UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE AGRONOMIA E DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
PLANTAS DE COBERTURA E ATRIBUTOS
FÍSICO-HÍDRICOS DE UM LATOSSOLO VERMELHO
DISTRÓFICO EM SISTEMA DE PRODUÇÃO ORGÂNICO
Elizabeth Rigo de Souza Tolentino Engenheira Agrônoma
Orientador:
Dr. Luís Fernando Stone
Co-Orientador:
Dr. José Aloísio Alves Moreira
Goiânia, GO – Brasil 2006
ELIZABETH RIGO DE SOUSA TOLENTINO
PLANTAS DE COBERTURA E ATRIBUTOS
FÍSICO-HÍDRICOS DE UM LATOSSOLO VERMELHO
DISTRÓFICO EM SISTEMA DE PRODUÇÃO ORGÂNICO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia, da Universidade Federal de Goiás, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Agronomia, na área de concentração: Solo e Água.
Orientador:
Dr. Luís Fernando Stone
Co-Orientador:
Dr. José Aloísio Alves Moreira
Goiânia, GO – Brasil 2006
Rigo de Sousa Tolentino, Elizabeth
Plantas de cobertura e atributos físico-hídricos de um latossolo vermelho distrófico em sistema de produção orgânico [manuscrito] / Elizabeth Rigo de Sousa Tolentino. - 2006.
XLI, 41 f.
Orientador: Prof. Dr. Luis Fernando Stone; co-orientador Dr. José Aloísio Alves Moreira.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Goiás, Escola de Agronomia (EA) , Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Goiânia, 2006.
Bibliografia.
Inclui gráfico, tabelas.
1. leguminosas. 2. sistema plantio direto. 3. retenção de água . 4. agregação do solo.. I. Fernando Stone, Luis, orient. II. Alves Moreira, José Aloísio, co-orient. III. Título.
AO MEU ESPOSO WESLEY SANTANA TOLENTINO, POR ACREDITAR EM MIM, SEMPRE ME INCENTIVANDO E ENCORAJANDO PARA QUE EU CONCLUÍSSE ESSA ETAPA DE MEUS ESTUDOS.
A MINHA QUERIDA SOBRINHA JÉSSICA RIGO FREIRE, QUE MESMO NA SUA INFÂNCIA ME TRANSMITE ÂNIMO E CORAGEM PARA CONTINUAR SEMPRE ME GRADUANDO.
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar agradeço a Deus, pela minha vida, minha fé e por todos os dons que Ele me concedeu.
A minha filha Lavínia, que desde seu nascimento se absteve da minha presença para que eu pudesse alcançar mais uma conquista em minha vida. Também ao meu filho Victor Hugo, motivo que me faz buscar cada dia mais conhecimento e profissionalismo para que juntos possamos ter uma vida mais digna. Ambos são presentes e bênçãos de Deus em minha vida, realização do meu sonho de ser mãe.
Aos meus queridos pais, José Rigo e Francisca Duarte Rigo, que em sua simplicidade de camponeses ensinaram seus dez filhos a trilharem o caminho do bem, sempre seguros na Mão de Deus.
Aos orientadores Dr. José Aloísio Alves Moreira e Dr. Luís Fernando Stone, pela sua ética, competência, paciência e dedicação. Por escutar minhas lamentações e angústias, e sempre elevando minha auto-estima com palavras de encorajamento e força, mostrando o caminho a seguir.
Aos funcionários do Laboratório de Solos do Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão, pela colaboração que tive para a realização de minhas pesquisas.
A todas os meus colegas de curso, pelos dois anos de convivência, por cada sentimento de dor, tristeza, desesperança, saudades. Mas, muito mais do que isso, nós tivemos amor, carinho, companheirismo, conquistas, esperança e muitos, muitos, sonhos que marcaram nossos caminhos.
SUMÁRIO RESUMO VI ABSTRACT VII 1 INTRODUÇÃO... 8 2 REVISÃODELITERATURA... 10 3 MATERIAISEMÉTODOS... 18 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 21
4.1 BIOMASSA DAS COBERTURAS DO SOLO ... 21
4.2 ATRIBUTOS FÍSICOS E MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO ... 22
4.3 CURVAS DE RETENÇÃO DE ÁGUA ... 28
5 CONCLUSÕES... 34
RESUMO
TOLENTINO, E. R. S. Plantas de cobertura e atributos físico-hídricos de um Latossolo Vermelho distrófico em sistema de produção orgânico. 2006. 41 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia: Solo e Água) – Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 20061.
O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes plantas de cobertura de solo sobre os atributos físicos e hídricos de um Latossolo Vermelho distrófico em sistema de produção orgânico, sob plantio direto (SPD) e preparo convencional (SPC). Em cada sistema de manejo do solo, foram avaliadas as plantas de cobertura: mucuna preta (Mucuna aterrima), crotalária (Crotalaria juncea), guandu-anão (Cajanus cajan), sorgo vassoura (Sorghum technicum) e um tratamento com vegetação espontânea (pousio). Foram analisados os atributos físicos e hídricos do solo e seu estado de agregação nas camadas de solo de 0-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade. Os experimentos foram conduzidos na área experimental da Embrapa Arroz e Feijão, em Santo Antônio de Goiás, GO. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, no esquema fatorial 2x5x3, com quatro repetições. O manejo das plantas de cobertura de solo foi efetuado por ocasião do florescimento. Os restos culturais foram deixados sobre o solo no SPD, e incorporados ao perfil, no SPC. A retenção de água do solo, avaliada pelas curvas de retenção, foi afetada pelo manejo de solo e plantas de cobertura. Na camada superficial, 0-10 cm de profundidade, houve maior retenção de água, no sistema plantio direto. Nesse sistema, no perfil de 0-30 cm, o solo cultivado com leguminosas reteve mais água que os cultivado com sorgo e em pousio. O estado de agregação foi influenciado pelo sistema de manejo de solo. A porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2mm e o diâmetro médio ponderado dos agregados foram maiores, nas camadas 0-10cm e 10-20cm, no SPD em relação ao SPC. Foi observada correlação positiva entre essas variáveis e o conteúdo de matéria orgânica no SPD. Nos dois sistemas de manejo, o conteúdo de matéria orgânica decresceu com a profundidade do solo.
Palavras-chave: leguminosas, sistema plantio direto, retenção de água , agregação do solo.
ABSTRACT
TOLENTINO, E. R. S. Soil cover plants and physical hydrical attributes of a Rhodic Haplustox in organic production system. 2006. 41 f. Dissertation (Master in Agronomy: Soil e Water) – Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 20061.
This work had the objective to evaluate the effect of different soil cover plants on the physical and hydrical attributes of a Rhodic Haplustox in an organic production system, under two tillage systems, no-tillage (SPD) and conventional tillage (SPC). In each soil tillage system, were evaluated the following cover plants: velvet bean (Mucuna
aterrima), sunn hemp (Crotalaria juncea), pigeon pea (Cajanus cajan), sorghum (Sorghum technicum), and fallow. It were analyzed the soil physical and hydrical attributes and its
aggregation status in the soil layers of 0-10, 10-20 , and 20-30 cm deep. The experiments were carried out at the experimental area of Embrapa Rice and Beans, in Santo Antônio de Goiás, GO. The experimental design was a randomized blocks, in 2x5x3 factorial scheme, with four replications. The soil cover plant management was done at flowering. The cover plant straw stayed on the soil in SPD and it was incorporated at soil profile in SPC. The soil water retention, evaluated by retention curves, was affected by soil tillage systems and cover plants. In the superficial layer, 0-10 cm deep, there was higher soil water retention in no-tillage system. In this system, at 0-30 cm deep, the soil cultivated with leguminous showed higher soil water retention than that cultivated with sorghum or in fallow. The soil aggregation status was influenced by soil tillage system. The percentage of aggregates with diameter higher than 2 mm and the mean weight diameter of aggregates was higher in SPD than in SPC, at 0-10 cm and 10-20 cm soil layers. It was observed a positive correlation between these variables and soil organic matter in SPD. In two tillage systems, soil organic matter content decreased with soil depth.
