GUILHERME ADALBERTO FERREIRA CASTIONI
ÁREA TRAFEGADA COM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E SEUS EFEITOS NOS ATRIBUTOS DO SOLO E PRODUTIVIDADE DA
CANA-DE-AÇÚCAR
CAMPINAS
2017
GUILHERME ADALBERTO FERREIRA CASTIONI
ÁREA TRAFEGADA COM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E SEUS EFEITOS NOS ATRIBUTOS DO SOLO E PRODUTIVIDADE DA
CANA-DE-AÇÚCAR
Orientador: Prof. Dr. ZIGOMAR MENEZES DE SOUZA
Co-Orientador: Dr. HENRIQUE COUTINHO JUNQUEIRA FRANCO ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL
DA TESE DEFENDIDA PELO ALUNO GUILHERME ADALBERTO FERREIRA CASTIONI, E ORIENTADA PELO PROF. DR. ZIGOMAR MENEZES DE SOUZA __________________________________________________________________
CAMPINAS
2017
Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas para obtenção do título de Doutor em Engenharia Agrícola, na área de concentração de Água e Solo.
DEDICATÓRIA
Dedico as pessoas que participaram verdadeiramente desse trabalho comigo. Meus pais: Ercilio Castioni e Célia Ferreira Castioni, pelo incentivo, ajuda de todas as
formas possíveis e prováveis. O seu orgulho me basta. Meu irmão: Gustavo Castioni, pelo companheirismo e força para continuar.
AGRADECIMENTOS
A Deus e a Nossa Senhora Aparecida, que sempre abrandaram as dificuldades no caminho em todos os momentos da minha vida.
A toda minha família, a minha avó Bela e meu avô Antônio (in memorian), por sempre estar torcendo e orando pelo meu sucesso.
Ao professor Zigomar Menezes.
Ao meu coorientador Henrique Franco.
Aos meus grandes amigos, que participaram de forma direta e indireta desse trabalho, os quais Michender Pereira, João Rossi, Oriel Kolln, Leandro Barbosa, Aline Nazário, Bruno Marques, Afonso Peche Filho, Marcelo Dayron, Guilherme Sanches, Sérgio Castro, Saulo Castro e Danilo Ferreira.
Agradeço a minha namorada Fernanda Vidal, pelo apoio, carinho e compreensão durante essa caminhada.
As pessoas que considero como parte da família e que sempre me apoiaram, seja pelo incentivo ou por atitudes. Agradeço ao José de Carvalho Júnior pelo companheirismo e amizade sincera.
Aos amigos que somei durante o caminho do doutoramento, Bernardo Nogueia Borges, Clóvis Daniel, José Eliseu Junior, João Paulo Hypólito, Rosilaine Araldi, Larissa Cruz, Joice Janeri, Luana Aparecida e Jaqueline Silva.
Agradeço a Faculdade de Engenharia Agrícola (FEAGRI/UNICAMP) pelo suporte e apoio incondicional aos alunos, tornado a realização desse trabalho possível.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão da bolsa de estudos e apoio necessário na divulgação do trabalho.
RESUMO
A mecanização aumentou a viabilidade operacional da colheita da cana-de-açucar e gerou benefícios para o setor, no entanto algumas externalidades negativas dentre as quais pode se destacar a intesificação do processo de compactação do solo e sua contribuição para os baixos indices de produtividade alcançados nos ultimos anos. Uma alternativa para a diminuição do tráfego nos canaviais é a alterar a configuração do espaçamento de plantio do método convencional, para linhas combinadas, alternadas ou equidistantes, com vistas a diminuir a compactação do solo. Esse estudo teve como objetivo analisar o impacto do tráfego de máquinas realizado em diferentes configurações de plantio sobre os atributos do solo e do sistema radicular da cana-de-açúcar avaliado em duas safras agrícolas, em experimento de campo com os seguintes tratamentos: 1- Espaçamento referência – espaçamento simples com 1,50 m entrelinhas; 2- espaçamento combinado duplo – espaçamento de 0,90 x 1,50 m entrelinhas duplas; 3- espaçamento combinado triplo – espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m entrelinhas; 4- plantio geométrico de precisão com espaçamento de 0,75 x 0,75 m entre plantas e entrelinhas. Os atributos do solo avaliados foram: densidade solo, porosidade do solo, resistência do solo à penetração e conteúdo de água. O solo foi amostrado nas linhas de plantio e do rodado, nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-0,60 m e 0,60-1,00 m. A qualidade física do solo foi avaliada por meio do intervalo hídrico ótimo (IHO) e capacidade de suporte de carga do solo (CSC). Amostras de colmo foram coletadas em cada parcela para determinação das variáveis tecnológicas. Raízes foram coletadas por meio de uma sonda de aço e separadas do solo por peneiramento. Os modelos de CSC do solo evidenciam que os espaçamentos referência e combinado duplo promoveram maiores valores de pressão de pré-consolidação na cana planta. O espaçamento referência apresentou maiores densidade de restrição ao sistema radicular tanto para resistência do solo à penetração quanto para densidade do solo. O espaçamento com plantio geométrico de precisão apresentou maior produtividade na cana planta. O intervalo hídrico ótimo foi sensível as alterações promovidas pelo tráfego de máquinas e demonstrou melhor qualidade física do solo nos tratamentos com redução de tráfego de máquinas.
Palavras-chave: Estrutura do solo, sistema radicular, manejo do solo, controle de
ABSTRACT
The mechanization of sugarcane harvest increases the operational viability and generates benefits for the sector. However, the use of machinery induce intensification of the process of soil compaction and contributed to lower productivity indices achieved in the lasts years. An alternative to reduce traffic in sugarcane harvest is to change the planting row spacing configuration of the conventional method to combined, alternating or equidistant lines in order to reduce soil compaction. The objective of this study was to analyze the impact of machinery traffic in different planting configurations on the attributes of the soil and root system of sugarcane in two agricultural crops in a field experiment with the following treatments: 1- Reference spacing - single spacing with 1.50 m between rows; 2- double combined spacing - spacing of 0.90 x 1.50 m between double lines; 3- triple combined spacing - spacing of 0.75 x 0.75 x 1.50 m between rows; 4- Precision geometric planting with spacing of 0.75 x 0.75 m between plants and between the lines. Soil attributes evaluated were: soil density, soil porosity, soil penetration resistance and water content. Soil was sampled in the planting and rolling lines, in the layers of 0.00-0.10 m, 0.10-0.20 m, 0.20-0.40 m, 0.40-0.60 m 0.60-1.00 m. Soil physical quality was evaluated by means of the optimal water range (IHO) and soil load bearing capacity (CSC). Stems samples were collected in each plot to evaluate technological variables and the roots were collected by steel probe and separated by sieving. Soil LBC models showed that reference and double combined spacing promoted higher values of pre-consolidation pressure in the sugarcane plant. Reference spacing showed higher restriction density to the root system for both soil resistance penetration and soil density. Precision geometric planting showed higher productivity in the plant cane. Optimum water range was sensitive to changes promoted by traffic of machines and showed better soil physical quality in the treatments with reduced machines traffic.
CAPÍTULO II LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Esquema de amostragem para a caracterização da pressão de pré-consolidação
do solo.
54
Figura 2. Modelos de capacidade de suporte de carga do solo (n = 45) para os
sistemas de espaçamento referência (ER), espaçamento combinado duplo (ECD) e espaçamento combinado triplo (ECT), na linha de plantio (LP) e do rodado (LR) nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m para cana planta.
