Qualidade física do solo

O espaço aéreo, a retenção, a disponibilidade de água e a resistência mecânica do solo estão diretamente associados à condição estrutural do solo e, por consequência, associados ao estado atual de um solo submetido a um dado sistema de manejo. As modificações nestas propriedades ocasionadas pelo manejo inadequado resultam em

decréscimo de produção (BEUTLER et al., 2007). O efeito integrado dos componentes água e ar do solo e resistência do solo ao crescimento da cultura da soja pode ser descrita por um único parâmetro, o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO).

Figura 23 - Relação entre umidade (θ) capacidade de campo (CC), (θ) ponto de murcha permanente (PMP) e umidade (θ)porosidade de aeração (Pa) com densidade do solo. Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019)

A variação da densidade do solo (Ds) teve um pequeno impacto na θCC e θPMP,

bem como na água disponível (θCC-θPMP). A θCC e foram negativamente relacionadas com

a Ds para o solo e θPMP positivamente relacionadas para o solo (Figura 23). Os modelos

apresentaram, para ambos tratamentos, comportamentos semelhantes aos reportados por Guedes Filho et al. (2013).

O aumento da Ds coincidiu com a diminuição da porosidade de aeração θAR

(Figura 23). Detalhes da relação entre o crescimento de plantas e a aeração do solo são apresentados em vários trabalhos, entre os quais apresentado por Klein et al (2008). Condições físicas do solo favoráveis para o crescimento das plantas tem sido associada com uma porosidade de aeração mínima (θpa) de 10%.

Todos os fatores físicos do solo diretamente, relacionados ao crescimento das plantas (Tensão de água no solo_Ψ, porosidade de aeração_PA e resistência a penetração_RP, são dependentes de umidade volumétrica θ e condicionados pela compactação do solo (Figura 24). O efeito de θ sobre RP é intensificado pelo aumento da densidade do solo e/ou quantidade de poros de pequeno tamanho, processos que caracterizam o incremento do grau de compactação do solo.

Figura 24 - Resistência mecânica do solo à penetração (RP) em função da umidade do solo (θ) e da densidade do solo (DS) em latossolo vermelho distrófico cultivado com soja. Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019)

Com a diminuição de umidade, o solo apresentou valores de resistência a penetração mais alto. Os valores de resistência a penetração atingem níveis altos ao crescimento das raízes (RP =2,0 MPa) somente para conteúdo de água baixos e em valores de densidade do solo elevados. Verificando a figura 25, constata-se que maiores

valores de densidade do solo na área cultivada causaram maior sensibilidade da resistência do solo à penetração em relação à umidade. Estes resultados estão em concordância com os de Klein e Câmara (2007). O aumento dos valores de RP com o decréscimo da umidade do solo pode estar associado com o aumento do “stress efetivo” (GIAROLA et al., 2003)

Figura 25 - Ajuste da umidade volumétrica a capacidade de campo, umidade volumétrica no ponto de murcha permanente, umidade volumétrica a porosidade de aeração e resistência mecânica à penetração (RP) estimada em função da medida em Latossolo Vermelho distrófico. Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019)

As estimativas da θcc θpmp, θpa e RP apresentou uma correlação significativa

(p<0,01), através do teste F (ANOVA), com os valores de θcc θpmp, θpa e RP no campo

(figura 37). Desta forma, as estimativas são satisfatórias, embora tenha ocorrido uma maior dispersão dos dados nos valores altos de RP e θpa comparados aos valores mais

O IHO é um índice que integra os efeitos do status da umidade do solo equivalente à porosidade de aeração igual a 10% (θPA), a umidade do solo equivalente a resistência à

penetração de raízes igual a 2 MPa (θRP), a umidade na capacidade de campo (θCC) e a

umidade no ponto de murcha permanente (θPMP), isto é, proporcionado pelo solo ao

crescimento de plantas em função de uma única variável; a densidade do solo.

