UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
4ª Semana do Servidor e 5ª Semana Acadêmica
2008 – UFU 30 anos
COMPACTAÇÃO E RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO DE UM SOLO
ARGILOSO SOB DIFERENTES CULTIVOS NO TRIÂNGULO MINEIRO
Patrícia Costa Silva, Universidade Federal de Uberlândia – ICIAG - UFU, email: [email protected]; Leomar
(2)
(3)
Paula de Lima, [email protected] ; Reinaldo Adriano Costa, [email protected]
; Elias
Nascentes Borges, [email protected]
(4)
Resumo: Objetivou-se avaliar a resistência à penetração do solo sob diferentes cultivos,
este trabalho foi realizado no campo experimental da Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia,
utilizando-se um penetrômetro como avaliador de compactação do solo nas áreas de hortaliças,
milho, pastagem e mata virgem, onde foram demarcadas áreas de 0,30 m x 0,30 m, com três
repetições, as quais receberam dosagem crescentes de água, simulando chuvas de intensidades de
0, 11, 22, 44 e 66 mm determinado-se a resistência do solo à penetração que foi avaliada na
profundidade de 0-20 cm, utilizando um penetrômetro de impacto. Os resultados demonstram que
todos os tratamentos apresentaram compactação excessiva quando não receberam água, sendo
que, à medida que recebiam água, a resistência foi diminuindo. A área com maior resistência à
penetração com verificada em áreas de pastagem, seguidas pela área de lavoura sob sistema
plantio direto, áreas de horta e a área com menor resistência sendo a área sob mata nativa.
Palavras-chave: Resistência à penetração, sistemas de cultivo.
Abstract: The objective to evaluate the resistance to the penetration of the soil under different
cultures, this work was realized through in Federal the Agrotecnic School of Uberlândia field using
a penetrometro as appraiser of compacting of the soil. study in areas of hort, maize, pasture and
native forest, where had been demarcated areas of 0,30 x 0,30 m, with three repetitions, which had
received dosage increasing from water, simulating rains of intensities of 0, 11, 22, 44 and 66 mm
determined the resistance of the soil to the penetration that was evaluated in the depth of 0-20 cm,
using one penetrômetro of impact. The results demonstrate that all the treatments had presented
extreme compacting when they had not received water, being that, to the measure that received
water, the resistance was diminishing. The area with bigger resistance to the verified penetration
with in pasture areas, followed for the area of farming under system direct plantation, areas of hort
and the area with lesser resistance being the area under native forest.
Word-key: Resistance the penetration, systems of culture.
(1) – Mestre em Solos e Nutrição de Plantas, Universidade Federal de Uberlândia, ICIAG – UFU
(2) – Professor Mestre, Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia - EAFUDI
(3) – Mestrando em Solos e Nutrição de Plantas, Universidade Federal de Uberlândia, ICIAG –
UFU, Bolsista CNPq
(4) – Professor Dr. Solos, Universidade Federal de Uberlândia, ICIAG - UFU
1. INTRODUÇÃO
De modo geral, o solo mantido em estado natural, sob vegetação nativa, apresenta
características físicas adequadas ao desenvolvimento normal das plantas (ANDREOLA;
COSTA; OLSZEVSKI, 2000). Nessas condições, o volume de solo explorado pelas raízes é
relativamente grande. À medida que o solo vai sendo submetido ao uso agrícola, as
propriedades físicas sofrem alterações, geralmente desfavoráveis ao desenvolvimento vegetal
(SPERA et al., 2004).
Algumas práticas de manejo do solo e das culturas provocam alterações nas propriedades
físicas do solo, as quais podem ser permanentes ou temporárias. Assim, o interesse em avaliar
a qualidade física do solo tem sido incrementado por considerá-lo como um componente
fundamental na manutenção e/ou sustentabilidade dos sistemas de produção agrícola (LIMA,
2004).
Conforme Topp et al. (1997), os atributos mais amplamente utilizados como indicadores
de qualidade física do solo são aqueles que levam em conta a profundidade efetiva de
enraizamento, a porosidade total e a distribuição e tamanho dos poros, a distribuição do
tamanho das partículas, a densidade do solo, a resistência do solo à penetração das raízes, o
intervalo hídrico ótimo, o índice de compressão e a estabilidade dos agregados.
Os impactos do uso e manejo na qualidade física do solo têm sido quantificados utilizandose diferentes propriedades físicas relacionadas com a forma e com a estabilidade estrutural do
solo, tais como: compactação do solo, densidade, resistência do solo à penetração, estrutura,
porosidade. As modificações nestas propriedades ocasionadas pelo manejo inadequado
resultam em decréscimo de produção (RADFORD et al., 2001), aumento da suscetibilidade do
solo a erosão e aumento da potência necessária para o preparo do solo (CANILLAS;
SALOKHE, 2002).
