RESUMO A erosão do solo é um dos maiores problemas em muitas partes do mundo com impactos diretos e indiretos representando um problema muito sério na agricultura e sustentabilidade ambiental, afetando a fertilidade e qualidade do solo. Elevada erosão do solo e altas cargas de sedimentos são problemas sérios em várias regiões semiáridas no Brasil. No intuito de aplicar procedimentos de mitigação, são necessários uma estimação precisa da erosão do solo e produção de sedimentos. Este trabalho visa a abordagem do Water Erosion Prediction Project (WEPP) na quantificação da erosão em sulcos e avaliação das relações físicas e hidráulicas, essenciais para investigar o desempenho do modelo. Com este objetivo, o experimento foi desenvolvido na região semiárida da bacia hidrográfica do Exu, Serra Talhada - Pernambuco (Brasil), através de aplicações crescentes de diferentes vazões: T1: 5,87 L min-1; T2: 12,10 L min-1; T3: 20,33 L min-1 e T4: 27,57 L min-1. Amostras de descargas líquidas e sólidas foram coletadas para determinação e caracterização dos parâmetros hidráulicos da vazão nos sulcos pré-estabelecidos. Os números de Reynolds entre 2.019 e 6.929 e de Froude abaixo de 1, atestaram a ocorrência de sulcos erosivos. As perdas de solo devido à erosão nos sulcos foram elevadas após os crescentes fluxos aplicados e o valor da erodibilidade do sulco obtido foi de 0,0011 kg N-1 s-1 e a tensão crítica de cisalhamento (tc) de 1,91 Pa causando o colapso das paredes laterais, elevação da área, perímetro molhado e o raio hidráulico dos sulcos experimentais.

ABSTRACT Soil erosion is a major environmental problem in many parts of the world and represents a serious problem for sustainable agriculture and the environment, with direct and indirect impacts on soil quality and fertility. This study aimed to use the Water Erosion Prediction Project (WEPP) model to estimate rill erosion and determine soil physical and hydraulic properties, which are essential to investigate its performance. To this end, an experiment was carried out in the Exu Creek watershed, in Serra Talhada, semi -arid region of Pernambuco State (Brazil), under increasing flow rates: T1: 5.87 L min-1; T2: 12.10 L min-1; T3: 20.33 L min1; and T4: 27.57 L min-1. Liquid and solid discharges were sampled for determination and characterization of hydraulic parameters in preformed rill flows. Reynolds numbers between 2,019 and 6,929 and Froude numbers below 1 found in this study attest to occurrence of erosive rills. Soil losses due to rill erosion increased as flow rates increased. Rill erodibility was 0.0011 kg N-1 s-1, and critical shear stress (tc) was 1.91 Pa, collapsing rill sidewalls and increasing local uplift, wet perimeter, and rill hydraulic radius.

ABSTRACT. Metal concentrations in suspended sediments of one of the most polluted rivers in Brazil were measured. Concentrations of Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn were determined by inductively coupled plasma while Hg and As were analyzed with hydride generation flow injection atomic absorption spectroscopy. Contamination of As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, and Zn was assessed using pollution indices, ecological risk assessment, statistical multivariate techniques and comparison with sediment quality guidelines. Suspended sediments of the upstream portion of the Ipojuca River are moderately contaminated, especially with Mn and As. On the other hand, sediments of the downstream section are highly contaminated, mainly with Zn, Pb, and As. Furthermore, the mean Ei (potential ecological risk) values of Pb and As showed considerable ecological risk in the downstream cross section. The comparison of our data with sediment guideline values indicated that the concentrations of Mn and Pb in the upstream section of the Ipojuca River pose a risk to sediment-dwelling organisms, while Pb and Zn are the metals of concern in the downstream section.

A compactação do solo agrícola é um fenômeno de grande interesse para a Ciência do Solo. O estudo investigativo de diferentes sistemas de manejo visando encontrar aquele que degrade menos o solo é o objetivo maior da pesquisa sobre o comportamento mecânico do solo. De maneira geral, para um mesmo nível de energia de compactação, quanto maior o teor de matéria orgânica, menor a densidade máxima do solo e maior a umidade crítica de compactação; consequentemente, o risco de degradação física do solo se reduz. O objetivo deste trabalho experimental foi estudar a compactabilidade de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos Tabuleiros Costeiros de Alagoas. Foram selecionadas três áreas em talhões sob cultivo da cana-de-açúcar, representativos de três sistemas de manejo adotados pela Usina Santa Clotilde. Os três sistemas de manejo investigados foram: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Os três sistemas de manejo foram implantados na safra 2003/2004, e a coleta de amostras do solo, realizada em fevereiro de 2007. Esses sistemas foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por uma mata nativa (MN). A densidade máxima do solo e a umidade crítica de compactação foram avaliadas nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m. Para avaliar a capacidade dos resíduos da cana-de-açúcar em dissipar parte da energia compactante, foram realizados ensaios de Proctor, utilizando quatro níveis de energia de compactação. A avaliação da energia dissipada pelos resíduos foi feita em amostras deformadas apenas da profundidade de 0-0,20 m. O sistema de manejo irrigado (SMI), que não recebeu adição de resíduo da cana-de-açúcar, foi o que apresentou maior densidade máxima do solo e menor umidade crítica de compactação. Entre os diferentes sistemas de manejo cultivados com cana-de-açúcar, o mais eficiente na dissipação da energia compactante foi a área sob aplicação de vinhaça + torta de filtro, seguida da área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça, respectivamente com os valores de 54 e 41 % de dissipação para o nível mais alto de energia de compactação. Verificou-se também que a dissipação da energia de compactação foi maior para os níveis de energia mais altos.

