PC1, conforme mostrado na Gráfico 2 (loadings), com destaque para Ca2+, Mg2+, Ca+Mg e Al3+ que foram determinantes para separar e caracterizar as áreas em relação às demais variáveis. A segunda componente principal (PC2) é responsável por 25,3% da informação e separa as áreas estudadas na parte superior e inferior do gráfico, cujos parâmetros que mais contribuem são: matéria orgânica (MOS) e ∆pH. Nota-se ainda que a Parcela 03 e Quadra 18 foram mais similares quando comparadas com as demais, mesmo uma sendo ex-situ e outra in-situ. Isso pode ser explicado pela proximidade a qual estas áreas estão dispostas na Ilha e também indica que mesmo sendo uma área preparada manteve as características naturais da região nativa. As predisposições observadas através da PCA foram confirmadas através do dendrograma obtido pelo HCA mostrado no Gráfico 3. No Dendrograma organizaram-se as área e profundidades no eixo x e o índice de similaridade no eixo y. O cluster que obteve maior similaridade (75,52%) foi a Quadra 17, para as camadas e 0–10 e 10–20 cm. Seguido pelo cluster entre Quadra 18 e Parcela 03 (10-20 cm) com similaridade de 68,98%. Essa similaridade condiz com os resultados mostrados no PCA para os scores (áreas).

A figura demonstra os resultados obtidos para os atributos físicos e químicos dos solos de Baião e Ilha de Germoplasma estudados.


Gráficos demonstrando os resultados da análise estatística multivariada, dendrogramas, scores e loadings.

Conclusões

Sabendo-se que as caracterizações químicas e físicas são fundamentais como indicativos de fertilidade do solo, conclui-se que dentre os atributos químicos e físicos analisados, conhecer os valores de pH foi de grande importância, pois tal parâmetro influenciou de forma significativa outros atributos analisados, como também, foi indicativo de solos ácidos para áreas estudadas em ambas as profundidades.Em relação ao teor de alumínio, as quantidades mais elevadas, observadas principalmente na região de Baião, indicam acidez nociva e consequentemente, pobreza de nutrientes no solo que pode ser uma consequência do elevado teor de matéria orgânica encontrado no solo. A utilização de análise estatística (Análise multivariada – PCA e HCA) para a elaboração de consistência de dados proporcionou melhor caracterização e compreensão das áreas analisadas, sendo o total de 8 amostras de solos obtidas através das áreas de Baião, Quadra 17, Quadra 18 e Parcela 03. Foi aplicado ao conjunto de dados contendo 15 variáveis, as quais foram submetidas às analises estatísticas para entendimento e comparação das características e similaridades das áreas estudadas nas diferentes profundidades. Esses resultados indicaram que algumas regiões de reserva Ex-situ ainda mantêm parâmetros de solo semelhantes àqueles de mata nativa original.

Agradecimentos

À professora Drª. Karyme Vilhena, ao Dr Fábio J. B. Cardoso. À Eletronorte, em especial ao CPA, por liberar e ajudar na coleta do solo na Ilha de Germoplasma. Ao PIBIC/UFPA, pela bolsa de Iniciação Científica concedida.

Referências

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