RELATÓRIO PARCIAL 06/2014

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Projeto Agrisus No:PA1055/12

Título da Pesquisa: Modelagem matemática da compactação, qualidade física e produtividade em Latossolos submetidos a diferentes usos e manejos

Interessado ( Coordenador do Projeto): Wellington Willian Rocha

Instituição: ( com endereço, tel e E-mail); UFVJM ( Rodovia MGT KM 583, nº 5000, alto da Jacuba, Diamantina, MG cep: 39 100-000) ww.ufvjm.edu.br, ww.willian@ufvjm.edu.br Local da Pesquisa:Passos, MG

Valor financiado pela Fundação Agrisus:R$ 39800,00 Vigência do Projeto: 16/11/2012 a 01/06/2015

RESUMO DO RELATÓRIO: Só para relatórios FINAIS. 10 linhas com os objetivos da pesquisa seguidos das conclusões a que chegou, com ênfase na sustentabilidade dos sistemas, plantio direto se houver e melhoria da fertilidade da terra.

RELATÓRIO PARCIAL ou FINAL DA PESQUISA:

1. INTRODUÇÃO: ( fazer uma pequena introdução sobre o tema e sua relevância)

A compactação do solo tem sido considerada uma das grandes degradações ambientais, pois além dos prejuízos à natureza, causa prejuízos financeiros e assim desenvolver e testar técnicas mais precisas de quantificar a compactação do solo assim com estudar os manejos mais agressivos, se torna fundamental. Este trabalho tem os objetivos de estudar a compactação de um Latosssolo sob diferentes manejos, usando para isto a Pressão de préconsolidação.

2. MATERIAIS & MÉTODOS

Em Passos, Sudoeste de Minas Gerais, na Fazenda Experimental da Fundação de Ensino Superior de Passos (FESP), unidade Agregada à Universidade do Estado de Minas Gerais e Parceira da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri(UFVJM), está implantado um sistema de pastagem irrigada em piquetes, já com pisoteio animal, sendo 2 há irrigados e 2 há não irrigados. As áreas irrigadas são manejadas pela evapotrasnspiração potencial, quantificada com o auxílio de um tanque classe A. O experimento será conduzido em uma área total de 6 hectares, dos quais quatro hectares serão de pastagem plantada(irrigada e sequeiro), 1,0 hectare de mata natural, 0,5 ha de milho em sistema de plantio direto e 0,5 há de milho em sistema de plantio convencional.

A área de pastagem é cultivada com braquiária (Brachiaria bizanta cv. Vitória), experimentalmente conduzida em faixas (com e sem irrigação), cada faixa é composta por 16 piquetes para condução de pastejo rotacionado de bovinos com taxa de lotação e 1 UA/ha,sendo: dois dias de pastejo e 32 de repouso. Para estas áreas, a variável será a irrigação, sendo dois hectares irrigados e outros dois hectares não irrigados, ambas as áreas receberão 250kg de N/ha, também serão feitas adubações fosfatadas de correção e manutenção destas áreas, de acordo com a necessidade. Por se tratar de irrigação por aspersão, este experimento será conduzido em faixas, a analisado em parcelas subdivididas. Cada manejo é composto por 8 repetições. Na Brachiária, serão

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avaliadas: Os teores de matéria seca, proteína bruta e fibra em detergente neutro, que serão determinados seguindo a metodologia descrita por Silva; Queiroz (2002) e os teores de nitrogênio (N) serão determinados pelo método analítico Kjedahl, o teor de Proteína Bruta será calculado multiplicando-se o teor de N por 6,25. Será também quantificada a altura de pastejo, identificando as possíveis preferências do gado,assim como super ou subpastejo, estas avaliações serão feitas nos piquetes após a saída do gado e pontos aleatórios serão quantificados com o auxílio de uma régua graduada. A produção animal será quantificada pela pesagem periódica dos animais em tronco com balança já existente na área. As médias da qualidade da forrageira e da produção animal serão comparadas pelo teste de Tuckey a 5%.