O objetivo do trabalho foi avaliar os níveis de compactação de um solo argiloso em uma
área de hortaliças, milho (sistema de plantio direto), pastagem e mata virgem, após cinco
simulações de chuvas com 0, 11, 22, 44 e 66 mm de chuva.
2 - MATERIAL E MÉTODOS
O estudo foi realizado na Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia, na Fazenda
Sobradinho, no Município de Uberlândia, MG, cujo clima predominante, segundo
classificação de Köppen, é Aw, que se caracteriza como clima tropical chuvoso, megatérmico,
com inverno seco.
A precipitação pluviométrica mensal e a temperatura média para a região, encontra-se
distribuída irregularmente, e concentrada nos meses de dezembro, janeiro, fevereiro e início
de março.
Em cada tratamento, ou seja, nas áreas de hortaliças, milho, pastagem e mata virgem,
foram demarcadas áreas de 0,30 m x 0,30 m (0,090 m2), com três repetições, as quais
receberam dosagens crescentes de água, simulando chuvas de intensidades de 0, 11, 22, 44 e 66
mm e quatro horas após a aplicação das doses de água foram determinados à resistência do
solo à penetração que foi avaliada na profundidade de 0-20 cm, utilizando um penetrômetro
de impacto, proposto por Stolf (1991). Os dados de campo foram obtidos em números de
impactos dm-1 necessários para atravessar a camada de 0 a 20 cm e os valores transformados
em kgf cm-2, pela calibração do penetrômetro com base na fórmula de transformação da
unidade prática de resistência N (impactos dm-2) em kgf cm-1, descrito por Stolf (1991).
O penetrômetro de impacto utilizado na avaliação de resistência à penetração do solo
neste experimento possuía as seguintes características: M = 3,860 kg (Mg = 3,865 kgf); m =
3,160 kg (mg = 3,160 kgf); (M+m)g = 7,025 kgf; M/(M+m) = 0,549; h = 40 cm. Consideraramse a aceleração da gravidade g = cm s-2 e a ponta do penetrômetro com área (A) = 1,29 cm2
2
conforme padrão ASAE (1976). Utilizando-se a expressão R (kgf cm-2) = 5,45 + 6,5914 N.
R = ( M + m)g + fMgh . N
A
10A
Em que:
R= resistência do solo à penetração (kgf cm-2);
M = massa que provoca o impacto (kg);
m = massa dos demais componentes do penetrômetro excluída a de impacto (kg)
A = área de base do cone (cm2);
f = força de resistência do solo (kgf), obtida pela relação M/(M+m);
g = aceleração da gravidade em cm s-2;
h = altura de queda da massa que provoca o impacto (cm)
N = número de impactos por dm.
Os dados de resistência do solo à penetração, obtidos em kgf cm-2, foram multiplicados
pela constante 0,0980665, para transformação em unidade Mpa, conforme Arshad et al.
(1996),
USDA considera o limite de 2 Mpa como forte restrição ao crescimento radicular para
muitas culturas anuais. Sendo um critério para restrição física ao crescimento radicular,
tabela 1.
Tabela 1 – Segundo a USDA (1993), a resistência do solo a penetração pode ser
classificada em três classes:
CLASSES
RESISTÊNCIA A PENETRAÇÃO Mpa
Pequena
< 0,1
Extremamente pequena
< 0,01
Muito baixa
0,01 - 0,1
Intermediária
0,1 – 2
Baixa
0,1 – 1
Moderada
Grande
1–2
>2
Alta
2–4
Muito alta
4–8
Extremamente alta
>/= 8
A coleta de dados climatológicos foi obtida através do laboratório de Climatologia e
Recursos Hídricos, Convênio Consórcio Capim Branco Energia, com as instalações e
funcionamento localizado na Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia, Fazenda Sobradinho,
Uberlândia, MG. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância, e a comparação
entre as médias dos sistemas de manejo e das profundidades foi feita pelos testes de Tukey a
5% de probabilidade, utilizando o programa SISVAR.
3
3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
A modificação na porosidade de um solo pode ser conseqüência de vários fatores ligados
ao cultivo. O revolvimento aumenta a oxidação dos compostos orgânicos do solo, que perdem
a sua ação cimentante de agregados, induzindo a redução na porosidade como resultado da
subdivisão dos agregados maiores. Outro fator consiste no esmagamento e pulverização dos
agregados pela ação física dos implementos, diminuindo, assim, a porosidade total do solo. Os
resultados obtidos na tabela 2 refletem a movimentação do solo sob os cultivos de horta,
milho, pastagem e mata e a sua sensibilidade à compactação proveniente do tráfego de
máquinas e animais facilitada pelo seu alto teor de argila.
Tabela 2 – Média da análise granulométrica de caracterização das áreas nas
profundidades de 0-20 cm e 20-40 cm.