58
Figura 3. Modelos de capacidade de suporte de carga do solo (n = 45) para os
sistemas de espaçamento referência (ER), espaçamento combinado duplo (ECD) e espaçamento combinado triplo (ECT), na linha de plantio (LP) e do rodado (LR) nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m, para o primeiro corte.
63
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Limites de consistência determinados na camada superficial (0,00-0,20
m) do Latossolo Vermelho.
53
Tabela 2. Modelos de capacidade de suporte de carga para as configurações de
plantio com espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD) e espaçamento combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado (LR) nas camadas de 0,00-10 m e 0,20-0,30 m.
57
Tabela 3. Teste de significância comparando os modelos de capacidade de suporte
de carga do Latossolo Vermelho nos diferentes espaçamentos. Espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD), espaçamento combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado (LR) nas camadas de 0,00-10 m e 0,20-0,30 m.
60
Tabela 4. Modelos de capacidade de suporte de carga para as configurações de
plantio: espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD), combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado (LR) nas camadas de 0,00-10m e 0,20-0,30m. Área com tráfego (CT) e sem tráfego (ST) no primeiro corte.
61
Tabela 5. Teste de significância comparando os modelos de capacidade de suporte
de carga do Latossolo Vermelho nos diferentes espaçamentos espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD), espaçamento combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado(LR) nas camadas 0,00-10 e 0,20-0,30m, para o primeiro corte.
CAPÍTULO III LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Amostragem de raiz no solo para o espaçamento referência (ER) com a
distância entre as linhas: (A) amostragem na linha de plantio e (B) amostragem em torno da soqueira; (C) amostragem entre as linhas duplas; (D) entre o espaçamento das linhas combinadas. ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; PGP=plantio geométrico de precisão.
74
Figura 2. Extrato do balanço hídrico, precipitação, evapotranspiração potencial (ETP)
e evapotranspiração real ou efetiva (ETR) do município de Lençóis Paulista no período de outubro/2012 até outubro/2014.
76
Figura 3. Valores transformados (F) de densidade de raízes em função da resistência
do solo à penetração, para o ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT= espaçamento combinado triplo e PGP=plantio geométrico de precisão; para a área com e sem tráfego.
78
Figura 4. Valores transformados (F) de densidade de raízes em função da densidade
do solo, para o ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT= espaçamento combinado triplo e PGP=plantio geométrico de precisão; para a área com e sem tráfego.
79
Figura 5. Dados ajustados pelo modelo para avaliar a relação entre os valores F de
raízes e a resistência do solo à penetração para as diferentes configurações de plantio. ER = espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão; LPT = linha de plantio com tráfego; LRT = linha de rodado com tráfego; LPNT = linha de plantio sem tráfego; LRNT = entrelinha sem tráfego.
82
Figura 6. Dados ajustados pelo modelo para avaliar a relação entre os valores F de
raízes e a densidade do solo para as diferentes configurações de plantio. ER = espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão; LPCT = linha de plantio com tráfego; LRCT = linha de rodado com tráfego; LPST = linha de plantio sem tráfego; EST = entrelinha sem tráfego.
85
Figura 7. Mapas de distribuição de matéria seca radicular da cana-de-açúcar para solo
arenoso para a áre trafegada e não trafegada, para as configurações de plantio ER=espaçamento referência, ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; ERnt=espaçamento referência não trafegado; ECDnt=espaçamento combinado duplo não trafegado; ECT=espaçamento combinado triplo não trafegado; PGP=plantio geométrico de precisão;
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Composição textural, porosidade do solo, densidade do solo e resistência do solo à penetração nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-0,60 m e 0,40-0,60-1,00 m, da área experimental antes da instalação do experimento.
72
Tabela 2. Parâmetros de ajuste do modelo de regressão não linear para estimar valores
de F a partir dos valores de resistência do solo à penetração e densidade do solo para os tratamentos estudados na linha de plantio (LP) e linha de rodado (LR).
80
Tabela 3. Produtividade (Mg ha-1) em função dos espaçamentos para o primeiro corte (cana planta) e segundo corte (cana soca) ano de avaliação.
89
Tabela 4. Produtividade (Mg ha-1) em função dos espaçamentos e tráfego para o segundo ano de avaliação (cana soca).
CAPÍTULO IV LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Dados climáticos referente aos quatro ciclos da cana-de-açúcar (outubro de
2012 a outubro de 2016) em Lençóis Paulista
103
Figura 2. Intervalo hídrico ótimo do solo representando a variação no conteúdo de
água do solo na capacidade de campo (CC, Ψ=10 kPa), ponto de murcha permanente (PMP, Ψ = 1.500 kPa), porosidade de aeração (PA = 0,10 m3 m-3) e resistência do solo à penetração (RP = 2,0 MPa).
105
Figura 3. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL,
Fibra, Açúcar (Ton ha-1 e g perfilho-1) na cana planta, para os espaçamentos ER=espaçamento referencia; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio geométrico de precisão;
108
Figura 4. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL,
Fibra, Açúcar (Ton ha-1 e g perfilho-1) na cana planta, para os espaçamentos ER=espaçamento referencia; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio geométrico de precisão;
111
Figura 5. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL,
Fibra, Açúcar (Ton. ha-1 e g perfilho-1) no primeiro corte, para os espaçamentos ER=espaçamento referencia; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio geométrico de precisão;
112
Figura 6. Balanço de produtividade nos quatro cortes da cana-de-açúcar para os
tratamentos estudados.ER = espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão.
113
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Composição textural, porosidade do solo, densidade do solo e resistência
do solo à penetração nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-0,60 m e 0,40-0,60-1,00 m, da área experimental antes da instalação do experimento.
98
Tabela 2. Estimadores dos parâmetros da regressão linear para resistência mecânica
à penetração (RP), em função da umidade volumétrica do solo (θ) e da densidade do solo
(DS)(1).
LISTA DE EQUAÇÕES
EQUAÇÃO 1. Capacidade de suporte de carga do solo. Proposto por Dias, Junior (1994) ... 55
EQUAÇÃO 2. Cálculo de biomassa seca de raiz. ... 75
EQUAÇÃO 3. Cálculo dos efeitos da resistência do solo à penetração... 77
EQUAÇÃO 4. Cálculo da resistência do solo à penetração. ... 101
EQUAÇÃO 5. Cálculo de retenção de água no solo. ... 101
Sumário
INTRODUÇÃO GERAL ... 16 HIPÓTESE ... 18 OBJETIVOS ... 18 Geral... 18 Específicos ... 18 REVISÃO DE LITERATURA ... 19O CENÁRIO ATUAL DA CANA-DE-AÇÚCAR NO BRASIL ... 19
SISTEMA RADICULAR DA CANA-DE-AÇÚCAR ... 20
ESPAÇAMENTO NA CULTURA DA CANA-DE-AÇÚCAR ... 23
CONTROLE DE TRÁFEGO AGRÍCOLA NA CULTURA DA CANA-DE-AÇÚCAR ... 27
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 30
METODOLOGIA GERAL ... 38
COMPACTAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO CULTIVADO COM CANA-DE-AÇUCAR SOB DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E TRÁFEGO DE MÁQUINAS ... 48 RESUMO ... 48 ABSTRACT ... 49 INTRODUÇÃO ... 50 MATERIALEMÉTODOS ... 51 RESULTADOSEDISCUSSÃO ... 56 CONCLUSÕES ... 65 REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS ... 66
PRODUTIVIDADE DE CANA-DE-AÇUCAR E BIOMASSA DE RAÍZES EM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E TRÁFEGO DE MÁQUINAS...68 RESUMO ... 68 ABSTRACT ... 69 INTRODUÇÃO ... 70 MATERIALEMÉTODOS ... 71 RESULTADOSEDISCUSSÃO ... 77 CONCLUSÕES ... 90 REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS ... 90
INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO E PRODUTIVIDADE DA CANA-DE-AÇUCAR SOB DIFERENTES ESPAÇAMENTOS DE PLANTIO E TRÁFEGO DE MÁQUINAS ... 94
ABSTRACT ... 95 INTRODUÇÃO ... 96 MATERIALEMÉTODOS ... 98 RESULTADOEDISCUSSÃO ... 104 CONCLUSÕES ... 115 REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS ... 115
INTRODUÇÃO GERAL
A produção da cana-de-açúcar tem demonstrado evolução no que se refere à
utilização de máquinas, implementos, técnicas de manejo e transporte, com a opção por veículos de maior capacidade unitária de carga, o que provoca, entretanto, impactos adversos no solo, destacando-se o processo de compactação.