As áreas para a condução das lavouras de milho são adjacentes às áreas de pastagem. Nestas áreas, além dos sistemas de plantio, direto e convencional (composto por uma aração e duas gradagens), serão variadas as adubações de coberturas, sendo três doses de N testadas, uma que se refere à recomendada de acordo com a análise do solo, a segunda dose será a recomendação acrescida de 10% de N e a terceira dose será a recomendada acrescida de 20%de N. O experimento será conduzido em blocos casualizados e analisado em esquema fatorial (2 manejos, 3 doses de N x 5 repetições) e as médias das produtividades serão comparadas pelo teste de Tuckey a 5%. Para a área de plantio direto de milho, a cobertura vegetal (palhada) é composta por plantas de Brachiaria bizanta cv. Vitória, manejada com doses de glifosate e cortadas e uniformizadas com roçadoras quando necessário. Há também um esquema de rotação de culturas (milho e soja). A semeadura será realizada com uma adubadora-semadora específica para este fim. A semeadura da soja será feita apenas no sistema de plantio direto, para garantir o ciclo de rotação de culturas. Estas áreas (plantio direto) serão assim divididas: metade semeada com soja e metade semeada com milho e todos os anos haverá um rodízio, ou seja, a metade que foi semeada com soja em 2012, em 2013 será semeada com milho e assim sucessivamente. Já as áreas no sistema convencional, todos os anos serão semeados apenas o milho.

A área de mata natural situa-se abaixo da área de pastagem irrigada e servirá como referência para comparação dos atributos físicos avaliados.

As correções, adubações de plantio e de cobertura para o milho e pastagens, seguirão as recomendações para o Estado de Minas Gerais (CFSEMG, 1999).

A qualidade física do solo será feita pelo monitoramento da pressão de préconsolidação, que é a máxima pressão que o solo suporta sem sofrer compactação, será monitorada também, a resistência do solo à penetração, simulando a energia necessária para as raízes se desenvolverem. Todas estas variáveis serão feitas com extremo controle local e em diferentes umidades do solo, simulando a resistência do solo em diferentes condições de umidades. De posse destas informações, será possível estabelecer modelos de capacidade de suporte de cargas do solo e, a partir deles, definir os critérios para o tráfego de máquinas e para o pisoteio animal nas diferentes áreas e diferentes manejos. Também serão correlacionadas, com qualidade física do solo, as informações sobre as produtividades e qualidade das culturas e a produção animal em detrimento ao manejo local.

Para a pressão de preconsolidação, as análises serão realizadas em amostras indeformadas e coletadas da seguinte maneira: 64 amostras nas áreas de pastagem (32 nas áreas irrigadas e 32 nas áreas não irrigadas), e também 32 amostras na área de mata, amostras coletadas na profundidade de 0 a 10 cm. As mesmas quantidades e amostras serão coletadas nas áreas de plantio de milho, convencional e plantio direto. Para a mata e áreas de plantio de milho, serão coletadas também amostras na profundidade de 10 a 20 cm. Os ensaios de pressão de préconsolidação, serão realizados em cinco diferentes tensões de retenção de água (2kPA, 6 kPa, 10kPa e 33kPa), com valores que compreendem solos próximos à saturação, capacidade de campo e solos mais secos. Após coletadas, as amostras seguirão para o laboratório de física e mecânica dos solos da UFVJM. As amostras serão assim divididas: em cada área de plantio de milho, serão coletadas antes da implementação da cultura e após a colheita. Nas áreas de pastagem, serão coletadas em Janeiro, antes da entrada dos animais nos piquetes, após a adubação de cobertura e a outra coleta em setembro, o que totaliza oito meses de pisoteio animal. Será possível, verificar assim, os efeitos do

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pisoteio animal para a pastagem e do tráfego de máquinas para a área de milho respectivamente. As amostras indeformadas serão coletadas com o auxílio de uma amostrador de Uhland, utilizando anéis volumétricos de 6,40 cm de diâmetro por 2,54 cm de altura.

A estabilização das amostras nas tensões de retenção de água para este estudo será realizada em um conjunto de extrator de Richards no Laboratório de Física e Mecânica dos Solos da UFVJM. Estas amostras serão saturadas e equilibradas às tensões referidas (EMBRAPA, 1997). Após o equilíbrio das amostras em cada tensão aplicada, essas serão pesadas e, pelo método gravimétrico, as umidades serão obtidas.

A umidade correspondente à capacidade de campo, é a umidade referente à tensão de retenção de água a -6kPa, assim, uma vez estabilizadas estas amostras nesta tensão, elas serão pesadas, levadas à estufa e pesadas novamente após 24h para a obtenção da umidade na capacidade de campo.

A parte de descarte das amostras indeformadas oriundas das partes superiores e inferiores dos anéis de amostragem serão utilizadas para uma caracterização do solo, consistindo em análise granulométrica pelo método da pipeta (Day, 1965; EMBRAPA, 1997), densidade de partículas pelo método do balão volumétrico (Blake & Hartge, 1986b) e teor de matéria orgânica (Raij & Quaggio, 1983).

