29 de maio de 2014 – Francisco Beltrão/PR
Manejo de solo no sistema
plantio direto
Eng. Agr. Dr. Henrique Debiasi
Eng. Agr. Dr. Julio C. Franchini
Eng. Agr. Dr. Alvadi A. Balbinot Jr.
1
Tópicos a serem abordados
1) Produtividade em sistemas de manejo:
- cobertura do solo;
- matéria orgânica do solo.
2) Manejo da compactação do solo
3) Diversificação de culturas no SPD:
- produtividade x diversificação de culturas
- integração lavoura-pecuária
2
y = 0,078x + 1,3161
2
R = 0,64
4,00
SPD
SPC
Produtividade, t ha
-1
3,50
Trigo/soja
3,00
2,50
2,00
2
y = -0,003x + 0,111x + 1,23
2
R = 0,25
1,50
1,00
Fase crítica
0,50
Fase de maturidade
0,00
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
Evolução da produtividade da soja em função de sistemas de
manejo do solo (1982-2011). Embrapa Soja, 2011.
3
Diferença acumulada (4 anos) = 53 scs ha-1
4500
SPD Experimento
Média região
Produtividade, kg ha-1
4000
-6%
3500
+10%
3000
2500
+29%
+66%
+71%
2000
1500
1000
500
0
2008/09
2009/10
2010/11
2013/14
Média
Comparativo entre produtividade da soja em SPD experimental e a
média da regional. Embrapa Soja, Londrina/PR, 2013/14.
4
Cobertura
do solo
- Temperatura do
solo
- Conservação da
umidade
- Maior infiltração
de água
1
Sistema de preparo
Perda de solo
(t/ha/ano)
Perda de água
(%)1
Convencional
20
80
Direto (boa cobertura)
1
5
Direto (pouca cobertura)
6
40
Chuva de 60 mm/h (Roth et al., 1988)
Foto: Joaquim M. da Costa
Campo Mourão
Soja após trigo
SPD 14 anos
SPD 2 anos
45 scs ha-1
33 scs ha-1
MOS = 3,8%
MOS = 2,8%
7
Qualidade física do solo
Qualidade química do solo
Aeração
Disponibilidade de água
Resistência mecânica
Desenvolvimento radicular
Disponibilidade de nutrientes
Elementos tóxicos (Al)
Capacidade de troca de cátions (CTC)
C orgânico do solo
Qualidade biológica do solo
Quantidade
Diversidade
Atividade
8
Dinâmica da água no solo
(SPD x preparo convencional)
- Capacidade de armazenamento água disponível: igual
- Perdas por transpiração: SPD > convencional
Maior volume de água disponível no SPD (20-45%)
Menor perda por evaporação
Maior infiltração de água no SPD
Maior condutividade hidráulica no SPD
Fluxos ascendentes
Condição básica para aumento do teor de
matéria orgânica do solo
As entradas de C devem ser maiores do que as
perdas na forma de gases e compostos
orgânicos solúveis
1) Reduzir as perdas por mineralização e/ou erosão
Mínima mobilização do solo
2) Aumentar a adição de carbono (biomassa vegetal
parte aérea e raízes) e nitrogênio
Diversificação de espécies vegetais
Relação entre a produção de soja e o estoque de C em
sistemas de manejo após 22 anos em Londrina
Trigo/Soja
0
5
10
15
20
25
30
35
Profundidade (cm)
0
5
10
15
20
TOTAL Diferença
25
30
35
40
SPD 61,7
PC
51,3
10,4
Produção Cumulativa (t ha-1)
C (t ha-1)
60
TOTAL
Diferença
SPD 48,9
50
PC
40
9,2
39,7
30
20
10
0
0
4
8
12
16
20
Tempo (anos)
1 kg de Carbono = 1kg de Soja
500 kg ha-1 ano-1
11
12
Tremoço/milho – aveia/soja – trigo/soja – trigo/soja
Estoque de C, t ha-1
120
Diferença: 16 t ha-1
800 kg ha-1 ano-1
SPD
SPC
89
100
80
60
105
71
55
40
Babujia et al. (2010)
20
0
0-30 cm
0-60 cm
Estoques de carbono em diferentes camadas de solo em sistemas de
manejo do solo após 20 anos. Embrapa Soja, Londrina/PR, 2008.
