UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS

PLANTAS DE COBERTURA NO ECÓTONO CERRADO-AMAZÔNIA E

SEU IMPACTO NA FÍSICA DO SOLO

Adriel Rafael Rigotti

2018

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS

PLANTAS DE COBERTURA NO ECÓTONO CERRADO-AMAZÔNIA E

SEU IMPACTO NA FÍSICA DO SOLO

ADRIEL RAFAEL RIGOTTI

ORIENTADOR: PROF. DR. ONÃ DA SILVA FREDDI

CO-ORIENTADOR: RENAN RIMOLDI TAVANTI

Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresentado ao Curso de Agronomia do ICAA/CUS/UFMT, como parte das exigências para obtenção do Grau de Bacharel em Agrônomo.

2018

DEDICATÓRIA

Aos meus pais

Ivone Rigotti e Amauri Rigotti

minha homenagem, por todo carinho, atenção, dedicação, educação, por terem me preparado para o mundo e que onde quer que estejam, sei que estão ao meu lado, dando força e proteção. Sempre estiveram e estarão presentes em minha vida, pois

carrego vocês em meu coração, alma e essência.

Aos meus irmãos

Adreano Rigotti, Elisandra Rigotti e minha avó Egilce Rigotti minha homenagem, gratidão e respeito por serem

“Só há duas maneiras de viver a vida: a primeira é vivê-la como se os milagres não

existissem. A segunda é vivê-la como se tudo fosse milagre”

AGRADECIMENTOS

A Deus, obrigado por me dar tudo que preciso e por me abençoar mais do que eu mereço.

À minha família por todo apoio, incentivo e educação, permitindo que fosse possível a realização dos meus sonhos.

Ao professor Dr. Onã da Silva Freddi, além de orientador, um grande amigo, por todos os ensinamentos e oportunidades que me proporcionou no decorrer desses 3 anos de orientação, parte do que conquistei e sou hoje devo ao senhor, nunca terei palavras para agradecer as oportunidades que o senhor me deu, minha eterna gratidão.

Ao professor Dr. Fabiano André Petter pela confiança depositada em mim, para que pudesse desenvolver as atividades deste trabalho em conjunto na área experimental. Também ao professor Dr. Carlo Cezar Breda pelos conselhos, apoio, ensinamentos e indicação no início de minhas atividades de pesquisa.

Ao Curso de Agronomia da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) pela oportunidade que me foi dada. Aos professores da Graduação em Agronomia, pelos conhecimentos fornecidos, os quais foram fundamentais na minha vida.

Ao meu Coorientador e amigo Renan Rimoldi Tavanti pelos ensinamentos, paciência, colaboração nas atividades de pesquisa e confiança em meu desempenho, e ao meu amigo Matheus Bortolanza Soares pela amizade, conselhos, ensinamentos e apoio nas atividades de pesquisa.

Aos meus amigos do curso de Agronomia e do Laboratório de Solos da UFMT: Tauan Rimoldi Tavanti, Joaquim Pedro de Lima, Vinicius Marchioro, Matheus Zulato, Marcos Euzébio, Leidimar Morais, Wellington Magalhães, Marcos Vinícios Costa, Gean Rauch, Giovani Catapan, Alex Cortezia, Felipe Diel, e muitos outros, pelo apoio, amizade e aprendizado. As pessoas que foram fundamentais da decisão de enfrentar este desafio e que sempre me apoiaram Marion Machado Cunha, Tauani Bertani Cunha, Douglas Rigotti, Lucas Rigotti e Alderi Rigotti.

Em especial aos anjos que Deus colocou em meu caminho, que sempre fizeram parte da minha família e que enfrentaram todos os desafios ao meu lado, desafios estes profissionais e principalmente pessoais Vitor Alves Ribeiro Margarida, Rodrigo Evandro Belé, Andriely Casarotti Reina, Alef Junior, Eric Paiva e a todos os companheiros e grandes amigos do Rotaract Club Sinop São Cristóvão.

Enfim, a todos, que contribuíram de alguma formar para mais esta conquista, muito obrigado!

Sumário DEDICATÓRIA ... v AGRADECIMENTOS... vii RESUMO ... 2 ABSTRACT ... 3 LISTA DE TABELAS ... 4 LISTA DE FIGURAS... 5 1. INTRODUÇÃO ... 6 2. REFERÊNCIAL TEÓRICO ... 8

2.1 Sistema de plantio direto e rotação de culturas ... 8

2.2 Plantas de cobertura no Cerrado brasileiro e seu impacto nos atributos físicos do solo ... 9

3. MATERIAL E MÉTODOS ... 12

3.1 Local do estudo ... 12

3.2 Caracterização dos tratamentos ... 13

3.3 Amostragem e avaliação dos atributos do solo ... 14

3.4 Análise estatística ... 17

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 17

5. CONCLUSÕES ... 26

RESUMO

No Cerrado brasileiro é frequente a prática de semeadura direta, com um ou dois cultivos por ano. O baixo aporte de matéria orgânica e cobertura vegetal dos solos nesta região, aliado as operações de colheita de soja, semeadura de milho ou algodão, realizadas em períodos chuvosos, acabam por resultar em compactação e degração destes solos. Neste sentido, se faz necessário a utilização de plantas de cobertura que proporcionem o aporte contínuo de matéria orgânica, melhorando a qualidade física destes solos. Frente a escassez de estudos dessa natureza no ecótono cerrado-amazônia, objetivou-se com o presente estudo avaliar o efeito das plantas de cobertura sobre a qualidade física de um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico. O experimento foi desenvolvido na área experimental da Universidade Federal de Mato Grosso, campus de Sinop. Seguiu-se o delineamento de blocos casualizados com oito tratamentos e três repetições, tendo como fator principal as seguintes plantas de cobertura:

Crotalaria espectabilis; Cajanus cajan; Mucuna aterrima; Fagopyrum esculentum; Urochloa ruziziensis; Urochloa brizantha; Pennisetum glaucum; e Eleusine coracana. Amostras de solo

de estrutura preservada e estrutura deformada foram coletadas nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m para determinações da porosidade, densidade, resistência do solo à penetração, curva de retenção de água do solo e intervalo hídrico ótimo e ensaio de proctor normal. Os resultados indicaram que a utilização de plantas de cobertura modificou a estrutura do solo na camada superficial e subsuperficial do solo. Cajanus cajan e Urochloa ruziziensis aumentaram a macroporosidade na camada superficial do solo. O solo cultivado com

Pennisetum glaucum apresentou a menor resistência a penetração e menor valor de

densidade, com valores de 1.39 MPa e 1.01 Mg m-3_{, respectivamente. Em todos os}

tratamentos o solo apresentou grau de compactação limitante ao desenvolvimento de culturas. O Intervalo hídrico ótimo do solo foi limitado principalmente pela resistência mecânica do solo à penetração, com densidade do solo crítica de 1.14 Mg m-3_,

correspondendo a 91.20% da densidade de referência. Dentre as plantas de cobertura testadas, Cajanus cajan e Urochloa ruziziensis foram as melhores opções para cultivo de cobertura na entressafra na região de ecótono Cerrado-Amazônia.

ABSTRACT

In the Brazilian Cerrado, direct seeding system is most common practice, with one or two crops seasons per agricultural year. Low inputs of organic matter and soil cover in this region, together with soybean harvesting, and corn or cotton crops seeding, carried out in rainy periods, resulting in compaction and degradation of these soils. Thus, it is necessary to use cover plants that provide the continuous supply of organic matter, improving the physical quality of these soils. Given the lack of studies of this nature in the Cerrado-Amazonian ecotone, the present study aimed to evaluate the effect of cover plants on the physical quality of a dystrophic Yellow Latosol. The experiment was carried out in 2016, in an experimental area of the Federal University of Mato Grosso, Sinop. A randomized block design with three replicates and eight treatments was used, with the main factor fallowed by cover plants: T1:

Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna lands; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; and T8: Eleusine coracana. Soil samples of preserved and deformed structure were collected in the 0-0.10 and

0.10-0.20 m layers for determination of porosity, bulk density, soil resistance penetration, soil water retention curve, least limiting water range and normal proctor test. The results indicated that the use of cover plants modified the soil structure in the surface and subsurface layers.