HORTA
Areia
Areia Fina
Silte
Argila
AMOSTRA
Grossa
-1
g kg
0-20 cm
12
20
291
677
20-40 cm
10
16
301
673
MILHO
0-20 cm
14
34
295
657
20-40 cm
9
16
301
673
PASTAGEM
0-20 cm
26
9
337
628
20-40 cm
6
21
359
614
MATA NATIVA
0-20 cm
12
25
310
653
20-40 cm
12
27
315
646
Obs: Para obter textura em % basta dividir os resultados por 10. % = g kg-1/10.
De acordo com a Tabela 3, todos os tratamentos apresentaram menor resistência do solo à
penetração quando recebeu maior quantidade de água, e maior resistência do solo à
penetração quando receberam a dose zero de água. Quando compara-se os tratamentos com
as dosagens de água aplicada, a área cultivada com mata apresentou menor resistência do solo
à penetração, já a área sob pastagem apresentou maior resistência do solo à penetração.
A área sob pastagem apresenta sinais de degradação e excesso de compactação, já a mata
nativa, devido à existência de muita matéria orgânica, e a proteção do solo pela copa das
árvores, principalmente da compactação provocada pelo impacto das gotas de chuva e de
erosão, justificando a menor compactação.
Tabela 3 – Média da resistência à penetração no solo dos tratamentos em diferentes
quantidades de água aplicada.
Profundidade 0-20 cm
Resistência à penetração Mpa
TRATAMENTO
Milho
0 mm
11 mm
22 mm
44 mm
66 mm
7,34 Bb
4,34 Ab
3,34 Aa
3,34 Aab
3,00 Aab
4
Pasto
10,34 Dc
9,00 CDc
7,67 BCb
5,34 ABb
3,67 Ab
Mata
3,34 Aa
2,00 Aa
1,67 Aa
2,00 Aa
1,00 Aa
Horta
4,34 Aa
3,34 Aab
3,00 Aa
3,00 Aa
2,67 Aab
CV (%) = 25,14
Letras distintas maiúsculas nas linhas e minúsculas nas colunas diferem entre si pelo teste de Tukey a
0,05 de significância.
4 - CONCLUSÕES
Todos os tratamentos apresentaram compactação excessiva quando receberam dosagem
de zero milímetro de água, com decréscimo à medida que a dosagem de milímetro de água
aumentava e na dosagem maior, ou seja, 66 mm de água a maioria ainda apresentou
resistência do solo acima de 2 Mpa e conforme a classificação da USDA o limite de 2 Mpa e
considerado como forte restrição ao crescimento radicular para muitas culturas anuais.
5. AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Laboratório de Manejo e Conservação do Solo e da Água – LAMAS – UFU –
ICIAG, também a Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia pelo apoio prestado para este
trabalho ser realizado.
6. REFERÊNCIAS
ANDREOLA, F.; COSTA, L.M.; OLSZEVSKI, N. Influenciada cobertura vegetal de inverno e da
adubação orgânica e, ou, mineral sobre as propriedades físicas de uma Terra Roxa Estruturada.
Revista Brasileira Ciência do Solo, Viçosa, v.24, p.857-865, 2000.
Arshad, M.A.; Lowery, B.; Grossman, B. Physical tests for monitoring soil quality. In: Doran,
J.W.; Jones, A.J. (eds.) Methods for assessing soil quality. Madison, Soil Science Society of
America. 1996. p.123-141. SSSA Special publication, 49.
ASAE, Soil cone penetrometer. In: ASAE, 1975 Agricultural Engineers Yearbook. St Joseph,
1976. p.368-369. (ASAE Rec., 313.1).
CANILLAS, E. C.; SALOKHE, V. M. A decision support system for compaction assessment in
agricultural soils. Soil Tillage Research, Amsterdam, v.65, n.2, p.221-230, 2002.
LIMA, C.L.R. Compressibilidade de solos versus intensidade de tráfego em um pomar de laranja e
pisoteio animal em pastagem irrigada. 2004. 70p. Tese (Doutorado em Agronomia) –
Departamento de Solos e Nutrição de Plantas, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”,
Universidade de São Paulo, Piracicaba, SP. n.3/4, p.143-155, 2001.
RADFORD, B. J.; YULE, D. F.; MCGARRY, D.; PLAYFORD, C. Crop response to applied soil
compaction and to compaction repair treatment. Soil and Tillage Research, Amsterdam, v.61, n.3/4,
p.155-170, 2001.
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SPERA, S.T.; SANTOS, H.P.; FONTANELI, R.S.; TOMM, G.O. Efeitos de sistemas de produção
de grãos envolvendo pastagens sob plantio direto nos atributos físicos de solo e na produtividade.
Revista Brasileira Ciência do Solo, Viçosa, v.28, p.533-542, 2004.
STOLF, R. Teoria e teste experimental de fórmula de transformação dos dados de penetrômetro de
impacto em rtesistência do solo. Campinas, Revista Brasileira Ciência do Solo, n.15, p.229-235,
1991.
USDA, Soil survey manual. Washington, DC, USA, Soil survey Division Staff, 1993. 437p.
(Hondbook, 18).
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