O sistema de colheita mecanizada precisa apresentar eficiência em termos de operação no campo, sendo assim, as adequações nas máquinas agrícolas têm resultado em maior peso e potência. A produtividade das culturas depende de um equilíbrio entre as condições de solo adequadas para o crescimento das plantas (solo friável) e as necessárias para as operações mecanizadas (solo compactado). As plantas necessitam de condições de solo propícias para o crescimento das raízes, com boa aeração e suprimento adequado de água, enquanto as operações mecanizadas requerem condições de solo compactado para a tração e para suportar as cargas impostas. Essas características têm sido obtidas com o uso do controle de tráfego agrícola.
O controle de tráfego representa uma alternativa para o manejo agrícola, já que separam zonas de tráfego de zonas em que há crescimento das plantas, concentrando a passagem de pneus em linhas permanentes, distinguindo fisicamente essas áreas, fazendo com que uma área menor seja atingida, embora mais intensamente.
A redução da área trafegada é uma prática recente que tem como objetivo uma resposta direta aos problemas da compactação do solo, pois reduz a área total afetada pelo tráfego preservando as condições de solo ideais para o crescimento das culturas.
Um componente fundamental para que se tenha sucesso com a adoção do controle de tráfego é o uso dos implementos com as mesmas larguras ou larguras múltiplas. Portanto, deve-se tentar diminuir as áreas trafegadas pelo ajuste das bitolas de todas as máquinas empregadas na produção da cultura. Em diversas culturas, como no caso da cana-de-açúcar, o ajuste da bitola das máquinas e equipamentos é viável já tem sido utilizada pelas unidades produtoras.
O uso de espaçamentos coincidentes ou múltiplos entre todos os maquinários agrícolas melhora as condições de tráfego sob maior teor de água no solo e aumenta a eficiência de tração devido às melhorias no deslocamento dos pneus. Este tipo de manejo é adequado para sistemas de produção com cultivo em linha. As zonas de tráfego podem permanecer no local por um ciclo da cultura ou ser mantido ao longo de vários ciclos, como ocorre na cultura da cana-de-açúcar na Austrália.
Outra forma reconhecida de se controlar o tráfego de máquinas e elevar à produção por unidade de área é a diminuição do espaçamento entre as linhas da cana. Por meio dessa redução, as plantas apresentam um número maior de perfilhos e de menor tamanho, porém, o aumento do número de linhas por área devido à redução do espaçamento resulta em um aumento na produtividade. Galvani et al. (1997) constatou que a produtividade em espaçamentos reduzidos é maior, por existir um maior índice de área foliar, o qual proporciona um acréscimo na taxa líquida de fotossíntese devido a maior absorção de radiação solar. Boyce (1968) verificou que a cada 30 cm no aumento do espaçamento da cana-de-açúcar, o rendimento da cultura diminuiu 5,75 t ha-1 ano-1, em locais onde a umidade não se comportou como fator limitante.
Para avaliar a susceptibilidade à compactação e o momento adequado para executar as operações mecanizadas no campo, atributos físico-mecânico do solo têm sido utilizados. Alguns destes atributos relativos ao comportamento compressivo do solo são obtidos da curva de compressão, representado graficamente pela relação entre o logaritmo da pressão aplicada e a densidade do solo ou índice de vazios. Como exemplos desses atributos, citam-se o índice de compressão e a pressão de pré-consolidação.
O Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) também é um atributo do solo sensível aos efeitos da compactação do solo, sendo sugerido como indicador de qualidade física do solo que influencia diretamente na produção das culturas. O IHO do solo engloba informações sobre resistência do solo à penetração, disponibilidade de água e aeração, indicando assim o conteúdo de água onde as limitações são mínimas ao desenvolvimento das culturas.
As condições de umidade ideais para o desenvolvimento do sistema radicular e consequentemente crescimento das plantas ocorrem entre o limite superior e inferior do IHO. O solo apresenta condições limitantes quando o teor de água fica acima ou abaixo dos limites do IHO e críticas ao crescimento das plantas quando a densidade do solo estiver acima da densidade onde o IHO é nulo. Reduções na amplitude do IHO são ocasionadas pela degradação estrutural do solo, produzindo condições que limitam o desenvolvimento da cultura, refletindo na produtividade.
A manutenção e sustentabilidade da estrutura dos solos agrícolas, independentemente dos sistemas de manejos utilizados é fundamental. Dessa forma, a redução da área trafegada durante as operações agrícolas, associada com o controle de tráfego combinado com espaçamentos diferenciados de plantios da cana-de-açúcar
poderá diminuir substancialmente a compactação do solo, prolongando a longevidade das soqueiras da cultura, com ganhos substanciais de produtividade de biomassa.
HIPÓTESE
As configurações de plantio que permitem menor área total trafegada por máquinas na cultura da cana-de-açúcar, proporcionam menor compactação, maior desenvolvimento radicular e produtividade da cultura da cana-de-açúcar.
OBJETIVOS Geral
Avaliar o efeito de áreas permanentes de tráfego em diferentes configurações de plantio da cana-de-açúcar sobre os atributos físicos do solo relacionados com a produtividade da parte aérea e desenvolvimento do sistema radicular da cana-de-açúcar, da variedade CTC 15 na região de Lençois Paulista-SP, avaliados em duas safras agrícolas.
Específicos
Determinar o teor de água, a densidade e a porosidade do solo para um Latossolo Vermelho distrófico cultivado com cana-de-açúcar em áreas com o controle de tráfego com diferentes configurações de plantio.
Verificar e modelar a capacidade de suporte de carga de um Latossolo Vermelho distrófico com base nas suas características intrínsecas e dinâmicas, submetidos ao manejo da cultura da cana-de-açúcar cultivada com o controle do tráfego de máquinas com diferentes configurações de plantio.
Identificar limites críticos de densidade do solo onde à resistência do solo à penetração e a porosidade de aeração são restritivos ao desenvolvimento das plantas, utilizando a metodologia do intervalo hídrico ótimo.