Cajanus cajan and Urochloa ruziziensis increased macroporosity in the soil superficial layer.

The soil cultivated with Pennisetum glaucum had the lowest penetration resistance and lowest bulk density, with values of 1.39 MPa and 1.01 Mg m-3_{, respectively. In all treatments, the soil}

presented a degree of compaction limiting the development of crops. The soil least limiting water range was limited mainly by the soil resistance penetration, with critical bulk density of 1.14 Mg m-3_{, corresponding to 91.20% of the reference density. Among the cover plants,} Cajanus cajan and Urochloa ruziziensis were the best options for soil cover in the off-season

in the Cerrado-Amazonian ecotone region.

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Resumo das informações agronômicas relevantes (cultivar, data de semeadura, espaçamento entre fileiras, densidade de semeadura e data de colheita ou manejo) utilizados nas safras 2015/2016. ... 14 Tabela 2. Parâmetros empíricos da curva de retenção de água no solo da avaliação das diferentes plantas de cobertura sob Latossolo Amarelo. ... 20 Tabela 3. Análise de correlação de Spearman entre os atributos físicos e índice S da camada superficial de um Latossolo Amarelo submetido a diferentes plantas de cobertura. ... 23

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Localização do experimento com diferentes plantas de cobertura sob um Latossolo Vermelho Amarelo no munícipio de Sinop-MT. ... 12 Figura 2. Precipitação pluviométrica, temperatura máxima, média e mínima mensais, safra 2015/2016. Dados obtidos em estação de aquisição manual de dados, instalada a 100 metros do local do experimento. ... 13 Figura 3. Comparação de médias no ano de 2016 dos atributos físicos de um Latossolo Amarelo sob diferentes plantas de cobertura, localizado em Sinop-MT, onde: T1: Crotalaria

espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana; MA: macroporosidade; MI: microporosidade; DS: densidade do solo e PR:

resistência do solo à penetração... 18 Figura 4. Comparação de médias dos criptoporos (CRIP), microporos (MI) e macroporos (MA) Umidade volumétrica (ϴ) do solo sob diferentes plantas de cobertura no ano de 2016, na camada (a) superficial e (b) subsuperficial, onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus

cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana. ... 19

Figura 5. Curvas de retenção de água de um Latossolo Vermelho Amarelo sob diferentes plantas de cobertura, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m no ano de 2016. T1: Crotalaria

espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana. ... 21

Figura 6. Índice S de um Latossolo Vermelho Amarelo sob diferentes plantas de cobertura, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m. Onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa

brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana ... 22

Figura 7. Densidade de referência determinada com o aparelho de Proctor na camada 0-0,20 m de um Latossolo Vermelho Amarelo no munícipio de Sinop-MT. ... 24 Figura 8. Variação do conteúdo volumétrico de água no solo em função da densidade do solo para os limites críticos de porosidade de aeração (ΘAP), capacidade de campo (ΘCC), ponto de murcha permanente (ΘPMP) e resistência do solo à penetração à 4.02 Mpa. ... 25

1. INTRODUÇÃO

No Cerrado brasileiro, um dos principais modelos de agricultura é a sucessão de soja seguida pelo milho de segunda safra, ou apenas monocultivo de soja no verão. Nestes sistemas de cultivos é comum a realização da semeadura direta, aplicações de fertilizantes a lanço (VALADÃO et al., 2015) e de corretivos agrícolas para neutralizar a acidez do solo, sendo este último incorporado por grade leve (SILVA et al., 2008), realizado em intervalos de tempo que variam de dois a cinco anos.

Esse sistema de produção agrícola é muito utilizado em novas áreas, principalmente naquelas que estão sobre os domínios da Floresta Amazônica (PETTER et al., 2017). Nas últimas décadas esta região vem passando por intenso processo de expansão (FARIAS et al., 2016). É sabido que a agricultura no Brasil tem expandindo além das áreas do Cerrado e adentrando em áreas da Floresta Amazônica, região conhecida como ecótono Cerrado-Amazônia (FREDDI et al., 2017).

O clima neste local é caracterizado por duas estações bem definidas, inverno seco e verão chuvoso, com elevadas temperaturas durante todo ano. Isso contribui para rápida decomposição da

cobertura vegetal dos solos

Como consequência indireta do baixo estoque de carbono dos solos, temos a redução significativa de água disponível no solo (VALADÃO et al., 2015), baixa difusão de ar pela redução de poros estruturais e baixa absorção de água e nutrientes pelas plantas (SANTOS et al., 2008). Sendo assim, consideramos como uma das principais causas da degradação física de solos agrícolas (MAZURANA et al. 2013)

A crescente preocupação com a proteção dos recursos naturais tem incentivado o estudo das cadeias produtivas ao longo dos anos, visando formas de cultivo e manejos mais eficientes para a atividade agrícola. Analisando o clima e a distribuição de chuvas na região Centro-Oeste do Brasil, especificamente no ecótono Cerrado-Amazônia, nota-se a possibilidade de produção de grãos em até duas safras não irrigadas em um mesmo ano agrícola (DERAL, 2010). Como estratégia a ser levada em consideração, a implantação de uma terceira safra para plantas cobertura pode viabilizar a produção de palhada e cobertura do solo durante a estação seca, gerando acúmulos de matéria orgânica e melhorando o ambiente edáfico do solo.

Plantas de cobertura que apresentam sistema radicular abundante e vigoroso são capazes de romper camadas compactadas (HAMZA e ANDERSON, 2005). Apresentam-se

com uma alternativa aos métodos mecânicos de descompactação propiciando ao solo maior porosidade e menor resistência mecânica (VILLAMIL et al., 2006), com benefícios adicionais por reciclagem de nutrientes no perfil do solo (FAGERIA et al., 2005). Em solos do Cerrado já são consideradas uma alternativa eficaz para redução de erosão (PACHECO et al., 2011).

Diante da escassez de pesquisas que avaliam as alterações impostas ao solo pelo cultivo de plantas de cobertura, especificamente na região do ecótono Cerrado-Amazônia do Brasil, o presente estudo teve por objetivo avaliar o efeito das plantas de cobertura sobre a qualidade de um Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico em região de ecótono Cerrado-Amazônia.

2. REFERÊNCIAL TEÓRICO

2.1. Sistema de plantio direto e rotação de culturas

O sistema plantio direto (SPD) consiste na semeadura sobre a palhada e sem preparo de solo por vários anos seguidos utilizando-se a rotação de culturas e práticas conservacionistas que mantêm adequada quantidade de cobertura morta sobre o solo. Entre as vantagens desse sistema de cultivo pode-se citar a redução no uso de maquinários e seu trafego sobre o solo, juntamente com a redução de mão de obra, melhor balanço dos nutrientes, diminuição da variação da temperatura do solo favorecendo a macro e microfauna do solo, proteção dos agregados contra a ação das chuvas evitando o escorrimento superficial de água (DERPSCH et al., 1986).

A palhada é uma eficiente reserva de nutrientes, os quais podem ser disponibilizados de forma rápida, lenta ou gradual (ROSOLEM et al., 2003), dependendo das interações entre a espécie utilizada, produção de fitomassa, umidade, aeração, temperatura, atividade macro e microbiológica do solo e o tempo de permanência dos resíduos sobre o solo.

Na região sul do Brasil, devido ao clima e período chuvoso diferenciado há maiores opções para a rotação de cultura, por outro lado, no Cerrado, a total escassez de chuvas no período da entressafra, reduz o tempo hábil para o cultivo de plantas de cobertura, restando poucas opções de culturas que se adaptem a esse bioma.

As áreas onde se utilizava o preparo convencional, que apresentavam o pé de grade, compactação da camada subsuperficial (10-20 cm) quando transformados em áreas de plantio direto, não foram submetidos ao rompimento desta camada, apresentando os seguintes problemas com as culturas implantadas, limitação do crescimento radicular, redução de absorção de água e nutrientes principalmente em períodos de veranicos (BRESEGHELLO; STONE, 1998).

