Potencial de acúmulo de matéria
orgânica em sistemas
conservacionistas de manejo na
Região Sul do Brasil
Cimélio Bayer - UDESC 
João Mielniczuk - UFRGS
Thomé Lovato - UFSM
Manejo de Solos no Sul do Brasil
• 1ª Etapa: Fertilização e correção acidez
• 2ª Etapa: Programas de Conservação
• 3ª Etapa: Solução problemas 2ª Geração
»Fertilização e correção acidez
»Doenças
»Pragas
»...
Objetivos
• Degradação e recuperação de solos agrícolas;
• Fatores que afetam o acúmulo de MO no solo
em sistemas conservacionistas de manejo;
• Sensibilidade de frações orgânicas ao manejo;
• Efeito da MO sobre propriedades do solo;
• Manejo do solo e o sequestro de C-CO2.
Degradação de solos agrícolas
Radiação solar
Chuva
Sistemas de cultura
Preparos de solo
-Grande revolvimento
-Queima resíduos
-Pousio
-Baixo aporte resíduo
Solo descoberto
Solo
 TºC
 MO
 Biomassa
e atividade
microbiana
Desagregação
 Infiltração
 Retenção
 Nutrientes
 produtividade
Erosão
Radiação solar
Chuva
Sistemas de cultura
Preparos de solo
-Grande revolvimento
-Queima resíduos
-Pousio
-Baixo aporte resíduo
Solo descoberto
Solo
 TºC
 MO
 Biomassa
e atividade
microbiana
Desagregação
 Infiltração
 Retenção
 Nutrientes
 produtividade
Erosão
Sistema Tradicional Manejo
vs
MO Região Sul
% MO remanescente
100
75
50
25
0
0
Potker (1977)
5
10
15
Anos de cultivo
20
Sistemas conservacionistas
de manejo
Cobertura do solo
-Sistemas cultura intensivos
(nº culturas/ano)
-Redução do revolvimento
do solo
-Alto aporte de fitomassa
-Não queima de resíduos
(culturas de cobertura)
Conteúdo de MO no solo
• C (t ha-1) = A . K1 (t ha-1 ano-1)
•
K2
(ano-1)
•
•
•
•
•
onde:
C=conteúdo de CO no solo;
A=taxa anual de adição de C ao solo
K1=coeficiente de humificação
K2=taxa de decomposição da MO no solo
Fatores que afetam o acúmulo de MO
-Adição de resíduos vegetais
C = A . K1
k2
- Preparo do solo
-Textura e mineralogia do solo
- Condições climáticas
Método
• 8 experimentos de média e longa duração
– Efeito de sistemas de preparo
– Efeito de sistemas de cultura
– Interação preparo x cultura
– Interação preparo x textura (& mineralogia)
– Parâmetros da dinâmica da MO
– Frações lábeis da MO como indicadores de
qualidade de sistemas de manejo
Áreas experimentais:
Caracterização edafo-climática das áreas experimentais
Local
Teor argila
Temperatura
Chuva
(g kg-1)
(º C)
(mm)
150
19,3
1561
Eldorado do Sul Argissolo vermelho
220
19,4
1440
Santo Ângelo
Latossolo Vermelho
630
21,2
1713
Lages
Cambissolo
450
16,6
1674
Chapecó
Latossolo Vermelho
670
18,1
2039
Guarapuava
Latossolo Vermelho
500
16,4
1675
Santa Maria
Solo
Argissolo amarelo
Tempo de duração, métodos de preparo do
solo e sistemas de cultura
Local
Duração
(anos)
Preparo do
Sistemas de cultura
Referência
solo
PD
- (6)† Milho (M), mucuna+M, e feijão de porco+M Amado et al. (2000)
12 (exp. I)
PD
- (10) Solo descoberto, A+V/M+C, guandu+M
Bayer et al. (2000a)
14 (exp. II)
PC, PR, PD
- A/M, A+V/M e A+V/M+C
Lovato et al. (2000a)
Santo Ângelo
16
PC, PD
- Trigo/soja
Bayer (1996)
Lages
9
PC, PD
- Trigo/soja e rotação de culturas§
Bayer & Bertol (1999)
Chapecó
4 ( exp. I)
PC
- (5) Milho, mucuna+M, e feijão de porco+M
Spagnollo (2000)
5 (exp. II)
PR
- (5) Milho, mucuna+M, e feijão de porco+M
Spagnollo (2000)
21
PC, PD
- Rotação de culturas1
Ciotta (2000)
