Universidade
Estadual de Londrina
ROGÉRIO FERREIRA DA SILVA
BIOFUNCIONAMENTO E SUSTENTABILIDADE DO
SOLO EM DIFERENTES AGROECOSSISTEMAS NO
ESTADO DE MATO GROSSO DO SUL
Londrina
2006
ROGÉRIO FERREIRA DA SILVA
BIOFUNCIONAMENTO E SUSTENTABILIDADE DO
SOLO EM DIFERENTES AGROECOSSISTEMAS NO
ESTADO DE MATO GROSSO DO SUL
Tese apresentada ao Curso de Pós-graduação
em Agronomia da Universidade Estadual de
Londrina, como requisito à obtenção do título
de Doutor em Agronomia.
Orientadora: Dra. Maria de Fátima Guimarães
Universidade Estadual de Londrina, PR
Co-Orientador: Dr. Fábio Martins Mercante
Embrapa Agropecuária Oeste, MS
Londrina
2006
COMISSÃO EXAMINADORA
___________________________________________
Profª. Dra. Maria de Fátima Guimarães (Orientadora)
Universidade Estadual de Londrina, PR
___________________________________________
Dra. Adriana Maria de Aquino
Embrapa Agrobiologia, RJ
___________________________________________
Profª. Dra. Inês Cristina de Batista Fonseca
Universidade Estadual de Londrina, PR
___________________________________________
Dra. Lenita Jacob Oliveira
Embrapa Soja, PR
___________________________________________
Prof. Dr. Amarildo Pasini
Universidade Estadual de Londrina, PR
Londrina, 22 de fevereiro de 2006.
“Quem não sonha não realiza. Quem não ousa
não conhece seus limites!” (Arquimedes Bastos).
AGRADECIMENTOS
À Universidade Estadual de Londrina e ao Departamento de Agronomia, pela oportunidade de
fazer este curso.
Ao CNPq, pelo apoio financeiro.
À Embrapa Agropecuária Oeste (Dourados, MS), pela estrutura que propiciou a execução dos
trabalhos de pesquisa.
À professora orientadora Dra. Maria de Fátima Guimarães, pela amizade e por permitir a
ousadia e aceitar minha proposta de pesquisa em uma área tão incerta, através de orientações,
sugestões e críticas.
Ao pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste Dr. Fábio Martins Mercante, pelos conselhos
e sugestões, pela convivência, amizade e pela atenção sempre cordialmente dispensada.
À pesquisadora da Embrapa Agrobiologia (Seropédica, RJ) Dra. Adriana Maria de Aquino,
que contribuiu muito como peça chave para a concretização do meu objetivo.
Aos componentes da banca examinadora, pelo prestígio de tê-los como avaliadores.
Aos professores coordenadores de disciplinas cursadas, pelos ensinamentos.
Ao professor Dr. Rogério Ribeiro de Oliveira (PUC-RJ), pelo apoio e correções da grafia de
português.
Aos funcionários da Secretaria de Pós-Graduação de Agronomia e da Embrapa Agropecuária
Oeste, pelo atendimento e pela amizade.
Aos colegas pós-graduando da UEL e aos pesquisadores da Embrapa Agropecuária Oeste,
pela mútua troca de conhecimentos.
A todos que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.
BIOGRAFIA
Rogério Ferreira da Silva, filho de Rosa Evaristo da Silva e Rodrigues
Ferreira da Silva, nascido em 07 de novembro de 1969, indígena da etnia terena, originário da
aldeia Cachoeirinha, município de Miranda, Estado de Mato Grosso do Sul. De 1978 a 1986
cursou o ensino fundamental: 1a a 4a séries na Escola Indígena, localizada na aldeia; e de 5a a
8a séries na Escola Estadual Rosa Pedrossian, ensino de 1º e 2º graus, localizada na cidade de
Miranda, MS. Em 1987 ingressou no curso de Técnico em Agropecuária na Escola
Agrotécnica Federal de Cuiabá, Estado de Mato Grosso, concluindo-o em 1989. Em 1995
obteve o título de Engenheiro Agrônomo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
(UFRRJ). Em março de 1996, iniciou o curso de pós-graduação a nível de Mestrado em
Ciência do Solo, na UFRRJ, concluindo-o em 1998. Exerceu o cargo, em comissão, de
Diretor de Departamento de Agricultura (julho de 1998 a dezembro de 2000) e de Secretário
Municipal de Agricultura e Meio Ambiente (janeiro a março de 2001) na Prefeitura Municipal
de Tanguá, RJ. Em 2001 foi pesquisador bolsista do CNPq (Desenvolvimento Científico
Regional-DCR) na Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS. Após o término da bolsa
continuou atuando como estagiário na mesma instituição em 2002. Em 2003 ingressou no
curso de pós-graduação a nível de Doutorado em Solos, na Universidade Estadual de
Londrina, Estado do Paraná.
RESUMO
A tese teve como objetivo apresentar resultados de pesquisa sobre a diversidade da
comunidade da macrofauna invertebrada do solo sob sistemas de produção agropecuária e
inferir sobre o seu papel no funcionamento e na sustentabilidade dos agroecosistemas. O
estudo foi conduzido no período de 2000 a 2003 no campo experimental da Embrapa
Agropecuária Oeste, município de Dourados-MS, num solo classificado como Latossolo
Vermelho distroférrico típico, sob diferentes sistemas de produção. As amostragens foram
realizadas nas safras de verão e inverno. As modificações nas características físicas, químicas e
biológicas do solo sob os diferentes agroecossistemas apresentaram variações de acordo com o
manejo de solo, sistema de rotação/sucessão de culturas e a espécie de planta utilizada. O
sistema plantio direto com diferentes rotações/sucessões de culturas e de integração
lavoura/pecuária apresentaram, do ponto de vista agronômico, as melhores condições de
continuidade estrutural para o desenvolvimento radicular das plantas quando comparado ao
sistema convencional e pastagem contínua. Nas condições estudadas, não houve evidências de
que os sistemas de produção tenha m interferido negativamente nos atributos físicos, exceto
por um pequeno aumento na densidade do solo na camada superficial (0-10 cm de
profundidade). Todos os sistemas de produção estudados registraram alterações nas
características químicas do solo na camada superficial em função dos manejos praticados. A
comunidade de macrofauna invertebrada do solo mostrou-se sensível aos sistemas de manejo.
Portanto, pode ser considerada como uma das variáveis para inferir a qualidade do solo de
sistemas agrícolas produtivos.
Palavras chaves: plantio direto, rotação lavoura/pecuária, fauna de solo, similaridade, análise
de componentes principais, morfologia do solo.
ABSTRACT
This thesis had the aim to show some results of a research about diversity of soil invertebrate
macrofauna community under farming production systems and to conclude about its aiming
on the functioning and sustainability of agroecossystems. The study was carried out in a
Typical Hapludox soil under different production systems between of 2000 and 2003 in the
experimental field of Embrapa Agropecuária Oeste in Dourados, Mato Grosso do Sul State.
Samples were collected during summer and winter crop seasons. Modifications in the
physical, chemical and biological characteristics under the studied agroecossystems did show
variations based on different soil management, crop rotation/succession and the species of
plants. No-tillage system with different crop rotation/succession and integrated crop/livestock
did show the best conditions of structural continuity and thus to the development of roots
when compared to the conventional system and to continuous pasture. In the studied
conditions, we did not find evidences that any production systems have negatively influenced
the physical attributes, except for a small increase in the soil density of the topsoil (i.e. 0-10
cm depth). All studied production systems did show modifications in the chemical
characteristics of the topsoil as a function of the used management. The soil invertebrate
macrofauna community was affected by soil management systems. Therefore, this variable
can be considered as one to infer about soil quality of farming production systems.
Key words: no-tillage, crop/livestock rotation, soil fauna, similarity, principal component
analysis, soil morphology.
SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................
2. REVISÃO DE LITERATURA.....................................................................................
2.1. Sistema plantio direto............................................................................................
2.2. Principais alterações nas características químicas do solo...................................
2.3. Principais alterações nas propriedades físicas do solo.........................................
2.4. Principais alterações no biofuncionamento do solo..............................................
2.5. Sustentabilidade dos agroecossistemas.................................................................
2.6. Referências Bibliográficas.....................................................................................
3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL...........................................
4. MACROFAUNA INVERTEBRADA DO SOLO SOB DIFERENTES
COBERTURAS VEGETAIS EM SISTEMA PLANTIO DIRETO NO
CERRADO................................................................................................................
4.1. Resumo..................................................................................................................
4.2. Abstract..................................................................................................................
4.3. Introdução..............................................................................................................
4.4. Material e Métodos................................................................................................
4.5. Resultados e Discussão..........................................................................................
4.6. Conclusões.............................................................................................................
4.7. Referências Bibliográficas.....................................................................................
5. MACROFAUNA INVERTEBRADA DO SOLO EM SISTEMA INTEGRADO
DE PRODUÇÃO AGROPECUÁRIA NO CERRADO...........................................
5.1. Resumo..................................................................................................................
5.2. Abstract..................................................................................................................
5.3. Introdução..............................................................................................................
5.4. Material e Métodos................................................................................................
5.5. Resultados e Discussão..........................................................................................
5.6. Conclusões.............................................................................................................
5.7. Referências Bibliográficas.....................................................................................
6. MACROFAUNA INVERTEBRADA DO SOLO SOB DIFERENTES
SISTEMAS DE PRODUÇÃO EM LATOSSOLO DA REGIÃO DO
CERRADO.............................................................................................................
6.1. Resumo..................................................................................................................
6.2. Abstract..................................................................................................................
6.3. Introdução..............................................................................................................
6.4. Material e Métodos................................................................................................
6.5. Resultados e Discussão..........................................................................................
6.6. Conclusões.............................................................................................................
6.7. Referências Bibliográficas.....................................................................................
7. POPULAÇÕES DE OLIGOQUETOS (ANNELIDA: OLIGOCHAETA) EM
UM LATOSSOLO VERMELHO SUBMETIDO A SISTEMAS DE USO DO
SOLO............................................................................................................................
7.1. Resumo..................................................................................................................
7.2. Abstract..................................................................................................................
7.3. Introdução..............................................................................................................
7.4. Material e Métodos................................................................................................
7.5. Resultados e Discussão..........................................................................................
7.6. Conclusão...............................................................................................................
01
04
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103
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107
108
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111
113
7.7. Referências Bibliográficas.....................................................................................
8. SISTEMA PLANTIO DIRETO NO CERRADO: RELAÇÃO ENTRE
ATRIBUTOS FÍSICOS, QUÍMICOS E BIOLÓGICOS.....................................
8.1. Resumo..................................................................................................................
8.2. Abstract..................................................................................................................
8.3. Introdução..............................................................................................................
8.4. Material e Métodos................................................................................................
8.5. Resultados e Discussão..........................................................................................
8.6. Conclusões.............................................................................................................
8.7. Referências Bibliográficas.....................................................................................
9. INTEGRAÇÃO LAVOURA/PECUÁRIA SOB PLANTIO DIRETO:
RELAÇÃO
ENTRE
ATRIBUTOS
FÍSICOS,
QUÍMICOS
E
BIOLÓGICOS........................................................................................................
9.1. Resumo..................................................................................................................
9.2. Abstract..................................................................................................................
9.3. Introdução..............................................................................................................
9.4. Material e Métodos................................................................................................
9.5. Resultados e Discussão..........................................................................................
9.6. Conclusões.............................................................................................................
9.7. Referências Bibliográficas.....................................................................................
10. CONCLUSÕES GERAIS ..........................................................................................
113
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1
1. INTRODUÇÃO
Nas regiões tropicais e subtropicais onde as terras são cultivadas
intensivamente, a redução da produtividade dos solos tem sido atribuída principalmente à
erosão e aos processos de decomposição da matéria orgânica. No final do século XX, o
grande desafio foi buscar desenvolver sistemas de manejo de produção sustentáveis, onde
várias comunidades científicas, agricultores e organizações procuram estratégias racionais de
manejo dos solos agrícolas, sempre tendo em conta que o sistema esteja sendo conduzido
rumo à sustentabilidade.
No estado de Mato Grosso do Sul, pela sua situação geográfica, com
aproximadamente 60% do seu território correspondendo a área de cerrado, a atividade
agropecuária é intensa, com exploração de culturas anuais como soja e milho, e da pecuária,
instalada sobre pastagens nativas ou cultivadas, sendo essas últimas predominantemente de
gramíneas do gênero Brachiaria spp. As áreas de cerrados em sua maior parte são
constituídas de grandes extensões de solos profundos, bem drenados e texturas variando de
média a muito argilosa, em relevo altamente favorável à mecanização, de excelentes
propriedades físicas e de fertilidade facilmente corrigida pela adubação e calagem. No
entanto, como conseqüência do acelerado processo de ocupação intensiva desses solos e
utilização maciça de insumos agrícolas, como fertilizantes, pesticidas e reguladores de
crescimento, começaram a surgir impactos ao meio ambiente; danos oriundos da sucessão
contínua de uma mesma cultura; alterações climáticas, degradação do solo e erosão; redução
da fauna e flora nativas e destruição de ecossistema natural. Atualmente, estima-se que
aproximadamente 50 a 60 % das áreas ocupadas com lavouras e pastagens cultivadas
encontram-se degradadas ou em início de degradação, reduzindo a produção e aumentando os
custos de produção.
2
Consciente dos gravíssimos problemas que comprometem a qualidade
ambiental e ciente de que o modelo de desenvolvimento deva ser sustentável, várias linhas de
pesquisa científica têm buscado propor sistemas de produção agropecuária que promovam a
conservação do solo e da água e, ao mesmo tempo, assegurem o produtor relação favorável de
custo e benefício ao longo do tempo. Neste contexto, no Estado de Mato Grosso do Sul estão
sendo implementados sistemas intensivos de produção agrícola e pecuária, com diversificação
de espécies por meio de rotação/sucessão de culturas e criações, gerando alternativas de
lucros e uma nova dinâmica do agronegócio local e regional, tornando-se necessária uma
avaliação desses sistemas quanto aos seus impactos ambientais, ao esgotamento da
capacidade de suporte e à sua sustentabilidade.
Diversos trabalhos de pesquisa com diferentes espécies de cobertura no
plantio direto, realizado em diferentes condições de agroecossistemas, têm mostrado a
eficiência destes sistemas no equilíbrio e melhoria das características físicas e químicas do
solo. No entanto, ainda poucos estudos têm sido realizados para avaliar os efeitos destas
práticas de manejo sobre a fauna do solo. Dentre a fauna do solo, a macrofauna invertebrada
do solo compreende os maiores invertebrados (> de 2 mm de diâmetro corporal), tais como:
minhocas, coleópteros, térmitas, formigas, milípodas, centípodas, aracnídeos e outros. Esses
organismos do solo são fundamentais na transformação da matéria orgânica nos ciclos globais
e no fluxo de energia, interagindo com as partículas do solo e participando de processos
biológicos e bioquímicos essenciais para garantir a sustentabilidade dos ecossistemas naturais
e agrícolas.
Neste contexto, o estudo destes organismos é extremamente importante,
uma vez que executam uma função importante na manutenção da fertilidade do solo, com
reflexos na produtividade das culturas e na sustentabilidade dos agroecossistemas. Portanto, a
diversidade e abundância desses organismos podem ser usados como ferramenta importante
3
para aplicar-se como bioindicadores da qualidade do solo, pela sua sensibilidade em detectar
alterações provocadas no solo pelos sistemas de manejo e sazonalidade do clima. Assim,
poderá ser útil em programas de avaliação da qualidade do solo, ampliando o enfoque sobre a
fertilidade do solo, visando identificar as opções de manejo que possam otimizar as atividades
nos sistemas de produção agrícola e pecuária no Estado de Mato Grosso do Sul.
Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade e
abudância da comunidade da macrofauna invertebrada do solo sob sistemas de produção
agropecuária, e assim, inferir sobre o seu papel no funcionamento e na sustentabilidade dos
agroecosistemas. Os resultados são apresentados, precedidos de uma introdução e uma revisão
de literatura de caráter geral, em forma dos seguintes artigos científicos:
Artigo 1: Macrofauna invertebrada do solo sob diferentes coberturas vegetais em sistema
plantio direto no cerrado (submetido a European Journal Soil of Biology, 2005).
Artigo 2: Macrofauna invertebrada do solo em sistema integrado de produção agropecuária
no cerrado.
Artigo 3: Macrofauna invertebrada do solo sob diferentes sistemas de produção em um
Latossolo na região do cerrado (no prelo-Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2006).
Artigo 4: Populações de oligoquetos (Annelida: Oligochaeta) em um Latossolo Vermelho
submetido a sistemas de uso do solo (no prelo-Ciência Rural, 2006).
Artigo 5: Sistema plantio direto no cerrado: relação entre atributos físicos, químicos e
biológicos
Artigo 6: Integração lavoura/pecuária sob plantio direto: relação entre atributos físicos,
químicos e biológicos.
4
2. REVISÃO DE LITERATURA
No Brasil, a grande extensão territorial, diversidade ambiental e
socioeconômica determinam os padrões de uso das terras, caracterizando-se regionalmente
por diferentes formas de pressão ao uso (Manzatto et al, 2002). A exemplo disso, tem-se a
região do cerrado que, apesar do grande desenvolvimento socioeconômico, técnico e cultural,
está convivendo com o uso indiscriminado de seus recursos, devido ao alto grau de
endemismo e a ocupação desordenada e destrutiva de sua área.
O cerrado é a segunda maior região biogeográfica do Brasil, se estende por
25% do território nacional, cerca de 204 milhões de hectares contínuos, onde sua área nuclear
ocupa toda a área do Brasil central, englobando 12 estados (Figura 2.1). Estima-se que 77
milhões de hectares representam áreas de reserva (38%) e 127 milhões de ha de áreas
agricultáveis (62%); distribuídos em 45 milhões de ha com pastagens cultivadas
(principalmente do gênero Brachiaria spp), 13,5 milhões de ha com culturas anuais (soja,
milho, etc.), 2 milhões de ha com culturas permanentes e 70 milhões de ha ainda não
explorados (Embrapa, 1998).
Parte desse bioma encontra-se o Estado de Mato Grosso do Sul, abrangendo
aproximadamente 20,6 milhões de hectares de área de cerrado, o que eqüivale a 10,1 % da
área total do cerrado do Brasil. Destes, cerca de aproximadamente 16 milhões de hectares
estão ocupadas com pastagens cultivadas, seguidas com 2,6 milhões de hectares com culturas
anuais, como o algodão, arroz, cana-de-açúcar, feijão, milho, soja e trigo, concentradas,
principalmente, nas regiões norte-nordeste e sul do Estado, e apenas 0,2 milhões de hectares
com culturas perenes e florestais (Levantamento Sistemático... 2004).
A exploração agropecuária ocupa a maioria das áreas com predominância de
solos naturalmente ácidos, profundos e bem drenados, textura variando de média a muito
argilosa, de baixa fertilidade que são facilmente corrigidos pela adubação e calagem, porém
5
com características físicas favoráveis, além das condições topográficas que permitem intensa
mecanização agrícola (Espinoza et al., 1982; Azevedo e Adámoli, 1988). No entanto, além da
sua média suscetibilidade à erosão, o uso inadequado de manejo e a exploração acima da
capacidade desses solos (super-pastoreio e agricultura extensiva) dão origem a uma
seqüências de ações que influem diretamente sobre as propriedades químicas, físicas e
diversidade biótica, tornando-o mais suscetível às forças naturais de degradação (Freitas,
2002).
Figura 2.1 - Distribuição das áreas do Cerrado (adaptado de Embrapa, 1998)
Há uma conscientização de que o uso intensivo desses solos, conforme já
comprovado por diversos trabalhos científicos, pode gerar impactos no meio ambiente,
6
especialmente na estrutura e na atividade biológica do solo, no comportamento da água, e em
outras características e propriedades importantes no contexto agroambiental, com reflexos
negativos tanto na produção quanto no meio ambiente (Gualberto et al., 2003). Neste sentido,
atualmente tem-se implantado sistemas conservacionistas baseados no plantio direto com
rotação/sucessão de culturas e na integração lavoura/pecuária; técnicas amplamente
difundidas e incentivadas por associações de produtores regionais (Freitas, 2001), trazendo
grandes mudanças no controle dos processos erosivos e na sustentabilidade da atividade
agrícola, permitindo antever perspectivas menos pessimistas ao desenvolvimento do
agronegócio regional em sua dimensão ambiental (Hernani et al., 2002).
2.1. Sistema plantio direto (SPD)
O plantio direto foi introduzido no Brasil no início da década de 70 tendo
como principal objetivo controlar a erosão em lavouras cultivadas pela sucessão trigo/soja na
região Sul, hoje sendo adotado e adaptado a quase toda região do Brasil. A grande expansão
da área sob SPD ocorreu a partir da década de 1990 tanto na região sul como na região do
Cerrado, onde o SPD começou apenas a ser utilizado nos anos 1980 (Saturnino, 2001;
Rodrigues, 2005). Atualmente são cultivados no Brasil cerca de 20 milhões de hectares sob
plantio direto, estando 25% dessa área localizada na região do Cerrado (5 milhões de ha)
(Cervi, 2003). No últimos anos, houve uma maior adoção do SPD no Estado de Mato Grosso
do Sul, com aproximadamente 1,7 milhões de ha na safra 2000/2001 (FEBRAPDP, 2005). A
expansão relativamente rápida do SPD pode ser explicada, pelo menor custo de produção e
facilidades de operação de práticas de campo verificados nesse sistema de cultivo, aliado a
uma maior proteção do solo, conservação da água e da fauna (Lopes et al., 2004).
A principal característica desse sistema é a manutenção da cobertura do solo
com restos vegetais, obtida com rotação de culturas, cujos benefícios podem ser enumerados,
8
sofrida pelas pragas e doenças, controle mais efetivo das plantas daninhas, melhoria nas
propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, redução dos riscos econômicos, devido a
diversificação e maior eficiência no uso da água e nutrientes (Cruz et al., 2001). No entanto, o
sistema de rotação e sucessão de culturas deve ser adequado, a fim de permitir a manutenção
de uma cobertura mínima do solo com palha (Alvarenga et al., 2001).
O sistema de rotação de culturas é de fundamental importância como
mecanismo para aumentar a taxa de cobertura do solo, normalmente, o mais usado é
soja/milho, em que a soja fornece menor quantidade de resíduos e de rápida decomposição, ao
passo que os restos culturais do milho são em maior quantidade e de maior persistência com
cobertura (Alvarenga et al., 2001). A persistência dos resíduos culturais sobre o solo é
definida pela sua velocidade de decomposição, a qual é variável importante no manejo do solo
(Santi, et al., 2003). Este processo é essencialmente biológico, sujeito à interferência de
diversos fatores (clima, temperatura, tipo do solo, relação C/N, etc) (Santi et al., 2003).
O modelo ideal de planta de cobertura seria aquela que apresentasse alta
produção de fitomassa com alta taxa de absorção de nutrientes, especialmente N e P, alta
tolerância ao déficit hídrico, às pragas e às doenças, com efeito alelopático sobre as plantas
daninhas, de fácil estabelecimento e controle, baixa taxa de decomposição e ainda alto valor
agregado (Oliveira et al., 2001; Paes e Rezende, 2001; Viana et al., 2001; Alvarenga et al.,
2001; Sá et al., 2004). Entretanto, é impossível reunir todas essas qualidades em apenas uma
espécie, o que leva ao raciocínio lógico da necessidade de ser usada mais de uma espécie, que
se complementam em seus benefícios, além de incrementar a diversificação da rotação e da
sucessão de culturas (Alvarenga et al., 2001). Assim, torna-se fundamental que, em cada
região, o sistema rotação e sucessão de culturas seja adaptado, seguindo suas vocações
naturais, de forma que ele seja o mais eficiente possível (Cruz et al., 2001).
Outra opção que vários produtores já desenvolveram, para evitar a
10
(Santos et al., 2003). Alem disso, é mais eficientes na manutenção da estrutura físico-química
do solo favorável às plantas (Carpenedo e Mielniczuk, 1990). As pastagens representam uma
forma racional de conservação das características e propriedades físicas do solo, desde que
bem manejadas, com reposição de nutrientes e lotação adequada (Fregonezi et al., 2001).
Por ser um sistema que não revolve o solo e que está fundamentado na
presença de restos culturais sobre a superfície, em sistemas de rotação de culturas, uma série
de modificações ocorre no ambiente do solo e afeta o desenvolvimento e produtividade das
culturas (Cruz et al., 2001; Stone e Silveira, 2001; Amaral et al., 2004a). A intensidade destas
modificações depende de número do anos em que o solo é cultivado, número de safras por
ano e das espécies cultivadas (Spera et al., 2004a).
A diversidade de espécies passíveis de integrar sistemas de rotação de
culturas ou sistemas de produção no Brasil é ampla, sendo o planejamento dependente de
características regionais (Kochhann e Denardin, 2000). A integração lavoura/pecuária, sob
plantio direto tem mostrado que é técnica e economicamente viável (Mello, 1996). Para tal,
devem ser identificados sistemas de produção de média e longa duração, integrando a
produção de grãos com a pastagens perenes, os quais ofereçam maior sustentabilidade e
melhor resultado econômico possível (Santos et al., 2001).
Pesquisas realizadas em diversas regiões brasileiras têm mostrado alterações
significativas nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo sob SPD,
comparativamente ao sistema convencional de preparo de solo, conforme ilustrado na Figura
2.2. Assim, o SPD, sistema conservacionista de manejo, que mantém os resíduos culturais na
superfície do solo, constitui uma importante técnica para a manutenção e recuperação da
capacidade produtiva de solos manejados convencionalmente e de áreas degradadas (Torres et
al., 2005). A matéria orgânica do solo é uma componente chave de qualquer ecossistema
terrestre e a variação na sua distribuição, conteúdo e qualidade têm um importante efeito nos
11
processos que ocorrem dentro do sistema (Sá et al., 2004). O tempo de recuperação da matéria
orgânica após a conversão de áreas sob preparo convencional para o sistema plantio direto
esta estreitamente relacionado com o balanço de carbono, que é governado pela quantidade e
qualidade do material orgânico a ser adicionado na superfície do solo (Bayer et al., 2000; Sá
et al., 2001).
Figura 2.2 - Alterações dos atributos do solo em três sistemas: sistema natural (vegetação
nativa), sistema sob preparo convencional e sistema sob plantio direto
(adaptado de Sá et al., 2004).
Assim, o uso de sistemas conservacionistas, que englobam adubação verde,
rotação de culturas e plantio direto, é capaz de elevar ou ao menos manter os teores de matéria
orgânica nas camadas superficiais do solo, reduzir as perdas de nutrientes via imobilização
por microrganismos e liberar gradualmente nutrientes (Amado et al., 1999). Isso ocorre de
acordo com o tipo e qualidade do material adicionado à superfície, com a seqüência de
12
culturas adotadas (Mengel, 1996) e como forma de cultivar o solo e o tempo de adoção destas
práticas (Souza e Melo, 2003). Com isso, preserva-se a biodiversidade do solo, da água e da
superfície terrestre, condiciona-se o ambiente para a manutenção e, muitas vezes, para o
aumento da produtividade da agropecuária (Saturnino, 2001; Amaral et al., 2004b).
Devido a essas características, os benefícios dos sistemas conservacionistas
para toda sociedade estão na conservação do recursos naturais, diminuindo significativamente
a erosão, o assoreamento e a poluição de rios e represas (Klusthcouski e Stone, 2003; Torres
et al., 2005). Assim, esses benefícios constituem-se em um catalisador, para se lograr o
racional manejo das bacias hidrográficas, considerando-se o potencial de aplicação dos
princípios que norteiam o SPD, em toda a gama de atividades na agricultura e em qualquer
escala de produção (Saturnino, 2001). Por isso o SPD pode ser considerado o sistema que
mais se aproxima do conceito de agricultura sustentável.
2.2. Principais alterações nas características químicas do solo
Do ponto de vista químico, em geral, os solos cultivados sob SPD
apresentam maior concentração de Ca+Mg trocáveis, de matéria orgânica, de P extraível e de
K trocável na camada superficial do perfil do solo (Sidiras e Pavan, 1985; Sá, 1993; Santos e
Tomm, 1996; Amaral e Anghinoni, 2001). Esse acúmulo decorre da aplicação freqüente de
fertilizantes em pequenas profundidades e é devido à contribuição da fixação biológica de N
das leguminosas, aliada à deposição de resíduos de culturas sobre a superfície, os quais aí
permanecem pelo não revolvimento do solo (Schick et al., 2000; Santos et al., 2001). Estas
modificações podem ser rápida e intensa (Roselem et al., 2003), ou lenta e gradual (Pauletti,
1999), dependendo da interação entre a espécie utilizada, manejo da fitomassa, umidade,
aeração, temperatura, atividade de macro e microbiológica do solo, composição química dos
resíduos vegetais e tempo de permanência dos resíduos sobre o solo (Alcântara et al., 2000;
13
Oliveira et al., 2002b; Primavesi et al., 2002), afetando tanto a disponibilidade de nutrientes
quanto o processo da acidificação do solo (Rheinheimer et al., 1998).
Diversos trabalhos enfocaram a mineralização dos resíduos culturais e o
acúmulo de nutrientes na camada superficial, melhorando a fertilidade e influenciando as
culturas rotação (Sidiras e Pavan, 1985; Sá et al., 2001; Santos et al., 2001). Além disso, a
rotação de culturas ou sistemas de produção tem importante papel na reciclagem de
nutrientes, uma vez que, de acordo com Mengel e Kirkby (1987), as espécies vegetais diferem
entre si com referência à quantidade de resíduos fornecidos, à eficiência de absorção de íons e
à exploração de diferentes profundidades de solo.
Deve-se considerar, ainda, que o SPD, além da formação de um gradiente de
fertilidade no sentido vertical (Campos et al., 1995, Freire et al., 2001) e maior variabilidade
no sentido horizontal, pelas linhas de adubação, principalmente na fase de implantação do
sistema (Anghinoni e Salet, 1996), conserva umidade nas camadas superficiais, o que
favorece a absorção de nutrientes pelas plantas (Caires e Fonseca, 2000).
Vários trabalhos têm demostrado modificações das características químicas
do solo sob diferentes usos e manejos (Bayer e Bertol, 1999; Schlindwein e Anghinoni, 2000).
O P, K, Ca e Mg nos solos sob SPD, mostram tendência de diminuição gradativa da
disponibilidade com a profundidade, com maior acúmulo nos primeiros centímetros de solo
(Sidiras e Pavan, 1985; Matowo et al., 1999; Santos e Tomm, 1999; Schick et al., 2000;
Silveira e Stone, 2001). Segundo Sidiras e Pavan (1985), o acúmulo de P extraível próximo à
superfície do solo decorre das aplicações anuais de fertilizantes fosfatados, da liberação de P
durante a decomposição de resíduos vegetais e da menor fixação de P, proveniente do menor
contato desse elemento com os constituintes inorgânicos do solo, uma vez que não há
revolvimento de solo no plantio direto. Sá (1993) e Bayer e Mielniczuk (1997) observaram
que o P acumula-se na camada superficial do solo, sobretudo nos primeiros 5 ou 10 cm de
14
profundidade, confirmado a limitada mobilidade deste elemento.
Em parte, essas afirmações também são validas para K trocável do solo
(Santos et al., 2001). O comportamento do K nesse sistema de manejo do solo tem sido
variável, na maioria das vezes, ocorrendo concentração maior do nutriente na superfície
(Oliveira e Pavan, 1996), embora, em alguns solos, tenha sido verificada certa uniformidade
dos teores desse nutriente em profundidade (Franchini et al., 2000), o que pode ser atribuída à
maior infiltração de água no SPD (Sidiras e Vieira, 1984).