The compaction of agricultural soils is a phenomenon of great concern in Soil Science. The major goal of research on the mechanical behavior of soil is to identify the least degrading soil management systems. In general, at a same compaction level, the higher content of organic matter, the lower maximum density and higher critical moisture for compaction, which consequently decreases the risk of physical degradation of the soil. The purpose of this study was to study the compressibility of a dystrophic cohesive yellow latosol of the coastal plains of Alagoas. Three areas were selected in sugarcane plantations of the sugar mill Santa Clotilde, representing three management systems: sugarcane under irrigation (IMS), sugarcane under irrigation and vinasse application (SMV) and sugarcane with vinasse and filter cake application (SMVT). The three management systems were used in the 2003/2004 growing season and the soil sampled in February 2007. These systems were compared with each other and to a control area, represented by native forest (NF). The maximum soil density and critical moisture for compaction were evaluated in the layers 0-0.20, 0.20-0.40 and 0.40-0.60 m. The ability of sugarcane residues to dissipate part of the compacting energy was assessed in Proctor tests at four levels of compression. The energy dissipated by crop residues was assessed in disturbed samples in the 0-0.20 m layer only. In the irrigated management system (IMS), without cane residue application, the maximum density was highest and critical soil moisture for compaction lowest. Of the different management systems, the most efficient in dissipating compression energy was the area under application of vinasse and filter cake, followed by the system of irrigation with vinasse, respectively, with respective values of 54 and 41 % dissipation at the highest level of compression energy. It was also observed that the dissipation of compression energy was higher at higher energy levels.

Os sistemas de manejo que promovem adição de resíduos de cana-de-açúcar ao solo podem provocar alterações nos parâmetros de compressibilidade. O objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento da compressibilidade de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos Tabuleiros Costeiros de Alagoas, considerando a adição de resíduos orgânicos em três diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar. O trabalho experimental foi realizado na Usina Santa Clotilde, localizada no Estado de Alagoas. Foram escolhidas três áreas em talhões com cana-de-açúcar, sendo investigadas: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por uma mata nativa (MN). Os três sistemas de manejo sob cultivo da cana-de-açúcar foram implantados quatro anos antes do início da coleta das amostras de solo. Para o ensaio de compressão uniaxial foram coletadas amostras indeformadas, nas profundidades de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, com a intervenção de um amostrador metálico. As amostras preparadas foram ensaiadas por compressão uniaxial, nas seguintes umidades gravimétricas: 0,10; 0,14; 0,18; e 0,22 kg kg-1. No ensaio de compressão foram aplicados carregamentos verticais, correspondentes a tensões de 12,5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1.600 kPa, e realizadas leituras aos 30 s. Após o ensaio, as amostras foram levadas à estufa, para determinação da umidade gravimétrica. Os resultados foram submetidos à análise de variância e análise de regressão múltipla da tensão de pré-compactação, considerando as seguintes variáveis independentes: densidade do solo (Ds), umidade gravimétrica (Ug), diâmetro médio ponderado de agregados via úmida (DMPu) e energia dissipada (Ed). O solo sob mata nativa apresenta menor capacidade de suporte de cargas nas duas profundidades estudadas, em relação aos três sistemas de manejo sob cultivo com cana-de-açúcar; os sistemas de manejo sob cultivo da cana-de-açúcar aos quais foram adicionados resíduos orgânicos (SMVT e SMV) apresentam menores históricos de tensões; as curvas-limite (SI e LC) podem ser empregadas no planejamento da execução das operações mecanizadas; e a tensão de pré-compactação pode ser predita a partir de propriedades físicas.

The application of sugarcane residues to the soil may induce changes in soil compressibility parameters. The objective of this study was to investigate the compressibility behavior of a dystrophic cohesive Yellow Latosol in the coastal tablelands of the state of Alagoas, in three different management systems with sugarcane, with different levels of organic residue application. The experiment was conducted in an area of sugarcane production (Usina Santa Clotilde), Alagoas. Three plots were chosen in sugarcane fields: sugarcane under irrigation (SMI), under fertigation with vinasse (SMV) and with application of vinasse + filter cake (SMVT). These management systems were compared to each other and to a control plot, represented by native forest (NF). The three sugar cane management systems had been established four years before soil sampling. Undisturbed soil were collected (layers 0-0.20 m and 0.20-0.40 m), using a metal sampler. The samples were first tested by uniaxial compression (gravimetric moisture levels of 0.10; 0.14; 0.18; and 0.22 kg kg-1). For the compression test, loads were applied with vertical tensions of 12.5; 25; 50; 100; 200; 400; 800 and 1600 kPa and readings taken every 30 sec. Thereafter, the samples were oven-dried for gravimetric moisture determination. The results were subjected to variance and multiple regression analysis of the pre-compaction tension, according to the following independent variables: bulk density (Ds), gravimetric moisture (Ug), mean weight diameter of water-stable aggregates (DMPu) and dissipated energy (Ed). The load carrying capacity of native forest soil was lower in both layers than in the three sugarcane managements; the management systems under sugar cane with organic residue application (SMV and SMVT) have lower tension levels; the limit curves (suction increase and loading collapse) can be used in the planning of mechanical operations and pre-compaction stress can be predicted from the physical properties.