Santa Maria
Eldorado do Sul
Guarapuava
8
‡
1 Trigo, soja, cevada, ervilhaca, milho, aveia e nabo forrageiro.
Experimentos de Eldorado do Sul
-Argissolo vermelho
• Efeito de sistemas de preparo
• Efeito de sistemas de cultura
• Interação Preparo  Cultura
Carbono Orgânico (kg m-3)
0,0 15
20
25
30
35
Profundidade (cm)
0
5
10
PC
(lavração e gradagem)
15
20
25
-1
-1
A+V/M+C (7,95 t C ha ano )
-1
-1
A/M (4,35 t C ha ano )
Carbono Orgânico (kg m-3)
0,0 15
20
25
30
Profundidade (cm)
0
5
10
PD
15
A+V/M+C
20
A/M
25
35
Interação entre Preparo e Sistema Cultura
0,0 15
20
25
30
35
0,0 15
5
10
PC
(lavração e gradagem)
15
20
25
25
30
0
-1
-1
A+V/M+C (7,95 t C ha ano )
-1
-
A/M (4,35 t C ha ano 1)
Profundidade (cm)
Profundidade (cm)
0
20
5
10
PD
15
A+V/M+C
20
A/M
25
35
-1
COT 0-17,5 cm (t ha )
55
PD
50
45
40
PR
35
PC
30
25
20
15
4,24
6,45
7,52
-1
Adição anual de C (t ha )
Taxa de acúmulo (PD-PC)
0,8
0,6
-1
-1
(t ha ano )
COT 0-30 cm (PD-PC)
0-9 anos
0,4
0,2
4
5
6
7
8
-1
-1
Taxas de adição de C (t C ha ano )
C no solo 0-17,5 cm (t ha 1)
-
y=28,63+0,19 X
50
2
r =0,81 *
45
6
40
1
7
4
3
5
35
2
30
9
8
Plantio direto
10
25
0,0
0
20
40
60
80
C adicionado (em 12 anos)
-1
COT 0-17,5 cm (t ha )
PC A/M
PD A+V/M+C
36
33
30
27
0
2
4
6
8
Anos
10 12 14
PC A/M
PD A+V/M+C
-1
NT 0-17,5 cm (t ha )
3,3
3,0
2,7
2,4
2,1
0
2
4
6
8
Anos
10 12 14
Carbono orgânico (kg m-3)
Profundidade (cm)
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
5
PD
A+V/M+C
10
15
20
25
30
PC
A/M
-1
12 t C ha
Parâmetros da dinâmica da MO?
Experimento Eldorado do Sul
-PC, PR e PD
-A/M, A+V/M, e A+V/M+C
-Dados C no solo: 1985, 1990, 1994, e 1998.
-Seleção das combinações em que o
estoque de C do solo encontra-se
estável.
PD-A/M, PR-A+V/M, e PC-A+V/M+C
dC/dt=A.K1-K2.C
C
Henin & Dupuis (1945)
dC/dt=zero
t/ha
Tempo
k2= A . K1
C
Zero=A.k1-k2.C
Tx. de decomposição da MO (%)
5
4,94
3,95
4
3
2,52
2
1
0
PC
PR
Preparos de solo
PD
Parâmetros da dinâmica da MO
Preparo Sist. Cultura
K2
--%-PC
PR
PD
A/M
A+V/M
A+V/M+C
A/M
A+V/M
A+V/M+C
4,94
A/M
A+V/M
A+V/M+C
2,52
3,95
Estoque de C
Co-Ce/2
que sistemas
tendem
-Mg C ha-1 (0-17,5 cm)- --anos-17,17
26,11
30,45
21,06
30,28
37,16
14
31,11
46,03
54,76
28
18
54,76
PD e A+V/M+C
-1
CO (t ha )
48
40
37,6 t C ha
32
-1
24
PC e A/M
16
17,17
8
0
0
3
6
9
12
Anos após 1990
15
Efeito do N mineral
PC
PD
-1
0 kg ha de N mineral
-1
0 kg ha de N mineral
-1
180 kg ha de N mineral
180 kg ha de N mineral
-1
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
0,0
COT 0-17,5 cm (t ha )
-1
COT 0-17,5 cm (t ha )
-1
A/M
A+V/M
A+V/M+C
Sistemas de cultura
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
0,0
A/M
A+V/M
A+V/M+C
Sistemas de cultura
Efeito do preparo sobre MO em
diferentes solos?
• Varia basicamente em função da
textura (e mineralogia).
• Proteção física
• (Estabilidade física)
–Estabilidade estrutural
–Estabilidade coloidal
Muito importante para solos
tropicais e subtropicais
-Auxilia no entendimento de porque os
estoques de MO em solos tropicais/subtropicais e solos temperados são muito
semelhantes, sob vegetação natural.
-Predominância de minerais de carga variável,
altamente reativos com a MO.