Verificar o comportamento das plantas por meio de avaliações biométricas (parte aérea e sistema radicular) e de produtividade (colmos industriais e qualidade tecnológica) em diferentes espaçamentos de plantio correlacionando com a redução de tráfego de máquinas e atributos físicos do solo.
Correlacionar variáveis biométricas para identificar níveis de estresse relacionados à redução do tráfego de máquinas e atributos físicos do solo.
CAPÍTULO I
REVISÃO DE LITERATURA
O cenário atual da cana-de-açúcar no Brasil
O Brasil ocupa a segunda posição no ranking dos maiores produtores mundiais de bioetanol, este que é liderado pelos Estados Unidos. Na safra de 2014/2015 o volume mundial produzido alcançou 93 bilhões de litros, destes os EUA e o Brasil, participam com 58 e 26% respectivamente (RENEWABLE FUEL ASSOCIATION, 2015). A utilização de etanol hidratado por parte dos automóveis bicombustíveis combinado a adição de 27% de etanol anidro na gasolina promoveu uma redução na emissão dos gases do efeito estufa da ordem de 300 milhões de toneladas de CO2eq, no período de 2003 até o ano de 2015. Aliado a isso, vem crescendo o interesse por parte das unidades de produção na utilização do bagaço e da palha remanescente da colheita para a geração de energia elétrica por meio da queima de biomassa e etanol de segunda geração.
No entanto, desde o ano de 2008 o setor sucroenergético experimentou uma perda na capacidade de moagem de aproximadamente 48 milhões de toneladas de cana, essa conta é feita com base na abertura de novas unidades de produção e do fechamento de algumas outras, resultando no ano de 2013 no montante de 600 milhões de toneladas na região Centro-Sul. O decréscimo do potencial produtivo por conta da redução dos tratos culturais nos canaviais associado a idade avançada do canavial e os problemas com o aumento das áreas mecanizadas, contribuiu para as baixas produtividades médias da cultura com médias, as quais alcançam em média 70 Mg ha-1, muito abaixo do potencial produtivo da cana (WACLAWOVSKY et al., 2010).
Diante da crise, permanece a importância de propostas emergentes, tendo como principal motivação a valorização do setor sucroenergético. Direcionar esforços para o desenvolvimento de tecnologias dos subprodutos economicamente viáveis provenientes da cana-de-açúcar, com vistas a aumentar o rendimento produtivo e disseminar iniciativas que contribuem com a sustentabilidade frente as fontes de energias não renováveis (TOLMASQUIM, 2007). Dentre os segmentos destaca-se a Bioenergia como forma de explorar a energia gerada a partir da biomassa procedente de fontes renováveis, as quais os combustíveis líquidos de primeira e segunda geração (DON et al., 2012).
A Bioenergia representa uma estratégia útil para a mitigação do impacto ambiental provocado pelos gases do efeito estufa (GEE), por meio da emissão de carbono derivado
da combustão de biocombustíveis, que por sua vez é parcialmente absorvida pelo processo de fotossíntese promovendo a reciclagem do carbono (BONOMI, et al., 2016).
As culturas para a produção de bioenergia são elencadas de acordo com a sua capacidade de ser ambientalmente sustentável associado a altos rendimentos, sendo assim, suas características desejáveis são conhecidas como o crescimento rápido e alta produtividade de biomassa, e isso atrelado sempre ao baixo custo de produção (SOUZA et al., 2013). Considerando as fontes primárias renováveis no Brasil, a biomassa é uma das principais origens do fornecimento de energia, uma vez que o país apresenta grande vantagem competitiva por conta da sua localização global e uma agricultura bem desenvolvida (BRASIL, 2015).
Notoriamente a produção de biomassa é um segmento base da bioeconomia, no qual vem sustentando uma cadeia econômica e prospectando maior capitalização, contribuindo assim para a geração de novos empregos e de novos produtos com valor agregado (CORTEZ, 2016).
Sistema radicular da cana-de-açúcar
O sistema radicular é o suporte a inúmeras características da planta, dentre as mais destacáveis estão à capacidade de absorção de nutrientes, germinação ou brotação, sustentação e tolerância a pressões aplicadas por maquinário, com ações de manejo ao longo do ciclo da cana-de-açúcar. Logo a compactação do solo promove limitações ao sistema radicular por forma de barreiras físicas, com o aumento da pressão de pré-consolidação do solo, aumento da densidade do solo e diminuição do volume de poros, resultado em perdas na produtividade.
O pleno desenvolvimento das raízes da cana-de-açúcar está condicionado a fatores como genética, ambiente, solo e clima (VASCONCELOS et al., 2003) de acordo com Vasconcelos e Garcia (2005) concentrações de raízes em determinadas faixas do solo não são indicativas de desenvolvimento da planta e sim quando o sistema radicular explora todo o perfil do solo, ao longo do ano com a influência das variações de clima. Esse comportamento foi verificado por Rossi Neto (2015), o qual concluiu que o maior volume de raiz não explica a produção da parte aérea, contudo, pode-se complementar ainda que o sistema radicular da cana-de-açúcar cresce até atingir um ponto ótimo, no qual fornece recursos necessários a planta e a partir desse ponto as raízes acumuladas não tornam a planta mais produtiva.
A arquitetura do sistema radicular é o fator chave no aproveitamento dos recursos do solo pela planta, a forma de distribuição do sistema radicular torna mais eficiente a relação da planta com o solo, absorção de água e dinâmica de crescimento (VASCONCELOS et al., 2003; OTTO et al., 2009). Conhecer o comportamento do sistema radicular frente ao crescimento, pode ser útil para a tomada de decisões porque apoia a configuração do espaçamento, aplicação de insumos, operações mecanizadas, implantação de sistema de irrigação e drenagem (CASAGRANDE, 1991; OTTO et al., 2009).
As raízes se desenvolvem de forma diferenciada de acordo com a variedade, acumulando-se entre os ciclos, ou seja, da cana planta até a última soca (FARONI; TRIVELIN, 2006). Para Vasconcelos (2002) a colheita da cana-de-açúcar não causa a renovação do sistema radicular e sim, quando há deficiência hídrica por todas as fases de desenvolvimento.
Estolões e raízes exercem um papel importante na rebrota, pelo fato de trabalharem como suporte de reserva orgânica, energética e nutricional (TRIVELIN et al., 2002). Junto com a brotação de soqueiras, ocorre a formação de raízes, estas que vão alimentar os rebentos no início do ciclo (CASAGRANDE, 1991). Para Avilan (1978) as raízes se concentram ao redor das soqueiras, entre uma distância média de 0,00 a 0,35 m, no entanto, as menores concentrações de raiz ocorrem num raio de 0,35 a 0,70 m da touceira. O desenvolvimento das raízes e a formação do seu raio de ação são respostas às condições de solo e clima, porque o sistema radicular demonstra plasticidade nas formas e tamanhos (SMITH et al., 2005). O estudo de Faroni e Trivelin (2006) propôs determinar as raízes da cana-de-açúcar metabolicamente ativas por meio de isótopo estável de 15N, os autores concluíram que, 31% de raízes metabolicamente ativas se concentravam na camada de 0,60 a 0,80 m do solo, comparados a 23% na camada de 0,00 a 0,20 m. A adaptação de vários cultivares de cana ao solo foi estudada por Costa et al. (2007), os autores constataram que o sistema radicular se desenvolve no solo de acordo com as particularidades do cultivar, levando em consideração a precocidade das variedades, característica mais marcante em solos de menor potencial produtivo, uma vez que as raízes penetram no solo com maior facilidade.
