Quantificação da Biomassa e Análises de Imagens de Raiz

Na fase de cana planta, pode-se observar na Figura 29, que houve resposta quadrática para o percentual de biomassa seca de raízes quantificadas na camada de 0-20 cm, nas duas épocas de avaliação e nos dois sistemas de manejo. O percentual da biomassa de raízes na camada superficial aumenta com as doses de calcário, com máximo na dose 2,0 Mg ha-1 de calcário após 8 meses do plantio e na dose 4,0 Mg ha-1 após 13 meses. O sistema convencional concentrou 7,8 % a mais da biomassa de raízes na camada superficial, em comparação com o plantio direto que apresentou distribuição mais uniforme ao longo do perfil. SMITH et al. (2005), esclarecem que de maneira geral, cerca de 50% da biomassa de raízes de cana-de-açúcar estão presentes nos primeiros 20 cm e 85% até 60 cm, informações concordantes com as apresentadas no presente trabalho. O menor percentual de biomassa seca de raízes, quantificado no plantio direto, na camada superficial, pode ser indicativo de um maior adensamento do solo, embora os valores de densidade não tenham demonstrado diferenças significativas. VASCONCELOS et al. (2003), mencionam que ocorre redução significativa da biomassa do sistema radicular da cana, em função do aumento na densidade do solo. Por outro lado, se considerarmos todo o perfil amostrado (0-70 cm), o plantio direto proporcionou acréscimo médio de 1711 kg ha-1 na biomassa seca de raízes, em relação ao preparo convencional (Figura 30), por ocasião do 8o mês após o plantio. Houve resposta quadrática para biomassa seca de raízes em função do aumento das doses de calcário, somente no sistema convencional para amostragem realizada no 13o mês, com máximo de 8460 kg ha-1 na quantidade de 2,0 Mg ha-1 de calcário dolomítico (gráfico não apresentado). Não são encontrados resultados na literatura, quanto ao efeito de sistemas de manejo e doses de calcário sobre a biomassa de raiz da cana-de-açúcar. É importante enfatizar que pesquisa sobre distribuição da biomassa de raiz em sistema de colheita sem queima, permite compreender melhor a contribuição das raízes para o estoque de carbono no solo, ainda pouco estudado segundo SMITH et al. (2005).

Figura 29: Distribuição percentual da biomassa seca de raízes de cana-de-açúcar na camada de 0-20 cm. Avaliações realizadas em novembro/2010 (esquerda) e abril/2011 (direita). Ribeirão Preto, 2011

Figura 30: Biomassa seca de raízes de cana-de-açúcar (IACSP95-5000), quantificada na camada 0-70 cm em duas épocas (8o e 13o mês após plantio-31/03/2010) no sistema convencional e plantio direto. Médias das doses de calcário e 4 repetições. Ribeirão Preto, 2011.

Dentre as várias causas para explicar as variações na distribuição da biomassa de raiz da cana-de-açúcar, as alterações nos atributos físicos do solo, decorrentes do tráfico de máquinas durante a colheita mecanizada é talvez o mais importante, de acordo com pesquisas conduzidas nas condições australianas (BRAUNACK et al., 2006). Outros aspectos podem estar relacionados com o regime hídrico, com as características da variedade em questão, com o tipo de solo e talvez com o método adotado para amostragem. As análises estatísticas referentes às diversas comparações entre profundidade, posição e época de amostragem ainda não foram concluídas.

Uma análise geral dos resultados de biomassa de raiz na fase de desenvolvimento da primeira soqueira, confrontados com a distribuição das chuvas pode ser observada na Figura 31. Ao contrário da fase de cana planta, as amostragens realizadas no período com excedente hídrico apresentaram menor biomassa seca de raiz para o tratamento plantio direto, quando se considerou somente a testemunha e dose 2,0 t/ha de calcário. Comparando-se a biomassa seca das raízes na cana planta e na primeira soqueira, considerando a mesma época, verifica-se uma drástica redução. Uma das razões pode ser a maior estação de crescimento na fase de cana planta, pelo menos 100 dias a mais. A quantidade de chuva acumulada no período pode ser outra razão (ver Quadro 5). O aumento da compactação poderia ser um causa, porém conforme já mencionado anteriormente não foi constatada diferença estatística para os indicadores avaliados, exceto na camada de 0-5 cm. Vale lembrar que estes resultados foram utilizados como dissertação de mestrado em parceria com o IAC, portanto contribuiu para formação de recursos humanos.

