Culturas a campo

Esta etapa constituiu da semeadura e condução das culturas comerciais e plantas de cobertura de solo até a coleta da parte aérea e do sistema radicular das espécies avaliadas.

2.3.1.1 Semeadura e cultivo das espécies

As culturas foram instaladas na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, RS. Os solos onde foram cultivadas as culturas de sequeiro e a cultura do arroz são classificados como Argissolo Vermelho Distrófico arênico e Planossolo Háplico Eutrófico arênico, respectivamente (EMBRAPA, 2006). As características químicas dos solos encontram-se na Tabela 2.1. O clima da região, segundo a classificação de Köepen, é subtropical úmido, tipo Cfa2.

Tabela 2.1 – Caracterização química dos solos da área experimental onde as culturas foram implantadas.

Prof. pH pH V M.O Argila P K H+Al Ca Mg

Solo (cm) (água) (SMP) --- (%) --- mg dm-3 --- mmolc dm-3 --- 0-10 5,4 6,5 74 1,6 17 13,5 156 2,5 2,9 3,7 0-20 5,3 6,5 70 1,2 16 6,0 40 2,5 2,4 3,3 Argissolo 10-40 5,1 6,5 57 1,0 17 3,0 24 2,5 1,0 2,3 0-10 4,3 5,3 46 2,2 29 8,4 100 9,7 6,2 1,8 Planossolo 0-20 4,5 5,1 43 1,4 30 11,8 40 12,3 6,9 2,2

No presente estudo foram utilizadas sete espécies de culturas comerciais e seis de plantas utilizadas para cobertura do solo de verão. Com exceção da cultura do arroz, as demais foram amostradas no sistema de plantio direto. Outras informações referentes às culturas e a semeadura podem ser visualizadas na Tabela 2.2.

Na primavera/verão de 2008 as espécies em parcelas de 20 m2 (4x5m) foram semeadas manualmente com objetivo de se obter maior uniformidade e distribuição das plantas na linha de semeadura. Para as espécies semeadas em covas (mamona, feijão de porco e mucuna cinza) foram utilizadas quatro sementes e após a emergência das plântulas, foram deixadas somente duas em cada cova. Antes da semeadura as sementes de todas as espécies foram tratadas com o inseticida Standak®.

Tabela 2.2 – Lista das culturas comerciais e de plantas de cobertura de solo e informações sobre a semeadura das espécies utilizadas no experimento.

Culturas Cultivar Densidade

(pl/ha) ELC (1) (cm) PML EEP (cm) Comerciais

Arroz (Oryza sativa) IRGA 422 CL 3529412 17,00 60,00 1,67

Feijão (Phaseolus vulgaris) Uirapuru 177778 45,00 8,00 12,50

Girassol (Helianthus annuus) Aguará 3 55556 60,00 5,00 20,00

Mamona (Ricinnus comunis) Híbrida Lyra 27778 90,00 2,50 40,00

Milho (Zea mays) Pioneer 32 R22 55556 90,00 5,00 20,00

Soja (Glycine max) CD 214 RR 266666 45,00 12,00 8,33

Sorgo (Sorghum bicolor) BR 304 155555 45,00 14,00 7,14

Plantas de cobertura

C. juncea (Crotalaria juncea) IAC - KR-1 875000 40,00 35,00 2,87

C. spectabilis (Crotalaria spectabilis) - 1000000 30,00 30,00 3,33

F. porco (Canavalia ensiformis) - 148000 45,00 6,60 30,00

G. anão (Cajanus cajan) - 875000 40,00 35,00 2,87

Milheto (Pennisetum americanum) Ipa Bulk 1BF 3700000 20,00 74,00 1,35

M. cinza (Stizolobium niveum) - 222223 45,00 10,00 30,00

(1)

ELC = espaçamento entre linhas ou covas; PML = plantas/metro linear; EEP = espaçamento entre plantas; C. juncea = crotalária juncea; C. spectabilis = crotalária spectabilis; F. porco = feijão de porco; G. anão = guandu anão; M. cinza = mucuna cinza.

Os cuidados inerentes aos tratos culturais de pragas e doenças até o momento da coleta das raízes e da parte aérea foram de acordo com a recomendação técnica de cada cultura. As plantas daninhas foram controladas manualmente através do arranquio periódico das mesmas no estádio inicial de seu desenvolvimento. Dessa forma, excluiu-se a possibilidade de contaminação por raízes de outras plantas na área em estudo.

2.3.1.2 Coleta dos resíduos vegetais

Os resíduos foram compostos pelas raízes e parte aérea (colmos, folhas, talos) das culturas avaliadas. A coleta das raízes, com três repetições para cada cultura, foi efetuada no estádio reprodutivo correspondente à plena floração das culturas, onde a produção de fitomassa de raízes é máxima.

Para a coleta das raízes, foi utilizado o método da escavação (Figura 2.1), o qual consistiu na abertura de uma trincheira no solo, perpendicular à linha de semeadura, com largura transversal igual ao espaçamento entre linhas. No caso do milho, por exemplo, a largura longitudinal foi equivalente àquela ocupada por duas plantas (40 cm) (Figura 2.1b). Para as culturas semeadas em covas, foi coletado o solo correspondente à área de três covas.