O padrão exponencial de crescimento e distribuição das raízes na superfície do solo é semelhante (BALL-COELHO et al., 1992; ANTWEPEN, 1998) e verificado em vários estudos sobre densidade e comprimento de raízes superficiais no solo. Antwepen (1998)
constatou que as densidades máximas de raiz concentravam-se entre 0,05 e 0,27 m, respectivamente, aos 87 e 238 dias após o plantio, com diversas variedades em solo Sul Africano. Reghenzani (1993) em solo Australiano encontrou densidades máximas do sistema radicular em superfície na faixa de 0,3 m. Otto et al. (2011) relataram que o sistema radicular da cana-de-açúcar obteve variações, tanto vertical como horizontalmente, trabalhando sob Latossolo Vermelho na região de Jaboticabal-SP.
As características de proliferação das raízes da cana-de-açúcar descritas acima demonstram que, seu crescimento no solo é variável e pode sofrer alterações por conta de impedimentos físicos, químicos e hidrológicos (SOUZA et al., 2015). Efeitos atribuídos ao sistema radicular como modificações induzidas pela consolidação das camadas do solo são distintos e podem provocar limitações de crescimento.
As modificações no solo por conta do tráfego de máquinas e equipamentos no sistema de produção da cana-da-açúcar promovem o aumento da densidade do solo, resistência do solo à penetração e a pressão de pré-consolidação do solo (SOUZA et al., 2012). As inúmeras operações mecanizadas na cultura da cana-de-açúcar são causa de alterações nos atributos do solo, e promovem os maiores danos nas camadas superficiais do solo (CORÁ et al., 2004).
Devido ao crescimento variável das raízes da cana-de-açúcar como resposta a barreiras físicas no solo, determinar as relações entre densidade do solo e crescimento de raízes é um trabalho oneroso. De acordo com Otto et al. (2011), geralmente é lançado mão de modelos empíricos para determinar a relação entre desenvolvimento da planta e condições de ambiente. A dificuldade no uso de tais modelos está na relação de variáveis dependentes e não dependentes das condições biológicas, o que causa confusão quando existem outros fatores no meio. Para Vasconcelos et al. (2003) a variabilidade intrínseca do solo sob condições químicas, físicas e biológicas, podem induzir ao erro e gerar resultados que não representam a realidade. Diante das dificuldades da mensuração de raízes da cana-de-açúcar no solo, faz-se necessário a utilização de métodos quantitativos e qualitativos. De acordo com Vasconcelos et al. (2003) o método utilizado para a avaliação das raízes no solo é de fundamental importância para a definição do tempo gasto, economia de trabalho e precisão na amostragem.
A literatura apresenta trabalhos nos quais os resultados obtidos demonstraram as diferenças qualitativas e quantitativas, de acordo com a variedade (VASCONCELOS,
1998) ao longo dos ciclos (BALL-COELHO et al., 1992) e entre sistemas de colheita (YANG, 1977).
Para Otto et al. (2009) os métodos mais utilizados para avaliação de raízes no solo, são os que priorizam a escavação, com uso de trados, monólitos, perfil do solo, tubos de acrílico, assim como os métodos indiretos. Os autores salientam que o método a ser escolhido tem que considerar as condições de colheita, condições edáficas, a disponibilidade de trabalho da amostra e o produto final ou o objetivo do estudo.
Na literatura há muitas revisões que abordam os tipos e características de cada metodologia para avaliação do sistema radicular, dois exemplos clássicos são os de Böhm (1979) e Köpke (1981). Porém, para Vasconcelos et al. (2003) não existe um método que seja adequado, todos são dependentes da condição “in situ”, mudando de acordo com a cultura, variedade e tipo de manejo.
Os métodos de monólito e sonda de amostragem foram comparados por Otto et al. (2009), que concluíram que a sonda de amostragem de 0,55 m de diâmetro se assemelhou ao método do monólito, quando comparado o volume de raízes amostrado. Vasconcelos et al. (2003) comparando métodos de escavação do solo com digitalização de raízes no perfil encontraram que o este último foi mais sensível as diferenças entre os tratamentos avaliados.
No entanto, independentemente do método empregado, o estudo de raízes da cana-de açúcar é cana-de suma importância para que as ações cana-de manejo sejam aplicadas cana-de forma racional, desde o sistema adotado e a configuração de plantio, até os tratos culturais, tais como: fertilização, sistemas de irrigação, controle de erosão, entre outros.
Espaçamento na cultura da cana-de-açúcar
A otimização da configuração de plantio e densidade populacional de plantas da cana-de-açúcar é um desafio à indústria canavieira, tendo em vista a busca do setor por maiores produtividades. Pesquisas têm sido desenvolvidas buscando respostas sobre o efeito da redução do espaçamento no aproveitamento de recursos pela planta, bem como a aplicação do controle de tráfego na cultura.
Associada ao controle do tráfego de máquinas, a alternativa que pode auxiliar na redução da compactação do solo é o plantio com diferentes espaçamentos entre linhas e/ou plantas, distinguindo a área de crescimento da planta e abrangendo maior espaço para o seu crescimento, considerando que esse arranjo reconfigura uma área
anteriormente cultivada com espaçamento simples (uma linha entre as linhas do rodado), para um plantio com maior densidade de plantas por hectare e espaçamentos entre as linhas destinadas ao tráfego, reduzindo as passagens num mesmo local (BRAUNBECK; MAGALHÃES, 2010).
De acordo com Casagrande e Vasconselos (2008) a distância entre sulcos ou fileiras de plantas adjacentes pode ser configurada uniformemente, quando é definido pela distância equidistante e também é denominado de plantio simples alternado e combinado. A redução da distância entre sulcos na maioria das vezes resulta em ganhos de produtividade.
Pensando nisso, a alteração na configuração de plantio representa uma técnica reconhecida para adequar o cultivo da cana nos sistemas mecanizados de colheita, com o objetivo maior de diminuir o impacto no solo e aumentar a taxa produtiva da cultura (TORQUATO et al., 2015).
No trabalho desenvolvido por Rossi Neto (2015) foi observado um aumento de produtividade da cana-de-açúcar com o emprego do espaçamento de 0,75 x 0,75 m, para um solo argiloso, enquanto no solo arenoso o maior aumento foi observado como espaçamento de 1,0 m entrelinhas equidistantes.
Entretanto, desde o início do avanço da mecanização nas operações de colheita, o espaçamento da cultura é condicionado a largura das máquinas, fator que limita o emprego de espaçamentos reduzidos ou coincidentes, bem como, prováveis incrementos em produtividade (MAGALHÃES, 2012). Souza et al. (2012) retratam que os trabalhos realizados no Brasil sobre espaçamento da cana-de-açúcar mostram um aumento em produtividade com a redução do espaço entre plantas, porém, a última recomendação é pelo uso de espaçamentos mais largos, pensando na adequação da largura efetiva das máquinas para facilitar a mecanização.
Desde então os espaçamentos simples de 1,40 e 1,50 m, foram adotados como alternativa, por conta da sua configuração permitir a alocação de menor espaço entre plantas para a colheita mecanizada, diminuindo a sobreposição da soqueira. Por esse motivo são os mais empregados nas unidades produtoras do Brasil até os dias atuais.
