ABSTRACT Identification of areas with potential contamination of water courses by phosphorus (P) can be carried out through methodologies such as the Phosphorus Index (IP). However, the validation of the best model is necessary for the construction of risk scenarios for environmental contamination. The objective of this work was to verify the adjustment of three IP versions in the estimation of the vulnerability of the potential loss of P in a rural river basin. The basin area is 79.5 ha and is located in the municipality of Júlio de Castilhos, Rio Grande do Sul, Brazil. Three versions of IP were used to estimate the transfer of P to water courses. The validation of the models was made based on the actual P results in the soil and by the measured in the analysis of the runoff in the watershed exudation. Subsequently, a scenario was simulated where P levels in the soil were adequate to obtain high yields. The three versions of the IP presented variations in the estimate of the potential loss of phosphorus. The actual and estimated data showed low loss of soil and P and was attributed to the soft relief to the slightly undulated, the presence of wetlands in the convergent slopes, to the soil management and to the low level of available P. The Alabama IP version presented a better estimate of the vulnerability of soil P loss to watercourses. However, the IP version of Nebraska more realistically predicts the transfer of P to aquatic systems when using doses of P suitable for high yields.

RESUMO Identificação de áreas com potencial de contaminação dos cursos hídricos por fósforo (P) pode ser realizada através de metodologias como o Índice de Fósforo (IP). No entanto, a validação do melhor modelo faz-se necessária para a construção de cenários de risco de contaminação ambiental. O objetivo deste trabalho foi verificar o ajuste de três versões do IP na estimativa da vulnerabilidade da perda potencial de P em uma bacia hidrográfica rural. A área da bacia é de 79,5 ha e localizada no município de Júlio de Castilhos, Rio Grande dos Sul, Brasil. Para a estimativa de transferência de P aos cursos hídricos utilizaram-se três versões do IP. A validação dos modelos foi feita com base nos resultados reais de P no solo e pelo mensurado em análises da enxurrada no exutório da bacia hidrográfica. Posteriormente foi simulado um cenário em que os níveis de P no solo fossem adequados a obtenção de altas produtividades. As três versões do IP apresentaram variações na estimativa da perda potencial de fósforo. Os dados reais e estimados evidenciaram baixa perda de solo e de P e foi atribuída ao relevo suave à levemente ondulado, a presença de áreas úmidas nas vertentes convergentes, ao manejo do solo e ao baixo nível de P disponível. A versão do IP do Alabama apresentou melhor estimativa da vulnerabilidade da perda de P do solo para os cursos hídricos. No entanto, a versão do IP de Nebraska prevê mais realisticamente a transferência de P aos sistemas aquáticos quando se usara doses de P adequadas às altas produtividades.

Agricultural activities generate impacts on the environment and require constant study and monitoring to improve understanding of the forms and degree of contamination. The present study aimed to quantify the losses of water, sediment and chemical elements during two rainfall events in two rural watersheds (RW) from an agricultural settlement in Júlio de Castilhos, State of Rio Grande do Sul, Brazil. The studied RWs have an area of 144.5 ha (RW140) and 79.5 ha (RW80), with different land use distribution. The monitored rainfall events occurred in 18 (45.9 mm) and 19 (39.7 mm) September 2012. Water loss by runoff in the RW140 was 5.5%, and in RW80 was 15.2%. In the RW140 the highest concentration of suspended sediment was 1.4 g L-1 compared to 0.9 g L-1 in RW80. The levels of soluble phosphorus in the water samples + sediment in the RW80 ranged between 0.01 and 0.02 mg L-1 and en the RW140 reached 0.06 mg L-1. Total phosphorus in samples of water samples + sediment in the RW140 was higher than the RW80, reaching maximum values of 2.10 and 0.47 mg L-1 in the RW140 in the first and second event, respectively. Both RWs in this study showed low phosphorus losses, moderate losses of bases (Ca, Mg, K e Na) and elements that are constituents of the soil structure as Fe, Al, Mn, and insignificant losses of metallic trace elements.

