A compactação do solo é um processo de aumento da densidade e da resistência do solo, redução da porosidade e da permeabilidade do solo, resultado de cargas aplicadas (SOANE & OUWERKERK, 1994). A compactação causa redução do volume de poros, principalmente, macroporosidade ou porosidade de aeração (poros > 50 µm), além de afetar diversas características do solo como a condutividade hidráulica, temperatura do solo, infiltração de água e outras características ligadas à porosidade do solo. Essas alterações físicas provocadas pela compactação afetam o fluxo ou a concentração de água, oxigênio, dióxido de carbono, luz, nutrientes e temperatura, que podem limitar o crescimento e desenvolvimento das plantas.
A redução de volume do solo deve ser relacionada com uma condição de solo natural, sem nunca ter sofrido a ação antrópica. Se considerarmos diferentes solos virgens, certamente teremos diferentes estados de compactação. Com a utilização agrícola dessas terras, o estado de compactação foi deslocado para valores mais altos, mas que não necessariamente restringem o crescimento de plantas.
Para HAKANSSON & VOORHEES (1996), determinar os efeitos da compactação nas propriedades do solo pode ser relativamente fácil, mas a determinação dos efeitos da compactação em sistemas biológicos (crescimento de plantas) é extremamente difícil. Isso se deve ao alto grau de interação entre os vários fatores do solo, à dinâmica do meio ambiente na qual futuras respostas são
determinadas por práticas passadas e às condições climáticas que não são controladas e que variam de ano para ano. Além de que, diferentes plantas e até mesmo diferentes variedades têm diferentes capacidades em desenvolver-se em solos com grau de compactação em que outras plantas não conseguem se desenvolver.
Para SOANE & OUWERKERK (1994), o estudo de resposta das plantas à compactação envolve observações empíricas, por correlacionar uma única propriedade do solo (geralmente resistência do solo) com a resposta da planta (geralmente produtividade). Muitas vezes, essas relações têm aplicações limitadas à determinada estação de crescimento e local. Para o mesmo autor, a distribuição do sistema radicular pode variar acentuadamente, como resultado da compactação na superfície e na subsuperfície. Um estudo da distribuição do sistema radicular realizado por TARDIEU (1988) mostrou que zonas compactadas causadas pelo tráfego de veículos causaram redução na densidade de raízes não somente na camada compactada, mas também abaixo da zona compactada.
A densidade do solo tem sido utilizada para relacionar o estado de compactação e o desenvolvimento das plantas (HAKANSSON, 1992). Uma das razões do uso da densidade do solo é a simplicidade de sua determinação e de sua independência com outras características do solo que poderiam mascarar seus valores, como é o caso do uso do penetrômetro. Esse possui a vantagem de ser um método rápido, mas os valores obtidos são influenciados pela umidade do solo, textura, tipo de penetrômetro e velocidade de penetração (BRADFORD, 1986). A densidade varia com a textura do solo, sendo maiores quanto mais grosseira for a composição granulométrica do solo.
Para cada tipo de solo e espécie vegetal, existe um estado ótimo de compactação. Muitas vezes o estado de compactação natural de um determinado solo pode estar abaixo daquele considerado como ideal para uma cultura qualquer (Figura 03). Aspectos benéficos da compactação têm sido atribuídos em melhorias do contato solo-semente e aumento da condutividade não saturada de água em anos secos e em solos com valores de densidade do solo bastante baixos. A densidade do solo afeta diversos componentes do solo que regulam o crescimento e desenvolvimento das culturas, tais como: a aeração, condutividade de água, calor, nutrientes e a resistência do solo. HAKANSSON (1992), cita como crítico o valor de resistência à penetração variando de 2000 a 3000 kPa. A porosidade de aeração do
solo tida como crítica é de 10 % (v/v), embora HOFFMANN & JUNGK (1995) determinaram que raízes de beterraba foram adequadamente supridas com oxigênio com um volume de 9 % (v/v) de macroporosidade.
