O projeto ainda está em execução, portanto, ainda estão sendo coletados e analisados os resultados e, as variáveis ainda podem sofrer alteração, para isto avaliações constantes serão realizadas. A análise do sistema radicular das culturas é uma metodologia muito difícil de ser realizada, e a análise dos parâmetros radiculares de comprimento, área superficial, volume e diâmetro demanda muito tempo para ser realizada. Entretanto com a habilidade do operador algumas dificuldades são reduzidas e determinações mais rápidas e precisas podem ser realizadas.
A análise e relações dos parâmetros físicos isolados com a produtividade de grãos ou sistemas radiculares das culturas está sendo uma tarefa muito difícil, e em muitos casos não estão sendo encontradas relações que possam explicar claramente os efeitos da compactação do solo em sistema plantio direto na produtividade de grãos das culturas. Assim, para aprofundar estas interpretações o doutorando Moacir Tuzzin de Moraes, está realizando um período de Doutorado Sanduíche no Instituto James Hutton, em Dundee, na Escócia, UK, sob supervisão do pesquisador Anthony Glyn Bengough. Neste período o Doutorando tentará utilizar ferramentas de modelagem dos processos físicos para buscar informações que expliquem as limitações físicas para o crescimento e desenvolvimento das culturas em solos sob sistema plantio direto.
Estamos tendo avanço na modelagem dos processos na relação solo-planta-atmosfera, assim, acreditamos que no próximo ano poderemos apresentar resultados mais aprofundados de modelos que possibilitam compreender estas relações.
Artigo Técnico: publicado na revista A Granja, ed. nov. de 2014, n.791, ano 70, p.57-59. Sistema plantio direto e a disponibilidade hídrica em solos argilosos1
Moacir Tuzzin de Moraes2, Henrique Debiasi3, Altamir Mateus Bertollo2, Renato Levien4,
Julio Cezar Franchini3 & Michael Mazurana4
O sistema plantio direto (SPD) tem sido reconhecido como o sistema de manejo do solo mais importante para a sustentabilidade dos agroecossistemas. A expansão da área agrícola manejada sob SPD no Brasil, estimada em 32 milhões de hectares, só foi possível em função do desenvolvimento de soluções tecnológicas para superar os problemas e as dificuldades relacionadas ao manejo desse sistema, bem como para aperfeiçoá-lo e adaptá-lo às diferentes regiões do país.
A água é um dos fatores essenciais para a produção agrícola, estando intimamente relacionada com instabilidades de produtividade das culturas. A água disponível para as plantas depende de alguns fatores, tais como, da quantidade de água que infiltra, da que fica retida no solo e da que é consumida pelas culturas. Portanto, o balanço hídrico no solo com uma cultura agrícola pode ser definido como a contabilização das entradas e saídas de água em um volume de solo, durante um certo período.
Levantamentos de campo realizados pela Embrapa Soja indicam que, em aproximadamente 45% das áreas manejadas em SPD e cultivadas com soja no verão e milho no outono-inverno em solos argilosos do Paraná, o grau de compactação na camada entre 10 e 20 cm pode ser limitante ao desenvolvimento das plantas. Um grau de compactação do solo muito elevado reduz a produtividade das culturas, principalmente em safras caracterizadas por excesso ou deficiência hídrica. Isso porque a degradação da qualidade física do solo diminui o desenvolvimento radicular e a disponibilidade de água, oxigênio e nutrientes às plantas.
Além disso, a compactação exerce efeitos negativos sobre o ambiente, aumentando as perdas de água e nutrientes, as emissões de gases potencializadores do efeito estufa e a poluição dos recursos hídricos. Assim, ao contrário dos longos e contínuos bioporos formados por raízes das culturas, as fissuras (ou caminhos preferenciais) produzidos pela mobilização mecânica do solo, são de baixa efetividade para a transmissão de água e ar para as raízes das plantas.
Neste trabalho, conduzido na Embrapa Soja, em Londrina/PR, a dinâmica da água no solo foi
1Apoio financeiro da Fundação Agrisus. Artigo publicado na Revista A Granja, edição de novembro de 2014, n.791,
ano 70, p.57-59.
2Doutorando em Ciência do Solo, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 7712.
Prédio 41506, CEP 91540-000. Porto Alegre (RS), Brasil. E-mail: moacir.tuzzin@gmail.com, altamirmateus@hotmail.com
3Dr. Pesquisador, Embrapa Soja. Rod. Carlos João Strass, Distrito de Warta. Caixa Postal 231. CEP 86001-970
Londrina (PR), Brasil. Email: henrique.debiasi@embrapa.br; julio.franchini@embrapa.br
4Professor, Departamento de Solos, Faculdade de Agronomia, UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 7712. Prédio 41506, CEP
avaliada em três sistemas de manejo do solo implantados em 1988, em um Latossolo Vermelho Distroférrico muito argiloso: i) SPD; ii) sistema de preparo mínimo com escarificação anual do solo (SPM); e iii) sistema de preparo convencional (SPC). A dinâmica da água no solo foi determinada por meio de simulações de entradas (precipitações) e saídas (drenagem profunda, interceptação vegetal, escoamento superficial, transpiração e evaporação da água). As simulações da dinâmica da água no solo, foram realizadas no período de maio de 2009 até abril de 2011, com o uso do modelo agro hidrológico SWAP (em inglês: Soil Water Atmosphere Plant). São apresentados os resultados das safras de inverno (abril a setembro) de 2009 e 2010 e de verão (outubro a março) de 2009/2010 e 2010/2011. Neste período houve um safra com precipitação uniforme (2009/2010) e outra safra com períodos de deficiência hídrica (2010/2011).