As ravinas consistem em uma das formas de erosão hídrica com escoamento superficial concentrado em encostas de áreas degradadas e, ainda, sem escoamentos de subsuperfície. Os objetivos deste trabalho foram estudar o comportamento hidráulico do escoamento superficial das ravinas e determinar a erodibilidade (Kr) e a tensão crítica de cisalhamento (τc) na superfície de ravinas e, também, a erodibilidade (Kr) ao longo do perfil de encostas degradadas do litoral do Estado de Pernambuco. O experimento foi realizado em 2005, em um Latossolo Amarelo de textura argilosa pertencente à Formação Barreiras no município do Cabo de Santo Agostinho, PE. As parcelas foram delimitadas por chapas metálicas cravadas no solo no sentido do declive (1,0 m de largura por 3,0 m de comprimento). Os testes consistiram na aplicação de quatro níveis de vazão, determinando-se o volume de descarga líquida e a massa de sedimentos desagregados. As taxas de desagregação de solo foram lineares em relação às tensões de cisalhamento. Na superfície das ravinas, a erodibilidade (Kr) foi de 0,0016 kg N-1 s-1 e a tensão crítica de cisalhamento, de τc = 4,37 Pa. O baixo valor de erodibilidade e o alto de tensão crítica de cisalhamento de τc obtidos na superfície das ravinas possivelmente decorreram da formação de uma crosta superficial originada por ciclos de umedecimento e secagem. A erodibilidade (Kr) em profundidade variou entre 0,012 e 0,070 kg N-1 s-1, em função do teor de argila. O regime do escoamento superficial nas ravinas foi turbulento supercrítico e, portanto, semelhante ao do escoamento superficial nos sulcos de erosão, como descrito na literatura.

Ravines represent one of the formations resulting from water erosion, with concentrated surface water flow down hillsides of degraded areas, yet without subsurface water flow. The objective of this study was to evaluate hydraulic flow conditions in ravines as well as to determine soil erosion resistance parameters: soil erodibility (Kr) and critical shear stress (τc) on the ravine surfaces, as well as to determine soil erodibility at several depths of degraded hillsides along the coastline of the state of Pernambuco. The experiment was conducted in 2005, on a sandy clay loam Oxisoil of the "Formação Barreiras" in Cabo de Santo Agostinho. The plots were outlined by metal plates inserted in the soil along the slope (1.0 m width x 3.0 length). The tests consisted of the application of four flow levels to evaluate the volume of liquid discharge and detached sediment mass. The soil detachment rate was linear to shear stress (τ). Soil erodibility (Kr) was 0.0016 kg N-1 S-1 and the critical shear stress was 4.37 Pa. The low soil erodibility value and high critical shear stress value observed at the surface of the ravines possibly resulted from a soil consolidation process induced by wetting and drying cycles. Soil erodibility (Kr) in depth varied from 0.012 to 0.070 kg N-1 S-1, depending on the clay content. The runoff flow regime in ravines was turbulent supercritical and therefore similar to rill flow, as described in the literature.

O processo de desenvolvimento da sociedade moderna tem resultado em um aumento das pressões antrópicas nas áreas de manguezais. Este artigo concentra-se nos aspectos dos padrões dos fluxos d'água e na identificação de seus efeitos mecânicos nos sedimentos em áreas de manguezais. A metodologia experimental desenvolvida consiste no planejamento e execução de um programa de levantamentos hidrodinâmicos, levando-se em conta a variabilidade espaço-temporal inerente a esses ambientes. Os resultados obtidos possibilitam o traçado de cenários quantitativos e qualitativos das principais tendências dos fluxos hidrossedimentológicos, processos físicos fundamentais a serem considerados em qualquer plano de manejo dos recursos naturais dos manguezais. Esse método foi aplicado como estudo de caso ao manguezal do Pina, Recife, PE.

The development process of modern society has resulted in an increase of anthropogenic pressures on mangrove areas. This article focuses on aspects of water flow patterns and the identification of their mechanical effects in sediments in mangroves areas. The experimental methodology developed consists in planning and implementing a program of hydrodynamic surveys considering spatial and temporal variability that is inherent in these environments. The results provide a qualitative and quantitative map of the main tendencies of hydrosedimentological flows, which is notably important in any plan for natural resource management of mangroves. This method was applied as a case study of the Pina mangrove in Recife, PE, Brazil.