Algumas pesquisas foram desenvolvidas na década de 80 com o objetivo de testar tipos de espaçamento de “base larga” configurado a distancias entre fileiras de 1,80 m, 1,90 m, 2,00 m e 2,20 m (BELARDO et al., 2015). Nos quais foram destacados e reconhecidos como os espaçamentos mais adequados para a prática de colheita
mecanizada com uma fileira, esta que é a principal configuração de plantio utilizada em países como a Austrália, até os dias atuais.
No Brasil, recentemente as unidades produtoras têm adotado o espaçamento denominados como duplos alternados. Como exemplo dessa configuração tem-se o 0,90 x 1,50 m e 0,90 x 1,60 m. São métodos de plantio que geram ganhos financeiros pela economia dos custos de produção em razão dos novos projetos emergentes de colhedoras permitirem a colheita de duas fileiras numa passada, aumentando a capacidade operacional (BELARDO et al., 2015).
Em levantamentos pioneiros feitos pelas unidades produtoras da cana-de-açúcar no Brasil, foram considerados os principais fatores que condicionam a produtividade da cana-de-açúcar por cinco cortes subsequentes, nesse estudo foi sugerido que o emprego de espaçamentos reduzidos em solos arenosos e de baixa fertilidade representam boas alternativas para o aumento da produtividade (BELARDO et al., 2015). A exemplo desse tipo de configuração tem-se os arranjos de 0,50 x 1,50 m, o duplo alternado 0,90 x 1,50 m e até com maior amplitude de redução 1,00 m ou 1,10 m. O principal fator para o rendimento econômico satisfatório é preconizar técnicas de baixo custo marginal, no qual se obtém ganhos proporcionalmente maiores na produção GULATI et al. (2015).
Nessa óptica o emprego de diferentes formas de distribuição das mudas no plantio pode gerar economia no plantio e ganhos substanciais em produtividade, representando um rendimento econômico na implantação e na longevidade dos canaviais. De acordo com Xavier (2013) o investimento com as mudas no plantio da cana-de-açúcar representa em torno de 17% do orçamento em áreas cultiváveis e cerca de 19% em áreas de expansão, devido ao impute de insumos. Isto porque, a redução da distância entre plantas e entrelinhas promove maior estabilidade e menor mortalidade de perfilhos, bem como a melhor distribuição das touceiras (ROSSI NETO, 2015).
Os plantios da cana-de-açúcar são realizados com espaçamento entre 1,20 e 1,60 m entrelinhas (SOUZA et al., 2014). Plantios mais estreitos como 1,0 m, por exemplo, promoverão aumento de metros lineares por área. Nesse caso, se a produção da lavoura for a mesma em um plantio mais largo ou mais estreito, o que ocorrerá é que a densidade da linha da cana-de-açúcar, em relação à massa por metro lineares, será menor. Paes et al. (1997) testaram quatro espaçamentos entre linhas de plantio, com 1,0 m e 1,90 m, para três variedades da cana-de-açúcar. O número de colmos por metro quadrado foi menor ao passo em que o espaçamento aumentou, porém, a densidade da linha da cultura no
momento da colheita foi ligeiramente menor para o espaçamento de 1,0 m entrelinhas, enquanto que a produtividade não foi significativamente alterada.
Na literatura são encontradas abordagens sobre a interação da redução do espaçamento e cultivares da cana-de-açúcar, tem-se como exemplo os trabalhos de Veiga e Amaral (1952), Arruda (1961), Chen (1966), Paranhos (1972) e Pereira Junior (1984) os quais não observaram interações significativas quanto a cultivares e configuração de plantio. No entanto, Ortega (1966), Herbert (1967), Fernandez (1980), Barbieri (1981), Espironelo et al. (1987), Richard Junior et al. (1991) e Banerjee et al. (2012), retratam que houve interação significativa sobre o espaçamento e a cultivar em seus trabalhos.
A pesquisa sobre redução do espaçamento de plantio da cana-de-açúcar tem induzido a vários questionamentos, nos quais, a interceptação de luz pela planta, processos fisiológicos e bioquímicos. O estudo de Bull e Bull (1996) demonstra efeito positivo da interceptação de luz pela planta e produtividade final da cana-de-açúcar. Ainda, com espaçamento 0,5 m, os autores relatam que o fechamento dossel se deu aos 50 dias antes do previsto, representando um ganho de 1/3 do tempo para fechar a linha da cultura. Olivier e Singels (2003) observaram um aumento na taxa de radiação fotossinteticamente ativa de 30% com a redução do espaçamento de 1,5 para 0,9 m. Garside et al. (2005) encontraram um aumento de 13% na radiação fotossinteticamente ativa, trabalhando com espaçamento de 0,5 m.
Alguns estudos demonstram a necessidade de entender como é o comportamento dos processos que envolvem as respostas da cultura em espaçamentos adensados, tais como desenvolvimento foliar, a captura de radiação e conversão da biomassa (GARSIDE; BELL, 2009). Assim, considerando que, 90% da massa seca que compõe a planta, são decorrentes dos processos fotossintéticos (BENINCASA, 1988), estudar essas interações entre os parâmetros de crescimento com estádios de desenvolvimento, fatores de ambiente, tais como: luminosidade, temperatura, disponibilidade de água e nutrientes e fechamento dossel, faz-se compreender sobre como se dá o processo de crescimento, a adaptabilidade do vegetal ao ambiente, bem como a configuração de plantio(BONNET, 1998; PARK et al., 2005; GILBERT et al., 2006; MARAFON, 2012).
Esse tipo de análise é utilizado corriqueiramente, estimando-se os índices morfofisiológicos, dentro de um esquema de amostragem sequencial, avaliando-se regularmente o acúmulo de massa seca e da área foliar. A partir desses parâmetros, a avaliação de crescimento da cana-de-açúcar também pode ser feita, com as análises de
perfilhamento e de desenvolvimento de folhas. O parâmetro que mais se correlaciona com a produtividade é a dinâmica de crescimento dos colmos, considerando que, pode mudar com a variedade e as condições do meio. A capacidade de armazenamento dos colmos está ligada à sua morfologia, assim como o metabolismo responsável pelo transporte de açúcar aos tecidos fonte e dreno. O acúmulo da sacarose no colmo é condicionado à capacidade de armazenamento do mesmo e, então, as características da morfologia do vegetal, as quais: área foliar, número de perfilhos, altura da planta e diâmetro dos entrenós, está atrelada ao acúmulo de sacarose (MARAFON, 2012).
O perfilhamento se dá pelas frações subterrâneas de colmos que foram formados anteriormente, no seu início é governado pela temperatura e radiação e é afetado por fatores como: variedade, densidade de plantio, pelo período, ou seja, se é cana planta ou soca, o regime hídrico e nitrogênio (SUGUITANI; MATSUOKA, 2001).
Contudo, a configuração de plantio com espaçamentos reduzidos, o manejo de adubação e outros tratos culturais, são fundamentais para a viabilização da rentabilidade do setor sucroenergético, nos solos tropicais brasileiros.
Controle de tráfego agrícola na cultura da cana-de-açúcar
Os sistemas de produção agrícola são dependentes do uso de máquinas, sem o auxílio de tratores e colhedoras seria impossível de se utilizar das práticas modernas de cultivo. Em contrapartida, o tamanho das máquinas vem aumentando de acordo com a necessidade de produção. Acarretando em impactos negativos na qualidade física do solo, por forma de deformações superficiais, tornando-o compactado e diminuindo substancialmente a taxa de produção vegetal da cana-de-açúcar.
