A manutenção da palha no solo traz diversas vantagens do ponto de vista agronômico: proteção do solo contra erosão, manutenção de certo teor de matéria orgânica no solo e nutrientes agrícolas, aumento da atividade biológica do solo, proteção contra radiação direta e redução da evapotranspiração favorecendo a infiltração de água no solo (Franco et al. 2013, Rossetto et al.
2008).
A fim de prever a quantidade de carbono no solo ao longo do tempo, considerando a degradação da matéria orgânica já existente e a incorporação ao solo devido a manutenção de resíduos de colheita na superfície, Bayer et al (2006) utiliza a equação (1) a qual pondera entre a taxa de perda e incorporação de carbono no solo.
2 1 2 0 2 1 k k t k A t t C = C e + ( e ) k (1)
Onde:
Ct = Estoque de carbono no solo no tempo t (t. ha-1) C0 = Estoque inicial de carbono (t. ha-1)
A = Reposição anual de carbono a partir da matéria orgânica deixada no solo (t. ha-1) k1 = Taxa de transferência do carbono da matéria orgânica para o solo (ano-1)
k2 = Taxa de degradação do carbono orgânico do solo (ano-1).
Os parâmetros k1 e k2 são particulares a cada região, pois tanto a incorporação quanto a perda do carbono do solo são influenciados por fatores climáticos assim como pelo manejo adotado na lavoura. A partir desta estimativa pode-se variar o estoque de carbono alcançando-se níveis desejáveis ou a manutenção dos níveis atuais para não ocorrer perda da fertilidade.
Considerando os valores obtidos por Bayer et al. (2006) para aplicação em condições de clima e solo próximas às condições típicas de lavoura de cana-de-açúcar (k1= 0,147 e k2=0,025) uma taxa de reposição de carbono orgânico de 6 ton. ha-1 de carbono é suficiente para a manter o estoque inicial de carbono no solo durante um ciclo completo de plantação de cana, normalmente de 5 a 6 anos. Se a taxa de adição for reduzida para 4 ton.ha-1, a perda de carbono no solo após esse período não ultrapassa 5%.
Além do resíduo a ser deixado em campo, deve-se também levar em consideração uma contribuição anual de carbono através das raízes as quais fornecem aproximadamente 2 t. de carbono por hectare por ano de um total de 5 t. ha-1 de raízes (Sampaio et al., 1987). Outros autores chegaram a valores maiores de biomassa das raízes, 8 t. ha-1 (Inforzato e Alvarez, 1957) ou 10 t. ha-1 (Ball-Coelho et al., 1992), este último contando raízes ativas e mortas. Assim, além das 2 t. ha-1 de carbono, proveniente das raízes, ao serem deixados cerca de 4 a 8 t. ha-1 de matéria seca no solo (correspondente a 2 a 4 t. ha-1 de carbono), é possível manter o carbono orgânico original no solo, ou haver uma redução de no máximo 5% deste carbono no período de 6 anos.
Mesmo para áreas onde existe a prática de queimada, a redução no teor de carbono orgânico no solo não é tão drástico, justamente devido a incorporação de carbono fornecido pelas raízes (Sampaio et al. 1987), como mostrado por Galdos et al., (2009) que encontrou valores de carbono de 32 t ha-1 para áreas colhidas com queima e de 42 t ha-1 para áreas de colheita sem queima, após 8 anos destas serem utilizadas como lavoura de cana-de-açúcar, em comparação com áreas nativas com teores de 48 t ha-1
Outro fator importante a ser considerado é a proteção do solo quanto à erosão. Grigg (2005) simulou uma cobertura de 5 t ha-1 (base úmida) e obteve reduções de 95% na erosão do solo em
comparação com solos sem cobertura para áreas com 0,2% de inclinação e uma redução de 98% para inclinações de 1,5%. Lal (2009) obteve redução de 99% na erosão para áreas com declividade de 10% com 4 t. ha-1 de cobertura vegetal morta e redução da mesma grandeza para áreas com 15% de inclinação com 6 t ha-1.
Ambos os trabalhos também obtiveram reduções nos níveis de enxurrada e de perda de nitrato, demonstrando que uma cobertura de 5 t ha-1 pode, exceto em casos de chuvas extremas, reduzir os níveis de erosão do solo. Braida e Cassol (1999) obtiveram uma maior correlação entre redução de sedimentos na enxurrada pela porcentagem de solo coberto (m2 de palha por m2 de solo) do que para a quantidade de palha utilizada no experimento.
Na Tabela 3.1 são apresentados os valores recomendados na literatura para a remoção de resíduos de cana-de-açúcar. No entanto, destaque-se que tais valores são apenas sugestões oriundas da experiência intuitiva dos autores e não são resultados de medições em campo.
Tabela 3.1. Quantidade de resíduo disponível para recolhimento.
Recolhimento de resíduos Fonte
Remoção de 50% Michellazzo e Braunbeck
(2008)
Recolhimento de 13,96 e 15,24 t ha-1 de resíduos (b.u) Ripoli (2004)
Recolhimento mínimo de 30% e máximo de 100%
Ripoli (2007)
Quantidade de resíduo a ser retirado de 60%
Resíduo deixado no campo
7,5 t.ha-1 para controle de pragas Manechini et. al, (2005)
Franco et. al. (2013) analisaram a quantidade de nutrientes importantes que ficam nas
ponteiras da cana e nas folhas secas. As ponteiras continham 65% do total de Nitrogênio presente em todo resíduo disponível (ponteiras e folhas), além de concentrar mais de 75% de K e P. Tais elementos são os maiores responsáveis pela redução da fusibilidade das cinzas de biomassa, o que pode acarretar problemas de incrustação e corrosão em geradores de vapor quando se utiliza estes resíduos como combustível (Miles et. al., 1996). Ao considerar-se também o alto teor de umidade típico dos ponteiros (por volta de 70%), pode ser boa prática escolher os mesmos para serem deixados em campo (Franco et. al., 2013), quando o objetivo é gerar energia por processos térmicos. Segundo indicadores fornecidos por Ripoli (2000), os ponteiros representam cerca de 34 kg de matéria seca por tonelada de colmo colhido. Para uma produtividade típica de 100 t ha-1, isto resulta em 3,4 t ha-1 de matéria seca deixada no solo.
A quantidade ótima de resíduos da colheita de cana-de-açúcar que deve ser deixada no campo é uma questão ainda a ser respondida. O material orgânico deixado no solo traz benefícios
agronômicos no que se refere a manutenção de matéria orgânica no solo e prevenção de erosão. Estes benefícios podem resultar em aumento de produtividade da cana-de-açúcar. No entanto, o resíduo de colheita deixado no campo representa energia de biomassa não aproveitada. Estudos visando a otimização do aproveitamento de resíduos de campo deve considerar o balanço dos benefícios agronômicos em comparação à energia aproveitável da palha de cana-de-açúcar.
3.2. Objetivo
Neste capítulo foram avaliados três sistemas ou rotas de recolhimento e aproveitamento dos resíduos gerados pela colheita da cana-de-açúcar. As rotas de recolhimento consideradas nessa análise foram, a rota por enfardamento, rota utilizando forrageira e rota por colheita integral.