Importância das plantas na recuperação de áreas degradadas

O uso de plantas de cobertura torna-se primordial em programas de recuperação de áreas degradadas, pois a cobertura do solo e a adição de fitomassa ao sistema proporcionam, entre outros, a redução da erosão e o aumento gradativo da matéria orgânica do solo. Consequentemente, as plantas desempenham um papel fundamental na ciclagem de nutrientes (PEREIRA et al. 2010), na melhoria da infiltração da água da chuva e no aumento da atividade biológica, criando condições propícias para o estabelecimento de outras espécies mais exigentes (CAPECHE et al. 2008).

Segundo Pelegrinni (2006), as condições físicas que limitam o desenvolvimento das raízes no solo são frequentemente relatadas em camadas compactadas. Todavia, as raízes sofrem modificações morfológicas e fisiológicas, por vezes específicas a cada espécie, a fim de se adaptarem às condições impostas pela compactação (MÜLLER et al., 2001). Uma destas adaptações é a exploração de fissuras no solo, onde as raízes podem apresentar o córtex externo achatado enquanto que os tecidos internos de condução de água permanecem cilíndricos (GREGORY, 2006).

De acordo com Smucker (1986), em condições desfavoráveis ao desenvolvimento radicular, a percentagem de fotoassimilados direcionada para a

manutenção do sistema radicular é muito maior, pois um ambiente estressante (estresse nutricional, mecânico ou químico) demanda maiores quantidades de carbono para o desenvolvimento de tecido adicional, manutenção da integridade das membranas, perdas por exsudação, maior taxa de renovação celular ou de tecidos que fazem a interface com o ambiente.

Pesquisas abordando o potencial das raízes de gramíneas na alteração da qualidade estrutural do solo não são frequentes na literatura (LIMA et al., 2012). Entretanto, o estudo do sistema radicular das plantas a campo é útil à ciência agronômica, pois a busca pelo aprimoramento da sua qualidade torna necessário conhecer as alterações impostas ao ambiente físico do solo pelo crescimento e renovação do sistema radicular (NEVES & MEDINA, 1999; LIMA et al., 2012).

Historicamente o estudo de processos subterrâneos tem sido um grande desafio para cientistas, já que o solo é uma barreira para a observação e para a avaliação in loco dos processos associados à raiz (MATTA, 1999). Contudo, em muitos trabalhos tem se atribuído ao sistema radicular das plantas muitas das melhorias nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo, embora poucos estudos sejam realizados para comprovar se tal comportamento é verdadeiro.

O objetivo das plantas de cobertura na recuperação dos solos geralmente tem sido o retorno das folhas (parte aérea) para o solo, tanto como contribuição ao estoque de carbono no solo, quanto como substrato e fonte de energia para os microorganismos. Porém, o retorno de carbono no solo através das raízes pode ser igual ou até maior que o proporcionado pela parte aérea (GREGORY, 2006). A diferença na taxa de acumulação do carbono derivado das raízes deve-se à menor taxa de decomposição do tecido radicular e à maior conversão de carbono do tecido radicular em carbono do solo, devido à alta relação lignina/nitrogênio e à maior proteção física da matéria orgânica no interior dos agregados formados (BALESDENT & BALABANE, 1996).

Para Lal (1997) o processo de formação e estabilização de agregados do solo pelo sistema radicular e a adição de carbono ao solo é importante na recuperação de solos degradados, sendo também apontado como um mecanismo de retirada de CO2 da atmosfera e sua fixação na forma de matéria orgânica. Os produtos da

fotossíntese translocados para o interior do solo são representados pelo tecido radicular vivo, exsudatos e diversos constituintes orgânicos derivados de raízes em

crescimento, raízes mortas e pêlos radiculares, microorganismos rizosféricos e seus subprodutos (BALESDENT & BALABANE, 1996).

Um sistema radicular denso, bem desenvolvido e atuante por vários anos no mesmo local, como os das gramíneas perenes, aproxima as partículas e adiciona compostos orgânicos em toda matriz do solo, resultando em maior agregação do solo quando comparado à agregação promovida por culturas anuais, cujo sistema radicular é menos desenvolvido e atua por curtos períodos de tempo no solo (SILVA & MIELNICZUCK, 1997).

A manutenção e recuperação de propriedades físicas do solo podem ser reforçadas por espécies de plantas com sistemas radiculares profundos e abundantes e uma elevada produção de biomassa (RALISCH et al. 2010), pois as raízes e partículas de solo estão frequentemente em contato íntimo, através dos pêlos radiculares, da mucilagem e presença de microorganismos, formando uma zona de múltiplas interações entre a planta e o solo (GREGORY, 2006). No entanto, o grau de influência das raízes na estrutura do solo através da exsudação é muito variável com a produção e composição das mucilagens, que são dependentes do conteúdo de água, das espécies vegetais, do estágio de desenvolvimento e da profundidade do solo (SIX et al., 2004).