No cerrado sobe sistema de plantio direto o comum é encontrar áreas com problemas de compactação superficial, devido à falta de rotação de culturas, à ausência de revolvimento pois a movimentação do solo é restrita à linha de semeadura, à não utilização de haste sulcadora, utilização de adubação de cobertura, o tráfego de máquinas e acomodação natural das partículas sólidas (STRECK et al., 2004).

Diante do exposto é evidente a necessidade do cultivo de espécies capazes de se desenvolver em solos compactados como alternativa indicada para melhorar a qualidade física do solo. Nesse sentido, alguns trabalhos têm demonstrado que algumas espécies de plantas de cobertura, conseguem-se desenvolver plenamente mesmo em solos com grau moderado de compactação, sendo que o sistema radicular dessas espécies é capaz de romper a camada compactada.

Sequinatto et al. (2014), verificaram em seu trabalho que a utilização de plantas de cobertura, juntamente com a semeadura direta, foi capaz de melhorar as qualidades físicas de um Argissolo degradado e compactado. Devido ao aumento dos teores de matéria orgânica que aumentar a porosidade e diminuir a densidade do solo.

Como as demais regiões tropicais no cerrado, a mineralização da matéria orgânica é bastante rápida, isso se deve a alta temperatura e umidade do solo. Impossibilitando a adequada reposição de nutrientes nos sistemas de produção e manejo convencionais, limitando o desenvolvimento de culturas como soja/milho e o acúmulo de matéria orgânica no solo, devido a rápida decomposição da palhada (NUNES et al., 2011).

O sistema de plantio direto na Região Sul do país, possibilita a realização de até 3 safras com diferentes manejos, em um mesmo ano agrícola (Deral, 2010) obtendo sucesso nas implementação do sistema plantio direto, que se destaca por promover melhorias nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo, como o maior espaço poroso, proteção contra erosão, maior infiltração de água e aumento da capacidade de retenção de água, promovendo a ciclagem nutrientes, mobilização de nutrientes lixiviados ou pouco solúveis em camadas profundas do solo.

No Cerrado, diferentemente da Região Sul do país, encontra-se dificuldade para realizar mais de duas safras, dificultando a implantação de uma terceira cultura para cobertura, devido à alta atividade microbiana no solo desencadeia cobertura vegetal escassa, devido a maior degradação da palhada, que aliada as operações realizadas ainda no período chuvoso como há colheita de soja e semeadura do milho, resultam na compactação desses solos (FREDDI et al., 2017), como consequência temos a redução significativa de água disponível no solo difusão de ar, absorção de água e nutrientes pelas plantas (SANTOS et al., 2008), sendo assim considerado como uma das principais causas da degradação física de solos agrícolas (MAZURANA et al. 2013).

Diante do exposto fica evidente a importância de estudar opções de rotações de culturas, com plantas de cobertura que possibilitem a maior produção de palha, acúmulo de matéria orgânica e que promova cobertura do solo durante a seca na região do Cerrado.

2.2. Plantas de cobertura e seu impacto nos atributos físicos do solo

Nos últimos anos, as plantas de cobertura têm recebido significativa atenção por parte dos pesquisadores, por constituírem uma alternativa para manter a sustentabilidade dos sistemas produtivos, principalmente no Cerrado brasileiro. As principais plantas de cobertura utilizadas são o milheto e as braquiárias, devido ambas possibilitarem ser utilizadas em sucessão a lavouras comerciais de soja e milho, viabilizando a exploração de pastagens na

entressafra de verão, em sistema de integração lavoura-pecuária, e ainda produzir palhada, viabilizando o sistema plantio direto.

Além desses benefícios, a utilização de plantas de cobertura contribui de maneira eficiente para ciclagem de nutriente, melhoria na qualidade da matéria orgânica, proteção da superfície do solo contra impacto da gota de chuva, melhoria da aeração, aumenta da infiltração e retenção de água no solo sendo responsável de acordo com Carvalho et al. (2014) por aumentar a produtividade das culturas de forma econômica e sustentável, sendo em áreas tropicais o impacto das gotas de chuva o principal fator responsável para início do processo erosivo.

Esses benefícios se dão em função do efeito combinado da cobertura vegetal com o sistema radicular, favorecendo o aumento da estabilidade de agregados e estrutura do solo, reduzindo o escoamento de água, lixiviação de nitrato e erosão do solo (KAUFMAN et al., 2013).

Em seu trabalho Müller et al. (2001) verificaram que a utilização de espécies de plantas de cobertura, sobretudo com a utilização da rotação de culturas com espécies de diferentes sistemas radiculares, as leguminosas têm grande importância por fornecerem Nitrogênio, podendo contribuir para a diminuição da acidez do solo e da relação C/N da matéria orgânica do solo (ANDRADE, STONE et al, 2009), em contrapartida, os resíduos das gramíneas promovem a melhoria do solo, por possuírem maior conteúdo de lignina, possibilitando, favorecendo a estruturação e a estabilidade dos agregados do solo (ANDRADE, STONE et al, 2009).

O comportamento do sistema radicular das leguminosas complementado pela rotação com o cultivo de gramíneas, quando instalada em um sistema plantio direto com pelo menos de três a quatro anos de cultivo, cria ambiente favorável, que o proporcionam aumento da porosidade do solo (ANDRADE, STONE et al, 2009), devido essas raízes se decomporem, deixando canais preferenciais no solo, que além de aumentar a porosidade do solo, favoreceram a infiltração de água e a difusão de gases no solo (MÜLLER et al. 2001).

Além dos benefícios proporcionados pelo sistema radicular, Braida et al. (2006) relatam que o acúmulo de matéria orgânica no solo, proporcionado por diferentes formas de manejo, aumenta a cobertura do solo, conferindo lhe maior resistência à compactação, dissipando de até 30% da energia de compactação à qual o solo é submetido durante o manejo.

No entanto existem trabalhos relatando que a utilização da cobertura de solo é extremamente influenciada pelos intempéries intrínsecos de cada região (Balbinot Junior et al. 2009. Carvalho et al. 2014), Região Sul, devido às condições climáticas com inverno mais

frio e melhor distribuição de chuva, é possível manter, com maior facilidade, uma cobertura adequada do solo com palha durante todo o ano. Esta é a principal característica que a diferencia da região dos Cerrados, onde o inverno seco inviabiliza a produção das culturas em condições de sequeiro (ALVARENGA et al. 2001).

Nas Regiões Sudeste, Centro-Oeste e parte do Nordeste, o clima é caracterizado por um inverno seco com encurtamento do fotoperíodo, o que dificulta o estabelecimento de plantas de cobertura nessa época do ano (Balbinot Junior et al. 2009). Desse modo, o estabelecimento de uma cobertura do solo com plantas semeadas para essa finalidade em março ou abril constitui-se no maior desafio para o SPD na região do Cerrado e regiões adjacentes. Somado a isso o fato de que as condições climáticas da primavera-verão proporcionam alta taxa de decomposição desse material, tem-se como resultado a redução de cobertura, que exige um aporte constante de palhada (ALVARENGA et al. 2001).

Conforme Aavarenga et al. (2001) o sistema mais usado é soja-milho, em que a soja fornece menor quantidade de resíduos de rápida decomposição, ao passo que os restos culturais do milho são em maior quantidade e de maior persistência como cobertura. Dessa forma, plantas de cobertura devem ser introduzidas no sistema com o objetivo de aumentar a oferta de palha sobre a superfície (CARVALHO et al. 2014).

O modelo ideal de planta de cobertura para esta condição seria aquela que apresentasse alta produção de fitomassa com alta taxa de absorção de nutrientes, alta tolerância ao déficit hídrico, com efeito alelopático sobre as plantas daninhas, de fácil estabelecimento e controle, baixa taxa de decomposição e ainda alto valor agregado (ALVARENGA et al. 2001).

É Impossível reunir todas essas qualidades em apenas uma espécie, o que leva a necessidade da realização de estudos com diferentes plantas de cobertura, com o intuito de verificar qual promoverá melhoria na qualidade dos solos, em especial solos pertencentes a região de ecótono Cerrado-Amazônia, podendo ser usada mais de uma espécie, em que uma irá procurar suprir a deficiência da outra em algum quesito, além de incrementar a diversificação da rotação, sucessão e consórcio de culturas.

3. MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Local do estudo

O estudo foi conduzido em uma área experimental da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), campus de Sinop, norte do estado de Mato Grosso, situado nas coordenadas geográficas 11°51'52,3"S e 55°29'06,5"W, com altitude média de 381 m (figura 1).

Figura 1. Localização do experimento com diferentes plantas de cobertura sob um Latossolo Vermelho Amarelo no munícipio de Sinop-MT.

O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Aw (tropical), com duas estações bem definidas, uma chuvosa de outubro a abril e outra seca de maio a setembro. A temperatura e precipitação média anual variam de 24 a 34°C e de 1700 a 2200 mm, respectivamente, as precipitações pluviais e amplitudes térmicas ocorridas durante a condução do experimento encontram-se na Figura 2.

O solo do local é classificado como Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico de textura muito argilosa, com valores médios de 693 g kg-1 _{de argila, 104 g kg}-1 _{de silte e 203 g kg}-1 _de

areia na camada de 0,00-1,00 m.

A área experimental procede de um histórico de desmatamento no ano de 1974, em que a cidade Sinop foi fundada, posteriormente doada para implantação do campus da UFMT no ano de 1991. Desde então, a área encontrava-se em pousio, com vegetação espontânea, sem o registro de cultivos anteriores. Em 2014 iniciou-se o cultivo na área experimental com a implantação do presente experimento (Safra 2014/2015).

Figura 2. Precipitação pluviométrica, temperatura máxima, média e mínima mensais, safra 2015/2016. Dados obtidos em estação de aquisição manual de dados, instalada a 100 metros do local do experimento.

3.2 Caracterização dos tratamentos

O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados (DBC), com o tratamentos e três repetições, sendo o fator de variação plantas de cobertura conforme constam na Tabela 1, totalizando 24 parcelas de 3,55 m2_.

O experimento foi instalado nas condições de lavoura de segundo ano. Os processos de semeadura, adubações e demais práticas foram realizadas manualmente. Os detalhes sobre as culturas, as datas de semeadura, as populações finais de plantas por metro linear, os espaçamentos das fileiras, adubações e as práticas de colheita ou manejo de culturas utilizadas estão resumidos na Tabela 1.

Após atingir aporte significativo de biomassa (início do florescimento, ~56 dias), as plantas de cobertura foram dessecadas com o herbicida glifosato (1.468 g ha-1 _{i.a.) e 2,4-D}

(335 g ha-1_{) para semeadura da soja.}

No ano de 2016 a semeadura da soja foi realizada logo após, utilizando inoculante turfoso aplicado na dose de 500g de inoculante/50 kg de semente, contendo 108 células de Bradirhyzobum, das estirpes disponíveis e recomendadas para a cultura com a finalidade de fixação biológica de nitrogênio. Ao estágio V4, foi realizado aplicação de Molibdênio (Mo) e Cobalto (Co) via foliar, com o objetivo de fornecer ferramentas para favorecer a planta a estabelecer a simbiose com as bactérias do inoculante.

0 10 20 30 40 0 150 300 450 600 o u t/1 5 n o v /1 5 d ez /1 5 jan /1 6 fev /1 6 m ar /1 6 ab r/ 1 6 m ai/1 6 ju n /1 6 T em p er atu ra (° C) P rec ip itaçã o ( m m ) 1ª quizena 2ª quinzena T. Máxima T. Média T. Mínima

A cultivar de soja utilizada foi a M SOY 8372 INTACTA RR®, semeada no dia 01/12/2015 e colhida 30/03/2016, as adubações foram de semeadura e cobertura de 400 e 100 kg ha-1 do formulado químico 04-30-16 e Cloreto de Potássio KCl, respectivamente. Tabela 1. Resumo das informações agronômicas relevantes (cultivar, data de semeadura, espaçamento entre fileiras, densidade de semeadura e data de colheita ou manejo) utilizados nas safras 2015/2016.

Tratamentos Cultivar VC

(%)1 Semeadura Esp 2 _n3

kg Adubação4 _Dessecação

ha

-1 Semeadura Cobertura Colheita

T1- C. spectabilis - 86 04/10/2015 0.50 4 65 - - 30/11/2015

T2- Cajanus

Cajan - 75 04/10/2015 0,5 - 10 - - 30/01/2015

T3- M. aterrima - 80 04/10/2015 0.50 25 18 - - 30/11/2015

T4- F.

esculentum Piatã 75 04/10/2015 Lanço - 10 - - 30/11/2015

T5- U. Ruziziensis ANPG 207 62 04/10/2015 Lanço - 15 - - 30/11/2015 T6- U. brizantha 75 04/10/2015 Lanço - 10 - - 30/11/2015 T-7 P. glaucum MSOY 8372RR 87 01/12/2015 0.50 15 44 - - 30/11/2015 T8- E. coracana BRS 1501 62 04/10/2015 Lanço - 15 - - 30/11/2015 1 = Valor cultural; 2= corresponde ao espaçamento entre linhas de plantio; 3 = corresponde ao stand final de

plantas por metro linear; 4 = aplicação de 400 kg ha-1 _{04-30-16 em semeadura e 100 kg ha}-1 _{de KCl realizados 30}

dias após a semeadura.

3.3 Amostragem e avaliação dos atributos do solo

Em 2016, no período de florescimento pleno da soja, realizou-se a amostragem do solo para avaliação dos atributos físicos. Para isso , procedeu-se a abertura de trincheiras nas camadas de 0,00-0,10 e 0,10-0,20 m com auxílio de um enxadão, retirando-se as amostras indeformadas por meio de anéis volumétricos de 100 cm3_{. No laboratório, as amostras foram}

saturadas por meio de elevação gradual de uma lâmina de água até 2/3 da altura dos anéis, e então submetidas às tensões de 30, 60 e 100, hPa em mesa de areia; e 300, 600, -1.000, -3.000 e -4.500 hPa em câmaras de pressão com placa porosa (KLUTE, 1986) e com as amostra deformada aplicou-se a tensão de 15000 hPA. Após a aplicação das tensões e estabilização da umidade, as amostras foram pesadas e secas em estufa de circulação de ar forçada a 105 °C até peso constante.

Os ajustes das curva de retenção de água no solo (CRA) foram realizados pelo modelo proposto por Genuchten (1980), com a restrição de Mualem (1976) m=1-1/n (equação 1), minimizando a soma dos quadrados dos desvios, utilizando o software SWRC(DOURADO NETO et al., 2001), obtendo assim os parâmetros empíricos de ajuste, α, m e n, fixando-se o Ѳs (umidade de saturação) no valor correspondente à porosidade total.

ϴ = ϴr +

[1+(α|Ψm|)n_]1−1/n (1)

em que ϴ é a umidade volumétrica (m3 _m-3_{); ϴr é a umidade residual (m}3 _m-3_{); ϴs é a umidade}

de saturação (m3 _m-3_{); Ψ é o potencial mátrico (hPa); e α e n são os parâmetros empíricos da}

equação.

O índice “S” foi determinado a partir da declividade formada no ponto de inflexão da CRA calculada em base gravimétrica (DEXTER, 2004), por meio da equação 2:

S = −n (ϴs − ϴr) [1 +

]

−(1+m)

(2) em que n e m são os parâmetros empíricos que governam o formato da curva; ϴs é a umidade de saturação (kg kg-1_{); e ϴr é a umidade residual (kg kg}-1_).

A partir das informações fornecidas pela curva, foram encontrados os valores de Macroporosidade (MA), os Microporosidade (MI) e os Criptoporos (CRIP), sendo os MA determinados pelo conteúdo de água entre o peso saturado e capacidade de campo (-100 hPa), os MI foram determinados através do volume de água retirado na tensão de 100 e -15000 hPa, enquanto que os CRIP pela diferença de conteúdo de água do solo à – 1500 hPa e solo seco, conforme Embrapa (2011).