No caso de Ca e Mg nos solos sob SPD, estes mostram tendência de
diminuição gradativa da disponibilidade com a profundidade, com maior acúmulo nos
primeiros centímetros de solo (Sidiras e Pavan, 1985; Ismail et al., 1994; Oliveira e Pavan,
1996), embora esse acúmulo não tenha sido constado por outros autores (Klepker e
Anghinoni, 1995). A translocação desses elementos ao longo do perfil de solo,
provavelmente, decorrência de reações de complexação com solutos orgânicos e maior
quantidade de água infiltrada (Miyazawa et al., 1993; Franchini et al., 1999b; Freire et al.,
2001). Sidiras e Pavan (1985), observaram maiores valores de Ca+Mg trocáveis na camada
superficial (0-10 cm) em relação à mais profunda (0-20 cm). O comportamento do Ca e do
Mg é mais variável nos sistemas de manejo do solo e parece depender também do tipo do
solo, seqüência de culturas, clima e diferenças na mobilidade intrínseca de cada elemento no
solo (Almeida et al., 2005).
Em relação aos parâmetros da acidez do solo, por outro lado, a maioria dos
resultados da pesquisa tem demostrado acidificação das camadas mais superficiais após a
condução dos cultivos em SPD (Ciotta et al., 2002). Esse comportamento tem sido atribuído à
nitrificação ocasionada pela adição periódica de adubos amoniacais em superfície nesse
sistema (Blevins et al., 1983; Freire et al., 2001), pelo amônio proveniente da decomposição
dos resíduos orgânicos acumulados em superfície, ou, ainda, pelo aumento da concentração
15
eletrolítica verificado no SPD (Ciotta et al., 2002). No entanto, é possível haver áreas com
aumentos significativos de pH nas camadas superficiais dos solos (Sidiras e Pavan, 1985;
Rheinheimer et al., 1998; Santos e Tomm, 1999; Franchini et al., 1999a).
Apesar disso, têm sido constatados valores geralmente mais baixos de Al
trocável nas camadas superficiais, em virtude da maior complexação desse elemento por
ligantes orgânicos hidrossolúveis liberados dos resíduos e da matéria orgânica acumulada na
superfície do solo no SPD (Pavan, 1997; Salet, 1998; Bayer e Bertol, 1999; Ciotta et al.,
2002). Os compostos orgânicos que acumulam na superfície do solo podem complexar parte
do Al tóxico (Salet et al., 1999; Franchini et al., 1999b; Franchini et al., 2001), amenizando os
efeitos da acidificação superficial (Summer e Pavan, 2000; Ciotta et al., 2004). Numa
avaliação de 40 áreas sob SPD na região dos Campos Gerais do Paraná, foi observada a
ausência de Al na profundidade de 0-10 cm e apenas 5% das áreas apresentaram saturação
entre 0 a 5% na profundidade de 10-20 cm (Sá, 1993).
Alguns trabalhos têm constado acidificação do solo na camada superficial
sob SPD (Paiva et al., 1996), com aumento dos teores de alumínio trocável (Sidiras e Pavan,
1985), onde alguns autores defendem a necessidade de recalagem (Santos et al., 2003). Os
solos tropicais e subtropicais são normalmente ácidos e apresentam altos teores de Al trocável
(Ciotta et al., 2004). Além disso, o aumento na capacidade de troca de cátions do solo (Silva
et al., 1994), devido ao maior teor de matéria orgânica, pode proporcionar concentrações
suficientes de cátions trocáveis, mesmo em solo com alta acidez (Caires et al., 1998).
O acúmulo de matéria orgânica em superfície é um dos aspectos mais
importantes para o sucesso do SPD, tendo sua aplicação preconizada como alternativa para
correção da acidez e neutralização do Al tóxico, e que estaria relacionado, principalmente, ao
potencial de complexação do Al com ácidos orgânicos solúveis presentes nos restos culturais,
como foram constados por Mendonça (1995) e Franchini et al. (1999). Além de neutralizarem
16
o alumínio tóxico, esses compostos podem aumentar a mobilidade, no perfil do solo, dos
produtos originados da dissolução do calcário aplicado na superfície (Amaral et al., 2004b).
O acúmulo de nutrientes nos primeiros centímetros de solo tem sido
observado, o qual atribui-se à estreita relação com o aumento do teor de matéria orgânica (Sá,
1995). Além disso, é diretamente influenciado pela qualidade do material de cobertura
produzido nos vários sistemas de sucessões e rotações de culturas adotados (Sá, 1993; Sá et
al., 2000). As plantas de cobertura têm recebido atenção adicional no SPD, além da
contribuição na redução dos efeitos negativos da acidez na subsuperfície do solo (Amaral et
al., 2004a), as culturas comerciais são afetadas pela palhada da cultura anterior, como
exemplo, gramínea na sucessão de gramínea é um caso típico que apresenta problemas
nutricionais, especialmente em relação N (Alvarenga et al., 2001). Sá (1996) observou que o
milho cultivado sobre palha de aveia mostrou carência de N na fase inicial de crescimento,
provavelmente, fato atribuído à imobilização do N do fertilizante pelos microrganismos. Por
outro lado, o cultivo do milho após ervilhaca (leguminosa) produziu 7% a mais do que
quando cultivado após aveia preta (gramínea) (Igue et al., 1984). Segundo Sá (1996), a
utilização de sistemas de rotação, cuja cultura antecessora ao milho seja uma leguminosa,
proporcionou uma economia de 50% de nitrogênio.
O aumento de matéria orgânica em sistemas conservacionistas é,
geralmente, acompanhado pelo aumento dos teores de nutrientes, principalmente N,
adicionados pelos resíduos das plantas de cobertura, com conseqüente aumento da
produtividade da cultura principal (Giacomini et al., 2003). Portanto, além dos benefícios
observados na estrutura do solo, as culturas intercalares nos sistemas conservacionistas
aportam mais nutrientes, controlam a erosão, reduzem a ocorrência de plantas indesejáveis e,
assim, melhoram a qualidade do solo (Six et al., 1999; Vezzani, 2001; Bayer et al., 2004;
Argenton et al., 2005).
17
Inúmeros trabalhos, realizados em diversas eco-regiões, compararam o
aumento da matéria orgânica no SPD em relação ao sistema convencional e constataram que
esse aumento está restrito principalmente à camada superficial e raramente ultrapassa os 15
cm de profundidade (Dick, 1998; Bayer et al., 2000). Conforme resultados mostrados em Sá
(1993), observou-se aumento de 27% no teor de MO na camada 0-10 cm no SPD sobre SC,
após 15 anos de cultivo. Essa elevação do teor de matéria orgânica nas camadas mais
superficiais é uma conseqüência da mineralização mais lenta no SPD em relação ao SC,
devido a um contado menor com o solo, retardando a ação da biota do solo (Freire et al.,
2001). A conversão de áreas sob preparo convencional para o sistema plantio direto e a sua
manutenção por longo período tem possibilitado a recuperação no conteúdo de carbono do
solo e em alguns casos alcançando nível superior ao original do solo sob vegetação natural
(Bayer et al., 2000; Sá et al., 2000).
A acumulação de matéria orgânica em Latossolos da região do Cerrado sob
SPD foi verificada por Corazza et al. (1999). Portanto, o solo em SPD passa a atuar como um
dreno de C atmosférico, o que representa uma importante contribuição da agricultura para
atenuar a concentração de dióxido de C na atmosfera e as alterações climáticas globais (Bayer
et al., 2004). Como também, a disponibilidade de MO é fundamental para a biota do solo, pois
é dela que a maioria dos organismos obtém a energia e os elementos minerais e orgânicos
para a realização de seus processos vitais (Cruz et al., 2001). Esses organismos do solo
movimentam-se na terra em busca de alimento ou abrigo de ovos, abrindo galerias que
contribuem para aumentar a permeabilidade do solo, facilitando a drenagem de água e
favorecendo o arejamento, o que concorre para maior disponibilidade de oxigênio para as
raízes e microrganismos, como também favorece a ação do corretivo subsuperficial (Cruz et
al., 2001; Ciotta et al., 2004). Além desses aspectos, a matéria orgânica também protege e
mantém as enzimas do solo em suas formas ativas, pela formação de complexos enzima-
18
compostos húmicos (Deng e Tabatabai, 1997).
2.3. Principais alterações nas propriedades físicas do solo
De modo geral, o solo mantido em estado natural, sob vegetação nativa,
apresenta características físicas, como permeabilidade, estrutura, densidade do solo e
porosidade, adequadas ao desenvolvimento das plantas (Salton e Mielniczuk, 1995; Silva et
al., 1998; Andreola et al., 2000; Albuquerque et al., 2001; Costa et al., 2003). À medida que o
solo vai sendo submetido ao uso agrícola, as propriedades físicas sofrem alterações,
geralmente desfavoráveis ao desenvolvimento vegetal (Spera et al., 2004b). Tais alterações
são mais pronunciadas nos sistemas convencionais de preparo do que nos conservacionistas,
as quais se manifestam, em geral, na densidade do solo, volume e distribuição de tamanho dos
poros e estabilidade dos agregados do solo, influenciando a infiltração da água, erosão hídrica
e desenvolvimento das plantas (Bertol et al., 2004a).
Uma das primeiras preocupações, quando se trata do manejo do solo, é sua
influência na absorção e disponibilidade de água, pois o estado em que se encontra a
superfície do solo exercerá grande influência na infiltração, drenagem e escorrimento
superficial (Castro, 1989; Amaral et al., 2004b). O escoamento superficial depende da
infiltração de água no solo e, consequentemente, de todos os fatores que a influenciam (Cruz
et al., 2001). Na busca por sistemas de manejo que diminuam a perda do solo e favoreçam o
aproveitamento da água, o SPD tem-se caracterizado por apresentar, principalmente na
camada superficial, maior estabilidade estrutural, o que, aliado à manutenção dos resíduos
culturais na superfície do solo, tem proporcionado maior proteção contra o impacto direto das
gotas de chuva, favorecendo infiltração e redução da perda de água por escoamento
superficial (Roth e Vieira, 1983). Dessa forma, esse sistema reduz significativamente as
perdas de solo por erosão, tendo como conseqüência a melhoria das condições físicas,
19
químicas e biológicas no solo, que irão repercutir na sua fertilidade (Wutke, 1993),
influenciando diretamente o desenvolvimento e a produtividade das culturas (Vieira, 1984).
Os resíduos culturais têm efeito na intercepção das gotas de chuva,
dissipando sua energia cinética, reduzindo a desagregação de suas partículas que é a fase
inicial do processo erosivo (Sidiras et al., 1984; Schick et al., 2000; Pasqualeto e Costa, 2001;
Cruz et al., 2001). Além disso, reduz a velocidade de escorrimento das enxurradas e melhora
ou mantém a capacidade de infiltração de água, reduzindo o efeito da desagregação do solo,
evita o selamento superficial, provocado pela obstrução dos poros com as partículas finas
desagregadas (Castro, 1989). Entretanto, alguns casos de erosão significante tem sido
observados em área de plantio direto, devido à baixa cobertura do solo com resíduos (Vieira,
1985). Segundo Sidiras et al. (1983), o SPD é capaz de reter de 36 a 45% mais água
disponível para as culturas, pelo aumento da capacidade de retenção e redução da evaporação
(Campos et al., 1994). Como conseqüência, a maior umidade e menor temperatura em solos
cobertos por resíduos de culturas (Salton e Mielniczuk, 1995) favorecem a germinação das
sementes e o desenvolvimento inicial das plantas (Argenton et al., 2005).
Os preparos de solo conservacionistas, tal como o SPD, com menor
revolvimento, mantêm, parcial ou totalmente, os resíduos vegetais na superfície e aportam
continuamente matéria orgânica ao solo, a qual é responsável pela manutenção e melhoria das
propriedades físicas do solo (Castro Filho et al., 1998). Os impactos do uso e manejo na
qualidade física do solo têm sido quantificados, utilizando diferentes propriedades físicas
relacionadas com a forma e com a estabilidade estrutural do solo, tais como: densidade do
solo (Stone e Silveira, 2001), porosidade do solo (Oliveira et al., 2001), umidade (Bertol et
al., 2004b) e resistência do solo à penetração das raízes (Beutler et al., 2001). No diagnóstico
das condições físicas do solo, devem ser utilizados métodos que permitam avaliar o maior
número possível de interações existentes e determinar quais são as ações e as formas de
20
exploração mais adequadas para cada solo (Guimarães et al., 1993).
Vários trabalhos demostram que o tipo de exploração agrícola afeta alguns
atributos físicos de solo (Albuquerque et al., 1995; Andreola et al., 2000). Uma das principais
causas da degradação em áreas cultivadas é a compactação do solo causada pelo intenso
tráfego contínuo de máquinas/implementos agrícolas e pelo pisoteio animal (Alegre e Lara,
1991; Trein et al., 1991; Albuquerque et al., 2001). No sistema plantio direto, a ausência, ou
revolvimento mínimo do solo, favorece a manutenção de teores de água mais elevados em
virtude da manutenção dos resíduos culturais, bem como pelas pressões exercidas pelo tráfego
sistemático de máquinas ou casco de animais pode promover compactação excessiva na
superfície do solo (Tormena e Roloff, 1996; Silva et al., 2000; Stone e Silveira, 2001; Cruz et
al., 2003), principalmente em solos com elevados teores de argila, conforme o tamanho e
formato de partículas (Secco et al., 2004).
O maior ou menor grau de compactação oriundo das operações agrícolas
depende da umidade do solo, do sistema de preparo do solo, do peso da máquina e da área
onde seu peso está distribuído (Sidiras e Vieira, 1984). No caso da compactação do solo pelo
pisoteio animal, destaca-se a lotação de animais e a cobertura do solo proporcionada pela
pastagem, podendo ser associada à pressão de pastejo (Salton et al., 2002). Portanto, de modo
geral, a compactação do solo pode ser provocada pelo inadequado manejo do solo, e uso de
máquinas, e equipamentos agrícolas, bem como pela presença, em momentos não adequados e
carga incompatíveis, de animais sob pastejo (Spera et al., 2004a; Leão et al., 2004).
Em solos compactados ocorre alteração da estrutura e, consequentemente,
há aumento de massa por unidade de volume, acarretando maior densidade do solo e
resistência do solo a penetração, com redução linear da porosidade total e da macroporosidade
(Stone et al., 2002), decréscimo da disponibilidade de água e nutrientes e da difusão de gases
no solo (Taylor e Brar, 1991; Hakansson e Voorhees, 1998; Beutler e Centurion, 2003), cujas
21
relações com o desenvolvimento das raízes são fundamentais (Beulter e Centurion, 2004). As
raízes das plantas não utilizam adequadamente os nutrientes disponíveis, uma vez que o
desenvolvimento de novas raízes, responsáveis pela absorção de água e nutrientes, fica
prejudicado (Queiroz-Voltan et al., 2000). Isto resulta em menor volume de solo explorado
pelas raízes, consequentemente, menor absorção de água e nutrientes (Hakansson et al.,
1998), provocando significativas reduções na produtividade e acréscimos nos custos de
produção das culturas anuais (Ralisch e Tavares Filho, 2002). As conseqüências visuais da
compactação do solo se manifestam no solo como presença de zonas endurecidas,
empoçamento de água, erosão hídrica e assoreamento dos mananciais de água (Beutler et al.,
2004).
Geralmente, o SPD apresenta maior densidade do solo e maiores valores de
microporosidade na camada arável (até 20 cm de profundidade), com conseqüente redução no
volume total de poros e na macroporosidade (Bertol et al., 2000; Cruz et al., 2001). No
entanto, em comparação com sistema convencional há uma maior homogeneidade ao longo
do perfil (Cruz et al., 2001). No sistema convencional, os valores da densidade do solo são
menores na camada arável, mas pode apresentar valores maiores logo abaixo da camada
arável, pois os efeitos constantes do trabalho do solo provoca o aparecimento de camadas
mais compactas, caracterizando a presença de “pé de grade” (Tavares Filho et al., 2001). Uma
vez que as práticas de manejo de solos afetam a densidade do solo, a porosidade, o arejamento
e a disponibilidade de água e a distribuição de nutrientes no solo, elas também afetarão a
morfologia e a distribuição de raízes (Kirkegaard et al., 1995; Sá e Petrere, 1996; Cruz et al.,
2001).
O uso do SPD, embora ocasione um aumento da densidade do solo na
superfície, com conseqüente diminuição do volume de macroporos nessa camada e da
rugosidade superficial (Bertol et al., 2001), bem como resistência do solo à penetração (Costa
22
et al., 2003), não tem prejudicado a infiltração de água (Petrere e Anghinoni, 2001). Alguns
trabalhos destacam um balanço positivo entre porosidade de aeração e armazenamento de
água no solo sob este sistema de manejo (Stone e Silveira, 1999). Vários autores afirmam que
o sistema de rotação de culturas sob plantio direto, incluindo espécies com sistema radicular
agressivo e com diferentes quantidades de fitomassa, pode alterar as propriedades físicas do
solo (Da Ros et al., 1997; Santos e Tomm, 1999; Albuquerque et al., 2001; Bertol et al.,
2004a). Em Latossolos Vermelho-Escuros, Campos et al. (1995) observaram maior atividade
e estabilidade, enquanto Albuquerque et al. (1995) observaram maior volume de macroporos
e menor densidade do solo, nos sistemas de rotações de culturas comparados às sucessões. Em
geral, as rotações de culturas apresentam melhores resultados do que as sucessões sobre as
propriedades físicas do solo (Bertol et al., 2004a).
Com o passar dos anos, a densidade do solo sob plantio direto pode diminuir
e aumentar a macroporosidade, como conseqüência, em parte, do aumento do nível de matéria
orgânica na camada superficial e atividade biológica, melhorando a estrutura do solo (Reeves,
1995), bem como aos canais deixados pelas raízes, que se decompõem. Isto pode variar com o
tipo e a profundidade do solo, e também com o sistema de rotação utilizado (Spera et al.,
2004b)
O valor da densidade do solo é variável para um mesmo solo, dependendo
da natureza, das dimensões e da maneira como estão dispostas as partículas e, também, do
teor água e de matéria orgânica presente no mesmo (Kiehl, 1979). Ela reflete o arranjamento
das partículas do solo, que, por sua vez, define as características do sistema poroso (Pedrotti
et al., 2001). Geralmente, a densidade do solo aumenta com a profundidade do perfil por
causa das pressões exercidas pelas camadas superiores. Essas pressões provocam o fenômeno
da compactação, reduzindo a porosidade do solo (Salton et al., 2002). É considerado como um
dos mais importantes parâmetros físicos para caracterizar e avaliar os efeitos de diferentes
23
sistemas de manejo na compactação do solo (Pedrotti e Dias Júnior, 1996).
Associada à densidade do solo, outra propriedade também importante, e
influenciada pelo manejo, é a porosidade. Ela é classificada em microporosidade e
macroporosidade, ou seja, os volumes ocupados por água e ar, respectivamente (Kiehl, 1979).
Os macroporos estão mais sujeitos a mudanças impostas pelo manejo do que os microporos
(Albuquerque et al., 2001). Segundo Bouma (1991), os macroporos estão relacionados com
processos vitais para as plantas, devendo, o ambiente ser preservado. Para Taylor e Ashcroft
(1972) e Baver et al (1972), os macroporos devem ser superiores a 0,10 m3 m-3 para permitir
as trocas gasosas e o crescimento de raízes da maioria das culturas.
Maiores valores de densidade do solo na superfície sob SPD, em relação ao
SC tem sido relatados em muitos casos, e relacionados ao adensamento natural devido à
ausência de revolvimento, como também, pela compactação ocasionada pelo tráfego de
máquinas, para as operações de controle de plantas daninhas, semeadura, fertilização e
colheita (De Maria et al., 1999; Sá et al., 2004). Esse efeito é mais acentuado nas camadas
superficiais até 10 cm e pode contribuir para a proteção física da matéria orgânica do solo (Sá
et al., 2004).
Ao analisar o efeito de diferentes formas de uso de Latossolos, Kondo
(1998) verificou o efeito da compactação causada pelas máquinas de preparo do solo na
camada 27-30 cm, enquanto para pastagem ficou demostrado o efeito do pisoteio do gado na
camada superficial de 0-3 cm (Salton et al., 2002). Trein et al. (1991), também verificaram
aumento na densidade do solo e diminuição da macroporosidade na camada superficial devido
ao pisoteio do animais.
Resultados de Boeni et al. (1995), ao comparar o efeito do pisoteio de
animais, em pastejo contínuo de junho a outubro sobre pastagem de aveia+azevém, em um
solo franco siltoso do Rio grande do Sul não observaram alterações significativas na camada
24
0-10 cm. Silva et al. (2000), também não observaram variações na densidade do solo, em
Podzólico Vermelho-Amarelo textura franca, em função do pastejo dos animais.
Com relação à porosidade do solo, verificou-se diminuição de 18% na
macroporosidade na camada até 0,05 m em função do pisoteio dos animais (Salton et al.,
2002). Resultados semelhantes foram observados por Trein et al. (1991) e Silva et al. (2002),
os quais verificaram, também, mudanças no volume total de poros em função do manejo de
animais. De acordo com Albuquerque et al. (2001), em sistemas de integração lavourapecuária, a presença de raízes de gramíneas melhoram a estrutura do solo, amenizando o
impacto do pisoteio.
Sá e Petrere (1996), utilizando o método do perfil cultural, observaram que
quanto maior o tempo de adoção do SPD com rotação de culturas, melhor a distribuição do
sistema radicular em profundidade, caracterizando um melhor aproveitamento do volume do
solo explorado, levando sempre em consideração o tipo do solo, as condições climáticas de
cada local e o nível de fertilidade de cada área avaliada. Por outro lado Tavares Filho et al.
(2001) concluíram que o plantio direto apresentou melhores condições de continuidade
estrutural para o desenvolvimento radicular do milho, quando comparado com o sistema
convencional. Em Latossolo Vermelho distrófico, Albuquerque et al. (1995) constataram que,
ao final de sete anos, não ocorreram diferenças de densidade do solo, porosidade total, macro
e microporosidade entre o sistema plantio direto e o preparo convencional.
2.4. Principais alterações no biofuncionamento do solo
O solo é um recurso natural e complexo, com evolução própria que é
habitado por um grande conjunto de organismos que estão em constante interação e cujas
atividades determinam, em grande parte, as propriedades físicas, químicas e biológicas do
solo por alterá-los de diferentes modos (Swift e Anderson, 1993; Pankhurst e Lynch, 1994;
25
Jones et al., 1994; Wolters, 2000; Lovato et al., 2004). O que o torna um sistema dinâmico e
variável, fundamental para a sustentação das diversas formas de vida no planeta (Melo Filho e
Libardi, 2005).
A biodiversidade de solos é composta por organismos com variadas
funções, tamanhos e preferência de habitat. No entanto, todos estão interligados por cadeias
tróficas e relações de dependência funcional. Apesar destes organismos representarem
somente 5% da fração orgânica total do solo (Odum, 1988), sua abundância é relativamente
grande. Estima-se que um m2 de solo sob vegetação natural pode conter aproximadamente
10.000.000 nematóides, 100.000 colêmbolas, 45.000 anelídeos e mais de 40.000 insetos e
ácaros; e um grama de solo contém 500.000 bactérias, 400.000 fungos, 50.000 algas e 30.000
protozoários (Sánchez e Reinés, 2001). Os principais grupos taxonômicos do solo apresentam
uma alta diversidade de espécies, que variam conforme o tipo de solo, o regime hídrico e
climático.
Esses organismos variam muito em tamanho, o que lhe confere habilidade
diferenciada na sua estratégia de alimentação e adaptação ao habitat. Portanto, do ponto de
vista de tamanho, eles podem ser classificados como microflora, microfauna, mesofauna e
macrofauna (Lavelle et al., 1994; Wolters, 2000; Crespo e Rodríguez, 2000; Lavelle e Spain,
2001). Segundo estes autores, a microflora agrupa os fungos, as bactérias e os actinomicetos.
A microfauna compreende invertebrados, cujo diâmetro do corpo é menor que 0,2 mm de
diâmetro, incluindo os protozoários, nematóides e alguns ácaros e colêmbolas. A mesofauna
engloba invertebrados com diâmetro entre 0,2 e 2,0 mm, taxonomicamente mais diversos,
incluindo ácaros, colêmbolas, proturas, dipluras, enquitreídeos e insetos pequenos. A
macrofauna é composta pelos organismos de diâmetro maior que 2,0 mm, incluindo os grupos
das formigas, minhocas, coleópteros em estado larval e adulto, centopéias, cupins, formigas,
piolhos de cobra (milipéias), tatuzinhos e aracnídeos.
26
Tanto a microflora como a macrofauna exercem uma função vital nos
principais processos bioquímicos que ocorrem no ecossistema solo; no entanto, Lavelle e
Spain (2001); Jiménez et al. (2003) e Decaëns et al. (2003) relatam que as regulações
realizadas pelas atividades dos organismos da macrofauna edáfica podem ser determinantes.
A macrofauna invertebrada do solo desempenha um papel chave no
biofuncionamento do ecossistema, pois ocupa diversos níveis tróficos dentro da cadeia
alimentar do solo e afeta a produção primária de maneira direta e indireta. Altera, por
exemplo, as populações e atividade de microrganismos responsáveis pelos processos de
mineralização e humificação e, em conseqüência, influem no ciclo de matéria orgânica e na
disponibilidade de nutrientes assimiláveis pelas plantas (Huhta et al., 1991; Beare et al., 1994;
Wardle e Lavelle, 1997; Decaëns et al., 2003). Podem ser também vetores de microrganismos
simbióticos das plantas, como fixadores de nitrogênio e fungos micorrízicos, bem como
digerirem, de maneira seletiva, microrganismos patogênicos (Brown, 1995).
Alguns organismos da macrofauna, principalmente os térmitas, as formigas,
as minhocas e larvas de coleópteros, são denominados “engenheiros do ecossistema”, pois
suas atividades levam à formação de estruturas biogênicas (galerias, ninhos, câmaras e bolotas
fecais), que modificam as propriedades físicas dos solos onde vivem e a disponibilidade de
recursos para outros organismos (Stork e Eggleton 1992; Jones et al., 1994; Lavelle et al.,
1997; Wolters, 2000). Através das suas ações mecânicas no solo contribuem na formação de
agregados estáveis que podem proteger parte da matéria orgânica de uma mineralização
rápida e que constituem, também, uma reserva de nutrientes potencialmente disponível para
as plantas (Blanchart et al., 1997; Decaëns, 2001; Marín et al., 2001; Sanchéz e Reinés, 2001;
Lavelle e Spain, 2001; Decaëns et al., 2003). Além disso, esses organismos contribuem na
mobilidade vertical de nutrientes assimiláveis favorecendo assim o sistema radicular das
plantas (Gassen, 1999; Brown et al., 1999).
27
Neste contexto, a abundância e a diversidade da comunidade de macrofauna
invertebrada do solo são fatores importantes para a sustentabilidade de produção primária de
ecossistemas naturais (Decaëns et al., 2001). Portanto, a sua diminuição conduz
invariavelmente à perda de uma determinada função importante do solo (Crespo e Rodrigues,
2000; Sánchez, 2001).
Em um ecossistema natural, a regulação interna de funcionamento é
basicamente um produto da biodiversidade, que controla o fluxo de energia e nutrientes (Swift
e Anderson, 1993). Entende-se por biofuncionamento do solo o conjunto de funções edáficas
que, interagindo com fatores ambientais, são estreitamente dependentes de regulações
biológicas (plantas, microrganismos e fauna edáfica) (Lopes Assad et al., 1997). Portanto, a
biodiversidade tem um papel importante na manutenção da estrutura e do papel do
ecossistema.
Devido à intima associação com os processos que ocorrem no
compartimento serapilheira-solo e a sua grande sensibilidade a fatores bióticos e abióticos, a
diversidade da comunidade da macrofauna do solo reflete o padrão de funcionamento do
ecossistema (Odun, 1988; Correia e Andrade, 1999). Lavelle (1983), em savanas da África
Ocidental, encontrou valores de densidade da macrofauna variando de 1.800 a 10.500 ind m-2.
Decaëns et al. (1994) e Schneidmal e Decaëns (1995), em área de savana típica na Colômbia,
observaram densidades de 2.830 e 2.030 ind m-2, respectivamente; nesta mesma região em
área de mata de galeria, os resultados obtidos por Decaëns et al. (1994) foram superiores
(4.293 ind m-2). Gilot et al. (1995), em floresta tropical da Costa de Marfil, constataram
densidades de 5.247 ind m-2.
Em avaliações conduzidas numa área de floresta primária na Amazônia
brasileira, Barros et al. (2002) verificaram densidade média de 6.671 ind m-2. Silva (1998), em
uma floresta secundária, na Ilha Grande (RJ), observou densidade de 3.990 ind m-2. Em
28
fragmento de vegetação nativa, Benito (2002), na região de Londrina-PR, constatou
densidades de 1.110 ind m-2 na estação chuvosa (dezembro/1998) e 5.625 ind m-2 na estação
seca (agosto/1999).
Estes resultados demonstram que em solos sob ecossistemas naturais a
abundância da macrofauna invertebrada edáfica resultam de processos de adaptação às
condições ambientais, refletindo os mecanismos de evolução do ecossistema como um todo.
A caracterização da estrutura dessas comunidades em vegetações naturais é de grande
interesse científico para entendimento do papel dos mesmos no funcionamento dos
ecossistemas. Esta caracterização permite também estimar a qualidade dos solos e sua
susceptibilidade à degradação quando são usados para produção agrícola, pois esses
organismos respondem as diversas intervenções antrópicas realizadas no meio ambiente
(Figura 2.3). Segundo Lavelle (1997), estes organismos são altamente sensíveis ao impacto de
atividades humanas, e em alguns casos, muitos grupos podem desaparecer.
A conversão de um sistema natural para um sistema agrícola leva à
simplificação do ecossistema, com redução de recursos e refúgios, afetando a diversidade dos
organismos e a função que desempenham (Giller et al., 1997). A intensidade com que isso
ocorre depende da intensidade das práticas agrícolas.
Em sistemas agrícolas a ação mecânica do preparo do solo afeta diretamente
os organismos do solo, influenciando negativamente a densidade e diversidade dos mesmos,
devido as modificações impostas pela aração e gradagens, como por exemplo, a destruição do
habitat, eliminação do alimento disponível e as condições edafoclimáticas desfavoráveis
(temperatura e umidade) (Edwards e Lofty, 1982; Sheu, 1992, Westernacher-Dotzler, 1992;
Fraser, 1994). O declínio da matéria orgânica do solo, resultante do intenso cultivo, também
representa importante fator para a redução das populações de invertebrados do solo (Mäder et
al, 1996).
29
Figura 2.3 – Alterações na comunidade biótica do solo resultante das atividades antrópicas
(adaptado de Louzada et al., 2000).
Neste sistema de produção, a destruição do habitat original resulta no
desaparecimento/redução de grande número de espécies de organismos, o que compromete
interações ecológicas, além de causar ruptura do equilíbrio das cadeias tróficas. Isto aliado a
oferta de grandes quantidades de alimento preferencial para determinados organismos, fato
agravado nas monoculturas, leva ao surgimento das pragas e doenças (Andow, 1991). Quanto
maior o equilíbrio ecológico de um agroecossistema, ou seja, cadeias tróficas estruturalmente
íntegras, com grande quantidade de indivíduos representante de diferentes categorias
funcionais garantindo as interações, e fisiologicamente ativas, menor será a necessidade de
aplicação de pesticidas (Coutinho et al., 2003).
O sistema plantio direto representa um agroecossistema ecologicamente
mais complexo que o sistema convencional (Figura 2.4), o que possibilita a maior diversidade
da comunidade de macrofauna invertebrada do solo, devido ao menor distúrbio mecânico ao
30
habitat, mudanças menos drásticas de temperatura e umidade e distribuição de resíduos na
superfície do solo (Muzzilli, 1983; Wiethölter, 2000; Tanck et al., 2000; Machado e Silva,
2001). Os recursos alimentares disponíveis, como também a estrutura do microhabitat gerado,
possibilitarão, dessa forma, a colonização de varias espécies da macrofauna invertebrada do
solo com estratégias diferentes de sobrevivência (Correia e Andrade, 1999; Martínez e
Sánchez, 2002; Bending et al. 2002), como por exemplo, estimulando maior abundância de
grupos predadores (Robertson et al., 1994; Benito, 2002), como Chilopoda e Arachinida.
Figura 2.4 – Reflexos das alterações no ambiente edáfico sob sistema com preparo
convencional e plantio direto (adaptado de Horta é saúde [198-]).
