Influência do manejo de podas na dinâmica hídrica de sistemas agroflorestais sucessionais

Abstract

Os sistemas agroflorestais (SAFs) surgem como alternativa que visa otimizar o espaço produtivo a partir da combinação de espécies arbóreas com as culturas agrícolas, apresentando potencial para redução da perda de solo, incremento da biodiversidade e do sequestro de carbono. Mais especificamente, foi cunhado o termo Agricultura Sintrópica (AS) na qual os SAFs se apresentam com maior riqueza de espécies, maior adensamento de plantas, ocupação dos diferentes estratos e intensa ciclagem de material orgânico através de podas recorrentes. A AS é baseada em processos, cabendo a(o) agricultor(a) identificar os momentos em que se deve intervir, manejando o sistema através das podas. As podas possuem a finalidade de estimular o crescimento das plantas, incorporar material orgânico no solo, servindo de cobertura e ajudando no controle da vegetação espontânea, na retenção de água no solo, na melhoria da qualidade física do solo e contribuindo na ciclagem de nutrientes. Muitos trabalhos tem estudado os benefícios à física do solo em SAFs com níveis de diversidade de espécies ainda simplificados. Pouca atenção tem sido dada aos SAFs sucessionais – aqueles que seguem os princípios da AS. A melhoria das propriedades físicas do solo contribui diretamente para a regulação de parte do ciclo hidrológico local. No entanto, o uso e à dinâmica da água em SAFs ainda é objeto de pesquisa que apresenta controvérsia. Por um lado, SAFs favorecem a infiltração de água no solo e a redução da erosão hídrica. Por outro, reduzem a precipitação efetiva e aumentam a transpiração, devolvendo mais água à atmosfera. Neste contexto, o manejo de podas das árvores é um ponto chave, direcionando o sistema para uma maior ou menor conservação de água no solo. O estudo ocorreu no Sítio Jardim da Irmandade, no sul do Parque Estadual da Serra do Brigadeiro, município de Muriaé-MG. Os SAFs tem sido implementados desde 2016, com foco na produção de café (Coffea arabica) e juçara (Euterpe edulis). O trabalho teve como objetivo geral avaliar a influência da AS nas propriedades ligadas ao balanço hídrico do solo. Foram objetivos específicos: i) caracterizar os sistemas quanto à riqueza e densidade de espécies arbóreas; ii) analisar as propriedades de condutividade hidráulica saturada, capacidade de água disponível, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo e densidade de partícula nas profundidades 0-5 cm e 5- 10 cm; iii) elaborar a curva de retenção de água no solo e calcular o índice S; iv) realizar um mutirão agroecológico para manejo de podas nas áreas; v) caracterizar a abertura do dossel provocada pelo manejo; vi) monitorar por um ano hidrológico as variáveis precipitação interna, umidade do solo nas camadas de 10 cm e 80 cm, temperatura do solo a 10 cm e temperatura do ar a 1 m; vii) monitorar com câmeras multiespectrais os índices de vegetação e temperatura das áreas manejadas. Os resultados mostram que o manejo da AS promoveu melhoria contínua da qualidade física do solo à medida que o sistema vai se complexificando, favorecendo fluxos de infiltração e percolação que se somam aos demais benefícios ambientais trazidos pelos SAFs. As podas reduziram a interceptação da precipitação, o que resultou em maior número de frentes de molhamento que chegaram nas camadas superficial (10 cm) e subsuperficial (80 cm) e em maior velocidade de percolação da água, criando mais oportunidade de recarga hídrica. Também contribuíram para a manutenção de valores mais elevados de umidade no solo quando comparado com as áreas sem manejo, especialmente na camada subsuperficial (80 cm). Por outro lado, as podas promoveram maior incidência de radiação solar à superfície, incidindo em maior grau na temperatura do solo do que na do ar, por conta do efeito de mistura. A complexidade dos SAFs sucessionais criou condições microclimáticas que contribuíram para maiores índices de vegetação e manutenção de menores temperaturas locais. O manejo de podas deve observar as caract Palavras-chave: Agricultura Sintrópica; Umidade; Temperatura; Física do solo; Curva de retenção

Agroforestry systems (AFSs) emerge as an alternative that aims to optimize productive space by combining tree species with agricultural crops, with the potential to reduce soil loss, increase biodiversity and carbon sequestration. More specifically, the term Syntropic Agriculture (SA) was coined, in which AFSs have greater species richness, greater plant density, occupation of different strata and intense cycling of organic material through recurrent pruning. SA is based on processes, and it is up to the farmer to identify the moments when intervention should be taken, managing the system through pruning. Pruning is intended to stimulate plant growth, incorporate organic material into the soil, serving as mulching and helping to control spontaneous vegetation, retain water in the soil, improve soil physical quality and contribute to nutrient cycling. Many studies have studied the benefits to soil physics in AFSs with still simplified levels of species diversity. Improving soil physical properties directly contributes to regulating part of the local hydrological cycle. However, the use and dynamics of water in AFSs is still subject of controversial research. On the one hand, AFSs favor water infiltration into the soil and reduce water erosion. On the other hand, they reduce effective precipitation and increase transpiration, returning more water to the atmosphere. In this context, tree pruning management is a key point, directing the system towards greater or lesser conservation of soil water. The study took place at Sítio Jardim da Irmandade, in the south of the Serra do Brigadeiro State Park, in the municipality of Muriaé-MG. AFSs have been implemented since 2016, with a focus on the production of coffee (Coffea arabica) and juçara (Euterpe edulis). The study had the general objective of evaluating the influence of SA on properties linked to the soil water balance. The specific objectives were: i) to characterize the systems in terms of tree species richness and density; ii) to analyze the properties of saturated hydraulic conductivity, available water capacity, total porosity, macroporosity, microporosity, soil density and soil particle density at depths of 0-5 cm and 5-10 cm; iii) to develop the soil water retention curve and calculate the S index; iv) to carry out an agroecological task force to manage pruning in the areas; v) to characterize the canopy opening caused by pruning; vi) to monitor internal precipitation, soil moisture in the 10 cm and 80 cm layers, soil temperature at 10 cm and air temperature at 1 m for one hydrological year; vii) to monitor the vegetation and temperature indices of the managed areas with multispectral cameras. The results show that SA management promoted continuous improvement in the physical quality of the soil as the system became more complex, favoring infiltration and percolation flows that add to the other environmental benefits brought by the AFSs. Pruning reduced the interception of precipitation, which resulted in a greater number of wetting fronts that reached surface (10 cm) and subsurface (80 cm) layer and in a greater speed of water percolation, creating more opportunities for water recharge. On the other hand, pruning promoted a greater incidence of solar radiation at the surface, affecting the soil temperature to a greater degree than the air temperature, due to the mixing effect. The complexity of the successional AFSs created microclimatic conditions that contributed to higher vegetation indices and the maintenance of lower local temperatures. Pruning management should take into account the phenological characteristics of the crops, in order to ensure adequate environmental conditions for their full development. The inclusion of the management variable, here attributed to pruning, brings new perspectives to studies on AFSs. Keywords: Syntropic Agriculture; Soil moisture; Temperature; Soil physics; Water retention curve