A densidade do solo (DS), foi calculada pelo método do anel volumétrico, onde foram coletadas amostras de solo com estrutura indeformada através de um anel de aço (Kopecky) de bordas cortantes e volume interno de 50 cm3_{, foi pesado o conjunto e anotada a massa,}

posteriormente colocado em estufa a 105°C e, após 24 horas, retirado e pesado. O cálculo da densidade do solo (kg.dm-3_{) é dado pela divisão da massa da amostra seca a 105°C (kg) pelo}

volume do anel ou cilindro (dm3_{), conforme Embrapa (2011).}

A densidade de referência (RDS) do solo foi determinada em amostras deformadas coletadas na camada de 0-0,20 m e passadas em peneiras de 4 mm. Para tal, foi utilizado o teste de Proctor normal com reutilização do material (NOGUEIRA, 1998), conforme normas da ABNT-NBR 7182 (1986). O grau de compactação (Dc) foi obtida pela divisão da densidade do solo pela densidade de referência multiplicado por 100, sendo o resultado em porcentagem.

Antes da secagem das amostras em estufa, estas foram novamente saturadas e submetidas a tensão de -100 hPa até estabilização da drenagem. Posteriormente foram

submetidas à resistência do solo à penetração (PR) através de um penetrômetro eletrônico de bancada com célula de carga de 20 kg, ponteira em formato de cone com ângulo de 30° e área da base de 7,06 mm2. A velocidade constante de penetração foi de 10 mm min-1 com 2 repetições por amostra, perfazendo 180 leituras por repetição. A PR média foi obtida desprezando-se 1 cm de cada extremidade da amostra. Após a determinação da resistência do solo, as amostras foram secas em estufa a 105 °C por 24 h e pesadas novamente.

Para modelagem do intervalo hídrico ótimo (IHO) foram abertas trincheiras no centro das parcelas dos experimentos e na mata nativa adjacente. Tal amostragem foi realizada na tentativa de se obter variação de densidade do solo, possibilitando a visualização da amplitude do IHO. Em cada trincheira foram coletadas 14 amostras indeformadas, 7 na camada de 0-0,10 m e 7 na camada de 0-0,10-0,20 m, totalizando 49 amostras.

As amostras foram divididas em 7 grupos com 7 repetições. Cada grupo de cilindros foi submetido a um potencial mátrico específico, sendo eles: -30, -60 e -100 em mesão de tensão; -300, -600, -1500, -5000 em câmaras de pressão com placa porosa (KLUTE, 1986). Após o equilíbrio em cada potencial as amostras foram pesadas para determinação do conteúdo de água e submetidas à resistência à penetração seguindo os procedimentos descritos anteriormente.

Para construção do IHO, na camada de 0,00-0,20 m, ajustou-se os dados ao modelo não linear empregado por Silva et al. (1994), na forma log-transformada, descrito a seguir (3): lnϴ = lna + b lnDs + c lnΨ (3) em que: ϴ é o conteúdo volumétrico de água (m3 _m-3_{); Ds é a densidade do solo (Mg m}-3_{), Ψ}

é a tensão de água no solo (hPa); e a, b, c são coeficientes obtidos por meio do ajuste do modelo.

A partir dos coeficientes estimados pela equação 3, aplicou-se o antilogaritmo e foram obtidos os valores estimados das propriedades físicas do solo. Assim, assumindo-se o conteúdo de água na capacidade de campo (ϴCC) equivalente à tensão de -100 hPa e o ponto de murcha permanente (ΘPMP) de -15000 hPa, o ϴCC e ΘPMP foram estimadas pelas equações (4) e (5), respectivamente, da qual foram obtidas através da equação 3.

ϴcc = expa _Dsb ₁₀₀c ₍₄₎

ϴpmp = expa _Dsb ₁₅₀₀₀c ₍₅₎

A curva de resistência do solo à penetração foi ajustada utilizando o modelo não linear proposto por Busscher (1990), na forma log-transformada (6), a seguir:

lnPR = lnd + e lnϴ + f lnDs (6) em que: d, e, f são coeficientes obtidos por meio do ajuste do modelo.

O conteúdo de água a partir do qual a PR é limitante foi obtido pela equação (7), através da equação (6):

ϴPR = (PR(crít.)/expd * (Dse)))1-f (7)

O conteúdo de água em que a porosidade de aeração é igual a 10% (ϴPA) foi calculado

pela equação 8 descrita a seguir:

ϴPA = PT – 0,1 (8)

em que PT representou a porosidade total determinadas nas amostras indeformadas do solo, em m3 _m-3_.

3.4 Análise estatística

Inicialmente procedeu-se a análise descritiva dos dados sendo calculados a média, mediana, amplitude, desvio padrão, variância, coeficiente de variação, assimetria e curtose. A hipótese de distribuição normal foi verificada pelo teste de Shapiro e Wilk (p<0.05). Não sendo constatada a normalidade dos dados, optou-se pela estatística não paramétrica. As médias dos atributos do solo foram comparadas pela técnica de “bootstrap”, com 1.000 reamostragens aleatórias com reposição, conforme o método descrito por Christie (2004). A partir do universo de 1.000 valores, também foi possível estabelecer os limites superior e inferior do intervalo de confiança da média, a 95% de probabilidade, tendo sido esse procedimento útil para a posterior comparação das médias entre si (MELLO et al., 2015). Assim, médias com valores comuns dentro de seus intervalos de confiança, onde as barras de erro se encontram, não diferem entre si, ao passo que as ausências de valores comuns indicam diferença significativa entre elas a 5% de probabilidade.

Para verificar a interação entre as variáveis, optou-se por utilizar a matriz de correlação não paramétrica de Spearman.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Analisando os atributos do solo nas duas camadas, nota-se que quase todas as plantas de cobertura propiciaram valores de macroporosidade acima do limite de 0.10 m3 _m -3_{, apenas o tratamento cultivado com Urochloa ruziziensis (T5) apresentou valor inferior a este}

limite na camada de 0,10–0,20 m (Figura 3).

Observa-se na camada de 0,00-0,10 m, o maior valor de MA no tratamento com

Pennisetum glaucum (T7) e os menores com Cajanus cajan (T2) e Eleusine coracana (T8),

enquanto que a maior média de MI foi o tratamento cultivado com Eleusine coracana. Lima et al. (2012), estudando solos submetidos ao plantio direto e rotação de culturas, verificaram a formação de bioporos resultantes da decomposição de raízes das culturas antecessoras.,

DS DS

sendo tais poros encontrados com diâmetro superior a 0,15 mm, contribuindo de forma significativa para o aumento da macroporosidade.

Figura 3. Comparação de médias no ano de 2016 dos atributos físicos de um Latossolo Amarelo sob diferentes plantas de cobertura, localizado em Sinop-MT, onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna

aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum;

T8: Eleusine coracana; MA: macroporosidade; MI: microporosidade; DS: densidade do solo e PR: resistência do solo à penetração.

Os menores valores encontrados de densidade do solo (DS) foram nos tratamentos com Fagopyrum esculentum (T4), Urochloa brizantha (T6) e Pennisetum glaucum (T7), enquanto que a menor resistência a penetração do solo a raízes (PR) foi observada no T7. De acordo com Boer et al. (2007), o Pennisetum glaucum (T7) possui um sistema radicular profundo, tem a capacidade de descompactar o solo, aumentando a MA e reduzindo como

consequência a DS e PR, estabelecendo novamente a estrutura do solo. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 MA MI 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 MA MI 1,00 1,06 1,11 1,17 1,22 1,28 1,33 1,39 1,44 1,50 0,50 1,05 1,60 2,15 2,70 3,25 3,80 4,35 4,90 5,45 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 PR 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45 1,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 PR b c b b b b a c bc bc b b b a d c a a c b d ab a b a a b b a b b ab c a a a a _ab a ab a b ab b ab ab b a _{a a} c b b bc bc a b _c b c c cd _d 0,10-0,20 m 0-0,10 m 0-0,10 m 0,10-0,20 m MP a Mg m -3 m3 _m-3 _m3 _m-3 a Mg m -3 MP a

CRIP MI MA (a)

(b)

Figura 4. Comparação de médias dos criptoporos (CRIP), microporos (MI) e macroporos (MA) Umidade volumétrica

(ϴ) do solo sob diferentes plantas de cobertura no ano de 2016, na camada (a) superficial e (b) subsuperficial,

onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5:

Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana.