Os resíduos das culturas são precursores de matéria orgânica no solo, fonte
de energia e nutrientes para os organismos do solo, que por sua vez desempenham importantes
atividade como a reciclagem de carbono e nutrientes (Martínez e Sánchez, 2002; Vilela et al.,
2003), auxiliam na agregação do solo, favorecendo a maior infiltração de água no perfil do solo e
a redução da erosão e do escorrimento superficial, ação positiva sobre a estabilidade dos
agregados, porosidade e densidade (Tisdall e Oades, 1982; Molope et al., 1987; Castro Filho et
al., 1998; Gang et al.,1998; Craswell e Lefroy, 2001; Martius et al., 2001; Palm et al., 2001), e
31
controle biológico das pragas e doenças (Wardle e Lavelle, 1997; Decaëns, 2001; Lavelle e
Spain, 2001). A fauna do solo também atua no transporte de resíduos culturais ao longo do
perfil, formando “sítios de matéria orgânica” causando disponibilidade de nutrientes nesses
locais (Rheinheimer et al., 2000).
Em razão da ausência de preparo do solo no SPD há formação de canais
abertos por raízes mortas, micro, meso e macrofauna do solo que são caminhos potencialmente
importantes nos movimentos descendentes da solução de solo, consequentemente, melhorias no
ambiente radicular (Sá, 1999; Rheinheimer et al., 2000; Caires et al., 2000), merecendo destaque
aquelas abertas por larvas de coró de pastagem (Diloboderus abderus) (Gassen e Kochhann,
1998). Apesar dos danos causados por algumas larvas, podem ser muito importantes na
abertura de galerias e na incorporação de fezes e nutrientes no perfil do solo em pastagem e
sistema de plantio direto (Aquino e Silva, 2005), especialmente, por que nem toda larva é
pragas. Além disso, esses canais favorecem o movimento descendente de HCO2- acompanhado
de Ca+2 e Mg+2 e, consequentemente, corrigiria a acidez e aumentaria os teores cálcio e magnésio
nas camadas subsuperficiais do solo (Oliveira et al., 2002a).
A estrutura da comunidade da macrofauna invertebrada do solo é
influenciada tanto pelo sistema de manejo, como pela cobertura dos resíduos de culturas
remanescentes de cultivos anteriores (Merlin et al., 2005; Aquino e Silva, 2005). As respostas
se relacionam principalmente com as modificações da cobertura vegetal, que determina
diretamente a quantidade e qualidade do recurso orgânico (Decaëns et al., 2001). O sistema
que envolve rotação e sucessão de culturas aumenta a diversificação vegetal, favorece à
entrada de diferentes tipos de exsudatos e restos culturais, gerando maior qualidade da matéria
orgânica, fornecendo condições edáficas para a diversidade de grupos de macrofauna edáfica.
Esses aspectos têm sido considerado aspecto chave para a manutenção da fertilidade dos solos
tropicais, porém afetam as propriedades físicas e químicas, a matéria orgânica, o ciclo de
32
nutrientes e o crescimento vegetal (Stork e Eggleton, 1992; Lavelle et al. 1994; Lavelle e
Spain, 2001), com reflexos na produtividade das culturas e na sustentabilidade do
agroecossistema.
Pelas razões expostas acima, vários trabalhos têm destacado a hipótese de
que a diversidade e abundância da macrofauna invertebrada do solo, assim como a presença
de determinados grupos em um sistema, podem ser usados como indicadores da qualidade dos
solos (Stork e Eggleton, 1992; Chaussod, 1996; Brussaard et al., 1997; Muys e Granval, 1997;
Tian et al., 1997; Socarrás, 1998; Tapia-Coral et al., 1999; Paoletti, 1999; Barros et al. 2002;
Barros et al. 2003; Aquino, 2005; Correia e Oliveira, 2005), pois são muito sensíveis às
diversas intervenções antrópicas no meio ambiente. Estas respostas se relacionam
principalmente com as modificações da cobertura vegetal, que determina diretamente a
quantidade e qualidade do recurso orgânico (Lavelle et al., 1992; Decaëns et al., 2001; Barros
et al., 2004).
O uso de organismos vivos, ou processos biológicos, como bioindicadores
de qualidade ambiental apresenta-se como uma das novas estratégias para o monitoramento
do ambiente e avaliação da qualidade de produtos, como uso potencial na agropecuária
(Louzada et al., 2000). Este estudo permite ao pesquisador inferir sobre a qualidade do
ambiente ou o efeito de algum agente estressor sobre os organismos vivos (Vos et al., 1985).
O uso de bioindicadores envolve avaliações múltiplas a respeito da qualidade e quantidade da
atividade biológicas, que incluem vários níveis de organizações biológicas e utilizam
múltiplas escalas temporais de resposta, que podem variar desde resposta moleculares até
respostas em nível de populações e comunidades biológicas (Louzada et al., 2000).
Atualmente, com o crescente interesse por práticas conservacionistas, muita
ênfase tem sido dada ao estudo da estrutura da comunidade invertebrada do solo, visando
identificar as opções de manejo que possam otimizar suas atividades para o melhor
33
funcionamento do agroecossistema (Brussaard et al., 1997), embora com tentativas ainda
tímidas de compreensão da importância econômica e ecológica. Portanto, há necessidade de
um melhor entendimento sobre o modo com que esses organismos são afetados pelas práticas
agrícolas, pois esses fatores combinados com outras propriedades de solo podem determinar a
intensidade com que uma unidade de produção pode ser adequadamente manejada visando a
produção sustentável de alimento e com menor impacto possível no ambiente.
2.5. Sustentabilidade dos agroecossistemas
A agropecuária é uma atividade antrópica essencial para toda e qualquer
sociedade, independente do nível de desenvolvimento. A grande questão contemporânea é
saber como mantê-la produtiva sem afetar drasticamente os diferentes ecossistemas terrestres
(Gualberto et al., 2003). A conscientização de que o planeta Terra, com seus recursos naturais
limitados, caminha em processo acelerado para o esgotamento de suas potencialidades, tem
ampliado a busca por alternativas de produção mais racionais (Napoleão, 2003). Tal fato tem
sido alvo de preocupação de pesquisadores e governos de todos os países nas últimas décadas
sobre a importância da sustentabilidade dos agroecossistemas, uma vez que a conseqüência
direta da degradação ambiental tem sido o empobrecimento generalizado do ecossistema e da
população que dele depende. Cerca de 20% do solo em todo mundo encontra-se degradado e
somente através de adoção de novos sistemas de produção, mais adequados às diferentes
condições ambientais do planeta, será possível melhorar este cenário (Napoleão, 2003).
Essa crescente preocupação com o ambiente e com a qualidade de vida no
planeta levou ao surgimento de um paradigma: a sustentabilidade agrícola. Embora, não se
tenha um consenso quanto ao seu conceito, e inúmeras são as definições de sustentabilidade
encontradas na literatura especializada (Tavares et al., 2003) e varia conforme a área de
atividade ou ambiente a que for aplicado (Müller, 1996). Em 1987, a Comissão Mundial sobre
34
o Meio Ambiente e Desenvolvimento, criada pelas Nações Unidas, publicou o Relatório
Bruntland, no qual foi apresentada a definição mais aceita e adotada para o desenvolvimento
sustentável: aquele “que satisfaz as necessidades presentes, sem comprometer a capacidade
das gerações futuras de suprir suas próprias necessidades” (Coutinho et al., 2003). Segundo
Daniel et al. (2001), a sustentabilidade é um conceito que pode ser aplicado a qualquer atividade
desenvolvida pelo homem, e sua avaliação recebe diferentes enfoques, dependendo do nível de
estudo e do ambiente em questão, ser urbano ou rural.
Agricultura sustentável talvez seja, na atualidade, um dos temas mais
debatidos e estudados nos meios acadêmicos e científicos (Tavares et al., 2003). Dentro deste
enfoque surgiram varias definições procurando explicar o que se entende por agricultura
sustentável. Apesar das contradições, há um consenso no sentido de que agricultura
sustentável é, antes de mais nada, um objetivo a ser atingido. Além disso, diversas outras
formas de sustentabilidades podem ser consideradas como a social, a cultural, a política, a
ecológica, etc. Para Smyth et al. (1993) e Kitamura (1994), manejo sustentável combina
tecnologias, políticas e atividades integrando princípios sócios-econômicos com preocupações
ambientais de modo que se possa, simultaneamente manter ou melhorar a produção e os
serviços (produtividade); reduzir o nível de riscos da produção (segurança); proteger o
potencial dos recursos naturais e prevenir a degradação da qualidade do solo e da água
(proteção); ser economicamente viável (viabilidade) e; ser socialmente aceitável
(aceitabilidade).
A busca da sustentabilidade sócio-econômica da exploração agrícola ou a
procura de uma nova condição de equilíbrio do sistema de produção passa pelo manejo
adequado dos solos (Hernani et al., 1997; Fregonezi et al., 2001). O manejo do solo agrícola é
sustentável somente quando a sua qualidade é mantida ou melhorada concomitantemente,
com a qualidade do ar, da água e dos alimentos, conciliando os objetivos de produtividade
35
com a capacidade produtiva a longo prazo (Doran e Parkin, 1994; Larson e Pierce, 1994).
Portanto, a manutenção da qualidade do solo é vital para se atingir a sustentabilidade
agropecuária e atender à demanda crescente de produção e conservação ambiental.
Desde então, vários conceitos de qualidade do solo foram propostos, sendo
o mais abragente aquele que a define como sendo a sua capacidade em manter a produtividade
biológica, a qualidade ambiental e a vida vegetal e animal saudável na face da terra (Doran e
Parkin, 1994). Pode-se, assim, entender a degradação do solo como sendo a perda da sua
capacidade em desempenhar uma função e o grau da degradação como um indicador chave da
sustentabilidade dos ecossistemas. Portanto, a qualidade do solo é um componente crítico de
uma agricultura sustentável, e um sistema de produção pode ser sustentável apenas quando a
qualidade do solo é mantida ou melhorada (Lal, 1997).
Recentemente, a produtividade sustentada tem-se tornado um alvo primário,
e a comunidade científica tem procurado respostas para a manutenção de um solo produtivo
em uma dada região, aplicando os fundamentos da ciência do solo (Bruce et al., 1995). Doran
(1997) afirma que a melhor maneira de se avaliar a sustentabilidade de um sistema de
produção é medir o seu impacto na qualidade do solo, sendo seu estudo necessário para
fornecer informações sobre o manejo do solo e assegurar a tomada de decisões para uma
melhor utilização desse recurso (Sposito e Zabel, 2003). Para monitorar a qualidade do solo,
com vistas em sugerir modificações nos sistemas de manejo utilizados pelos agricultores a
tempo de evitar a sua degradação, é necessário definir indicadores de qualidade de solo e do
ambiente sensíveis ao manejo e de fácil determinação (Mielniczuk, 1999). Esses indicadores
devem refletir as alterações nos atributos da produtividade, resiliência, estabilidade e eqüidade
dos agroecossistemas (Vieira, 2002; Ferraz, 2003).
Basicamente, os conceitos da agricultura sustentável levam em consideração
aspectos ambientais, econômicos e sociais, e dentro desse enfoque, o SPD é o que mais se
36
aproxima do conceito de agricultura sustentável ao longo do tempo, pois apresenta uma série
de vantagens em relação ao preparo convencional do solo (Albuquerque et al., 1995; Cruz et
al., 2001). Com base em vários resultados de pesquisa, o SPD reduz a erosão, aumenta o
conteúdo de matéria orgânica com o tempo, consequentemente, a fertilidade do solo, a
biodiversidade da biota, diminui o consumo de combustíveis fósseis, aumenta a
disponibilidade de água para as plantas, preserva e recupera mananciais de água, contribui
para o controle de CO2 e seus efeitos no aquecimento global (Janke e Papendick, 1994; Sá et
al., 2004) e reduz os custos gerais da lavoura, com aumento gradativo da produtividade
(Hernani et al., 1997; Borges, 1998; Santos et al., 2000).
Nesse sentido, no caso específico do setor produtor de grãos uma estratégia
para a sustentabilidade parece ser a diversificação das propriedades por meio das rotações de
culturas e da integração da produção animal e vegetal (Veiga, 1993). Em suma, os sistemas
diversificados e consos43ogis apresemnta uma sé w (de vantagede on3474msifadosecon3474msifamas) T
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56
3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL
As avaliações foram realizadas no período de 2000 a 2003 num experimento
implantado desde 1995, ocupando uma área de 28 ha de um Latossolo Vermelho distroférrico
típico, com 70% de argila, localizada na Embrapa Agropecuária Oeste, Município de
Dourados, MS (22º 14’ 00” S e 54º 49’ 00” W).
Antes da implantação do experimento, mais precisamente desde a década de
70, toda a área era utilizada para cultivo de grãos, com preparo convencional do solo,
envolvendo arações e gradagens. Para o estabelecimento da área experimental, inicialmente
foi implantada a cultura de milho na safra de inverno (safrinha) em toda a área, sendo
previamente utilizado calcário e adubação fosfatada, de acordo com as recomendações
técnicas. Em seguida, a área foi dividida em faixas, de modo a representar quatro sistemas de
produção: 1) sistema convencional, com monocultivo de soja no verão e de aveia no
outono/inverno, sendo o solo preparado com uso de grades de disco e herbicidas residuais em
pré-emergência, ocupando uma área de 2,0 ha; 2) sistema plantio direto, com faixa
subdividida em três partes de 2,0 ha, sendo duas ocupadas com soja e uma com milho, no
verão, rotacionando-se com aveia, trigo e nabo forrageiro durante o outono/inverno. As
culturas de trigo e aveia são utilizadas para produção de grãos, enquanto o nabo forrageiro é
utilizado para produção de palha. Neste sistema são empregados herbicidas pós-emergentes e
outras tecnologias disponíveis para a região, visando obter elevados rendimentos de grãos e
reduzir as perdas do sistema; 3) sistema integrado lavoura/pecuária, com faixa subdividida em
duas partes de 4,0 ha, sendo uma ocupada com lavoura e outra com pastagem (Brachiaria
decumbens Stapf). O sistema é rotacionado a cada dois anos, quando a área ocupada com
lavoura passa a ser ocupada com pastagem e vice-versa. Na área ocupada com lavoura, a soja
é conduzida em plantio direto, no verão, rotacionando-se com aveia no inverno, sendo esta
utilizada como .pastagem temporária; e 4) pastagem contínua, consistindo-se num sistema
57
com pastagem permanente (Brachiaria decumbens Stapf), numa área de aproximadamente 8,0
ha. O restante da área com pastagem permanente é ocupada com outras espécies de
gramíneas, que não foram avaliadas no presente estudo.
As áreas ocupadas com sistema plantio direto e integração lavoura/pecuária
foram subdivididas, visando minimizar o efeito temporal envolvendo as culturas em
rotação/sucessão. As pastagens foram manejadas em pastoreio rotativo, com lotação ajustada
de forma a manter a oferta de forragem constante, em torno de 7% (7 kg de massa seca de
forragem para 100 kg de peso vivo/dia) e sem suplementação no inverno (período de seca).
Uma área adjacente, com vegetação nativa do tipo Cerrado, com cerca de 5
ha, foi incluída no estudo como referencial da condição original do solo.
Na implantação dos sistemas de produção no modelo físico, foi estabelecido
um plano de amostragem obedecendo um “grid” previamente definido, com 30 m de intervalo
entre os pontos, possibilitando o georreferenciamento de todas as amostragens. O croqui do
modelo contendo a localização espacial dos sistemas de produção e o plano de amostragem
encontra-se na Figura 3.1.
Figura 3.1 – Modelo físico da área experimental e plano de amostragem nos diferentes
sistemas de produção, Dourados, MS. Os pontos assinalados com um círculo
correspondem aos locais de amostragem.
58
4. ARTIGO: MACROFAUNA INVERTEBRADA DO SOLO SOB DIFERENTES
COBERTURAS VEGETAIS EM SISTEMA PLANTIO DIRETO NO
CERRADO
4.1. Resumo
Este trabalho avalia a comunidade da macrofauna invertebrada do solo, através da sua
abundância e riqueza de grupos, sob diferentes coberturas vegetais em sistema de plantio
direto. As avaliações foram realizadas no campo experimental da Embrapa Agropecuária
Oeste, município de Dourados-MS, num Latossolo Vermelho distroférrico típico, sob sistema
convencional, sistema de plantio direto e sistema natural. As amostragens foram realizadas
em dezembro de 2000, junho de 2001, janeiro de 2002 e junho de 2002. Foram amostrados
cinco monólitos de solo de 0,25 x 0,25 m de largura e 0,30 m de profundidade ao longo de um
transecto. Os resíduos de cultura de nabo antes da cultura milho (nabo/milho) e os resíduos da
cultura de soja antes da cultura de trigo e nabo (soja/trigo e soja/nabo) proporcionaram efeitos
positivos na densidade e diversidade da comunidade da macrofauna edáfica.
Palavras-chave: rotação/sucessão de cultura, comunidade, densidade, diversidade, minhocas,
térmitas.
4.2. Abstract
This work was aimed at evaluating the invertebrate macrofauna community in the soil, by
means of its abundance and richness of groups under different plant covers in the no-till
system. Evaluations were performed at the experimental field of Embrapa Agropecuária
Oeste, in the municipal district of Dourados-MS, on a Typic Hapludox under conventional,
no-till, and natural systems. Samplings were performed in December 2000, June 2001,
January 2002, and June 2002. Five soil monoliths measuring 0.25 × 0.25 m width and 0.30 m
depth were sampled along a transect. Turnip residues before a corn crop (turnip/corn) and
soybean residues before wheat and turnip crops (soybean/wheat and soybean/turnip) provided
positive effects on the density and diversity of the edaphic macrofauna community.
Key words: crop rotation/succession, community, density, diversity, worms, termites.
59
4.3. Introdução
Desde a sua introdução no Brasil, no início da década de 70, o sistema
plantio direto (SPD) teve por parte dos agricultores uma valorização da importância da
manutenção dos resíduos culturais (palhada) na proteção do solo. A compreensão do real
valor da palhada no sistema plantio direto foi um dos fatores que determinaram o sucesso do
novo sistema em condições tropicais e subtropicais. Atualmente o Brasil já apresenta cerca de
20 milhões de hectares sob plantio direto (Cervi, 2003), estando 25% dessa área localizada na
região do Cerrado, onde nos últimos anos houve uma maior adoção, principalmente, em
Goiás, Mato Grosso e Mato Grosso do Sul.
O resíduo das culturas é precursor da matéria orgânica no solo;
posteriormente à sua adição, processos biológicos são desencadeados, com reflexos nas
propriedades físicas e químicas que contribuem para eficiência da ciclagem de nutrientes e a
manutenção e/ou incrementos dos teores de matéria orgânica no solo. A decomposição dos
resíduos culturais, processo-chave na ciclagem dos nutrientes, é um processo essencialmente
biológico, do qual participam a microflora e a fauna do solo. Dentre os animais que
constituem a fauna do solo, a macrofauna invertebrada edáfica compreende os maiores
invertebrados que vivem no solo (> 2 mm de diâmetro corporal), incluindo os grupos das
formigas, coleópteros, aranhas, minhocas, centopéias, cupins, diplópodos, etc. (Wolters, 2000;
Lavelle e Spain, 2001).
A macrofauna edáfica tem papel fundamental na fragmentação e
incorporação da matéria orgânica ao solo, criando-se, assim, condições favoráveis à ação
decompositora dos microrganismos (Bayer e Mielniczuk, 1999). As atividades desses
organismos conduzem à criação de estruturas biogênicas (galerias, ninhos, câmaras e bolotas
fecais), as quais influem na agregação, nas propriedades hidráulicas e na dinâmica da matéria
orgânica do solo (Lavelle e Spain, 2001; Sanchéz e Reinés, 2001). Por sua vez, essas
60
estruturas influem na composição, abundância e diversidade de outros organismos do solo
(Decaëns, 2001). Além disso, esses organismos contribuem na mobilidade vertical de
nutrientes assimiláveis favorecendo assim o sistema radicular das plantas (Gassen, 1999;
Brown et al., 1999) e podem ser também vetores de microrganismos simbióticos das plantas,
como fixadores de nitrogênio e fungos de micorriza, bem como digerem, de maneira seletiva,
microrganismos patógenos (Brown, 1995). Portanto, a abundância e a diversidade da
comunidade de macrofauna invertebrada do solo são fatores importantes para a
sustentabilidade de produção primária de ecossistemas naturais e dos agroecossistemas
derivados (Decaëns et al., 2001).
As comunidades de macrofauna invertebrada do solo respondem às diversas
intervenções antrópicas no meio ambiente. Estas respostas se relacionam principalmente com
as modificações da cobertura vegetal, que determina diretamente a quantidade e qualidade do
recurso orgânico (Decaëns et al., 2001). Vários estudos têm destacado a hipótese de que a
densidade e a diversidade da comunidade da macrofauna edáfica, assim como a presença de
um determinado grupo de organismo em um sistema, podem ser usadas como bioindicadores
da qualidade do solo (Chaussod, 1996; Brussaard et al., 1997; Muys e Granval, 1997; Paoletti,
1999; Barros et al. 2003). Portanto, avaliar o manejo conservativo da comunidade de
macrofauna invertebrada do solo é uma etapa importante na busca de sustentabilidade dos
agroecossistemas tropicais. Assim, o presente trabalho visou avaliar a comunidade da
macrofauna invertebrada do solo sob diferentes coberturas vegetais em sistema plantio direto,
utilizando um sistema convencional e outro natural como referencial.
4.4. Material e Métodos
O trabalho foi conduzido no período de 2000-2002 no campo experimental
da Embrapa Agropecuária Oeste, município de Dourados-MS (22º 14’ 00” latitude sul e 54º
61
49’ 00” de longitude oeste de Greenwich), sob solo classificado como Latossolo Vermelho
distroférrico típico, com teores médios de 70% de argila. O clima de ocorrência, segundo a
classificação de Köppen, é Aw, com estação quente e chuvosa no verão e moderadamente
seca no inverno. Os dados agroclimáticos mensais de precipitação pluvial (mm) e temperatura
(ºC), durante o período de estudo, encontram-se na Figura 4.1.
O experimento, utilizado no trabalho, foi instalado em 1995 com sistemas
intensivos de produção e sistemas alternativos para a região, caracterizados a seguir: sistema
convencional (SC) – consiste no cultivo de soja no verão e de aveia no outono/inverno, sendo
o solo preparado com uso de grades de disco e utilização de herbicidas residuais em préemergência, ocupando uma parcela de 2,0 ha; sistema plantio direto (SPD) – agricultura em
plantio direto, tendo como culturas de verão o milho e a soja, intercalados com
nabo/aveia/trigo/ durante o outono/inverno, de forma a conter as seqüências de
nabo/milho/aveia (n/m/a); aveia/soja/trigo (a/s/t) e trigo/soja/nabo (t/s/n), ocupando uma
parcela de 2,0 ha cada. As culturas de trigo e aveia são utilizadas para produção de grãos e a
cultura de nabo forrageiro para produção de palha. Neste sistema são empregados herbicidas
pós-emergentes e todas as tecnologias disponíveis para a região, como manejo integrado de
pragas, visando obter elevados rendimentos de grãos e reduzir as perdas do sistema e; sistema
natural (mata) – fragmento de mata composto por espécies nativas típicas de cerrado, com
cerca de 5 ha, contígua à área do experimento utilizada como referência da condição original
do solo.
As avaliações foram realizadas em quatro épocas: dezembro/2000,
junho/2001, janeiro/2002 e junho/2002 (referentes a duas safras de verão e duas de inverno).
As amostragens foram realizadas, em cada sistema, cerca de 15 dias após o plantio das
culturas de verão e inverno. Foram amostrados cinco monólitos de solo de 0,25 x 0,25 m de
largura e 0,30 m de profundidade ao longo de um transecto (Anderson e Ingram, 1993). Os
62
exemplares pertencentes a macrofauna invertebrada do solo, organismos maiores que 10 mm
de comprimento e/ou maior de 2 mm de diâmetro corporal, foram extraídos e armazenados
numa solução de álcool 70%. No laboratório, com auxílio de lupa binocular, procedeu-se a
identificação, contagem e pesagem dos organismos, ao nível de grandes grupos taxonômicos,
sendo identificadas separadamente as famílias Formicidae e Enchytraeidae.
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Figura 4.1 - Precipitação pluvial e temperatura média mensal obtidos na Estação de
Agroclimatologia da Embrapa Agropecuária Oeste, referente aos anos 2000,
2001 e 2002. As setas indicam os meses em que foram realizadas as
amostragens da macrofauna do solo.
Nos sistemas estudados também foram realizadas coletas de amostras de
solo, com cinco repetições, na profundidade 0-30 cm, as quais foram enviadas ao Laboratório
de solo da Embrapa Agropecuária Oeste, para a caracterização química de acordo com
Embrapa/SCNLS (1997) (Tabela 4.1).
Os dados de macrofauna obtidos (x), dada a sua heterogeneidade, foram
transformados em log (x + 1) e depois submetidos à análise de variância, e as médias
comparadas pelo teste de Tukey, ao nível de 5% (p<0,05). Efetuou-se análise de correlação
63
para os dados de riqueza em função dos teores de matéria orgânica. Os dados de riqueza e dos
principais grupos da macrofauna edáfica foram submetidos à analise multivariada de
componentes principais para avaliar qualitativamente o grau de alteração do solo entre os
diferentes sistemas produtivos e em relação ao sistema natural, utilizando o Programa SPAD.
Tabela 4.1 – Caracterização química de solo na profundidade 0-30 cm sob sistema
convencional (SC), sistema plantio direto (SPD) e sistema natural (SN).
Valores médios das quatro épocas de avaliação.
pH
P
K
Ca
Mg
Al
MO
Sistemas
SC
SPD (n/m/a)1
SPD (a/s/t)2
SPD (t/s/n)3
SN
H2 O
Mg dm-3
5,1
5,3
5,2
5,3
6,0
11,2
14,8
17,4
17,5
1,7
-----------------------cmolc dm-3--------------------
g kg -1
0,4
0,3
0,4
0,3
0,5
26,4
26,3
26,0
26,5
47,8
3,0
4,1
3,5
3,8
9,7
1,1
1,8
1,4
1,6
2,7
1,2
0,5
0,9
0,7
0,1
1
SPD (n/m/a): milho cultivado em sucessão a nabo forrageiro e aveia em sucessão a milho; 2 SPD (a/s/t): soja
cultivada em sucessão a aveia e trigo em sucessão a soja e 3 SPD (t/s/n): soja cultivada em sucessão a trigo e nabo
em sucessão a soja.
4.5. Resultados e Discussão
Conforme os dados apresentados nas Tabelas 4.2 e 4.3, observou-se que
houveram diferenças significativas (p>0,05) para a densidade total e riqueza de grupos da
comunidade de macrofauna invertebrada do solo entre os sistemas estudados. O sistema com
fragmento de mata (SN) foi o que apresentou maior densidade total e riqueza de grupos
quando comparado aos demais sistemas. Dentre os agroecossistemas, encontrou-se a maior
densidade total no sistema plantio direto com sucessão de nabo/milho/aveia em comparação
ao sistema convencional. Destacando-se neste sistema a sucessão de nabo/milho, com cerca
de 2.336 (dez/2000) e 1.043 ind./m2 (jan/2002) (Tabela 4.2). Nos outros sistemas de plantio
direto com sucessão aveia/soja/trigo e trigo/soja/nabo, apesar de não haver diferenças
significativas em comparação com o sistema convencional, destacaram-se as sucessões
soja/trigo (2.246 e 1.635 ind./m2 e soja/nabo (1.184 e 1763 ind./m2 ). Nos sistemas cultivados
de plantio direto com resíduos remanescentes da cultura anterior, principalmente quando há
64
maior aporte de nitrogênio, seja através da soja ou do nabo, observou-se maiores valores de
densidade total (Santos e Reis, 2001) (Tabela 4.2), quando o aporte foi de gramíneas, que
apresentam maior relação C/N (Zotarelli, 2000), os valores de densidade foram menores.
Tabela 4.2– Densidade total (ind m-2) da comunidade de macrofauna invertebrada do solo sob
sistema convencional (SC), sistema plantio direto (SPD) e sistema natural (SN).
Épocas
Sistemas
SC
SPD (n/m/a)1
SPD (a/s/t)2
SPD (t/s/n)3
SN
Médias
Dez/00
Jun/01
Jan/02
Jun/02
Médias
899
2336
435
554
2278
1300 a
890
1091
2246
1184
1494
1381 a
301
1043
227
282
5430
1457 a
557
928
1635
1763
4192
1815 a
662 c
1350 b
1136 bc
946 bc
3349 a
---
1
SPD (n/m/a): milho cultivado em sucessão a nabo forrageiro e aveia em sucessão a milho; 2 SPD (a/s/t): soja
cultivada em sucessão a aveia e trigo em sucessão a soja e 3 SPD (t/s/n): soja cultivada em sucessão a trigo e nabo
em sucessão a soja. Médias grafadas com letras diferentes, dentro da mesma linha e coluna, contrastam pelo teste
de Tukey, a 5%.
Dentre os sistemas de manejo no SPD, os valores de riqueza de grupos
foram semelhantes, no entanto, significativamente superiores ao sistema convencional
(p<0,05). Foi detectada uma correlação positiva e significativa (r = 0,65; p<0,05) entre os
valores de riqueza de grupos e os teores de matéria orgânica do solo, indicando que as
características químicas do solo e o tipo de vegetação contribuem favoravelmente a manter
elevadas valores de densidade e riqueza de grupos da comunidade de macrofauna
invertebrada do solo.
Os grupos da macrofauna invertebrada do solo Coleoptera, Chilopoda,
Arachnida, Enchytraeidae, Larvas de Coleoptera, Formicidae, apesar de não apresentarem
diferenças significativas entre os sistemas de cultivo (p>0,05), foram encontrados em maior
densidade no sistema plantio direto com sucessão nabo/milho/aveia (Tabela 4.3). Já para
Isoptera, a maior densidade foi observada no sistema plantio direto com sucessão
aveia/soja/trigo. A comunidade de insetos sociais (Formicidae e Isoptera) foi responsável por
65
mais de 40 % da densidade total dos sistemas cultivados, sendo formigas no verão e ambos no
inverno. Os valores de densidade de Oligochaeta foram significativamente semelhantes entre
os sistemas de manejo no SPD (n/m/a, a/s/t e t/s/n), no entanto, significativamente superiores
ao sistema convencional. Estes organismos têm sido descritos como engenheiros ecológicos
do solo, pois as estruturas biogênicas que produzem são importantes no sistema,
representando sítios em que ocorrem alguns processos fundamentais, como a estimulação da
atividade microbiana, a formação de estrutura de solo e a dinâmica de matéria orgânica (Jones
et al., 1994; Lavelle, 1996 e 1997). Alguns organismos adultos e na fase larval tiveram
ocorrência esporádica; em algumas propriedades com apenas um indivíduo, onde classificouse como o grupo “outros” e “outras larvas”.
Tabela 4.3 – Densidade de indivíduos (ind m-2) e riqueza (n.º de grupos) da macrofauna
invertebrada do solo sob sistemas convencional (SC), plantio direto (SPD) e
natural (SN). Valores médios de 4 épocas de avaliação. Os dados entre
parênteses referem-se ao erro padrão.
