4. MATERIAL E MÉTODOS
4.2 Delineamento experimental
4.4.3 Atributos biológicos
Pesou-se 50 g de TFSA (Terra Fina Seca ao Ar) em recipiente plástico 500 cm3, com fechamento hermético. Em seguida ajustou-se a umidade do solo para 60-70% da Capacidade de campo. Adicionou-se em cada recipiente contendo solo, um frasco contendo 30 mL da solução de NaOH 0,5 mol/L para captura do C-CO2 e outro contendo 30 mL de H2O para manter a umidade constante. fechou hermeticamente o recipiente contendo o conjunto solo + solução de NaOH + H2O e incubou a temperatura ambiente (EMBRAPA, 1997).
34 Após as 48 horas de incubação, abriu-se o recipiente e retirou-se o frasco contendo o NaOH, tomando o cuidado para deixar cada recipiente contendo o solo aberto por 15 minutos para que ocorra a troca de ar. Decorrido o tempo, colocou-se outro frasco contando 30 mL da solução de NaOH 0,5 mol/L e fechou hermeticamente o sistema para nova incubação. Enquanto aguardou-se o tempo para troca de ar, pipetou-se 10 mL da solução de NaOH 0,5 mol/L (previamente incubada com o solo), para um erlenmeyer de 125 mL, adicionar 10 mL de solução de BaCl2 0,05 mol/L e 3 gotas de fenolftaleína 1% em seguida titulou-se com solução de HCl 0,25 mol/L imediatamente após a adição do indicador. O ponto de viragem foi nítido, passando de violeta para incolor.
Cálculo do C- CO2 Evoluído
O cálculo é apresentado em mg C-CO2/100 cm3 de solo, durante o intervalo utilizado no monitoramento da amostra. A fórmula a seguir é utilizada para calcular esse valor:
C-CO2 (mg) = (B-V) * M * 6 * (V1/V2) Onde:
B = Volume do HCl no branco (mL)
V = Volume do HCl gasto na amostra (mL) M = concentração real do HCl (mol/L)
6 = massa atômica do carbono (12) dividido pelo número de mols de CO2 que reagem com o NaOH (2)
V1 = volume total de NaOH usado na captura do CO2 (mL) V2 = volume de NaOH usado na titulação (mL)
A quantidade total de C-CO2 produzido é igual ao somatório dos valores obtidos durante cada amostragem (EMBRAPA, 1997).
4.4.3.2 Matéria orgânica
Pesou-se aproximadamente 20g de solo, triturou em gral e passou em peneira de 80 mesh. Em seguida, pesou-se 0,5g de solo triturado e colocou em um erlenmeyer de 250 mL. Adicionou-se 10 mL (pipetados) da solução de dicromato de potássio 0,4N. Incluiu-se um branco com 10 mL da solução de dicromato de potássio e anotou-se o volume de sulfato ferroso amoniacal
35 gasto. Colocou-se um tubo de ensaio de 25 mm de diâmetro e 250 mm de altura cheia de água na boca do erlenmeyer, funcionando este como condensador. Aqueceu-se em placa elétrica até a fervura branda, durante 5 minutos. Depois, deixou esfriar e juntou 80 mL de água destilada, medida Com proveta, 2mL de ácido ortofosfórico e gotas do indicador difenilamina. Titulou- se com solução de sulfato ferroso amoniacal 0,1 N até que a cor azul desapareça, cedendo lugar à verde. Anotou-se o volume de mililitros gastos.
Cálculo do Carbono orgânico
C(g/kg) = [40 – (volume gasto * f)] * 0,6
f = 40 / volume de sulfato ferroso gasto na prova em branco.
A porcentagem de matéria orgânica é calculada multiplicando-se o resultado do carbono orgânico por 1,724. Este fator é utilizado em virtude de se admitir que, na composição do húmus, o carbono participa com 58% (EMBRAPA, 1997).
Cálculo da Matéria orgânica
Matéria orgânica (g/kg) = C(g/kg) * 1,724
4.5 Análises Multivariadas
Com os dados dos atributos físicos, químicos e biológicos, foi calculado o Índice de Deterioração (ISLAN & WEIL, 2000), para os atributos separadamente e em conjunto, por meio da soma da porcentagem dos desvios dos atributos químicos, físicos e biológicos dos respectivos valores obtidos para a área não desmatada (mata nativa), baseando-se na pressuposição de que o estado das propriedades individuais do solo das áreas modificadas era originalmente semelhante ao da vegetação natural. Realizou-se a análise multivariada de componentes principais com 18 variáveis, sendo atributos químicos (pH,CE,Ca, Mg, P, K, Na, CTC, V%, matéria orgânica), 6 atributos físicos (argila, areia, densidade do solo e de partículas, porosidade), e biológico (respiração) empregando-se o sistema de análise estatística ASSISTAT versão 7.5 beta (SILVA et al.,2005).