Na Figura 4 observa-se que na camada de 0,00-0,10 m ocorreram os menores valores dos CRIP para os tratamentos T2 e T7, enquanto que, para o restante dos tratamentos, não houve diferenças significativas (Figura 4). Para esta mesma camada, cerca de 43,06% do total de água do solo se encontra indisponível para as plantas, pois correspondem aos criptoporos, os quais tem diâmetro inferior a 0,0002 mm, proporcionando elevada tensão de retenção (KLEIN & LIBARDI, 2002).

Por outro lado apenas 29,03 %, dos poros são MI, que fica com diâmetro menor do que 0,05 mm, representam poros capilares que armazenam a água disponível para as plantas. A macroporosidade média foi de 27,91 %, sendo este valor acima do limite crítico de 10%, sendo estes poros responsáveis pela aeração do solo, crescimento preferencial de raízes,

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 0,10 - 0,20 m a a b a a a a b a bc a bc c b b c b b b b b ab c a ϴ (m3 _m-3₎ a b b a a b b b b b ab ab a a a a a a a b a a c ϴ (m3 _m-3₎ a CRIP MI MA 0 - 0,10 m

drenagem de água e com diâmetro maior do que 0,06 mm (KLEIN & LIBARDI, 2002). O volume de MA deixa evidente que os tratamentos não apresentaram limitações físicas ao crescimento de raízes nesta camada.

Os tratamentos T2, T3, T4 e T7 na camada de 0,00-0,10 m, mostraram os piores resultados para MI, isso indica maior restrição hídrica, em relação aos demais tratamentos, pois, conforme observado a água disponível para as plantas é aquela que fica nos MI. De acordo com Klein e Libardi (2002), isso se deve aos poros capilares do solo, serem responsáveis pela retenção da água em potenciais geralmente acima da capacidade de campo do solo.

Os maiores valores de MA observados nos tratamentos T1 e T8, revelam que ambas as culturas se destacam por mitigar os efeitos da compactação, devido aos bioporos formados por suas raízes, que geralmente são agressivas, principalmente nas camadas superficiais, Hernani et al. (2005), constataram que a Crotalaria Spectabilis proporcionou os maiores efeitos benéficos na macroporosidade e na porosidade total do solo na camada de 0,00 a 0,10 m do solo e Lima et al. 2015 encontrou que o Eleusine coracana tem maior volume radicular na camada superior à compactada quando comparada a inferior.

Comparando se os atributos físicos do solo na camada 0,10 - 0,20 m, nota-se as porcentagens da distribuição de água total no solo, foram de CRIP 45,12, MI 28,97 e MA 25,90% independente do tratamento avaliado.

Tabela 2. Parâmetros empíricos da curva de retenção de água no solo da avaliação das diferentes plantas de cobertura sob Latossolo Amarelo.

Tratamentos 0-0,10 m 0,10-0,20 m α m n R2 _{α m n R}2 T1 0.147 0.194 1.241 0.98 0.166 0.180 1.220 0.98 T2 0.069 0.201 1.251 0.97 0.107 0.197 1.245 0.99 T3 0.083 0.200 1.251 0.96 0.091 0.200 1.251 0.99 T4 0.105 0.193 1.239 0.99 0.041 0.201 1.252 0.97 T5 0.072 0.201 1.251 0.98 0.028 0.193 1.239 0.99 T6 0.062 0.197 1.246 0.96 0.059 0.203 1.255 0.98 T7 0.145 0.238 1.313 0.98 0.078 0.206 1.260 0.98 T8 0.031 0.210 1.267 0.97 0.073 0.205 1.257 0.98

1 _{Tratamentos correspondentes às diferentes plantas de cobertura sob Latossolo Amarelo. α, m e n são os}

parâmetros empíricos da curva de retenção de água no solo. T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3:

Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana.

Por meio das curvas de retenção de água no solo (CRA), verificou-se as alterações impostas pelos sistemas de manejo na capacidade de retenção de água do solo. Os parâmetros empíricos da equação foram significativos, com coeficientes de determinação próximos de 1, entre 0,95 e 0,99, confirmando o ajuste adequado ao modelo de van Genutchen (Tabela 2).

As alterações estruturais do solo ocasionadas pelos sistemas de cultivo são facilmente observadas nos pontos próximos da saturação da CRA (Figura 5). As melhores condições de solo saturado (Θs) nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m foram observadas no solo cultivado com Urochloa brizantha (T6) com valores médios de 0.581 e 0.582 m3 m-3, respectivamente. Por outro lado, a menor média de Θs foi observada no solo cultivado com Cajanus cajan (T2), 0,423 m3 m-3, evidenciando que este manejo favoreceu a maior desestruturação de macroporos.

Na camada superficial dos solos submetidos ao T2 e T6 foi possível verificar diminuição acentuada do conteúdo de água do solo em potenciais abaixo de 0,01 Mpa. Paixão et al. (2009), estudando a retenção de água no solo, explicam que a CRA é reflexo da distribuição de tamanho de poros do solo, de forma que, a cada tensão aplicada obtém-se o tamanho de poros esvaziados no solo. Quando existe uma mudança muito rápida na quantidade e tamanho de poros, existe o aumento na declividade da curva. Neste contexto, pressupõe-se o T2 como a planta de cobertura, seja o manejo que menos beneficiou a estrutura do solo no período de entressafra da soja.

Figura 5. Curvas de retenção de água de um Latossolo Vermelho Amarelo sob diferentes plantas de cobertura,

nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m no ano de 2016. T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3:

Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana.

0,000 0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 0,000 0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 ϴ (m3 _m-3₎ 0,10-0,20 m ϴ (m3 _m-3₎ 0-0,10 m MP a MP a

O índice S é um parâmetro que tem grande sensibilidade em distinguir alterações introduzidas pelo manejo na qualidade física do solo para o crescimento de plantas, obtido a partir do valor da inclinação no ponto de inflexão da curva de retenção de água (DEXTER, 2004). Para classificar a qualidade estrutural do solo, utilizou-se o limite de S < 0,025 para solos degradados fisicamente e S ≥ 0,045 para solo com adequada qualidade física, conforme foi determinado por Andrade e Stone (2009) para solos de Cerrado.

Em todo o experimento esse índice foi superior a 0,025, no entanto, na camada subsuperficial do solo, observou-se menor efeito das plantas de cobertura, de tal modo que a maior parte dos tratamentos apresentaram valores menores do que é considerado como de boa qualidade física (Figura 6).

Figura 6. Índice S de um Latossolo Vermelho Amarelo sob diferentes plantas de cobertura, nas camadas de

0-0,10 e 0-0,10-0,20 m. Onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum

esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine coracana

De acordo com Dexter (2004) o maior valor de índice S ocorre em função da porosidade microestrutural, ou seja, poros estruturais compreendendo principalmente micro fendas.

Os efeitos positivos dos manejos T6, T7 e T8 podem ser confirmados na análise de correlação de Spearman, no qual constatou-se que o aumento da MA teve influência direta no aumento do índice-S do solo (Tabela 3). Além disso, a MA foi negativamente correlacionada com MI, no qual indica compactação do solo pelo aumento de DS e PR.

Quando se compara a correlação dos atributos físicos do solo, conteúdos de água e o índice S na camada superficial do solo (Tabela 3), observa-se que em todas as camadas avaliada a MI correlacionou-se com a DS e com MA, evidenciando que com o aumento da compactação houve macroporos sendo convertidos em microporos.

0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,045 0,050 0,055 0,060 0,065 0,070 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 S-index 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,045 0,050 0,055 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 S-index Reference 0.045 0-0,10 m b _b c c c b a b 0,10-0,20 m Reference 0.045 b a a b b a a a 2016

Tabela 3. Análise de correlação de Spearman entre os atributos físicos e índice S da camada superficial de um Latossolo Amarelo submetido a diferentes plantas de cobertura.

Atributos 2016 (0,00-0,10 m) MA MI DS PR MI -0.90** DS -0.78** 0.87** PR -0.86** 0.90** 0.87** S-index 0.65** -0.61** -0.68** -0.65** 2016 (0,10-0,20 m) MI -0.04 DS 0.33 0.68** PR 0.09 0.80** 0.83** S-index -0.18 0.31 0.48* 0.46*

Valores em negrito seguido de * e ** são significativos a 5 e 1%, respectivamente. MA, MI, DS e PR, referem-se aos

atributos: macroporosidade (m3 _m-3_{), microporosidade (m}3 _m-3_{), densidade aparente (Mg m}-3_{) e resistência do solo}

à penetração (Mpa), respectivamente.