Macrofauna
SC
Arachnida
2 (±1,3) b
Coleoptera
21 (±4,9) a
Chilopoda
12 (±5,0) b
Oligochaeta
22 (±8,1) c
Enchytraeidae
3 (±1,9) b
Formicidae
199 (±59,4) a
Isoptera
275 (±122,3) a
Larvas de Coleoptera 94 (±17,6) ab
Outras larvas
10 (±6,1) b
Outros invertebrados
22 (±6,9) c
Riqueza
11 c
SPD (n/m/a) 1
14 (±2,9) ab
83 (±19,5) a
18 (±9,8) b
50 (±12,4) b
80 (±69,0) b
810 (±189,6) a
54 (±119,0) a
106 (±26,1) ab
45 (±13,1) ab
88 (±28,8) b
16 b
Sistemas
SPD (a/s/t)2
10 (±8,1) ab
32 (±8,1) a
10 (±6,2) b
104 (±21,3) ab
23 (±15,9) b
194 (±170,0) a
625 (±22,6) a
80 (±16,8) b
19 (±19,9) b
39 (±11,4) c
15 b
SPD (t/s/n)3
9 (±2,7) ab
22 (±8,1) a
11 (±3,3) b
73 (±26,8) b
30 (±10,5) b
304 (±34,8) a
349 (±331,0) a
66 (±19,2) b
58 (±51,7) ab
25 (±7,0) c
14 b
SN
19 (±5,6) a
173 (±121,0) a
47 (±13,0) a
120 (±17,0) a
1818 (±393,4) a
513 (±170,4) a
173 (±150,5) a
183 (±33,6) a
84 (±51,1) a
219 (±25,6) a
20 a
1
SPD (n/m/a): milho cultivado em sucessão a nabo forrageiro e aveia em sucessão a milho; 2 SPD (a/s/t): soja
cultivada em sucessão a aveia e trigo em sucessão a soja e 3 SPD (t/s/n): soja cultivada em sucessão a trigo e nabo
em sucessão a soja. Médias grafadas com letras diferentes, dentro da mesma linha, contrastam pelo teste de
Tukey, a 5%.
Em relação à biomassa total, observa-se que houve diferença estatística
(P<0,05) entre os sistemas (Tabela 4.4). O fragmento de mata apresentou o maior valor de
biomassa total em relação aos demais sistemas, associado ao alto status de nutriente e aporte
66
contínuo de matéria orgânica (Tabela 4.1), como indicado por Fragoso e Lavelle (1992), o que
não ocorre nos sistemas agrícolas. Dentre os sistemas cultivados, a maior biomassa total foi
observada no sistema plantio direto com sucessão trigo/soja/nabo com forte contribuição dos
grupos Oligochaeta, Enchytraeidae, Larvas de Coleoptera e Formicidae. Os demais grupos
apresentaram maior biomassa nos sistema plantio direto com sucessão nabo/milho/aveia. Com
exceção do sistema convencional, em todos os demais sistemas observou-se aumento da
biomassa total do verão para o inverno, atribuído principalmente a ocorrência de larvas de
Coleoptera (corós) em função do seu ciclo biológico (Salvadori, 1997).
Tabela 4.4 – Biomassa de indivíduos (mg m-2) da macrofauna invertebrada do solo sob
sistemas convencional (SC), plantio direto (SPD) e natural (SN). Valores
médios de 4 épocas de avaliação. Os dados entre parênteses referem-se ao erro
padrão
Macrofauna
Arachnida
Coleoptera
Chilopoda
Oligochaeta
Enchytraeidae
Formicidae
Isoptera
Larvas de Coleoptera
Outras larvas
Outros invertebrados
Total
1
SC
0,2 b
(±0,2 )
100,6 b
(±25,0)
50,6 ab
(±27,6)
146,6 b
(±65,8)
0,6 b
(±0,4)
211,1 a
(±77,1)
423,8 a
(±193,8)
2737,8 ab
(±968,1)
60,6 b
(±31,0)
233,4 b
(±192,2)
3964,6 bc
(±1010,8)
SPD (n/m/a) 1
38,6 b
(±20,7)
790,1 b
(±230,4)
78,2 a
(±38,4)
676,5 a
(±165,7)
16,8 b
(±13,6)
427,4 a
(±174,8)
677,4 a
(±356,6)
2063,4 abc
(±532,2)
235,4 ab
(±135,5)
197,2 b
(±67,0)
5200,9 bc
(±840,8)
Sistemas
SPD (a/s/t)2
20,1 b
(±4,5)
417,2 b
(±378,5)
5,8 b
(±35,6)
373,0 a
(±150,5)
6,3 b
(±36,4)
152,7 a
(±146,7)
630,6 a
(±29,7)
731,5 c
(±372,9)
83,4 ab
(±40,8)
431,3 b
(±100,5)
2852,1 c
(±1657,3)
SPD (t/s/n)3
10,2 b
(±11,8)
754,4 b
(±160,6)
48,3 ab
(±4,4)
746,9 a
(±135,0)
41,0 b
(±3,4)
559,8 a
(±29,7)
89,8 a
(±306,2)
2926,3 ab
(±214,8)
92,8 ab
(±43,1)
309,4 b
(±247,2)
5578,9 b
(±633,6)
SN
666,3 a
(±640,6)
1.843,4 a
(±835,9)
63,6 ab
(±21,7)
1195,3 a
(±266,6)
1405,9 a
(±255,9)
237,9 a
(±104,2)
658,9 a
(±615,9)
4046,0 a
(±1060,0)
607,5 a
(±293,0)
2017,8 a
(±621,5)
12742,6 a
(±1548,1)
SPD (n/m/a): milho cultivado em sucessão a nabo forrageiro e aveia em sucessão a milho; 2 SPD (a/s/t): soja
cultivada em sucessão a aveia e trigo em sucessão a soja e 3 SPD (t/s/n): soja cultivada em sucessão a trigo e nabo
em sucessão a soja. Médias grafadas com letras diferentes, dentro da mesma linha, contrastam pelo teste de
Tukey, a 5%.
67
A análise de componentes principais (ACP) foi apresentada por ano agrícola
na Figura 4.2. Os dois primeiros componentes principais foram considerados na interpretação
dos resultados, sendo que o primeiro componente explicou 37,98 e 65,78 % e o segundo 21,05
e 19,09 % da variabilidade total dos dados dos anos agrícolas 2000/2001 e 2001/2002,
respectivamente.
O primeiro componente (Eixo I) associou o sistema com fragmento de mata
ao sistema plantio direto com sucessão nabo/milho e separou estes dos demais sistemas
cultivados, obedecendo ao mesmo padrão de distribuição tanto no ano agrícola 2000/2001,
quanto no ano agrícola 2001/2002, atribuído a maior riqueza e abundância da macrofauna
nesses sistemas.
O segundo componente principal (Eixo II) separou o sistema plantio direto
com sucessão soja/nabo e soja/trigo dos demais sistemas cultivados nos dois anos agrícolas.
Isoptera foi o principal grupo associado a essa separação nos dois anos consecutivos, sendo
observado Oligochaeta apenas no ano de 2000/2001. Na época das avaliações, a palhada da
soja se encontrava em um estádio bem avançado de decomposição, apresentando grande
quantidade de cascas de vagens e hastes que são materiais bastante lignificados, favorecendo
a ocorrência dos térmitas. Esse grupo geralmente está relacionado a matéria orgânica com alta
relação C/N, beneficiando-se da associação com microrganismos fixadores de nitrogênio
(Lavelle e Spain, 2001).
Observa-se ainda que esse componente separou o sistema natural avaliado
no verão do inverno, indicando a influência da sazonalidade. O sistema plantio direto com
sucessão milho/aveia no ano agrícola 2001/2002, apresenta-se no centro do plano, por
apresentar características bióticas intermediárias.
68
Ano agrícola 2000/2001
Ano agrícola 2001/2002
Figura 4.2 – Análise de componentes principais (ACP) dos principais grupos da comunidade
de macrofauna invertebrada do solo sob sistemas convencional (SC), plantio
direto (SPD) e natural (mata). SPD (nabo/milho): milho cultivado em sucessão a
nabo; SPD (aveia/soja e trigo/soja): soja cultivado em sucessão a aveia e trigo;
SPD (milho/aveia): aveia cultivado em sucessão a milho; SPD (soja/trigo e
soja/nabo): trigo e nabo cultivados em sucessão a soja.
69
O
grupo
de
minhocas
(Enchytraeidae
e
Oligochaeta)
respondeu
positivamente ao sistema plantio direto com sucessão nabo/milho, sendo que no primeiro ano
esse efeito foi mais pronunciado para Enchytraeidae e no segundo para os demais
Oligochaeta. Alguns autores sugerem efeitos antagônicos entre Enchytraeidae e outros grupos
de Oligochaeta, sendo que em sistema natural existe maior oportunidade para ocupar nichos
diferenciados (Didden et al. 1997). Tanck et al. (2000) constataram que o plantio direto
promoveu maior densidade de Oligochaeta, pois proporciona melhor ambiente para a
sobrevivência e reprodução desses organismos. Enchytraeidae foi um dos grupos que se
destacou nesse agrupamento com elevada abundância na mata, alcançando mais de 60% no
verão 2001/2002 e inverno 2002, em decorrência desta ser um ambiente mais favorável em
termos de temperatura, umidade e melhor qualidade e abundância de matéria orgânica
(Didden et al. 1997; Lavelle e Spain, 2001).
O sistema plantio direto representa um agroecossistema ecologicamente
mais complexo que o sistema convencional o que possibilita a maior abundância de grupos
predadores (Robertson et al. 1994; Benito, 2002), como Chilopoda e Arachnida, observados
nas safras de verão e inverno. Mas, existem muitas diferenças em relação à sucessão dos
cultivos.
4.6. Conclusões
1. Os resíduos da cultura de nabo antes da cultura milho no verão (nabo/milho)
proporcionam condições para estabelecimento e desenvolvimento de comunidade
invertebrada da macrofauna mais diversa e mais similar à encontrada em área de mata.
2. O grupo de minhocas (Enchytraeidae e Oligochaeta) respondeu positivamente ao
sistema plantio direto com rotação nabo/milho, sendo que no primeiro ano esse efeito
foi mais pronunciado para Enchytraeidae e no segundo para os demais Oligochaeta.
70
3. Os resíduos da cultura de soja antes da cultura de trigo e nabo no inverno (soja/trigo e
soja/nabo), após decomposição, favoreceram a ocorrência de cupins.
4. Nos sistemas de plantio direto com seguidas sucessões de palhadas de gramíneas, a
comunidade da macrofauna apresentou correspondência com o sistema convencional.
5. O sistema plantio direto em relação ao sistema convencional de maneira geral,
propiciou maior abundância de grupos predadores, como Chilopoda e Arachnida.
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73
5. ARTIGO: MACROFAUNA INVERTEBRADA DO SOLO EM SISTEMA
INTEGRADO DE PRODUÇÃO AGROPECUÁRIA NO CERRADO
5.1. Resumo
O trabalho teve como objetivo determinar e comparar a densidade e diversidade da
comunidade de macrofauna invertebrada do solo de um sistema de produção de rotação
lavoura e pecuária conduzidos em plantio direto com sistemas intensivos de produção de
grãos e de carne bovina. O trabalho foi conduzido no município de Dourados-MS (22º 14’
00” latitude sul e 54º 49’ 00” de longitude a oeste de Greenwich), num solo classificado
como Latossolo Vermelho distroférrico típico, sob sistema de monocultivo com preparo
convencional do solo (sucessão soja/aveia), sistema integração lavoura/pecuária em plantio
direto, pastagem contínua e sistema com fragmento de mata. As amostragens foram realizadas
nas safras de verão e inverno. Os sistemas que teveram pouca interferências antrópicas
apresentaram maior abundância e riqueza da comunidade da macrofauna invertebrada do solo.
Palavras chaves: rotação lavoura/pecuária, densidade, riqueza, minhocas.
5.2. Abstract
This work’s objective was to determine and compare density and diversity of the soil’s
invertebrate macrofauna community in a crop/livestock rotation production system conducted
under no-till as intensive grain and beef cattle production systems. The work was conducted
in the municipality of Dourados-MS (22º 14’ 00” south latitude, and 54º 49’ 00” longitude
west of Greenwich), in a soil classified as a Typic Hapludox, in a monocropping system under
conventional soil tillage (soybean/oat succession), a cropping/livestock integration system
under no-till, a continuous pasture, and a forest fragment system. Samplings were performed
during the summer and winter cropping seasons. Systems with little anthropic interferences
showed greater abundance and richness in soil invertebrate macrofauna community.
Key words: crop/livestock rotation, density, richness, earthworms.
74
5.3. Introdução
A exploração primária na região do Cerrado baseia-se na produção de grãos
em lavouras mecanizadas e bovinocultura de corte extensivo, apresentando baixos índices de
eficiência, além de crescentes taxas de degradação dos solos e do potencial produtivo (Salton
et al., 2001). Tais processos são decorrentes dos efeitos de manejo inadequado de solo e
pastagem, pastejo excessivo, monocultura, ausência de práticas conservacionistas e uso de
equipamentos inadequados no preparo do solo, com reflexos diretos na preservação dos
recursos naturais. Estima-se que de 60 a 80% das pastagens nesta região estejam em algum
estágio de degradação (Kluthcouski e Aidar, 2003; Embrapa, 2004).
Como forma de otimização da exploração agropecuária na região, estão
sendo implementados sistemas de produção conduzidos em plantio direto com rotação entre
lavoura e pecuária, beneficiando ambas atividades. Segundo Lal (1991), a rotação entre
culturas anuais e pastagens é uma das alternativas para se obter um manejo sustentável de solo
e água nos trópicos. De acordo com Gassen e Gassen (1996) e Melo (1996) este sistema tem
demonstrado ser técnico e economicamente viável.
Na integração dos sistemas de produção de grãos e pecuária, as gramíneas
apresentam sistema radicular extenso e em constante renovação, que melhora a estrutura do
solo e promove a deposição de grande quantidade de resíduos orgânicos, os quais, mantidos
na superfície, exercem efeitos na proteção do solo contra as intempéries. As leguminosas
contribuem com nitrogênio, beneficiando, com isso, as pastagens subseqüentes e os animais
na reciclagem de nutrientes, com retorno ao sistema dos nutrientes contidos no tecido vegetal
através de dejetos (Vilela, 2004).
A adição de material orgânico no sistema integrado, através de resíduos
animais (principalmente esterco), raízes e resíduos dos cereais e da forrageira, estimula o
desenvolvimento de diferentes espécies de invertebrados do solo, pertencentes a numerosos
75
grupos taxonômicos, que são os maiores agentes reguladores dos processos físicos, químicos
e biológicos (Martínez e Sánchez, 2002). Dentre os organismos invertebrados do solo está a
macrofauna, que compreende os organismos maiores que 10 mm de comprimento e/ou
maiores que 2 mm de diâmetro corporal, incluindo os grupos das formigas, coleópteros,
aranhas, minhocas, centopéias, cupins, diplópodes, etc. (Lavelle et al., 1994; Wolters, 2000;
Lavelle e Spain, 2001).
As comunidades de macrofauna invertebrada desempenham um papel chave
nos processos de ciclagem de nutrientes e na estrutura do solo (Blanchart et al., 1997;
Decaëns, 2001; Marín et al., 2001). Estes organismos, além da fragmentação do material
orgânico, regulam a população microbiana responsável pelos processos de mineralização e
humificação, portanto, influenciam na reciclagem de matéria orgânica e na liberação de
nutrientes assimiláveis para as plantas (Huhta et al., 1991; Beare et al., 1994; Wardle e
Lavelle, 1997). Podem ser também vetores de microrganismos simbióticos das plantas, como
fixadores de nitrogênio e fungos de micorriza, bem como digerem, de maneira seletiva,
microrganismos patógenos (Brown, 1995).
As atividades desses organismos consistem na escavação e/ou ingestão e
transporte de material mineral e orgânico no solo, levando à criação de estruturas biogênicas
(galerias, ninhos, câmaras e bolotas fecais), as quais influem na agregação, propriedades
hidráulicas, dinâmica da matéria orgânica e na composição, abundância e diversidade de
outros organismos do solo (Decaëns, 2001; Lavelle e Spain, 2001). Os organismos da
macrofauna, principalmente os térmitas, as formigas, as minhocas e larvas de coleópteros são
denominados “engenheiros do ecossistema” pela habilidade de modificar o ambiente físico e
químico onde vivem (Stork e Eggleton 1992; Jones et al., 1994; Lavelle et al., 1997; Wolters,
2000).
76
Pelas razões expostas acima, vários trabalhos têm destacado a hipótese de
que a diversidade e abundância da macrofauna invertebrada do solo, assim como a presença
de determinados grupos em um sistema, podem ser usados como indicadores da qualidade dos
solos (Stork e Eggleton, 1992; Chaussod, 1996; Muys e Granval, 1997; Tian et al., 1997;
Socarrás, 1998; Tapia-Coral et al., 1999; Paoletti, 1999; Barros et al. 2002), pois são muito
sensíveis à modificações do manejo do solo (Lavelle et al., 1992). Estudos recentes têm
demonstrado a sua importância na recuperação de áreas degradadas (Tapia-Coral et al., 1999;
Barros et al., 2002; Barros et al., 2004). Atualmente, com o crescente interesse por práticas
conservacionistas, muita ênfase tem sido dada ao estudo da estrutura da comunidade
invertebrada do solo, visando identificar as opções de manejo que possam otimizar suas
atividades para o funcionamento do ecossistema (Brussaard et al., 1997). Assim, o presente
trabalho teve como objetivo determinar e comparar a densidade e diversidade da comunidade
de macrofauna invertebrada do solo de um sistema de produção de integração lavoura e
pecuária conduzido em plantio direto, com sistemas intensivos de produção de grãos e de
carne bovina.
5.4. Material e Métodos
O trabalho foi conduzido no período de 2002-2003 no campo experimental
da Embrapa Agropecuária Oeste, município de Dourados-MS (22º 14’ 00” latitude sul e 54º
49’ 00” de longitude a oeste de Greenwich), sob solo classificado como Latossolo Vermelho
distroférrico típico, com teores médios de 70% de argila. O clima de ocorrência, segundo a
classificação de Köppen, é Aw, com estação quente e chuvosa no verão e moderadamente
seca no inverno. Os dados agroclimáticos mensais de precipitação pluvial (mm) e temperatura
(ºC), durante o período de estudo, encontram-se na Figura 5.1.
77
2001
400
2002
2001
2002
2003
(Precipitação)
2003
(Temperatura)
30
350
25
20
250
200
15
150
10
Temperatura (ºC)
Precipitação (mm)
300
100
5
50
0
0
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Figura 5.1 - Precipitação pluvial e temperatura média mensal obtidos na Estação de
Agroclimatologia da Embrapa Agropecuária Oeste, referente aos anos 2001,
2002 e 2003. As setas indicam os meses em que foram realizadas as
amostragens da macrofauna edáfica.
O experimento, utilizado no trabalho, foi instalado em 1995, com sistemas
intensivos de produção e sistemas alternativos para a região, caracterizados a seguir: sistema
convencional – consiste no cultivo de soja (Glycine max Merril) no verão e de aveia (Avena
strigosa Schreb) no outono/inverno, sendo o solo preparado com uso de grades de disco e
utilização de herbicidas residuais em pré-emergência, ocupando uma parcela de 2 ha; sistema
com integração lavoura/pecuária – consiste na rotação de soja (Glycine max Merril) com
pastagem (Brachiaria decumbens), conduzidos em plantio direto e utilização de pastagem
temporária de aveia (Avena strigosa Schreb), em sucessão à soja. Cada ciclo de rotação é de
dois anos, sendo a pastagem de braquiária dessecada com herbicida e implantada a soja no
verão e aveia no inverno e, após dois anos, é efetuada nova semeadura de pastagem. O
sistema ocupa uma área de 8 ha, dividida em duas parcelas de 4 ha, de forma a conter a fase
de lavoura (SI-L) e de pastagem (SI-P) no mesmo momento. Os animais são manejados
adequadamente em pastejo rotacionado, sem suplementação no período da seca, com todas as
78
recomendações técnicas sanitárias; pastagem contínua – consiste em pastagem permanente
com braquiária (Brachiaria decumbens), conduzida em sistema rotacionado de pastejo, em
uma área de aproximadamente 10 ha; e sistema natural – fragmento de vegetação composto
por espécies nativas, contígua à área do experimento, utilizada como referência da condição
original do solo.
As amostragens foram feitas em quatro épocas distintas: janeiro/02,
junho/02, janeiro/03 e julho/03 (referentes a duas safras de verão e inverno). Foram
amostrados cinco monólitos de solo de 0,25 x 0,25 m de largura e 0,30 m de profundidade, ao
longo de um transecto, determinado ao acaso, de acordo com Anderson e Ingram (1993), onde
a macrofauna foi extraída e colocada numa solução de álcool 70%. Com auxílio de lupa
binocular, procedeu-se a identificação, contagem e pesagem dos organismos, ao nível de
grandes grupos taxonômicos, atuantes no conjunto serapilheira-solo.
Em cada época de avaliação, coletaram-se amostras de solo, com cinco
repetições, na profundidade 0-30 cm, as quais foram enviadas ao Laboratório de solo da
Embrapa Agropecuária Oeste, para a caracterização química de acordo com Embrapa/SCNLS
(1997) (Tabela 5.1).
Tabela 5.1 – Caracterização química de solo na profundidade 0-30 cm sob sistema
convencional (SC), sistema integrado lavoura/pecuária (SI-P e SI-L),
pastagem contínua (PC) e sistema natural (SN). Valores médios das quatros
épocas de avaliação.
pH
P
K
Ca
Mg
Al
MO
Sistemas
SC
SI – P 1
SI – L 2
PC
SN
1
H2 O
mg dm-3
5,2
5,2
5,4
5,5
6,1
13,0
9,2
8,4
4,0
1,9
-----------------------cmolc dm-3-----------------
g kg -1
0,4
0,2
0,3
0,4
0,5
25,3
26,0
28,3
30,1
49,1
3,1
2,7
3,4
3,5
9,3
1,3
1,2
2,0
2,1
2,7
1,0
0,9
0,6
0,4
0,1
SI-P: pastagem cultivado após 2 anos de lavoura (soja/aveia) e 2 SI-L: lavoura (soja/aveia) implantada após 2
anos de pastagem.
79
Os dados de macrofauna obtidos (e), dada a sua heterogeneidade, foram
transformados em (e + 0,5)1/2 e depois submetidos à análise de variância (teste F), em
esquema fatorial (5 x 4) com cinco sistemas para o primeiro fator e em quatro épocas
diferentes de avaliação para o segundo fator, sendo as médias comparadas pelo teste de
Tukey, estabelecendo-se em 5% (p<0,05) o nível de rejeição de hipótese de nulidade.
Efetuou-se análise de coeficiente de correlação para os dados de riqueza em função dos teores
de matéria orgânica. Os dados também foram submetidos à análise de agrupamento (cluster
analysis), adotando-se o método do vizinho mais distante (complete linkage) para descrever a
similaridade entre os sistemas estudados, utilizando o programa “Statistica” (versão 5.0,
StatSoft).
5.5. Resultados e Discussão
Não foi detectada interação significativa (p>0,05) entre o sistema de
produção e a época de amostragem na análise para os valores de densidade, biomassa e
riqueza de grupos. De acordo com os resultados apresentados na Tabela 5.2, verificou-se
efeito significativo (p<0,05) entre os sistemas de produção em relação à densidade total da
comunidade de macrofauna invertebrada do solo. O sistema com fragmento de mata foi o que
apresentou a maior densidade total, diferindo estatisticamente dos demais sistemas. Entre os
agroecossistemas, os maiores valores de densidade foram observados na pastagem contínua e
no sistema integrado na fase lavoura em relação ao sistema convencional.
A similaridade entre os valores de densidade total no sistema convencional e
sistema integrado na fase pecuária foi, provavelmente, em virtude do efeito do manejo
anterior, observado principalmente na época janeiro/2002, onde a transição de lavoura para a
pastagem teve efeito marcante (aveia/pastagem), desaparecendo ao longo das outras épocas de
avaliações após a estabilização da pastagem. Entre as épocas observou-se menor densidade
80
em julho/2003 (p<0,05) em comparação a junho/2002, provavelmente, devido à baixa
precipitação no mês que antecedeu a época de amostragem (Figura 5.1).
Tabela 5.2 – Densidade total (ind.m-2) da comunidade de macrofauna invertebrada do solo
sob sistema convencional (SC), sistema integrado lavoura/pecuária (SI-P e SIL), pastagem contínua (PC) e sistema natural (SN).
Épocas
Sistemas
SC
SI – P1
SI – L2
PC
SN
Médias
janeiro/2002
junho/2002
janeiro/2003
julho/2003
Médias
301
243
1.744
1.242
5.430
1.792 ab
557
1.219
1.568
5.114
4.192
2.530 a
109
1.114
928
595
3.853
1.320 b
150
1.107
893
1.389
1.386
985 b
279 c
921 bc
1.283 b
2.085 b
3.715 a
---
1
SI-P: pastagem cultivada após 2 anos de lavoura (soja/aveia) e 2 SI-L: lavoura (soja/aveia) implantada após 2
anos de pastagem. Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna ou linha, contrastam pelo teste de
Tukey, a 5% de significância.
Os tipos de manejo e as práticas culturais podem determinar quais os grupos
da fauna de solo e em que quantidade estarão presentes nos solos (Wardle et al., 1993; Didden
et al., 1994). Em relação à composição taxonômica da comunidade de macrofauna
invertebrada do solo, observa-se que os grupos responderam de maneira diferenciada aos
sistemas de manejo do solo e a época de amostragem (Tabela 5.3). Os grupos de maior
expressão nos sistemas cultivados foram os insetos sociais (Formicidae e Isoptera),
responsáveis por mais de 50 % da densidade total dos sistemas cultivados, com
predominância de Formicidae em áreas com lavouras (SC e SI-L) e Isoptera nos sistemas com
pastagem (SI-P e PC). O primeiro grupo destacou-se nas safras de verão e o segundo nas
safras de inverno. Alguns organismos adultos ou em forma imatura tiveram ocorrência
esporádica; em algumas propriedades com apenas um indivíduo, classificado como “outros
invertebrados” e “outras larvas”, respectivamente.
Todos esses grupos estão entre os importantes componentes da fauna do
solo (Sánchez e Reinés, 2001; Dajoz, 2001), pois participam da decomposição da matéria
81
orgânica e da ciclagem de nutrientes (Fowler et al., 1991). No caso de Isoptera, junto com as
Oligochaeta, são considerados como os “engenheiros de ecossistema” (Lavelle, 1996), pela
capacidade de ingerir e transformar partículas orgânicas e minerais. Esse grupo, geralmente
está relacionado à matéria orgânica com alta relação C/N, beneficiando-se da associação com
microrganismos fixadores de nitrogênio (Lavelle e Spain, 2001), que permitem digerir a
maioria dos substratos complexos (complexo tanino-proteina, lignina e compostos húmicos)
(Garnier-Sillam e Harry, 1995; Sánchez e Reinés, 2001).
No sistema com fragmento de mata (SN) verificou-se uma forte dominância
de Enchytraeidae representando mais de 50% da comunidade (Tabela 5.3), possivelmente, em
decorrência deste ser um ambiente mais favorável em termos de temperatura, umidade e
melhor qualidade e abundância de matéria orgânica (Tabela 5.1). Os demais oligoquetas
responderam positivamente ao sistema integrado na fase de pecuária e pastagem contínua,
provavelmente, devido à maior densidade de raízes que as pastagem produzem, o que implica
em mais exudados radiculares e matéria orgânica. Além disso, estes sistemas podem ser
beneficiados pelo aumento da qualidade da matéria orgânica proveniente de dejetos dos
animais. Isto produz um aumento da mineralização do carbono, favorecendo o
desenvolvimento e estabelecimento da fauna do solo e, por conseguinte, os oligoquetas
(Martínez e Sánchez, 2002). Aparentemente a menor composição na safra de inverno dos
oligoquetas foi devido a influência da precipitação (Figura 5.1) pois, a umidade do solo é a
variável ambiental mais importante na distribuição e abundância deste grupo em solos
tropicais (Lavelle, 1983).
Entre os sistemas cultivados, representantes dos grupos de predadores
(Arachnida e Chilopoda) e de Diplopoda foram mais abundantes no sistema integrado (SI-P e
SI-L) e pastagem contínua em comparação ao sistema convencional. Segundo Robertson et al.
(1994), Marín et al. (2001) e Benito (2002), os agroecossistemas em plantio direto
82
possibilitam maior abundância de grupos predadores que o sistema convencional. A maior
densidade desses artrópodes pode contribuir para o controle de pragas agrícolas, o que pode
reduzir o uso de inseticidas em sistemas cultivados. Verificou-se que a maior ocorrência de
coleópteros adultos e imaturos se deu no sistema convencional, e Heteroptera na área
cultivada com pastagem permanente (PC). Os Heteroptera encontrados foram identificados
como inseto-praga denominado popularmente de percevejo castanho da raiz das pastagens,
que de acordo com Oliveira e Malaguido (2004), podem ocorrer em várias culturas,
principalmente, soja e pastagens.
Tabela 5.3 – Composição (%) da comunidade de macrofauna invertebrada do solo sob
sistema convencional (SC), sistema integrado lavoura/pecuária (SI-P e SI-L),
pastagem contínua (PC) e sistema natural (mata). Valores médios de 4 épocas
de avaliação. Os dados entre parênteses referem-se ao erro padrão.
SC
SI –P 1
SI – L 2
PC
Mata
Grupos
------------------------------------------%---------------------------------------------
Arachnida
Chilopoda
Coleoptera
Diplopoda
Formicidae
Heteroptera
Isoptera
Oligochaeta
Enchytraeidae
Larva de Coleoptera
Outras Larvas
Outros invertebrados
0,0 (± 0,0)
0,5 (± 1,3)
0,6 (± 2,5)
0,4 (± 2,5)
0,8 (± 4,8)
1,0 (± 4,3)
1,3 (± 2,2)
1,4 (± 5,4)
1,8 (± 6,8)
1,5 (± 15,7)
7,4 (± 3,2)
1,5 (± 4,4)
2,6 (± 7,0)
2,0 (± 6,6)
1,2 (± 9,2)
0,0 (± 0,0)
0,4 (± 1,1)
0,3 (± 1,5)
1,0 (± 7,3)
1,2 (± 11,3)
35,6 (± 39,6) 26,8 (± 76,7) 33,0 (± 138,0) 23,4 (± 227,0) 28,9 (± 236,3)
0,7 (± 0,8)
0,1 (± 1,1)
3,1 (± 15,9)
6,5 (± 22,7)
0,5 (± 3,4)
20,0 (± 47,2) 48,7 (± 232,4) 44,3 (± 155,3) 48,9 (± 777,2) 0,6 (± 10,4)
0,3 (± 1,6)
6,1 (± 7,2)
4,2 (± 17,3)
7,2 (± 14,3)
3,6 (± 17,9)
0,0 (± 0,0)
0,0 (± 0,0)
1,0 (± 12,8)
1,4 (± 4,2)
52,4 (± 388,7)
17,3 (± 10,5)
7,0 (± 16,9)
7,3 (± 20,6)
4,8 (± 48,6)
4,3 (± 34,1)
8,4 (± 7,8)
5,8 (± 12,7)
1,1 (± 4,4)
0,4 (± 10,4)
0,6 (± 8,9)
9,3 (± 6,8)
1,8 (± 6,0)
1,1 (± 3,8)
2,2 (± 6,7)
4,4 (± 17,4)
1
SI-P: pastagem cultivado após 2 anos de lavoura (soja/aveia) e 2 SI-L: lavoura (soja/aveia) implantada após 2
anos de pastagem.
Em relação à biomassa total, observa-se que houve diferença (P<0,05) entre
os sistemas (Tabela 5.4). Os maiores valores foram verificados no sistema SI na fase lavoura
(SI-L) e no fragmento de mata (SN) quando comparado com o sistema convencional, no
entanto, foram semelhantes entre si, fato decorrente da contribuição das minhocas e larva de
coleópteros, que embora participem com baixa densidade populacional nos sistemas de
83
cultivos, refletem em alta biomassa pelo grande tamanho corpóreo. Os oligoquetos constituem
a maior parte da biomassa de invertebrados de solo em regiões tropicais e são considerados
um importante componente na dinâmica do solo (Lavelle, 1983; Fragoso e Lavelle, 1992).
Tabela 5.4 – Biomassa total (g m-2) de comunidade da macrofauna invertebrada do solo sob
sistema convencional (SC), sistema integrado lavoura/pecuária (SI-P e SI-L),
pastagem contínua (PC) e sistema natural (SN).
Épocas
Sistemas
SC
SI – P1
SI – L2
PC
SN
Médias
janeiro/2002
junho/2002
janeiro/2003
julho/2003
Médias
3,0
1,5
15,6
3,3
8,6
6,4 ab
2,2
5,7
7,3
9,8
12,8
7,6 a
0,6
2,2
2,4
2,5
3,3
2,2 b
3,5
6,2
11,5
7,7
5,4
6,9 a
2,3 b
3,9 ab
9,2 a
5,8 ab
7,5 a
---
1
SI-P: pastagem cultivada após 2 anos de lavoura (soja/aveia) e 2 SI-L: lavoura (soja/aveia) implantada após 2
anos de pastagem. Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna ou linha, contrastam pelo teste de
Tukey, a 5% de significância.
