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Experimental evaluation of sediment yield in the first year after replacement of pastures by sugarcane

Cristian Youlton, Ana Paula Bragion, Edson Wendland

Abstract


Sugarcane cultivation has expanded in south-eastern Brazil in the last decade, mainly for biofuel (ethanol) production. This expansion has occurred on land that was originally covered with pasture and used for livestock production. The purpose of this study is to experimentally determine the impact on runoff and erosion produced by replacing pasture with sugarcane. Runoff plots of 100 m2 were established at a farm in Itirapina, Sao Paulo (SP), Brazil, on a hill with a 9% slope and sandy soil. An 18-year-old pasture and a new sugarcane plantation were studied. The degrees of runoff and erosion were determined after each rain event for the first year of cultivation. From 1,459 mm of annual rainfall, the pasture had lower runoff than the sugarcane cover (40.5 vs 56.1 mm, respectively). Soil erosion under pasture was lower than sugarcane, where the highest values were recorded at the beginning of the rainy season, just after cane planting. In the first year, the results indicate an increase in soil loss of almost 500% for sugarcane compared to pasture, from 0.58 to 2.58 Mg ha-1 year-1 under our experimental conditions. Overall, changing land cover from pasture to sugarcane increases soil erosion.

 

El cultivo de caña de azúcar se convirtió en el cultivo de mayor expansión durante los últimos años en el sudeste de Brasil, ya que se utiliza como materia prima para la producción de biocombustible (etanol). En el estado de Sao Paulo, la expansión ocurre principalmente en áreas que eran ocupadas por praderas. La sustitución tiene impactos sobre la escorrentía y la erosión de suelos debido a los cambios en la cobertura y las prácticas agrícolas. El objetivo del presente estudio es cuantificar experimentalmente el impacto en la escorrentía y erosión de suelos causado por la sustitución de pradera por caña de azúcar. Se construyeron parcelas de escorrentía (100 m2) en una hacienda del municipio de Itirapina-SP, sobre una ladera con 9% de pendiente y suelo arenoso. Una pradera con pastos sembrados hace más de 18 años y una plantación nueva de caña de azúcar fueron evaluados, con tres repeticiones para cada cobertura. La escorrentía y erosión de suelos fueron medidas después de cada evento de lluvia durante el primer año desde la plantación de caña de azúcar. Se registraron 1.459 mm de precipitaciones, donde pradera presentó menos escorrentía que caña de azúcar (40,5 vs 56,1 mm respectivamente). La erosión en pradera fue mínima comparada con caña de azúcar, alcanzando los mayores valores en el inicio de la temporada lluviosa, justo después de la plantación. Los resultados indican una pérdida de suelo de 0,58 Mg ha-1 año-1 en pradera a 2,58 Mg ha-1 año-1 en caña de azúcar. El cambio de cobertura desde pradera a caña de azúcar aumenta la erosión de suelo.


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DOI: http://dx.doi.org/10.7764/rcia.v43i3.1727