Os modelos de capacidade de suporte de carga (CSC) serão obtidos nas amostras indeformadas com diferentes umidades que serão submetidas ao ensaio de compressão uniaxial de acordo com Bowles (1986) modificado por Dias Junior (1994). Então, após a estabilização na tensão de retenção de água desejada, as amostras serão submetidas ao ensaio de compressão uniaxial utilizando um consolidômetro automático com ihm fabricado pela Masqueto automação, existente no Laboratório de Física e Mecânica dos Solos da UFVJM.

As pressões aplicadas a cada amostra obedecerão à seguinte ordem: 25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1600 kPa. Cada pressão será aplicada até que 90% de deformação máxima fosse alcançada (Holtz & Kovacs, 1981) e após esta condição ser alcançada, será aplicada uma nova pressão. Após a liberação da pressão, as amostras serão secas em estufa a 105-110 ºC, por 48 h, e determinada à massa seca do solo, a densidade do solo será calculada de acordo com Blake & Hartge (1986ª).Com a umidade gravimétrica e a densidade do solo, as pressões de preconsolidação serão obtidas, de acordo com Dias Junior & Pierce (1995) a partir da curva de compressão do solo (Figura, 1).

FIGURA 1. Curva de compressão do solo. “Adaptado Dias Junior, 1994”.

As pressões de preconsolidação obtidas no ensaio de compressão uniaxial serão plotadas em função das diferentes umidades simuladas em laboratório, para a obtenção dos modelos de capacidade de suporte de carga do solo. Através do uso do software Sigma Plot 8.0 (2002), as equações matemáticas serão ajustadas utilizando o modelo proposto por Dias Junior (1994), expresso pela equação σp = 10 (a + bU), em que σp é a pressão de preconsolidação, U a umidade do solo; “a” e “b”, os coeficientes de ajuste de regressão, com os respectivos intervalos de confiança da

D e n s id a d e d o S o lo ( M g m -1)

Log da Pressão Aplicada (kPa) σ

σ σ σ p Curva de compressão secundária

(Deformação elástica) Curva de compressão virgem (Deformação plástica) D e n s id a d e d o S o lo ( M g m -1) D e n s id a d e d o S o lo ( M g m -1)

Log da Pressão Aplicada (kPa) σ σ σ σ p σ σ σ σ p D e n s id a d e d o S o lo ( M g m -3)

Log da Pressão Aplicada (kPa) σ σ σ σ p D e n s id a d e d o S o lo ( M g m -1)

σ σ σ p

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população de 95%. Com a utilização pressões de preconsolidação obtidas modelo de capacidade de suporte procedimentos descritos por Snedecor Os ensaios de resistência do solo indeformadas, amostras estas que (FIGURA 2). Em cada área, serão 20 cm, que serão levadas ao laboratório Para este ensaio, será usado um dos Solos da UFVJM.

FIGURA Fonte: Em laboratório, as amostras do anel, facilitando assim o cálculo coleta, as amostras indeformadas identificadas. A utilização do filme preservada até o laboratório. O necessário para o seu preparo retirar

Depois de preparadas às destilada por 48 horas. Os ensaios amostras e consisti em medir a resistência e pesando-se as amostras logo

encontre com um valor tal de umidade sendo então, as amostras levadas dos solos úmidos e secos, pode determinações das resistências à versus umidade, pode-se então obter compactação ou não dos manejos comparados estatisticamente segundo Com a obtenção dos modelos de será possível a inferência sobre o no cálculo da quantidade correta animal e vegetal.

Para as áreas de pastagem, a única umidades no solo e possíveis influencias será possível se verificar produtividade

utilização destes intervalos de confiança, será obtidas de outras populações diferentes daquela suporte de carga. As comparações das regressões serão

Snedecor & Cochran (1989).

solo à penetração serão conduzidos em laboratório que também serão coletadas com o auxílio do serão coletadas 10 amostras nas profundidades de laboratório de Física e Mecânica dos Solos da UFVJM.

penetrômetro digital de bancada Laboratório

FIGURA 2. Amostrador de Uhland esquematizado. Fonte: “Adaptado de Kondo, 1998”.

amostras serão trabalhadas para que seu volume coincida cálculo de densidade do solo e manuseio dessas indeformadas serão embaladas em filme plástico e posteriormente

filme plástico e a parafina garantem que a estrutura volume da amostra é correspondente ao volume retirar as partes excedentes das superfícies.

amostras indeformadas de solos, essas serão ensaios de resistência à penetração terão início

resistência do solo dentro do anel usando o penetrômetro em seguida. Esse procedimento será repetido

umidade que não permita mais a leitura da resistência levadas à estufa 105ºC por 24h para secagem. Com

pode-se calcular as umidades correspondentes penetração. De posse das informações de resistência obter os modelos matemáticos que auxiliarão

manejos estudados. Os modelos gerados são segundo procedimentos descritos por Snedecor &

capacidade suporte de cargas e de resistência o correto tráfego de máquinas e sobre o pisoteio de animais por área e qual a influência dos manejos única variável será a irrigação, pois assim, em influencias no desenvolvimento das plantas causado produtividade e alterações na qualidade física do

será possível avaliar as usada na obtenção do serão feitas utilizando os laboratório e em amostras amostrador já descrito de 0 a 10 cm e de 10 a UFVJM.