Key words: leguminous, no-tillage system, soil water retention, soil aggregation.
1 INTRODUÇÃO
Os solos do cerrado têm sido classicamente descritos como portadores de boas propriedades físicas, embora apresentem uma baixa capacidade de água disponível. Os sistemas de manejo do solo afetam diferentemente a sua densidade, porosidade e o armazenamento de água ao longo do perfil, interferindo diretamente no desenvolvimento e na produtividade das culturas.
O sistema de preparo convencional, em geral, promove um intenso revolvimento do solo na camada superficial, o que pode favorecer a decomposição da matéria orgânica, ocasionando considerável efeito prejudicial na qualidade estrutural do solo. A presença de camadas compactadas em subsuperfície reflete uma degradação estrutural, com o aumento da densidade e redução do tamanho médio dos agregados, volume e tamanho dos macroporos, taxa de infiltração de água e desenvolvimento radicular das plantas (Silva & Mielniczuk, 2000). Em decorrência da diminuição da taxa de infiltração de água no solo, ocorre aumento da taxa de escoamento superficial e erosão hídrica (Bertol et al., 1997).
Como alternativa aos sistemas que degradam o solo, os sistemas conservacionistas, como o plantio direto, constituem-se em uma prática que dá sustentabilidade à agricultura. Em latossolos no Brasil, a adoção de manejos que mantenham a proteção do solo e o contínuo aporte de resíduos orgânicos é fundamental para a manutenção da sua estrutura (Lal & Greenland, 1979). Trabalhos com o emprego do plantio direto têm demonstrado a diminuição da erosão e aumento da taxa de infiltração de água, do diâmetro dos agregados, da atividade microbiana e da produtividade das culturas (Campos et al.,1995).
O solo no sistema plantio direto geralmente apresenta maiores valores de densidade e microporosidade, e menores valores de macroporosidade e porosidade total, nas camadas superficiais do perfil, em comparação com o preparo convencional. Isso é decorrente, principalmente, do seu não-revolvimento e da movimentação de máquinas e implementos agrícolas, sobretudo quando realizados em solos com teores elevados de argila (Vieira & Muzilli,1984). Com o passar dos anos, sua densidade pode vir a diminuir, devido,
em parte, ao aumento do conteúdo de matéria orgânica na camada superficial, o que favorece a melhoria da estrutura do solo (Fernandes et al., 1983).
Assim, o desafio para a transformação de um sistema de produção convencional para o de produção sustentável está na recuperação das estruturas física, química e biológica do solo.
O desenvolvimento de novos métodos agrícolas baseados em princípios agro-ecológicos, que se assemelham ao processo de produção tradicional do pequeno produtor, é uma alternativa à produção de grãos fortemente dependente de insumos de alto custo, para um sistema que seja sustentável, tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental. Desses novos métodos, a agricultura orgânica é uma opção aos agricultores que vêem a possibilidade de melhorar sua produção e comercialização sem onerar seus custos.
Baseada no uso de esterco animal e restos culturais na adubação, plantas de coberturas de solo, controle biológico de pragas e doenças e cultivo mecânico, a agricultura orgânica visa recuperar ou manter a estrutura e a produtividade do solo, fornecendo nutrientes através de produtos naturais, controlar plantas daninhas, insetos e doenças de uma forma menos agressiva ao meio ambiente. Os insumos utilizados na agricultura orgânica são geralmente de baixo custo, muitas vezes obtidos dentro da propriedade, o que proporciona maior facilidade e economia para o agricultor.
A utilização de leguminosas como plantas de cobertura do solo é essencial à produção orgânica de grãos porque, além dessas espécies oferecerem o benefício da adição de nitrogênio ao solo, outros benefícios são alcançados, como o aumento do teor de matéria orgânica; reciclagem de nutrientes das camadas mais profundas do solo; redução da infestação de plantas daninhas; melhoria da estrutura do solo, favorecendo a infiltração e a retenção de água; fornecimento de cobertura morta, protegendo o solo contra chuvas que provocam erosão; descompactação do solo, devido ao aumento do teor de matéria orgânica; aumento da atividade microbiana; recuperação dos solos degradados; controle de nematóides fitoparasitas; diminuição do alumínio trocável e elevação do pH; entre outros (Osterroht, 2001).
O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes plantas de cobertura de solo sobre os atributos físicos e hídricos de um Latossolo Vermelho distrófico em sistema de produção orgânico, sob plantio direto e preparo convencional.
2 REVISÃO DE LITERATURA
Solos de cerrados apresentam um conjunto de condições que favorece seu uso intensivo para atividades agrícolas, especialmente para culturas anuais. Entretanto, alguns sistemas agrícolas praticados são ainda de pouca eficiência e com baixos índices de produtividade, decorrentes, principalmente, do inadequado manejo do solo e da água, além do insuficiente nível de planejamento e gerenciamento do processo produtivo sustentável (Urchei et al., 1996).
De modo geral, os sistemas de preparo nesses solos caracterizam-se pelo alto grau de revolvimento do solo, por uso de grade aradora e arado de discos, que acarretam impactos negativos nos atributos do solo, comprometendo a sustentabilidade ambiental (Silveira et al., 1997).
Como alternativa aos sistemas que degradam o solo, os sistemas conservacionistas, como o plantio direto, constituem-se em uma prática que dá sustentabilidade à agricultura.
O sistema plantio direto vem sendo bastante utilizado atualmente; nesse sistema, a semente e o adubo são colocados diretamente no solo não revolvido com uso de máquinas especiais, contribuindo assim para a sustentabilidade de sistemas agrícolas intensivos, pois mantém o solo coberto por restos culturais ou por plantas vivas o ano inteiro, minimizando os efeitos da erosão e mantendo o conteúdo de matéria orgânica (Albuquerque et al., 1995).
Para Primavesi et al. (2000), o sistema plantio direto compreende um conjunto de técnicas integradas que visam melhorar as condições ambientais para explorar da melhor forma possível o potencial genético de produção das culturas, respeitando três requisitos mínimos - não revolvimento do solo, rotação de culturas e uso de culturas de cobertura para formação de palhada, associada ao manejo integrado de pragas, doenças e plantas daninhas.
Quanto menor for a interferência do homem nos processos biológicos que ocorrem no solo, maiores serão as condições de regeneração. Com o sistema plantio direto, os resíduos são mantidos na superfície e o revolvimento limita-se à linha de semeadura. A manutenção dos resíduos culturais na superfície altera o regime térmico do solo, conserva
sua umidade, diminui as perdas de solo por erosão e aumenta a proteção física da matéria orgânica no interior dos agregados (Bayer & Mielniczuk, 1997).
Entretanto, solos nas regiões dos cerrados apresentam uma alta taxa de decomposição de matéria orgânica, levando a necessidade de contínuo aporte da mesma para manter sua estrutura em condições favoráveis ao desenvolvimento das culturas. Além do mais, os sistemas agrícolas presentes, em geral, tem baixa produção de fitomassa. Assim, é de fundamental importância manejos que visem incluir culturas de rotação e de cobertura vegetal, incluindo os adubos verdes, objetivando a melhoria de atributos físicos do solo, da produtividade e da sustentabilidade ambiental (Beutler et al., 2003).
Segundo Malavolta & Kliemann (1985), a adubação verde é realizada, geralmente, com uma leguminosa cultivada e cortada no início, ou antes, de seu florescimento, e deixada sobre a superfície do solo ou a ele incorporada.
A terminologia adubos verdes vem sendo substituída por cobertura verde do solo ou, simplesmente, plantas de cobertura em algumas regiões do país (Osterroht, 2001).
As plantas de cobertura de solo têm como objetivo final beneficiar em produtividade as culturas econômicas sem aumentar os custos, por meio de todos os seus efeitos (Monegat, 1991).