Uma das formas de avaliar a condição estrutural do solo é por meio da pressão de pré-compactação e da resistência do solo à penetração. Considerando que o conhecimento da associação entre duas variáveis é de grande importância na ciência do solo, o objetivo deste trabalho foi estudar o desdobramento dos efeitos diretos e indiretos, por meio da análise de correlação de trilha ou "path coefficient analysis", de atributos físicos e teor de matéria orgânica sobre a pressão de pré-compactação média (σpm) e resistência à penetração média em laboratório (RPLm) de um Argissolo Amarelo Distrocoeso cultivado com cana-de-açúcar nos Tabuleiros Costeiros do Estado de Alagoas. O trabalho foi desenvolvido na Fazenda Progresso, de propriedade da Usina Coruripe (AL), onde foram selecionadas cinco áreas cultivadas com cana-de-açúcar com diferentes tempos de uso e dois tipos de cultivo: 4 anos com cultivo de inverno (4 anos I); 14 anos com cultivo de inverno (14 anos I); 14 anos com cultivo de verão (14 anos V); 30 anos com cultivo de inverno (30 anos I); 30 anos com cultivo de verão (30 anos V); e uma área de mata (mata), tipo floresta subperenifólia, que foi considerada como testemunha-padrão. As avaliações foram realizadas nas profundidades de 0 a 0,20, 0,20 a 0,40 e 0,40 a 0,60 m, correspondentes aos horizontes A (mata) ou Ap (áreas cultivadas), AB e Bt, respectivamente, para as quais foram realizadas análises de correlação de "trilha" ("path coefficient analysis"), para determinação do grau de associação entre os atributos físicos e o teor de matéria orgânica do solo com a σpm e a RPLm (variáveis dependentes). Nas três profundidades, o grau de compactação e a densidade do solo foram os atributos que mostraram maior relação causa e efeito com a pressão de pré-compactação e resistência à penetração do Argissolo estudado. Nos horizontes A (mata) ou Ap (áreas cultivadas), o teor de matéria orgânica e a estabilidade de agregados em água apresentaram efeito direto sobre as variações da pressão de pré-compactação e resistência à penetração; a mata apresentou maior teor de matéria orgânica, maior porcentagem de agregados estáveis e maior compressibilidade, em relação às áreas cultivadas.

One of the ways to evaluate the soil structural status is by means of the pre-compaction pressure and soil penetration resistance. In view of the importance of associations between two variables in soil science, the objective of this study was the decomposition of the direct and indirect effects ("path coefficient analysis") of soil physical properties and organic matter on pre-compaction pressure (sp) and laboratory-determined soil penetration resistance (LPS) of a cohesive Yellow Ultisol under sugarcane in the coastal tablelands of the state of Alagoas. The study was conducted on the Fazenda Progresso, of the Usina Coruripe, where five sugarcane areas were selected representing a range of cropping periods and systems: four years under winter cropping (4 year W), 14 years under winter cropping (14 year W), 14 years under summer cropping (14 year S), 30 years under winter cropping (30 year W), and 30 years under summer cropping (30 year S), A native subperennial forest fragment (Forest) was also included in this study as reference area. Path coefficient analyses were performed for the layers 00.20, 0.200.40, and 0.400.60 m to assess the degree of association of soil physical properties and soil organic matter with sp and LPS. In all layers, the cause/effect relationship of the compaction degree and soil bulk density with sp and LPS of the studied Ultisol was highest. In the A or Ap horizons, soil organic matter and water aggregate stability had a direct effect on the shifts in sp and LPS; organic matter, percentage of water stable aggregates and compressibility were higher under native forest than in the agricultural areas.

O tráfego intenso de máquinas agrícolas para colheita e tratos culturais em plantações de cana-de-açúcar pode causar a compactação do solo e comprometer a produtividade e longevidade da lavoura. Uma das formas de avaliar e monitorar a degradação devido à compactação causada pelo trânsito das máquinas é por meio da análise da compressibilidade e comportamento hídrico do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do trânsito de máquinas para o cultivo da cana-de-açúcar sobre a pressão de pré-compactação (σp), resistência à penetração em laboratório (RPL) e intervalo hídrico ótimo (IHO) de um Argissolo Amarelo distrocoeso dos Tabuleiros Costeiros do Estado de Alagoas. O trabalho foi desenvolvido na Fazenda Progresso, de propriedade da Usina Coruripe (AL), onde foram selecionadas cinco áreas cultivadas com cana-de-açúcar, representando diferentes tempos de uso e dois tipos de cultivo: 4 anos com cultivo de inverno (4 anos I); 14 anos com cultivo de inverno (14 anos I); 14 anos com cultivo de verão (14 anos V); 30 anos com cultivo de inverno (30 anos I); 30 anos com cultivo de verão (30 anos V) e uma área de mata (mata), tipo floresta subperenifólia, como testemunha. Avaliaram-se a σp, a RPL e o IHO, nas profundidades de 0 a 0,20, 0,20 a 0,40 e 0,40 a 0,60 m, correspondendo aos horizontes A (mata) ou Ap (áreas cultivadas), AB e Bt. O cultivo com cana-de-açúcar aumentou a σp e a RPL dos horizontes Ap, AB e Bt do Argissolo Amarelo estudado; no entanto, o horizonte Ap do solo das áreas cultivadas não mostrou RPL superior a valores considerados críticos ao desenvolvimento de raízes, apresentando IHO maior do que o horizonte superficial (A) do solo sob mata nativa. As operações mecanizadas utilizadas no cultivo da cana-de-açúcar aumentaram a RPL para níveis críticos ao desenvolvimento de raízes, mesmo para umidades próximas à da capacidade de campo, o que resulta na redução do IHO dos horizontes AB e Bt do solo das áreas cultivadas. A pressão de pré-compactação deve ser usada como capacidade de suporte de carga no planejamento de operações mecanizadas em lavouras de cana-de-açúcar, a fim de evitar a degradação física de horizontes subsuperficiais do Argissolo Amarelo distrocoeso.