Conforme pode ser observado na Tabela 5.5, a maior riqueza específica
ocorreu no fragmento de mata (SN) e o menor no sistema convencional, diferindo
significativamente dos demais sistemas (P<0,05). A grande heterogeneidade na oferta de
recursos proporcionado pela serapilheira da mata contrasta com a homogeneidade da mesma
quanto a estabilidade ambiental. Estes fatores são, provavelmente, responsáveis pela
manutenção da elevada riqueza ali encontrada. O sistema integrado na fase lavoura e pecuária
foram semelhantes e a pastagem contínua semelhante ao SI na fase lavoura. As variações
observadas nos valores de riqueza entre os agroecossistemas foram em virtude das variações
dos teores de matéria orgânica do solo (Tabela 5.1), onde foi detectada correlação positiva e
significativa (r = 0,65; p<0,05) entre as duas.
A riqueza específica da pastagem contínua, provavelmente esteja
relacionada com a disponibilidade de alimento que propiciou o sistema, tanto pela camada de
serapilheira, como por entrada de nutrientes via dejeção e excreção, o que pode ocasionar
84
aumento nos níveis de matéria orgânica do solo, principal fonte de energia da fauna edáfica
(Kolmans e Vásquez, 1996). Além disso, este sistema após os 7-8 anos de pastoreio contínuo
ainda não está em processo de degradação. Segundo Macedo (2001), este processo pode ser
comparado a uma escada, onde, à medida em que se desce os degraus (produção de
pastagem/tempo), avança-se no processo de degradação do solo.
Tabela 5.5 – Riqueza especifica (n.º de grupos) da comunidade de macrofauna invertebrada
do solo sob sistema convencional (SC), sistema integrado (SI-P e SI-L),
pastagem contínua (PC) e sistema natural (SN).
Épocas
Sistemas
SC
SI – P1
SI – L2
PC
SN
Médias
janeiro/2002
junho/2002
janeiro/2003
julho/2003
Médias
7
11
11
18
23
14 ab
10
12
13
16
22
15 a
6
10
10
11
22
12 b
6
9
13
15
19
12 b
7d
11 c
12 bc
15 b
22 a
---
1
SI-P: pastagem cultivada após 2 anos de lavoura (soja/aveia) e 2 SI-L: lavoura (soja/aveia) implantada após 2
anos de pastagem. Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna ou linha, contrastam pelo teste de
Tukey, a 5% de significância.
A partir da análise do dendrograma apresentado na Figura 5.2, verificou-se
que foi possível a formação de cinco grupos distintos: o primeiro grupo (G1) apresentou
somente o sistema PC avaliado em jun/02; o segundo grupo (G2), formado pelo sistema com
fragmento de mata avaliada em jan/02, jun/02 e jan/03 considerando-se um nível de
similaridade de até 62%; o terceiro (G3), constituído pelo SIL e PC (avaliados em jan/02), SIP
(jun/02), SIL (jan/03) e sistema com fragmento de mata (jul/03), com um nível de
similaridade de até 83%; o quarto grupo (G4), com 85% de similaridade, constituídos pelos
sistema convencional (em todas as épocas de avaliação), SIP (jan/02), PC (jan/03) e SIL
(jul/03); e por último, o grupo G5, composto pelos SIL (jun/02), PC (jul/03) e SIP (avaliado
em jan/03 e jul/03) com 89% de similaridade.
85
A formação do G1, possivelmente, foi devido à alta densidade de Isoptera
(68% da densidade total). A posição do PC não é fixa em nenhum grupo, indicando
instabilidade da comunidade. Já no G3, o sistema com fragmento de mata avaliado em jul/03
agrupou-se com os agroecossistemas avaliados em outras épocas, provavelmente, devido à
baixa precipitação no mês que antecedeu a avaliação (Figura 5.1).
Figura 5.2 - Dendrograma da similaridade da comunidade de macrofauna invertebrada do
solo entre os sistemas de manejo de solo em diferentes épocas, com bases nas
distancias euclidianas. SC: Sistema convencional, SIP: Sistema integrado na
fase pecuária; SIL: Sistema integrado na fase lavoura, PC: Pastagem contínua e
sistema com fragmento de mata.
No G4, os sistemas integrados na fase pecuária (SIP) e lavoura (SIL),
avaliados em jan/02 e jul/03, respectivamente, agruparam-se com o sistema convencional
(SC), avaliado em todas as épocas. No caso do sistema integrado na fase pecuária,
provavelmente, o agrupamento ocorreu em virtude do efeito da transição da lavoura para a
pastagem (após 2 anos de cultivo com lavoura) , onde a cultura anterior teve efeito marcante
(aveia/pastagem), desaparecendo ao longo das outras épocas de avaliação. Já no caso do
86
sistema integrado na fase lavoura (pastagem/soja/aveia/soja/aveia) o agrupamento ocorreu em
virtude do efeito do manejo, demonstrando que após 2 anos (duas safras de verão e duas de
inverno) o sistema volta a ter características da macrofauna edáfica semelhante ao sistema
convencional. Isto demonstra que o sistema integrado recompõe a comunidade da macrofauna
invertebrada do solo após o período de 2 anos de manejo, indicando que este período pode ser
considerado adequado para a rotação dos sistema lavoura-pecuária.
5.6. Conclusões
1. Os sistemas que tiveram poucas interferências antrópicas apresentaram maior abundância
e riqueza da comunidade da macrofauna invertebrada do solo. No sistema com fragmento
de mata verificou-se a dominância de oligoquetas, principalmente Enchytraeidae,
enquanto que os sistemas cultivados propiciaram a maior expressão dos grupos de
formigas e cupins;
2. O sistema pastagem contínua após os 7 a 8 anos de pastoreio rotacionado mostrou-se um
sistema instável ao longo do tempo em relação à estrutura da comunidade de macrofauna
invertebrada do solo;
3. O sistema integrado permite a recomposição da comunidade da macrofauna invertebrada
do solo após o período de 2 anos de manejo, indicando que este período pode ser
considerado adequado para a rotação do sistema lavoura-pecuária;
4. A densidade e riqueza de grupos da comunidade invertebrada de solo mostraram-se como
parâmetros sensíveis ao impacto de diferentes tipos de sistema de produção, possibilitando
a sua indicação como ferramenta importante para aplicar-se como bioindicadores da
qualidade do solo.
87
5.7. Referências Bibliográficas
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91
6. ARTIGO: MACROFAUNA INVERTEBRADA DO SOLO SOB DIFERENTES
SISTEMAS DE PRODUÇÃO EM LATOSSOLO DA REGIÃO DO
CERRADO
6.1. Resumo
O trabalho teve como objetivo quantificar a densidade e riqueza de grupos da comunidade de
macrofauna invertebrada do solo sob diferentes sistemas de produção, bem como avaliar a
similaridade entre os sistemas avaliados. O trabalho foi conduzido no Município de Dourados,
MS em Latossolo Vermelho distroférrico típico, sob os seguintes sistemas: sistema
convencional (SC), sistema plantio direto (SPD), sistema integração lavoura/pecuária (SILP),
pastagem contínua (PC) e vegetação nativa (VN). As amostragens foram realizadas em três
safras de verão e de inverno. Os valores de densidade total da comunidade de macrofauna
invertebrada de solo nos sistemas SPD, SILP e PC foram similares, no entanto, o SPD
apresentou a maior riqueza de grupos. Na safra de verão, observou-se similaridade entre os
sistemas SPD e SILP e entre o SC e PC. Enquanto que na safra de inverno, a similaridade foi
entre os sistemas SPD, SILP e PC.
Termos para indexação: manejo do solo, similaridade, densidade, riqueza.
6.2. Abstract
This work had the aim to quantify the density and diversity of soil invertebrate macrofauna
community in different production systems and also to evaluate the similarity among them.
The study was carried out in the Municipality of Dourados, MS in a Typic Hapludox under
the following systems: conventional system (CS), no-tillage system (NTS), crop/livestock
integration system (CLIS), continuous pasture (CP) and natural system (NS). Samples were
collected during summer and winter cropping seasons. Total density and diversity of the soil
invertebrate macrofauna community in the NTS, CLIS, and CP systems were similar.
However, NTS showed the highest diversity. In summer, similarity was observed between
NTS and CLIS and between CS and CP with regard to the soil invertebrate macrofauna
community. In winter, similarity was among NTS, CLIS and CP.
Index terms: soil management, similarity, density, richness.
92
6.3. Introdução
O Cerrado foi incorporado, nas últimas quatro décadas, ao cenário mundial
da produção de grãos e carne bovina. O resultado foi um ecossistema artificial e instável, com
elevada simplificação florística e faunística, que requer intervenção humana constante na
forma de fluxos de energia, como fertilizantes, corretivos, agrotóxicos e reguladores de
crescimento. Como resultado desse processo de desenvolvimento, esta região atualmente
apresenta uma área plantada de 13,5 milhões de ha com culturas anuais e 45 milhões ha de
pastagem (Embrapa, 1998). Estima-se que, 50% dos solos sob culturas anuais e 80% sob
pastagem encontram-se com certo grau de degradação (Kluthcouski e Aidar, 2003).
Este cenário de degradação serviu de estímulo à adoção de práticas de
produção agropecuária mais conservacionistas, destacando-se o sistema plantio direto com
rotação de culturas e o sistema integração lavoura/pecuária, trazendo grandes mudanças no
controle de erosão e na sustentabilidade da atividade agrícola. Estes sistemas contribuem para
a manutenção de níveis adequados de umidade, temperatura e matéria orgânica do solo,
beneficiando a flora e fauna do solo, o que significa maior ocorrência de organismos
benéficos (Campanhola, 2002).
Dentre os organismos que constituem a fauna do solo, a macrofauna edáfica
compreende os maiores invertebrados (organismos maiores que 10 mm de comprimento e/ou
maiores que 2 mm de diâmetro corporal), tais como: minhocas, coleópteros em estado larval e
adulto, centopéias, cupins, formigas, piolhos de cobra (milipéias), tatuzinhos e aracnídeos
(Lavelle et al., 1997; Wolters, 2000; Lavelle e Spain, 2001).
A macrofauna invertebrada do solo desempenha um papel chave no
funcionamento do ecossistema, pois ocupa diversos níveis tróficos dentro da cadeia alimentar
do solo e afeta a produção primária de maneira direta e indireta. Altera, por exemplo, as
populações e atividade de microrganismos responsáveis pelos processos de mineralização e
93
humificação e, em conseqüência, influem no ciclo de matéria orgânica e na disponibilidade de
nutrientes assimiláveis pelas plantas (Crespo e Rodríguez, 2000; Decäens et al., 2001 e 2003).
Podem ser também vetores de microrganismos simbióticos das plantas, como fixadores de
nitrogênio e fungos micorrízicos, bem como digerem, de maneira seletiva, microrganismos
patogênicos (Brown, 1995).
Alguns organismos da macrofauna, principalmente os térmitas, as formigas,
as minhocas e larvas de coleópteros, são denominados “engenheiros do ecossistema”, pois
suas atividades levam à criação de estruturas biogênicas (galerias, ninhos, câmaras e bolotas
fecais), que modificam as propriedades físicas dos solos onde vivem e a disponibilidade de
recursos para outros organismos (Stork e Eggleton 1992; Jones et al., 1994; Lavelle et al.,
1997; Wolters, 2000). Através das suas ações mecânicas no solo contribuem na formação de
agregados estáveis que podem proteger parte da matéria orgânica de uma mineralização
rápida e que constituem, também, uma reserva de nutrientes potencialmente disponível para
as plantas (Lavelle e Spain, 2001; Decäens et al., 2003).
Apesar da relevância da macrofauna edáfica para o funcionamento dos
ecossistemas, poucos estudos têm sido realizados, especialmente em solos do Cerrado, para
avaliar os efeitos das práticas de manejos sobre os organismos da macrofauna, já que a
maioria dos trabalhos envolvendo a biologia do solo tem dedicado maior atenção à microflora
e microfauna. Os organismos da macrofauna respondem às diversas intervenções antrópicas
realizadas no meio ambiente (Lavelle et al., 1992). Portanto, a densidade e diversidade destes
organismos, assim como a presença de determinados grupos específicos em um sistema,
podem ser usados como indicadores da qualidade dos solos (Stork e Eggleton, 1992;
Chaussod, 1996; Muys e Granval, 1997; Tian et al., 1997; Tapia-Coral et al., 1999; Paoletti,
1999; Barros et al. 2003).
94
O presente trabalho teve como objetivo quantificar a densidade e riqueza de
grupos da comunidade de macrofauna invertebrada do solo sob diferentes sistemas de
produção, bem como utilizar esses parâmetros para avaliar a similaridade entre os
agrecossistemas estudados.
6.4. Material e Métodos
O estudo foi realizado no período de 2000 a 2003 num experimento
estabelecido em 1995, na Embrapa Agropecuária Oeste, Município de Dourados, MS (22º 14’
00” S e 54º 49’ 00” W), em Latossolo Vermelho Distroférrico típico, 70% de argila. O clima
da região, segundo a classificação de Köppen, é Aw, com estação quente e chuvosa no verão e
moderadamente seca no inverno. Os dados agroclimáticos mensais de precipitação pluvial
(mm) e temperatura (ºC) durante o período de estudo encontram-se na Figura 6.1.
400
2000/2001
2001/2002
2002/2003
(Precipitação)
2000/2001
2001/2002
2002/2003
(Temperatura)
30
350
25
300
200
15
150
Temperatura (ºC)
Precipitacão (mm)
20
250
10
100
5
50
0
0
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Figura 6.1 - Precipitação pluvial e temperatura média mensal obtidos na Estação de
Agroclimatologia da Embrapa Agropecuária Oeste, referente aos anos
agrícolas 2000/2001, 2001/2002 e 2002/2003. As setas indicam os meses em
que foram realizadas as amostragens da macrofauna edáfica.
95
Os tratamentos foram dispostos em faixas sob quatro sistemas de produção:
1) sistema convencional (SC), consistindo-se no cultivo de soja (Glycine max Merril) no
verão e de aveia (Avena strigosa Schreb) no outono/inverno. Nesse sistema, o solo foi
preparado com uso de grades de disco, sendo utilizados herbicidas residuais em préemergência, numa área de 2,0 ha; 2) sistema plantio direto (SPD), com faixa subdividida em
três partes de 2,8 ha, sendo duas ocupadas com soja e uma com milho, no verão,
rotacionando-se com aveia, trigo e nabo forrageiro durante o outono/inverno. As culturas de
trigo e aveia são utilizadas para produção de grãos, enquanto o nabo forrageiro é utilizado
para produção de palha. Neste sistema são empregados herbicidas pós-emergentes e outras
tecnologias disponíveis para a região, visando obter elevados rendimentos de grãos e reduzir
as perdas do sistema; 3) sistema integrado lavoura/pecuária (SILP), com faixa subdividida em
duas partes de 4,0 ha, sendo uma ocupada com lavoura e outra com pastagem (Brachiaria
decumbens Stapf). O sistema é rotacionado a cada dois anos, quando a área ocupada com
lavoura passa a ser ocupada com pastagem e vice-versa. Na área ocupada com lavoura, a soja
é conduzida em SPD), no verão, rotacionando-se com aveia no inverno, utilizada como
.pastagem temporária; e 4) pastagem contínua (PC), consistindo-se num sistema com
pastagem permanente (Brachiaria decumbens Stapf), numa área de aproximadamente 10 ha.
Uma área adjacente, com vegetação nativa (VN) do tipo Cerrado, com cerca de 5 ha, foi
incluída no estudo como referencial da condição original do solo.
Os resultados referentes ao sistema plantio direto e ao sistema integrado
lavoura/pecuária correspondem a valores médios das subdivisões das respectivas faixas. Nos
sistemas em estudos, foram definidos aleatoriamente cinco pontos de amostragem
eqüidistantes de 30 m, ao longo de um transecto. Em cada ponto, foi amostrado um monólito
de solo de 0,25x0,25 m de largura e 0,30 m de profundidade, de acordo com as
recomendações de Anderson e Ingram (1993). As amostragens foram feitas em seis épocas:
96
dezembro de 2000 e junho de 2001; janeiro e junho de 2002; janeiro e julho de 2003,
correspondentes a três safras de verão e três de inverno.
Para avaliar a riqueza de grupos (n.º de grupos) e a densidade dos indivíduos
(Ind m-2) da comunidade de macrofauna invertebrada nos sistemas, as amostras de solo foram
triadas manualmente e os organismos encontrados (> que 10 mm de comprimento e/ou > que
2 mm de diâmetro corporal) extraídos e armazenados numa solução de álcool 70%. No
laboratório, com auxílio de lupa binocular, procedeu-se à identificação e contagem dos
organismos, ao nível de grandes grupos taxonômicos. Além disso, foram separados em
adultos ou imaturos (larvas) de acordo com estádio de desenvolvimento.
Em todas as épocas de avaliação, as amostras de solo foram coletadas na
profundidade 0,0–0,30 m, para a caracterização química, de acordo com Embrapa (1997)
(Tabela 6.1).
Tabela 6.1 - Caracterização química de solo na profundidade 0–30 cm sob diferentes sistemas
de produção(1).
pH
P
K
Ca
Mg
Al
MO
Sistemas
SC
SPD
SILP
PC
SN
(H2 O)
(mg dm-3)
5,2
5,3
5,3
5,5
6,0
11,9
17,2
8,2
3,7
1,8
----------------------(cmolc dm-3)----------------------
0,4
0,4
0,2
0,3
0,5
3,2
3,8
3,0
3,6
9,5
1,2
1,7
1,4
2,0
2,8
1,0
0,6
0,8
0,3
0,1
(g kg-1 )
25,8
26,2
27,2
30,0
49,2
(1)
SC: sistema convencional; SPD: sistema plantio direto; SILP: sistema integração lavoura/pecuária; PC:
pastagem contínua e SN: sistema natural. Os dados representam médias de seis épocas de avaliação.
Os dados de macrofauna obtidos (x), dada a sua heterogeneidade, foram
transformados em ln (x + 1) e depois submetidos à análise de variância (teste F); as médias
foram comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Para a análise de variância dos
dados, considerou-se o delineamento em blocos ao acaso num esquema fatorial (5 x 6), com
cinco sistemas de produção e seis épocas de avaliação, utilizando-se cinco repetições.
Efetuou-se análise de correlação para os dados de densidade total e riqueza de grupos da
macrofauna em função dos teores de matéria orgânica do solo. Além disso, os dados foram
97
submetidos a análise de agrupamento (“cluster analysis”), adotando-se o método do vizinho
mais distante (“complete linkage”) a partir da Distância Euclidiana, para descrever a
similaridade entre os sistemas estudados. As análises estatísticas foram processadas por meio
de software Statistica (versão 5.0, StatSoft).
6.5. Resultados e Discussão
A densidade total e a riqueza de grupos da macrofauna edáfica diferiram
estatisticamente (p<0,05) entre os sistemas (Tabela 6.2 e Figura 6.2). Dentre todos os
sistemas, a vegetação nativa apresentou a maior densidade total e riqueza de grupos, por ser
um ambiente mais favorável em termos de variedades de microhabitats e de oferta de
recursos, proporcionados pela diversidade da vegetação.
Os sistemas SPD, SILP e PC apresentaram os valores de densidade total
semelhantes, mas significativamente superiores ao SC (p<0,05) (Tabela 6.2). Os grupos de
maior densidade foram Formicidae em SPD (38% do total) e Isoptera em SC, SILP e PC
(39%, 44% e 52% do total, respectivamente). Foi detectada correlação positiva e significativa
(r = 0,37; p<0,05) entre a matéria orgânica e a densidade total (soma de todos os grupos).
A macrofauna edáfica é altamente sensível a interferências antrópicas,
portanto, o tipo de manejo e as práticas culturais determinam a presença e sua quantidade nos
solos (Didden et al., 1994). A densidade de Arachnida em SPD e Chilopoda em PC foi
significativamente similar a da vegetação nativa (Tabela 6.2).
Os resultados em SPD corroboraram com os de Robertson et al. (1994),
Marín et al. (2001), Benito (2002) e Cividanes (2002), que mencionam que o SPD possibilita
maior densidade de predadores (Arachnida e Chilopoda). Esses artrópodes podem promover o
controle de pragas agrícolas, reduzindo o uso de inseticidas em sistemas cultivados (Ekshimitt
et al., 1997) e estão relacionados a habitats mais diversificados (Merlim et al., 2005). Em
98
relação aos organismos do grupo Coleoptera (adultos e imaturos), esta similaridade com a
vegetação nativa foi observada no SPD (adultos e imaturos), SILP (adultos) e PC (imaturos).
Verificou-se uma maior ocorrência de Heteroptera na área cultivada com
pastagem contínua (PC). Dentre os organismos encontrados nesse grupo, destaca-se um inseto
praga denominado popularmente de percevejo castanho-da-raiz das pastagens (Scaptocoris
spp.), que, conforme Oliveira e Malaguido (2004), pode ocorrer em várias culturas,
principalmente, soja e pastagem.
A densidade de minhocas em SILP e PC foi significativamente similar a da
vegetação nativa, provavelmente, devido à maior densidade de raízes nas pastagens, o que
implica em maior conteúdo de matéria orgânica (Tabela 6.1), proporcionando melhor
ambiente para esses organismos (Chan, 2001). Conforme observações de Lavelle (1988), as
áreas com pastagens permanentes podem apresentar uma densidade de minhocas três a quatro
vezes superior às áreas ocupadas com lavoura.
Em relação ao sistema convencional, verificou-se superioridade do SPD,
SILP e PC na densidade de minhocas, provavelmente, devido ao maior acúmulo de matéria
orgânica nesses sistemas e, principalmente, ao tipo de preparo do solo, caracterizado pela
ausência de revolvimento do mesmo.
No sistema sob vegetação nativa, os organismos do grupo Enchytraeidae
representaram 51% da densidade total, sendo significativamente superior aos demais sistemas.
Entre os sistemas produtivos, a maior densidade de Enchytraeidae foi observada no SPD.
Alguns autores sugerem efeitos antagônicos entre Enchytraeidae e outros grupos de
Oligochaeta, e mencionam que na vegetação nativa existe maior oportunidade para esses
grupos ocuparem nichos diferentes (Didden et al., 1997; Räty e Huhta, 2003).
Com relação à densidade de formigas (Formicidae), todos os sistemas foram
similares, com exceção do SC, que apresentou a menor densidade. De modo geral, todos os
99
sistemas apresentaram organismos destes grupo em alta densidade, sendo, contudo,
considerados de fundamental importância para os processos de decomposição (Lavelle, et al.,
1993). Apesar da elevada densidade de formigas nos sistemas cultivados, isso não significa
que esse seja o ambiente com a estrutura de comunidade mais complexa. As formigas se
adaptam facilmente às condições locais podendo haver um predomínio de uma ou poucas
espécies. A ocorrência ampla, associada a sua variedade de hábitos alimentares, confere a
esses organismos o potencial de atuar como eficientes polinizadores, dispersores de sementes,
detritívoros
e
predadores,
participando
ativamente
do
equilíbrio
dinâmico
de
agroecossistemas conservacionistas (Lobry de Bruyn, 1999).
No caso dos térmitas (Isoptera), a densidade foi maior no SILP e PC,
provavelmente, devido à alta relação C/N da matéria orgânica, beneficiando-se da associação
com microrganismos (Lavelle e Spain, 2001), que permite digerir substratos complexos
(Wood, 1988; Garnier-Sillan e Harry, 1995; Saánchéz e Reinés, 2001). A diminuição da
disponibilidade/ qualidade da pastagem promove um aumento de celulose no sistema,
implicando em maior disponibilidade de alimento para os térmitas e, conseqüentemente,
contribuindo para a sua maior proliferação (Benito et al., 2004), promovendo a esse grupo
maior capacidade competitiva.
Alguns organismos adultos ou em forma imatura (larvas) ocorreram
eventualmente em alguns sistemas, sob baixa densidade, sendo agrupados como “outros
invertebrados” e “outras larvas”, respectivamente.
Na Figura 6.2, observou-se que a vegetação nativa apresentou a maior
riqueza de grupos, sendo significativamente superior aos sistemas cultivados (p<0,05). Dentre
os sistemas de produção, o SPD apresentou a maior riqueza de grupos, indicando que a
rotação de culturas aumenta a diversificação vegetal, a entrada de diferentes tipos de
exsudatos e resíduos culturais, promovendo melhoria da qualidade de matéria orgânica, o que
100
favorece as condições para o aumento da diversidade de grupos de macrofauna edáfica. No
SPD, o aumento da disponibilidade de energia e nutrientes, associada à existência de novos
habitats favoráveis à colonização da macrofauna invertebrada do solo, influencia a densidade
e a diversidade de praticamente todos os grupos presentes (Benito, 2002; Merlim et al., 2005).
Esses resultados corroboram com os conceitos de Odum (1989) sobre a
relação entre estabilidade do sistema e a diversidade de espécies. Para esse autor, a densidade
tende a ser alta e a diversidade tende a diminuir em ambientes homogêneos. Esse aspecto tem
sido considerado de fundamental importância para a melhoria da dinâmica da matéria
orgânica do solo e favorecimento na ciclagem de nutrientes e crescimento vegetal (Stork e
Eggleton, 1992; Lavelle et al. 1994; Lavelle e Spain, 2001).
Observou-se ainda que a riqueza de grupos no SILP e PC mostraram-se
semelhantes entre si e superiores ao SC. Houve correlação positiva e significativa entre o
conteúdo de matéria orgânica do solo e a riqueza de grupos da macrofauna, confirmando a sua
importância como fonte de alimento para estes organismos.
Tabela 6.2 - Densidade dos indivíduos (Ind m-2) da comunidade de macrofauna invertebrada
do solo sob diferentes sistemas de produção(1).
SC
SPD
SILP
PC
SN
-----------------------------------------(Ind m-2)---------------------------------------
rupos taxonômicos
Arachnida
2±0,9c
Heteroptera
2±1,3c
Coleoptera
19±4,1b
Chilopoda
8±3,5c
Oligochaeta
15±5,7c
Enchytraeidae
2±1,3c
Formicidae
147±42,7c
Isoptera
188±84,1bc
Larva de Coleoptera
70±13,3b
Outras larvas
13±5,4b
Outros grupos de invertebrados 19±5,3c
Total
484±106,1c
(1)
10±2,2ab
5±1,0bc
6±2,0c
20±5,4b
37±5,5a
30±5,1ab
10±3,0bc
11±2,0bc
57±12,1b
77±26,3ab
30±16,3b
5±4,3c
345±62,0ab 307±59,7ab
255±90,0ab 457±89,8a
100±18,2ab 68±11,0b
29±13,1ab
22±11,2b
35±6,7b
26±6, b
913±136,2b 1027±113,7b
6±1,8bc
142±36,8a
26±7,6b
18±5,0a
73±13,6ab
7±2,9c
366±154,3ab
900±523,9a
101±34,3ab
33±22,1ab
44±8,6b
1715±605,0b
21±4,4a
7±2,4c
123±81,1a
50±11,3a
107±13,1a
1574±295,4a
713±174,5a
120±100,5c
146±24,7a
60±34,4a
185±19,4a
3106±388,2a
SC: sistema convencional; SPD: sistema plantio direto; SILP: sistema integração lavoura/pecuária; PC:
pastagem contínua e SN: sistema natural.Os dados representam médias±desvio padrão de seis épocas de
avaliação. Médias grafadas de letras diferentes na linha diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5% de
probabilidade.
101
25
a
Riqueza de grupos
b
20
c
c
15
d
10
5
0
SC
SPD
SILP
PC
SN
Sistemas de produção
Figura 6.2 – Riqueza de grupos (n.º de grupos) da comunidade de macrofauna invertebrada
do solo sob sistema convencional (SC), sistema plantio direto (SPD) sistema
integração lavoura/pecuária (SILP) pastagem contínua (PC) e sistema natural
sob vegetação nativa (SN). Médias grafadas de letras diferentes, contrastam
pelo pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Valores médios de 6 épocas
de avaliação.
Na análise de agrupamento, verificou-se a formação de quatro grupos
distintos entre os sistemas (G1, G2, G3 e G4), tanto na safra de verão como na safra de
inverno (Figuras 6.3 e 6.4, respectivamente). Na safra de verão, houve um agrupamento entre
o SPD e o SILP, com 88% de semelhança, e entre o SC e a PC, com 92% de semelhança. Na
safra de inverno, o sistema com PC se agrupou com o SPD e SILP, com 86% de similaridade.
Isso indica que, no sistema sob PC, possivelmente, o agrupamento ocorreu em virtude do
efeito da cobertura vegetal, no sentido de favorecer as condições edáficas para a comunidade
de macrofauna, principalmente, em termos de temperatura e umidade.
A formação do agrupamento G2 (vegetação nativa em dezembro de 2000 e
SILP em janeiro de 2003), na safra de verão, provavelmente, ocorreu devido à similaridade da
densidade das minhocas e cupins entre os dois sistemas. O agrupamento G1 (PC em junho de
102
2002), na safra de inverno, possivelmente, ocorreu devido à alta densidade de Isoptera (68%
da densidade total) observada nesta época de avaliação.
De modo geral, observou-se que a estrutura da comunidade da macrofauna
edáfica apresenta-se estável no sistema sob vegetação nativa e é menos afetada pelas práticas
de manejo do solo mais conservacionistas, como o SILP e SPD.
SPD-jan/03
SILP-jan/02
PC-jan/02
G3
SPD-dez/00
SPD-jan/02
SILP-dez/00
SC-jan/02
SC-jan/03
G4
SC-dez/00
PC-dez/00
PC-jan/03
G2
SIPL-jan/03
SN-dez/00
SN-jan/02
G1
SN-jan/03
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Distância Euclidiana (Dlink/Dmax)*100
Figura 6.3 - Dendrograma apresentando as distâncias entre as comunidades de macrofauna
invertebrada de solo nos sistemas estudados (SC: sistema convencional; SPD:
sistema plantio direto; SILP: sistema integrado lavoura/pecuária; PC: pastagem
contínua e SN: sistema natural sob vegetação nativa, na safra de verão
(dezembro de 2000; janeiro de 2002 e janeiro de 2003).
103
SPD-jul/03
SILP-jun/01
SPD-jun/02
G4
PC-jul/03
SIPL-jul/03
PC-jun/01
SPD-jun/01
SILP-jun/02
SC-jun/02
G3
SC-jul/03
SC-jun/01
SN-jun/01
G2
SN-jul/03
SN-jun/02
G1
PC-jun/02
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Distância Euclidiana (Dlink/Dmax)*100
Figura 6.4 - Dendrograma apresentando as distâncias entre as comunidades de macrofauna
invertebrada de solo nos sistemas estudados (SC: sistema convencional; SPD:
sistema plantio direto; SILP: sistema integrado lavoura/pecuária; PC: pastagem
contínua e SN: sistema natural sob vegetação nativa, na safra de inverno (junho
de 2001; junho de 2002 e julho de2003).
6.6 Conclusões
1. A densidade total da macrofauna edáfica é favorecida pelas práticas de manejo que
estimulam a dinâmica da matéria orgânica do solo, como o SPD, SILP e PC.
2. A diversificação das espécies vegetais promove uma maior riqueza dos grupos da
macrofauna invertebrada do solo.
3. A comunidade da macrofauna edáfica é um parâmetro sensível ao impacto de diferentes
tipos de sistemas de produção, possibilitando o seu uso como ferramenta na determinação
de opções de manejo sustentáveis dos sistemas agropecuários.