Ao se escolher a espécie de cobertura do solo no inverno, para continuar cobrindo o solo no verão e servir como adubação verde, é importante visar o retorno econômico da própria cultura, como produção de sementes ou pastoreio e, também, o fornecimento de nitrogênio para a cultura subseqüente (Santos & Reis, 2001, citando Didonet & Santos, 1996). No entanto, na escolha da espécie que será utilizada como adubo verde, deve-se considerar também, as condições do solo, a época do ano, o tipo de cultura e a região climática. Para as regiões dos cerrados, destacam-se como as mais promissoras aquelas de origem tropical.
Dentre outras, são muito utilizadas como cobertura de solo na região dos cerrados, a mucuna-preta (Mucuna aterrima); guandu-anão (Cajanus cajan); crotalária (Crotalaria juncea) e o sorgo (Sorghum technicum).
A crotalária é uma leguminosa anual, de rápido crescimento, elevada produção de massa verde e boa adaptação a diferentes regiões. Espécie de clima tropical e subtropical, não resiste a geadas severas. Possui efeito supressor e/ou alelopático de plantas daninhas e tem apresentado bom comportamento em solos argilosos e arenosos. Seu manejo deve ser feito na fase de plena floração, aos 110 a 140 dias após a semeadura (Trani et al., 1989;
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Amabile et al., 2000). Como desvantagens, citam-se os problemas fitossanitários intensificados em áreas cultivadas por muito tempo e o tombamento de plantas causado por ventos fortes (Costa et al., 1992).
O guandu é uma leguminosa rústica, anual, bianual ou semi-perene de clima tropical e subtropical, de dias longos. Resiste bem à seca, pois possui sistema radicular pivotante capaz de penetrar em solos compactados e adensados, além de reciclar nutrientes. Apresenta elevada produção de biomassa e grande capacidade em fixar nitrogênio, e se desenvolve bem em solos arenosos e argilosos. Não tolera umidade excessiva nas raízes. É pouco exigente quanto à fertilidade do solo, desenvolvendo-se em solos com pH entre 5,0 e 8,0. As variedades de porte anão devem ser manejadas entre 90 e 100 dias após o florescimento, e seu ciclo completo é de, aproximadamente, 140 dias (Costa et al., 1992).
A mucuna-preta é uma leguminosa de clima tropical e subtropical, bastante agressiva e precoce. Resiste bem à seca, à sombra e a altas temperaturas, não tolerando geadas. Desenvolve-se bem em solos com baixa fertilidade e alta acidez. Controla o crescimento de plantas daninhas, pois promove uma rápida e eficiente cobertura do solo. O manejo deve ser feito no florescimento – enchimento de vagens, aos 140 a 170 dias após a semeadura (Costa et al., 1992).
Essa leguminosa não apresenta problemas com ataque de pragas, além de impedir a multiplicação, de acordo com Costa et al. (1992), de populações de nematóides, sendo, porém, susceptível à cercosporiose e algumas viroses. Uma limitação da mucuna-preta está na época de manejo, que se não for seguida rigorosamente poderá ocorrer rebrota. A mucuna-preta pode ser semeada intercalar ao milho, quando esse estiver com 40 até 60 dias de idade. Recomenda-se, também, a semeadura a lanço sobre a palhada do milho, incorporando as sementes com gradagem (Trani et al., 1989). O consórcio de mucuna-preta com o milho é uma prática bastante utilizada pelos paranaenses, sendo a melhor época de plantio na região Sudoeste do Paraná aquela que coincide com o florescimento do milho (Costa et al., 1992).
O sorgo é uma gramínea muito parecida com o milho. Caracteriza-se pela tolerância à seca e às condições de elevada umidade de solo, adaptando-se à rotação em áreas destinadas ao controle de arroz vermelho e outras plantas daninhas do arroz irrigado. Alguns insetos podem causar prejuízos à cultura, como a lagarta do cartucho, pulgões, principalmente o verde, e a mosca do sorgo (Santos & Reis, 2001).
Ao longo do tempo, as características físicas, químicas e biológicas do solo tem sido bastante influenciada pelos efeitos das plantas de coberturas e manejo do solo, devido ao aumento do teor de matéria orgânica do solo, pela adição da fitomassa total, aumento da disponibilidade de macro e micronutrientes em formas assimiláveis pelas plantas; auxílio na formação de ácidos orgânicos fundamentais ao processo de solubilização dos minerais; diminuição nos teores de alumínio trocável; elevação do pH do solo e, conseqüentemente, diminuição da acidez, principalmente pela ação das leguminosas (Silva et al., 2003).
A palhada deixada pelas coberturas na superfície do solo, num primeiro momento, conforme citado por Osterroth (2001), protege o solo contra a ação dos raios solares e o impacto da chuva, conservando sua umidade, facilitando, assim, a penetração das raízes e o desenvolvimento da fauna do solo.
Segundo Barreto & Fernandes (2001), a incorporação da biomassa da gliricídia (Gliricidia sepium) e da leucena (Leucaena leucocephala) em solos de tabuleiros costeiros promoveram melhorias em suas características físicas, entre as quais, a densidade do solo e macroporosidade, principalmente, nas camadas superficiais. Pereira Filho et al. (2001) verificaram aumentos no teor de matéria orgânica, na camada de 0 - 20 cm de profundidade, com a utilização da leucena.
O acúmulo de material orgânico tem origem na inexistência de revolvimento do solo, que resulta em menores taxas de decomposição do material orgânico e em menores perdas por erosão. O material vegetal adicionado superficialmente decompõe mais lentamente quando não é incorporado ao solo, porque fica menos exposto aos microrganismos do solo. A matéria orgânica do solo também fica menos exposta ao ataque dos microrganismos, pois, sem o revolvimento, não há quebra das estruturas que a protegem fisicamente dos agentes decompositores. Assim, vários autores têm registrado aumentos nos teores de matéria orgânica da camada superficial de solos, com plantas de cobertura e sob plantio direto (Centurion et al., 1985; Merten & Mielniczuk, 1991; Ismail et al., 1994; Bayer & Mielniczuk, 1997; Corazza et al., 1999; Amado et al., 2001).
Segundo Soane (1990), a matéria orgânica pode interferir na resistência do solo à compactação, mediante o aumento da força de ligação entre partículas minerais, em função de sua natureza coloidal e comportamento molecular. Isso, traz como conseqüência aumento da estabilidade dos agregados, aumento da força de retenção de água, diminuição da densidade do solo (com conseqüente alteração nas relações de porosidade), já que a
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densidade dos materiais orgânicos é consideravelmente menor que a das partículas minerais do solo, logo a adição desses materiais ao solo resulta em uma mistura de menor densidade.
De fato, vários autores relataram a ação da matéria orgânica, resultante de plantas de cobertura, sobre a agregação do solo, retenção de água e densidade do solo. Perin et al. (2003), ao trabalharem com cobertura viva de leguminosas, concluíram que essas proporcionaram maiores índices de estabilidade de agregados, na camada de 0–5 cm de profundidade, em relação à uma área capinada usada como testemunha. Alvarenga et al. (1986) e Carpenedo & Mielniczuk (1990) também verificaram que práticas conservacionistas, como plantio direto, que revolvem menos o solo e recebem um maior aporte de resíduos orgânicos, geralmente tem-se mostrado eficientes em aumentar a estabilidade de agregados.
Estudos realizados indicam que, sob o sistema plantio direto e sob vegetação nativa, em que há menor revolvimento do solo e maior e constante aporte de resíduos orgânicos, o diâmetro médio geométrico dos agregados é superior aos valores encontrados nos sistemas de cultivo convencional (Carpenedo & Mielniczuk, 1990; Silva & Mielniczuk, 2000; Oliveira et al., 2004). Resultados apresentados por Grohmann (1960) demonstraram que os agregados de solos virgens são mais estáveis do que os provenientes de solos cultivados.