36
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nas áreas em estudo localizadas na Fazenda Boa Vista, município de São Domingos – PB, sendo área preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC), e na maior parte dos atributos químicos avaliados, não foi observado efeito da profundidade (Tabela 1).
Tabela 1. Atributos químicos do solo das áreas: preservada (AP), pousio (P) e
área cultivada com feijão caupi (AC) nas duas profundidades (0 a 15 cm e 15 a 30 cm), na fazenda Boa Vista no Município de São Domingos – PB.
Atributos do solo AP P AC 0 a 15 cm 15 a 30 cm 0 a 15 cm 15 a 30 cm 0 a 15 cm 15 a 30 cm pH CaCl2 5,6 5,5 6,5 6,5 6,4 6,2 pH H2O 6,3 6,1 7,5 7,5 7,2 7,2 CE1:5 (dS m-1) 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 P (mg dm-3) 86 100 131 133 70 70 K+ (cmolc dm-3) 0,37 0,50 0,53 0,38 0,48 0,40 Na+ (cmolc dm -3 ) 0,17 0,20 0,37 0,40 0,28 0,37 Al+3 (cmolc dm-3) 0 0 0 0 0 0 Ca+2 (cmolc dm-3) 14,8 13,4 11,8 10,2 16,2 16,6 H+ + Al+3 (cmolc dm-3) 4,0 3,6 0 0 0 0 Mg+2 (cmolc dm-3) 6,3 6,1 4,9 4,7 6,1 6,5 CTC (cmolc dm-3) 25,6 23,8 17,6 15,7 26,1 23,9 SB (cmolc dm-3) 21,6 20,2 17,8 15,7 26,1 23,9 V (%) 84 85 100 100 100 100 M.O. (g kg -1) 14,81 8,35 10,25 10,45 11,58 7,97 P, K+ e Na+: Extrator Mehlich-1; H++Al3+: Extrator acetato de Ca2+ 0,5 mol L-1 pH 7; Al3+, Ca2+, Mg2+: Extrator KCl 1,0 mol L-1.
Na área preservada (AP) observou-se menores valores de pH, na camada mais profunda. E os maiores valores de pH foram observados para a área de pousio. Não houve variação da CE nas áreas e para as duas profundidades. Os teores de P, K+, Na+ e H+ + Al3+ foram superiores na área de pousio. Os teores de Ca2+ foram maiores na área cultivada com feijão caupi, embora os de Mg2+ tenham sido superiores tanto para a área AP e quanto para a AC, e não tenha sido alterado na área de pousio, enquanto que a CTC nas três áreas foram superiores na camada superficial. Observou-se que nas três áreas a saturação por bases foi sistematicamente superior nas áreas de pousio e cultivada não tendo diferença de profundidade.
37 Em relação aos atributos físicos, nas três áreas estudadas os teores de silte foram elevados, conferindo aos solos textura franco argilosa a argila siltosa (Tabela 2). Para cada área, em geral, não se observa diferenças marcantes nas frações granulométricas entre as profundidades de avaliação. A densidade do solo não sofreu efeito significativo da profundidade, porém foi semelhante nas três áreas avaliadas, apresentando valores moderados.
Como observado para a densidade do solo (Ds), a densidade de partículas (Dp), nas três áreas de estudo, foi semelhante entre as profundidades avaliadas (Tabela 2). Assim, a porosidade total do solo, estimada a partir de ambas variáveis, também não apresentou efeito da profundidade e nem do manejo.
Tabela 2. Atributos físicos do solo das áreas: preservada (AP), pousio (P) e
área cultivada com feijão caupi (AC) nas duas profundidades (0 a 15 cm e 15 a 30 cm), na fazenda Boa Vista no Município de São Domingos – PB.
