Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul
Unidade Universitária de Dourados
Programa de Pós- Graduação em Recursos Naturais
CARACTERIZAÇÃO DE ATRIBUTOS FÍSICOS E
QUÍMICOS DO SOLO EM DIFERENTES SISTEMAS DE
MANEJO
Aluna: Luciana Valle de Loro
Orientador: Laércio Alves de Carvalho
“Dissertação apresentada ao Programa de Pósgraduação em Recursos Naturais, área de
concentração em Recursos Naturais, da
Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul,
como parte das exigências para a obtenção do
título de Mestre em Recursos Naturais”.
Dourados – MS
Fevereiro/2013.
Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul
Unidade Universitária de Dourados
Programa de Pós- Graduação em Recursos Naturais
CARACTERIZAÇÃO DE ATRIBUTOS FÍSICOS E
QUÍMICOS DO SOLO EM DIFERENTES SISTEMAS DE
MANEJO
Aluna: Luciana Valle de Loro
Orientador: Laércio Alves de Carvalho
“Dissertação apresentada ao Programa de Pósgraduação em Recursos Naturais, área de
concentração em Recursos Naturais, da
Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul,
como parte das exigências para a obtenção do
título de Mestre em Recursos Naturais”.
Dourados – MS
Fevereiro/2013.
FICHA CATALOGRAFICA
Loro, Luciana Valle de
Caracterização de atributos físicos e químicos em diferentes
sistemas de manejo / Luciana Valle de Loro. Dourados, MS: UEMS,
2013.
Dissertação (Mestrado) – Recursos Naturais – Universidade
Estadual de Mato Grosso do Sul, Unidade Universitária de
Dourados, 2013.
Orientador: Prof. Dr. Laércio Alves de Carvalho
1. Variabilidade do solo 2. Sistemas de manejo 3. Vegetação
nativa I. Caracterização de atributos físicos e químicos em
diferentes sistemas de manejo
III
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL
UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE DOURADOS
PÓS-GRADUAÇÃO EM RECURSOS NATURAIS
Acadêmica: Luciana Valle de Loro
Orientador: Laércio Alves de Carvalho
APROVADO (A) (01/03/2013)
Laércio Alves de Carvalho
(orientador)
Omar Daniel
Leandro Flávio Carneiro
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, e também Mestres, Abramo Loro Neto e Telma Valle de Loro,
que nunca mediram esforços e sempre apoiaram e confiaram na minha capacidade em
buscar meus objetivos, e à minha irmã Daia, exemplo de dedicação a ser seguido.
V
AGRADECIMENTOS
Fernando Pessoa afirmava que sempre é preciso saber quando uma etapa chega ao final
“... encerrando ciclos, fechando portas, terminando capítulos...”. É então chegada a hora
de vestir-me de nova cor, transformar novos sonhos em realidade.
Antes, porém, de trilhar novos caminhos, devo minha gratidão...
Sou grata a Deus: tenho a fé, coragem e força necessárias para seguir sempre adiante.
Sou imensamente grata aos meus pais Abramo e Telma: fui ensinada a prezar sempre a
honestidade e amar o próximo.
Sou grata aos meus tios Antônio e Geni: comprovei que amor de tios pode ser tão
grande quanto amor de pais.
Sou grata à minha irmã Daia: porque a distância não necessariamente separa as pessoas.
Sou grata às oportunidades e desafios que a vida me apresenta: aprendi que nada
acontece por acaso.
Sou grata à terra onde nasci: daqui nasceu a paixão por minha profissão.
Sou grata ao meu orientador, Professor Laércio: descobri que percorrer trilhas
desconhecidas é mais seguro quando o Mestre está ao nosso lado.
Sou grata ao Professo Sandro: percebi a diferença entre compromisso e
comprometimento.
Sou grata aos membros do GECA (Grupo de Estudos em Cana-de-Açúcar), aos
mestrandos Carlos Chuba, Elaine Novak, Bruna Raquel Souza, Fábio Valente, ao futuro
Eng. Ambiental Nélison Ferreira, ao Professor Elói e seu orientado Wander Cardoso, ao
amigo Aparecido dos Santos e ao meu chefe imediato Ailton Nogueira: uma conquista
nunca é alcançada pelas mãos de uma só pessoa.
Minha gratidão ao amigo Eng. Florestal Edilson Urbano: para quem posso usar as
palavras de Renato Teixeira “mesmo apesar de tão raros, não há nada melhor do que um
grande amigo”.
Sou grata aos professores e funcionários do Programa de Pós-Graduação em Recursos
Naturais e à UEMS: o que irá diferir os programas de ensino são as pessoas que se
empenham em fazer dele um curso de excelência.
Agradeço em especial ao Sr. Newton Yomei Fujii pela cessão da área para
concretização do estudo, apoio e informações prestadas para a realização do trabalho.
No mais, sou grata à vida!
VI
SUMÁRIO
RESUMO ........................................................................................................................ XI
ABSTRACT ................................................................................................................... XII
1.
INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1
2.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................................................. 3
2.1 Atributos físicos do solo ......................................................................................... 3
2.2 Atributos químicos do solo ..................................................................................... 7
3.
MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................. 144
3.1 Caracterização da área de estudo ........................................................................ 144
3.2
Determinação física e química do solo ............................................................ 18
3.3 Análise estatística .............................................................................................. 234
4.
RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................................... 255
4.1 Atributos físicos do solo ..................................................................................... 255
4.2 Atributos químicos do solo ................................................................................. 344
5.
CONCLUSÕES....................................................................................................... 40
6.
REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 41
VII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 (a) Detalhe dos diferentes locais onde foram coletadas as amostras de solos.
Imagem do Google Earth de 26/09/201........................................................................ 155
Figura 2 Áreas onde foram realizadas as amostras (a) fragmento florestal; (b) cultivo
agrícola; (c) pastagem; (d) produção de feno; (e) sistema agroflorestal ...................... 177
Figura 3 Coleta de amostras de solo (a) indeformadas, para análises físicas; (b)
deformadas, para análises químicas; (c) deformadas, para realização do ensaio de
Proctor. ........................................................................................................................... 19
Figura 4 Procedimentos para obtenção de macroporosidade (Ma), microporosidade
(Mi), porosidade total (Pt) e densidade do solo (Ds): (a) saturação das amostras; (b)
mesa de tensão; (c) amostras na mesa de tensão de 60 cm de coluna de água; (d)
amostras em estufa a 105°C. ........................................................................................ 200
Figura 5 – Ensaio de Proctor: (a) amostra sendo peneirada; (b) golpes de soquete na
amostra de solo; (c) retirada de amostra de solo do cilindro; (d) pesagem de parte da
amostra. ....................................................................................................................... 222
Figura 6- Densidade máxima (Dsmáx) e umidade gravimétrica crítica (Ugc) de um
Latossolo Vermelho determinada pelo ensaio de Proctor em diferentes sistemas de
manejo ............................................................................................................................ 10
VIII
LISTA DE FÓRMULAS
Equação 1 – Densidade do solo (Ds)............................................................................ 211
Equação 2 - Porosidade total do solo (Pt) .................................................................... 211
Equação 3 – Macroporosidade do solo (Ma).................................................................. 21
Equação 4 - Microporosidade do solo (Mi) ................................................................... 21
Equação 5: Modelo matemático ................................................................................. 233
Equação 6 – Umidade gravimétrica crítica .................................................................. 233
Equação 7 - Densidade máxima de compactação (Dsmax) ............................................ 244
Equação 8 - Densidade relativa do solo (Dsr) ................................................................ 24
IX
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Teores de areia, silte e argila nos diferentes tipos de manejo.Erro! Indicador
não definido.4
Tabela 2-Valores médios de Densidade (Ds) e Densidade relativa do solo (Dsr) em
profundidade, nos cinco sistemas de manejo ............................................................... 266
Tabela 3- Umidade gravimétrica crítica (Ugc) e Densidade máxima do solo (Dsmáx)
determinada pelo ensaio de Proctor................................................................................ 29
Tabela 4 - Valores médios de Porosidade total (Pt), Micropororidade (Mi),
Macroporosidade (Ma) e Relação micro/macroporosidade (Mi/Ma) nas profundidades
0-10 e 10-20 cm, submetidos a diferentes sistemas de manejo .................................... 322
Tabela 5- Valores médios dos atributos químicos nas profundidades 0-10 e 10-20 cm,
submetidos a diferentes sistemas de manejo , Dourados, 2012.................................... 344
X
RESUMO
Palavras-chave: variabilidade do solo, sistemas produtivos, vegetação nativa,
Latossolo,
A intervenção humana em áreas anteriormente compostas por florestas acarretam
mudanças nas características dos solos. A partir dessa constatação, o estudo se
desenvolveu com o objetivo de caracterizar as alterações ocorridas nas propriedades
físicas e químicas de um solo Latossolo Vermelho eutrófico típico, textura argilosa
submetido a diferentes sistemas de manejo. As amostras, deformadas e indeformadas,
foram coletadas no município de Dourados-MS, em cinco tratamentos, sendo eles:
fragmento florestal (FF), cultivo agrícola (CA), produção de forragem (PF), pastagem
(PA) e sistema agroflorestal em implantação (SA), nas profundidades0-10 e 10-20 cm.
O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com cinco
repetições.Foram analisadas as características físicas: densidade do solo, porosidade,
macroporosidade, microporosidade e densidade relativa do solo. As características
químicas analisadas foram: matéria orgânica, carbono,pH em Cacl2, CTC, soma de
bases, potássio, cálcio, saturação de bases e fósforo. Os dados foram submetidos a
análise estatística, adotando-se a comparação de médias a 5% de probabilidade, pelo
teste de Tukey. O solo apresentou maior susceptibilidade à compactação nos
tratamentos PA e SAF, que obtiveram os menores valores de densidade do solo (Ds) e
densidade relativa do solo (Dsr), para as duas camadas. A relação micro/macroporos
apresentou valores críticos para o desenvolvimento de plantas em todos os tratamentos.
Os teores de matéria orgânica do solo diminuíram, à medida que aumentou a
intensidade de uso da terra. Os sistemas agrícolas com agricultura e produção de feno
apresentaram valores para os atributos químicos intermediários entre a vegetação nativa
(com vantagem desta), a pastagem e sistema agroflorestal. O sistema agroflorestal
indicou que o período de um ano da implantação do novo sistema ainda não é suficiente
para que modificações nos atributos do solo sejam percebidas. As propriedades físicas e
químicas do solo foram alteradas, em função dos diferentes usos do solo, quando
comparados ao fragmento florestal.
XI
ABSTRACT
Key Words: soil variability, production systems, native vegetation, Oxisol.