Com relação ao estudo do sistema radicular da terceira soqueira, pode-se observar na Tabela 17, que em termos de biomassa seca (Mg ha-1) não fora verificadas diferenças estatísticas entre os

tratamentos. Em média, o sistema plantio direto produziu nesta fase inicial de desenvolvimento cerca de 620 kg ha-1 a mais de biomassa seca de raiz, considerando a camada de 0-100 cm.

Figura 31. Esquema confrontando acúmulo de biomassa e balanço hídrico nos sistemas de manejo convencional e plantio direto, para 1a soqueira da cana-de-açúcar IACSP-955000. Ribeirão Preto/2011. Fonte: Dissertação de Mestrado do IAC, Tadeu Cury – Resultados oriundos do projeto em questão.

Na camada superior (0-40 cm) verificou-se um aumento da biomassa seca de raiz em função do aumento das doses de calcário, porém sem diferenças estatísticas, porém nota-se tendência oposta nas camadas inferiores (60-100 cm). Em termos de comprimento e diâmetro das raízes, também não foram observadas diferenças estatísticas, porém constatam-se maiores valores no sistema plantio direto (Tabelas 18 e 19). Todavia, para as características de volume e área das raízes (Tabelas 20 e 21), foram observadas diferenças estatísticas entre os tratamentos. O plantio direto aumentou significativamente o volume de raízes na camada superior do solo (0-40 cm) e no perfil total (até 100 cm). Quanto ao efeito do calcário, observa-se aumento linear do volume em função das doses de calcário. Resultados semelhantes também foram verificados para a característica área superficial das raízes, porém com interação significativa constatada na camada abaixo de 60 cm de profundidade.

Tabela 17. Biomassa das raízes da variedade IACSP-95-5000 na terceira soqueira, analisadas pelo software Safira®, em diferentes profundidades do e doses de calcário nos sistemas convencional e plantio direto. Ribeirão Preto, 2014.

Sistemas (S) Biomassa das Raízes (t ha

-1 ) 0-40 cm 60-100 cm 0-100 cm Plantio Direto 1,65 a 0,66 a 2,76 a Convencional 1,27 a 0,71 a 2,14 a Teste F 8,01 ns 0,13 ns 4,08 ns d.m.s.(Tukey 5%) 0,42 0,37 0,96 Calcário (C) – t ha-1 Testemunha 1,24 a 0,70 a 2,34 2,0 + 2,0 + 2,0 1,49 a 0,72 a 2,12 4,0 + 4,0 + 4,0 1,47 a 0,67 a 2,59 6,0 + 6,0 + 6,0 1,65 a 0,64 a 2,74 Teste F 0,91 ns 0,90 ns 1,00 ns d.m.s.(Tukey 5%) 0,70 0,47 1,09 Interação S x C 0,13 ns 1,24 ns 0,30 ns C.V. (%) parcela 25,90 48,56 34,88 C.V. (%) subparcela 33,93 48,75 31,60

* e ** teste F significativo respectivamente a 5 e 1% de probabilidade

Tabela 18 Comprimento das raízes da variedade IACSP-95-5000 na terceira soqueira, analisadas pelo software Safira®, em diferentes profundidades do e doses de calcário nos sistemas convencional e plantio direto,. Ribeirão Preto, 2014.

Sistemas (S) Comprimento das Raízes (mm/1908.5 cm

3 ) 0-40 cm 60-100 cm 0-100 cm Plantio Direto 10442,98 4191,57 a 17317,90 a Convencional 7972,14 3975,88 a 14139,40 a Teste F 6,39 ns 2,66 ns 2,64 ns d.m.s.(Tukey 5%) 3111,18 421,16 6221,36 Calcário (C) – t ha-1 Testemunha 9057,70 a 4482,84 ab 16141,87 a 2,0 + 2,0 + 2,0 9301,47 a 3461,13 c 15068,87 a 4,0 + 4,0 + 4,0 8749,63 a 3665,83 bc 13728,91 a 6,0 + 6,0 + 6,0 9721,46 a 4725,10 a 17974,94 a Teste F 0,12 ns 5,97 ns 1,95 ns d.m.s.(Tukey 5%) 4743,49 1006,33 5140,26 Interação S x C 0,69 ns 2,18 ns 1,01 ns C.V. (%) parcela 30,04 9,17 35,16 C.V. (%) subparcela 36,74 17,42 23,11

Tabela 19. Diâmetro das raízes da variedade IACSP-95-5000 na terceira soqueira, analisadas pelo software Safira®, em diferentes profundidades do e doses de calcário nos sistemas convencional e plantio direto,. Ribeirão Preto, 2014.

