X Reunião Sul-Brasileira
de Ciência do Solo
Fatos e Mitos em Ciência do Solo
Pelotas, RS - 15 a 17 de outubro de 2014
Núcleo Regional Sul
Índice de Sensibilidade e Análise de Componentes Principais com Atributos
Edáficos em Sistema Plantio Direto Agroecológico da Cebola, Ituporanga, SC
Leôncio de Paula Koucher(1); Arcângelo Loss(2); Jucinei José Comin(3); Alex Basso(4); Bruno
Salvador Oliveira(4); Ludmila Nascimento Machado(4); Rodolfo Assis de Oliveira(4); Claudinei
Kurtz(5)
(1)
Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Agroecossitemas; Universidade Federal de Santa Catarina; Rodovia Admar
Gonzaga, 1346, Florianópolis, SC, 88034-000, [email protected]. (2)Professor Adjunto II, Universidade Federal de Santa
Catarina, (3)Professor Associado IV, Universidade Federal de Santa Catarina; (4)Mestrando do Programa de Pós-Graduação em
Agroecossitemas; Universidade Federal de Santa Catarina; (5) Pesquisador da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de
Santa Catarina, Ituporanga, SC.
RESUMO– Decorrente do manejo do solo, tais como o
sistema de preparo convencional (SPC) versus o sistema
plantio direto de hortaliças (SPDH), modificações nos
atributos edáficos ocorrerem e alteram os índices de
agregação e o conteúdo de carbono orgânico total (COT).
Objetivou-se avaliar o índice de sensibilidade (IS) dos
agregados e, através de alguns atributos edáficos, realizar
uma análise de componentes principais (ACP) em solo
cultivado com cebola em SPDH e SPC, comparado a uma
área de mata adjacente. Os tratamentos foram: 100%
Aveia; 100% Centeio; 100% Nabo forrageiro; consórcio
de nabo (80%) e centeio (20%); consórcio de aveia (40%)
e nabo (60%); Testemunha com vegetação espontânea.
Adicionalmente, avaliou-se uma área em SPC e mata,
ambas adjacentes. Nos agregados (0-5, 5-10 e 10-20 cm)
quantificou-se o COT, o diâmetro médio ponderado e
geométrico (DMP e DMG) e a sua distribuição por
classes de tamanho (Macro, meso e microagregaodos).
Com o DMP e DMG, calculou-se o IS. Com todos os
dados obtidos, fez uma análise de componentes principais
(ACP). O uso de plantas de cobertura no SPDH é
eficiente para recuperar e aumentar o IS dos agregados
em relação ao SPC. O nabo forrageiro aumenta o IS na
camada de 10-20 cm em relação aos demais tratamentos.
A ACP evidencia a perda de COT e aumento dos meso e
microagregados no SPC, assim como a substituição do
SPC do solo pelo SPDH com plantas de cobertura
aumenta a formação de macroagregados estáveis em água,
com posterior aumento do IS dos agregados.
solo (aração, subsolagem ou escarificação), ocasionando
em sua pulverização (Epagri, 2013) e, consequentemente,
a sua degradação física e química. A redução dos danos
ocasionados devido ao mau uso do solo pode ser
alcançada utilizando-se a técnica do sistema plantio direto
de hortaliças (SPDH) e com a realização de preparo
mínimo do solo.
Em relação ao índice de sensibilidade (IS), este
permite avaliar se os valores de diâmetro médio
ponderado (DMP) e geométrico (DMG) dos agregados
encontrados nos sistemas com usos agrícolas do solo
foram diferentes daqueles observados no solo da área de
mata, sendo que valores acima da unidade (área de mata =
1,0) representam incremento na agregação, e valores
menores que a unidade, redução na agregação (Bolinder
at al., 1999; Portugal et al., 2010).
Por meio de vários atributos edáficos, pode-se realizar
uma analise multivarida, a exemplo da análise de
componentes principais (ACP) para se verificar a
distribuição dos atributos testados em função dos sistemas
de uso do solo avaliados. A ACP é utilizada para reduzir
as dimensões dos dados e, consequentemente, facilitar a
análise por meio do gráfico do círculo de correlações
(Herlihy e McCarthy, 2006).