6.7. Referências Bibliográficas
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107
7. ARTIGO: POPULAÇÕES DE OLIGOQUETOS (ANNELIDA: OLIGOCHAETA)
EM UM LATOSSOLO VERMELHO SUBMETIDO A SISTEMAS DE
USO DO SOLO
7.1. Resumo
O trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica da população de oligoquetos edáficos em
diferentes sistemas de manejo agrícola e pecuário, tendo, como referência, uma área sob
vegetação nativa. O trabalho foi conduzido no município de Dourados, MS, num solo
classificado como Latossolo Vermelho distroférrico típico, sob sistema com preparo
convencional (SC), plantio direto (SPD), integração lavoura/pecuária (SILP), pastagem
contínua (PC) e sistema natural (SN). As amostragens foram realizadas nas safras de verão e
inverno, no período de 2000 a 2003. Os sistemas SPD, SILP e PC favoreceram o
desenvolvimento e estabelecimento da população dos oligoquetos edáficos. O sistema natural
apresentou uma alta população de oligoquetos edáficos, sendo a grande maioria constituída
pelos organismos da família Enchytraeidae. Dentre os sistemas produtivos, o SPD favoreceu a
ocorrência dessa família.
Palavras-chave: manejo do solo, densidade populacional, oligoquetos.
7.2. Abstract
This work’s objective was to evaluate earthworm population dynamics in different
agricultural and livestock systems using as reference an area under native vegetation. The
work was carried out in Dourados, MS, in a Typic Hapludox soil under conventional soil
tillage (CT), no-tillage (NT), cropping/livestock integration (CLI), a continuous pasture (CP),
and a natural system (NS). Samples were taken during summer and winter cropping seasons
between 2000 and 2003. SPD, SILP, and PC systems benefited the development and
establishment of earthworm population. NS system showed the largest earthworm population,
being the majority of organisms from Enchytraeidae family. Among the systems, SPD also
benefited the occurrence of organisms from Enchytraeidae family.
Key words: systems, population density, earthworms.
108
7.3. Introdução
Os oligoquetos edáficos são denominados “engenheiros do ecossistema”,
pois suas atividades levam à criação de estruturas biogênicas (galerias e coprólitos), que
modificam as propriedades físicas dos solos onde vivem e a disponibilidade de recursos para
outros organismos (Jones et al., 1994). Através das suas ações mecânicas no solo, contribuem
para formação de agregados estáveis, que podem proteger parte da matéria orgânica de uma
mineralização rápida, e constituem, também, numa reserva de nutrientes potencialmente
disponíveis para as plantas (Lavelle e Spain, 2001). Portanto, esse grupo de organismos
influencia, de maneira direta e indireta, os diversos processos físicos, químicos e biológicos
do solo (Abrahamsen, 1972; Lavelle, 1997). Dentre esses processos, destacam-se a
estabilidade estrutural, que inclui a formação de macro e microagregados; o aumento da
porosidade, aeração e condutividade hidráulica; a reciclagem de carbono e nutrientes; além de
estimular a atividade da microflora e da fauna do solo, promovendo assim, melhor
desenvolvimento das plantas (Lavelle e Spain, 2001).
Além das variações sazonais de temperatura, umidade, tipo de solo e a
qualidade de matéria orgânica, o grau de intensidade das atividades antrópicas são
determinantes na dinâmica de população de oligoquetos edáficos. Segundo Tanck et al.
(2000), as flutuações populacionais dos oligoquetos edáficos em áreas de cultivos dependem
dos sistemas de manejo. A não-mobilização do solo e o aumento da matéria orgânica
determinam, ao longo do tempo, um ambiente propício para a atividade e estabelecimento das
minhocas (Amaral et al., 2004). Sistemas conservacionistas, com a manutenção dos resíduos
culturais na superfície do solo, agem positivamente no equilíbrio populacional durante as
estações do ano (Nuutinen, 1992). Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a
dinâmica da população de oligoquetos edáficos em diferentes sistemas de manejo agrícola e
pecuário, tendo, como referência, uma área sob vegetação nativa.
109
7.4. Material e Métodos
Os estudos foram conduzidos no período de 2000 a 2003, no campo
experimental da Embrapa Agropecuária Oeste, município de Dourados-MS (22º 14’ 00” S e
54º 49’ 00” W), em área de Latossolo Vermelho distroférrico típico, com teores médios de
70% de argila. O clima da região, segundo a classificação de Köppen, enquadra-se no tipo
climático Cwa, definido como clima temperado com inverno seco e verão chuvoso (Amaral et
al., 2000).
Os sistemas de manejo avaliados no estudo foram implementados em 1995,
com sistemas intensivos de produção, sendo caracterizados como: 1) sistema convencional
(SC) – monocultivo de soja no verão e de aveia no outono/inverno, onde o solo foi preparado
com grades de disco e herbicidas residuais foram aplicados em pré-emergência; 2) sistema
plantio direto (SPD) – cultivo em plantio direto, com rotação de culturas, tendo-se no verão a
seqüência soja/soja/milho e no outono/inverno aveia/trigo/nabo forrageiro. No SPD foram
empregados herbicidas pós-emergentes e todas as tecnologias disponíveis para a região, como
manejo integrado de pragas, visando obter elevados rendimentos de grãos e reduzir as perdas
do sistema; 3) sistema integrado lavoura/pecuária (SILP) –soja/aveia, conduzidas em plantio
direto, rotacionadas, a cada dois anos, com pastagem (Brachiaria decumbens Stapf); 4)
pastagem contínua (PC) – consiste em pastagem permanente com Brachiaria decumbens,
conduzida em sistema de pastejo contínuo e 5) sistema natural (SN) – fragmento de vegetação
de Cerrados, contígua à área experimental, utilizada como referência da condição original do
solo.
As amostragens foram realizadas em seis épocas: dez/00, jun/01, jan/02,
jun/02, jan/03 e jul/03, correspondentes a três safras de verão e três de inverno. Em cada
sistema, foram amostrados cinco monólitos de solo com 0,25 x 0,25m de largura e 0,30m de
profundidade, ao longo de um transecto, distando-se cerca de trinta metros entre os pontos de
110
avaliação, de acordo com Anderson e Ingram (1993). Os organismos foram extraídos
manualmente e armazenados numa solução de formol 4%. No laboratório, com auxílio de
uma lupa binocular, procedeu-se à identificação e contagem dos organismos. Dentre os
oligoquetos, a família Enchytraeidae foi avaliada separadamente e as demais foram agrupadas
em outros Oligochaeta. A identificação dos organismos seguiu o procedimento descrito em
Curso Internacional... (2004). O solo coletado em todas as épocas de amostragens foi
caracterizado quimicamente pelo pH, P, K+, Ca++, Mg++, Al+++, soma de bases (V) e matéria
orgânica (MO) (Tabela 7.1).
Tabela 7.1 – Caracterização química de solo na profundidade 0,0-0,30m sob sistema
convencional (SC), plantio direto (SPD), integração lavoura/pecuária (SILP),
pastagem contínua (PC) e sistema natural (SN), Dourados, MS. Valores
médios de seis épocas de avaliação.
pH
P
K
Ca
Mg
Al
V
MO
Sistemas
SC
SPD
SILP
PC
SN
H2 O
mg dm-3
5,2
5,3
5,3
5,5
6,0
11,9
17,2
8,2
3,7
1,8
----------------------cmolc dm-3---------------------
0,4
0,4
0,2
0,3
0,5
3,2
3,8
3,0
3,6
9,5
1,2
1,7
1,4
2,0
2,8
1,0
0,6
0,8
0,3
0,1
%
g kg -1
32,3
42,4
34,7
46,1
68,2
25,8
26,2
27,2
30,0
49,2
Os dados de densidade populacional de oligoquetos edáficos (x), dada a sua
heterogeneidade, foram transformados em log (x + 1) e submetidos à análise de variância.
Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial (5 x 6), com cinco
sistemas intensivos de produção para o primeiro fator e em seis épocas diferentes de
avaliação, para o segundo fator, sendo as médias comparadas pelo teste de Duncan, ao nível
de 5%. Efetuou-se o teste de coeficiente de correlação de Pearson (r) para analisar a relação
entre a matéria orgânica do solo e os dados de população de Enchytraeidae e outros
oligoquetos.
111
7.5. Resultados e Discussão
Verificou-se que houve efeito significativo (P<0,05) da interação entre os
sistemas avaliados e as épocas de amostragem sobre os valores de densidade de oligoquetos,
corroborando com as observações de Araujo e López-Hernádez (1999) e Chan (2001), de que
este comportamento, possivelmente, foi proporcionado pelas variações sazonais de
temperatura e umidade do solo. Observou-se, ainda, que os valores de densidade populacional
nos sistemas cultivados foram muito acentuados entre as seis épocas de avaliação (Tabela
7.2).
De acordo com os resultados apresentados na Tabela 7.2, observou-se que o
sistema natural (SN), em todas as épocas de avaliação, apresentou a maior densidade
populacional de oligoquetos, diferindo estatisticamente (P<0,05) dos demais sistemas. Esta
maior ocorrência pode estar relacionada com as condições edáficas mais favoráveis,
especialmente em relação às características químicas do solo (Tabela 7.1). Além disso, pode
ter sido beneficiada pela variabilidade de microhábitats e maior oferta de recursos
proporcionada pela diversidade de vegetação da mata. Em geral, os sistemas sob plantio direto
(SPD), integração lavoura/pecuária (SILP) e pastagem contínua (PC) apresentaram valores de
densidade populacional semelhantes entre si e significativamente superiores (P<0,05) ao
sistema convencional (SC). Isto se deve, principalmente, ao fato de o manejo em plantio
direto promover acúmulo de material orgânico na superfície do solo e pequena movimentação
mecânica (Kluthcouski e Aidar, 2003). As pastagens cultivadas continuamente apresentam
grande
densidade
de
raízes
em
constante
renovação
e
exsudatos
radiculares,
conseqüentemente, maior disponibilidade de matéria orgânica no solo. Esses aspectos
favorecem as condições para o desenvolvimento e estabelecimento dos oligoquetos edáficos
(Chan, 2001).
113
Tabela 7.2 – Densidade populacional média (ind m-2) de oligoquetos edáficos, profundidade
de 0,0-0,30m, sob sistema convencional (SC), plantio direto (SPD), integração
lavoura/pecuária (SILP), pastagem contínua (PC) e sistema natural (SN),
Dourados, MS.
Época de avaliação
Sistemas
dez/00
jun/01
jan/02
jun/02
jan/03
jul/03
------------------------------------------- Enchytraeidae ------------------------------------------
SC
SPD
SILP
PC
SN
0 Bb*
123 Aa
2 Ba
0 Bb
240 Ab
13 Ca
49 Ba
0 Da
3 CDb
870 Aa
0 Bb
3 Bb
0 Ba
6 Bb
3347 Aa
0 Cb
2 Cb
27 Ba
3 Cb
2813 Aa
0 Cb
4 Cb
0 Ca
29 Ba
1667 Aa
0 Bb
0 Bb
2 Ba
0 Bb
509 Ab
---------------------------------------- Outros Oligochaeta --------------------------------------
SC
SPD
SILP
PC
SN
13 Cb
31 Bbc
24 Bbc
29 Ba
48 Aa
70 Ba
195 Aa
264 Aa
90 ABa
106 Aa
0 Cc
29 Bbc
26 Bbc
93 ABa
147 Aa
6 Cbc
46 Bb
91 Bab
77 Ba
179 Aa
0 Bc
26 Abc
48 Abc
93 Aa
93 Aa
0 Cc
16 Bc
6 Bc
58 Aba
70 Aa
--------------------------------------- Total de oligoquetos --------------------------------------
SC
SPD
SILP
PC
SN
13 Cb
154 ABb
26 Bbc
29 Ba
288 Ab
83 Ca
244 Ba
264 Ba
93 BCa
976 Aa
0 Cc
32 Bbc
26 Bbc
99 Ba
3494 Aa
6 Cbc
48 Bb
118 Bab
80 Ba
2992 Aa
0 Dc
30 Cbc
48 Cbc
122 BCa
1760 Aa
0 Cc
16 Bc
8 Bc
58 Ba
579 Ab
*Para a análise estatística os valores foram transformados por log (x+1). Médias grafadas com a mesma letra
maiúscula, na coluna, e minúscula, na linha, não diferem entre si pelo teste de Duncan a 5% de significância.
7.6. Conclusão
Os sistemas SPD, SILP e PC favoreceram o desenvolvimento e
estabelecimento da população dos oligoquetos edáficos. O sistema natural apresentou uma
alta população de oligoquetos edáficos, sendo a grande maioria constituída pelos organismos
da família Enchytraeidae. Dentre os sistemas produtivos, o SPD favoreceu a ocorrência dessa
família, praticamente, em todas a fases de avaliação.
7.7. Referências Bibliográficas
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(Oligochaeta) in hardwood forest and agricultural ecosystems. Plant and Soil, v.170, p.199207, 1995.
115
8. ARTIGO: SISTEMA PLANTIO DIRETO NO CERRADO: RELAÇÃO ENTRE
ATRIBUTOS, FÍSICOS, QUÍMICOS E BIOLÓGICOS
8.1. Resumo
O objetivo deste trabalho foi avaliar um sistema plantio direto, estabelecido a oito anos no
Cerrado, sob alguns aspectos relacionados às características físicas, químicas e biológicas do
solo e suas relações. Os dados foram coletados em Dourados, MS, em um Latossolo
Vermelho distroférrico típico, na safra de inverno de 2003, em sistema convencional (SC) e
de sistema plantio direto (SPD) com diferentes rotações de culturas (soja/nabo, soja/trigo e
milho/aveia) e, em um sistema de vegetação nativa (SN). O solo sob vegetação nativa
apresenta grande heterogeneidade edáfica em relação aos sistemas cultivados. Dentre os
sistemas cultivados, o SC e SPD (milho/aveia) arranjaram-se em grupo bem definido
influenciada de forma mais direta pela comunidade da macrofauna invertebrada do solo.
Palavras-chave: Latossolo Vermelho Distroférrico típico, densidade de solo, porosidade,
fauna de solo.
8.2. Abstract
The objective of this work was to evaluate the physical, chemical, and biological
characteristics and their relationship in a eight-year no-tillage system in the Cerrado. Samples
were collected in Dourados, MS, in a Typic Hapludox soil during the winter cropping season
of 2003. The following systems were sampled: conventional system (CS) and no-tillage
system (NTS) with different crop rotation (soybean/turnip, soybean/wheat, and corn/oat), and
natural system (NS). NS did show great edaphic heterogeneity when compared to the other
systems (CS and NTS). Among the cultivated systems, SC and NT (corn/oat) appeared as a
well defined group and were more influenced by the community of soil invertebrate
macrofauna.
Key words: Typic Hapludox soil, soil density, porosity, soil fauna
116
8.3. Introdução
A substituição da cobertura vegetal, a adoção intensiva de mecanização, o
uso de corretivos, fertilizantes, pesticidas e outras práticas de cultivo provocam ou aceleram
alterações no conjunto de atributos morfológicos, físicos, químicos e biológicos do solo.
Acarretando, freqüentemente, problemas associados à degradação ambiental, tais como:
redução da qualidade do solo, disponibilidade de nutrientes, erosão, contaminação por metais
pesados e pesticidas, levando ao comprometimento dos recursos naturais.
A grande questão contemporânea é saber como manter a produção agrícola
sem comprometer os recursos naturais. Tal fato tem gerado preocupação e debate em todo
mundo acerca da qualidade do solo e da sustentabilidade dos ecossistemas naturais e dos
sistemas que sofreram interferência humana (Swift, 2001). Diante desta realidade, o sistema
plantio direto (SPD) surgiu como um dos sistemas agrícolas mais conservacionistas, pela sua
diversificação de espécies na rotação/sucessão de culturas, mínima interferência no solo e
manutenção dos resíduos vegetais das culturas anteriores na superfície do solo (Denardin e
Kochhann, 1997; Resck, 1997).
Atualmente, o SPD abrange uma área de mais 20 milhões de hectares no
Brasil (Cervi, 2003), representando 30% da área de produção de grãos, sendo que cerca de 5
milhões de hectares dessa área está localizada na região do cerrado (Freitas, 2002). Segundo
Primavesi (1999), o SPD é considerado o maior projeto ambiental dos trópicos, em termos de
extensão.
Neste sistema, as características físicas, químicas e biológicas do solo são
afetadas diferentemente em relação ao sistema convencional. São relatadas diferenças na
retenção de umidade, oscilação térmica, distribuição de fósforo e matéria orgânica, teor de
nitrogênio e distribuição de alguns organismos do solo (Muzzilli, 1983; Wiethölter, 2000).
117
As condições mais adequadas de umidade e temperatura e a maior quantidade
de matéria orgânica beneficiam a flora e a fauna do solo. Esses organismos desempenham
importante papel na reciclagem de carbono e de nutrientes (Vilela et al., 2003), na estabilidade
dos agregados do solo, na porosidade, propiciando maior infiltração de água no perfil, redução
da erosão e do escorrimento superficial (Craswell e Lefroy, 2001; Martius et al., 2001; Palm et
al., 2001). A fauna do solo também atua no transporte de resíduos culturais ao longo do perfil,
formando “sítios de matéria orgânica”, proporcionando melhorias no ambiente radicular das
plantas (Rheinheimer et al., 2000). Além disso, os canais abertos por esses organismos são
caminhos potencialmente importantes nos movimentos descendentes da solução de solo, por
exemplo, favorecendo o movimento descendente de HCO2 - acompanhado de Ca+2 e Mg+2 ,
atenuando assim a acidez e aumentando os teores cálcio e magnésio nas camadas subsuperficiais
do solo (Caires et al., 2000; Ciotta et al., 2004).
Os impactos do uso e manejo nas propriedades morfológicas, físicas, químicas e biológicas do
solo têm sido quantificados, utilizando diferentes parâmetros, tais como: perfil cultural
(Fregonezi et al., 2001), densidade do solo (Stone e Silveira, 2001), porosidade do solo (Beutler
et al., 2001), fertilidade do solo (Santos et al., 2003) e fauna do solo (Silva et al., 2002; Aquino e
Silva, 2005). Mas, ainda é necessário que, do ponto de vista da sustentatabilidade, as
interações das propriedades morfológicas, físicas, químicas e biológicas do solo, possam ser
melhor compreendidas, pois esses fatores combinados podem determinar a intensidade com
que uma unidade de produção pode ser adequadamente manejada. Assim, este trabalho teve
como objetivo avaliar o sistema plantio direto sob alguns aspectos relacionados às
características físicas, químicas e biológicas do solo e suas relações.
8.4. Material e Métodos
O trabalho foi conduzido no campo experimental da Embrapa Agropecuária
Oeste, Município de Dourados-MS (22º 14’ 00” S e 54º 49’ 00” W), em um Latossolo
118
Vermelho distroférrico típico, com teores médios de 70% de argila. O clima da região,
segundo a classificação de Köppen, é do tipo Cwa, definido como clima temperado com
inverno seco e verão chuvoso (Amaral et al., 2000).
Os estudos foram realizados na safra de inverno de 2003, oito anos após o
estabelecimento dos manejos: 1) sistema convencional (SC), com cultivo de soja no verão e
de aveia no outono/inverno. Nesse sistema, o solo foi preparado com uso de grades de discos,
sendo utilizados herbicidas residuais em pré-emergência, numa área de 2,0 ha e, 2) sistema
plantio direto (SPD), com faixa subdividida em três partes de 2,8 ha, sendo duas ocupadas
com soja e uma com milho, no verão, rotacionando-se com nabo forrageiro, trigo e aveia
durante o outono/inverno (soja/nabo, soja/trigo e milho/aveia). As culturas de trigo e aveia
foram utilizadas para produção de grãos, enquanto o nabo forrageiro foi utilizado como adubo
verde. Neste sistema foram empregados herbicidas pós-emergentes e outras tecnologias
disponíveis para a região, visando obter elevados rendimentos de grãos e reduzir as perdas do
sistema. Dentre as culturas de inverno implantadas (aveia, trigo e nabo forrageiro) nos
sistemas produtivos, apenas a cultura de trigo recebeu adubação no plantio, utilizando-se 250
kg/ha da fórmula 5-30-15. Uma área adjacente, com vegetação nativa de Cerrado (SN), com
cerca de 5 ha, foi incluída no estudo como referencial da condição original do solo.
Na fase inicial do florescimento das culturas de inverno (nabo/trigo/aveia),
na entrelinha de plantio, foram amostrados cinco monólitos de solo de 25 x 25 cm de largura e
30 cm de profundidade (divididos em camadas de 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30 cm de
profundidade) ao longo de um transecto para a avaliação da macrofauna invertebrada do solo,
de acordo com Anderson e Ingram (1993). Após a extração manual dos organismos, com
auxílio de lupa binocular, procedeu-se à identificação, contagem e pesagem a nível de grandes
grupos taxonômicos.
119
Nos mesmos pontos e profundidades das coletas de macrofauna foram
efetuadas amostragens para as análises químicas e físicas, de acordo com Embrapa (1997).
Foram determinados pH em água, P, K, Ca, Mg, Al e matéria orgânica (MO) e; em amostras
coletadas em anéis de volume aproximado de 100 cm3 , densidade (Ds), pelo método do anel
volumétrico, macro, micro e porosidade total (VTP), pelo método da mesa de tensão e,
umidade do solo (UV).
Em cada área estudada foi aberta uma trincheira de 2,0 m de comprimento x
1,0 m de largura e 1,0 m de profundidade, perpendicular ao sentido do trabalho dos
implementos, com vistas a detectar as modificações morfológicas provocadas pelos diferentes
manejos. Utilizou-se o método do perfil cultural, descrito em Tavares Filho et al. (1999).
A análise de variância foi efetuada segundo delineamento inteiramente
casualizado, com quatro formas de manejo do solo e vegetação nativa e cinco repetições. A
diferença entre as médias foi avaliada pelo teste de Duncan a 5 %. Para avaliar as possíveis
alterações das características físicas, químicas e biológicas do solo em decorrência de
diferentes usos de solo, compararam-se os resultados obtidos nas quatro formas de manejo em
relação ao sistema com vegetação nativa. Procedeu-se à análise de componentes principais
(ACP), utilizando o programa CANOCO (Ter Braak, 1987).
8.5. Resultados e Discussão
Características morfológicas dos solos
Na Figura 8.1, estão representados todos os perfis com os modos de organização,
descritos durante o florescimento das culturas de inverno (nabo, trigo e aveia).
Sob sistema com vegetação nativa (SN), observou-se na superfície, matéria
orgânica parcialmente decomposta, grande volume de raízes distribuídas horizontalmente e
agregados milimétricos provenientes das atividades de macrofauna invertebrada do solo e
120
raízes (camada de 2 a 3 cm). Entre 3-20 cm observou-se um volume Fµ∆/µ, fissurado (F),
formado por torrões subangulares médios (mt) e pequenos (pt), com alta porosidade interna
visível (µ) e algumas porções compactas (∆), presença de forte atividade biológica
caracterizada pelo amontoamento de pequenos agregados. Logo abaixo, entre 20-30 cm parte
das fissuras desaparece, tendendo a um volume mais maciço (C/F) e restando somente torrões
médios, mas o estado interno permanece igual. Entre 30 a 70 cm, verificou-se um volume de
solo ainda mais coeso (C), guardando algumas grandes fissuras (F), sendo que, o estado
interno mais poroso ainda, ou seja, as pequenas porções compactas desaparecem. A partir
desta profundidade (70 a 100 cm), observou-se o horizonte Bw, com o volume de solo
contínuo e forte porosidade de amontoamento de pequenos agregados (Cµ).
No sistema convencional (SC), a superfície do solo estava exposta, sem
presença de cobertura morta e com sinais de selamento superficial. Observou-se um primeiro
volume F∆µ/∆, entre 0-7 cm, formado por pequenos torrões (pt) em processo de compactação
(∆µ) e por médios torrões compactos (∆), e expressiva quantidade de terra fina (tf) e atividade
de fauna edáfica. Não foi observada a presença de raízes nas entrelinhas. Os sulcos
apresentavam sua base bem delimitada, e estavam preenchidos com grande quantidade de
agregados milimétricos e centimétricos (2 cm de ∅), arredondados, compactos (∆) e em processo
de compactação (∆µ) e com boa proliferação de raízes, responsável pela sua sustentação. A
partir de 7 a 24 cm, verificou-se um topo mais compacto, provavelmente, em virtude do
trabalho da grade (“pé de grade”), o qual praticamente impediu a penetração das raízes. É um
volume formado por grandes torrões compactos (∆) e em processo de compactação (∆µ), com
tendência a formas prismáticas, com fissuras bem visíveis (F), e foi observado também
presença de bioporos. A estrutura é forte, com porções bem alisadas, mas com presença de
amontoamento de agregados, caracterizando atividade da fauna edáfica. Observa-se grande
descontinuidade da camada anterior para esta, já a passagem desta camada para a seguinte se
121
dá gradualmente. A terceira camada, de 24 a 40 cm é formada por grandes torrões, com estado
interno mais compacto (∆µ), mas com alguma porosidade de amontoamento (µ) e muitos
bioporos. Em seguida, aparece uma camada de transição gradual (40 a 60 cm), que ainda
mantém fortes características morfológicas da camada anterior (F/C ∆µ/µ) mas, que se
enriqueceu de porosidade de amontoamento e arredondada. Mais abaixo, (>60 cm), o volume
se apresenta como contínuo (Cµ), com a mesma morfologia estrutural descrita no sistema com
vegetação nativa (SN).
Legenda: L – volume de solo solto, poroso, constituído de torrões de tamanhos variados; F – volume de solo
formado de agregados separados por uma rede de fissuras; C – volume de solo continuo, onde não se distingue
agregados; µ - torrões com forte porosidade interna, principalmente arredondada; ∆ - torrões compactos, com
baixa ou nenhuma porosidade visível; µ∆ e ∆µ - porosidade interna dos torrões intermediária ; tf – terra fina;
mt – médios torrões; gt – grandes torrões; pt – pequenos torrões resultantes de atividade biológica; Bw –
horizonte encontrado nos Latossolos (Cµ).
Figura 8.1 – Representação esquemática das diferentes organizações dos perfis culturais, sob
sistemas com vegetação nativa (SN), sistema convencional (SC) e sistema
plantio direto (SPD) com diferentes sucessões de culturas: soja/nabo (s/n),
soja/trigo (s/t) e milho/aveia (m/a). As setas indicam as modificações observadas
a partir do perfil do SN, utilizado como referência.
122
Nas áreas com o sistema plantio direto (s/n, s/t e m/a), verificou-se presença
de resíduos culturais (soja e milho) na superfície do solo. Na área sob nabo (s/n), além dos
resíduos da cultura anterior, observou-se presença de boa quantidade de folhas mortas em
decomposição da própria cultura. Esta cultura cobriu 100% da área em relação as outras
culturas de inverno (trigo e aveia). Conforme os dados apresentados na Figura 8.2, dentre os
sistemas de manejo, o SPD (milho/aveia) e SPD (soja/trigo) apresentaram quantidades de
serapilheira semelhantes; já o SPD (milho/aveia) apresentou quantidade superior ao SPD
(soja/nabo). Essa maior quantidade é devida à cultura de milho, que apresenta uma
decomposição lenta, que pode ser atribuída à temperatura do ar e do solo menos favoráveis à
decomposição durante o inverno, à sua alta relação C/N, à maior proporção do material
lignificado (colmos e sabugos) (Wisniewski e Holtz, 1997) e à maior quantidade adicionada
inicialmente.
14
a
12
-1
Resíduos culturais (t ha)
a
10
ab
8
6
b
4
2
0
SPD (s/n)
SPD (s/t)
SPD (m/a)
SN
Sistemas de manejo
Figura 8.2 – Quantidade de serapilheira (t ha -1) sob sistema plantio direto (SPD (s/n): nabo
cultivado em sucessão a soja; SPD (s/t): trigo cultivado em sucessão a soja;
SPD (m/a): aveia cultivada em sucessão a milho) e sistema com vegetação
nativa (SN), na safra de inverno 2003, Dourados, MS. Médias grafadas com
letras diferentes, entre as barras, contrastam pelo teste de Duncan, a 5%.
123
O perfil sob a cultura de nabo forrageiro (s/n), apresentou o primeiro volume
de F∆µ/∆ (entre linhas), formado com terra fina (tf), pequenos torrões (pt) em processo de
compactação (∆µ) e médio torrões (mt) compactos (∆). No entanto, verificou-se presença de
124
respectivamente), observou-se um volume F∆µ, com terra fina (tf) e pequenos torrões rugosos
(pt) em processo de compactação (∆µ), com presença de poucas raízes. Na zona do rasto de
máquinas é visível a presença de estruturas laminares compactas. O sulco da planta de trigo é
caracterizado como F∆µ/µ (0-6 cm), com terra fina (tf) e pequenos agregados milimétricos e
centimétricos (pt), porosos (µ) e em processo de compactação (∆µ). No sulco da planta de aveia
(0-4 cm) o volume de solo estava composto por agregados milimétricos livres (L) e não
compactos (µ). Em ambos os sulcos as raízes são ramificadas e estão enovelando os
agregados. No segundo volume (6-14 e 4-12 cm sob a cultura de trigo e aveia,
respectivamente), verificou-se o volume F∆, com base bem definida, formado por grandes
torrões fissurados (F), com tendência de se soltarem horizontalmente em blocos retangulares
compactos (∆), com algumas porções com porosidade visível (µ) e forte atividade biológica,
evidenciado pelo amontoamento de pequenos agregados e pela presença de coprólitos. Na
seqüência desse volume, sob o perfil com a cultura de trigo, observou-se um volume F/C (14 a
52 cm) formado por grandes torrões (gt) de forma prismática, fissurados, rugosos, e presença de
grandes bioporos (3 cm ∅) e agregados em processo de compactação (∆µ). As fissuras estavam
bem visíveis no perfil e ocupadas pelas raízes. Finalmente, a 52 cm inicia-se o Bw (Cµ).
Quanto ao perfil sob a cultura de aveia, a partir de 12 a 16 cm observa-se
um volume F∆/∆µ, com as mesmas características morfológicas da segunda camada,
diferenciado apenas pela presença de algumas porções em processo de compactação (∆µ). A
camada seguinte (16-39 cm) é um volume C/F∆µ, formado por grandes blocos, rugosos, porosos
e com grande amontoamento de pequenos agregados. As fissuras são mais pronunciadas e
preenchidas por agregados que se desfazem facilmente. Na seqüência desse volume (39 a 70
cm), uma camada de transição formada pelo volume C∆µ/µ, marca o início de uma estrutura
125
maciça com pouca atividade biológica representando uma transição gradual para o Bw. O Bw
(Cµ) inicia-se a partir de 66 cm.
Características químicas do solo
Entre os sistemas de produção (SC e SPD), os resultados da análise química do
solo mostraram que somente os teores de P na camada 0-10 cm e Al nas camadas 10-20 e 20-30
cm variaram significativamente (p<0,05) em função dos manejos (Tabela 8.1). Os valores de pH
variaram de 5,2 a 6,3, destacando-se o sistema com vegetação nativa nas duas primeiras
camadas, que apresentou valores significativamente maiores que os demais sistemas. Em solos
com cobertura vegetal natural, o pH encontra-se em equilíbrio dinâmico, com valores
praticamente constantes com o tempo. Essa condição é alterada quando o solo é submetido ao
cultivo, e um novo equilíbrio é atingido num nível que varia em razão das características do
sistema de manejo adotado (Stevenson, 1986). O declínio de pH do solo sob uso agrícola em
relação ao solo original, quando não se utilizam corretivos e fertilizantes e manejo adequado,
é atribuído, principalmente, a interferência na ciclagem de C-orgânico e nutrientes (Sachez et
al., 1983; Tognon et al., 1997). Em geral, os valores de pH foram maiores nos primeiros
centímetros do solo, o que está coerente com os baixos teores de Al trocáveis.
Os teores de alumínio (Al) trocáveis variaram de 0,0 a 1,2 cmolc dcm-3, não
apresentando diferenças significativas entre os sistemas estudados na primeira camada. Houve
uma tendência geral para teores mais baixos na primeira camada, o que pode estar relacionado,
além da complexação pela matéria orgânica, a maior concentração de bases na superfície e,
consequentemente, menor Al+3 , diminuindo o seu potencial de toxidez para as plantas (Salet,
1994; Araújo et al., 2004). Nas demais camadas observaram-se valores significativamente
superiores no SC e SPD (milho/aveia) em relação aos outros sistemas de uso de solo.