The intensive traffic of agricultural machinery of cultivation and harvesting operations of sugarcane can promote soil compaction and affect crop yield and longevity. One of the ways to evaluate soil degradation due to compaction is by analyses of soil compressibility and least limiting water range. The objective of this study was to evaluate the effect of sugarcane cultivation on pre-compaction pressure (sp), laboratory-determined soil penetration resistance (LPS) and on the least limiting water range (LLWR) of a cohesive Yellow Ultisol of the coastal tablelands of Alagoas. The study was conducted on the Fazenda Progresso, of the Usina Coruripe, where five sugarcane areas were selected, representing different use periods and crop systems: four years under winter cropping (4 year W), 14 years under winter cropping (14 year W), 14 years under summer cropping (14 year S), thirty years under winter cropping (30 year W), and 30 years under summer cropping (30 year S). A native subperennial forest fragment (Forest) was also included in this study as a reference area. To determine the effect of sugarcane cultivation on soil compaction, sp, LPS and LLWR were determined in soil samples from the layers 00,20 m, 0,200,40 m and 0,400,60 m, corresponding to the horizons A (Forest) or Ap (agricultural areas), AB and Bt. Sugarcane cultivation increased the σp and LPS of the Ap, AB and Bt horizons of the Yellow Ultisol, however, in the Ap horizon of the soil of the agricultural areas the LPS did not reach the value considered critical for root development, and the LLWR was higher than in the surface horizon of native forest. The mechanized operations for sugarcane cultivation increased LPS to critical levels for root development, even at moisture contents near field capacity, which decreased LLWR of AB and Bt horizons in the agricultural areas. Pre-compaction pressure can be used as an indicator of load support capacity in the strategic planning of machinery operations in sugarcane fields, in order to avoid further soil compaction in the subsurface horizons of cohesive Yellow Ultisol.

A erosão em sulcos é formada a partir da concentração do escoamento superficial nas depressões da superfície do terreno, evoluindo para a formação de canais ou ravinas, o que faz aumentar a degradação dos solos pela erosão hídrica. Os objetivos deste trabalho foram avaliar as condições hidráulicas do escoamento em sulcos pré-formados, caracterizando o regime de escoamento, e avaliar mudanças induzidas na geometria desses sulcos. Para isso, um experimento foi realizado num Cambissolo Háplico do sertão pernambucano, município de Serra Talhada, Brasil. Os tratamentos consistiram na aplicação de vazões de 17,5; 47,0; 60,0; 77,0; e 110,0 L min-1; com duração de 20 min, em sulcos pré-formados em um solo recém-preparado. O aprofundamento dos sulcos foi dominante no início dos testes. A partir do momento em que o sulco atingiu o solo não revolvido, o processo erosivo, ou seja, a ação da tensão cisalhante, caracterizou-se principalmente pelo alargamento do canal, desgastando com maior proporção a base das paredes laterais dos sulcos. A ação da concentração do escoamento superficial nos sulcos experimentais produziu regimes de escoamento na faixa de transição supercrítico, atestando a ocorrência da erosão em sulcos. O cisalhamento na base do sulco, provocado pelo escoamento, facilitou o desmoronamento nas paredes laterais.

Rill erosion begins with the concentration of surface runoff on depressions of soil surface, evolving into the formation of channels or ravine, increasing soil degradation by water erosion. The objectives of this study were to evaluate the hydraulic conditions of the water flow in rills and characterize the water flow regime, and to measure the induced changes in the geometry of the preestablished rills. An experiment was conducted in which outflows of 17.5; 47.0; 60.0; 77.0 and 110.0 L min-1 were applied for 20 min to preformed rills in a Cambissolo Háplico, in Serra Talhada, Pernambuco. The deepening of the rills was dominant at the beginning of the tests. From the moment the rill reached the undisturbed soil, the erosive process, i.e., the action of shear stress, was characterized mainly by the widening of the rill, wearing off the bases of the rill sidewalls. The action of the concentrated water flow in the experimental rills produced flow regimes in the range of supercritical transition, confirming the occurrence of rill erosion. The shear stress at the rill base provoked by the flow facilitated the wearing off of the sidewalls.