O objetivo deste estudo foi avaliar o índice de
sensibilidade (IS) dos agregados e, através de alguns
atributos edáficos, realizar uma ACP em solo cultivado
com cebola em SPDH e SPC, comparado a uma área de
mata adjacente, em Ituporanga, SC.
Palavras-chave: plantas de cobertura, agregação do solo,
carbono orgânico, preparo convencional do solo.
MATERIAL E MÉTODOS- O trabalho foi realizado na
Estação Experimental da Empresa de Pesquisa
Agropecuária e Extensão Rural (EPAGRI), em
Ituporanga, SC. O solo foi classificado como Cambissolo
Húmico. O experimento foi instalado em área com
histórico de SPC do solo com cultivo de cebola por ± 30
anos. Desde o ano de 2007, no SPC vem sendo cultivada
cebola nas safras em sucessão ao milheto no verão.
Em 2009, parte do SPC foi convertido para o SPDH.
Os tratamentos avaliados constituíram-se do plantio de
INTRODUÇÃO- O Estado de Santa Catarina é o maior
produtor nacional de cebola, apresentando em 2013/2014,
um rendimento médio de 20 t ha-1 e uma produção média
de 413.848 mil toneladas (Acate, 2014). Entretanto, o
sistema de preparo convencional do solo (SPC) no cultivo
da cebola caracteriza-se pelo excessivo revolvimento do
plantas de cobertura solteiras e consorciadas: 100% Aveia
(Avena strigosa); 100% Centeio (Secale cereale); 100%
Nabo forrageiro (Raphanus sativus; consórcio de nabo
forrageiro (80%) e centeio (20%); consórcio de aveia
(40%) e nabo forrageiro (60%); Testemunha com
vegetação espontânea de língua de vaca (Rumex
obtusifolius), orelha de urso (Stachys arvensis), caruru
(Amaranthus lividus), tiririca (Cyperus spp.), azedinha
(Oxalis corniculada) e picão preto (Bidens pilosa).
Adicionalmente, foram avaliados mais dois tratamentos,
ambos adjacentes ao experimento, sendo uma área de
cultivo de cebola em SPC por mais de 30 anos e uma área
de mata, representando a condição natural do solo.
O delineamento experimental foi em blocos ao acaso
com cinco repetições, e cada unidade experimental
possuía 5 x 5 m, totalizando 25 m². Em setembro de 2013,
cinco anos após a implantação dos tratamentos, foi
realizada uma coleta de amostras indeformadas de solo
nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm. As amostras foram
secas ao ar, destorroadas manualmente e peneiradas em
um conjunto de peneiras de 8,00 mm e 4,00 mm para
obtenção dos agregados do solo (Embrapa, 1997).
Foram avaliados os seguintes atributos edáficos: COT,
DMG, DMP, distribuição dos agregados em
macroagregados (Ø ≥ 2,0 mm), mesoagregados (2,0 > Ø ≥
0,25 mm) e microagregados (Ø < 0,25 mm). Com os
dados de DMP e DMG, calculou-se o índice de
sensibilidade (Bolinder et al., 1999): IS = DMGt/DMGo
ou DMPt/DMPo; em que: IS = índice de sensibilidade;
DMGt ou DMPt = valor do DMG/DMP do solo
considerado em cada tratamento, e DMGo ou DMPo =
valor do DMG ou DMP do solo na cobertura original
(mata secundária). Com todos os dados obtidos, fez uma
análise de componentes principais (ACP) utilizando-se o
programa XlStat.
RESULTADOS E DISCUSSÃO- Por meio do IS podese verificar que a área de SPC apresentou ISDMP e
ISDMG, em média, 23% (0-5 cm) e 20% (5-10 e 10-20
cm) menores que a unidade (Figura 1).