Human intervention in areas previously composed by forests causes changes in soil
characteristics. Based on this verification, the study was developed with the aim of
characterizing the changes in physical and chemical properties of a typic Eutrustox
Oxisol, clayey texture submitted to different management systems. Samples, deformed
and undeformed, were collected in Dourados-MS in five treatments, such as: forest
fragment (FF), agricultural cultivation (AC), forage production (FP), pasture (PA) and
agroforestry system in deployment (AS), in profundity 0-10 and 10-20 cm. The
experimental delineation used wasof randomized blocks with five repetitions. The
physical characteristics were analyzed: soil density, porosity, macroporosity,
microporosity and soil relative density. The chemical characteristics analyzed were:
organic matter, carbon, pH in CaCl2, CEC (cation exchange capacity), base sum,
potassium, calcium, and bases and phosphorus saturation. Data were subjected to
statistical analysis, adopting the mean comparison at 5% probability by Tukey test. The
soil showed greater susceptibility to compaction treatments PA and SAF, which
obtained the lowest values of soil density and relative density of the soil, for the two
layers. The relationship micro / macropore presented critical values for the development
of plants in all the treatments. The organic matter levels of the soil decreased in
proportion to increased intensity of land use. Farming systems with agriculture and hay
production presented values for the chemical intermediate attributes between native
vegetation (with advantage on this one), grazing and agroforestry. The agroforestry
system indicates that the one-year period of implementation of the new system is still
not enough for changes in soil attributes to be perceived. Physical and chemical
properties of soil were amended for different land uses, compared to forest fragment.
XII
1. INTRODUÇÃO
Atividades econômicas relacionadas à agropecuária em suas diferentes práticas
agrícolas através de culturas anuais, pastagens e reflorestamentos substituem a
vegetação natural do local onde são implantadas afetando, dessa forma, fortemente o
ambiente do solo.
De acordo com DORAN & PARKIN (1994), o manejo agrícola é sustentável
somente quando a qualidade dos recursos solo, ar e água é mantida ou melhorada, e, no
caso do solo, a qualidade depende da manutenção e melhoria de seus atributos físicos,
químicos e biológicos, bem como de sua contínua capacidade de produzir alimentos e
fibras.
O principal objetivo de uma atividade agrícola deve ser aumentar ou manter
altos os rendimentos das culturas, sem provocar maiores riscos de degradação do meio
ambiente. A escolha dessa atividade, sem considerar a aptidão da área, aliada aos
métodos de preparo do solo podem se constituir em fatores determinantes para
degradação de suas condições físicas e químicas. Do ponto de vista prático é de grande
interesse econômico o estudo dessas alterações, pois assumem relevante importância na
recuperação ou manutenção do seu potencial agrícola.
Estudos têm demonstrado a importância dos atributos de um solo, utilizados para
verificar alterações entre diferentes manejos e sistemas, bem como entre fragmentos
florestais (BERTOL, et al. 2004; MARTINS, et al., 2002; TORMENA, et al., 1998). A
caracterização dos atributos do solo se torna importante uma vez que, ao se conhecerem
suas características e propriedades, pode-se identificar se os métodos empregados estão
adequados às condições específicas da atividade e da região tornando possível um
melhor planejamento e execução de práticas de uso e ocupação do solo a serem
adotadas, bem como diagnosticar se há necessidade de alteração dessas práticas de
manejo ou mesmo de mudança do uso atual desse solo.
Conforme descrito por VÁZQUEZET et al (2006), TRANNIN et al (2007) e
TORMENA et al (2008), o maquinário agrícola disponível para o preparo do solo
provoca alterações nos atributos físicos, químicos e biológicos. Da mesma forma, a
intensidade com que o solo é revolvido, o que dependerá do maquinário utilizado, bem
1
como a incorporação dos resíduos de colheitas, irão alterar os atributos de diferentes
formas.
Dessa forma, este trabalho procurou contribuir para ampliação do conhecimento
da qualidade do solo, caracterizando atributos físicos e químicos de um Latossolo
Vermelho Eutrófico típico em áreas com diferentes usos e manejos no município de
Dourados-MS.
2
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Atributos físicos do solo
A qualidade do solo pode ser definida como a sua capacidade de exercer várias
funções, tais como sustentar a produtividade biológica, manter ou melhorar a qualidade
ambiental e contribuir para a saúde humana, de plantas e de animais (KARLEN et al.,
1997).
As propriedades do solo sofrem algumas modificações de acordo com o seu uso
e manejo, que podem ser benéficas ou não. As físicas são as que mais se alteram e se
refletem, principalmente, na estrutura, dependendo das formas de uso e manejo
adotadas, suas características podem ser bastante alteradas (ANDRADE, 1997).
A qualidade do solo depende da manutenção e melhoria de seus atributos físicos,
químicos e biológicos (DORAN & PARKIN, 1994), no entanto, a qualidade física do
solo merece destaque especial uma vez que tem afetado bastante a qualidade química e
biológica, já que uma depende da outra (DEXTER 2004; ARAÚJO et al., 2007).
Os atributos físicos do solo são bons indicadores de sua qualidade e permitem o
monitoramento de áreas que sofreram algum tipo de interferência, determinando o
melhor uso daquele que provoca menor degradação (ARSHAD et al., 1996).
A qualidade física do solo descreve como ele permite a infiltração, retenção e
disponibilidade da água às plantas, córregos e subsuperficies, responde ao manejo e
resiste à degradação, permite trocas de calor e de gases com a atmosfera e raízes das
plantas, e permite o crescimento das raízes (REICHERT et al., 2003).
Se o uso atual for constituído por cobertura florestal, esta pode causar mudanças
nas suas propriedades, especialmente em função do grau de proteção oferecido contra a
erosão, da capacidade do sistema radicular em penetrar no solo e extrair água e
nutrientes e da quantidade e qualidade da matéria orgânica produzida, que é
gradualmente incorporada, aumentando o estoque de carbono orgânico (BRUN, 2008).
Por outro lado os sistemas intensivos de uso e manejo, tipos de solo, clima e
culturas podem promover sua degradação e perda de sua qualidade, com reflexos
ambientais e na produtividade das culturas (TORMENA et al., 2004).
3
De acordo com o uso e o manejo, os solos se diferenciam em seu estado de
agregação, textura, teor de água, matéria orgânica e possíveis tensões que receberam no
passado (LLANILLO et al., 2006).
Entre os sistemas de manejo de solo mais utilizados, o plantio direto é o que
propicia sua melhor estruturação, como o maior incremento na matéria orgânica,
aumentando a estabilidade de agregados (MATOS et al., 2008). Já em áreas de
pastagem é comum a presença de camadas compactadas e com agregados estáveis em
água de menor tamanho, devido ao pisoteio dos animais (MIGUEL et al., 2009).
O uso de métodos que quantifiquem e qualifiquem as condições estruturais do
solo nos vários sistemas de manejo é importante na avaliação de sua qualidade,
considerada um indicador de sua sustentabilidade (ARSHAD et al., 1996). Assim, os
impactos do uso e do manejo na qualidade física do solo têm sido quantificados,
utilizando diferentes propriedades físicas, como sua densidade, porosidade total,
macroporosidade, microporosidade, densidade máxima e densidade relativa do solo,
entre outras.
Estudando o efeito do sistema convencional de uso do solo nas alterações de
suas propriedades físicas, MACHADO et al. (1981) encontraram reduções no teor de
MO a partir do quarto ano de cultivo, aumentando as alterações à medida que aumenta o
tempo de uso.
O monitoramento da compactação do solo é uma ferramenta imprescindível ao
planejamento das práticas de cultivo a serem adotadas, visando maximizar a
rentabilidade agrícola (TORRES & SARAIVA, 1999).
A densidade e a porosidade têm sido largamente usadas para avaliar a qualidade
física do solo, pela facilidade de determinação e por receber pequena influência do teor
de água no momento da coleta de amostra (VOORHEES, 1983).
A densidade do solo (Ds) refere-se à relação entre a massa de solo seco e o
volume total, e é afetada pela cobertura vegetal, teor de matéria orgânica e uso e manejo
do solo (SILVA et al., 2000). Demonstrando a importância da cobertura vegetal,
ARAÚJO et al. (2004) observaram Ds significativamente maior em área cultivada,
quando comparada com a mata nativa.
O aumento excessivo da densidade do solo acarreta diminuição do volume total
de poros, redução da permeabilidade e da infiltração de água, quebra dos agregados e
aumento da resistência mecânica à penetração, o que ocasiona prejuízo à qualidade
física do solo (SOUZA et al., 2005) e à produtividade da cultura. Isso foi comprovado
4
na cultura de arroz de sequeiro, onde GUIMARÃES & MOREIRA (2001) concluíram
que o aumento da densidade do solo resultou em decréscimo no crescimento da parte
aérea e na quantidade de raízes, bem como aumento do diâmetro das raízes em função
da compactação.
REICHERT et al. (2009) afirmam, entretanto, que aumentos na densidade do
solo não são necessariamente prejudiciais ao desenvolvimento das culturas. Segundo
esses autores, até certos limites esse aumento pode contribuir para o armazenamento de
água no solo e para a capacidade de suporte de carga.
Na literatura, ainda não existe um consenso em relação ao valor crítico a partir
do qual o solo pode ser considerado compactado. Conforme HAKASSON & LIPIEC
(2000), há dificuldades em extrapolar resultados experimentais de valores de massa
específica do solo críticos ao desenvolvimento de plantas, uma vez que a resposta delas
varia de solo para solo, principalmente em função da textura.
ALVARENGA & DAVIDE (1999), avaliando a correlação entre o uso do solo e
a degradação de sua qualidade verificaram que a mecanização intensa, aplicada nas
áreas do bioma cerrado, atua promovendo alterações na estrutura do solo, interferindo
nos mecanismos responsáveis pelo transporte de nutrientes e, por consequência, em sua
disponibilidade. Nesse estudo constatou-se que essas alterações da estrutura do solo,
particularmente com a diminuição na sua macroporosidade e aumento de densidade,
além de alterarem o fluxo de água, nutrientes e atividade microbiana, atuaram no
desenvolvimento das culturas e favoreceram o processo erosivo.
Quanto à porosidade total, esta é definida como sendo a fração volumétrica do
solo ocupada com ar e, ou, água, representando o espaço onde ocorrem os processos
dinâmicos do ar e da solução do solo (água e nutrientes) (HILLEL, 1970).
Os poros, em função do seu diâmetro são classificados em macroporos, também
denominados porosidade não capilar, constituídos por diâmetros superiores a 0,05 mm.
Diâmetros inferiores a 0,05 mm caracterizam os microporos ou porosidade capilar.