126
Os teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) variaram de 3,0 a 12,6 cmolc dcm-3 e
1,2 a 3,7 cmolc dcm-3, respectivamente, sendo considerados altos e sem restrição à nutrição
mineral das plantas. Os teores foram maiores nos primeiros centímetros do solo, decrescendo em
profundidade. Sob vegetação nativa observou-se os maiores teores de cálcio (p<0,05) nas três
camadas e magnésio nas duas primeiras camadas de solo em relação aos sistemas cultivados, o
que pode estar associada à redução da matéria orgânica e à remoção desses cátions nos
sistemas cultivados, mesmo recebendo aplicações de corretivos e fertilizantes (Maia e
Ribeiro, 2004).
Os teores de potássio (K) variaram de 0,1 a 0,8 cmolc dcm-3, decrescendo
com a profundidade. Somente a primeira camada de solo apresentou nível médio de K para as
plantas. Não houve diferenças significativas (p>0,05) entre os sistemas estudados nas três
profundidades de solo. Os teores de fósforo (P) disponíveis variaram de 0,8 a 53 cmolc dcm-3,
sendo que, com exceção da vegetação nativa, podem ser considerados altos na primeira
camada, médios na segunda camada e baixos na terceira camada. Na primeira camada, entre
os sistemas de produção, o sistema convencional apresentou o menor teor de P (p<0,05) em
relação os demais sistemas de manejo. Normalmente, o acúmulo de P ocorre nos primeiros
centímetros superficiais do solo em SPD (Burle et al., 1997), o que pode estar associado ao
não revolvimento do solo, da aplicações anuais e localizadas de fertilizantes fosfatados, da
liberação de P durante o processo de decomposição e mineralização do material orgânico
depositado sobre o solo, de uma menor fixação de P pelos óxidos de solo, devido ao menor
contato deste elemento com os constituintes inorgânicos do solo (Sidiras e Pavan, 1995). Nas
outras camadas, não foram observadas diferenças significativas entre os sistemas de produção
estudados. O sistema com vegetação nativa (SN) apresentou o menor teor de P nas três camadas
de solo em relação aos sistemas de produção, denotando a pobreza original deste solo em P
(Bernardi et al., 2003).
127
Do ponto de vista químico, em geral, os solos cultivados sob sistema plantio
direto apresentam maior concentração de Ca+Mg e K trocáveis e P extraível na camada
superficial decorrente da aplicação freqüente de fertilizantes na superfície e devido à
contribuição da fixação biológica de N das leguminosas, aliada à deposição de resíduos de
culturas na superfície do solo (Sidiras e Pavan, 1985; Santos et al., 2001; Santos et al., 2003).
Tabela 8.1 – Caracterização química de solo sob sistema convencional (SC), sistema plantio
direto (SPD) e vegetação nativa (SN) na safra de inverno 2003, Dourados-MS.
pH
P
K
Ca
Mg
Al
MO
Manejo
H2 O
mg dm-3
------------------cmolc dm-3-----------------
g kg -1
-------------------------------------------------------- 0-10 cm ---------------------------------------------------SC
5,7 b
20,0 c
0,5 a
4,7 b
2,4 b
0,4 a
26,6 b
1
SPD (soja/nabo)
5,6 b
39,1 ab
0,7a
4,3 b
2,5 b
0,3 a
27,5 b
SPD (soja/trigo) 2
5,7 b
53,0 a
0,8 a
4,9 b
2,9 b
0,2 a
32,5 b
SPD (milho/aveia)3
5,5 b
35,7 b
0,7 a
3,8 b
1,9 b
0,5 a
30,4 b
SN
6,3 a
2,5 d
0,7 a
12,6 a
3,7 a
0,0 a
67,6 a
------------------------------------------------------- 10-20 cm ---------------------------------------------------SC
5,2 b
11,1 a
0,3 a
3,4 b
1,4 b
1,1 a
23,3 b
SPD (soja/nabo)
5,3 b
13,7 a
0,3 a
3,8 b
1,7 b
0,6 b
23,5 b
SPD (soja/trigo)
5,5 ab
17,3 a
0,3 a
4,3 b
2,0 b
0,3b
23,4 b
SPD (milho/aveia)
5,2 b
10,9 a
0,3 a
3,1 b
1,2 b
1,2 a
25,4 b
SN
5,8 a
1,2 b
0,3 a
8,4 a
2,7 a
0,2 b
41,4 a
------------------------------------------------------- 20-30 cm ---------------------------------------------------SC
5,3 a
4,1 a
0,3 a
3,5 b
1,5 a
0,7 a
21,2 b
SPD (soja/nabo)
5,5 a
5,0 a
0,1 a
3,7 b
1,8 a
0,3 b
19,6 b
SPD (soja/trigo)
5,5 a
4,4 a
0,1 a
3,5 b
1,7 a
0,4 b
22,5 b
SPD (milho/aveia)
5,3 a
6,4 a
0,2 a
3,0 b
1,2 a
1,0 a
21,3 b
SN
5,6 a
0,8 b
0,2 a
5,5 a
1,7 a
0,3 b
31,1 a
1
SPD (soja/nabo): nabo cultivado em sucessão a soja; 2 SPD (soja/trigo): trigo cultivado em sucessão a soja; 3 SPD
(milho/aveia): aveia cultivada em sucessão a milho. Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna,
contrastam pelo teste de Duncan, a 5%.
O teor de matéria orgânica (MO) variou de 19,6 a 67,6 g kg-1 (Tabela 8.1),
sendo que, os valores maiores concentram-se nos primeiros 10 cm de solo. Os solos cultivados
apresentaram teores de MO mais baixo do que o solo sob vegetação nativa (p<0,05) em todas as
profundidades avaliadas. Nas três camadas de solo, não houve diferença significativa nos valores
de MO entre os sistemas de produção. Entretanto, na primeira camada de solo o SPD (soja/nabo,
soja/trigo e milho/aveia) tendeu apresentar quantidade de MO superior ao sistema convencional
(SC), indicando que os sistemas de manejo conservacionista do solo podem contribuir para o
128
aumento do teor de matéria orgânica e, consequentemente, da fertilidade do solo (Santos e
Tomm, 2003) e maior concentração de substâncias húmicas solúveis (Salet, 1994). A
manutenção do teor de matéria orgânica na camada superficial do solo, principalmente nos
sistemas conservacionistas, decorre da ausência de revolvimento do solo, onde os resíduos
vegetais permanecem sobre a superfície, ocasionando uma lenta decomposição e acumulação
(Bayer et al, 2000).
Características físicas do solo
Os resultados da avaliação da densidade do solo (Ds) nas camadas de 0-10;
10-20 e 20-30 cm estão apresentados na Tabela 8.2. Sob vegetação nativa (SN) observou-se a
menor Ds (p<0,05) comparados aos relação aos sistemas de produção nas três camadas de
solo avaliadas. Dentre os sistemas de produção, na camada 0-10 cm, os três sistemas com
plantio direto (soja/nabo, soja/trigo e milho/aveia) apresentaram valores de Ds
significativamente semelhantes; porém apenas o SPD (soja/trigo) foi significativamente
superior ao sistema com preparo convencional (SC).
Cabe ressaltar que, apesar de não terem sido constatadas diferenças
significativas entre os sistemas de produção (com exceção do SPD (soja/trigo) na camada 010 cm) todas as camadas tenderam a ser superiores no SPD, o que pode estar relacionado com
a compactação do solo pelo tráfego cumulativo de máquinas e implementos associado à
reduzida movimentação do solo (Cavanage et al., 1999; Tormena et al., 2004). Enquanto que
no SC os menores valores de Ds podem ser atribuídos ao revolvimento do solo e a
incorporação dos resíduos culturais executados antes da semeadura das culturas, corroborando
com os resultados obtidos por Araújo et al. (2004), Bertol et al. (2004), Spera et al. (2004) e
Tormena et al. (2004).
129
Os resultados da avaliação da porosidade do solo, expressos em valores de
macro, micro e porosidade total estão apresentados na Tabela 8.2. Os resultados mostram que
os sistemas de produção não apresentaram diferenças em todas as camadas de solo avaliadas,
no entanto, os resultados indicam tendência do SPD (soja/nabo, soja/trigo e milho/aveia),
principalmente na camada 0-10 cm, apresentarem menores valores de macroporosidade e
VTP em relação ao SC, indicando que sistemas com menor mobilização do solo e
movimentação intensa de máquinas e implementos agrícolas, além de reduzir a porosidade
total mudam a distribuição do tamanho dos poros, com redução dos poros de maior tamanho,
como atestam os resultados obtidos por Araújo et al. (2004), Bertol et al. (2004) e Spera et al.
(2004). Já a microporosidade, segundo Silva e Kay (1997), é fortemente influenciada pela
textura, teor de matéria orgânica e muito pouco influenciada pelo aumento da densidade do
solo, originado do tráfego de máquinas e implementos.
Tabela 8.2 – Caracterização física de solo sob sistema convencional (SC), sistema plantio
direto (SPD) e vegetação nativa (SN) na safra de inverno 2003, Dourados-MS.
Manejo
Ds
Mg m-3
Macroporosidade Microporosidade
VTP
UV
-------------------------------------- m3 m-3 ----------------------------------------
--------------------------------------------------------- 0-10 cm ----------------------------------------------------SC
1,31 b
0,151 ab
0,420 a
0,571 ab
0,264 b
1
SPD (soja/nabo)
1,45 ab
0,105 b
0,416 a
0,521 b
0,290 ab
SPD (soja/trigo) 2
1,47 a
0,109 b
0,420 a
0,530 b
0,277 b
SPD (milho/aveia)3
1,42 ab
0,123 ab
0,418 a
0,541 b
0,287 ab
SN
1,17 c
0,183 a
0,444 a
0,627 a
0,332 a
--------------------------------------------------------- 10-20 cm ---------------------------------------------------SC
1,42 a
0,106 b
0,421 bc
0,526 b
0,273 b
SPD (soja/nabo)
1,47 a
0,101 b
0,410 c
0,512 b
0,294 ab
SPD (soja/trigo)
1,47 a
0,109 b
0,425 bc
0,534 b
0,285 b
SPD (milho/aveia)
1,46 a
0,089 b
0,433 ab
0,522 b
0,297 ab
SN
1,18 b
0,176 a
0,442 a
0,617 a
0,337 a
--------------------------------------------------------- 20-30 cm ---------------------------------------------------SC
1,47 a
0,096 b
0,426 ab
0,523 b
0,280 b
SPD (soja/nabo)
1,50 a
0,104 b
0,412 b
0,516 b
0,294 b
SPD (soja/trigo)
1,53 a
0,089 b
0,441 a
0,530 b
0,294 b
SPD (milho/aveia)
1,47 a
0,085 b
0,440 a
0,524 b
0,300 b
SN
1,18 b
0,166 a
0,431 ab
0,597 a
0,338 a
1
SPD (soja/nabo): nabo cultivado em sucessão a soja; 2 SPD (soja/trigo): trigo cultivado em sucessão a soja; 3 SPD
(milho/aveia): aveia cultivada em sucessão a milho, VTP: Volume Total de Poros, UV: Umidade Volumétrica.
Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna, contrastam pelo teste de Duncan, a 5%.
130
Na Tabela 8.2, observa-se ainda que a umidade volumétrica não diferiu
entre os sistemas de produção em todas as camadas avaliadas; contudo a umidade decresceu
do sistema com vegetação nativa (SN) para SPD e deste para o sistema com preparo
convencional (SC). No SPD (soja/nabo, soja/trigo e milho/aveia), o armazenamento de água
no solo foi superior ao do SC, fato atribuído, provavelmente, á presença de cobertura morta
resultante dos restos culturais na superfície do solo (Beutler et al., 2003)
Macrofauna invertebrada do solo
A macrofauna invertebrada do solo respondeu de maneira diferenciada ao
preparo do solo e ao tipo de sucessão, conforme os resultados apresentados na Tabela 8.3. A
maior presença dos organismos da macrofauna invertebrada do solo, expressos em valores de
densidade de indivíduos, encontraram-se na camada de 0-10 cm, onde são mais intensos os
processos de transformação da matéria orgânica. Resultados semelhantes foram obtidos por
Villalobos et al. (2000) em um cultivo de milho, Pashanasi (2001) e Tabu et al.(2003) em
diferentes sistemas de uso de solo, Mwangi et al. (2003) em sistema agroflorestal, Benito et
al. (2004) em pastagem cultivada e Merlim et al. (2005) em cultivo do figo. Nessa camada, os
sistemas SN e SPD (soja/nabo) apresentaram maiores valores de densidade de macrofauna,
diferindo dos demais sistemas avaliados. Nas camadas 10-20 e 20-30 cm, os maiores valores
(p<0,05) foram observados nos sistemas SN, SPD (soja/nabo) e SPD (soja/trigo) em
comparação aos sistemas SC e SPD (milho/aveia). Na somatória dos valores da densidade das
três camadas de solo (Total), os sistemas SPD (soja/nabo) e SPD (soja/trigo) foram
semelhantes à vegetação nativa (SN). Provavelmente devido ao menor distúrbio mecânico ao
habitat e aos resíduos remanescentes da cultura anterior, principalmente quando há maior
aporte de nitrogênio. Estas respostas se relacionam principalmente com as modificações da
131
cobertura vegetal, que determinam diretamente a quantidade e qualidade do recurso orgânico
disponíveis (Decaëns et al., 2001).
Considerando a riqueza (n.º de grupos) da macrofauna invertebrada do solo
na camada 0-30 cm é possível verificar que o sistema natural (SN) apresenta uma grande
riqueza taxonômica, seguido pelo sistema plantio direto (soja/nabo, soja/trigo e milho/aveia) e
por último o sistema com preparo convencional. O sistema plantio direto, geralmente
comporta um número superior de vários grupos de macroinvertebrados edáficos que o sistema
convencional, devido aos recursos alimentares disponíveis, como também a estrutura do
microhabitat gerado e mudanças menos drásticas de temperatura e umidade (Perdue E
Crossley Jr., 1989; Winter et al., 1990 e Tanck et al., 2000). Não houve diferença
significativa entre os valores de biomassa da macrofauna invertebrada do solo para todos os
sistemas de produção (Tabela 8.3). Todavia, é importante considerar que o benefício da
biomassa está ligado, principalmente, à geração de poros biológicos de alta funcionalidade,
como aeração e infiltração de água no solo por exemplo.
Tabela 8.3 – Macrofauna invertebrada do solo sob sistema convencional (SC), sistema
plantio direto (SPD) e vegetação nativa (SN) na safra de inverno 2003,
Dourados-MS.
Manejo
0-10 cm
10-20 cm
20-30 cm
Total
Riqueza
-------------------------- Densidade (ind m-2) --------------------------- N.º de grupos
SC
SPD (soja/nabo) 1
SPD (soja/trigo) 2
SPD (milho/aveia)3
SN
SC
SPD (soja/nabo)
SPD (soja/trigo)
SPD (milho/aveia)
SN
1
99 b
35 b
16 b
150 b
6c
691 a
147 a
211 a
1049 a
12 b
170 b
118 a
154 a
442 ab
11 b
115 b
51 b
3b
169 b
10 b
797 a
410 a
54 ab
1261 a
19 a
-2
--------------------------- Biomassa (g m ) -------------------------------------------------5,40 a
0,19 b
0,09 a
5,68 a
--2,13 a
0,58 ab
0,30 a
3,01 a
--2,52 a
0,68 ab
0,62 a
3,83 a
--1,42 a
0,34 ab
0,19 a
1,95 a
--2,22 a
1,01 a
0,72 a
3,94 a
---
SPD (soja/nabo): nabo cultivado em sucessão a soja; 2 SPD (soja/trigo): trigo cultivado em sucessão a soja; 3 SPD
(milho/aveia): aveia cultivada em sucessão a milho. Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna,
contrastam pelo teste de Duncan, a 5%.
132
A análise de componentes principais (ACP) está representada na Figura 8.2,
sendo a distribuição dos sistemas feita por pontos, ligados por linhas poligonais constituindo
um polígono convexo, indicando sua correlação com os eixos. As características do solo são
representadas por setas, sendo o comprimento da seta proporcional à correlação da
característica do eixo e a sua importância na explicação da variância projetada em cada eixo.
A ACP apresentou autovalores de 51% para o primeiro eixo (horizontal), e 15,5% para o
segundo eixo (vertical), o que representa 67,1% da variância total acumulada nos dois
primeiros eixos.
O primeiro eixo da ordenação relacionou-se principalmente com as
variáveis Ca, matéria orgânica (MO), macroporos, microporos, porosidade total, umidade de
solo e riqueza de grupos da macrofauna, ao passo que segundo eixo foi mais correlacionado
com as variáveis Al, P, K, Mg, densidade dos solo (Ds), biomassa e densidade de organismos
da macrofauna.
No primeiro eixo, observou-se maior correlação para as variáveis umidade,
microporos, MO, Ca e riqueza de grupos da macrofauna, o que possibilitou detectar
diferenças nítidas entre os sistemas cultivados e a vegetação nativa, caracterizando a condição
natural do solo, sem interferência antrópica. Em solos com cobertura vegetal natural, a MO
(D’Andréia et al., 2004) e a biodiversidade (Lavelle e Spain, 2001) encontram–se em
equilíbrio dinâmico, de fundamental importância para a manutenção da produtividade do
ecossistema. Essa condição é alterada quando o solo é submetido ao cultivo, e um novo
equilíbrio é atingido num nível que varia em razão das características do sistema de manejo de
sistema adotado (Stevenson, 1994).
No segundo eixo, pode-se visualizar a resposta às formas de manejo de solo
e os tipos de sucessão de culturas. Sob esta ótica, observa-se, o agrupamento do sistema
convencional com SPD onde há envolvimento apenas de gramíneas na sucessão (milho/aveia)
133
e o agrupamento dos SPD onde há pelo menos uma espécie de leguminosa na sucessão
(soja/nabo e soja/trigo). Verificou-se que o Al, P, K, Ds e densidade de organismos da
macrofauna foram as características que mais influenciaram no comportamento dessas formas
de manejo. À medida que o solo vai sendo submetido a diferentes rotações/sucessões de
culturas em SPD, as propriedades físicas, químicas e biológicas sofrem alterações. Isto pode
ser justificado pelas diferenças intrínsecas das culturas relacionadas com as exigências
nutricionais, profundidade das raízes, quantidade e qualidade de resíduos que adicionam sobre
a superfície (Cavalieri et al., 2004). Langdale et al (1992) indicam a essencialidade da rotação
de culturas para o aumento da qualidade da matéria orgânica, pois é de grande valia a escolha
do sistema mais adequado para a melhoria da qualidade do solo e da produção agrícola.
Figura 8.3 – Diagrama de ordenação produzido pela análise de componentes principais de
variáveis relacionadas as caraterísticas físicas, químicas e macrofauna
invertebrada do solo, sob diferentes sistemas de uso de solo, Dourados, MS.
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140
9. ARTIGO: INTEGRAÇÃO LAVOURA/PECUÁRIA SOB PLANTIO DIRETO:
RELAÇÃO ENTRE ATRIBUTOS FÍSICOS, QUÍMICOS E
BIOLÓGICOS
9.1. Resumo
O objetivo deste trabalho foi avaliar um sistema integrado lavoura/pecuária sob plantio direto,
estabelecido a oito anos no Cerrado, sob alguns aspectos relacionados às características
físicas, químicas e biológicas do solo e suas relações. Os dados foram coletados em Dourados,
MS, em um Latossolo Vermelho distroférrico típico, na safra de inverno de 2003, em sistema
convencional, pastagem contínua, sistema integrado lavoura/pecuária em plantio direto e, em
um sistema de vegetação nativa. De maneira geral, verificou-se uma clara distinção entre a
vegetação nativa e os sistemas cultivados. Dentre os sistemas de produção, a pastagem
contínua e sistema integrado na fase de pastagem foram os menos impactantes.
Palavras-chave: Latossolo Vermelho distroférrico típico, densidade de solo, porosidade, fauna
de solo.
9.2. Abstract
The objective of this work was to evaluate the physical, chemical, and biological
characteristics and their relationship in a eight-year integrated crop/livestock system in the
Cerrado. Samples were collected in Dourados, MS, in a Typic Hapludox soil during the
winter cropping season of 2003. The following systems were sampled: conventional system,
continuous pasture, integrated crop/livestock system in no-tillage and natural system. In
general, a clear distinction between native vegetation and cultivated systems was verified.
Among the production systems, the continuous pasture and integrated crop/livestock system
in the pasture phase which required less intensive management.
Key words: Typic Hapludox soil, soil density, porosity, soil fauna
141
9.3. Introdução
A análise da estrutura produtiva do país revela que a principal ocupação do
solo é a pecuária, com 21 % do território brasileiro ocupado com pastagens naturais (78
milhões de hectares) e pastagens plantadas (99,7 milhões de hectares), ou seja, mais que o
triplo das terras destinadas à produção de lavouras permanentes e temporárias (Manzatto et
al., 2002). Em termos regionais, o Centro-Oeste destaca-se sobre os demais, com 46 milhões
de hectares de pastagens cultivadas (IBGE, 1997). Estima-se que cerca de 80% das áreas
ocupadas com pastagens cultivadas encontram-se em algum estágio de degradação (Aidar e
Kluthcouski, 2003).
A exploração extrativista deflagrou processos de exaustão e degradação dos
solos, com todas as suas implicações e nefastas conseqüências, ocasionando a redução da
capacidade produtiva da unidade pecuária. Na atualidade, o grande número de áreas de
pastagem com capacidade reduzida ou degradada tem resultado em desafio para os órgãos de
pesquisa e extensão, no sentido de viabilizar sistemas de produção que possibilitem maior
eficiência energética e conservação ambiental. Neste contexto, tem sido demonstrado que a
rotação de lavouras e pastagens em plantio direto, em função de seus inúmeros e
inquestionáveis benefícios, constitui estratégia viável técnica e economicamente para a
recuperação e renovação de pastagens degradadas (Vilela et al., 2003), gerando alternativas de
lucro e uma nova dinâmica do agronegócio local e regional (Freitas, 2002).
Diversos autores enfatizam que esse sistema tem potencial para aumentar a
produtividade e reduzir os riscos de degradação, melhorando as propriedades químicas, físicas
e biológicas do solo e o potencial produtivo (Aidar e Kluthcouski, 2003; Vilela et al., 2003).
As pastagens, de modo geral, têm a capacidade de manter ou até mesmo aumentar o teor de
matéria orgânica do solo, em contraste com os cultivos anuais (Vilela et al., 2003),
favorecidas pela grande quantidade de resíduo de material orgânico e pelo sistema radicular
142
extenso e em constante renovação. Estes, além de diminuir a amplitude térmica e conservar
melhor a umidade no solo, constituem fator determinante na redução da erosão hídrica
(Hernani et al., 2002); na estabilização dos agregados e aeração do solo (Tisdall e Oades, 1982;
Castro Filho et al., 1998; Gang et al.,1998) e na diversidade dos organismos do solo (Bending
et al. 2002), os quais desempenham importantes atividades como decomposição, reciclagem de
nutrientes, síntese e mineralização de matéria orgânica do solo, modificação de estrutura do solo
(favorecendo a porosidade e densidade) e controle biológico das pragas e doenças (Wardle e
Lavelle, 1997; Lavelle e Spain, 2001; Palm et al., 2001; Decaëns et al., 2003).
A relação entre manejo e a qualidade de solo pode ser avaliada pelo seu efeito
nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo (Doran e Parkin, 1994). Neste sentido, o
entendimento da interação entre essas propriedades é fundamental para nortear as atividades
antrópicas, que visam o uso mais racional do ecossistema, em especial aqueles associados ao
manejo dos solos no contexto de produção agrícola sustentável. Assim, o presente trabalho
objetivou analisar as modificações promovidas pelos sistemas de produção integrada de grãos
com a de pastagem através da relação entre os atributos morfológicos, físicos, químicos e
biológicos.
9.4. Material e Métodos
O trabalho foi conduzido no campus experimental da Embrapa
Agropecuária Oeste, município de Dourados-MS (22º 14’ 00” latitude sul e 54º 49’ 00” de
longitude oeste de Greenwich), sob solo classificado como Latossolo Vermelho distroférrico
típico, com teores médios de 70% de argila. O clima da região, segundo a classificação de
Köppen, enquadra-se no tipo climático Cwa, definido como clima temperado com inverno
seco e verão chuvoso (Amaral et al., 2000).
143
Os estudos foram realizados na safra de inverno de 2003, oito anos após o
estabelecimento dos seguintes manejos: 1) sistema convencional (SC), consistindo-se no
cultivo de soja no verão e de aveia no outono/inverno. Nesse sistema, o solo foi preparado
com uso de grades de disco, sendo utilizados herbicidas residuais em pré-emergência, numa
área de 2,0 ha; 2) sistema integrado lavoura/pecuária, com faixa subdividida em duas partes
de 4,0 ha, de forma a conter a fase de lavoura (SILP-lavoura) e de pastagem (SILP-pastagem)
no mesmo momento. A faixa SILP-lavoura consiste no cultivo de soja no verão para produção
de grãos e aveia no outono/inverno como pastagem temporária, conduzido em plantio direto.
A faixa SILP-pastagem consiste no cultivo de pastagem, onde os animais são manejados
adequadamente em pastejo rotacionado, sem suplementação no período da seca, com todas as
recomendações técnicas sanitárias. O ciclo da rotação é de dois anos, sendo a pastagem de
braquiária dessecada com herbicida e implantada a soja no verão e aveia no inverno e, após
dois anos, é efetuada nova semeadura de pastagem e 3) pastagem contínua (PC), consiste em
pastagem permanente com braquiária, conduzida em sistema rotacionado de pastejo, em uma
área de aproximadamente 10 ha. Uma área adjacente, com vegetação nativa do tipo Cerrado
(SN), com cerca de 5 ha, foi incluída no estudo como referencial da condição original do solo.
Na safra de inverno (julho/2003), na entrelinha de plantio, foram amostrados
cinco monólitos de solo de 25 x 25 cm de largura e 30 cm de profundidade (divididos em
camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade) ao longo de um transecto para a
avaliação da macrofauna invertebrada do solo, de acordo com Anderson e Ingram (1993).
Após a extração manual dos organismos, com auxílio de lupa binocular, procedeu-se à
identificação, contagem e pesagem a nível de grandes grupos taxonômicos.
Nos mesmos pontos e profundidades das coletas de macrofauna foram
efetuadas amostragens para as análises químicas e físicas, de acordo com Embrapa (1997).
Foram determinados pH em água, P, K, Ca, Mg, Al e matéria orgânica (MO) e; em amostras
144
coletadas em anéis de volume aproximado de 100 cm3 , densidade do solo (Ds), pelo método
do anel volumétrico, macro, micro e porosidade total (VTP), pelo método da mesa de tensão
e, umidade do solo (UV).
Em cada área estudada foi aberta uma trincheira de 2,0 m de comprimento x
1,0 m de largura e 1,0 m de profundidade, perpendicular ao sentido do trabalho dos
implementos, com vistas a detectar as modificações morfológicas provocadas pelos diferentes
manejos. Utilizou-se o método do perfil cultural, descrita em Tavares Filho et al. (1999).
A análise de variância foi efetuada segundo delineamento inteiramente
casualizado, com quatro formas de manejo do solo e vegetação nativa e cinco repetições. A
diferença entre as médias foi avaliada pelo teste de Duncan a 5 %. Para avaliar as possíveis
alterações das características físicas, químicas e biológicas do solo em decorrência de
diferentes usos de solo, compararam-se os resultados obtidos nas quatro formas de manejo em
relação ao sistema com vegetação nativa. Procedeu-se à análise de componentes principais
(ACP), utilizando o programa CANOCO (Ter Braak, 1987).
9.5 Resultados e Discussão
Características morfológicas dos solos
A Figura 9.1 sintetiza os resultados da descrição dos perfis para cada
sistema estudado. Sob sistema com vegetação nativa, observou-se na superfície matéria
orgânica parcialmente decomposta, grande volume de raízes distribuídas horizontalmente e
agregados milimétricos provenientes das atividades de macrofauna invertebrada do solo e
raízes (camada de 2 a 3 cm). Entre 3-20 cm observou-se um volume Fµ∆/µ, fissurado (F),
formado por torrões subangulares médios (mt) e pequenos (pt), com alta porosidade interna
visível (µ) e algumas porções compactas (∆), presença de forte atividade biológica
caracterizada pelo amontoamento de pequenos agregados. Logo abaixo, entre 20-30 cm parte
145
das fissuras desaparece, tendendo a um volume mais maciço (C/F) e restam somente os
torrões médios, mas o estado interno continua igual. Entre 30 a 70 cm, verificou-se um
volume de solo ainda mais coeso (C) guardando algumas grandes fissuras (F), o estado
interno fica mais poroso ainda, ou seja, as pequenas porções compactas desaparecem. A partir
desta profundidade (70 a 100 cm), observou-se o horizonte Bw, com o volume de solo
contínuo e forte porosidade de amontoamento de pequenos agregados (Cµ).
No sistema convencional, a superfície do solo estava exposta, sem presença
de cobertura morta e com sinais de selamento superficial. Observou-se um primeiro volume
F∆µ/∆, entre 0-7 cm, formado por pequenos torrões (pt) em processo de compactação (∆µ) e
por médios torrões compactos (∆), e expressiva quantidade de terra fina (tf) e atividade de
fauna edáfica. Não foi observada a presença de raízes nas entrelinhas. Os sulcos apresentavam
sua base bem delimitada, e estavam preenchidos com grande quantidade de agregados
milimétricos e centimétricos (2 cm de ∅), arredondados, compactos (∆) e em processo de
compactação (∆µ) e com boa proliferação de raízes, responsável pela sua sustentação. A partir
de 7 a 24 cm, verificou-se um topo mais compacto, provavelmente, em virtude do trabalho da
grade (“pé de grade”), o qual praticamente impediu a penetração das raízes. É um volume
formado por grandes torrões compactos (∆) e em processo de compactação (∆µ), com
tendência a formas prismáticas, com fissuras bem visíveis (F), presença de bioporos, A
estrutura é forte, com porções bem alisadas, mas com presença de amontoamento de
agregados, caracterizando atividade da fauna edáfica. Observa-se grande descontinuidade da
camada anterior para esta; já a passagem desta camada para a seguinte se dá gradualmente. A
terceira camada, de 24 a 40 cm é formada por grandes torrões, com estado interno mais
compacto (∆µ), mas com alguma porosidade de amontoamento (µ) e muitos bioporos. Em
seguida, aparece uma camada de transição gradual (40 a 60 cm), que ainda mantém fortes
características morfológicas da camada anterior (F/C ∆µ/µ), mas, que se enriqueceu de
146
porosidade de amontoamento e arredondada. Mais abaixo (>60 cm), o volume se apresenta
como continuo (Cµ), com a mesma morfologia estrutural descrita no sistema com vegetação
nativa.
Na área com pastagem contínua, observou-se que o solo estava totalmente
coberto pela braquiária. Entre as touceiras da pastagem verificou-se uma camada de serapilheira
seca parcialmente decomposta. Abaixo dessas touceiras observou-se uma camada compacta de 2
cm de raízes (“tapete de raiz”), composta pela maioria de raízes novas em detrimento das mais
antigas, indicando a intensa renovação das mesmas. Em seguida, verificou-se uma camada de 23 cm de agregados, em torno de 1 cm de ∅ que se desfaz facilmente em agregados compactos
(∆). Muitos desses agregados estão misturados com as raízes, o que caracteriza, além da
atividade biológica, uma resultante da atividade das próprias raízes. Entre os sulcos (touceiras),
observou-se presença de pequenos torrões retangulares, compactos e em processo de
compactação (F ∆/∆µ pt). As raízes estavam distribuídas horizontalmente e algumas estavam
achatadas.
Na seqüência desse volume, a partir de aproximadamente 4 a 17 cm de
profundidade, verificou-se um volume composto por grandes torrões compactos (∆) e em
processo de compactação (∆µ), com uma tendência para a forma prismática e com pouca
porosidade
visível.