Re sp o sta da s c u lt ur a s Estado de compactação Baixo Ótimo Alto
FIGURA 03 – Resposta das culturas em função do estado de compactação. Modelo conceitual idealizado por Soane (1985).
KUZNETSOVA (1991) definiu a densidade ótima como sendo a densidade na qual a distribuição do tamanho dos poros resultam em absorção e percolação de água da superfície para o interior do solo, sua retenção e armazenamento, adequada mobilidade e disponibilidade para as plantas. Simultaneamente, confere um conteúdo de ar no solo favorável para as plantas e microrganismos e adequada trocas gasosas com a atmosfera. Ainda, deve possuir abundantes poros com diâmetros suficientes para raízes e microrganismos poderem crescer livremente entre eles. HAKANSSON (1992) considera que o grau ótimo de compactação para o crescimento das plantas varia conforme o manejo que é dado ao solo. Em solos sem preparo, a continuidade e estabilidade dos macroporos facilita as trocas gasosas, diminui o limite crítico de aeração e, também facilita a penetração de raízes.
Na literatura, tem-se relatada uma série de experimentos em vasos que relacionam o crescimento do sistema radicular e o desenvolvimento de plantas em camadas compactadas artificialmente de diferentes solos. NADIAN et al. (1996) ao
analisarem o efeito da compactação no crescimento e absorção de fósforo pelo trevo subterrâneo (Trifoliun subterraneum) em solo com 224 g kg-1 de argila e 525 g kg-1 de silte, encontraram que densidades acima de 1,20 Mg m-3 fez com que o peso seco de plântulas e comprimento radicular decrescessem em todos os níveis de aplicação de fósforo. ALVARENGA et al. (1996) determinaram que a densidade crítica do solo ao desenvolvimento radicular de diversas leguminosas ficou em torno de 1,25 Mg m-3 para a crotalária juncea (Crotalaria juncea), o feijão de porco (Canavalia
ensiformes) e o feijão-bravo do ceará (Canavakia brasiliensis) e, acima de 1,35 Mg
m-3 para o guandu (Cajanus cajan). Em todas as espécies foi verificado um crescimento do sistema radicular maior na superfície quando comparado às demais camadas. Da mesma forma, CINTRA & MIELNICZUK (1983) encontraram que a densidade do solo de 1,30 Mg m-3 e resistência à penetração de 1100 kPa reduziu 50 % do sistema radicular de várias culturas em um Latossolo Roxo, muito argiloso.
PABIN et al. (1998), em solo arenoso, determinaram como sendo crítico à produtividade das plantas, uma redução de 40 % do comprimento radicular. Para ervilha (Pisum sativun), este valor de densidade foi de 1,55 Mg m-3 quando o vaso era mantido com umidade próxima a 30 % da capacidade de campo e 1,77 Mg m-3 a 60 % da capacidade de campo. Os autores salientam ainda que a resistência do solo foi determinante na capacidade das raízes em penetrar em camadas compactadas. Neste sentido, HOFFMANN & JUNGK (1995) acrescentam que além do aumento da resistência do solo com o aumento da densidade, a diminuição do volume dos macroporos tem grande influência no crescimento radicular. Os autores encontraram que com densidade do solo igual a 1,65 Mg m,-3 somente 2 % do volume total de poros tem diâmetro maior que 50 µm, enquanto que o diâmetro das raízes de beterraba (Beta vulgaris) ficaram em aproximadamente 200 µm. As plantas apresentaram menor comprimento radicular, sendo necessário dispender mais energia para as raízes conseguirem penetrar no solo nessas condições.
Alguns pesquisadores têm encontrado que não é a redução do diâmetro dos poros, mas sim, a rigidez do sistema poroso que determina a penetração de raízes. Pois, se a resistência do solo à deformação for menor que a pressão exercida pelas raízes, as mesmas se desenvolverão através do perfil, deformando o solo. Sabe-se que as diferentes raízes exercem pressões diferenciadas no solo. As raízes axiais
exercem pressões na ordem de 650 a 2450 kPa, enquanto que as raízes radiais, 390 a 690 kPa, conforme GILL & BOLT (1955)