VegEspontânea
Aveia
Centeio
Nabo
Aveia+Nabo
Centeio+Nabo
Estes resultados corroboram os baixos índices de
DMP e DMG verificados na área de SPC em relação à
área de mata, somados as menores quantidades de
macroagregados estáveis em água (dados não
apresentados), pois as práticas de aração e gradagem
desagregam o solo, culminando em maiores valores de
agregados de menor tamanho (Figura 2). Avaliando a
agregação do solo e o IS em diferentes sistemas de uso,
em comparação com uma área de floresta secundária,
Loss et al. (2008) encontraram resultados semelhantes ao
deste estudo. Os autores verificaram que a área com SPC
apresentou o menor valor de IS, sendo este decorrente das
práticas de aração e gradagem.
Por meio dos valores de ISDMP e ISDMG verificados
nas áreas em SPDH, pode-se inferir que o uso de plantas
de cobertura, solteiras ou consorciadas, após 5 anos de
implantação em área com ± 30 anos de histórico de SPC,
aumentou a agregação do solo, com ênfase para os
macroagregados (Figura 2). Somados a isso, verificaramse ISDMP e ISDMG iguais a unidade para os sistemas
nabo e centeio+nabo (0-5 cm) e aveia+nabo e
centeio+nabo (10-20 cm). Assim como valores superiores
a unidade para as demais áreas (Figura 1). Para os demais
sistemas, verificaram-se IS ligeiramente superiores a
unidade, com destaque para o nabo forrageiro na camada
de 10-20 cm, com 7% superior a unidade e, nesta mesma
camada, a área testemunha apresentou IS 3% inferior a
unidade (Figura 1). Os maiores IS para o nabo forrageiro
na camada de 10-20 cm corroboram os maiores índices de
DMP e DMG (dados não apresentados) indicando a
eficiência desta crucífera em aumentar a agregação do
solo em áreas com histórico de SPC.
Por meio da análise da ACP é possível verificar a
formação de três grupos distintos, sendo um relacionado
ao SPDH (números de 1 a 6), outro ao SPC (numero 7) e
a área de mata (número 8). É interessante observar a
disposição dos grupos formados, sendo verificado que o
SPDH está em oposição ao SPC; e a área de mata está
numa condição intermediária aos demais (Figura 2).
SPC
1,1
1,0
Índice de sensibilidade
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0-5 cm
5-10 cm
ISDMP
10-20 cm
0-5 cm
5-10 cm
10-20 cm
ISDMG
Figura 1 - Índice de sensibilidade para diâmetro médio
ponderado (ISDMP) e diâmetro médio geométrico
(ISDMG) de agregados, em sistemas de uso do solo com
cultivo de cebola, Ituporanga, SC, em relação à mata.
Figura 2. Diagrama de ordenação produzido por análise
de componentes principais dos dados coletados.
1=testemunha, 2=aveia preta, 3=centeio, 4=nabo forrageiro,
5=aveia + nabo, 6=centeio + nabo, 7=SPC, 8=Mata.
COT=carbono
orgânico
total,
Micro=microagregados,
Meso=mesoagregados, Macro=macroagregados.
2
Este padrão indica o efeito negativo do SPC sobre a
agregação do solo, e as variáveis que estão separando o
SPC dos demais são os meso e microagregados, pois os
macroagregados apresentam baixa estabilidade física em
água. Em contra partida, no SPDH as plantas de
coberturas favorecem os processos químicos e físicos que
acarretam na formação e estabilização dos agregados do
solo, com ênfase na macroagregação. Dessa forma tem-se
maiores índices de DMP e DMG (dados não
apresentados), assim como melhores IS (Figura 1) em
relação ao SPC, sendo justamente essas variáveis que
separam o grupo formado pelo SPDH (1 a 6) da área de
mata e principalmente do SPC (Figura 2).
A área de mata, que representa a condição original do
solo, separou-se das demais somente por meio do COT
(Figura 2). Este resultado é decorrente dos maiores teores
de COT encontrados na área de mata em todas as camadas
avaliadas DMG (dados não apresentados), pois para as
demais variáveis medidas, a área de mata apresentou
resultados similares para DMP e DMG e menores valores
de massa de macroagregados em relação ao SPDH.