Os macroporos permitem a livre movimentação de ar e condução de água
durante o processo de infiltração, pois são grandes o suficiente para permitir o
desenvolvimento do sistema radicular e abrigar organismos de menor tamanho que
habitam o solo (BRADY & WEIL, 2002). Já os microporos geralmente são
caracterizados por serem ocupados por água, pois seu tamanho reduzido não permite
uma movimentação adequada de ar no solo (FRANCO, 2006).
5
O uso e manejo do solo pode causar um rearranjo de seus componentes sólidos e
sua desestruturação, acarretando a diminuição da porosidade e, consequentemente, um
aumento na densidade do solo (ARAUJO et al., 2004). Nessa modificação estrutural, a
macroporosidade é a mais facilmente afetada pelo manejo, pois os agregados grandes,
que compõem poros maiores, são destruídos mais facilmente que agregados menores
(BARBER et al., 1996).
A macroporosidade não deve ser inferior a 10% e 12% do volume do solo, para
que não comprometa o sistema radicular e o desenvolvimento dos microorganismos.
(ALVARENGA, 1993). A baixa aeração induz a ramificação das raízes adventícias
superficiais, tornando-as menos eficientes na absorção de água, nutrientes e trocas
gasosas (CAMARGO & ALLEONI, 1997).
Vários autores apresentam como indicador da qualidade física do solo a
densidade relativa (Dsr). Esta é a razão entre sua densidade no campo e a densidade
resultante da máxima compactação. Ela é obtida em laboratório (Dsmax) pelo teste de
Proctor ou outros métodos de compressão (CARTER, 1990; HAKANSSON, 1990;
LIEPIC et al.,1991; HAKANSSON & LIEPIC, 2000; FERRERAS et al., 2001). Essa
Dsmax é afetada pela textura e pelo teor de matéria orgânica do solo, daí a razão para que
essa determinação seja feita para cada um em estudo (MARCOLIN, 2006).
Valores de Dsr acima de 0,86 são considerados elevados e prejudiciais ao
desenvolvimento das culturas e abaixo de 0,80 podem afetar a produtividade de alguns
cereais em consequência da redução da capacidade de armazenamento de água no solo
(LINDSTRON & VOORHEES, 1994). Particularmente para Latossolo Roxo, de textura
argilosa KLEIN (2002) concluiu que o valor de densidade relativa em que as condições
ao desenvolvimento das plantas seriam ótimas foi de 0,715.
BLANCO-CANQUI et al. (2009) observaram que os valores de Dsmax
aumentam com a intensidade do manejo adotado, sendo isso atribuído aos maiores
teores de carbono orgânico do solo nos sistemas de manejo mais conservacionistas
(como o plantio direto), aumentando a habilidade do solo em resistir à compactação.
FERRERAS et al. (2001) obtiveram em um solo siltoso, sob plantio direto, uma
Dsr de 0,82 e 0,85 nas camadas de 0-6 cm e 10-16 cm, respectivamente, e quando em
plantio direto escarificado a Dsr foi de 0,69 e 0,85, nas mesmas camadas, refletindo
drasticamente no rendimento da cultura de soja.
6
2.2 Atributos químicos do solo
A utilização de características químicas do solo para avaliar as mudanças
ocorridas em função dos seus diferentes tipos de uso, já vem ocorrendo há vários anos.
A meta é identificar qual os melhores sistemas de uso com reduzidos impactos na
natureza (ZALAMENA, 2008)
Estudos realizados por diversos autores (TESTA et al., 1992; BAYER &
MIELNICZUK, 1997; SILVEIRA & STONE, 2001) evidenciam que alterações nos
teores de matéria orgânica, nitrogênio, alumínio, cálcio, magnésio, potássio e no pH do
solo foram causados pelos diferentes métodos de manejo utilizados nas lavouras.
Os métodos de manejo influenciam a distribuição de nutrientes e outros
elementos no perfil do solo. Preparos de área com menor revolvimento favorecem o
acúmulo destes na camada superficial, enquanto os que mobilizam o solo mais
intensamente proporcionam distribuição mais uniforme na camada arável, segundo
trabalho de SIDIRAS & PAVAN (1985). Além do preparo, o uso de sistemas de
culturas, como aporte contínuo de resíduos vegetais ao solo, pode melhorar sua
estrutura, aumentar a atividade biológica e promover a ciclagem de nutrientes e a adição
de nitrogênio (MIELNICZUK et al., 2000). Assim, a eficiência do uso de culturas de
cobertura para melhoria das propriedades químicas depende basicamente do seu
manejo, variando desde a incorporação total dos resíduos até a manutenção deles na
superfície do solo (CARBALLO, 2004).
A matéria orgânica (MO) é um dos melhores indicadores de qualidade do solo,
pois se relaciona com inúmeras propriedades físicas, químicas e biológicas (REICHERT
et al., 2003). De acordo com CONCEIÇÃO et al. (2005), a MO é um eficiente
indicador para discriminar a qualidade do solo induzida por sistemas de manejo. Em
sistemas agrícolas a dinâmica da MO, além de ser influenciada pelo manejo de culturas
e preparo do solo, também é influenciada pela adição de fertilizantes químicos e
materiais orgânicos, que interferem positivamente nos processos biológicos de
decomposição e mineralização da matéria orgânica (LEITE, 2003).
Os diferentes métodos de preparo e sistemas de culturas podem afetar a
dinâmica e, consequentemente, o teor de carbono orgânico (CO), principal constituinte
da matéria orgânica do solo (MOS). Assim, devido à estreita relação que existe entre o
teor de matéria orgânica e os demais atributos do solo, as variações em seus conteúdos
7
afetam as condições consideradas satisfatórias para a produtividade das culturas
(BAYER et al., 2000).
O revolvimento do solo tende a diminuir a MO, aumentando a taxa de perda do
carbono, em consequência da maior aeração e do aumento do contato dos resíduos
orgânicos com a microbiota do solo, estimulando assim o processo de oxidação da MO
pelos microorganismos (AMADO, 2000). Em solos submetidos ao revolvimento
intenso, pode ocorrer o balanço negativo da matéria orgânica no sistema, no qual a taxa
de adição é menor que a taxa de decomposição, apresentando menores conteúdos de
carbono orgânico. Assim, com o baixo conteúdo de MOS diminui a retenção de cátions
e o fornecimento de nutrientes para as culturas, levando à redução nos rendimentos
(BAYER, 1996).
Situação oposta ocorre normalmente em solos sob culturas perenes. Segundo
LIMA (1996), os plantios florestais com eucalipto são responsáveis por melhorias nas
condições do solo, principalmente no que se refere à matéria orgânica e à atividade
microbiológica, o que, consequentemente, beneficia as suas propriedades físicas.
Segundo o autor, os plantios com eucalipto promovem uma maior macro-agregação do
solo em comparação com áreas agrícolas e outras espécies florestais.
Os sistemas de plantio direto e cultivo mínimo também representam pouca
atividade de revolvimento. Segundo SOUZA & ALVES (2003), estes apresentaram
maiores contribuições à qualidade do solo, uma vez que, além da melhoria nas suas
condições químicas, a MO se manteve em níveis similares às do sistema natural.
O uso de sistemas de culturas que utilizam leguminosas para cobertura de solo,
em sucessão e/ou consorciadas com gramíneas e culturas comerciais são capazes de
adicionar aí elevadas quantidades de resíduos. Isso permite aumentar o teor de MOS,
com consequente elevação da capacidade de troca de cátions (CTC) e redução na
lixiviação de cátions, além de adicionar N proveniente da fixação de N2 atmosférico
(TESTA et al., 1992).
CASTRO FILHO et al. (1998) identificaram que houve um expressivo aumento
dos teores de carbono orgânico na camada superior (0-10 cm) do solo cultivado no
plantio direto comparado ao plantio convencional. Têm-se, como efeitos positivos, a
manutenção da arquitetura dos poros pela permanência intacta dos restos de raízes das
culturas, a ação das meso e macro fauna na fragmentação desses resíduos e na formação
de galerias, que, por conseguinte, influem na aeração e na movimentação descendente
8
da água, produzindo trocas mais intensas e contribuindo para a agregação do solo em
sistema de plantio direto.
Em solos sob manejo agroecológico, MARIN (2002) encontrou os maiores
teores de carbono quando comparado àquele sob sistema de manejo convencional, com
maiores teores, principalmente para os primeiros cinco centímetros de profundidade.
Nem sempre, entretanto, pequeno revolvimento do solo e manutenção de
resíduos beneficiam todos os atributos. O processo de acidificação, por exemplo, é
influenciado pelos métodos de preparo, sistemas de culturas e fertilização nitrogenada,
interagindo entre si (CARBALLO, 2004). BOHNEN et al. (2000) e BAUER et al.
(2000) afirmam que, no sistema de plantio direto, a decomposição dos resíduos
acumulados na superfície do solo resulta na liberação de CO2, nitrato (NO3-) e íons H+
livres na solução do solo, baixando-lhe o pH e causando maior acidez na camada
superficial, enquanto no PC essa acidificação ocorre em uma camada maior devido ao
revolvimento do solo, diluindo seu efeito.
O pH influencia muitos processos naturais. No solo, de acordo com ALVAREZ
et al. (1994), o pH é um importante fator na produção agrícola, influindo na
disponibilidade de nutrientes às raízes das plantas, propiciando condições favoráveis ou
de toxidez. Além disso, o pH pode favorecer tanto o desenvolvimento de
microorganismos que operam transformações úteis para melhorar as condições do solo,
como para dar meio próprio a microorganismos causadores de doenças de plantas.
COSTA (2004) enfatiza que o pH afeta extraordinariamente a solubilidade de vários
elementos, como por exemplo, o ferro e o alumínio.
BAYER & MIELNICZUK (1997) salientam que os valores de pH, capacidade
de troca catiônica, teores de potássio, cálcio e magnésio foram afetados por diferentes
preparos do solo e sistemas de cultura.
Em trabalho realizado por LOURENTE et. al. (2011), observou-se que o solo
sob o sistema convencional de manejo, em relação ao plantio direto, apresentou médias
menores, para as variáveis pH, MO, Ca e K do que sob plantio direto.
As culturas também podem afetar o valor de pH do solo devido a sua relação
com os ciclos do carbono e do nitrogênio, que têm componentes que são fontes de
acidez no (CARBALLO, 2004).