Atributos do solo AP P AC 0 a 15 cm 15 a 30 cm 0 a 15 cm 15 a 30 cm 0 a 15 cm 15 a 30 cm Areia (g kg-1) 152,75 154,75 303 333,25 112,75 111 Silte (g kg-1) 542 512,75 463 524,25 536,5 575 Argila (g kg-1) 305,25 332,5 234 142,5 350,75 314 Densidade do solo (g cm -3 ) 1,2025 1,245 1,29 1,2975 1,175 1,1875 Densidade de partículas (g cm -3) 2,5025 2,475 2,46 2,48 2,4 2,47 Porosidade total (cm3 cm-3) 0,5175 0,4975 0,475 0,475 0,51 0,52
Os indicadores biológicos de qualidade do solo das áreas avaliadas foram sensíveis às alterações ocorridas e em profundidade (Tabela 3). Os maiores teores de matéria orgânica (M.O.) foram obtidos na camada superficial, fato este já esperado, especialmente na área preservada.
Tabela 3. Atributos biológicos indicadores da qualidade do solo das áreas
preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) nas duas profundidades (0 a 15 cm e 15 a 30 cm), na fazenda Boa Vista no Município de São Domingos – PB. Atributos do solo AP P AC 0 a 15 cm 15 a 30 cm 0 a 15 cm 15 a 30 cm 0 a 15 cm 15 a 30 cm M.O. (g kg -1) 14,81 8,35 10,25 10,45 11,58 7,97 Respiração edáfica (mg C- CO2.100 cm3 solo) 7,11 8,10 8,05 7,23 6,06 7,46
38 A atividade dos microrganismos medida pela respiração edáfica foi baixa para todos os ambientes, a maior ocorreu na área preservada diferindo dos outros ambientes, sobre melhores condições para a atividade microbiana, realizando dessa forma uma eficiente ciclagem dos nutrientes e também a mineralização da matéria orgânica. Maiores valores de atividade microbiana indicam perdas de C no sistema na forma de CO2 (Melloni et al., 2008). Segundo Martins et al. (2010), aumento nos valores de CO2 estão relacionados á resposta a mineralização da matéria orgânica ou pode também indicar estresse ambiental (Moreira & Siqueira, 2006). Silva et at (2012) verificaram em solos de áreas agrícolas, florestais e pastagens no Médio Vale do Paraíba do Sul, RJ verificaram que a respiração edáfica medida pelo CO2 aumentou nas áreas manejadas, como observado neste trabalho.
E o índice de deterioração indicou comportamentos destes atributos, que para a profundidade de 0 a 15 cm, a área de pousio e a cultivada com feijão apresentaram os atributos químicos alterados positivamente em relação à área preservada. Porém, na época profundidade de 15 a 30 cm, a área pousio teve os atributos químicos piorados 29% em relação à área de referência.
Já para cultivada com feijão caupi, o índice de deterioração indicou que os atributos químicos tiveram uma melhoria de 47% em relação à área de referência (Figuras 3 e 4). E estes resultados corroboram com os trabalhos de Amado & Mielniczuk (1999) e Conceição et al (2005) que afirmam que sistemas que utilizam leguminosas são uma eficiente estratégia para recuperar o solo.
Figura 3. Índice de deterioração (%) utilizando os atributos químicos para as
áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) para a profundidade de 0 a 15 cm.
39
Figura 4. Índice de deterioração (%) utilizando os atributos químicos para as
áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) para a profundidade de 15 a 30 cm.
Para os atributos físicos, o índice de deterioração indicou que para as duas profundidades, a área cultivada teve os atributos piorados em relação à área preservada, enquanto a área de pousio apresentou uma melhoria de 47% (Figuras 5 e 6).
Figura 5. Índice de deterioração (%) utilizando os atributos físicos para as
áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) a profundidade de 0 a 15 cm.
40
Figura 6. Índice de deterioração (%) utilizando os atributos físicos para as
áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) para a profundidade de 15 a 30 cm.
Este comportamento foi observado para o índice de deterioração dos atributos biológicos, que na profundidade de 0 a 15 cm uma melhora de 17% para área de pousio e quando comparada à área de referência (Figuras 7 e 8). Porém na profundidade de 15 a 30 cm. Esse cenário modificou-se, correspondendo a um índice de deterioração de 13% a 34% em relação à área de referência para as áreas cultivada e em pousio respectivamente.
Figura 7. Índice de deterioração (%) utilizando os atributos biológicos para as
áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) para a profundidade 0 a 15 cm.
41
Figura 8. Índice de deterioração (%) utilizando os atributos biológicos para as
áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) para a profundidade 0 a 15 cm.
Figura 9. Índice de deterioração (%) utilizando todos os atributos do solo para
as áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) para época seca.
Figura 10. Índice de deterioração (%) utilizando todos os atributos do solo para
áreas: preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) para época chuvosa.