Os resíduos de leguminosas, além de agregadores de solo, têm grande importância como fornecedores de N, podendo contribuir para a diminuição da acidez do solo e da relação C/N da matéria orgânica do solo (Hargrove, 1986). As gramíneas também promovem a melhoria do solo, por possuírem maior conteúdo de lignina, possibilitando aumento de ácidos carboxílicos e ácidos húmicos nos substratos (Primavesi, 1982), favorecendo a estruturação e a estabilidade dos agregados do solo (Fassbender & Bornemisza, 1994), tornando-o menos suscetível à compactação. Segundo Silva & Mielniczuk (1997), os efeitos benéficos das gramíneas perenes na formação e estabilização dos agregados do solo são devidos à alta densidade de raízes, que promove a aproximação das partículas pela constante absorção de água do perfil do solo, às periódicas renovações do sistema radicular e à uniforme distribuição dos exsudatos no solo, que estimulam a atividade microbiana, cujos subprodutos atuam na formação e estabilização dos agregados. Tisdall & Oades (1979) sugerem que o aumento da estabilidade de agregados devido à ação de gramíneas se deve à liberação de polissacarídeos por hifas de micorrizas associadas.
Entretanto, em sistemas orgânicos de produção, têm-se dado preferência às leguminosas, pelo aporte de N, visto que nessa modalidade de sistema é vetada a utilização de adubos químicos nitrogenados. De fato, Corcioli (2006) verificou que as leguminosas foram mais eficientes na produção de milho que o sorgo.
Em relação à retenção de água, Resk et al.(1982) verificaram que houve aumento na capacidade de retenção de um Latossolo Vermelho-Escuro, para todas as coberturas incorporadas, em cerca de 0,04 cm3 cm-3, até sete meses após a sua incorporação.
O conteúdo de matéria orgânica e a composição da fase sólida têm papel importante na determinação da retenção de água. A matéria orgânica tem efeito direto sobre a retenção de água devido a sua natureza hidrófila, e um efeito indireto devido à modificação da estrutura do solo (Klute, 1986).
Embora a adição dos materiais orgânicos ao solo resulte em uma menor densidade, esse efeito não é imediato. Henklain (1997), avaliando a influência do tempo de manejo do sistema plantio direto na densidade e porosidade do solo, comprovou uma melhora na estruturação do solo comparado ao sistema convencional. Após 20 anos, o mesmo autor observou uma compactação em ambos os sistemas, argumentando que é menor no sistema plantio direto.
A diminuição da densidade do solo e o aumento da macroporosidade, com o decorrer do tempo, no sistema plantio direto, se devem aos canais deixados pelas raízes, que se decompõem, e ao aumento da matéria orgânica na camada superficial, que aumenta a atividade biológica e melhora as propriedades físicas do solo (Nascimento, 1998). Corsini & Ferraudo (1999) afirmam que a partir do quarto ano o plantio direto começa a recuperar a estrutura e a porosidade do solo, sendo equivalente ao convencional no oitavo ano.
A densidade do solo é uma propriedade relativamente instável: varia de solo para solo e dentro de um mesmo solo, dependendo principalmente do grau de compactação, do teor de matéria orgânica, da ausência ou presença de cobertura vegetal, do sistema de cultivo empregado, e da profundidade (Gavande, 1976; Kiehl, 1979; Brady, 1989).
Existe estreita relação entre a densidade do solo e outros atributos, como: porosidade total, macroporosidade e teor de matéria orgânica. Tal fato é assinalado por Kiehl et al. (1972), que ressaltam que para uma correta interpretação dos resultados da densidade do solo é indispensável compará-los com outras informações, como: densidade das partículas, distribuição dos poros por tamanho, teor de matéria orgânica e grau de agregação. Segundo Grohman (1972), dentre as propriedades físicas do solo sujeitas às
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alterações pelo cultivo, a porosidade total, por estar relacionada com o volume e com a distribuição dos espaços porosos, merece especial atenção, visto que nesses espaços se processam os principais fenômenos que regulam o crescimento e a produção vegetal. Para Baver (1956), a variação da porosidade total depende do tamanho das partículas e do grau de agregação, e a matéria orgânica tem papel importante, uma vez que favorece a formação de agregados, com conseqüente aumento na porosidade total.
Uma agricultura que degrade menos o meio ambiente, que dependa menos de insumos químicos e que seja mais saudável à saúde humana e animal, pode ser alcançada através da agricultura orgânica.
A corrente denominada Organic Agriculture surgiu na Inglaterra através do agrônomo Albert Howard, que estudou e comparou o fertilizante utilizado pelos indianos (composto) com os fertilizantes químicos. No Brasil, entre os anos 1980 e 1990, as organizações ligadas à produção orgânica se multiplicaram, cresceu o número de produtores e a produção se expandiu em quantidade, diversidade e qualidade. Existe hoje uma forte demanda do mercado consumidor por produtos orgânicos, o crescimento desse mercado é estimado para o ano de 2005 em 15%. A produção orgânica no Brasil inclui hortaliças, soja, açúcar mascavo, café, frutas (banana, citros), cereais (milho, arroz, trigo), leguminosas (feijão, amendoim), caju, dendê, erva-mate, plantas medicinais, mel e vários produtos de menor expansão quantitativa (Khathounian, 2001).
De acordo com a Instrução Normativa 07/1999, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil, 1999), um sistema orgânico de produção agropecuária e industrial é todo aquele em que se adotam tecnologias que otimizem o uso de recursos naturais e sócio-econômicos, respeitando a integridade cultural e tendo por objetivo a auto-sustentação no tempo e no espaço, a maximização dos benefícios sociais, a minimização da dependência de energias não renováveis e a eliminação do emprego de agrotóxicos e outros insumos artificiais tóxicos, organismos geneticamente modificados – OGM / transgênicos, ou radiações ionizantes em qualquer fase do processo de produção, armazenamento e de consumo, e entre os mesmos, privilegiando a preservação da saúde ambiental e humana, assegurando a transparência em todos os estágios da produção e transformação.
Segundo Altieri (2004), pesquisas têm demonstrado que unidades orgânicas de produção podem ser tão produtivas quanto as convencionais, porém com menores taxas de erosão do solo e maiores níveis de biodiversidade. O raciocínio para ambos os sistemas é totalmente diferente: os sistemas orgânicos se baseiam na suposição de que em qualquer
momento a área pode ser cultivada com adubo verde de leguminosas ou cultivos de forragens que servirão para alimentação bovina, cujo esterco se incorporará ao solo. As propriedades convencionais se baseiam em suposição totalmente diferente: que sua sobrevivência depende de uma fábrica de fertilizante.
O grande desafio, na transformação de um sistema de produção agropecuário convencional para o de produção sustentável, está na recuperação das estruturas física, química e biológica do solo que, em muitas situações, encontram-se completamente degradadas e com queda de produtividade, mesmo sob altíssima utilização de insumos agrícolas, e na preservação da biodiversidade natural, além da eliminação do controle químico de pragas e doenças, atendendo, assim, aos anseios da comunidade.
Entretanto, um grande atrativo para os agricultores, é o maior valor dos produtos orgânicos. Movida pela crescente demanda do consumo e insatisfação cada vez maior com as práticas agrícolas convencionais, a agricultura orgânica está em franca ascensão, tendo um crescimento em torno de 20 a 30% ao ano, tanto em países desenvolvidos como em desenvolvimento. Dados das nações unidas mostram que em pelo menos 130 países, em todos os continentes existe produção comercial de alimentos orgânicos. A área mundial de produção orgânica no ano 2000 foi calculada em 7 milhões de hectares, enquanto que o mercado de alimentos orgânicos movimentou aproximadamente US$ 22 bilhões. Nos últimos anos, nos países desenvolvidos, a área com produção orgânica está crescendo a uma taxa anual em torno de 30%. Neste ritmo, em 2010, cerca de 30% da área cultivada da União Européia deverá ser orgânica (Halweil, 2000).