Observa-se também que na camada superficial o aumento da densidade do solo, gerou incremento de microporos favorecendo o aumento do conteúdo de água disponível, mas também aumentando o conteúdo de água higroscópica.

Em relação ao índice S, observa-se maiores correlações na camada superficial do solo, enquanto que na camada subsuperficial além de se correlacionar com poucas variáveis a intensidade da correlação foi menor.

Por meio do teste de Proctor (Figura 7), é possível verificar a densidade máxima que o solo pode alcançar ao ser compactado e a umidade crítica de compactação em que isto ocorre, de acordo com Marcolin e Klein (2011), estas ações dependem principalmente de fatores como textura e matéria orgânica.

A umidade ótima de compactação do solo e a densidade máxima de compactação foi de 24.38 kg kg-1 _{e 1.25 Mg m}-3_{, respectivamente. De acordo com Silva et al. (2010) através}

do ensaio de Proctor é possível determinar a relação existente entre a densidade, conteúdo de água e energia de compactação de um solo, sendo a força de coesão e adesão entre as partículas e o tipo de partícula a maior responsável pela densidade máxima de compactação. A umidade ótima de compactação representa o momento inadequado para realização de operações agrícolas com maquinários, pois nestas condições ocorrem alterações na estrutura do solo que proporcionará sua compactação.

Conteúdo de água (kg kg-1₎

Figura 7. Densidade de referência determinada com o aparelho de Proctor na camada 0-0,20 m de um Latossolo Vermelho Amarelo no munícipio de Sinop-MT.

Observa-se que o menor grau de compactação do solo (89,60%) foi observado na camada superficial do solo. Entre os tratamentos a menor densidade relativa obtida foi no T7 na camada superficial com valor de 87,35%.

Quando comparada a densidade relativa obtida no presente estudo com outros trabalhos, observa-se que os níveis de densidade relativa do solo observados estão acima da densidade relativa ótima para a produtividade da maioria das culturas (BEUTLER et al., 2005; BEUTLER et al., 2008).

Em relação ao IHO muitos estudos têm utilizado o valor empírico de 2 MPa como limite de PR, o qual o consideram como prejudicial ao desenvolvimento de raiz, comprometendo o crescimento da parte aérea e como consequência redução da produtividade.

No entanto, este limite muitas vezes o real intervalo de água disponível do solo, fazendo-se necessário, portanto a determinação do real valor de PR crítica. São raros os estudos que determinam o real valor de PR crítica (FREDDI et al., 2009; BETIOLI JÚNIOR et al., 2012; MOREIRA et al., 2014), e tem se mostrado que o valor de 2 MPa subestima, muitas vezes, os reais limites de densidade crítica (DSc) em Latossolos brasileiros (KLEIN; CAMARA, 2007; REICHERT et al., 2009; MORAES et al., 2014).

Com isso, realizou-se uma regressão entre a porosidade de aeração (PA) e a MA, definindo-se o valor de PR crítica quando a MA atingisse o valor de 0,10 m3 _m-3 _{(Figura 6).}

Para o limite de MA de 0,10 m3 _m-3 _{a PR atingiu valor de 4.02 MPa.}

A densidade crítica (DSc) foi definida por Silva et al. (1994), como aquela em que o IHO se torna nulo, ou seja, em qualquer condição de umidade do solo existira restrições ao desenvolvimento radicular devido a elevada PR ou insuficiente aeração do solo. Verifica-se

DS = -0.0005*Ug2_{+ 0.0237*Ug + 0.9661} R² = 0.9501 1,09 1,11 1,13 1,15 1,17 1,19 1,21 1,23 1,25 1,27 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Mg m -3

pelo IHO que a DSc foi de 1,14 Mg m-3_{, empregando-se o valor de 4.02 MPa na função Θ PR,}

observa-se que a DSc comparada a densidade máxima de compactação obtida pelo proctor, foi de 91.20%.

O conteúdo de água na porosidade de aeração (ΘAP) permaneceu acima do conteúdo de água na capacidade de campo (Θ

CC

Figura 8. Variação do conteúdo volumétrico de água no solo em função da densidade do solo para os limites críticos de porosidade de aeração (ΘAP), capacidade de campo (ΘCC), ponto de murcha permanente (ΘPMP) e resistência do solo à penetração à 4.02 Mpa.

Nas condições de lavoura, vários trabalhos indicam a maior relação do desenvolvimento das plantas com a PR (BEUTLER et al., 2006; FREDDI et al., 2009; KAISER et al., 2009), enquanto que com a ΘAP é menos frequente (LAPEN et al., 2004), de acordo com Gubiani et al. (2013), para as funções do limite superior do IHO, praticamente não há críticas relatadas em estudos brasileiros.

O conteúdo de água disponível do solo (AD), representado na figura 8 pela diferença entre ΘCC e ΘPMP, foi influenciada positivamente pelo aumento de DS. Verifica-se amplitude de AD entre ~0,10 cm3 _cm-3 _{em solo de mata nativa com DS de 0,60 Mg m}-3_{, e 0,20 cm}3 _cm-3

nos sistemas de manejo, com DS de até 0,93 Mg m-3_{. Segundo Bergamin et al., (2010) e}

Garbiate et al., (2011), essa relação positiva ocorre por efeitos da compactação, causada pelo trafego intenso de maquinários e revolvimento do solo em linhas de semeadura. A atribuição

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 ϴ AP ϴ FC ϴ PWP ϴ PR - 4.02 MPa IHO DSc: 1.14 Mg m-3 Dc: 91.20% m 3 m -3 Mg m-3

de tal comportamento está na redução do diâmetro de poros interconectados, na qual a umidade retida em potenciais acima de -100hPa se torna mais frequente.

Contudo, não se deve entender esse aumento na AD como um benefício da compactação do solo, verifica-se pelo IHO que a partir da DS de 1,00 Mg m-3 _{haveria limitação}

no intervalo de AD, ou seja, a partir dessa DS o conteúdo de água do solo não poderia atingir o ΘPMP, caso contrário haveria limitação ao desenvolvimento radicular devido a PR de 4,02 MPa.

5. CONCLUSÕES

Entre as plantas de cobertura testadas, T2 Cajanus cajan e T5 Urochloa ruziziensis foram as melhores opções para cultivo de cobertura na entressafra, promoveram a melhoria da macroporosidade, microporosidade e na densidade na camada superficial do solo.

O solo cultivado com T7 Pennisetum glaucum teve a menor resistência mecânica a penetração e menor valor de densidade.

O grau de compactação do solo obtido pelo ensaio de Proctor indicou que todos os tratamentos se apresentaram densidade do solo limitante, acima de 91.20%.

O Intervalo hídrico ótimo do solo foi limitado principalmente pela resistência mecânica do solo à penetração, com densidade do solo crítica de 1.14 Mg m-3_{, correspondendo a}

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁGICAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Amostras de solo – preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. São Paulo: CEE/Comissão de estudo especial, 1986.

ALVARENGA, Ramon Costa et al. Plantas de cobertura de solo para sistema plantio direto. Embrapa Milho e Sorgo-Artigo em periódico indexado (ALICE), 2001.

ANDRADE, R. S.; STONE, L. F. Índice S como indicador da qualidade física de solos do cerrado brasileiro. Revista Brasileira Engenharia Agrícola Ambiental, Campina Grande, v. 13, p. 382-388, 2009.

BALBINOT JUNIOR, A. A.; MORAES, A. DE; VEIGA, M. DA; PELISSARI, A.; DIECKOW, J. Integração lavoura-pecuária: intensificação de uso de áreas agrícolas. Ciência Rural, Santa Maria, v. 39, n. 6, p. 1925-1933, 2009.