Laboratório de Física e Mecânica

coincida com o volume dessas amostras. Após a posteriormente parafinadas e estrutura da amostra seja volume do anel, sendo serão saturadas com água após a saturação das penetrômetro já descrito repetido até que o solo se resistência à penetração, os valores das massas correspondentes aos valores das resistência à penetração auxiliarão no entendimento da exponenciais e serão

& Cochran (1989). resistência do solo à penetração,

pisoteio animal, ajudando manejos nas produções: m função de diferentes causado por esta variável, do solo em função das

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cargas aplicadas (pisoteio animal).

Os valores de referência para RP serão aqueles obtidos na Umidade correspondente à Capacidade de campo.

3. RESULTADOS E SUA DISCUSSÃO (salientar os resultados que eram esperados na carta consulta).

Em todas as doses de Nitrogênio estudadas, as produtividades do milho foram maiores para o milho em sistema plantio direto (Tabela 1), tal fato se deve ainda ao reflexo do preparo do solo que, o deixa mais solto favorecendo todos os processos de movimentação de água no solo, que consequentemente favorecem à maior absorção de nutrientes pela planta, refletindo em maior produtividade. Cabe ressaltar ainda a importância deste sistema e da palhada, que contribuem muito para a manutenção da umidade do solo, de sua estrutura e principalmente da Braquiária Ruziziensis que alivia a estrutura do solo devido ao crescimento de seu sistema radicular.

Tabela 1. Média das produtividades de milho nos dois sistemas estudados e nas doses de nitrogênio

Sistema Produtividade de milho (kg/ha)

Direto 8768,4a

Convencional 8571,3b

Médias seguidas de mesma letra na vertical não diferem entre si pelo test de Tuckey a 5%

A tabela 2 mostra os valores de Densidade do solo (DS), matéria orgânica (MO) e Volume total de poros(VTP), para os sistemas estudados. Observa-se que o solo sob plantio direto, apresenta maiores valores de matéria orgânica em relação ao convencional embora o valor de VTP e Ds sejam, menor e maior respectivamente em comparação ao sistema convencional, este fato ainda não indicam problemas de compactação do solo. O sistema em plantio direto por não ter o solo revolvido todos os anos, é natural se esperar esta diferença entre os valores de Ds e VTP.

Tabela 2. Valores médios de Ds, Umidade na capacidade de campo, matéria orgânica e VTP

Manejo Ds (g/cm3) Ucc (%) Mat. Orgânica (dag/kg) VTP (cm3/cm3) Mata 1,11 29 3,8 0,45 Plantio direto 1,25 26 1,9 0,33 Plantio convencional 1,13 24 1,6 0,38 Pastagem irrigada 1,27 29 1,8 0,26

Pastagem não irrigada 1,27 27 1,6 0,30

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valores para DS e menores valores de VTP quando comparados à mata e aos sistemas de plantio de milho. Nas pastagens o pisoteio animal altera a estrutura do solo causando este impacto. Embora pela literatura estes valores ainda não são suficientes para detectar compactação do solo, fica o alerta para a degradação da estrutura do solo em comparação aos sistemas de cultivo de milho e à mata.

Nesta fase inicial (ano de 2014), o que se pode observar, é que com relação à pressão e pré consolidação (PP), (Tabela 3),o pastejo por bovinos, principalmente na área irrigada, tendeu a apresentar maiores valores, indicando uma maior resistência do solo, provavelmente causada pelo pisoteio animal. Na sequência o solo sob pastejo de sequeiro, foi o que apresentou maiores valores para PP.