O balanço hídrico anual indicou que os sistemas de manejo do solo alteraram a dinâmica da água no solo (Tabela 1). Em todos os anos avaliados, os maiores valores de drenagem profunda foram obtidos no SPD, o que está relacionado diretamente à ausência de escoamento superficial neste sistema. Esta drenagem profunda é importante para os fluxos ascendentes de água no solo, que podem atender parte da demanda hídrica da cultura especialmente durante períodos de veranicos, além de recargas das águas dos reservatórios subterrâneos. Além disso, o escoamento superficial de água é um importante agente do processo erosivo do solo e, quando associado com o revolvimento (SPC e SPM), potencializa a degradação dos solos. No SPC, o escoamento superficial foi aproximadamente 5 vezes maior do que no SPM (ano de 2010) e, em anos com elevados valores de precipitação (ano de 2009), a quantidade de água perdida por escoamento superficial no SPC foi superior a 3,5 vezes ao verificado no SPM.
Isso indica que a mobilização do solo, com uso de escarificação ou grade pesada, proporciona problemas de infiltração da água no solo ao longo do tempo, relacionados a impedimentos físicos e descontinuidade dos poros ocasionados pelo revolvimento do solo. Situações semelhantes podem acontecer no SPD quando a semeadura é realizada com velocidades muito acima das recomendadas, o que aumenta o grau de mobilização do solo pelos sulcadores de fertilizante da semeadora, expondo- o a ação do agente erosivo. Assim, a velocidade de semeadura no SPD deve ser mantida dentro das indicadas pelos centros de pesquisa e universidades (próximo de 6 km h-1), de modo a favorecer a continuidade dos poros do solo, o que contribui para a infiltração e o armazenamento de água.
A manutenção da qualidade física do solo ao longo do tempo é um dos principais fatores que determinam a produtividade das culturas. Os dados obtidos neste trabalho comprovam que a mínima mobilização do solo no SPD é eficiente na manutenção da qualidade física do solo Entretanto, é também necessária a utilização da rotação de culturas, incluindo espécies vegetais com sistema radicular profundo e abundante, o que favorece a formação de poros contínuos ao longo do perfil do solo que possibilitem melhor infiltração e redistribuição de água no solo. Além disso, para a
manutenção do SPD ao longo do tempo, é imprescindível a presença de resíduos vegetais na superfície para proteger fisicamente o solo contra a erosão, controlar plantas daninhas e preservar a água no solo.
Tabela 1. Componentes do balanço hídrico em um Latossolo Vermelho Distroférrico em função de sistemas de manejo do solo, nos anos de 2009 a 2011. Londrina/PR, 2014.
Manejo do solo Chuva (mm) Drenagem profunda (mm) Escoamento superficial (mm) Interceptação vegetal (mm) Transpiração (mm) Evaporação (mm) --- Ano de 2009 --- - SPD 1375 0 31 245 250 SPM 1901 1134 99 31 244 393 SPC 867 347 31 247 409 --- Ano de 2010 --- --- SPD 1037 0 12 159 205 SPM 1413 886 44 12 143 328 SPC 637 233 12 176 355 --- Ano de 2011 --- --- SPD 817 0 17 252 175 SPM 1261 1283 62 17 239 300 SPC 1075 224 17 258 327
SPD: sistema plantio direto; SPM: sistema de preparo mínimo com escarificação anual do solo; SPC: sistema de preparo convencional.
O SPC favorece a degradação da estrutura do solo, causando descontinuidade dos poros entre a superfície e camadas abaixo de 10 cm. A utilização de sistemas de manejo que preservem a continuidade dos poros no perfil (por exemplo, o SPD) favorece o fluxo ascendente de água no solo e, assim, possibilita que a água subsuperficial seja redistribuída às plantas em períodos mais secos. Além disso, a formação de poros contínuos possibilita que as raízes se aprofundem no solo e, assim, absorvam a água armazenada em maiores profundidades.
Os maiores efeitos da escarificação do solo (SPM) são observados na camada de 0 a 10 cm. Entretanto, a escarificação anual do solo pode causar redução da capacidade de armazenamento de água, em função de que esta prática abre caminhos preferenciais para a água descer. Como a massa de solo é cisalhada, para um mesmo volume há menos massa (agregados são quebrados, gerando mais espaços, mas dentro do agregado, o solo continua compacto, pois a escarificação não conseguiu formar poros, só abre fendas preferenciais para a água passar). Além disso, a escarificação mecânica, ao contrário dos efeitos gerados pelas raízes das plantas, quebra a continuidade dos poros, o que prejudica o movimento de água das camadas mais profundas para as camadas superficiais, onde a maior parte do sistema radicular se encontra, bem como desfavorece o fluxo de água do solo para as
raízes. Neste sentido, o efeito da escarificação é apenas temporário e variável de solo para solo, sendo que o uso de plantas de cobertura com sistema radicular abundante é o mais indicado para o rompimento de camadas compactadas.