3 MATERIAL E MÉTODOS
Foram conduzidos dois experimentos, tendo sido um em plantio direto e outro com preparo convencional do solo, na área experimental da Embrapa Arroz e Feijão, na Fazenda Capivara, em Santo Antônio de Goiás, GO, cujas coordenadas geográficas são: latitude de 16º28’00”S e longitude 49º17’00”W e altitude de 823 metros. O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho distrófico, textura argilosa, com 473, g kg-1 de argila, 190 g kg-1
de silte e 336 g kg-1 de areia, na camada de 0-30 cm de profundidade.
Em cada experimento foram avaliados os efeitos das coberturas de solo mucuna preta (Mucuna aterrima), crotalária (Crotalaria juncea), guandu-anão (Cajanus cajan), sorgo vassoura (Sorghum technicum) e de um tratamento com vegetação espontânea (pousio), nos atributos físicos e hídricos do solo e seu estado de agregação nas camadas de solo de 0-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade. Cada parcela media 40 m2, conforme se
visualiza no anexo 1. Como comparação aos atributos físico-hídricos dos tratamentos foram abertas trincheiras e coletadas amostras de solo, nas mesmas profundidades, em área de mata nativa localizada contígua à área experimental
A distribuição do sistema agrícola utilizado está esquematizada na Tabela 1.
Tabela 1. Matriz dos sistemas de cultivo orgânico de produção de milho (Zea mays) em sistema plantio direto (SPD) e no preparo convencional (SPC)
Safrinha 2003 e 2004 (1) Verão 2003/2004 e 2004/2005 (2)
Pousio (3) Milho
Crotalária (Crotalaria juncea) Milho
Guandu-anão (Cajanus cajan) Milho
Mucuna-preta (Mucuna aterrima) Milho
Sorgo vassoura(Sorghum technicum) Milho
(1) Culturas de cobertura de solo, implantadas em SPD. (2) Cultura de verão, implantada no SPD e SPC. (3) Somente com vegetação espontânea.
O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, no esquema fatorial 2X5X3, com quatro repetições.
A semeadura das espécies de cobertura de solo foi realizada nas safrinhas de 2003 e 2004, no espaçamento de 0,50 m entre linhas. Para a mucuna-preta foram distribuídas de quatro a cinco sementes por metro de linha e, para as demais espécies, 40 sementes por metro de linha, sempre se utilizando inoculante específico para as leguminosas.
O manejo das plantas de cobertura de solo foi efetuado por ocasião do florescimento, utilizando-se rolo-faca. Os restos culturais foram deixados sobre o solo no Sistema de Plantio Direto (SPD) e incorporados ao perfil utilizando grade aradora e arado de aiveca, no Sistema de Preparo Convencional (SPC). Subseqüentemente ao manejo das plantas de cobertura, foi praticada a semeadura do milho no espaçamento de 0,70 m entre linhas e cinco sementes por metro de linha.
Para a avaliação dos atributos físicos e hídricos do solo e matéria orgânica, realizada durante o cultivo do milho na safra 2004/2005, foram abertas, em cada parcela, duas trincheiras, de onde foram retiradas, nas camadas de 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30 cm de profundidade, oito amostras de solo por camada, com estrutura deformada para a matéria orgânica e estado de agregação do solo e indeformada para a densidade do solo, curvas de retenção de água e relações de porosidade; porosidade total, microporosidade e macroporosidade (Embrapa, 1997).
Foi considerada como microporosidade a quantidade de água retida pelo solo à tensão de 6 kPa. A macroporosidade foi obtida pela diferença entre a porosidade total e a microporosidade. A retenção de água nas tensões de 6, 8, 10, 33, 60, 100 e 1500 kPa foi determinada pelo método da centrífuga, adaptado por Freitas Júnior & Silva (1984). As curvas de retenção foram ajustadas utilizando-se o modelo matemático proposto por Genuchten (1980), o qual considera o potencial matricial como variável independente e a umidade volumétrica, como variável dependente. Este modelo é representado pela equação:
em que:
θ = umidade volumétrica (m3 m-3)
θs = umidade volumétrica saturada (m3 m-3)
(
)
[
n]
m mat r s rψ
.
α
1
θ
θ
θ
θ
+
−
+
=
( 1 )20
θr = umidade volumétrica residual (m3 m-3)
ψmat = potencial matricial (kPa)
α, m e n = parâmetros empíricos da equação
Na análise do estado de agregação do solo, para a determinação da distribuição das classes de agregados, foi utilizado o tamisamento via úmida, com o aparelho preconizado por Yoder (1936). Depois de preparadas, as amostras foram transferidas para o aparelho de Yoder, adaptado com peneiras de malhas de 2,0, 1,0, 0,5, 0,25 e 0,105 mm de abertura. Foram calculados o diâmetro médio ponderado dos agregados do solo (DMP) e a porcentagem de agregados estáveis com diâmetro >2,00 mm. O DMP foi obtido segundo Castro Filho et al. (1998).
Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância pelo teste de F e, para as variáveis que apresentaram diferenças significativas, utilizou-se o teste Tukey a 5% de probabilidade.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O resumo dos resultados do modelo da análise de variância de alguns atributos físicos do solo e da matéria orgânica é apresentado na Tabela 2. Os dados relativos aos atributos físicos e matéria orgânica de mata nativa, embora não tenham participado da análise estatística, foram adicionados às tabelas para comparação com a situação natural.
Tabela 2. Resultados da análise de variância para a porosidade total (PT), macroporosidade (Mac), microporosidade (Mic), densidade do solo (Ds), agregados >2mm de diâmetro (>2mm), diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP) e matéria orgânica (MO) no perfil do solo
Fonte de
variação GL PT Mac Mic Atributos Físicos Ds >2mm DMP M.O.
Sistema(A) 1 ** * ns ns ** ** ns Cobertura(B) 4 ** * * ** ns ns ns Profundidade(C) 2 ** ** ns ** ** ** ** A x B 4 ns ns ns ns ns ns ns B x C 8 ns ns ns ns ns ns ns A x C 2 ** ** ns * ** ** ns A x Bx C 8 ns ns ns ns ns ns ns Erro 90 * P<0,05 ** P<0,01 ns, não significativo
4.1 BIOMASSA DAS COBERTURAS DO SOLO
Na Tabela 3 é mostrada a biomassa seca das diversas plantas de cobertura para os dois anos de cultivo. Não houve grandes diferenças no acumulo de biomassa em 2004 e 2005, nos dois sistemas de preparo do solo. Em ambos os sistemas, as plantas espontâneas, que cresceram no tratamento pousio, foram as que acumularam menores quantidades de biomassa quando comparadas às demais plantas de cobertura. O sorgo forrageiro destacou-se como a cobertura de solo com o maior acúmulo de biomassa.
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Tabela 3. Biomassa seca das plantas de cobertura de solo cultivadas em sistema orgânico, nos anos de 2004-2005, em sistema de preparo convencional (SPC) e direto (SPD). Valores médios de quatro repetições
Sistema Cobertura do solo Biomassa seca
(kg ha-1) Média 2004 2005 SPC(1) Pousio 1942,2 1178,9 1560,5 Crotalária 4430,7 3443,9 3937,3 Guandu anão 3528,5 6073,1 4800,8 Mucuna preta 3309,8 5526,7 4418,2 Sorgo forrageiro 13250,0 9237,4 11243,7 SPD(2) Pousio 1546,9 1227,0 1386,9 Crotalária 4026,9 4057,7 4042,3 Guandu anão 3907,4 5599,9 4753,6 Mucuna preta 3192,8 6295,8 4744,3 Sorgo forrageiro 10944,0 10577,2 10760,6
(1)SPC – Sistema de preparo convencional do solo (2) SPD – Sistema de plantio direto
Os valores da biomassa seca da crotalária e do guandu ficaram abaixo dos valores encontrados por Amabile et al. (2000), que observaram produções de 17,2 t ha-1 para
crotalária e 12,6 t ha-1 para guandu, quando essas espécies foram semeadas no mês de
novembro e de 5,9 t ha-1 para crotalária e 5,7 t ha-1 para guandu quando semeado em março.