BERGAMIN, A.C., VITORINO, A.C.T., FRANCHINI, J.C., SOUZA, M.C.A., SOUZA, F.R. Compactação em um Latossolo Vermelho distroférrico e suas relações com o crescimento radicular do milho

. Revista Brasileira Ciência do Solo,

BEUTLER, A. N.; CENTURION, J. F.; ROQUE, C. G.; FERRAZ, M. V. Densidade relativa ótima de Latossolos Vermelhos para a produtividade de soja. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 29, p. 843-849, 2005.

BEUTLER, A, N.; FREDDI, O. da. S.; LEONE, C. L.; CENTURION, J. F. Densidade do solo relativa e parâmetro "S" como indicadores da qualidade física para culturas anuais. Revista de Biologia e Ciências da Terra, v. 8, n. 2, p. 27-36, 2008.

BETIOLI JÚNIOR, E.; MOREIRA, W. H.; TORMENA, C. A.; FERREIRA, C. J. B.; da SILVA, Á. P.; GIAROLA, N. F. B. Intervalo hídrico ótimo e grau de compactação de um Latossolo Vermelho após 30 anos sob plantio direto. Revista de Brasileira Ciência do Solo, Viçosa, v. 36, p. 971–982, 2012.

BOER, C. A.; ASSIS, R. L.; SILVA, G. P.; BRAZ, A. J. B. P.; BARROSO, A. L. L.; CARGNELUTTI FILHO, A.; PIRES, F. R. Ciclagem de nutrientes por plantas de cobertura na entressafra em um solo de cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 42, n. 9, p. 1269-1276, 2007.

BRADY, N. C. Natureza e propriedades dos solos. 5. ed. São Paulo: F. Bastos, 1979. 647 p.

BRAIDA, J. A.; REICHERT, J. M.; VEIGA, M.; REINERT, D. J. Resíduos vegetais na superfície e carbono orgânico do solo e suas relações com a densidade máxima obtida no ensaio de Proctor. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 30, n. 4, p. 605-614, 2006. BRESEGHELLO, FLÁVIO; STONE, LUIS FERNANDO. Tecnologia para o arroz de terras altas. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 1998.

BRESSAN, S. B.; NÓBREGA, J. C. A.; NÓBREGA, R. S. A.; BARBOSA, R. S.; SOUSA, L. B. Plantas de cobertura e qualidade química de Latossolo Amarelo sob plantio direto no cerrado

maranhense. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 17, n. 4, p. 371-378, 2013.

BUSSCHER, W. J. Adjustment of flat-tipped penetrometer resistance data to a common water contente. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, v. 33, n. 3, p. 519-524, 1990.

CHRISTIE, D. Resampling with Excel. Teaching Statistics, v. 26, n. 1, p. 9-14, 2004. CONCEIÇÃO, P. C.; DIECKOW, J.; BAYER, C. Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization. Soil and Tillage Research, v. 129, p. 40-7, 2013.

CONTE, O.; WESP, C. de L.; ANGHINONI, I.; CARVALHO, P. C. de F.; LEVIEN, R.; NABINGER, C. Soil density, aggregation and carbon fractions of an Alfisol under natural pasture and different herbage allowance. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.35, n. 2, p. 579-588, 2011.

DE LIMA, LARISSA B.; PETTER, FABIANO A.; LEANDRO, WILSON M. Desempenho de plantas de cobertura sob níveis de compactação em Latossolo Vermelho de Cerrado. Revista

Brasileira de Engenharia Agricola e Ambiental-Agriambi, 2015.

DEEPAGODA, T. K. K. C.; MOLDRUP, P.; SCHJONNING, P.; de JONGE, L. W.; KAWAMOTO, K.; KOMATSU, T. Density corrected models for gas diffusivity and air permeability in unsaturated soil. Vadose Zone Journal, v. 10, p. 226–238, 2011.

DERAL. Tabela dinâmica de produção agrícola por município. Disponível em: < http://www.seab.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo. php?conteudo = 137>. Acesso em: 21 agosto 2018.

DERPSCH, ROLF; SIDIRAS, NIKOLAOS; ROTH, C. H. Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paraná, Brazil. Soil and

tillage research, v. 8, p. 253-263, 1986.

DEXTER, A. R. Soil physical quality: Part III. Unsaturated hydraulic conductivity and general conclusions about S-theory. Geoderma, Amsterdam, v. 120, p. 227-239, 2004.

DOURADO NETO, D.; NIELSEN, D. R.; HOPMANS, J. W.; REICHARDT, K.; BACCHI, O. O. S.; LOPES, P. P. Programa para confecção da curva de retenção de água no solo, modelo Van Genuchten. Soil Water Retention Curve, SWRC (version 3,00 beta). Piracicaba: Universidade de São Paulo, 2001.

EMBRAPA. Manual de métodos de análise de solo. 2. ed. Rio de Janeiro: Embrapa-CNPS; 2011. p. 225.

EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3. ed. Rio de Janeiro: Embrapa-CNPS, 2013. p. 353.

FAGERIA, N.K.; BALIGAR, V.C.; BAILEY, B.A. Role of cover crops in improving soil and row crop productivity. Soil Science and Plant Analysis, v. 36, n. 19, p. 2733-2757, 2005.

FARIAS, J. DE; MARIMON, B. S.; CARVALHO, R. S. L.; PETTER, F. A.; ANDRADE, F. R.; MORANDI, P. S.; MARIMON-JUNIOR, B. H. Survival and growth of native Tachigali vulgaris and exotic Eucalyptus urophylla X Eucalyptus grandis trees in degraded soils with biochar amendment in southern Amazonia. Forest Ecology and Management, v. 368, p. 173–182, 2016.

FREDDI, O. S.; CENTURION, J. F.; DUARTE, A. P.; LEONEL, C. L. Compactação do solo e produção de cultivares de milho em Latossolo Vermelho. I – Características de planta, solo e índice S. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 33, p. 793-803, 2009.

FREDDI, O. da S.; TAVANTI, R. F. R.; SOARES, M. B.; de ALMEIDA, F. T.; PERES, F. S. C. Physical-chemical quality of a Latossol under direct seeding and soybean-corn succession in the Cerrado-Amazonian ecotone. Revista Caatinga, Mossoró, v. 30, n. 4, p. 991-1000, 2017. GARBIATE, M.V., VITORINO, A.C.T., TOMASINI, B.A., BERGAMIN, A.C., PANACHUKI, Erosão em entre sulcos em área cultivada com cana crua e queimada sob colheita manual e mecanizada.

Revista Brasileira Ciências do Solo,

GARDNER, W. H. Water content. In: KLUTE, A. Methods of soil analysis: Part 1 -Physical and mineralogical methods. Madison: American Society of Agronomy, 1986. p. 493-541. GUBIANI, P. I.; REICHERT, J. M.; REINERT, D. J. Indicadores hídrico-mecânicos de compactação do solo e crescimento de plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 37, p. 1-10, 2013.

HAMZA, M. A.; ANDERSON, W. K. Soil compaction in cropping systems: A review of the nature, causes and possible solutions. Soil and Tillage Research, v. 82, n. 2, p. 121-145, 2005.

HERNANI, L.C.; FABRICIO, A.C.; LAMAS, F.M. & ALVES JUNIOR, M. Culturas de cobertura, produtividade do algodoeiro e atributos físicos do solo em plantio direto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ALGODÃO, 5., Salvador, 2005. Anais. Campina Grande, Embrapa-CNPA, 2005. 1CD-ROM.

HERNANI, L. C.; SALTON, J. C. Atributos de solo e produtividade de culturas em sistemas de manejo conduzidos por dezesseis anos. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, v. 54, n. 3, p. 1-63. 2009.

HILLEL, D. Soil and Water: Physical principles and processes. New York: Academic Press, 1971. 288 p.

JUNIOR, S. A. G.; REINERT, D. J.; REICHERT, J. M.; ALBUQUERQUE, J. A. Physical properties of an Oxisol and crops yield under succession and rotation. Ciência Rural, Santa Maria, v. 39, n. 1, p. 65-73, 2009.

KAISER, D. R.; REINERT, D. J.; REICHERT, J. M.; COLLARES, G. L.; KUNZ, M. Least limiting water range in an oxisol profile penetrated by common bean roots under different compaction levels. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 33, p. 845–855, 2009.