O conteúdo volumétrico de água no perfil do solo foi alterado pelos sistemas de manejo do solo, demonstrando a dinâmica da água no solo em função dos processos relacionados ao balanço hídrico (Figuras 1 e 2). Quando a distribuição das chuvas foi mais uniforme (safra de inverno de 2009 e verão de 2009/2010), o conteúdo volumétrico de água do solo se manteve adequado tanto no SPD como no SPM ao longo de todo o período (Figuras 1a e 1b). Entretanto, mesmo nessas condições, na camada de 20 a 50 cm do SPC foram observadas, nos meses de junho até setembro de 2009, reduções a níveis críticos do conteúdo volumétrico de água do solo, com possível efeito negativo sobre as plantas.
A alteração estrutural do solo entre as camadas analisadas é contrastante, sendo possível identificar que a maior parte da água do solo sob SPC está armazenada nos primeiros 20 cm de profundidade, favorecendo a evaporação (Tabela 1) e reduzindo rapidamente a disponibilidade de água para as plantas. Já o SPD, no período de abril de 2009 a abril de 2010, apresentou menor volume de água na camada até 10 cm em relação aos demais manejos do solo (SPM e SPC), porém maior volume de água nas camadas entre 10 e 50 cm. Isso indica que a continuidade dos poros no perfil favoreceu a infiltração e armazenamento de água no solo do SPD, possibilitando assim, a ascensão da água no perfil, principalmente em períodos de menor ocorrência de chuvas.
Em períodos com redução do volume de precipitação pluviométrica (abril de 2010 a abril de 2011 – Tabela 1) e déficit hídrico (como ocorreu de junho a setembro de 2010), há diminuição no volume de água no solo mais acentuada no SPC (Figura 2c) em relação ao SPD (Figura 2a) e SPM (Figura 2b). O volume de água armazenado no SPC novamente foi maior nas camadas até 20 cm. Entretanto, no SPM, a escarificação do solo não possibilitou incrementos na quantidade de água armazenada no solo na camada de 10 a 20 cm em relação ao SPD, indicando que esta prática é dispensável, pois o SPD contínuo desde 1988 apresentou adequado armazenamento de água no perfil do solo.
Figura 1. Conteúdo volumétrico de água (m3 m-3) no perfil de 0 a 50 cm de profundidade em um Latossolo Vermelho Distroférrico em sistema plantio direto (SPD) (a), sistema de preparo mínimo escarificado a cada ano (SPM) (b) e sistema de preparo convencional (SPC) (c), no período de abril de 2009 até abril de 2010, estimado pelo modelo SWAP.
Figura 2. Conteúdo volumétrico de água (m3 m-3) no perfil de 0 a 50 cm de profundidade em um Latossolo Vermelho Distroférrico em sistema plantio direto (SPD) (a), sistema de preparo mínimo escarificado a cada ano (SPM) (b) e sistema de preparo convencional (SPC) (c), no período de abril de 2010 até abril de 2011, estimado pelo modelo SWAP.
Figura 3. Imagem demonstrando diferenças entre a cultura da soja sob cultivo convencional (a esquerda) e em sistema plantio direto (à direita).
Assim, independentemente da regularidade de precipitação pluviométrica, o SPC apresenta menor quantidade de água armazenada no solo em relação aos demais sistemas de manejo (SPD e SPM), principalmente em camadas subsuperficiais, abaixo dos 20 cm. As disponibilidades hídricas no SPD e no SPM foram mais adequadas do que no SPC ao longo dos anos de avaliações. Mas, como a escarificação do solo não possibilita incrementos na quantidade de água armazenada no solo em relação ao SPD, ela pode ser dispensável. Além disso, no SPD ocorreram menores taxas de escoamento superficial, favorecendo aumentos no armazenamento de água e na drenagem profunda, bem como reduções nas perdas de solo, fertilizantes e nutrientes. Contrariamente ao SPD, o SPC reduziu o armazenamento de água no perfil do solo, ao passo que o SPD favoreceu a dinâmica da água no solo, aumentando o volume de água nas camadas subsuperficiais, que pode ser disponibilizada às plantas por fluxo ascendente em períodos de escassez de chuvas.
RELATÓRIO PRÁTICO: Só para relatórios FINAIS (contendo os principais resultados escrito em linguagem de extensão, de fácil compreensão por lavradores, de no máximo 1 página)
COMPENSAÇÕES OFERECIDAS À FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para relatórios FINAIS (descrever de forma sucinta como foram asseguradas as compensações prometidas)
DEMOSTRAÇÃO FINANCEIRA DOS RECURSOS DA FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para relatórios Finais (mencionar outras fontes de financiamento de forma comparativa).
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