O deslocamento de um rodado pela superfície do solo gera tensões superficiais e tangenciais, ou ainda, tensões normal e cisalhante, que são transferidas ao solo e podem atingir suas camadas subsuperficiais (BARBOSA et al., 2004). A pressão exercida pelo conjunto do rodado expulsa o ar dos poros, aumentando a coesão em solos argilosos e o ponto de contato entre partículas em solos arenosos, esse efeito pode ser irreversível a estrutura do solo, principalmente nas camadas superficiais (SOUZA et al., 2012).
Para Raper (2005), os fatores que influenciam a compactação do solo em áreas trafegadas são: i) distribuição granulométrica, isto porque, solos com partículas de menor tamanho são menos susceptíveis a compactação comparado a solos compostos por partículas maiores ii) solos pulverizados são susceptíveis a quebra em menores frações
quando sofrem a pressão exercida pelo tráfego de máquinas. iii) solos com alta umidade, e fora do seu estado de friabilidade, condições estas que diminuem a resistência do solo à penetração. Além disso, há o aumento da densidade do solo com a umidade devido à expansão das partículas, elevando o cisalhamento do solo.
Com a redução do espaço poroso e o aumento da densidade do solo, o sistema radicular da cultura da cana-de-açúcar se desenvolve com dificuldade por conta dos impedimentos físicos e a diminuição da disponibilidade do oxigênio (VISCHI FILHO et al., 2015). Assim, é necessário manter o estado físico do solo adequado para o desenvolvimento de plantas, por meio do monitoramento dos atributos físicos do solo e seu comportamento compressivo, controlando o tráfego de máquinas, considerando que a relação entre massa/volume e resistência do solo à penetração se interagem e podem e são causa do impedimento radicular (SILVA et al., 2000; SEVERIANO et al., 2008).
Nas linhas trafegadas a densidade é tipicamente maior, comparada às linhas adjacentes, contudo, densidade e índice de cone aumentam de acordo com a magnitude do tráfego no solo. O primeiro sinal visível é a deformação do solo ou recalque, este que é definido por Mialhe (1993) como o rebaixamento de leito provocado pelo conjunto rodado, reduzindo o volume de poros, isto porque, problemas com a sobreposição dos rodados de máquinas com elevada massa num determinado solo, no qual o estado de umidade se encontra acima da faixa de friabilidade, acaba por ultrapassar a capacidade de suporte de carga do solo, provocando deformações plásticas.
Avaliando a compactação e o recalque superficial de um Latossolo Vermelho em condições de campo e laboratório, Couto et al. (2013), verificaram que a intensidade do tráfego foi o fator que influenciou nos atributos estudados. De acordo com Tim Chamem et al. (2015) se o solo for trafegado sob elevados teores de umidade pode acarretar numa degradação estrutural ainda maior. Dessa forma, o crescimento da planta pode ser afetado por conta da inibição das quantidades adequadas de nutrientes, oxigênio, gás carbônico e água, devido as barreiras físicas no solo (MAZURANA et al., 2011; ORTIGARA et al., 2014).
Além disso, solos com compactação adicional necessitam de mais energia, ou potência das máquinas para as ações de manejo, tornando maiores os custos de operação (OSKOUI; VOORHEES, 1991). Outra relação destacável é que em solos compactados o apoio para máquinas e tração é maior, comparado a um solo sem compactação, também a capacidade de suporte de carga. Burt et al. (1986) sugerem que trabalhar com pistas
pré-compactadas para o tráfego em áreas agrícolas pode ser uma alternativa de controle do tráfego onde a janela de operações é curta no que diz respeito a operações mecanizadas.
A diminuição do tráfego de máquinas é uma realidade distante de ser alcançada, tendo em vista que são inúmeras operações durante o ciclo da cultura da cana-de-açúcar que necessitam de maquinário ou implementos de arrasto. No entanto, a solução para a redução do tráfego, segundo, Assis et al. (2009), está no planejamento para se trabalhar com o solo em condição de umidade ideal, dimensionamento de máquinas e equipamentos que façam melhor aproveitamento de passagens e manobras na área.
O estudo de Braunack e Mcgarry (2006) é uma referência no que diz respeito a controle de tráfego em cana-de-açucar, os autores trabalharam com diferentes espaçamentos e linhas de tráfego controlado e constataram que a densidade do solo e resistência do solo à penetração nas linhas de rodado apresentaram maiores valores comparada as linhas de tráfego controlado. O estudo também mostra que na indústria canavieira da Austrália essa forma de tráfego controlado é praticada nos canaviais, direcionando a passagem de máquinas na mesma posição por até quatro cortes da cana-de-açucar.
Contudo, a alternativa na redução do tráfego é o aumento da bitola das máquinas, visando a menor amplitude do solo trafegada, com vistas a aumentar a área disponível para o crescimento das plantas (SOUZA et al. 2012).
A ampliação gradual da colheita mecanizada, aqueceu o mercado de colhedoras, fazendo com que novos projetos e conceitos de colhedoras fossem descartados, agravando o problema da compactação do solo nos canaviais. De acordo com Sá et al. (2016) se a bitola da máquina for padronizada a espaçamentos múltiplos da cana-de-açúcar, o tráfego seria concentrado em menores faixas, esse benefício foi verificado por Souza et al. (2015) nos quais relatam que a qualidade física do solo foi preservada quando adequou-se a biotola do trator as linhas de tráfego, outro exemplo é o trabalho de Souza et al. (2012) que observaram um aumento em produtividade de colmos da ordem de 18 a 20% no canavial com tráfego controlado.
Embora os modelos de colhedoras disponíveis hoje apresentem boa qualidade, no que diz respeito a robustez, algumas deficiências são observadas demandando inovação tecnológica. Nesse caso, a proposta de colheita em linhas múltiplas pode ser viabilizada, considerando seus benefícios econômicos e a redução substancial da compactação do solo. Em trabalho pioneiro de Laguë et al. (2003) chama a atenção para a intensidade do
tráfego de máquinas nas culturas anuais e perenes durante o ciclo de produção, a proposta da pesquisa em questão é o desenvolvimento de estruturas pórtico, que diminuem a área total trafegada.
Nesse sentido, Taylor e Burt (1975) desenvolveram um equipamento para controlar o tráfego priorizando a distinção das linhas destinadas ao crescimento de planta. Assim, são configuradas as faixas de tráfego permanentes, compactadas e capazes de suportar o recalque adicional, além de aumentar a eficiência de tração e flutuação.
Assim, a compactação do solo é invariavelmente reduzida, exceto para condições criadas pelos implementos de preparo do solo. Na literatura, são encontrados vários trabalhos, na tentativa de se criar uma estrutura provida com bitola maior do tipo estrutura pórtico. Williford (1974) construíram uma estrutura para controle de tráfego em sistema de produção de algodão, onde se priorizava seis linhas entre o rodado, os autores observaram um aumento em produtividade que pode ser atribuído ao menor grau de compactação do solo.