Os solos dos tabuleiros costeiros cultivados com cana-de-açúcar, durante longo período de tempo, sob sistemas de manejo com diferentes aportes de matéria orgânica podem apresentar alterações nas propriedades físicas e químicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do aporte de matéria orgânica pelos diferentes sistemas de manejo da cana-de-açúcar sobre as propriedades físicas e químicas de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas. Foram selecionadas áreas em talhões de produção com a cultura da cana-de-açúcar, sendo objeto de pesquisa experimental três áreas, representativas de três sistemas de manejo adotados pela unidade sucroalcooleira: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por um fragmento de Mata Atlântica nativa (MN). Para avaliar as propriedades físicas e químicas, amostras de solo foram coletadas ao acaso, nas áreas submetidas aos diferentes sistemas de manejo, nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, sendo retiradas num ponto situado nas entrelinhas da cana-de-açúcar. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Estudos de correlações simples foram realizados entre algumas variáveis medidas. Os resultados permitiram concluir que os diferentes sistemas de manejo investigados promoveram alterações nas propriedades físicas e químicas do solo. As medidas de consistência do solo apresentaram tendência de aumento em seus valores com o incremento do carbono orgânico total (COT) do solo, promovido pela adição de resíduos da cana-de-açúcar. Os sistemas de manejo que receberam adição de resíduos da cana-de-açúcar denotaram menor degradação nas propriedades físicas e químicas do solo.

The physical and chemical properties of coastal plain soils cultivated with sugarcane for a long period under different management systems may undergo changes. The objective of this study was to evaluate the effects of different sugarcane management systems on the chemical and physical properties of a dystrophic cohesive Yellow Latosol of coastal tablelands in the state of Alagoas. Three experimental plots were selected in sugarcane growing areas, representing the three management systems used for ethanol production, namely: a cultivated area under irrigation management, an area under fertirrigation with vinasse and an area with application of vinasse + filter cake. The management systems were compared with each other and with a control area of native forest. To assess physical and chemical properties, soil samples were randomly collected in the areas under different management systems at depths of 0-0.20; 0.20-0.40 and 0.40-0.60 m, from the sugarcane interrows. The results were subjected to analysis of variance and the means compared by the Tukey test at 5 %. Simple correlation analysis was performed between some variables. Results showed changes in the soil physical and chemical properties due to the different management systems. The soil consistency parameters tended to increase with the increase of total organic carbon, resulting from the application of sugar cane waste. In the management systems with application of sugar cane waste the deterioration in soil physical and chemical properties was reduced.

O potencial produtivo da cana-de-açúcar decorre de fatores relacionados ao clima, ao solo e à variedade cultivada. Sistemas de manejo que proporcionem a adição de resíduos orgânicos ao solo podem provocar alterações em seus atributos físicos, favorecendo o crescimento do sistema radicular e a produtividade da canade-açúcar. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar com diversos níveis de adição de resíduos orgânicos sobre a distribuição e os índices de estabilidade de agregados de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas. Foram selecionadas áreas em talhões de produção com a cultura da cana-de-açúcar: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por um fragmento de Mata Atlântica (MN). Para avaliar a distribuição e os índices de estabilidade de agregados, amostras do solo foram coletadas ao acaso, nas áreas submetidas aos diferentes sistemas de manejo, nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, sendo retiradas num ponto situado nas entrelinhas da cana-de-açúcar. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Estudos de correlações simples foram realizados entre algumas variáveis medidas. Os resultados permitiram concluir que os diferentes sistemas de manejo promoveram alterações na distribuição de agregados do solo e a estabilização dos agregados na camada superficial dependeu do teor de matéria orgânica e da ação dos ciclos sucessivos de umedecimento e secagem do solo. Os estudos de correlações entre o carbono orgânico total e os índices de estabilidade dos agregados apresentaram correlações significativas e positivas.

The potential yield of sugarcane depends on factors related to climate, soil and the plant variety. Management systems that provide the addition of organic waste to the soil can cause changes in physical attributes of the soil, enhancing the growth of the root system and sugarcane yield. The objective of this study was to evaluate the effects of different management systems at several levels of organic residue addition on the distribution and indices of aggregate stability of dystrophic cohesive Yellow Latosol of coastal plains, in the State of Alagoas. Plots were selected in the following sugarcane-growing areas: area under irrigation management system, area fertigated with vinasse, and an area under application of vinasse + filter cake. These management systems were compared to each other and to a control (native forest). To evaluate the distribution and stability indices of soil aggregates, soil samples were randomly collected in the different areas, at the depths 0-0.20; 0.20-0.40 and 0.40-0.60 m, at points between two neighboring sugarcane rows. The results were subjected to analysis of variance and the mean compared by the Tukey test at 5 % significance. Simple correlation analysis was performed between some measured variables. Results showed that the different management systems induced changes in the aggregate distribution and that the stabilization of soil aggregates in the surface layer dependeds on the organic matter content and the action of successive cycles of soil wetting and drying. The studies of simple correlations showed that total organic C and aggregate stability indices were significantly and positively correlated.