Sistemas (S) Diâmetro das Raízes (mm/1908.5 cm

3 ) 0-40 cm 60-100 cm 0-100 cm Plantio Direto 8,33 a 8,53 a 28,17 a Convencional 8,12 a 8,51 a 24,87 a Teste F 2,53 ns 0,01 ns 1,22 ns d.m.s.(Tukey 5%) 0,41 1,16 9,47 Calcário (C) – t ha-1 Testemunha 7,99 a 8,28 a 26,07 a 2,0 + 2,0 + 2,0 8,13 a 8,68 a 37,91 a 4,0 + 4,0 + 4,0 8,40 a 8,76 a 21,12 a 6,0 + 6,0 + 6,0 8,38 a 8,35 a 20,99 a Teste F 0,44 ns 0,46 ns 1,67 ns d.m.s.(Tukey 5%) 1,20 1,39 24,58 Interação S x C 0,99 ns 1,16 ns 0,40 ns C.V. (%) parcela 4,39 12,11 31,74 C.V. (%) subparcela 10,34 11,53 65,55

* e ** teste F significativo respectivamente a 5 e 1% de probabilidade

Tabela 20. Volume das raízes da variedade IACSP-95-5000 na terceira soqueira, analisadas pelo software Safira®, em diferentes profundidades do e doses de calcário nos sistemas convencional e plantio direto,. Ribeirão Preto, 2014.

Sistemas (S) Volume das Raízes (mm/1908.5 cm

3 ) 0-40 cm 60-100 cm 0-100 cm Plantio Direto 14207,41 a 5512,49 a 23143,65 a Convencional 10101,09 b 4158,46 a 16663,72 b Teste F 38,54** 9,47 ns 17,80 * d.m.s.(Tukey 5%) 2084,14 1399,96 4886,61 Calcário (C) – t ha-1 Testemunha 8517,05 a 5064,62 a 16385,48 a 2,0 + 2,0 + 2,0 13029,71a 4097,14 a 20516,56 a 4,0 + 4,0 + 4,0 13029,10 a 5035,84 a 20294,95 a 6,0 + 6,0 + 6,0 14107,14 a 5144,28 a 22417,74 a Teste F 1,33 ns 0,40 ns 1,25 ns d.m.s.(Tukey 5%) 8648,80 3108,74 9056,28 Interação S x C 0,40 ns 0,92 ns 0,69 ns C.V. (%) parcela 15,22 25,74 21,82 C.V. (%) subparcela 50,23 45,46 32,17

Tabela 21. Área das raízes da variedade IACSP-95-5000 na terceira soqueira, analisadas pelo software Safira®, em diferentes profundidades do e doses de calcário nos sistemas convencional e plantio direto,. Ribeirão Preto, 2014.

Sistemas (S) Área das Raízes (mm/1908.5 cm

3 ) 0-40 cm 60-100 cm 0-100 cm Plantio Direto 34485,04 a 13598,04 a 56544,47 a Convencional 26600,66 b 13191,89 a 45907,07 b Teste F 15,95* 0,19 ns 20,04* d.m.s.(Tukey 5%) 6281,87 2439,68 7560,17 Calcário (C) – t ha-1 Testemunha 24842,60 a 16663,80 a 49181,97 a 2,0 + 2,0 + 2,0 28922,74 a 11311,11 a 45275,27 a 4,0 + 4,0 + 4,0 31124,72 a 11872,71 a 53225,33 a 6,0 + 6,0 + 6,0 34281,35 a 13762,25 a 57221,57 a Teste F 1,35 ns 2,61 ns 1,35 ns d.m.s.(Tukey 5%) 15648,33 5940,51 17697,86 Interação S x C 0,35 ns 3,34* 1,06 ns C.V. (%) parcela 18,28 19,51 13,12 C.V. (%) subparcela 36,23 31,36 24,43

* e ** teste F significativo respectivamente a 5 e 1% de probabilidade

Na Tabela 22 está apresentado o desdobramento da interação sistema x calagem para a característica área das raízes na camada abaixo de 60 cm. Observa-se que o preparo de solo a cada reforma favoreceu esta característica somente na testemunha, não sendo possível observar uma relação entre aumento da dose de calcário com aumento da área das raízes nesta camada subsuperficial.