Os resíduos vegetais deixados na superfície do solo podem diminuir a acidez e
reduzir o efeito tóxico do alumínio, e essa capacidade de neutralização da acidez está
associada à complexação com os ácidos orgânicos dos resíduos vegetais e aos teores de
9
cátions e CO solúvel, que normalmente são maiores em resíduos de culturas utilizadas
para cobertura do solo como aveia preta, nabo forrageiro, tremoço, ervilhaca, leucena,
mucuna e outros (AMARAL, 2002). Geralmente, resíduos de culturas comerciais, como
milho, apresentam menor capacidade de neutralização da acidez do solo, devido à
retirada de resíduos vegetais ou dos produtos colhidos, assim como a redução dos teores
de cátions e carbono solúvel com o avanço da idade fisiológica da planta (MIYAZAWA
et al., 2000).
Cerca de 70% dos solos brasileiros são ácidos (QUAGGIO, 2000) Esse processo
de acidificação, nas regiões tropicais e subtropicais, inicia-se com a solubilização da
rocha, com posterior perda de cátions do solo associada à retenção preferencial de
cátions de maior valência, como o alumínio, nos sítios de troca da argila e da matéria
orgânica. As reações de hidrólise que ocorrem na solução dos solos, a decomposição
dos resíduos orgânicos pelos microorganismos, a ação do homem e a própria absorção
dos nutrientes pelas plantas são fatores que também contribuem para a acidificação
(MEURER, 2004).
Considerando-se que uma das funções básicas do solo é fornecer nutrientes às
plantas, um atributo químico de grande importância também é a capacidade de troca de
cátions (NANNETTI, 2012).
A capacidade de troca catiônica é calculada por meio da soma total dos cátions
(Ca+2, Mg+2, K+, Na+, H+e Al+3) que o solo pode reter na superfície coloidal
prontamente disponível à assimilação pelas plantas. Esses cátions, que ficam adsorvidos
na superfície das partículas dos solos, estão em equilíbrio com cátions em excesso
presentes na solução do solo e são prontamente disponíveis às raízes das plantas
(EMBRAPA, 1997).
Em solos tropicais, mais intemperizados e com predominância de argilominerais
do tipo 1:1, como a caulinita e óxidos de ferro, a MOS tem grande influência na
capacidade de reter e trocar íons, assim como de tamponamento da solução do solo
(DING et al., 2002).
SOUZA & ALVES (2003), estudando os atributos químicos de um Latossolo
Vermelho distrófico de cerrado sob diferentes usos e manejos, observaram maiores
valores de P, K e CTC no sistema de plantio direto e menores para pastagem.
Em trabalho realizado por BAYER & MIELNICZUK (1997) comprovou-se a
interação entre métodos de preparo e sistemas de culturas em relação ao seu efeito sobre
a CTC efetiva e o pH 7,0. Estes aumentaram nas camadas superficiais, à medida que se
10
reduziu o revolvimento do solo e se elevou a quantidade de resíduos vegetais
produzidos. Porém, estudos feitos por LAL et al. (1990), demonstraram redução na
CTC do solo sob PD, comparado ao PC, mesmo com um aumento da matéria orgânica,
podendo esse efeito ser atribuído ao bloqueio de cargas dos argilominerais da MOS pela
formação de complexos organominerais.
A soma de bases trocáveis indica o número de cargas negativas do colóide que
estão cobertas por cátions. É a soma de cálcio, magnésio, potássio, algumas vezes o
sódio (Na), na forma trocável. Quanto maior a soma de bases, maior a fertilidade do
solo. É importante, pois, junto com os valores de Capacidade de Troca de Cátions
(CTC) efetiva e Al trocável, a soma de bases permite calcular a percentagem de
saturação de Al e percentagem de saturação de bases dessa CTC.
A disponibilidade de cátions trocáveis (Ca e K) também pode ser afetada pelos
métodos de preparo do solo e sistemas de culturas, devido, principalmente, às alterações
na CTC do solo, localização da aplicação de fertilizantes e corretivos e variação na
capacidade de reciclar nutrientes (WIETHÖLTER, 2002).
A influência dos sistemas de preparo na distribuição de potássio é muito
dependente das características do solo. Em alguns casos, sistemas como o plantio direto
levam a maiores acúmulos de potássio na superfície que o sistema de preparo
convencional (RAIJ et al., 1994). MUZZILI (1983) observou distribuição similar do K
no solo nos sistemas PD e PC. SANTOS et al. (2003) observaram, após sete anos, que
os teores de K foram mais elevados nas camadas superficiais dos preparos reduzidos.
Em áreas onde se faz plantio direto ou preparo reduzido do solo, o aumento de
cálcio nas camadas mais superficiais só aparece após um período prolongado de uso
desses sistemas, em função da reciclagem de nutrientes que as culturas promovem,
trazendo-os das camadas inferiores e depositando-os na superfície, via restos vegetais
(RAIJ et al., 1994).
BLEVINS et al. (1983) não observaram o acumulado superficialmente no
sistema PD, justificado pela maior lixiviação desse elemento associado a ânions
orgânicos. No entanto, CAIRES et al. (2003), trabalhando com calcário e gesso na
implantação do sistema de plantio direto da soja em Latossolo vermelho distrófico,
verificaram que o gesso aumentou os teores de cálcio e enxofre (SO4-2) no subsolo,
aumentou a concentração de fósforo e reduziu a de magnésio na camada superficial do
solo.
11
Comparando os sistemas de manejo do solo, LACERDA et al. (2005)
verificaram que tanto na camada superficial, entre 0-10 cm, como na média das
camadas estudadas, o teor de cálcio encontrado para a mata foi maior do que o
observado para o plantio convencional, respectivamente, 3,75 e 1,55 vezes.
O conceito de saturação por base está relacionado ao fornecimento de bases (Ca,
Mg, K) em níveis ótimos para o desenvolvimento das plantas. A filosofia da saturação
por base é calculada no conceito de criar relações ideais de Ca, Mg e K no solo, para a
produção máxima das culturas (MCLEAN, 1977).
A saturação por bases é calculada pelo quociente entre a soma de bases e a
capacidade de troca de cátions: V% = (SB / CTC) x 100. O valor V% é utilizado para
identificar o grau de fertilidade dos solos, indicando a concentração de bases trocáveis
no complexo sortivo do solo. Assim, quanto maior a %V, mais fértil o solo, isso quando
não for incluída a concentração do sódio na soma de bases. A saturação por base é um
importante índice de acidez do solo para estabelecer dosagens adequadas de calcário
para as principais culturas anuais e estratégias de manejo para a produção agrícola
(BRITO, 2010).
MARIN (2002), ao estudar sistema agroecológico com café, verificou saturação
por bases superior a 11,03% em relação ao sistema convencional.
O elemento fósforo (P) é outro importante atributo químico. Constitui cerca de
0,2% do peso seco das plantas, sendo componente estrutural de macromoléculas, como
ácidos nucleicos e fosfolipídios, e também da adenosina trifosfato (ATP). É um
elemento-chave de várias vias metabólicas e reações bioquímicas, tais como inúmeras
etapas das vias C3 e C4 do ciclo de Calvin e da glicólise (HOLFORD, 1997).
A produção agrícola no mundo é bastante influenciada pela baixa
disponibilidade de P no solo, o qual se encontra em concentrações da ordem de 2 µ M,
enquanto que nos tecidos vegetais é de 10 mM (MIMURA, 1999).
No geral, as quantidades aplicadas superam muito as extrações pelas culturas, e
a baixa eficiência dos fertilizantes fosfatados é atribuída à fixação de P, expressiva em
solos do Sul do Brasil, com elevados teores de óxidos de Fe e Al (GATIBONI et al.,
2003).
De acordo com SELLES et al. (1997), o teor total de P do solo depende
inicialmente do material de origem, mas o P disponível para as culturas depende do grau
de intemperização, das características químicas e físicas e da atividade biológica do
solo, bem como da vegetação predominante que o utiliza como nutriente.
12
O sistema de manejo utilizado pode interferir na dinâmica e disponibilidade do P
no solo e, por conseguinte, na resposta das culturas à adubação fosfatada. O não
revolvimento do solo no sistema de plantio direto, por exemplo, além de reduzir a
erosão e propiciar maior teor de água, facilitando o mecanismo de difusão, diminui o
contato entre os coloides e o íon fosfato, reduzindo as reações de adsorção. A
mineralização lenta e gradual dos resíduos orgânicos proporciona a liberação e a
redistribuição das formas orgânicas de P. Estas sao mais móveis no solo e menos
suscetíveis às reações de adsorção, além de manter um fluxo contínuo de diferentes
formas de C, as quais competem com os íons fosfato pelos sítios de carga positiva dos
coloides inorgânicos e complexam íons de Al3+ e Fe3+, formando compostos
hidrossolúveis complexos e estáveis, resultando em aumento da disponibilidade de P
para as raízes (RHEINHEIMER & ANGHINONI, 2003).
CIOTTA et al. (2002), em experimento conduzido durante 21 anos, verificaram
que no solo sob PC a incorporação dos adubos fosfatados com arações e gradagens,
além de intensificar as reações de adsorção, promoveu maior distribuição de P na
camada arável (0-20 cm).
Em outro trabalho, LAL et al. (1990) avaliaram o efeito de vários sistemas de
manejo do solo, constatando concentração 2,42 vezes maior de P disponível em plantio
direto comparado com plantio convencional na camada de 0-10 cm. Por outro lado, na
camada de 10-50 cm a concentração foi maior no plantio convencional.
FALLEIRO et al. (2003) observaram incremento de fósforo no PD e, segundo
esses autores, isso se deu em função da manutenção de resíduos de plantas na superfície
do solo, nesse sistema. Isso favoreceu a ciclagem de fósforo, contribuindo para o
incremento e a disponibilidade dos estoques de fósforo ao longo do tempo de plantio
direto.
13
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Caracterização da área de estudo
O estudo foi conduzido no município de Dourados, Estado de Mato Grosso do
Sul. As áreas experimentais estão localizadas em propriedade rural particular
(22°10’15,43’’S/54°56’09,01’’O), próxima à zona urbana do município.
De acordo com EMBRAPA (2008), a classificação climática da região, segundo
KÖPPEN, é do tipo Cwa (clima mesotérmico úmido, verões quentes e invernos secos),
com temperatura dos meses mais frios (junho e julho) inferior a 18ºC e a dos meses
mais quentes (dezembro/janeiro) superior a 22ºC. No verão, a precipitação supera em
mais de dez vezes a menor precipitação mensal (julho). A direção predominante do
vento é do quadrante NE (45 graus) durante todos os meses do ano.
O solo da área de estudo é classificado como Latossolo Vermelho Eutrófico
típico, textura argilosa, conforme o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos
(SiBCS) (EMBRAPA, 2006). Os teores de areia, silte e argila estão apresentados na
Tabela 1.