As atividades agrícolas geram impactos sobre o ambiente e necessitam de constante estudo e monitoramento para melhorar o entendimento das formas e grau de contaminação. O trabalho teve como objetivo quantificar e comparar as perdas de água, sedimento em suspensão e alguns elementos químicos durante dois eventos pluviais sequentes, em duas bacias hidrográficas (BH) rurais situadas no assentamento Alvorada, em Júlio de Castilhos, Rio Grande do Sul, Brasil. As BH’s estudadas possuem 144,5 ha (BH140) e 79,5 ha (BH80), com diferentes proporções de uso do solo. Os eventos pluviométricos ocorreram nos dias 18 (45,9 mm) e 19 (39,7 mm) de setembro de 2012. A perda de água por escoamento superficial na BH140 foi de 5,5% e na BH80 de 15,2%. Na BH140, a máxima concentração de sedimento em suspenção medida foi de 1,4 g l-1 contra 0,9 g l-1 na BH80. O fósforo solúvel nas amostras de água + sedimento na BH80 oscilaram entre 0,01 e 0,02 mg L-1; e na BH140 alcançaram 0,06 mg L-1. O fósforo total das amostras de água + sedimento da BH140 foi superior ao da BH80, alcançando os valores máximos de 2,10 e 0,47 mg L-1 na BH140 no primeiro e segundo evento, respectivamente. As BH’s apresentaram baixa perda de fósforo, perda moderada de bases (Ca, Mg, K e Na) e outros elementos químicos que constituem a estrutura do solo como Fe, Al, Mn e transferência insignificante de elementos traços metálico aos cursos de água

O conhecimento das principais fontes difusas de produção de sedimento pode aumentar a eficiência de utilização dos recursos públicos, investidos em estratégias de gestão em bacias hidrográficas, que visem mitigar a transferência de sedimentos aos cursos d'água. Objetivou-se com este trabalho avaliar as fontes de sedimentos numa bacia hidrográfica rural de cabeceira com predomínio de cultivos anuais sob plantio direto e com intensa e inadequada exploração dos recursos naturais, por meio da quantificação da contribuição relativa das estradas e das lavouras na produção global de sedimentos. A bacia hidrográfica está localizada no município de Júlio de Castilhos, Rio Grande do Sul. O período de estudo foi de maio de 2009 a abril de 2011. Para a identificação das fontes, foi utilizado o método fingerprinting, que compara os solos de diferentes fontes e os sedimentos que são encontrados em suspensão no canal de drenagem, usando elementos traçadores. O manejo inadequado do solo nas áreas de lavoura, a falta de planejamento das vias de acesso e a ausência de práticas de controle do escoamento superficial, que sejam compatíveis com a fragilidade condicionada pelos solos e pelo relevo da bacia hidrográfica, têm provocado o surgimento de processos erosivos acelerados com efeitos negativos ao agricultor e à sociedade. As estradas apresentam alta porcentagem de contribuição na transferência de sedimentos, mas a contribuição das áreas de lavoura aumenta em precipitações pluviais de alta magnitude. Isso evidencia que a magnitude dos eventos de chuva influencia a proporção de contribuição entre as fontes ao longo do ano na bacia hidrográfica, interferindo no processo de mobilização de sedimentos e nutrientes em direção à rede de drenagem.