13
Tempo para aumentar o teor de matéria
orgânica do solo em 1% em SPD (0-10 cm):
Trigo/soja
12 anos
Tremoço/milho – aveia/soja - trigo/soja – trigo soja
7 anos
2500
2000
Maturidade
Tremoço
–
Milho
Aveia
–
Soja
–
Trigo
–
Soja
– Trigo – Soja
*
Trigo – Soja
*
*
*
Maturidade
*
*
*
*
Estabilização
*
Diferença, kg ha
-1
2000
1500
1500
1000
1000
500
500
0
0
ns
Crítica
ns
Estabilização
ns
ns
Crítica
ns
ns
ns
-500
-500
*
ns
*
ns
ns
ns
* *
*
*
*
*
*
ns
*
ns
ns
*
*
ns
*
-1000
1
3
5
7
9
11
13
15
17
17
19
21
ns = diferença estatisticamente não significativa (teste de Tukey, p<0,05); * = diferença estatisticamente
significativa (teste de Tukey, p<0,05).
Produtividade da soja sob diferentes sistemas de culturas e de
preparo do solo (1989-2010). Embrapa Soja, 2010.
Manejo do solo no SPD
Foco: aumento do teor de MOS, raízes e cobertura do solo
- Permanência no sistema: resultados ao longo do tempo
- Mínimo revolvimento do solo
- Redução do intervalo colheita - semeadura
- Diversificação de culturas
Área cultivada na região sudoeste do Paraná, 2013/2014.
Cultura
Área (ha)
%
--------------------------------------------- Verão --------------------------------------Soja
524.970
80,8
Milho
110.560
17,0
Feijão
13.990
2,2
Total
649.520
100,0
--------------------------------------------- 2ª safra -----------------------------------Milho
34.850
5,4
Feijão
98.130
15,1
Soja
29.800
4,6
Total
162.780
25,1
------------------------------------------- Inverno --------------------------------------Trigo
198.100
30,5
Aveia
20.400
3,1
Cevada
2.500
0,4
Outros
428.520
66,0
Total
649.520
100,0
Fonte Deral, 2014 (núcleos de Francisco Beltrão e Pato Branco).
Fonte Deral, 2014 (núcleos de Francisco Beltrão e Pato Branco).
600
Milho
Soja
+105 mil ha
Área, mil ha
500
400
300
200
100
-110 mil ha
0
07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 12/13 13/14
Evolução da área cultivada (2007/08 a 2013/14) com milho 1ª safra e soja
na região sudoeste do Paraná.
Paraná
45% das áreas de soja com solo compactado (0,1-0,2 m)
Foto: Enoir C. Pellizzaro
19
Compactação do solo
Compactação
 porosidade total
Alteração da distribuição
dos poros por diâmetro
 resistência à
Deficiência
de O2
penetração
 volume de
 volume H2O armazenada
 energia retenção
 condutividade hidráulica
 doenças
solo explorado
Limitação absorção
de nutrientes e perdas
 disponibilidade H2O
Redução da produtividade das culturas
20
-14%
- 55%
Sem déficit
Com déficit
Produtividade da soja em função da densidade do solo e da
disponibilidade hídrica. Adaptado de Beutler et al. (2005).
21
Manejo da compactação do solo
Racionalização do tráfego
- Evitar tráfego sob solo muito úmido
- Aumento da área de contato pneu-solo
- Uso de máquinas mais leves – PLANEJAMENTO E LASTRO
- Pneus radiais
- Proibida a entrada de caminhões e carretas graneleiras
- Mínima pressão de inflação possível
22
Manejo da compactação do solo
Manejo biológico
Médio-longo prazo
Preservação/melhoria
da estrutura do solo
Prevenção da compactação
MOS, raízes, hifas, exudatos
Curto-médio prazo
Recuperação de solos
compactados
Raízes, hifas, exudatos
Manejo da compactação do solo
Manejo biológico - prevenção
Fundamentos
1) Adição constante de material orgânico
2) Qualidade do material orgânico
3) Raízes vivas
Fonte: J. E. Denardin
Profundidade (cm)
Manejo biológico - prevenção
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
20
40
60
80 100 120 140 160 180
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
20
40
60
Tremoço/milho
Aveia/soja
Trigo/soja
Trigo/soja
Trigo/soja
80 100 120 140 160 180
Distância horizontal (m)
Resistência à penetração em sistema plantio direto, em função do
sistema de culturas empregado. Embrapa Soja, Londrina/PR, 1998.