Dentre as formas de erosão hídrica do solo, a erosão em entressulcos é uma das que causam maiores danos no processo produtivo dos solos utilizados na agricultura, por provocar perdas de solo, água e nutrientes. Frente a isso, o presente trabalho visou avaliar a proteção ambiental promovida pela cobertura vegetal da caatinga, do feijão-guandu (Cajanus cajan) e da batata-doce (Ipomoea batatas Lam) em relação ao solo descoberto, bem como o efeito das práticas de cultivos dessas culturas, por meio das taxas da erosão em entressulcos e das características hidráulicas do escoamento superficial vinculado à erosão em entressulcos, em um Luvissolo. Para isso, foi implementada uma série de 20 chuvas simuladas em Serra Talhada, município do semi-árido do Estado de Pernambuco, sob os seguintes tratamentos: (1) solo descoberto; (2) solo coberto pela cultura do feijão-guandu (Cajanus cajan); (3) solo coberto pela cultura da batata-doce (Ipomoea batatas Lam.); (4) solo coberto por Caatinga semi-arbustiva. Todos os regimes de escoamento superficial obtidos foram laminar lento. As coberturas vegetais proporcionadas pela Caatinga e pelo guandu, que deram origem aos maiores valores de cobertura do solo, responderam pelas menores taxas de concentração de sedimentos e desagregação do solo na erosão em entressulcos, em decorrência da maior rugosidade hidráulica da superfície do solo promovida por essas vegetações. As taxas de concentração de sedimentos no cultivo da batata-doce foram iguais às do solo descoberto, por conta do revolvimento do solo na preparação das leiras de plantio, e determinou as maiores taxas de desagregação do solo entre as coberturas vegetais; em contrapartida, as leiras permitiram retenção do escoamento superficial. As coberturas vegetais Caatinga, guandu e batata-doce e as respectivas rugosidades hidráulicas impostas ao escoamento superficial determinaram reduções exponenciais das perdas de solo. A cobertura vegetal da Caatinga semi-arbustiva proporcionou o menor coeficiente de escoamento superficial (C = 0,32), em decorrência de sua maior cobertura do solo, da maior resistência hidráulica e do não-revolvimento do solo.

Among the different forms of water erosion, interrill erosion is one of the most deleterious to the productivity of soils used in agriculture, causing losses of soil, water and nutrients. This study sought to evaluate the efficiency of environmental protection by the Shrub cover types caatinga, Guandu (Cajanus cajan) and sweet potato (Ipomoea potatoes Lam) as compared to bare soil, as well as the effect of these crops on the interrill erosion and hydraulic properties of surface runoff in a Inceptisol. For this purpose, a series of 20 simulated rainfall events in Serra Talhada - PE, Brazil, semiarid area, on the following treatments: (1) bare soil; (2) soil covered with Guandu (Cajanus cajan); (3) soil covered with sweet potato (Ipomoea potatoes Lam.); (4) soil covered with caatinga (dry forest vegetation). All runoff flow regimes were laminar and slow. The lowest rates of sediment concentration and soil detachment in the interrills were observed for caatinga and Guandu covers, the species with the highest values of soil cover, due to the higher hydraulic soil surface roughness of these crops. The sediment concentration rates in sweet potato were equal to those of bare soil, due to soil revolving to prepare the planting furrows and the rates of soil detachment were the highest of all plant covers; on the other hand, the furrows retained surface runoff. Similarly, the plant covers caatinga, Guandu and sweet potato with the respective hydraulic roughness restricting runoff resulted in exponential reductions of soil losses. The runoff coefficient in the soil covered by caatinga vegetation was the lowest (0.2) due to the greatest soil cover, roughness and absence of soil tillage.

A erosão entressulcos acontece pela desagregação originada do impacto das gotas de chuva e pelo transporte do escoamento superficial, por arraste e suspensão das partículas superficiais do solo desagregadas, onde se encontram a matéria orgânica e os nutrientes fundamentais para a produção agrícola. O trabalho objetivou avaliar o efeito de diferentes coberturas do solo em área de cultivo de cana-de-açúcar sob o escoamento superficial na erosão entressulcos. As condições avaliadas foram: solo descoberto; resíduo em contato direto com o solo; dossel da cana-de-açúcar e efeito somado do dossel da cana-de-açúcar e do resíduo em contato com o solo, para três e 12 meses após o corte da cana-planta. Os regimes de escoamento na erosão entressulcos foram laminar lento, e a erodibilidade para o Argissolo Vermelho-Amarelo foi de 1,87 x 10(6) kg s m-4, por conta da presença de mica e caulinita. O resíduo da cana em contato direto com o solo destacou-se no aumento da rugosidade hidráulica, e o dossel pela interceptação da chuva que retardou o início do escoamento superficial, possibilitando maiores taxas de infiltração de água no solo e menores taxas da erosão entressulcos.

Interrill erosion occurs as a result of detachment of soil surface particles caused by raindrop impact and their transportation by overland flow (drag and suspension), which contain the organic matter and nutrients that are essential for agricultural production. An experiment was carried out to evaluate the effect of different soil cover types on the overland flow in interrill erosion in an area of sugarcane cultivation. The following situations were evaluated: bare soil; sugarcane straw mulch; sugarcane canopy cover; sugarcane canopy cover + sugarcane straw mulch three and 12 months after sugarcane harvest. The laminar flow regimes were slow and interrill soil erodibility of the Red-Yellow Argisol was 1.87 x 10(6) kg s m-4 due to the occurrence of kaolinite and mica. Sugarcane straw mulch increased hydraulic roughness, while the standing sugarcane crop intercepted rain and delayed the start of overland flow, increasing water infiltration and decreasing interrill erosion rates.