42 A análise de componentes principais, para as profundidades, permitiu a visualização de que a área em pousio (ADQ) possui características químicas, físicas e biológicas que se deferem da área cultivada (AC), e mais distante da área preservada (Figura 11).
Figura 11. Distribuição dos escores das áreas preservada (AP), pousio (P) e
área cultivada com feijão caupi (AC) nas duas profundidades (0 a 15 cm e 15 a 30 cm), na fazenda Boa Vista no Município de São Domingos – PB. Relação entre primeiro (Cp1) e segundo (Cp2) Componentes Principais.
Os componentes principais (CP1 e CP2) compuseram para as duas profundidades, 81,36% da variância total dos dados, onde, CP1 apresentou 60,68% da variância total e o CP2 compôs 20,68%. Pode-se notar, inicialmente, a grande separação espacial da área de pousio em relação às demais áreas (AP e AC). Essa separação é facilmente evidenciada na Figura 9 e evidenciou-se que a diferenciação entre as áreas (AC, P e AP), é reflexo dos valores dos atributos estudados. Melloni et al (2008) estudando a qualidade de solos sob diferentes coberturas florestais e de pastagens no sul de Minas Gerais, através de análise de componentes principais dos atributos químicos, físicos e biológicos, semelhantes aos estudados neste trabalho, mostrou-se eficiente na discriminação dos diferentes ecossistemas, sendo portanto recomendados em estudos da qualidade ambiental.
43
Figura 12. Distribuição dos escores dos atributos físicos, químicos e biológicos
do solo das áreas preservada (AP), pousio (P) e área cultivada com feijão caupi (AC) nas duas profundidades (0 a 15 cm e 15 a 30 cm), na fazenda Boa Vista no Município de São Domingos – PB. Relação entre primeiro (Cp1) e segundo (Cp2) Componentes Principais.
Em um estudo com atributos químicos e microbianos de áreas em processo de desertificação no semiárido de Pernambuco, Martins et al.(2010) avaliaram ambientes conservados, moderadamente degradado e ambiente degradado, e através das análises de componentes principais demonstraram que alguns atributos químicos e microbianos são mais sensíveis ao avanço da degradação do solo, comportamento semelhante a esse trabalho.
O mesmo foi observado em ambientes de voçoroca localizados no Sul de Minas Gerais, por Gomide et al. (2011) através da análise de componentes principais de atributos químicos, físicos e biológicos, sendo os mesmos deste estudo, e concluíram que os atributos foram sensíveis ao refletirem o estado de degradação dos ambientes de voçoroca.
Diante disso, as áreas avaliadas foram sensíveis as alterações ocorridas e os efeitos das mudanças do uso do solo. No entanto, as mudanças afetaram não só os atributos físicos e químicos, como os biológicos do solo pelo manejo inadequado, nas profundidades, de tal forma causando impactos negativos no solo, visto que, foram necessárias as combinações de diferentes atributos, o que corroborou com outros estudos (BROOKES, 1995; PEIXOTO,
44 2010;MELLONI et al.,2008; MARTINS et al., 2010; GOMIDE et al., 2011, SILVA et at 2012).
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6. CONCLUSÕES
Mediante os resultados obtidos por meio das análises realizadas no Laboratório de Solos e Nutrição de Plantas das três áreas estudadas (AC, P e AP), da Fazenda Boa Vista, concluiu-se que houve influência da mudança de manejo sobre os atributos químicos, físicos e biológicos. Diante disso, ocorreu diferenciação nos indicadores químicos, físicos e biológicos entre as áreas (AC, P e AP), para as duas profundidades;
Com base nesses atributos analisados, os índices de deterioração calculados para as áreas manejadas indicaram modificações nos atributos quando comparou com a área preservada, nas duas profundidades.
A análise de componentes principais, para as profundidades, permitiu a visualização de que a área em pousio (P) possui características químicas, físicas e biológicas que se deferem da área cultivada (AC), e mais distante da área preservada (AP).
Os componentes principais (CP1 e CP2) compuseram para as duas profundidades, 81,36% da variância total dos dados, onde, CP1 apresentou 60,68% da variância total e o CP2 compôs 20,68%.
As alterações ocorridas nas áreas analisadas não comprometeram a qualidade dos atributos físicos, químicos e biológicos do solo. Desta forma conclui-se que o solo da fazenda Boa Vista possui uma boa fertilidade e que as alterações sofridas pelo manejo agrícola do uso do solo não alteraram de modo significativo os seus atributos analisados.
46
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