Isto indica que, provavelmente, o rendimento da crotalária (3,9 t ha-1) e do guandu (4,7 t ha -1) observados na Tabela 3 tenha sido afetado pelas condições do ambiente e pelo
fotoperíodo, concordando com Amabile et al. (2000), que constataram que o atraso na semeadura reduziu as fitomassas verde e seca produzidas pelo guandu e pela crotalária.
Com relação à biomassa seca da mucuna (4,6 t ha-1), o valor encontrado é semelhante
ao encontrado por Amabile et al. (2000), 3,3 t ha-1 para semeadura em novembro e 3,9 t ha-1 para
semeadura em março, indicando que essa espécie não apresenta sensibilidade ao fotoperíodo.
4.2 ATRIBUTOS FÍSICOS E MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO
Os valores dos atributos físicos e do teor de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com diferentes plantas de cobertura, no SPD e SPC, podem ser vistos nas Tabelas 4 e 5. Na Tabela 6 são apresentados os valores médios para o perfil de 0-30 cm de profundidade. Embora houvesse diferença significativa entre algumas variáveis, a integração dos valores das camadas de solo estudadas não permite uma análise mais detalhada dos efeitos do sistema de manejo e coberturas, visto que para cada tipo de manejo
a ação dos equipamentos de preparo e mesmo cobertura têm efeito bastante diferenciado em profundidade.
Tabela 4. Valores médios de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico e matéria orgânica, para diferentes plantas de cobertura do solo.
Cob.solo PT Mic Mac Ds >2 mm DMP MO
(% volume) kg dm-3 % mm g dm-3
PO 48,03a 42,96a 5,07b 1,37b 46,30a 2,79 a 19,17 a
SO 45,95b 39,68b 6,27ab 1,42a 45,93a 2,68 a 18,83 a MU 46,42ab 40,27ab 6,15ab 1,41ab 45,80a 2,67a 19,08 a GD 46,42ab 39,19b 7,24a 1,41 ab 45,15a 2,63a 19,25 a CR 45,31b 40,65ab 4,65b 1,44a 42,67a 2,55a 19,42 a MA 58,94 35,65 23,29 1,10 88,05 4,48 24,70 *PT-porosidade total, Mic-microporosidade, Mac-macroporosidade, Ds-densidade do solo, >2mm- porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2mm, DMP-diâmetro médio de ponderado dos agregados e MO-matéria orgânica., PO-pousio, CR-crotalária, GD-guandu, MU-mucuna, SO-sorgo, MA-mata.
1 Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo Teste de Tukey a 5% de
probabilidade.
Tabela 5. Valores médios de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico e matéria orgânica, no sistema plantio direto (SPD), sistema de plantio convencional (SPC) e mata (MA), em para diferentes profundidades do solo.
Sistema Prof.(cm) PT* Mic Mac Ds >2 mm DMP MO
% volume kg dm-3 % mm g dm-3
SPD 0-10 47,33a1 41,68a 5,65ab 1,38a 68,28a 3,64a 20,75a
10-20 47,36a 40,23a 7,13b 1,42b 46,89b 2,74b 19,45b 20-30 47,09a 40,11a 6,97b 1,41b 35,39c 2,35b 17,45c SPC 0-10 47,85a 39,77a 8,68a 1,35a 39,48a 2,36b 20,60a 10-20 44,05ab 41,14a 2,91a 1,45ab 43,88a 2,57b 19,45b 20-30 44,86b 40,95a 3,91b 1,43b 37,11a 2,31b 17,20c MA 0-10 66,70 33,46 33,28 0,89 85,99 4,39 26,00
10-20 61,03 36,92 24,61 1,04 91,88 4,60 25,00 20-30 49,09 37,09 12,00 1,36 87,28 4,46 23,00 *PT-porosidade total, Mic-microporosidade, Mac-macroporosidade, Ds-densidade do solo, > 2mm- porcentagem de agregados maior que 2mm, DMP-diâmetro médio de ponderado dos agregados e MO-matéria orgânica.
1 Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo Teste de Tukey a 5% de
probabilidade.
Tabela 6. Valores médios de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico e matéria orgânica, no sistema plantio direto (SPD), sistema de preparo convencional (SPC) e mata (MA)
Sistema PT* Mic Mac Ds DMP >2 mm MO
(% volume) kg dm-3 Mm % g dm-3
SPD 47,26a1 40,68a 6,59ª 1,41a 2,92ª 50,19a 19,22a
SPC 45,59b 40,42a 5,17b 1,41a 2,42b 40,16b 19,08a
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*PT-porosidade total, Mic-microporosidade, Mac-macroporosidade, Ds-densidade do solo, >2mm- porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2mm, DMP-diâmetro médio ponderado dos agregados e MO-matéria orgânica.
1Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo Teste de Tukey a 5% de
probabilidade.
A Tabela 7 mostra os valores médios dos parâmetros, independente do sistema e coberturas. Nessa situação, observa-se que a porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2 mm e DMP diminuem com a profundidade. Em geral, esse é um comportamento esperado para situação de SPD, visto que a concentração de raízes e restos culturais é maior na superfície do solo. Para o SPC, normalmente acontece o inverso, principalmente devido ao revolvimento do solo.
Tabela 7. Valores médios de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico e matéria orgânica, em diferentes profundidades do solo
Prof.(cm) PT* Mic Mac Ds >2 mm DMP MO
(% volume) kg dm-3 % mm g dm-3
0-10 47,59a1 40,43a 7,16a 1,37a 53,88a 3,00a 20,67a
10-20 45,97b 40,68a 5,02b 1,43b 45,39b 2,65b 19,54b 20-30 36,25c 40,53a 5,44b 1,42b 36,25c 2,33c 17,32c *PT-porosidade total, Mic-microporosidade, Mac-macroporosidade, Ds-densidade do solo, > 2mm – porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2mm, DMP-diâmetro médio de ponderado dos agregados e MO-matéria orgânica.
1Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si, pelo Teste de Tukey a 5% de
probabilidade.
Em relação à Tabela 4, quando se analisa somente o efeito das coberturas de solo, observa-se que não houve efeito para os parâmetros de agregação. Para a densidade do solo, o menor valor foi obtido para o solo em pousio. Para essa situação era de se esperar um valor mais alto para esse parâmetro, uma vez que nesse tratamento, além do menor aporte de biomassa seca (Tabela 3), o tráfego de máquinas foi semelhante ao observado nos outros tratamentos. Embora significativo em relação a outras coberturas, esse resultado deve ser visto com ressalvas, visto que biologicamente essa diferença pouco representa.
Na Tabela 5 são mostrados os resultados médios para a interação sistema e profundidade. Para a densidade do solo, nos dois sistemas de manejo, os menores valores ocorreram na camada superficial do solo, de 0-10cm de profundidade. Para o SPD, provavelmente se observou o efeito da matéria orgânica, oriunda dos restos culturais, na agregação do solo, embora muitos trabalhos indiquem aumentos de compactação dos solos
submetidos a esse sistema (Håkansson et al., 1988; Reinert, 1990; Derpsch et al., 1991; Tormena & Roloff, 1996; Tormena et al., 1998; Secco, 2003; Silva et al., 2003).