Tabela 3. Pressão de preconsolidação para os manejos e uso na capacidade de campo Manejo Pressão de Preconsolidação (kPa) na Capacidade de

campo

Mata 305e

Plantio direto 322c

Plantio convencional 315d

Pastagem irrigada 334b

Pastagem não irrigada 340a

Médias seguidas de mesma letra na vertical não diferem entre si pelo test de Tuckey a 5%

A área sob plantio de milho, foram as que apresentaram menores valores e PP, área esta que embora tenha sofrido tráfego de máquinas para sua implementação e cultivo, ainda sim, sofre o reflexo da aração e gradagem, que provocou um alívio na estrutura deste solo, Para o sisitema de plantio direto, aliado a isto, ressalta-se que gramínea usada, neste caso a Braquiaria Ruziziensis, pode estar agindo como um sistema aliviador da estrutura do solo, deixando-o mais solto e com menor resistência. A mata foi o sistema que apresentou menores valores de PP, sua estrutura naturalmente solta, por possuir mais matéria orgânica e não sobre pisoteio animal ou tráfego, lhe confere esta característica. Estas características foram observadas em todas as umidades e tensões de retenção de água testadas (2kPA, 6 kPa, 10kPa e 33kPa).A pressão de pré consolidação foi comparada por suas modelagens matemáticas e todas foram estatisticamente diferentes entre si pelo teste de Snedcor e Cochran (1989), indicando que manejos diferentes conferem comportamento diferentes para o mesmo solo. Estes dados serão apresentados ao fim do projeto para a construção de uma série temporal.

Para a resistência do solo à penetração (RP), o se observou a mesma tendência da PP, ou seja, o solo sob pastejo com irrigação, apresentou os maiores valores, seguido do solo sob pastejo não irrigado, pelo solo sob sistema de plantio direto e por último a mata, ficando evidente que o manejo,

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promove alterações na macroestrutura do solo. Os valores encontrados para RP na umidade próximo à capacidade de campo, foram os seguintes, 1, 70MPa, 1,60MPa, 1, 39MPa e 1, 10MPa para os solos sob pastejo irrigado, pastejo não irrigado,plantio direto de milho e Mata natural. Estes valores foram obtidos das respectivas modelagens matemáticas e que comparadas também pelo teste de Snedcor e Cochran (1989) que também detectou que todos os modelos são diferentes entre si e que os solos, com relação à RP, apresentam comportamentos diferentes. Estes dados serão apresentados ao fim do projeto para a construção de uma série temporal.

Para as áreas de pastejo, o que ainda se observou, é que a maior umidade do solo provocada pela irrigação pode estar facilitando processo de compactação do solo.

4. CONCLUSÕES (salientar os objetivos iniciais e mostrar se alcançados)

Os objetivos iniciais são baseados no monitoramento da qualidade física do solo sob pastejo, sistemas de cultivo e mata natural, assim como a produtividade da cultura do milho.

Até o presente momento;

a) A Produtividade do milho em plantio direto e com maiores doses de nitrogênio foi maior b)O solo sob pastejo é o que apresenta maiores resistência, com destaque à pastagem irrigada; c) A mata tem o solo com menor resistência;

d) Entre os manejos, o solo sob plantio direto e convencional apresentaram os menores valores de Pressão de préconsolidação e de resistência à penetração;

e) Em relação à mata, percebe-se que estrutura do solo está sofrendo alteração. 5. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS.

O projeto ainda está no início e as variáveis ainda podem sofrer alteração, para isto avaliações constantes serão conduzidas;

As maiores dificuldades encontradas são as climáticas e de transporte, porém estas são sanadas com bom planejamento.

RELATÓRIO PRÁTICO: Só para relatórios FINAIS( contendo os principais resultados escrito em linguagem de extensão, de fácil compreensão por lavradores, de no máximo 1 página) COMPENSAÇÕES OFERECIDAS À FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para relatórios FINAIS( descrever de forma sucinta como foram asseguradas as compensações prometidas)

DEMOSTRAÇÃO FINANCEIRA DOS RECURSOS DA FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para relatórios Finais( mencionar outras fontes de financiamento de forma comparativa).

Wellington Willian Rocha - Coordenador Diamantina, 15/12/2013

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Quando se tratar de RELATÓRIO PARCIAL incluir pequeno resumo do parcial anterior

No relatório anterior, de dezembro de 2013 foram apresentados os dados referentes à produtividade do milho,pressão de pré-consolidação das áreas em estudo, assim como os dados da resistência do solo à penetração e conclui-se que: a produtividade de milho foi superior no sistema de plantio direto. O solo sob pastejo é o que apresenta maiores resistência, com destaque à pastagem irrigada; A mata tem o solo com menor resistência; Entre os manejos, o solo sob plantio foi o que apresentou menores valores de Pressão de préconsolidação e de resistência à penetração; Em relação à mata, percebe-se que estrutura do solo está sofrendo alteração. Tendências que até o presente momento foram mantidas pelas novas análises realizadas.