25
Manejo biológico - recuperação
“Escarificação”
biológica
Fundamento
Formação
de bioporos
Fonte: J. E. Denardin
26
Manejo biológico - recuperação
27
Manejo biológico - recuperação
Profundidade, m
Resistência do solo à penetração, MPa
Nabo
Aveia preta
Pousio
DMS 2
DMS 3
Debiasi (2008)
Resistência do solo à penetração em função das plantas de cobertura de
inverno. EEA/UFRGS, 2008.
Manejo biológico - recuperação
3700
18
16
20 m
3500
Comprimento m m-2
14
480 kg/ha
16%
12
10
12 m
8
3300
5m
3100
2900
6
4
2700
2
2500
0
0-25
25-50
50-75 75-100
aveia
0-25
25-50
50-75 75-100
pousio
Desenvolvimento radicular da soja em sistemas de rotação de
culturas. Embrapa Soja/COAMO 02/2005.
Produtividade da soja (Kg ha-1)
32 m
30
Manejo biológico - recuperação
31
Distância horizontal (cm)
0
0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
10
Profundidade (cm)
20
30
40
50
60
Milho safrinha
Aveia + Nabo
0
10
5.5
20
30
4.5
40
50
2.5
60
0.5
3.5
1.5
Urochloa ruziziensis
Milho 2ª safra + U. ruziziensis
Perfis de resistência do solo à penetração (MPa) em função de
diferentes culturas de outono-inverno. Maringá/PR, 2008.
32
Ruziziensis-Soja
Milho-Soja
Sistema radicular da soja em função da cultura de outono/inverno.
Maringá/PR, 2008.
Ruziziensis-Soja
Milho-Soja
38%
57%
14%
100%
Sistema radicular da soja em função da cultura de outono/inverno.
Maringá/PR, 2008.
Manejo da compactação do solo
Manejo mecânico - Escarificação
35
Aspectos positivos
- eficiência comprovada;
- resultados a curto prazo;
- preparo conservacionista.
Aspectos negativos
- quebra da continuidade
dos poros;
- poros grandes;
- não elimina a causa;
- umidade do solo;
- operações subseqüentes;
- curto efeito residual.
Distância horizontal (m)
Profundidade (m)
0
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Rotação
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Sucessão
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
MPa
Sucessão
Umidade:
0-10
0-10 cm: 31,3 %
10-20 cm: 31,5 %
SPD contínuo
Umidade:
0-10 cm: 29,1 %
10-20 cm: 30,7 %
PD escarificado a cada 3 anos
Resistência à penetração no SPD e no PD escarificado a
cada 3 anos, em função do sistema de culturas empregado.
Embrapa Soja, Londrina/PR, 2010.
7
6
5
4
3
2
1
4500
Trigo/Soja
4000
SPDE
3500
*
3000
2500
2000
1500
10/11
09/10
08/09
07/08
06/07
05/06
04/05
03/04
02/03
01/02
00/01
99/00
98/99
97/98
96/97
95/96
94/95
93/94
1000
92/93
Produtividade, Mg ha
-1
SPD
Produtividade da soja em sistemas manejo do solo 19 safras
(1993-2011).
38
Tremoço/milho – aveia/soja - trigo/soja – trigo/soja
4500
SPD
4000
*
-1
Produtividade, Mg ha
SPDE
3500
3000
2500
2000
1500
10/11
09/10
08/09
07/08
06/07
05/06
04/05
03/04
02/03
01/02
00/01
99/00
98/99
97/98
96/97
95/96
94/95
93/94
92/93
1000
Produtividade da soja em sistemas manejo do solo em 14 safras
(1993-2011).