Tabela 1 – Teores de areia, silte e argila nos diferentes tipos de manejo, Dourados, 2012*.
---------- Profundidade 0-20 cm ---------Manejo
Areia
Silte
Argila
(%)
FF
45
15
40
CA
35
10
55
PF
40
12.5
47.5
PA
35
15
50
SAF
35
12.5
52.5
FF: fragmento florestal/ CA: cultivo agrícola / PF: produção de feno / PA: pastagem / SA: sistema agroflorestal
*Análise realizada no laboratório SOLANALISE.
Segundo análise do Sistema Interativo de Suporte ao Licenciamento Ambiental SISLA, a propriedade está inserida na bacia hidrográfica do Rio Paraná e sub-bacia do
Rio Ivinhema. Os recursos hídricos encontrados são nascentes e afloramento de água,
14
sem a presença de curso d´agua em seu interior. Os biomas encontrados são Mata
Atlântica e Cerrado, apresentando relevo predominante plano a suavemente ondulado,
com altitude variando entre 370 e 465m, possibilitando a mecanização em toda a
propriedade. As principais atividades econômicas da propriedade estudada são a
agricultura e a pecuária.
Na Figura 1 está representado o mapa da propriedade rural com os diferentes
sistemas de uso e ocupação do solo da propriedade estudada.
(a)
Figura 1 (a) Detalhe dos diferentes locais onde foram coletadas as amostras de solos. Imagem do Google Earth de
26/09/2012. (FF) fragmento florestal; (CA) cultivo agrícola; (PA) pastagem; (PF) produção de feno; (SAF) sistema
agroflorestal.
No fragmento florestal (FF) os remanescentes de floresta nativa encontrados
são característicos de área de transição entre os biomas Cerrado/Mata Atlântica,
constituídos por espécies de formações típicas de Floresta Estacional Semidecidual e de
Savana arbórea (IBGE, 2012), sendo observadas espécies pertencentes aos gêneros
Tabebuia, Anadenanthera, Myracrodon e Ocotea. Os FF estão localizados próximos às
áreas de preservação permanente (APP) de nascentes e seu entorno é constituído por
pastagem e/ou agricultura. Essas formações se encontram preservadas há pelo menos 40
anos, sem histórico de perturbação antrópica em data anterior. Ainda que, através do
histórico da área estes fragmentos sejam de floresta primária, nota-se que há
15
perturbação do entorno afetando sua estruturação, com formação de dossel menos
desenvolvido em estrutura e diversidade. Essa área foi utilizada como área-testemunha
do experimento, com a coleta realizada próxima às coordenadas geográficas
22°10'31.80"S / 54°55'55.14"O.
O cultivo agrícola (CA) iniciou-se em 2002 com a implantação do sistema de
plantio direto com sucessão anual de milho (Zea mays) e soja (Glycine max L.), no
verão, e de milho safrinha no inverno em áreas que anteriormente eram utilizadas para a
pecuária.
Nesse tratamento, as amostras de solo foram coletadas próximas às
coordenadas geográficas 22°10'36.89"S / 54°56'0.54"O.
A pastagem (PA) foi implantada em 1978, quando parte da propriedade foi
adquirida. Atualmente as áreas de pastagem estão cobertas com as espécies Brachiaria
decumbens e B. humidicola. Quando há a necessidade de correção na pastagem, é
utilizado calcário. As coletas desse tratamento foram realizadas próximas às
coordenadas geográficas 22°11'13.48"S / 54°55'36.82"O.
A produção de forragem (PF) foi introduzida no ano de 2007 em área
anteriormente destinada à agricultura, como uma das alternativas disponíveis para o
armazenamento de forragens, servindo de alternativa de alimento aos animais nos
períodos de estiagem. Nesta área é cultivado Jiggs, do gênero Cynadon (Poaceae),
sendo seu plantio realizado através de mudas, obtendo cortes a cada três ou quatro
meses. As coletas de solo foram realizadas próximas às coordenadas geográficas
22°10'42.45"S/ 54°55'47.05"O.
O sistema agroflorestal (SAF) é caracterizado pelo consórcio de eucalipto
híbrido (Eucalyptus urophylla x E. grandis), rotação soja/milho (Glycine max L /Zea
mays) e pastagem (Brachiaria decumbens), tendo sido implantado em janeiro de 2011.
Foi utilizado espaçamento entre as linhas de plantio de eucalipto de 50m e entre os
indivíduos arbóreos de 3x2 m. Para cada linha de eucalipto havia 4 faixas de plantio.
Seis meses após o plantio foi feita adubação N P K (8 20 20) próximo às covas. Até
dezembro de 2012 foram realizadas duas rotações de milho e uma de soja, não sendo
introduzido o gado até o momento, uma vez que as espécies arbóreas não se encontram
completamente estabelecidas. O SAF ocupou parte de uma área que anteriormente era
utilizada com pastagem. Nessa área é utilizado maquinário somente na linha de plantio
agrícola. As amostras de solo foram coletadas apenas nas linhas de eucalipto, próximo
às coordenadas geográficas 22°11'11.12"S /54°55'32.31"O.
16
A Figura 2 apresenta as diferentes áreas onde foram coletadas as amostras de
solo utilizadas para a avaliação dos atributos físicos e químicos.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Figura 2 Áreas onde foram realizadas as amostras (a) fragmento florestal; (b) cultivo agrícola; (c)
pastagem; (d) produção de feno; (e) sistema agroflorestal, Dourados, 2012. Fotos: Luciana V. Loro.
17
3.2 Determinação física e química do solo
As coletas de amostras de solo foram realizadas em 24 de março de 2012,
seguindo o delineamento de blocos ao acaso nas profundidades 0-10 cm e 10-20 cm
com 5 repetições em cada um dos 5 tratamentos, totalizando 50 amostras indeformadas.
Para as análises químicas, foram obtidas amostras deformadas do solo com
auxilio de pá e trado holandês (Figura 3 a). As amostras foram analisadas no laboratório
Solanalise – Central de Análises Ltda., seguindo metodologia sugerida pelo manual de
métodos de análise do solo e plantas da EMBRAPA (1997).
Para as análises físicas de densidade e porosidade do solo, foram obtidas
amostras indeformadas, utilizando amostrador de Uhland e anéis volumétricos de
volume já conhecido (100cm³) (Figura 3 b), que, após coletados, foram envolvidos em
papel laminado, identificados, acondicionados e encaminhados para análise física,
seguindo metodologia da EMBRAPA (1997). Os atributos físicos estudados foram
analisados no laboratório de solos da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul –
Campus de Aquidauana.
18
.
(a)
(b)
(c)
Figura 3 Coleta de amostras de solo (a) indeformadas, para análises físicas; (b) deformadas, para análises
químicas; (c) deformadas, para realização do ensaio de Proctor. Dourados, 2012. Fotos: Luciana V. Loro
19
Para as determinações de densidade e porosidade, as amostras foram saturadas
por meio da elevação gradual de uma lâmina de água até atingir cerca de 2/3 da altura
do anel (Figura 4 a). Após a saturação ter sido estabelecida (aproximadamente 24h), foi
realizado o procedimento para obtenção da macroporosidade pelo método da mesa de
tensão com 60 cm de coluna de água (6 KPa) (Figuras 4 b e 4 c). Posteriormente, as
amostras foram levadas à estufa a 105-110ºC, também por aproximadamente 24 horas,
para determinar a Ds pelo método do anel volumétrico (Figura 4 d).
(a)
(b)
(c)
(d)
Figura 4 Etapas para obtenção de macroporosidade (Ma), microporosidade (Mi), porosidade total (Pt) e
densidade do solo (Ds): (a) saturação das amostras; (b) mesa de tensão; (c) amostras na mesa de tensão de
60 cm de coluna de água; (d) amostras em estufa a 105°C. Aquidauana, 2012Fotos: Luciana V. Loro.
20
O Cálculo da densidade foi realizado utilizando a seguinte fórmula:
Ds = Mss/ Va, sendo:
(1)
Ds = densidade do solo (Mg m-3);
Mss = massa de solo seco em estufa a 105º C (gramas), e
Va = volume do anel / Vc= cilindro (cm³).
A porosidade total do solo (Pt) foi calculada pela seguinte expressão:
Pt (%) = % macroporosidade + % microporosidade
(2)
A Macroporosidade do solo (Ma) foi calculada considerando que ela
corresponde à classe de diâmetro de poros ≥ 0,05mm, pela seguinte expressão:
Ma = (Mssat - Ms60) / Va * 100, onde:
(3)
Ma = macroporosidade (%),
Mssat = massa de solo saturado (gramas),
Ms60 = massa do solo após 24 horas na mesa de tensão a uma sucção de 60 cm
de altura de coluna de água (gramas),
Va = volume do anel(cm³).
A Microporosidade do solo foi calculada considerando que ela corresponde à
classe de diâmetro de poros que retêm água a uma sucção de -60 cm de coluna de água,
utilizando a mesa de tensão, conforme metodologia descrita por EMBRAPA (1997).
A fórmula utilizada foi a seguinte:
Mi = (Ms60 – Mss) / Va * 100, onde:
(4)
Mi = microporosidade (%);
Ms60 = massa do solo após 24 horas na mesa de tensão a uma sucção de 60 cm
de altura de coluna de água (gramas);
Mss = massa de solo seco em estufa a 105º C por 24 horas,
Va = volume do anel (cm³).
21
(a)
(c)
(b)
(d)
Figura 5 – Ensaio de Proctor: (a) amostra sendo peneirada; (b) golpes de soquete na amostra de solo; (c)
retirada de amostra de solo do cilindro; (d) pesagem de parte da amostra. Dourados, 2012. Fotos:
Luciana V. Loro
22
A densidade relativa (Dsr), importante ferramenta para medir a compactação do
solo, foi obtida através do ensaio de Proctor. Sua determinação foi realizada em
laboratório a partir de coleta de amostras deformadas na profundidade 0-20 cm,
retiradas aleatoriamente em cada tratamento com auxílio de uma pá (Figura 3 c).
A densidade relativa (Dsr) foi determinada através da densidade do solo seco em
razão da densidade máxima, esta referente à umidade máxima de saturação.