Sabe-se que, em geral, o aumento da densidade do solo é uma processo inerente ao SPD e, portanto, sempre será observado com maior ou menor intensidade. Entretanto, esse sistema possui características que podem ser maximizadas com vistas a reduzir o processo de compactação e suas conseqüências. Entre essas, destaca-se a contínua adição superficial de resíduos vegetais, que formam uma cobertura morta e enriquecem as camadas superficiais com matéria orgânica. Assim, com o passar dos anos, a densidade do solo sob plantio direto pode diminuir, devido, em parte, ao aumento do teor de matéria orgânica na camada superficial, melhorando a estrutura do solo (Fernandes et al., 1983; Voorhees & Lindstrom, 1984; Reeves, 1995). Para o SPC, a diminuição da densidade do solo, em relação às camadas subsuperficiais, pode ser creditada ao seu preparo que, pelo revolvimento do perfil, promove a desagregação do solo, aumentando o espaço poroso, com conseqüente diminuição da compactação.
Para as profundidades 10-20 cm e 20-30 cm, os valores de densidade do solo, para os dois sistemas, foram maiores que os observados para a camada superficial do solo. Esse comportamento, provavelmente esteja relacionado com a compactação relacionada com o chamado “pé de grade”, visto que, nessas profundidades é observada a ação mais energética dos equipamentos como o arado e a grade niveladora utilizada para o preparo de solo no SPC. Para o SPD, pode ter havido o “efeito residual” do preparo solo com arado e grade, equipamentos utilizados na área antes da adoção do SPD.
Em relação à macroporosidade, observa-se menores valores na camada 0-10 cm no SPD, em relação ao SPC. O contrário observa-se para a camada 10-20 cm. Para o SPD, a diminuição da macroporosidade pode estar relacionada com o aumento da compactação nessa camada. Para o SPC, na camada 10-20 cm, a diminuição da macroporosidade provavelmente está relacionada com a ação dos equipamentos de preparo do solo. Na região do cerrado, na maioria das vezes, os sistemas convencionais de manejo do solo promovem a diminuição da dinâmica da matéria orgânica e da atividade biológica, destruindo a naturalmente frágil condição estrutural dos solos tropicais e afetando seu comportamento e processos aí presentes, tendo como conseqüência a pulverização excessiva da camada arável, o encrostamento superficial e a formação de camadas coesas eu compactadas denominadas pé-de-grade ou pé-de-arado (Freitas, 1994).
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Em relação à matéria orgânica, não houve diferença entre as plantas de cobertura para a mesma profundidade, nos dois sistemas de cultivo (Tabela 6). As diferenças observadas aconteceram somente entre as profundidades, o que é esperado, uma vez que, na maioria dos solos, a tendência é a diminuição do conteúdo da matéria orgânica com a profundidade. Mesmo com a produção semelhante de biomassa seca, para as diferentes coberturas de solo, nos dois sistemas de produção, o manejo do solo incorporando os restos culturais, no SPC, ou deixando-os na superfície do solo, no SPD, não foi suficiente para alterar substancialmente o conteúdo de matéria orgânica no perfil de solo.
No que se refere à agregação do solo, observa-se que nos dois sistemas, excetuando na camada 10-20 cm do SPC, houve redução da porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2 mm e do DMP, com a profundidade. Para solos sob SPD, esse é um comportamento esperado, uma vez que nesse sistema de cultivo, além dos restos culturais permanecerem na superfície do solo, grande parte das raízes das plantas concentra-se nos primeiros centímetros de solo, conferindo às primeiras camadas do perfil um melhor desenvolvimento da estrutura do solo. Alvarenga et al. (1986) também verificaram que a manutenção dos restos culturais sobre a superfície do solo favoreceu o desenvolvimento de agregados com diâmetro maior que 2 mm. Os agregados com diâmetro maior que 2mm alcançaram valores percentuais menores que os observados para a mata nativa, o que é natural, porém, bastante altos em relação aos observados por Wendling et al. (2002).
Na Tabela 7, também são mostrados os valores de agregados com diâmetro maior que 2 mm e do DMP, para o SPC. Observa-se que os valores dessas variáveis são menores no perfil quando comparados aos valores obtidos no SPD. Esse comportamento pode ser creditado à distribuição dos restos culturais das plantas de cobertura, ao longo do perfil, pela ação de incorporação proporcionada pelo arado de aiveca. Assim, ao contrário do SPD, onde os restos culturais são mantidos na superfície do solo, a biomassa no SPC é ‘diluída’ em um volume grande de solo, com um menor efeito na agregação do perfil.
A adubação verde ideal preconiza a consorciação entre leguminosas e gramíneas. É bem conhecido o efeito do cultivo de gramíneas na estruturação do solo, visto que seus resíduos promovem a melhoria do perfil, por possuírem maior conteúdo de lignina, possibilitando aumento de ácidos carboxílicos e ácidos húmicos nos substratos (Primavesi, 1982), favorecendo a estruturação e a estabilidade dos agregados do solo (Fassbender & Bornemisza, 1994), tornando-o menos suscetível à compactação. Também, segundo Silva &
Mielniczuk (1997), os efeitos benéficos das gramíneas perenes na formação e estabilização dos agregados do solo são devidos à alta densidade de raízes, que promove a aproximação das partículas pela constante absorção de água do perfil do solo, às periódicas renovações do sistema radicular e à uniforme distribuição dos exsudatos no solo, que estimulam a atividade microbiana, cujos subprodutos atuam na formação e estabilização dos agregados. Entretanto, para sistemas orgânicos de produção, onde é vetada a utilização de adubos nitrogenados químicos, deve-se preferencialmente utilizar as leguminosas, uma vez que seus resíduos, além de poderem contribuir para a diminuição da acidez do solo e da relação C/N da matéria orgânica do solo, têm grande importância como fornecedores de N (Hargrove, 1986).
De maneira geral, observa-se que os maiores teores de matéria orgânica, observados em solos sob plantio direto, estão associados ao aumento na estabilidade dos agregados (Paladini & Mielniczuk, 1991; Campos et al., 1995).
Nas Figuras 1 a 4 são mostradas as correlações entre a matéria orgânica do solo e os índices de agregação para a camada de 0-30 cm, para os dois sistemas de manejo de solo.
Observa-se, para o SPD, que houve aumento na porcentagem de agregados de diâmetro maior que 2 mm e no DMP, com o aumento dos teores de matéria orgânica no solo (Figuras 1 e 2). Os valores de R2 encontrados foram altamente significativos. Já, para o SPC
(Figuras 3 e 4), não foi observado esse comportamento. Nesse sistema, com a incorporação dos restos culturais ao longo do perfil, é provável que tenha havido diminuição do efeito da matéria orgânica na agregação do solo, embora, em termos quantitativos, não tenha havido diferenças significativas no seu teor com a profundidade (Tabela 7). Assim, é provável que além do teor de matéria orgânica, o fato de não haver revolvimento do solo tenha contribuído para a melhor agregação do solo no SPD, corroborando a constatação de alguns autores. De acordo com Eltz et al. (1989), o SPD proporciona maior tamanho de agregados estáveis, quando comparado com o sistema convencional de preparo de solo, possivelmente devido à não-destruição mecânica dos agregados pelos implementos e preparo de solo, e a proteção que a palha oferece á superficie do solo. Para Oades (1984), no SPC, com o manejo intensivo, há uma maior taxa de oxidação, o que resulta na diminuição da matéria orgânica do solo.
28 y = 0,0184x + 2,0663 R2 = 0,01ns 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 16 17 18 19 20 21 22
Conteúdo de matéria orgânica (g dm-3)
D M P ( m m )
Figura 3. Relação entre a porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2 mm e o conteúdo de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com plantas de cobertura de diferentes espécies, no sistema de preparo convencional (SPC).
Figura 4. Relação entre Relação entre o diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP) e o conteúdo de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com plantas de cobertura de diferentes espécies, no sistema de preparo convencional (SPC). Y = 9.0083X - 122.92 R² = 0,71** 10 20 30 40 50 60 70 80 16 17 18 19 20 21 22
Conteúdo de matéria orgânica (g/dm(-3))
A gr e ga do s > 2 m m ( % )
Figura 1. Relação entre a porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2 mm e o conteúdo de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com plantas de cobertura de diferentes espécies no sistema plantio direto (SPD).