Figura 26 - Variação do conteúdo de água (θ) com a densidade do solo (Ds) nos níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de murcha permanente (PMP), porosidade de aeração (PA) e resistência à penetração (RP) em latossolo vermelho distrófico. A área sombreada representa o IHO. Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019)

Em solos com estrutura adequada o IHO é igual água disponível, sendo o limite superior do IHO igual a capacidade de campo e o inferior equivalente ao ponto de murcha permanente. Entretanto, o IHO é diminuído quando a aeração substitui a capacidade de campo como limite superior do IHO e a resistência do solo à penetração substitui o ponto de murcha permanente como o limite inferior do IHO (KLEIN; REICHERT; REINERT, 2006).

Quanto à resistência a penetração foi utilizada como crítico o valor de resistência a penetração de 2,0 MPa, mais limitante, comumente adotada em experimentos com grãos (GUEDES FILHO et al., 2013). A escolha do valor de resistência a penetração é fundamental, pois uma mudança na resistência a penetração crítica causa alterações expressivas no IHO (GUBIANI et al., 2012). Analisando a Figura 26 observa-se que a resistência à penetração aumentou com o incremento da densidade do solo e apresentou- se como limite inferior do IHO em todas as densidades acima de 0,90 g cm-3_{. Por sua vez,}

com o aumento da Ds ocorre decréscimo da θPA, indicando a necessidade de maior

drenagem do solo para adequada difusão de gases, em virtude da redução dos poros de maior diâmetro. O limite inferior foi limitado pela θRP ao longo das densidades do solo

observadas, até se tornar nulo, na densidade de 1,40 g cm-3_{, implicando em altos riscos}

na produtividade das culturas agrícolas exigentes em aeração do solo e suscetíveis à resistência do solo à penetração. Assim, os valores de Ds inferiores a este limite não

restringem o desenvolvimento das plantas. Silva et al. (2004) também encontrou a densidade crítica do solo (Dsc) de 1,40 Mg m-3 para um Latossolo Vermelho distroférrico

com teor de argila de 600 g kg-1 _{na camada superficial.}

A aeração do solo, da resistência do solo à penetração na definição do intervalo hídrico ótimo resultou num parâmetro mais sensível a alterações da estrutura do solo do que água disponível. Para o solo o IHO variou de 0 a 0,7 m3_.m-3 _{enquanto a água}

disponível variou de 0,24 a 0,57 m3_.m-3_{. (Figura 26). Como um índice para avaliar a}

qualidade física do solo, a diminuição da amplitude do IH0 indica o aumento da exposição das culturas ao estresse físico do solo e a magnitude na qual a condição estrutural restringe o crescimento e desenvolvimento das plantas (SILVA et al., 1994). em solos com reduzido IHO, as variações espaciais e temporais do conteúdo de água do solo podem predispor as culturas a estresses físicos, seja pela aeração deficiente em condições de solo muito úmido, seja pelo excessivo aumento da resistência a penetração por ocasião da diminuição da umidade do solo (BENGOUGH et al., 2006). A θPMP, em nenhum

momento, determinou o limite inferior do IHO, demonstrando que para este solo, o limite inferior corresponde ao θrp.

A porosidade de aeração θAR substituiu θCC como fator limitante no solo com

textura média quando a Ds é aproximadamente maior que 1,2 g.cm-3 (Figura 38). Por

outro lado, a θRP não substituiu a θPMP, como fator limitante. No solo, o IHO foi definido

por θAR e θRP na maioria dos valores de Ds medidos. As limitações convergiram na Ds de

Figura 27 - Variação do Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) com a densidade do solo (Ds).

Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019)

Na Figura 27 são apresentadas graficamente as variações do IHO em função da Ds, bem como as Dsc, com valores correspondentes acima de 1,40 g.cm-3. O IHO variou

com a densidade do solo e foi negativamente relacionado com Ds. Esta diminuição do

IHO decorre, principalmente, da maior influência da Ds na θRP e θAr do que nos potenciais

matriciais limitantes (θCC e θPMP). Isto corrobora que o IHO apresentou maior

sensibilidade para avaliar as mudanças estruturais na camada coesa em estudo quando comparado com o conhecido conceito de água disponível. Nesta densidade critica (Dsc)

há uma convergência entre o limite superior (LS) e limite inferior (LI), tendo como

resultado um IHO = 0 (nulo). Esta equivalência representa um meio físico restritivo para o crescimento e desenvolvimento das plantas e, portanto, que compromete notavelmente a produtividade da soja.

Figura 28 - Representação tridimensional dos valores de densidade do solo (Ds). Dsc

(densidade do solo crítica) > 1,40 g. cm-3_{. Não Me Toque - RS}

0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 0 100 200 300 400 500 0 50 100 150 200 250 300 350 Ds (g.cm -3 ) X (m) Y (m) 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Fonte: Autor (2019)

Estando o solo com Ds acima de 1,40 g cm-3 e umidade na capacidade de campo

verifica-se restrição do IHO devido à limitação de aeração para as plantas, entretanto das amostras coletadas, verificou-se que o Ds < Dsc em 22,2% dos dados observados na

camada de 0-5 cm (figura 29), 31,1% dos dados observados na camada de 5-10 cm (Figura 30) e 41,1% dos dados observados na camada de 10-20 cm (Figura 31), destacando que a grande maioria das amostras analisadas apresentaram valores de Ds

menores que 1,4 g cm-3_.

Latossolos argilosos sob condições naturais possuem grande quantidade de macroporos (poros estruturais) o que implica em excelente aeração, devido sua estrutura macrogranular in situ (REATTO et al., 2007), e por isso nesses latossolos as restrições por aeração não são comuns (SEVERIANO et al.,2011; BETIOLI JÚNIOR et al., 2012; SERAFIM et al., 2013). De qualquer forma se faz necessário muito cuidado com o manejo destes solos, pois existem relatos de problemas de anoxia em culturas de grãos em áreas intensamente manejadas, em períodos em que o conteúdo de água se situa próximo da capacidade de campo (BLAINSKI et al., 2009). Estes resultados indicam que

as condições físicas são próprias para a produção agrícola, mas apenas quando os níveis de umidade estiverem dentro dos limites do IHO.

Figura 29 - Densidade do solo (Ds) e densidade crítica (Dsc) correspondente às amostras

com estrutura preservada coletadas na camada 0-5 cm. Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019)

Figura 30 - Densidade do solo (Ds) e densidade crítica (Dsc) correspondente às amostras

com estrutura preservada coletadas na camada 5-10 cm. Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019) 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 0 20 40 60 80 100 DS (g. cm -3) 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 0 20 40 60 80 100 DS (g. cm -3)

Figura 31 - Densidade do solo (Ds) e densidade crítica (Dsc) correspondente às amostras

com estrutura preservada coletadas na camada 10-20 cm. Não Me Toque - RS

Fonte: Autor (2019)

Na Figura 32 são apresentados graficamente os resultados da avaliação da IHO in situ. De forma geral os valores médios de RP < 4 MPa e PA ≥ 10% (considerados como críticos neste estudo) que caracterizam IHO=0. Não obstante, os maiores valores de IHO correspondem ao predomínio de valores de Ds < Dsc na camada em estudo, pois IHO > 0.

Figura 32 - Representação tridimensional dos valores do intervalo hídrico ótimo_IHO (m3_.m-3_{) para latossolo vermelho distrófico cultivado com soja. Não Me} Toque - RS -0,2 -0,10,0 0,1 0,2 0,3 0,4 100 200 300 400 500 600 IH O ( m 3 .m -3 ) X (m ) Y ( m) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 Fonte: Autor (2019) 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 0 20 40 60 80 100 DS (g. cm -3)