A determinação da densidade máxima de compactação (Dsmáx) consistiu na
adição de água à amostra peneirada em malha de 4 mm, homogeneização (Figura 5 a),
adição de solo até 1/3 do cilindro de 1000 cm-3 que foi submetido a 25 golpes de um
soquete de 2,5 kg, caindo à altura de 30,5 cm, equivalente a uma pressão de 560 kPa
(Figura 5 b). Em seguida, adicionou-se mais uma camada até atingir 2/3 e depois outra
até atingir a superfície do cilindro, procedendo da mesma forma para compactação em
cada adição de solo. Nos pontos seguintes, adicionou-se mais água até que se verificou
ter a densidade do solo diminuído e dessa forma obteve-se a Dsmáx e a umidade
gravimétrica crítica de compactação (Ugc). Após desmontado o cilindro (figura 5 c), em
cada ponto de umidade, uma pequena quantidade de solo foi acondicionada em latas de
alumínio numeradas e de peso conhecido, sendo pesada novamente para obtenção do
peso úmido da lata. O material foi encaminhado à estufa por 12 horas e posteriormente
pesado para avaliar o teor de água (figura 5 d). Objetivou-se obter o ponto de máxima
Ds e pelo menos dois pontos acima e dois abaixo, para um melhor ajuste do modelo
estatístico. Assim, para cada amostra, obtiveram-se pelo menos sete pares de valores de
umidade (Ug) e a Dsmáx, com os quais se ajustou a seguinte equação:
Ds=aUg² +bUg +c ,onde:
(5)
Ds = densidade do solo (Mg m-3);
Ug = umidade do solo (kg kg-1);
a,b,c = parâmetros da equação.
Através da primeira derivada da equação 5, foi obtida a umidade ótima para
umidade gravimétrica crítica (Ugc):
Ugc= -b/2a,onde:
(6)
Ugc = umidade gravimétrica crítica (kg kg-1);
a, b= parâmetros da equação.
23
Densidade máxima de compactação (Dsmax) foi calculada por:
Dsmax= -(b2-4ac)/4a, onde:
(7)
a,b,c = parâmetros da equação.
Dessa forma, a densidade relativa foi obtida pela equação:
Dsr = Ds / Dsmax, onde:
(8)
Dsr = Densidade relativa;
Ds= Densidade solo seco;
Dsmax = Densidade máxima de compactação.
3.3 Análise estatística
A análise estatística constou de testes de comparação de médias.
Foram considerados cinco diferentes áreas como tratamentos, tendo sido
amostrados: Fragmento florestal (FF), Pastagem (PA), Cultivo agrícola (CA), Produção
de forragem (PF) e Sistema agroflorestal (SAF).
Cada tratamento foi submetido ao teste de homogeneidade de variâncias (Teste
de Bartlett), para verificar as condicionantes para essa análise. Verificada a sua
homogeneidade procedeu-se a analise de variância para cada um dos tratamentos e,
quando se observou diferença estatisticamente significante, fez-se o teste de Tukey para
comparação de médias. Todas as análises foram feitas considerando uma probabilidade
de 95% de confiança. Foi utilizado o programa estatístico Statgraphics Plus V. 4.1 para
a realização da análise.
Os resultados foram analisados comparando-se as variáveis entre sistemas de
manejos para cada profundidade separadamente, comparações entre profundidades
foram evitadas por não serem essas variáveis independentes.
24
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Atributos físicos do solo
Os resultados obtidos para densidade do solo (Ds) e densidade relativa do solo
(Dsr) (Tabela 2) demonstram que os menores valores, em ambas as profundidades,
foram obtidos no tratamento referência, fragmento florestal (FF). À exceção da áreatestemunha (fragmento florestal – FF) e do cultivo agrícola (CA), os demais tratamentos
apresentaram índices acima de 1,40 g cm-3, com Ds variando entre 1,42-1,50 g cm-3 para
a profundidade 0-10 cm e entre 1,42-1,51 g cm-3 para profundidade 10-20 cm.
Vários
trabalhos propõem valores similares de índice crítico para Ds, que variam de acordo
com o solo. Segundo ALVARENGA et al. (1996) e CORSINI & FERRAUDO (1999),
em solos argilosos, esse índice é de 1,27 g cm-3. CAMARGO & ALLEONI (1997)
propuseram que em Latossolo Vermelho o valor crítico relativo à densidade do solo é
superior a 1,1 g cm-3 e MARIA et al. (1999) indicam valor crítico superior a 1,2 g cm-3
para Latossolo Roxo. De maneira geral, o valor de 1,40 g cm-3 é aceito como limite
crítico, que aumenta com o decréscimo do teor de argila do solo (ARSHAD et al.,
1996).
25
Tabela 1-Valores médios de Densidade (Ds) e Densidade relativa do solo (Dsr) em profundidade, nos
cinco sistemas de manejo(1)
---------- Profundidade 0-10 cm ---------Manejo
Ds
Dsr
---------- (g cm -3) ----------
FF
0,91 a
0,77 a
CA
1,19 b
0,89 b
PF
1,42 c
0,97 bc
PA
1,46 c
0,99 c
SAF
1,50 c
1,00 c
---------- Profundidade 10-20 cm ---------Manejo
Ds
Dsr
---------- (g cm -3) ----------
FF
0,99 a
0,85 a
CA
1,25 b
0,94 ab
PF
1,42 bc
0,97 ab
PA
1,52 c
1,04 b
SAF
1,50 c
1,01 b
FF: fragmento florestal/ CA: cultivo agrícola / PF: produção de feno / PA: pastagem / SAF: sistema
agroflorestal
(1) Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey (P<5%)
26
ZALAMENA (2008) encontrou valores de densidade menores em áreas que
apresentaram condições originais e em áreas reflorestadas. Os altos valores de Ds,
obtidos no presente trabalho para o tratamento SAF, podem ser justificados pelo pouco
tempo de implantação desse sistema na área, anteriormente destinada à pastagem e
convertida em SAF em janeiro de 2011.
Da mesma maneira, a Dsr visa obter parâmetros que permitam determinar a
qualidade física do solo. Segundo BEUTLER et al. (2008), esse indicador estabelece
um valor limitante de compactação à produtividade das culturas, que seja similar para
todos os tipos de solos, permitindo a comparação entre eles, independente de sua
classificação.
Valores da Dsr podem variar de acordo com a textura e o teor de matéria
orgânica. BUTLER et al. (2005b) verificaram que em Latossolo Vermelho de textura
média, o valor ideal para desenvolvimento de plantas é de 0,80 g cm-3. TORRES &
SARAIVA (1999) observaram em um Latossolo Vermelho férrico, cultivado durante
dois anos com soja, que valores da Dsr variando entre 0,84 e 0,87 g cm-3
proporcionaram decréscimo da produtividade agrícola.
Dessa forma, verifica-se que somente o valor de FF para a profundidade 0-10cm
encontra-se abaixo do proposto por BEUTLER et al (2005b) como valor ideal, diferindo
estatisticamente dos demais tratamentos.
Na camada superficial é possível encontrar valores de Ds e Dsr inferiores
quando comparados à profundidade 10-20 cm, provavelmente devido à maior
disposição de matéria orgânica na superfície do solo. Essa diferença se torna mais
perceptível na área de fragmento florestal, possivelmente por ser uma área sem
interferência de práticas de manejo, tendo, assim, menor aporte de material vegetal em
sua camada subsuperficial.
O incremento de matéria orgânica em SPD pode ser considerado como fator
importante para que o tratamento CA tenha apresentado diferença estatística e os
menores valores de Ds e Dsr, nas duas profundidades, quando comparados aos sistemas
PA, PF e SAF. Conforme descrito por MACHADO & BRUM (1978), KLUTHCOUSKI
(1998) e TORMENA et al.(1998), em áreas de plantio direto, após os primeiros anos de
sua implantação, há a tendência de queda nos valores de densidade em virtude do
incremento de matéria orgânica desse sistema.
27
Os maiores valores encontrados na Tabela 2, nos tratamentos pastagem (PA),
produção de forragem (PF) e sistema agroflorestal (SAF), possivelmente estão
relacionados ao plantio convencional, sem rotação de cultura, na área PF e à
compactação superficial em virtude do pisoteio de animais nas áreas PA e SAF, à
exemplo dos verificado por MARTINS et.al. (2002), BERTOL et al. (2004),
BERGAMIN et al. (2010) e ROSSETTI (2010).
Os dados obtidos em relação a Ds e Dsr das áreas de pastagem, produção de
feno e sistema agroflorestal revelam que não houve diferença significativa entre os
sistemas e que sua análise leva à caracterização de um ambiente degradado. GOEDERT
et al. (2002) e BEUTLER et al (2005b) propõem que valores de Ds até 0,9 g cm-3 e Dsr
até 0,8 g cm-3 seja o máximo permitido quando se deseja sustentabilidade no uso de
latossolos. Como somente FF apresentou valores de densidade abaixo do considerado
crítico (Tabela 2), próximo de 0,9 g cm-3 para Ds e de 0,80 para Dsr, pode-se inferir que
nesse tratamento há uma maior sustentabilidade do solo.
A partir dos resultados obtidos para Ds e Dsr é possível dizer que as duas
análises de densidade apresentaram resultados não divergentes, para todos os
tratamentos.
No que se refere à máxima compactação do solo, verificou-se que a densidade
máxima do solo (Dsmáx) foi menor para o fragmento florestal (Tabela 3), concordando
com os resultados obtidos por CAMARA & KLEIN (2005) e ROSSETTI et al (2012).
Nos tratamentos PF, PA e SAF, pode ser considerado uso de maquinário nesses
solos, sem risco de compactação nas umidades gravimétricas críticas encontradas, pois
de acordo com FIGUEIREDO et al. (2000), os valores que foram inferiores a 0,29 kg
kg-1, em Latossolo Roxo, não ofereceram risco de compactação.
O fragmento florestal apresentou menor valor de Dsmáx em comparação às
demais áreas. Segundo KLEIN (2006), quanto maior o teor de matéria orgânica no solo,
menor será a Dsmáx devido ao efeito positivo na estabilidade estrutural do solo. Esta
relação pode ser observada nas demais áreas avaliadas (Tabelas 3 e 5).
28
Tabela 2- Umidade gravimétrica crítica (Ugc) e Densidade máxima do solo (Dsmáx) determinada pelo
ensaio de Proctor.
Manejo
Ugc
Dsmáx
Equação
R²
(kg kg-1)
(g cm-3)
FF
0,35
1,17
Ds = -3.7643u² + 2.6365u + 0.7096
0,88
CA
0,36
1,33
Ds = -5.098u² + 3.1743u+ 0.8356
0,65
PF
0,26
1,46
Ds = -7.6729u² + 4.0478u + 0.9234
0,87
PA
0,25
1,46
Ds = -6.1027u² + 2.992u + 1.0962
0,63
SAF
0,26
1,49
Ds= -3.8389u² + 2.0045u + 1.2277
0,60
FF: fragmento Florestal/ CA: cultivo agrícola / PF: produção de feno / PA: pastagem / SAF: sistema
agroflorestal
A Figura 6 demonstra graficamente a relação de Ds com o conteúdo de
água adicionado a este, obtida através do ensaio de Proctor. Os valores de Dsmax e Ugc
estão representados para cada tratamento, podendo observar que após o ponto de
Dsmáx, a Ds decresce conforme há aumento do conteúdo de água no solo.