Figura 2. Relação entre o diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP) e o conteúdo de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com plantas de cobertura de diferentes espécies, no sistema plantio direto (SPD). Y = 0,3547X - 3,878 R² = 0.68 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 16 17 18 19 20 21 22 D M P ( m m )
Conteúdo de matéria orgânica (g/dm(-3))
y = 0.6853x + 27.082 R² = 0,03ns 25 30 35 40 45 50 55 16 17 18 19 20 21 22
Conteúdo de matéria orgânica (g/dm-³)
A gr eg ad os > 2m m ( % )
4.3 CURVAS DE RETENÇÃO DE ÁGUA
Nas Figuras 5 e 6 são apresentadas as curvas de retenção de água do solo cultivado com plantas de cobertura de diferentes espécies nos dois sistemas de manejos. As curvas apresentadas representam a média do perfil de 0-30cm de profundidade.
Figura 5. Curvas de retenção de água de um Latossolo Vermelho distrófico, na camada de 0-30 cm, sob diferentes espécies de coberturas de solo, no sistema plantio direto (SPD).
Figura 6. Curvas de retenção de água de um Latossolo Vermelho distrófico, na camada de 0-30 cm, sob diferentes espécies de cobertura de solo, no sistema de preparo convencional (SPC).
30
Na Figura 5 são mostradas as curvas de retenção para o solo manejado no SPD. Observa-se em todas tensões da água do solo uma maior quantidade de água retida nos solos cultivados com leguminosas em relação ao solo cultivado com sorgo e pousio. Essa diferença, provavelmente pode ser creditada ao aporte de matéria orgânica proporcionada ao perfil por essas culturas, decorrente da sua produção de biomassa seca (Tabela 2) e, também, pela cultura do milho conduzida em sucessão às plantas de cobertura. Para o solo sob pousio, com menor produção de biomassa, essa afirmação pode ser coerente, devido à menor capacidade de retenção de água pelo solo. Entretanto, quando se analisa o solo sob sorgo, observa-se que essa cultura produziu a maior quantidade de biomassa entre as espécies testadas (Tabela 3). Assim, era de se esperar uma resposta positiva na retenção de água, o que não aconteceu. Sabe-se que as gramíneas têm uma alta relação C/N, por isso é possível que os restos culturais do sorgo, por perdurarem por mais tempo na superfície do solo, não tenham produzindo o efeito desejado nas camadas subsuperficiais. Além do mais, a produção de biomassa pelo milho, que poderia contribuir na retenção de água, foi baixa no solo com o precedente sorgo (Corcioli, 2006).
Aumento na capacidade de retenção de água pelo solo cultivado com leguminosas tem sido observado por vários autores (Resk et al., 1982; Carvalho, 2005). Resck et al. (1982) ao estudarem o efeito de quinze espécies de adubos verdes na capacidade de retenção de água em um Latossolo Vermelho escuro sob cerrado, observaram elevações médias de 0,21 m3m-3 para 0,26 m3m-3 de água no solo para todos os adubos
verdes testados, entre eles, a crotalária e o guandu.
Observa-se, pela Figura 7, que na camada 0-10cm de profundidade o solo sob plantio direto apresentou maior retenção de água em todas as tensões, exceto na tensão de 0 kPa (saturação), quando o solo no SPC apresentou mais água retida. Nas tensões mais elevadas, a diferença na retenção de água foi maior no SPD, provavelmente devido ao aumento de poros de menor diâmetro causado pela compactação do solo devido ao rearranjamento das suas partículas em função do seu não-revolvimento, característica do SPD. De fato, ao se analisar a Tabela 7 observa-se o maior índice de microporosidade para o SPD nessa camada em relação ao SPC.
Figura 7. Curvas de retenção de água de um Latossolo Vermelho distrófico, na camada de 0-10 cm, nos sistemas de Plantio Convencional (SPC) e Plantio Direto (SPD) em diferentes profundidades do perfil.
Na saturação, embora os valores de porosidade total para ambos os sistemas de manejo de solo sejam semelhantes, a macroporosidade no SPC foi maior, o que pode ter contribuído para uma maior retenção de água na saturação.
Embora o solo no SPD, na camada 0-10, tenha retido mais água que o SPC em praticamente todas as tensões, esse comportamento não se reflete na água disponível, isto é, a água armazenada entre as tensões de 8 kPa a 1500 kPa. De fato, utilizando-se o modelo de van Genuchten(1980) e calculando-se a água disponível, obtém-se valores de 6,9 mm e 7,2 mm, respectivamente, para o SPD e SPC. Cannali & Rollof (1997) obtiveram resultado semelhante em Latossolo Vermelho escuro, o qual, após sete anos de manejo no SPD, apresentou valores de água disponível menores que os observados em outros sistemas de cultivo. Esse comportamento foi atribuído à compactação superficial do solo, pelo aumento dos microporos, influenciando o armazenamento de água.
Nas camadas 10-20 cm e 20-30 cm (Figuras 8 e 9) verificaram-se o inverso ao ocorrido na camada 0-10 cm. Nessas camadas a retenção de água foi sempre maior, em todas as tensões, no SPC, embora as diferenças em relação ao SPD tenham sido pequenas. Esse comportamento também pode ser relacionado aos valores de microporosidade, embora com pequenas diferenças, entre os dois sistemas de preparo nessas profundidades (Tabela 7). Derpsch et al. (1991) também verificaram em Latossolo Roxo que o SPD apresentou capacidade de retenção de água superior ao preparo convencional, nas camadas superficiais, nas camadas de 20-30 cm, porém, os resultados foram inversos.
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Figura 8. Curvas de retenção de água de um Latossolo Vermelho, na camada de 10-20 cm, nos sistemas de Plantio Convencional (SPC) e Plantio Direto (SPD).
Figura 9. Curvas de retenção de água de um Latossolo Vermelho distrófico, na camada de 20-30 cm, nos sistemas de Plantio Convencional (SPC) e Plantio Direto (SPD).
Quando são analisados os conteúdos de água nas curvas de retenção, observa-se, no SPD, que a camada 0-10 cm reteve mais água que a camada 10-20 cm, que reteve mais que a camada 20-30 cm. Como os valores de porosidade total e microporosidade foram semelhantes nessas camadas, essa diferença pode ser atribuída ao teor de matéria orgânica que também diminuiu com a profundidade do solo.
Em relação ao SPC, a camada 10-20 cm (Figura 6) reteve mais água em relação às camadas superficial e de 20-30cm (Figuras 8 e 9). Nessa camada, observa-se que a densidade do solo e a microporosidade alcançaram maiores valores (Tabela 7) que, embora não significativos estatisticamente, podem ter contribuído para a maior retenção de água.
O SPD fundamenta-se, principalmente, na ausência de revolvimento do solo, em sua cobertura permanente e na rotação de culturas (Hernani & Salton, 1998). Assim, deve-se ter em conta que os benefícios do SPD não devem ser analisados somente em relação ao perfil do solo. A manutenção da superfície do solo sempre coberta, prevenindo as perdas de água por erosão e evaporação, aliada à maior capacidade de retenção de água, fazem com que sistema como o SPD apresente, em geral, um balanço hídrico mais equilibrado, em relação ao SPC.
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5 CONCLUSÕES
Conclui-se com o presente trabalho que:
1. No SPD e SPC o menor valor de densidade do solo ocorreu na camada superficial de solo.
2. A retenção de água foi afetada pelo manejo de solo e plantas de cobertura. 3. Na camada superficial do solo houve maior retenção no sistema plantio direto. 4. No perfil de 0-30 cm de profundidade, o solo cultivado com leguminosas reteve mais água que os cultivados com sorgo e em pousio.
5. Foi observada correlação positiva entre a porcentagem de agregados com diâmetro maior que 2 mm o diâmetro médio ponderado dos agregados com o conteúdo de matéria orgânica na sistema plantio direto.
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