As plantas através de seu sistema radicular são a principal força propulsora na manutenção da qualidade do solo, pois o seu movimento ao longo do perfil e a liberação de exsudatos diretamente à matriz do solo resultam na união das partículas individuais (MIELNICZUK, 1999) e esta é, provavelmente, a ação mais importante das raízes na microagregação do solo e na proteção da matéria orgânica (HAYNES & FRANCIS, 1993). Ao mesmo tempo que o sistema radicular cresce, a matéria orgânica oriunda da decomposição do tecido radicular, juntamente com as raízes não decompostas, hífas de fungos e micorrizas também atuam na formação dos macroagregados do solo (HAYNES & BEARE, 1997).

Segundo Libardi & Van Lier (1999), a extensão do sistema radicular é resultado do potencial genético que a planta possui para desenvolver raízes (alocando uma parte de sua produção em carboidratos para o sistema radicular) e de fatores externos, que podem ser classificados como químicos (pH, elementos tóxicos, nutrientes), físicos (oxigenação, temperatura, umidade, densidade/porosidade) e biológicos (atividade microbiana, etc.).

Segundo Ingaramo (2003), os fatores físicos considerados adequados para avaliar a qualidade do solo são a porosidade, a densidade do solo, a resistência do solo à penetração, a distribuição de tamanho de agregados e profundidade em que as raízes crescem. Outro indicador físico muito sensível às condições do solo é a resistência tênsil (LIMA et al. 2005; TORMENA et al. 2008) que é influenciada pelo teor de matéria orgânica, ciclos de umedecimento e secagem do solo, tipo de solo, manejo adotado, profundidade de amostragem e umidade do solo (CAUSARANO, 1993; RAHIMI et al. 2000). Contudo, Stenberg (1999) enfatiza que nenhum indicador, individualmente, conseguirá descrever e quantificar todos os aspectos de qualidade do solo.

Pouco se sabe a respeito do tempo que o solo degradado leva para adquirir uma estrutura estável, independente da prática de recuperação adotada. No entanto, na literatura encontram-se alguns trabalhos que corroboram a eficiência de determinadas espécies na recuperação de solos degradados, ou ao menos indicam que estas possam ser eficientes ao longo dos anos, dependendo do manejo a ser adotado. Em um destes trabalhos, Debiasi et al. (2008) concluiu que a Avena sativa e o Raphanus sativus reduziram o grau de compactação em um Argissolo, após quatro anos de cultivo, devido ao aumento no teor de matéria orgânica e à ação do sistema radicular das espécies. Lima et al. (2012) observaram após 8 anos que o Cynodon spp. apresentou potencial para a melhoria da estrutura de um Latossolo degradado fisicamente, possivelmente devido à alta densidade de raízes e a renovação do seu sistema radicular. Brandão (2009) menciona que as raízes da Urochloa, por serem abundantes e finas, são excelentes recicladoras de nutrientes, pois podem se desenvolver a profundidades superiores a 1,5m. Além disso, a decomposição de suas raízes favorece o desenvolvimento da vida microbiana do solo e com isso, melhoram a agregação do solo, gerando condições favoráveis à maior infiltração de água e às trocas gasosas. Crispim et al. (2005) também mencionam que o grande aporte de palhada por parte das braquiárias, somado ao grande volume de raízes em profundidade, melhoram a fertilidade bem como a estrutura do solo ao longo do perfil.

Reinert et al. (2008) analisando a qualidade física de um Argissolo Vermelho após o cultivo de plantas de cobertura de inverno (Avena strigosa + Vicia sativa; Raphanus sativus) e verão (Crotalaria juncea; Cajanus cajan; Mucuna pruriens e Canavalia ensiformis), observaram que todas as plantas utilizadas nas rotações

tiveram restrições no crescimento das raízes devido a presença de camadas compactadas. Todavia, Costa et al. (1999) avaliando o potencial de Crotalaria mucronata, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis e Cajanus cajan como descompactadoras do solo em um Latossolo, observaram que o Cajanus cajan minimizou a compactação do solo e melhorou a agregação do solo.

A recuperação não necessariamente significa restaurar o solo para as condições naturais anteriores (MUKHOPADHYAY et al. 2013) e no caso das áreas impactadas pela mineração de carvão, a recuperação dos atributos físicos do solo tende a ser lenta, devido a intensa perturbação do ecossistema causada por esta atividade. No entanto, estima-se que no decorrer dos anos, o contínuo aporte de matéria orgânica proporcionada pela revegetação, via aérea e subterrânea, atue na recuperação das condições edáficas do solo construído, principalmente em profundidade (STUMPF et al. 2014).