Tabela 22. Desdobramento da interação sistema x calagem para a área das raízes da variedade IACSP95-5000 na terceira soqueira, quantificada em dezembro/2013. Ribeirão Preto, 2013/2014.

Sistemas Testemunha 2,0 t ha-1 4,0 t ha-1 6,0 t ha-1 Test F PD 12923,13 Ba 13601,23 a 13602,81 a 14265,01 a 0,7 ns PC 20344,46 Aa 9019,42 b 10144,20 b 13259,48 ab 5,88**

Test F 7,37* 2,81 ns 1,60 ns 0,14 ns

Frequentemente, em sistema plantio direto, o sistema radicular das culturas está concentrado nas camadas superficiais. Nestas condições, a presença de Ca+2 em profundidade é interessante, pois somente raízes jovens (pouco suberizadas) absorvem o elemento, sendo teores adequados nas camadas mais profundas do solo melhora o crescimento radicular nessas zonas (QUAGGIO, 2000). Em razão da área não apresentar teores de cálcio tão críticos, o sistema radicular na testemunha sem calcário ainda teve condições de explorar maiores profundidades do perfil do solo, conferindo assim maior participação na biomassa de raiz nas camadas sub-superficiais (Figura 32).

Ao contrário, o tratamento plantio direto com calcário, devido aos benefícios ocorrerem em maior intensidade na superfície, o sistema radicular da soqueira ficou concentrado nestas camadas. Nestas condições, infere-se que o tratamento plantio direto pode estar mais vulnerável aos períodos de deficiência hídrica, sobretudo se for retirado o palhiço conforme se preconiza atualmente. Contudo, em relação à exploração em profundidade, BATTIE LACLAU & LACLAU (2009) concluíram que o máximo alcançado (4,7 m) não dependeu do fornecimento suplementar de irrigação. Esclarecem que a umidade interfere diretamente na distribuição superficial da biomassa das raízes de cana-de-açúcar. Na Figura 33, verifica-se a mesma tendência do sistema convencional, porém o efeito é mais pronunciado da calagem em função da incorporação. É nítido o aumento do percentual da biomassa de raízes nas camadas 40-60, 60-80 e 80-100 cm no tratamento sem calcário ao longo das avaliações. No entanto, convém salientar que a diferença na biomassa total entre os tratamentos com e sem calcário são pequenas, nos dois sistemas de manejo. Estes resultados contradizem o lastro de conhecimento sobre efeitos da calagem no crescimento de raízes, decorrentes principalmente do fornecimento de cálcio.

Figura 32. Biomassa seca de raízes de cana-de-açúcar (IACSP95-5000), quantificada na camada 0-100 cm em quatro épocas de avaliação no sistema convencional e plantio direto. Médias das doses de calcário e 4 repetições. Ribeirão Preto, 2011

Figura 33. Biomassa seca de raízes de cana-de-açúcar (IACSP95-5000), quantificada na camada 0-100 cm em quatro épocas de avaliação no sistema convencional e plantio direto. Médias das doses de calcário e 4 repetições. Ribeirão Preto, 2011.

As avaliações realizadas após a colheita da segunda soqueira (agosto/2013) estão apresentadas nas Figuras 34 e 35. Neste estudo, foram realizadas amostragens em todos os tratamentos (manejo de solo e doses de calcário). Nota-se a mesma tendência verificada na primeira soqueira quanto às distribuições percentuais da biomassa seca de raízes em diferentes profundidades de amostragem. Na camada superficial (0-20 cm) a biomassa seca de raiz é 5% maior no sistema plantio direto, embora na camada de 20-40 cm esta diferença ocorre no sistema convencional. De maneira geral, a distribuição concorda com as mencionadas na literatura (SMITH et al., 2005; OTTO et al., 2009), ou seja, quase 60% da biomassa esta concentrada nos primeiros 40 cm de solo.

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 % B iom as sa d e R aí ze s Profundidades (cm)

Distribuição da Biomassa de Raiz