Observou-se
amontoamento
de
microagregados
nas
fissuras,
provavelmente, características da presença de atividade biológica. Essa camada inicia-se por
uma base horizontal formada por uma lâmina de 1-2 cm extremamente compacta, a qual pode
trazer futuramente sérios problemas na infiltração de água no solo. Algumas raízes
conseguem explorar esse volume de solo através das fissuras da camada laminar. Em seguida,
observa-se um volume de solo (17 a 30 cm) composto de blocos menos compactos, que
desfaz facilmente em agregados menores. É forte a presença de rugosidade e de
amontoamento de microagregados, resultante da atividade biológica. Essa atividade é intensa,
147
pois observa-se grande quantidade de canais biológicos. Além disso, pode ser percebido que a
camada apresenta uma umidade superior em relação às camadas anteriores. A camada 30-65
cm representa um volume de solo com estrutura maciça e pouca atividade biológica, que se
transformava gradualmente em Cµ.
Legenda: L – volume de solo solto, poroso, constituído de torrões de tamanhos variados; F – volume de solo
formado de agregados separados por uma rede de fissuras; C – volume de solo continuo, onde não se distingue
agregados; µ - torrões com forte porosidade interna, principalmente arredondada; ∆ - torrões compactos, com
baixa ou nenhuma porosidade visível; µ∆ e ∆µ - porosidade interna dos torrões intermediária ; tf – terra fina;
mt – médios torrões; gt – grandes torrões; pt – pequenos torrões resultantes de atividade biológica; Bw –
horizonte encontrado nos Latossolos (Cµ).
Figura 9.1 – Representação esquemática das diferentes organizações dos perfis culturais, sob
vegetação nativa, sistema convencional, pastagem contínua e integração
lavoura/pecuária, na safra de inverno de 2003, Dourados, MS. As setas indicam
as modificações observadas a partir do perfil de referência (vegetação nativa).
Nas áreas com o sistema integrado lavoura/pecuária, a faixa com lavoura
(aveia) encontrava-se no início do manejo de pastejo. Verificou-se presença de poucos
resíduos da cultura anterior (soja) na superfície do solo, e se encontrava em estágio bem
avançado de decomposição. O sulco da cultura era bem raso (0-3 cm de profundidade),
148
composto de terra fina (tf) com pequenos agregados. Esses agregados apresentavam fortes
indícios, além das raízes, da atividade de minhocas. As raízes estão concentradas somente no
sulco. Entre os sulcos (0-10 cm) observou-se pouca presença de terra fina e grande volume de
pequenos torrões (pt) em processo de compactação (∆µ). Os agregados presentes têm forte
indício de serem constituídos por coprólitos, resultante da atividade de minhocas, chegando a
se desfazer facilmente em agregados menores. Em seguida, ocorre uma camada (10-20 cm)
onde os agregados vão ficando maiores e mais compactos (∆). Apresenta grande quantidade
de canais biológicos de vários tamanhos, onde alguns estão preenchidos por microagregados
retrabalhados pelos organismos da macrofauna invertebrada do solo. A camada seguinte (2040 cm) é ainda mais fissurada, formada por blocos prismáticos, com vestígios de adensamento
e muita atividade biológica; após esta, encontrava-se uma camada (C∆µ) menos compacta
para transformar gradualmente em Cµ.
Na faixa com pastagem do sistema de integração, observou-se que a cultura
de braquiaria estava na fase de rebrota e com 100% de cobertura do solo. Apresentava uma
camada de liteira (aproximadamente 2 cm de espessura) mais espessa do que a pastagem
contínua, seca e parcialmente decomposta. Não havia formação de camada compacta de raízes
como foi observado na pastagem contínua. A maior quantidade das raízes se restringem ao sulco
da cultura (2-3 cm de espessura) e estavam distribuídas horizontalmente, algumas ultrapassaram
a camada subseqüente. Observou-se presença de agregados maior (em torno de 2 a 3 cm de ∅) e
menos compactos (∆) do que observado na pastagem contínua. Entre os sulcos (touceiras),
observou-se a tendência de formação de uma camada laminar superficial compacta (Z∆)
resultado do efeito de pisoteio animal. O volume de solo (0-3 cm) é formado por pequenos
torrões (pt) compactos (∆) de 2 cm de ∅ e com presença de raízes distribuídos
horizontalmente.
149
Na seqüência, observou-se uma camada (3-7 cm) fissurada, composta de
pequenos e médios agregados compactos (∆) e em processo de compactação (∆µ), com forte
rugosidade e porosidade. Essa camada é marcada pela forte presença de bioporos, preenchidos
com microagregados provenientes da atividade de minhocas. É conspícua a presença de raízes
verticais, ramificadas, com interagregados e raramente intra-agregados. Em seguida, segue-se
a camada fissurada (7-23 cm), com presença nítida de cavidades e menos compacta do que
camada anterior (∆µ/∆). Os torrões podiam atingir a 5-6 cm de ∅, subangulares, com as faces
alisadas e retrabalhadas pelos organismos de macrofauna. O topo dessa camada é bem
marcado, mas se desfaz em torrões com facilidade. Após esta, encontrava-se uma camada
ainda mais fissurada (23-46 cm), com torrões em forma prismáticas e presença de raízes
verticais. Apresentava grandes canais biológicos totalmente preenchidos por cropólitos e com
amontoamento de microagregados, caracterizando forte presença de atividade dos organismos
da macrofauna invertebrada. Na camada seguinte (46-74 cm) iniciou-se a estrutura maciça
adensada (C∆µ) transformando gradualmente à estrutura Cµ do perfil cultural.
Características químicas do solo
As características químicas do solo, representadas por teores de pH, P, K, Ca,
Mg, Al e matéria orgânica (MO), de maneira geral, foram influenciadas pelos usos do solo, cujos
valores encontram-se na Tabela 9.1. Dentre os sistemas de produção, os valores de pH em H2 O
foram significativamente inferiores sob SILP-pastagem na camada de 0-10 cm e semelhantes nas
demais camadas ao sistema convencional (SC) e SILP-lavoura. O menor valor de pH observado
no SILP-pastagem, provavelmente, pode ser atribuído a perda do efeito residual da calagem, que
foi realizada na fase de lavoura. Na área com vegetação nativa, os valores de pH foram
superiores na camada 0-0 cm e semelhantes à pastagem contínua nas demais camadas.
150
Os teores de Al trocável foram mais altos no SILP-pastagem na camada 0-10
cm, compatíveis com os baixos valores de pH e com os baixos teores de bases (K, Ca e Mg)
constados neste sistema. Nas demais camadas observaram-se valores significativamente
superiores no SC (camada 10-20 cm), SILP-pastagem (camada 10-20 e 20-30 cm) e SILPlavoura (20-30 cm) em relação aos outros sistemas de uso de solo.
Em todos os sistemas de produção não foram verificadas diferenças quanto aos
teores médios de Ca trocável do solo nas camadas 0-10 e 10-20 cm. Resultados semelhantes
foram encontrados por Rheinheimer et al. (1998) e Almeida et al. (2005), enquanto Santos et al.
(2003) verificaram diferenças entre os sistemas de produção. Na camada 20-30 cm, a pastagem
contínua apresentou maior valor de Ca do que o sistema integrado lavoura/pecuária (SILPpastagem e SILP-lavoura). Na vegetação nativa, os teores de Ca foram superiores em todas as
camadas em relação aos sistemas cultivados. Quanto aos teores de Mg, diferentemente do
ocorrido com o Ca, houve diferenças entre os sistemas de produção. Tais resultados diferem dos
obtidos por Cavalieri et al. (2004) e Almeida et al. (2005), que não verificaram diferenças entre
diferentes sistemas de manejo de solo. O sistema SILP-pastagem apresentou o menor teor de Mg
em relação aos demais sistemas de produção na camada 0-10 cm. Este sistema foi semelhante ao
sistema convencional nas camadas 10-20 e 20-30 cm e ao SILP-lavoura na camada 20-30 cm.
Independente do sistema de uso de solo, observou-se maior disponibilidade de Ca e Mg na
camada superficial quando comparada às camadas subsuperficiais do solo. A mesma tendência
de decréscimo dos teores de Ca e Mg em profundidade também foi constado por Klepker e
Anghinoni (1995) e Oliveira et al. (2001)
Do mesmo modo que o Mg, os teores de K trocável obtidos em todas as
camadas se diferenciaram estatisticamente entre os sistemas avaliados (Tabela 9.1). Verificou-se
que, em todas as camadas estudadas, o SILP-pastagem apresentou o menor teor de K trocável em
relação aos demais sistemas, com exceção na camada 20-30 cm, onde foi semelhante a pastagem
151
contínua. Santos et al. (2003) encontraram diferenças significativas nos valores de K trocável
entre os sistemas de produção com pastagens. Houve tendência de acúmulo de K trocável na
camada superficial, observados também por De Maria et al. (1999), Santos et al. (2001) e Santos
et al. (2003).
Tabela 9.1 – Caracterização química de solo, nas profundidade de 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30
cm, sob sistema convencional, integração lavoura/pecuária (SILP-pastagem e
SILP-lavoura), pastagem contínua e vegetação nativa, safra de inverno 2003,
Dourados-MS.
Manejo
pH
P
H2 O
mg dm-3
Al
MO
------------------cmolc dm-3-----------------
K
Ca
Mg
g kg -1
-------------------------------------------------------- 0-10 cm ---------------------------------------------------Sistema convencional 5,7 b
20,0 a
0,55 a
4,7 b
2,4 b
0,4 b
26,6 c
SILP-pastagem1
5,2 c
12,2 b
0,31 b
3,1 b
1,5 c
0,9 a
32,0 bc
2
SILP-lavoura
5,7 b
10,2 b
0,63 a
4,2 b
2,6 b
0,2 b
32,1 bc
Pastagem contínua
5,7 b
4,2 c
0,62 a
4,6 b
2,8 b
0,1 b
35,8 b
Vegetação nativa
6,3 a
2,5 c
0,68 a
12,6 a
3,7 a
0,0 b
67,6 a
-------------------------------------------------------10-20 cm --------------------------------------------------Sistema convencional 5,2 b
11,1 a
0,30 a
3,4 b
1,4 bc
1,1 a
23,3 c
SILP-pastagem1
5,2 b
5,5 bc
0,07 b
2,8 b
1,1 c
1,2 a
23,5 c
SILP-lavoura2
5,5 ab
7,1 ab
0,31 a
3,8 b
2,3 ab
0,7 ab
26,3 bc
Pastagem contínua
5,6 a
2,7 bc
0,25 a
4,8 b
2,4 ab
0,2 b
30,6 b
Vegetação nativa
5,8 a
1,2 c
0,29 a
8,4 a
2,7 a
0,2 b
41,4 a
------------------------------------------------------- 20-30 cm --------------------------------------------------Sistema convencional 5,3 b
4,1 a
0,27 a
3,5 bc
1,5 ab
0,7 ab
21,2 b
SILP-pastagem1
5,2 b
2,1 b
0,05 b
2,1 c
0,8 b
1,1 a
20,5 b
SILP-lavoura2
5,3 b
3,3 ab
0,12 ab
2,9 c
1,6 ab
1,1 a
28,1 ab
Pastagem contínua
5,6 a
1,9 bc
0,20 a
3,9 b
2,0 a
0,2 b
25,0 ab
Vegetação nativa
5,6 a
0,8 c
0,18 a
5,5 a
1,7 a
0,3 b
31,1 a
1
SILP-pastagem: cultivado com pastagem e 2 SILP-lavoura: lavoura com aveia cultivada em sucessão a soja.
Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna, contrastam pelo teste de Duncan, a 5%.
Foram detectadas diferenças entre sistemas avaliados para o teor de P extaível
do solo em todas as camadas estudadas (Tabela 9.1). Na camada 0-10 cm, o teor de P extraível
foi maior no sistema convencional em relação aos demais sistemas avaliados. Nas demais
camadas, este sistema foi semelhante apenas ao SILP-lavoura. Os maiores resultados
encontrados no sistema convencional nas camadas estudadas, provavelmente, decorrente das
aplicações de fertilizantes fosfatados e a distribuição para as camadas subsuperficiais através da
mobilização do solo pela aração e gradagens. Tais resultados diferem dos obtidos por Addiscott e
152
Thomas (2000) e Falleiro et al. (2003) que verificaram maior teores de P extraível no sistema
plantio direto, principalmente, na camada superficial. Segundo esses autores, maiores teores de
matéria orgânica na superfície do solo, associados ao não revolvimento do solo e à menor
mobilidade desse nutriente, favorecem uma permanência no local onde foi depositado.
Verificou-se que os valores de P extraível foram expressivamente menores na vegetação natural
e pastagem contínua do que nos demais sistemas de manejo.
Em relação à matéria orgânica (MO), verificou-se que os valores foram mais
elevados na vegetação nativa, principalmente, nas camadas 0-10 e 10-20 cm, onde a mesma é
mais preservada em virtude da maior diversidade de espécies vegetais e da provável taxa maior
de reciclagem propiciada pela reposição continuada do material orgânico. As reduções de MO no
sistema convencional, SILP-pastagem, SILP-pecuária e pastagem contínua, em relação à
vegetação nativa, foram, considerando-se a média das três camadas, respectivamente, 49%, 46%,
38 % e 35%, o que denota a influência do sistema de manejo do solo na ciclagem de MO. Dentre
os sistemas de produção, a pastagem contínua apresentou o maior valor de MO em relação ao
sistema convencional (camada 0-10 e 10-20 cm) e SILP-pastagem (camada 10-20 cm). Na
camada 20-30 cm, o nível de MO não diferiu entre os sistemas de produção. Nessa avaliação,
principalmente na camada superficial, apesar da ausência de diferenças significativas, observouse ligeira tendência de aumento de MO no sistema integrado lavoura/pecuária em relação ao
sistema convencional, denotando a importância desse sistema no incremento paulatino dos níveis
de MO do solo nas camadas superficiais, tal como foi observado em outros trabalhos (Santos e
Tomm, 1996; De Maria et al., 1999; Santos et al., 2003). A manutenção do nível de MO em
valores mais elevados na camada superficial do solo neste sistema decorre do acúmulo de
resíduos vegetais sobre a superfície do solo, do sistema radicular extenso e em constante
renovação das pastagens e de dejetos de animais, as quais tem importante papel na reciclagem
de nutrientes (Vilela et al., 2003).
153
Características físicas do solo
A Tabela 9.2 apresenta os resultados de densidade do solo (Ds),
macroporosidade, microporosidade, porosidade total (VTP) e umidade do solo, para as
diferentes camadas do Latossolo Vermelho distroférrico. Os sistemas de produção, nas três
camadas de solo avaliadas, apresentaram os valores de Ds significativamente semelhantes.
Cabe ressaltar que, na camada 0-10 cm, apesar não serem constatadas diferenças
significativas entre os sistemas de produção, os valores de Ds tenderam ser superiores no
sistema integrado lavoura/pecuária (SILP-pastagem e SILP-lavoura). Podem ser atribuídos
principalmente ao efeito do pisoteio animal e tráfego cumulativo de máquinas e implementos
associados à reduzida movimentação do solo, conforme constataram também Anjos et al.
(1994), Albuquerque et al. (2001) e Spera et al. (2004). Enquanto que no SC, a menor Ds
pode ser atribuída não só ao revolvimento com arado de discos, como também à ausência de
pisoteio animal, cujos efeitos normalmente se restringem à camada superficial (Spera et al.,
2004; Bertol et al., 2004 e Tormena et al., 2004).
A vegetação nativa, representando a condição estrutural original do solo,
teve menor densidade do solo em relação a todos os sistemas estudados nas três camadas
avaliadas, com exceção do sistema pastagem contínua na camada 0-10 cm. A renovação
intensa das raízes de gramíneas melhora a estrutura do solo, amenizando o impacto do
pisoteio (Albuquerque et al., 2001).
Considerando que a Ds tem sido usada como um dos parâmetros físicos para
indicar restrições ao desenvolvimento das raízes de plantas, as condições verificadas nos
sistemas de produção permitem afirmar que não houve compactação de solo na camada
superficial. Pois os valores observados encontram-se abaixo daqueles considerados, por
Resende (1995), como crítico para Latossolos argilosos com umidade abaixo de 50%, que é
de 1,40 Mg m-3.
154
O volume de macroporos não foi afetado pelos diferentes sistemas de
produção nas três camadas avaliadas (Tabela 9.2). Resultados semelhantes observados por
Schaefer et al. (2001) e Falleiro et al. (2003). Segundo Bouma (1991), os macroporos estão
relacionados com processos vitais para as plantas, devendo o ambiente ser preservado. Para
Taylor e Ashcroft (1972), os macroporos devem ser superiores a 0-10 m3 m-3 para permitir
trocas gasosas e o crescimento de raízes da maioria das culturas. Portanto, conforme os
valores de macroporos observados nas camadas 10-20 e 20-30 cm, esse seria um ambiente
limitante ao desenvolvimento radicular, pela reduzida taxa de difusão de gases nos solo e pela
dificuldade de drenagem do excesso de água pelas chuvas.
Dentre os sistemas de produção estudados, não foram observadas diferenças
de volume de microporos na camada 0-10 cm (Tabela 9.2). Na camada 10-20 cm, o SILPpastagem apresentou maior valor de microporos do que os sistemas convencional e pastagem
contínua, enquanto que na camada 20-30 cm, este sistema foi superior apenas ao sistema
convencional. Trabalhos com sistemas de produção de grãos envolvendo pastagem sob
plantio direto como o de Spera et al. (2004), em um Latossolo Vermelho distrófico típico,
mostraram diferenças entre os tratamentos para microposidade. No entanto, esse
comportamento não foi verificado por Albuquerque et al. (1995) e Andreola et al. (2000) em
estudos com sistemas de manejo de solo que incluíam rotação de culturas num Nitossolo
Vermelho.
A porosidade total (VTP) não diferiu entre os sistemas de produção nas
camadas de 0-10 e 20-30 cm (Tabela 8.2). Na camada 10-20 cm, o SILP-lavoura apresentou
maior VTP do que o sistema convencional. Nota-se que este sistema apresentou tendência de
maior VTP, nas camadas 0-10 e 10-20 cm, em relação aos demais sistemas de produção,
provavelmente, atribuída aos canais deixado pelas raízes da pastagem e cavidades de
atividade biológica (fauna do solo). Por sua vez, a vegetação nativa mostrou maior porosidade
155
em relação aos sistemas cultivados, em ambas camadas, com exceção ao SILP-lavoura na
camada 0-10 cm.
Tabela 9.2 – Caracterização física de solo, nas profundidade de 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30
cm, sob sistema convencional, integração lavoura/pecuária (SILP-pastagem e
SILP-lavoura), pastagem contínua e vegetação nativa, safra de inverno 2003,
Dourados-MS.
Manejo
Ds
Mg m-3
Macroporosidade Microporosidade
VTP
Umidade
----------------------------------- m3 m-3 -------------------------------------
--------------------------------------------------------- 0-10 cm ----------------------------------------------------Sistema convencional
1,31 a
0,151 a
0,420 a
0,571 b
0,264 b
SILP-pastagem1
1,36 a
0,124 a
0,435 a
0,560 b
0,309 ab
SILP-lavoura2
1,38 a
0,148 a
0,431 a
0,580 ab
0,267 b
Pastagem contínua
1,25 ab
0,151 a
0,416 a
0,567 b
0,297 ab
Vegetação nativa
1,17 b
0,183 a
0,444 a
0,627 a
0,332 a
--------------------------------------------------------- 10-20 cm ---------------------------------------------------Sistema convencional
1,42 a
0,106 b
0,421 c
0,526 c
0,273 c
1
SILP-pastagem
1,41 a
0,095 b
0,460 a
0,555 bc
0,327 ab
SILP-lavoura2
1,39 a
0,116 b
0,449 ab
0,565 b
0,293 bc
Pastagem contínua
1,33 a
0,122 b
0,435 bc
0,557 bc
0,289 bc
Vegetação nativa
1,18 b
0,176 a
0,442 abc
0,617 a
0,337 a
--------------------------------------------------------- 20-30 cm ---------------------------------------------------Sistema convencional
1,47 a
0,096 a
0,426 b
0,523 a
0,280 c
SILP-pastagem1
1,42 a
0,102 a
0,451 a
0,552 a
0,326 ab
SILP-lavoura2
1,41 a
0,108 a
0,439 ab
0,547 a
0,308 b
Pastagem contínua
1,42 a
0,111 a
0,444 ab
0,755 a
0,310 b
Vegetação nativa
1,18 b
0,166 a
0,431 ab
0,597 a
0,338 a
1
SILP-pastagem: cultivado com pastagem e 2 SILP-lavoura: lavoura com aveia cultivada em sucessão a soja. Ds:
densidade total e VTP: porosidade total. Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna, contrastam
pelo teste de Duncan, a 5%.
Em relação à umidade volumétrica do solo, não foram detectadas diferenças
significativas entre os sistemas de produção na camada 0-10 cm (Tabela 9.2). Cabe ressaltar
que nesta camada, apesar da ausência de diferenças estatísticas, os sistemas SILP-pastagem e
pastagem contínua tenderam apresentar maior armazenamento de água no solo, fato atribuído
provavelmente à presença de cobertura vegetal de gramíneas do gênero Brachiaria. Na
camada 10-20 cm, o maior volume de umidade do solo foi observado no SILP-pastagem em
relação ao sistema convencional. Por sua vez, na camada 20-30 cm, o sistema convencional
apresentou o menor volume de umidade de solo em relação aos demais sistemas de produção.
156
Normalmente nos solos cultivados em sistemas conservacionistas, com coberturas vegetais
mantidas na superfície, a temperatura máxima e a amplitude térmica são menores com
reflexos na umidade, especialmente nos primeiros centímetros do solo, conforme relatado por
Salton e Mielniczuk (1995) e Costa et al. (2003).
Macrofauna invertebrada do solo
A Tabela 9.3 mostra o comportamento geral da comunidade de macrofauna
invertebrada do solo sob os sistemas estudados. Observou-se que os indicadores densidade e
riqueza de grupos (diversidade) apresentaram diferenças altamente significativas entres os
sistemas. O sistema convencional apresentou a menor densidade total (na profundidade de 030 cm) em relação aos demais sistemas, provavelmente, fato atribuído às modificações
impostas pela aração e gradagem, como por exemplo, a destruição do habitat, exposição aos
predadores, eliminação do alimento disponível e às condições edafoclimáticas desfavoráveis
(temperatura e umidade) (Vilalobos et al., 2000; Decaëns et al., 2003; Aquino e Silva, 2005).
Ao contrário, ocorre no sistema integrado lavoura/pecuária (SILP-pastagem e SILP-lavoura),
além do não revolvimento do solo, a deposição dos resíduos vegetais, além da rotação de
culturas e a intensa renovação da massa radicular das pastagens, o que implica em mais
exudatos radiculares (Sánchez et al., 2003) Em conjunto, estes proporcionam mudanças
menos drásticas de temperatura e umidade e aumento de matéria orgânica (Tabela 9.1),
criando um microclima com características edafoclimáticas favoráveis aos organismos da
comunidade de macrofauna invertebrado do solo (Sánchez et al., 2003; Sánchez e Crespo,
2004).
Apesar não terem sido constatadas diferenças significativas quando
comparados ao sistema convencional, os valores de riqueza de grupos tenderam ser superiores
no sistema integrado lavoura/pecuária (SILP-pastagem e SILP-lavoura). O aumento da
diversidade dos invertebrados nesta unidade de produção resulta um elemento muito
157
importante nos processos biogeoquímicos do solo que pode estar ocorrendo neste sistema,
pois a maioria da energia absorvida pelas plantas é utilizada pela biota do solo para uma série
de funções essenciais para a sustentabilidade do sistema. Estas funções incluem a
decomposição, reciclagem de nutrientes, mineralização da matéria orgânica, modificação da
estrutura do solo, regulação da composição atmosférica e controle biológico de pragas e
doenças (Palm et al., 2001; Sánchez e Reyes, 2003).
A densidade da fauna edáfica no sistema com pastagem contínua mostrou-se
semelhante à da vegetação nativa, mas com menor diversidade, com 15 grupos taxonômicos.
Benito et al (2004) observaram que, em pastagem estabelecidas há muito tempo, até mesmo
quando verifica-se o declínio na produção de gado, ocorreu o restabelecimento da população
da macrofauna invertebrada do solo.
De modo geral, os organismos da comunidade de macrofauna invertebrada
do solo ocuparam principalmente os primeiros 10 cm de solo em relação à camada subjacente.
Resultados similares foram obtidos por Vilalobos et al. (2000), Decaëns et al. (2003), Sánchez
e Crespo (2004). Isto demonstra uma maior concentração dos organismos nas proximidades
da superfície do solo, que é a camada mais alterada pelas práticas de manejo, como preparo
do solo, adubação e deposição de resíduos orgânicos. Nos sistemas com mais interferência
antrópicas principalmente as camadas 0-10 e 10-20 cm, apresentaram menores valores de
densidade. Na camada 20-30 cm, os menores valores de densidade foram observados no
sistema convencional e de vegetação nativa.
Em relação à biomassa dos organismos da comunidade de macrofauna
invertebrada do solo, não foram detectadas diferenças significativas entre os sistemas
estudados em todas as camadas avaliadas (Tabela 9.3). Resultados contrários foram obtidos,
especificamente em condições da Colômbia, por Decaëns et al. (2003); Feijoo et al. (2003) e
158
Sánchez e Crespo (2004), que verificaram diferenças significativas entre sistemas de uso de
solo.
Tabela 9.3 – Macrofauna invertebrada do solo sob sistema convencional, integração
lavoura/pecuária (SILP-pastagem e SILP-lavoura), pastagem contínua e
vegetação nativa, safra de inverno 2003, Dourados-MS.
Manejo
0-10 cm
10-20 cm
20-30 cm
Total (0-30 cm)
Riqueza
--------------------------- Densidade (indm-2)-------------------------Sistema convencional
SILP-pastagem1
SILP-lavoura2
Pastagem contínua
Vegetação nativa
90 b
470 ab
198 b
813 a
797 a
35 b
336 a
38 b
218 a
410 a
16 c
272 b
512 a
240 b
54 c
141 c
1107 ab
893 b
1389 a
1386 a
de grupos
6c
9c
13 bc
15 b
19 a
------------------------------------- Biomassa (g m-2)-------------------------------------Sistema convencional
5,4 a
0,2 a
0,1 b
5,7 a
--SILP-pastagem1
4,9 a
0,9 a
1,3 ab
8,6 a
--SILP-lavoura2
4,4 a
0,5 a
0,5 b
12,9 a
--Pastagem contínua
3,6 a
0,9 a
2,1 a
7,9 a
--Vegetação nativa
2,2 a
1,0 a
0,7 ab
5,3 a
--1
SILP-pastagem: cultivado com pastagem e 2 SILP-lavoura: lavoura com aveia cultivada em sucessão a soja.
Médias grafadas com letras diferentes, na mesma coluna, contrastam pelo teste de Duncan, a 5%.
A análise de componentes principais (ACP) está representada na Figura 9.1,
sendo a distribuição dos sistemas feita por pontos, ligados por linhas poligonais constituindo
um polígono convexo, indicando sua correlação com os eixos. As características do solo são
representadas por setas, sendo o comprimento da seta proporcional à correlação da
característica do eixo e a sua importância na explicação da variância projetada em cada eixo.
A ACP apresentou autovalores de 44,8% para o primeiro eixo (horizontal) e 17,5% para o
segundo eixo (vertical), o que representa 62,3% da variância total acumulada nos dois
primeiros eixos.
De maneira geral, pode-se visualizar que o primeiro eixo separou de forma
nítida a vegetação nativa dos sistemas cultivados, indicando que a matéria orgânica (MO),
porosidade total (VTP) e riqueza de grupos da comunidade de macrofauna invertebrada do
solo (correlacionando com o primeiro eixo) foram as características de maior influência para
159
este sistema, caracterizando a condição natural do solo, sem interferência antrópica. No
segundo eixo, observa-se uma nítida tendência do agrupamento do sistema convencional no
quadrante superior esquerdo e do SILP-lavoura no quadrante inferior esquerdo. Isto indica
que, em ambos os casos, as características identificadas como as mais fortemente
correlacionadas com o segundo eixo foram os fatores que mais influenciaram o
comportamento desses sistemas. Os teores de P e a densidade do solo (Ds) revelaram maior
peso e correlação com o sistema convencional, enquanto que o Al apresentou maior
correlação com o SILP-lavoura. No caso de sistema convencional, a maior correlação foi
atribuída provavelmente a aplicações de fertilizantes fosfatados e intensiva mecanização para
preparo e cultivo.
Figura 9.2 – Diagrama de ordenação produzido pela análise de componentes principais de
variáveis relacionadas as caraterísticas físicas, químicas e macrofauna
invertebrada do solo sob sistema convencional, integração lavoura/pecuária
(SILP-pastagem: cultivado com pastagem e SILP-lavoura: lavoura de aveia
cultivada em sucessão a soja), pastagem contínua e vegetação nativa, safra de
inverno 2003, Dourados-MS.
160
O SILP-pastagem e pastagem contínua concentram-se na região central do
diagrama, revelando menor correlação com as características físicas e químicas de maior
relevância. Infere-se daí que estes sistemas são mais homogêneos entre si e,
consequentemente, menos alterados em suas características em relação à vegetação nativa.
Observa-se, ainda, uma certa dispersão das amostras do sistema convencional e pastagem
contínua, indicando o maior efeito da variabilidade espacial das características do solo nestes
ambientes em relação aos demais sistemas.
9.6. Conclusões
1. A análise estrutural demostrou que o sistema integrado lavoura/pecuária apresentou,
principalmente
nas
duas
primeiras
camadas,
as
melhores
estruturas
para
o
desenvolvimento das plantas que o sistema convencional e a pastagem contínua. Nestes
sistemas observa-se claramente a tendência à formação de camadas compactas, que pode
ocasionar limitação na infiltração de água, consequentemente, resultando em processo
erosivo do solo.
2. O sistema integrado na fase de pastagem registrou maior alteração nas características
químicas do solo na camada superficial em relação aos demais sistemas. Houve diminuição
nos valores de pH, K, Ca e Mg e aumento do Al trocável. Os maiores valores de P e de MO
foram observados no sistema convencional e vegetação nativa, respectivamente.
3. Não houve evidências de que o sistema integrado lavoura/pecuária tenha interferido
negativamente nos atributos físicos.
4. Os sistemas com menos interferências antrópicas apresentaram um ambiente edáfico
biologicamente mais ativo, principalmente na camada superficial, tanto em densidade de
indivíduos como em riqueza de grupos da comunidade da macrofauna invertebrada do
solo.
161
5. Verificou-se uma distinção entre a vegetação nativa e os sistemas cultivados. Em uma
visualização conjunta das características do solo, observou-se que o sistema convencional
e sistema integrado na fase de lavoura influenciaram no comportamento de P e Al.
9.7. Referências Bibliográficas
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10. CONCLUSÕES GERAIS
ü A estrutura da macrofauna invertebrada do solo é afetada pelos sistemas de manejo do
solo, tendo a sua diversidade e densidade reduzidas, quando comparados à vegetação
nativa. Do mesmo modo, as características morfológicas, químicas e físicas do solo são
alteradas em função do sistema de manejo utilizado;
ü A diversificação das espécies vegetais promove uma maior riqueza dos grupos da
macrofauna invertebrada do solo. Dentre as espécies utilizadas, o nabo forrageiro no
sistema plantio direto representa uma alternativa promissora para a região dos Cerrados;
ü Sistema integrado recompõe a comunidade da macrofauna invertebrada do solo após o
período de 2 anos de manejo, indicando que este período pode ser considerado adequado
para a rotação do sistema lavoura-pecuária.
ü Sistema plantio direto e de integração lavoura/pecuária apresentam, do ponto de vista
agronômico, as melhores condições de continuidade estrutural para o desenvolvimento
radicular das plantas, quando comparado ao sistema convencional e pastagem contínua;
ü A comunidade da macrofauna invertebrada do solo é um parâmetro sensível ao impacto de
diferentes sistemas de produção, possibilitando o seu uso como ferramenta na
determinação de opções de manejo sustentáveis dos sistemas agropecuários.
ü Dentre os grupos da macrofauna do solo, os oligoquetas, principalmente da família
Enchytraeidae, constituem-se numa premissa indispensável para pesquisas futuras,
podendo corroborar como ferramenta na sua indicação como bioindicador de qualidade do
solo na região.