Latossolo Vermelho (RS)
16 anos
Trigo/Soja
Latossolo vermelho (PR)
21 anos
Rotação Culturas
0,37 t C/ha/ano
0,15 t C/ha/ano
52,9
47,0
-1
COT 0-20 cm (t ha )
40
30
20
10
0
PC
73,4
PC
PD
70
-1
COT 0-17,5 cm (t ha )
50
70,3
PD
60
50
40
30
20
10
0
Tx. de decomposição da MO (%)
5
PC
PD
4
3
2
1
0
Argissolo
Latossolo
Tipo de solo
Argila (g kg-1)
220
620
Fe2O3 (%)
10,3
21,1
Temperatura (ºC)
19,4
21,2
2,0
DMP (mm)
1,5
PC
PD
1,0
0,5
0,0
Argissolo
Latossolo
Tipo de solo
Silva & Mielniczuk (1997)
5
4
1,5
3
2
1
0
2,0
PC
PD
DMP (mm)
Tx. de perda da MO (%)
Agregação vs efeito do preparo
Argissolo
Latossolo
Tipo de solo
PC
PD
1,0
0,5
0,0
Argissolo
Latossolo
Tipo de solo
Matéria orgânica
Indicador de qualidade do solo
Na verdade,
Indicador da qualidade de
sistemas de manejo
SENSIBILIDADE?
Preparos vs C orgânico total
70
+17%
-1
C (t ha )
60
+12%
50
40
30
0
PC
PR
PD
Sistema de preparo do solo
Preparos vs C fração lábil (>53 m)
+275%
4
+85%
-1
C (t ha )
3
2
1
0
PC
PR
PD
Sistemas de preparo do solo
Sensibilidade da MO ao manejo
(Índice=PD/PC)
Local
Sta Maria
Tratamentos
Mucuna+M vs pousio/Milho (M)
Aveia+ervilhaca/M vs pousio/M
Eld. do Sul A+V/M+C vs pousio (Exp. I)
Guandu+M vs pousio/M (Exp. I)
PD vs PC (Exp. II-sist. A+V/M+C)
Lages
PD vs PC
Chapecó
Mucuna+M vs M (PC)
Feijão porco+M vs M (PC)
Mucuna+M vs M (PR)
Feijão porco+M vs M (PR)
Índice de
sensibilidade
MOT
MOP
1,24
1,04
1,34
1,46
1,25
1,17
0,95
0,95
1,22
1,07
1,71
1,21
1,73
2,48
1,36
2,75
1,52
1,39
1,95
1,54
Efeito do plantio direto sobre a MO lábil
(grosseira) e associada aos minerais
Fração
Preparos de solo
%
 Mg ha-1
PC
PD
MO particulada
5,19 b
7,06 a
36
1,87
MO associada aos minerais
25,22 b
30,90 a
23
5,68
Efeito da MO sobre propriedades do solo
•
•
•
•
•
•
•
Disponibilidade de nutrientes (princ. N)
Capacidade de troca de cátions
Atividade e biomassa microbiana
Complexação de elementos tóxicos (ex. Al)
Diminuição da adsorção de fósforo
Disponibilidade de água
...
Radiação solar
Chuva
Sistemas de cultura
Preparos de solo
- nº/culturas/ano
-Alto aporte resíduo
-Sem revolvimento
Solo coberto
Solo
 TºC
 MO
 Nutrientes
 Biomassa
e atividade
microbiana
 Erosão
Agregação
 Infiltração
 Retenção
 produtividade
O Plantio Direto e o efeito estufa
•
•
•
•
•
Solo: Maior reservatório terrestre de C (1500 Gt)
Aumento anual: 0,5% CO2, 1% N2O e 0,8% CH4
Papel da agricultura neste processo: 30%emissões
Solos tropicais: Área: 38%
Emissões: 62,5%
Potencial Brasil
• 12 milhões ha em plantio direto
• Sistemas rotação culturas alto aporte C
1Gt=1015g
PC A/M
4,69
Efluxo de CO2
Influxo de CO2
3,0
-1
CO2 (Mg ha )
4,5
1,5
1,58
Atmosfera
0,0
Solo
-1,5
-3,0
3,11
PD A+V/M+C
-1
CO2 (Mg ha )
3,0
3,49
Efluxo de CO2
Influxo de CO2
1,5
Atmosfera
0,0
-1,57
-1,5
-3,0
-4,5
-6,0
5,06
Solo
Considerações finais
• Importância do aporte de resíduos ao solo
no sistema plantio direto
• Papel da soja e do milho na rotação
• Quantidade e qualidade de resíduos
• Plantas de cobertura (nº cultivos/área/ano)
• Pequeno efeito sobre MO em solos argilosos
• Problemas de 2ª Geração
• Nec. de pesquisa (interinstitucional e multidisciplinar)
• Manejo integrado (sinergismos e antagonismos)
• Ênfase à produção sustentável a longo prazo