39
Produtividade, kg ha-1
4000
ESC
3500
SPDN
3000
2500
C8
-32%
-15%
2000
y = -0.0003x2 + 0.8866x + 2623.7
R² = 0,60*
1500
1000
500
0
0
1000
2000
3000
4000
Resistência à penetração (0-20 cm), kPa
Produtividade da soja (BRS 359RR) em função do estado de
compactação do solo, safra 2013/14. Embrapa Soja, 2014.
40
Considerações sobre a escarificação
1) Prática corretiva
2) Cuidados para maior eficiência da operação:
- equipamento com ponteiras estreitas + disco de corte;
- umidade do solo (friável);
- evitar gradagem subsequente (rolo destorroador);
- antes da cultura de inverno (aveia) e após a soja;
- espaçamento entre as hastes: 1 a 1,3 x a profundidade.
41
Solo seco
Solo friável
42
Manejo da compactação do solo
Manejo mecânico – hastes sulcadoras
Fonte: Semeato
43
-1
Produtividade (kg ha )
3500
3000
a
a
a
a
a
b
2500
2000
1500
1000
500
0
Sem pastejo
Pastejo( solo
seco)
Haste
Pastejo( solo
úmido)
Disco
Fonte: Andreolla & Gabriel Filho (2006).
Produtividade de grãos da soja em função do pastejo e do
mecanismo sulcador de adubo. Unioeste, Cascavel, 2005.
44
Foto:Renato Levien
45
Considerações práticas sobre as hastes sulcadoras
1) Imprescindível em áreas suscetíveis à compactação superficial
2) Aplicação de fertilizantes em maiores profundidades
3) Raízes no sulco estabilizam “estrutura”
4) Cuidados para maior eficiência da operação:
- profundidade do disco de corte: ± 2 cm;
- evitar umidade excessiva;
- velocidade de operação entre 4 e 6 km/h;
- palha murcha, mal distribuída e/ou solo “solto” = embuchamento;
- profundidade máxima 5 a 7 vezes a largura da ponteira.
46
Diversificação de culturas no SPD
Tremoço/milho – aveia/soja (ano 1) – trigo/soja (ano 2) – trigo/soja (ano 3)
Produtividade (Mg ha-1)
3,7
Em 3 anos = + 23,5 scs/ha (57 scs/alq)
3,5
3,3
3,1
-17%
2,9
2,7
2,5
Rotação
(ano 1)
Rotação
(ano 2)
Rotação
(ano 3)
Sucessão
Produtividade da soja em função do sistema de culturas e do número de
anos após o cultivo do milho (1991-2009). Embrapa Soja, Londrina/PR.
48
8000
7184
7000
6892
Soja
R$/alqueire
Milho
6000
5000
4289
3879
4000
3305
3000
-R$ 1.276/alq
(-33%)
2603
2000
Receita
Custo
Lucro
Receita, custo e lucro operacional nas culturas da soja e do milho (1991 a
2014). Embrapa Soja, Londrina/PR, 2014.
Diferença (R$/alqueire em 4 anos)
3500
R$ 585,00/alqueire/ano
3325
3000
2341
2500
2000
1500
983
1000
500
0
Receita
Custo
Lucro
Diferenças na receita, custo e lucro operacional (acumulado de quatro
anos) entre um sistema de rotação (75% soja e 25% milho no verão) e outro
de sucessão (100% de soja no verão). Embrapa Soja, Londrina/PR, 2013.
-1
Produtividade (t ha )
3,6
3,4
3,2
3,0
2,8
2,6
2,4
2,2
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
Aveia preta
Trigo
+10%
1985/86
1986/87
1987/88
1988/89
1989/90
Média
Produtividade da soja em função da cultura de inverno
antecessora. Embrapa Soja, Londrina/PR, 1991.