Knowledge of the main diffuse sources of sediment production can enhance efficiency in use of public resources invested in management strategies that seek to mitigate sediment transfer to waterways from catchment areas. The aim of the present study was to evaluate the sediment sources in a rural catchment with predominance of annual crops under a no-tillage system and with intense and inappropriate exploitation of natural resources (soil and water) by quantifying the relative contribution of roads and croplands in the overall production of sediments. Inappropriate exploitation is a result of a lack of planning of crop production areas and access pathways, both from the point of view of their location in the landscape, and of management practices which are incompatible with the conditions of soil fragility and relief. The catchment is located in the municipality of Julio de Castilhos, State of Rio Grande do Sul. The period under study was from May 2009 to April 2011. For identification of the sources we used the fingerprinting method, which compares the soils from different sources and the sediments in suspension in the drainage canal using tracer elements. Inadequate soil management in croplands, the lack of planning of access roads, and the absence of control practices for surface runoff compatible with the fragility brought about by the soil and topography of the watershed have caused the emergence of accelerated erosion with negative effects for the farmer and society. Roads represent a high percentage of contribution to sediment transfer, but the contribution of cropland increases with rainfall of high magnitude. This shows that the magnitude of rainfall events affects the proportion of contribution among sources throughout the year in the catchment area, affecting the process of mobilization of sediments and nutrients towards the drainage system.

Os fumicultores do sul do Brasil seguem pacotes tecnológicos que impõem o uso de altas doses de fertilizantes, sem considerar os atributos do solo e do ambiente, representando grande risco para a degradação dos recursos hídricos. O objetivo deste trabalho foi monitorar as concentrações de nitrato e de amônio na solução do solo da região do sistema radicular e abaixo deste, em Neossolo Litólico cultivado com fumo sob preparo convencional (PC), cultivo mínimo (CM) e plantio direto (PD). O estudo foi conduzido na microbacia hidrográfica do Arroio Lino, localizada no município de Agudo - RS. A adubação de base foi de 850 kg ha-1 de 10-18-24, e a adubação de cobertura, 400 kg ha-1 de 14-0-14. A coleta da solução do solo foi com lisímetros de tensão durante o ciclo da cultura. A concentração de amônio e de nitrato foi analisada pelo método da destilação e titulação. As concentrações de nitrato, que variaram de 8 a 226 mg L-1, foram maiores após a adubação de base e decresceram ao longo do ciclo. As concentrações médias de nitrato (N -NO3-) na zona radicular foram de 75 no PD, 95 no CM e 49 mg L-1 no PC. Abaixo das raízes, as concentrações médias de nitrato foram de 58 no PD, 108 no CM e 36 mg L-1-no PC. Não houve diferença estatística significativa na concentração de nitrato e amônio nos sistemas de manejo. Entretanto, as concentrações de nitrato encontrados representam um risco potencial para contaminação da água subsuperficial das fontes da mibrobacia em estudo. A concentração de amônio (N-NH4+) decresceu no tempo em todos os sistemas de manejo. Essa redução pode ter decorrido do processo de nitrificação e da absorção de parte do amônio pelas raízes das plantas em crescimento.

Tobacco farmers of southern Brazil use high levels of fertilizers, without considering soil and environmental attributes, posing great risk to water resources degradation. The objective of this study was to monitor nitrate and ammonium concentrations in the soil solution of an Entisol in and below the root zone of tobacco under conventional tillage (CT), minimum tillage (MT) and no-tillage (NT). The study was conducted in the small-watershed Arroio Lino, in Agudo, State of Rio Grande do Sul, Brazil. A base fertilization of 850 kg ha-1 of 10-18-24 and topdressing of 400 kg ha-1 of 14-0-14 NPK fertilizer were applied. The soil solution was sampled during the crop cycle with a tension lysimeter equipped with a porous ceramic cup. Ammonium and nitrate concentrations were analyzed by the distillation and titration method. Nitrate concentrations, ranging from 8 to 226 mg L-1, were highest after initial fertilization and decreased during the crop cycle. The average nitrate (N-NO3-) concentration in the root zone was 75 in NT, 95 in MT, and 49 mg L-1 in CT. Below the root zone, the average nitrate concentration was 58 under NT, 108 under MT and 36 mg L-1 under CT. The nitrate and ammonium concentrations did not differ significantly in the management systems. However, the nitrate concentrations measured represent a contamination risk to groundwater of the watershed. The ammonium concentration (N-NH4+) decreased over time in all management systems, possibly as a result of the nitrification process and root uptake of part of the ammonium by the growing plants.