Figura 2.1 – Método utilizado para coleta do sistema radicular das culturas (a e b). Esquema representativo de amostragem horizontal e vertical do solo para coleta e quantificação das raízes (milho) (b).

O solo foi coletado em duas profundidades: 0-20 cm para as culturas do arroz, feijão, soja e plantas de cobertura e 0-40 cm para girassol, mamona, milho e sorgo. Para a profundidade até 20 cm o solo foi amostrado em duas camadas 0-10 e 10-20 cm. Já para as coletas realizadas até a profundidade de 40 cm, o solo foi amostrado nas camadas 0-10 e 10- 40 cm (Tabela 2.3). Visando estudar a distribuição horizontal das raízes na camada de solo de 0-10 cm, a área de coleta das raízes foi dividida em duas: a primeira com 50% da área de coleta próxima a linha de semeadura e a segunda com os 50% restante da área, porém distante da linha de semeadura (Figura 2.1b). Demais informações referentes à coleta das raízes podem ser visualizadas na Tabela 2.3.

Tabela 2.3 – Lista das culturas comerciais e plantas de cobertura de solo avaliadas e informações sobre a coleta das raízes.

Culturas Estádio da Coleta PC (1) Número SCL (cm) SCEL (cm) Prof. Coleta (cm) AC (m2) Comerciais Arroz R3 54,0 90,5 17,0 0-10/10-20 0,15 Feijão R7 3,0 37,5 45,0 0-10/10-20 0,17 Girassol R5.5 2,0 40,0 60,0 0-10/10-40 0,24 Mamona 3ª flor 1,0 40,0 90,0 0-10/10-40 0,36 Milho VT 2,0 40,0 90,0 0-10/10-40 0,36 Soja R3 5,0 41,7 45,0 0-10/10-20 0,19 Sorgo EC3 7,0 50,0 45,0 0-10/10-40 0,23 Plantas de cobertura C. juncea Manejo 12,0 50,0 40,0 0-10/10-20 0,20 C. spectabilis Manejo 15,0 50,0 30,0 0-10/10-20 0,15 F. porco Manejo 2,0 30,0 45,0 0-10/10-20 0,14 G. anão Manejo 7,0 50,0 40,0 0-10/10-20 0,20 Milheto ED7 37,0 50,0 20,0 0-10/10-20 0,10 M. cinza Manejo 2,0 30,0 45,0 0-10/10-20 0,14 (1)

PC = plantas coletadas/repetição; SCL = segmento coletado na linha; SCEL = segmento coletado entre linhas; AC = área coletada; C. juncea = crotalária juncea; C. spectabilis = crotalária spectabilis; F. porco = feijão de porco; G. anão = guandu anão; M. cinza = mucuna cinza.

As amostras de solo (solo + raízes) foram retiradas manualmente com auxílio de pá de corte e enxada. O solo foi acondicionado em sacos plásticos e transportado com cuidado para não fragmentar as raízes. A separação das raízes presentes no solo foi realizada através da lavagem do solo com água corrente sob peneira de 1 mm (Figura 2.2a). Após a coleta e separação das raízes, elas foram secas ao ar e posteriormente em estufa a 40ºC para uniformizar a secagem, quando então foi calculada a produção de fitomassa de raízes (Figura 2.2b). Depois de secas, elas foram separadas em grossas (Ø≥2 mm) e finas (1<Ø<2 mm) com auxílio de régua milimetrada e quantificada a proporção radicular em cada profundidade de coleta e distância da linha de semeadura/cova das culturas. As raízes foram armazenadas em sacos plásticos sob temperatura ambiente até o início das análises laboratoriais.

Juntamente com a coleta das raízes, foi realizada para todas as espécies a coleta da parte aérea das plantas. No caso das culturas comerciais foi realizada uma segunda coleta da

parte aérea no estádio de maturação fisiológica/colheita. Isso porque, nesse estádio, a parte aérea apresenta características químicas semelhantes aos resíduos vegetais que permanecerão no campo após a colheita das plantas. A parte aérea foi separada em folhas e talos, secos e armazenados igualmente às raízes. A partir dos dados da produção de raízes e da parte aérea no mesmo estádio fenológico (florescimento), foi estimada a relação raiz/parte aérea para as culturas estudadas. Naquelas culturas em que as folhas caem ao solo antes da colheita, como é o caso da cultura da soja, no início da queda foi quantificada a produção de MS das folhas.

Figura 2.2 – Separação do sistema radicular do solo (a) e uniformização da secagem (b).

Uma subamostra dos resíduos vegetais pré-secos a 40ºC foi finamente moída em moinho estacionário do tipo Willey equipado com peneira de 1 mm e outra subamostra foi picada com auxílio de tesoura e estilete em pedaços de 1-1,5 cm de comprimento. Outra subamostra dos materiais pré-secos a 40ºC foi colocada em estufa para determinação da MS a 65ºC e a 105ºC. Após a secagem em estufa, o material seco a 65ºC foi moído.