A erosão em sulcos caracteriza-se pelo escoamento superficial concentrado de uma lâmina d'água com tensão de cisalhamento suficiente para desagregar o solo, que deforma o sulco e altera as características hidráulicas do escoamento responsável pela dinâmica de formação dos sulcos. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar as condições hidráulicas do escoamento em sulcos de erosão, que podem fornecer subsídios importantes às relações de erosão, e determinar as taxas de desagregação do solo, a erodibilidade do solo e a tensão crítica de cisalhamento, além de quantificar o transporte de sedimentos em sulcos por meio de expressões baseadas em variáveis hidráulicas. Para tanto, sulcos foram pré-formados em um solo de textura franco-argilo-arenosa, num campo com declive médio de 0,067 m m-1, e submetidos à aplicação de chuva simulada com intensidade de 74 mm h-1, durante 80 min, tendo sido aplicados nos sulcos, nos últimos 20 min, fluxos extras de escoamento superficial de 0, 10, 20, 30, 40 e 50 L min-1. Os resultados mostraram que o regime de escoamento nos sulcos caracterizou-se como sendo de transição subcrítico a turbulento subcrítico. As taxas de desagregação do solo obtidas foram lineares às tensões de cisalhamento desenvolvidas, para uma erodibilidade em sulcos (Kr) de 0,0024 kg N-1 s-1 e uma tensão crítica de cisalhamento (tauc) de 2,75 Pa. Duas funções baseadas na potência do escoamento foram ajustadas para estimar o transporte de sedimentos nos sulcos de erosão, as quais explicaram 53 % da variação experimental, refletindo não só a dificuldade de ajuste de modelos de estimativa do transporte sólido às lâminas de escoamento pouco espessas que ocorrem nas áreas de cultivo agrícola, mas também a diversidade física e mineralógica das partículas e dos agregados do solo estudado.

Rill erosion is characterized by concentrated surface water flow, with enough shear stress and detachment capacity to deform the rill and alter flow hydraulics, responsible for rill formation dynamics. The objective of this study was to evaluate flow hydraulic conditions that can provide important information on erosion relationships, soil erodibility and sediment transport in furrows of a recently-tilled Palleudult. Rills were pre-formed in a sandy clay loam soil with an average slope of 0.067 m m-1. Simulated rainfall with an intensity of 74 mm h-1 was applied during 80 min, while rainfall and extra inflows of 0, 10, 20, 30, 40, and 50 L min-1 were jointly applied for the last 20 min of each run in the rill. Results indicated that the rill flow regime varied from transitional subcritical to turbulent subcritical. The rill erosion detachment rates were linear to shear stress. Rill erodibility (Kr) was 0.0024 kg-1 s-1 N and critical shear stress (tauc) was 2.75 Pa. Two functions to predict sediment transport based on stream power explained 53% of data variability, which indicates the inherent difficulty of predicting solid transport through shallow flows on eroding agricultural lands, and the physical and mineralogical diversity of particles and aggregates of the studied soil.

A presença de resíduos vegetais sobre a superfície do solo altera as características do escoamento superficial gerado pela chuva e a desagregação e transporte de sedimento resultantes do processo erosivo. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições hidráulicas e as relações de desagregação do solo e de resistência ao escoamento com a presença de resíduos vegetais na erosão em entressulcos. O experimento foi realizado no laboratório, com um Argissolo Vermelho distrófico típico, em parcelas com 0,10 m m-1 de declive sob chuva simulada. O solo foi coberto por resíduos vegetais de palha de soja, nas doses de 0, 0,05, 0,1, 0,2, 0,4 e 0,8 kg m-2. O aumento na cobertura do solo (CS) com resíduos vegetais elevou a altura da lâmina de escoamento e a rugosidade hidráulica e reduziu a velocidade média do escoamento, provocada pelo aumento das forças viscosas promovida pela interposição física dos resíduos ao escoamento. O resultado é a redução na taxa de desagregação do solo (Di). A Di foi de 5,35x10-4 kg m-2 s-1 para solo descoberto e 1,50x10-5 kg m-2 s-1 em solo com 100% de cobertura na maior dose de palha. Os modelos de Laflen e potencial foram adequados para estimar o coeficiente de cobertura para resíduo em contato direto com a superfície do solo em função da cobertura do solo.

Soil surface cover with crop residue modifies surface flow characteristics, generated by excess rainfall, and soil detachment and sediment transport resulting from the erosion process. The objective of this study was to evaluate the hydraulic conditions, detachment and flow resistance on interrill erosion on soil covered with residue. The experiment was conducted in the laboratory, on a Hapludult soil at a slope of 0.10 m m-1, under simulated rainfall and soil surface covered with soybean residue at the rates of 0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4, and 0.8 kg m-2. The increase in soil surface cover (SC) with residue, caused an increase in water flow depth and hydraulic roughness, and a decrease in the mean flow velocity, due to an increase in the viscous forces from the physical interference of residue on runoff, thus contributing to a reduction in interrill soil detachment rate (Di). The Di was 5.35x10-4 kg m-2 s-1 for bare soil and was reduced to 1.50x10-5 kg m-2 s-1 for soil with 100% of surface cover. The Laflen's and the potential models were adequate to estimate the coefficient of soil coverage by residue in direct contact with soil as a function of the soil surface cover.