29
Densidade do solo (g cm -3)
Produção de forragem
Sistema agroflorestal
Conteúdo de água (kg kg-1)
Figura 6- Densidade máxima (Dsmáx) e umidade gravimétrica crítica (Ugc) de um Latossolo Vermelho determinada pelo
ensaio de Proctor em diferentes sistemas de manejo, Dourados, 2012.
30
Em todas as áreas avaliadas o cultivo agrícola e o fragmento florestal obtiveram
os maiores valores de umidade gravimétrica crítica (Ugc). Isso significa que, a partir
dessa umidade, o solo pode apresentar maiores problemas de compactação. De acordo
com OHUEL el al.(1989), na umidade na qual a compactação é máxima, a adição de
mais água faz com que esta venha a ocupar os espaços entre as partículas do solo, o que
causa o surgimento de pressões neutras, tornando o solo mais suscetível à compactação.
Dessa forma, se entende que os demais tratamentos tenham problemas de compactação
a menores conteúdos de água no solo em relação às umidades gravimétricas críticas
observadas em CA e FF.
É possível afirmar, ainda, que após o ponto de Ugc, a adição de mais água ao
solo acarretará problemas para o tráfego de máquinas.
Em termos de distribuição dos poros, as áreas onde houve manejo e uso do solo
apresentaram os menores valores de macroporosidade e porosidade total e se diferiram
da área-testemunha. Quanto aos valores de microporosidade somente o CA apresentou
diferença estatística entre os demais tratamentos na profundidade 10-20 cm (Tabela 04).
31
Tabela 3 - Valores médios de Porosidade total (Pt), Micropororidade (Mi), Macroporosidade (Ma) e
Relação micro/macroporosidade (Mi/Ma) nas profundidades 0-10 e 10-20 cm, submetidos a diferentes
sistemas de manejo(1), Dourados, 2012.
--------------- Profundidade 0-10 cm --------------Manejo
Pt
Mi
Ma
-
--------------(cm³cm ³)-------------
Relacão Mi/Ma
(g cm -3)
FF
58,96 b
37,47 a
21,49 c
1,7:1
CA
46,96 a
41,51 b
5,45 a
7,6:1
PF
46,42 a
38,82 ab
7,60 ab
5,1:1
PA
48,43 a
38,84 ab
9,59 b
4,0:1
SAF
46,77 a
36,61 a
10,16 b
3,6:1
--------------- Profundidade 10-20 cm --------------Manejo
Pt
Mi
Ma
-------------- (cm³ cm -3) --------------
Relação Mi/Ma
(g cm -3)
FF
57,45 b
37,29 a
20,16 c
1,8:1
CA
47,63 a
42,46 b
5,17 a
8,2:1
PF
44,98 a
38,43 a
6,55 ab
5,9:1
PA
46,30 a
38,06 a
8,24 ab
4,6:1
SAF
47,69 a
36,61 a
11,08 c
3,3:1
FF: fragmento Florestal/ CA: cultivo agrícola / PF: produção de feno / PA: pastagem / SAF:
sistema agroflorestal
(1)
Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey
(P<5%)
Todos os tratamentos, à exceção de FF, apresentaram volumes de macroporos
muito próximos ou abaixo de 10,0 cm³cm-3, valor considerado, por vários autores,
crítico para o crescimento das plantas (BAVER, 1949; VOMOCIL & FLOCKER, 1961;
GRABLE
&
SIEMER,
1968;
KIEHL,
1979).
Observando-se
a
relação
micro/macroporos, na qual os valores apresentados para os tratamentos que sofreram
algum tipo de intervenção (Tabela 4), variaram de 3,6:1 a 7,6:1 na profundidade 0-10cm
e de 3,3:1 a 8,2:1 na profundidade 10-20cm. Essa relação pode ser considerada alta para
todos os tratamentos submetidos a acores antrópicas, quando se adotada a relação 2:1
como valor ideal para as culturas agrícolas, proposto por KIEHL (1979) e BRADY &
WEIL (2002).
32
Esses dados indicam que somente a área FF não tem possíveis problemas de
infiltração de água e aeração no solo e, consequentemente, no desenvolvimento das
raízes em ambas as camadas.
Conforme constatado em experimento por BERTOL et al (2004), a variável
microporosidade foi modificada mais lentamente e com menor intensidade do que os
macroporos, entre os manejos avaliados, corroborando os dados apresentados na Tabela
2. Os maiores valores de microporosidade foram observados em CA, sendo
provavelmente o trânsito de movimentação de máquinas e o cultivo do solo
responsáveis pela redução do volume de macroporos e aumento de microporos,
confirmando os resultados apresentados por NIERO et al. (2010).
A porosidade total do solo foi maior em FF, que se diferenciou dos outros
sistemas de manejo (Tabela 4) .
ANJOS et al. (1994) verificaram que os valores de porosidade total estiveram
inversamente associados aos de densidade do solo, ou seja, quanto menor a densidade
do solo, maior a porosidade total, constatação que o presente trabalho confirma (Tabelas
2 e 4).
PIGNATARO NETTO et al. (2009) observaram que os valores mais baixos de
porosidade total em seu estudo referem-se à área de pastagem na região do Cerrado,
possivelmente devido à decomposição das raízes dos vegetais. MATIAS et al. (2009)
estudando diferentes formas de uso de um Latossolo Vermelho, mencionaram que a
porosidade total teve pouca influência das modificações causadas pelo preparo do solo,
embora a mata nativa apresentasse maior porosidade em todas as camadas do solo.
MELLONI et al. (2008), avaliando coberturas florestais e de pastagem na
qualidade dos solos no sul de Minas Gerais, observaram que a microporosidade não
diferiu entre os ecossistemas estudados, enquanto que a macroporosidade foi maior no
ecossistema mata (34,31%), diferindo dos demais ecossistemas, cujos valores foram de
20,81%, 16,52% e 13,53% para eucalipto, araucária e pastagem, respectivamente.
33
4.2 Atributos químicos do solo
Em relação à matéria orgânica (MO), pode-se observar que na profundidade 010 cm, a área com vegetação nativa diferenciou-se estatisticamente dos demais.
Comparando os diferentes sistemas, observou-se que o FF e CA (plantio direto)
apresentaram os maiores teores de MO em relação aos demais sistemas na segunda
camada, sendo que na primeira isso ocorreu somente com FF. Os demais tipos de uso
não diferiram estatisticamente em ambas as profundidades.
Tabela 4- Valores médios dos atributos químicos nas profundidades 0-10 e 10-20 cm, submetidos a diferentes sistemas de
manejo(1) , Dourados, 2012.
Manejo
------------------------- Profundidade 0-10 cm ------------------------MO
C
---(g/dm³) ---
pH
CTC
(CaCl2)
SB
K
Ca
------- (Cmolc/dm³) -------
V
P
(%)
mg/dm³
FF
61,31 b
35,64 b
5,8 bc
28,47 c
24,03 c
0,78 bc
17,55 c
84,38 c
1,64 a
CA
45,10 a
26,22 a
5,0 a
24,72bc
17,99 b
0,81 bc
12,71 b
72,84 ab
2,77 ab
PF
36,92 a
21,46 a
5,6 ab
20,62 b
16,44 b
0,81 c
12,13 b
79,67 bc
4,18 ab
PA
35,37 a
19,55 a
5,5 ab
13,10 a
9,05 a
0,30 a
6,01 a
68,69 a
3,32 ab
SAF
33,63 a
20,56 a
6,4 c
14,69 a
11,31 a
0,38 ab
7,78 a
76,93 abc
2,44 ab
Manejo
------------------------- Profundidade 10-20 cm ------------------------MO
C
---(g/dm³) ---
pH
CTC
(CaCl2)
SB
K
Ca
------- (Cmolc/dm³) -------
V
P
(%)
mg/dm³
FF
55,12 b
32,05 b
5,8 b
27,83 c
23,20 c
0,65 a
16,87 c
83,63 c
1,98 a
CA
39,96 ab
23,23 ab
5,1 a
22,83bc
16,98 b
0,60 a
12,18 b
74,39 ab
7,45a
PF
35,07 a
20,39 a
5,6 ab
20,3 b
16,13 b
0,65 a
12,07 b
79,42 bc
3,18 a
PA
30,13 a
17,52 a
5,6 ab
12,40 a
8,54 a
0,26 a
5,72 a
68,58 a
2,4 a
SAF
35,37 a
20,57 a
6,3 b
14,37 a
10,92 a
0,32 a
7,37 a
75,93 abc
1,91 a
FF: fragmento Florestal/ CA: cultivo agrícola / PF: produção de feno / PA: pastagem / SA: sistema agroflorestal
MO: Matéria orgânica/ C: Carbono/ pH: acidez do solo/ CTC: Capacidade de Troca de Cátions / SB: Soma de Bases/
K:Potássio/ Ca: Cálcio/ V: Saturação de bases/ P: Fósforo
(1) Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo teste de Tukey (P<5%)
34
Os valores de carbono (C) apresentaram comportamento semelhante aos valores
de MO, verificando-se que os maiores valores de C foram encontrados na profundidade
0-10 (Tabela 5).
Os maiores teores de matéria orgânica no sistema FF indicam que a retirada da
vegetação nativa e a utilização agrícola do solo reduziram os teores de carbono. Esse
resultado está de acordo com HOUGHTON et al. (1991), segundo os quais há um
declínio no estoque de matéria orgânica após a conversão de florestas nativas em
sistemas agrícolas. De acordo com esses autores, essa redução pode ser atribuída ao
aumento da erosão do solo, aos processos mais acelerados de mineralização da matéria
orgânica do solo e a menores quantidades de aportes orgânicos em sistemas manejados
comparativamente às florestas nativas. Provavelmente isso vem ocorrendo em maior
intensidade nos sistemas PF (preparo convencional), PA e SAF onde é possível observar
uma redução substancial nos teores de MO em relação aos demais tratamentos.
Teores de MO no SPD semelhantes aos observados em solos sob vegetação
nativa também foram observados por BAYER & MIELNICZUK (1997), SOUZA &
ALVES (2003) e CAVALCANTE et al (2007). Maiores teores de MO em sistemas de
plantio direto podem estar associados à alta quantidade de cobertura vegetal adicionada
pelo sistema, quando comparado a sistemas de plantio convencional e a áreas de
pastagem, por exemplo, que são influenciadas pelo pastoreio e, com isso, diminui a
quantidade de material disponível.