Porém, em relação ao SPC, todas essas variáveis foram
menores.
Em relação ao COT, por meio da ACP é possível
verificar que tem-se maior aproximação do COT com o
grupo formado pelo SPDH em comparação ao SPC, com
ênfase para o COT na camada de 0-5 cm (COT5) (Figura
2). Este padrão indica que a substituição do SPC pelo
SPDH recupera os teores de matéria orgânica, devido
principalmente a melhoria da agregação do solo, pois o
COT fica protegido no interior dos macroagregados
formados pela união dos microagregados.
Em estudo sobre a dinâmica da formação e
estabilização dos agregados, Tivet et al. (2013) ilustram
as perdas de carbono nos agregados após a conversão de
áreas de floresta nativa para áreas de SPC, com aração e
gradagem, sendo que posteriormente pode haver a
recuperação desse carbono por meio da conversão do SPC
para SPD. Esses autores demonstram que o SPC
interrompe a formação de novos agregados do solo por
meio da dispersão das partículas de argila e silte +
microagregados de argila e, posteriormente, com a
substituição do SPC pelo SPD, ocorre a formação de
novos agregados e a redistribuição do carbono entre esses
agregados por meio da entrada de resíduos vegetais
diversos. Esses resultados corroboram os encontrados
neste estudo para COT (principalmente em 0-5 cm) e a
distribuição dos agregados em macro, meso e
microagregados, onde a substituição do SPC do solo pelo
SPDH com plantas de cobertura favoreceu a formação de
macroagregados estáveis em água, com posterior aumento
do DMP, DMG e IS.
CONCLUSÕES –
O uso de plantas de cobertura, solteiras ou
consorciadas, junto ao SPD da cebola é eficiente para
recuperar e aumentar o IS dos agregados em relação ao
SPC.
O nabo forrageiro aumenta a agregação do solo (IS) na
camada de 10-20 cm em relação aos demais tratamentos
com plantas de cobertura.
A ACP evidencia a perda de COT e aumento dos
meso e microagregados no SPC, assim como a
substituição do SPC do solo pelo SPDH com plantas de
cobertura aumenta a formação de macroagregados
estáveis em água, com posterior aumento do IS dos
agregados.
AGRADECIMENTOS- Ao apoio financeiro relacionado
à Chamada MCTI/MAPA/MDA/MEC/MPA/CNPq Nº
81/2013, e à Estação Experimental da EPAGRI –
Ituporanga, SC.
REFERÊNCIAS
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Agronegócio e tecnologia. Santa Catariana. Anuário 2014, 96p.
BOLINDER, M.A.; ANGERS, D.A.; GREEGORICH, E.G;
CARTER, M.R. The response os soil quality indicators to
conservation management. Canadian Journal Soil Sciense,
79:37-45. 1999.
EMBRAPA. Manual de Métodos de análise de solo. Rio de
Janeiro: Embrapa Solos. 1997, 212p.
EPAGRI. Sistema de produção para cebola: Santa Catarina.
Florianópolis, 2013. 106 p.
HERLIHY, M.; McCARTHY, J. Association of soil test
phosphorus with phosphorus frac-tions and adsorption
characteristics. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 75: 79-90,
2006.
LOSS, A.; Pereira, M.G.; Schultz, N.; Anjos, L.H.C.; Silva,
E.M.R. Agregação do solo e índice de sensibilidade em áreas
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Brasileira de Manejo e Conservação do Solo e da Água, 17, Rio
de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro: SBCS, 2008. CD Rom.
PORTUGAL, A.F.; COSTA, O.D.V.; COSTA, L.M.
Propriedades físicas e químicas do solo em áreas com sistemas
produtivos e mata na região da Zona da Mata mineira. Revista
Brasileira de Ciência do Solo, 34:575-585, 2010.
TIVET, F.; SÁ, J.C.M.; LAL, R.; BRIEDIS, C.;
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HARTMAN, D. C.; NADOLNY JUNIOR, M.; BOUZINAC, S.;
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