Tremoço/milho – aveia/soja – trigo (ano 1)/soja – trigo (ano 2)/soja
Produtividade (Mg ha-1)
2,90
+ 15%
2,80
2,70
+ 6%
2,60
2,50
2,40
2,30
2,20
Rotação
(ano 1)
Rotação
(ano 2)
Sucessão
Produtividade do trigo em função do sistema de culturas e do número de
anos após o cultivo de aveia (1991-2009). Embrapa Soja, Londrina/PR.
52
Produtividade relativa
120
115
110
105
100
95
50
100
Proporção da área com milho safrinha
Produtividade relativa do milho de safrinha em função da proporção da
área ocupada pela cultura. Embrapa Soja/COAMO, Campo Mourão/PR.
53
Produtividade (Mg ha-1)
13
12
11
10
Milho
safrinha
Trigo
Aveia
Ervilhaca
Tremoço
Produtividade do milho de verão (2009/2010) em função da cultura de
inverno antecedente. Embrapa Soja/COAMO, Campo Mourão/PR.
54
Integração lavoura-pecuária
Pastagem anual de inverno
Produção de grãos no verão
Foto: Alvadi A. Balbinot Jr.
Benefícios
1) Cobertura do solo (viva e morta)
2) Melhoria da qualidade do solo
3) Aumento da renda por área
Diversificação da renda e redução dos riscos
Pastagem de inverno:
400 kg/ha de ganho de peso vivo = R$ 1.600 por ha de renda bruta ou
4000 L de leite/ha = R$ 3.800 por ha
MOS, %
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Antes
Pastejo intenso
Pastejo moderado
Sem pastejo
Fonte: Carvalho et al., 2011
0-10
0-20
Camada, cm
Teor de matéria orgânica do solo no início e após 9 anos de iLP. UFRGS,
São Miguel das Missões, 2008.
Exportação de macronutrientes por área e por unidade de
produto (carne ou leite)
Carne
Leite
kg vivo
Hectare2
Litro
Hectare2
Silagem
Soja3 milho3
---- g ----
--- kg ---
---- g ----
--- kg ---
kg/ha
kg/ha
N
25,3
10,1
5,25
21,0
178,0
230,0
P
6,7
2,7
1,00
4,0
15,3
26
K
1,3
0,5
1,50
6,0
58,1
258
S
1,3
0,5
0,30
1,2
18,9
-
Ca
13,3
5,3
1,30
5,2
10,5
58
Mg
1,3
0,5
0,12
0,5
7,0
32
Nutrientes1
1
Adaptado de Pinheiro & Mosquim (1991), Humphreys (1991), Ball et al. (2006) e Moraes et al. (2007).
2
Valores obtidos considerando uma produção de 400 kg de carne (peso vivo) e 4000 L de leite.
3
Valores obtidos considerando uma produção 3,5 t ha-1 de grãos de soja e 18,5 t ha-1 de silagem de milho.
UFRGS
Den sidade do solo, Mg m-3
1.45
1.40
1.35
1.30
0-2,5 cm
1.25
2,5-5,0 cm
1.20
5,0-10,0 cm
1.15
1.10
10
20
30
40
Altura da pastagem (cm)
SP
Fonte: Flores (2008)
Densidade do solo em função da altura de manejo da pastagem e da
camada amostrada (média de cinco ciclos de pastejo). UFRGS, São
Miguel das Missões, 2008.
Produtividade (scs/alqueire)
175
170
170
167
165
165
160
155
157
154
150
145
7 cm
14 cm
21 cm
28 cm
Sem pastejo
Altura da pastagem
Produtividade da soja (média de cinco safras) em diferentes alturas de
manejo da pastagem de inverno, em Campo Mourão/PR. COAMO,
IAPAR, UEM e UFPR (2009).
Considerações finais
1) O manejo do solo deve ser focado no aumento/preservação
da matéria orgânica, na cobertura do solo e nas raízes
2) É necessário diversificar o sistema produtivo:
- resultados no médio-longo prazo;
- principal estratégia para manejo da compactação do solo
- todas as culturas do sistema são beneficiadas;
- qualidade das operações;
- redução de custos;
- ILP: excelente alternativa quando bem manejada
- diversificação de culturas: INVESTIMENTO!
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