Segundo BELIZÁRIO (2008), o sistema de plantio direto (SPD), manejo
adotado na área CA, provoca uma série de alterações nas características químicas do
solo. Isso ocorre em função da ausência do revolvimento, com a decomposição mais
lenta e gradual dos resíduos na sua superfície e a estratificação dos nutrientes, formando
um gradiente de fertilidade no perfil do solo além de mitigar a emissão de CO2 com o
aumento da matéria orgânica, uma vez que a decomposição lenta e gradual do material
orgânico favorece a associação com a fração mineral do solo.
Diversos estudos documentaram aumento significativo de MOS em SPD, ao
longo do tempo, em comparação com sistemas que utilizam práticas convencionais
(CORAZZA et al., 1999; BAYER et al., 2000; SÁ et al, 2001; BAYER et al ., 2004;
CARVALHO, 2006; ROSSETTI, 2010).
Uma possível causa do baixo teor de MO em SAF pode estar relacionado ao fato
dessa área ter sido utilizada anteriormente, por muito tempo, com pastagens. Espera-se
35
verificar respostas positivas em SAF com o passar dos anos, uma vez que a intervenção
nessa área com a substituição de pastagem por espécie arbórea, consorciada com
sistema de plantio direto e uso de leguminosas, ocorreu no início de 2011. Segundo
COSTA et al.(2008), sistemas sem revolvimento do solo tendem, com o tempo, a
apresentar incremento de matéria orgânica no solo.
Foi constatada uma diminuição dos teores de matéria orgânica em profundidade,
que possivelmente está relacionada à maior deposição superficial de resíduos vegetais e
animais, conforme verificado por CENTURION et al.(1985), DERPSCH et al. (1991) e
SOUZA & ALVES (2003).
Segundo EFFGEN et al. (2012), nas primeiras camadas de solo, os processos de
transformação da matéria orgânica pela atividade microbiana são mais intensos, o que
proporciona acúmulo de carbono orgânico nessa profundidade.
Os valores de pH do solo (CaCl2) apresentaram uma variação significativa entre os
sistemas de uso do solo nas duas profundidades. Os maiores valores nas duas
profundidades foram encontrados no SAF, sendo o único tratamento que se diferenciou
dos demais, na profundidade 0-10 cm, tendo sido os menores valores encontrados no
CA.
Conforme descrito em EMBRAPA (2008), para que haja uma melhor
disponibilidade de nutrientes, evitando ainda a toxicidade de alguns elementos, o pH
(CaCl2) deve permanecer dentro da faixa que varia de 5,4 a 5,9. Desta forma, observouse que em ambas as profundidades PA, PF e FF obtiveram valores dentro da faixa
recomendável e não diferiram estatisticamente entre si.
Considerando que SAF foi implantado em área anteriormente destinada à pecuária,
nota-se que houve um aumento significativo de pH, tendo como base o valor de pH
obtido em PA, de 5,5 (profundidade 0-10) e 5,6 (profundidade 10-20), observando ainda
que o pH em SAF foi de 6,4 (profundidade 0-10) e 6,3 (profundidade 10-20), com
caráter mais básico e considerado acima da faixa recomendável, conforme EMBRAPA
(2008). Da mesma forma, ROSA (2010) observou aumento no pH do solo 12 meses
após a implantação de Eucalyptus. dunnii, cujas alterações foram significativas nas
profundidade s0-10 cm para os espaçamentos estudados.
Os valores de CTC obtidos diferiram entre os manejos nas duas profundidades
(Tabela 5). Devido à ação da matéria orgânica observaram-se no FF os maiores valores
de CTC dentre os usos analisados. Contudo, esses valores não diferiram
significativamente em relação aos valores obtidos no sistema CA.
36
Embora CA tenha apresentado valores superiores a PF, em todas as
profundidades, não houve diferença estatística. Em estudo sobre as características
químicas do solo afetadas por métodos de preparo e sistemas de culturas, BAYER &
MIELNICZUK (1997) verificaram que a utilização de sistemas de manejo do solo sem
revolvimento e a alta adição de resíduos culturais por cinco anos promoveram aumento
nos teores de carbono orgânico total e na CTC do solo.
Dessa forma, pode-se aferir que existe uma relação elevada entre a CTC dos
solos e seus teores de argila e MO. Isso realça a importância da preservação da
composição granulométrica e a elevação dos teores de MO com o intuito de restaurar
importantes propriedades físico-químicas do solo, como a CTC.
Os valores de potássio (K) apresentaram diferença significativa entre os sistemas
para a profundidade 0-10 cm e os maiores teores em PF e CA, enquanto que na
profundidade de 10-20 cm, não houve diferença significativa entre os manejos (Tabela
5).
Os solos sob plantio direto e preparo convencional através de cultivo agrícola
produção de feno, respectivamente, apresentaram elevados teores de K dentre os
sistemas avaliados com concentrações médias de 0,81 Cmolc/dm³ para a profundidade
0-10 cm e de 0,65 Cmolc/dm³ para a profundidade 10-20. Os elevados teores de K+
observados nos sistemas agrícolas são consequências das adições frequentes de
fertilizantes contendo esse nutriente.
Segundo ALMEIDA et al. (2005), a maior concentração K+ na superfície dos
solos sob sistema de plantio direto deve-se, principalmente, ao modo de aplicação dos
adubos. Nesse sistema de manejo, a distribuição ocorre a lanço ou incorporados na linha
próxima às sementes durante a semeadura, concentrando assim esse nutriente nas
camadas mais superficiais do solo. No preparo convencional eles são incorporados antes
de cada semeadura e homogeneizados na camada arável do solo, neste caso favorecendo
até mesmo a lixiviação desse nutriente.
Em relação aos solos de FF, SAF e PA, observou-se que o primeiro apresentou,
em ambas as profundidades, os maiores teores de K, com valor médio de 0,77 colc/dm³,
enquanto o segundo e o terceiro demonstraram os menores valores desse elemento, com
valores médios de 0,38 e 0,30 cmolc/dm³, respectivamente. No sistema FF, a ciclagem
dos restos vegetais contribui marcadamente para a manutenção dos valores de K,
retirado do perfil do solo pelas plantas.
37
Todos os tratamentos apresentaram maiores valores de K à profundidade de 0-10
cm, corroborando o trabalho realizado por ARAÚJO (2008), que em Argissolo Amarelo
distrófico submetido a diferentes tipos de uso no Acre, constatou comportamento
semelhante, observando que os teores de K tendem a decrescer com a profundidade,
sendo que os maiores teores ocorrem nos primeiros centímetros do solo em virtude de
sua retenção pela matéria orgânica.
Para o cálcio (Ca) observa-se que houve diferença significativa entre os sistemas
de uso do solo nas duas profundidades, sendo os maiores valores obtidos no sistema FF.
Observa-se que os maiores valores de cálcio foram encontrados na profundidade
de 0-10 cm em todos os sistemas de uso. SOUZA & ALVES (2003) atribuíram esses
maiores valores em superfície para os solos utilizados com sistemas agrícolas de
culturas anuais, em função da adição de calcário, da reciclagem de cálcio via
decomposição de resíduos e do aumento da CTC efetiva do solo, capaz de reter mais
cátions nessa camada, justificando também os menores valores de cálcio terem sido
atribuídos em PA.
Os maiores valores de soma de bases (SB) foram encontrados em FF, que diferiu
estatisticamente dos demais tratamentos. O cultivo agrícola, através de plantio direto, e
a produção de feno, através de preparo convencional, apresentaram valores médios
intermediários para esse atributo, sem diferença significativa. Os menores valores de
soma de bases foram observados em PA e SAF, não diferindo entre si.
Como a SB é um somatório dos valores dos nutrientes cálcio, magnésio, potássio
e sódio, sendo um dos indicadores de fertilidade do solo, constatou-se, como esperado,
que os maiores valores fossem obtidos no FF. Os menores valores desse indicador em
todas as profundidades foram observados em PA e SAF, que apresentaram valores
similares. Valores intermediários, sem diferenciação estatística entre si, foram
verificados em CA e PF.
Quanto a saturação por bases, independente do manejo adotado, os valores de V
mantiveram-se acima de 50 %, o que satisfaz as exigências das principais culturas da
região para obter boas produtividades.
Os maiores valores de saturação por bases (V%) nas duas profundidades
estudadas foram encontrados no FF, PF e SAF, não diferindo significativamente entre
si.
38
De modo geral, nos sistemas de cultivo do solo os teores P foram maiores que no
fragmento florestal, devido à correção do solo. Entretanto, não diferenciaram entre si,
em ambas as profundidades.
Estatisticamente os teores médios de P obtidos pelos tratamentos, nas duas
profundidades não apresentaram diferença estatística. Da mesma forma, LIU et al.
(2002), estudando o efeito da floresta natural, pastagens, vegetação arbustiva, floresta
secundária e floresta cultivada nas propriedades do solo, também não observaram
diferenças significativas entre os tratamentos nos conteúdos de P total no solo.
Teores mais elevados de P disponível nos solos cultivados justificam-se pelo uso
de adubações fosfatadas nesses sistemas agrícolas, em que há uma agricultura mais
tecnificada, com uso de insumos.
39
5. CONCLUSÕES
1. As propriedades físicas e químicas do solo foram alteradas, em função dos
diferentes usos do solo, quando comparados ao fragmento florestal.
2. A adoção do plantio direto, melhorou ou manteve os níveis de fertilidade,
comparáveis à vegetação original.
3. A substituição do sistema pastagem pelo sistema agroflorestal manteve as não
modificou os atributos físicos e químicos do solo pelo menos até 13 meses de
implantação.
40
6. REFERÊNCIAS
ALMEIDA, J. A. A.; BERTIL, I.; LEITE, D.; AMARAL, A. J.; ZOLDAN JÚNIOR,
W.A.Propriedades químicas de um Cambissolo Húmico sob preparo convencional e
semeaduradireta após seis anos de cultivo. Revista Brasileira de Ciência do Solo,
Viçosa, v. 29, p. 437- 445, 2005.
ALVARENGA, M.I.N. & DAVIDE, A.C. Características físicas e químicas de um
latossolo vermelho-escuro e a sustentabilidade de agrossistemas. Revista Brasileira de
Ciência do Solo, v. 23, p. 933-942, 1999.
ALVARENGA, R.C.; COSTA, L.M.; MOURA FILHO, W.; REGAZZI, A.J.
Crescimento de raízes de leguminosas em camadas de solo compactadas artificialmente.
Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.20, p. 319-326, 1996.
ALVARENGA, R.C. Potencialidade de adubos verdes para conservação e
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