O aumento de bitola é outra proposta, Morrison (1985) sugeriu a utilização de equipamentos de colheita com maiores bitolas e, a substituição de rodas duplas paralelas, por rodagens no modo de tandem, ou sequenciais. Gebhardt et al. (1982) desenvolveram uma máquina do tipo pórtico ou, barra porta ferramentas, com espaçamento de 3,3 metros entre rodados. Uma unidade pórtico também foi desenvolvida pelo Laboratório de Dinâmica de Solos (USDA) em 1978 para se estudar o controle de tráfego, que foi empregada na cultura do milho, soja, algodão, segundo os autores, o uso desse equipamento reduziu os valores de densidade do solo e resistência do solo à penetração.
Considerando que o desenvolvimento do setor sucroalcooleiro ocorra de maneira sustentável é importante a realização de estudos com direcionamento do tráfego e espaçamento de plantio, os quais permitirão redução da compactação e melhorias na qualidade física do solo.
Referências Bibliográficas
ANTWERPEN, R. Modelling root growth and water uptake of sugarcane cultivar
NCo 376. Ph.D. Thesis. University of the Orange Free State, Bloemfontein, 133 p,
unpublished, 1998.
ARRUDA, H. C. Contribuição para o estudo da técnica da cultura da cana-de-açúcar
no Estado de São Paulo. Tese (Doutorado em Agronomia) – ESALq, Universidade de
ASSIS, R. L.; LAZARINI, G. D.; LANÇAS, K. P.; CARGNELUTTI F. A. Avaliação da resistência do solo à penetração em diferentes solos com a variação do teor de água.
Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.29, n.4, p.558-568, 2009.
AVILAN R., L. R. Estudio del sistema radicular de la caña de azúcar variedad v58-4 en un mollisol del estado Portuguesa. Agronomía Tropical, v.28, n.2, p.163-174, 1978. BALL-COELHO, B.; SAMPAIO, E. V. S. B.; TIESSEN, H.; STEWART, J. W. B. Root dynamic in plant ratoon crops of sugar cane. Plant and Soil, v.142, n.2, p.297-305, 1992. BARBOSA, J. A.; DIAS JUNIOR, M. S.; VIEIRA, L. B.; DIAS, G. P. Resistência ao cisalhamento de um Argissolo Vermelho-Amarelo submetido ao tráfego de um trator agrícola. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.4, n.8, p.321-325, 2004.
BRASIL. Empresa de Pesquisa Energética. Balanço Energético Nacional 2015 – Ano base 2014: Relatório Síntese. Rio de Janeiro: EPE, 2015. 62 p.
BARBIERI, V. Medidas e estimativas de consumo hídrico em cana-de-açúcar
(Saccharum spp.). 1981. 142 p. Dissertação (Mestrado em Agronomia), ESALq –
Universidade de São Paulo, Piracicaba. 1981.
BANERJEE, K., PRAMANIK, B. R., PUSTE, A. M. Effect of different row spacing on ratoonability of hight sugar genotypes of sugarcane hybrids. Journal of Crop and Weed, v.8, n.2, p.77-79, 2012.
BELARDO, G. C.; CASSIA, M. T.; SILVA, R.P. Processos agrícolas e mecanização
da cana-de-açúcar. 1. ed. Jaboticabal: Associação Brasileira de Engenharia Agrícola,
2015. v.3. 608p.
BENINCASA, M. M. P. Análise de crescimento de plantas: noções básicas. Jaboticabal: FUNEP, 1988. 42p.
BÖHM, W. Methods of studying root systems. Berlin: Springer, 1979. 188p.
BONNET, G. D. Rate of leaf appearance in sugarcane, including a comparison of a range of varieties. Australian Journal of Plant Physiology, Oxford, n.25, n.7, p.829-834, 1998.
BONOMI, A.; AVALETT, O.; CUNHA, M. P.; LIMA, M. A. P. The virtual sugarcane biorefinery Concept. Green Energy and Technology. 1ed. Springer International
Publishing, p.5-11, 2016.
BOYCE, J. P. Plant crop results of row spacing experiment at Pongola. In: ANUAL CONGRESS OF THE SOUTH AFRICAN SUGAR ASSOCIATION, 42., Durban, 1968.
Proceedings... Durban: South African Sugar Association, 1968. p.136-141.
BRAUNACK, M. V.; McGARRY, D. Traffic control and tillage strategies for harvesting and planting of sugarcane (Saccharum officinarum) in Australia. Soil and Tillage
Research, Amsterdam, v.89, n.1, p.86-102, 2006.
BRAUNBECK, O. A.; MAGALHÃES, P. S. G. Avaliação tecnológica da mecanização
da cana-de-açúcar. In: CORTEZ, L.A.B. (Coord.). Bioetanol de cana-de-açúcar: P&D
para produtividade e sustentabilidade. São Paulo: Blucher, p.451-475, 2010.
BULL, T. A.; BULL, J. K. Increasing sugarcane yields through higher planting density – preliminary results. In: WILSON, J. R.; HOGARTH, D. M.; CAMPBELL, J. A.;
GARSIDE, A. L. (Eds). Sugarcane: Research towards efficient and sustainable
production. Brisbane: CSIRO. p.166-168, 1996.
BURT, E.C., BAILEY, A.C., PATTERSON, R.M., TAYLOR, J.H. Combined effects of dynamic load and travel reduction on tire performance. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v.22, n.1-3, p.40-5, 1979.
CASAGRANDE, A. A; VASCONCELOS A. C. M. Fisiologia da parte aérea. In: DINARDO-MIRANDA, L. L.; VASCONCELOS, A. C. M.; LANDELL, M. G. de A cana-de-açúcar. Campinas: Instituto Agronômico e Fundação- IAC, 2008. Cap.3, p.57-78.
CASAGRANDE, A. A. Tópicos de morfologia e fisiologia da cana-de-açúcar. Jaboticabal: Funep, 1991. 157p.
CORÁ, J. E.; ARAUJO, A. V.; PEREIRA, G. T.; BERALDO, J. M. G. Variabilidade espacial de atributos do solo para adoção do sistema de agricultura de precisão na cultura da cana-de-açúcar. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.28, n.6, p.1013-1021, 2004.
CHEN, W. T. A study on the planting methods of sugarcane at the Tidal Land of Yung Lin. Taiwan Sugar Experiment, v.25, n.42 p. 87-96, 1966.
COSTA, M. C. G.; MAZZA, J. A.; VITTI, G. C.; JORGE, L. A. C. Distribuição radicular, estado nutricional e produção de colmos e de açúcar em soqueiras de dois cultivares de cana-de-açúcar em solos distintos. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.31, n.6, p.1503-1514, 2007.
COUTO, R. F.; REIS, E. F.; VIANA, P. M. F.; HOLTZ, V.; OLIVEIRA, L. A.; ALVES, S. M. F. Compactação e recalque superficial de um Latossolo Vermelho em condição de campo e laboratório. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.17, n.11, p.1239-1245, 2013.
DON, A.; OSBORNE, B. A.; HASTINGS, A.; SKIBA, U.; CARTER, M. S.; DREWER, J.; FLESSA, H.; FREIBAUER, A.; JONES, M. B.; LANIGAN, G.J.; MANDER, U.; MONTI, A.; VALENTINE, J.; WALTER, T.; ZENONE, T. Land-use change to bioenergy production in Europe: implications for the greenhouse gas balance and soil carbon. Global Change Biology Bioenergy, v.4, n.32, p.372-391, 2012.
ESPIRONELO, A.; COSTA, A. A.; LANDELL, M. G. A.; PEREIRA, J. C. V. N. A.; IGUE, T.; CAMARGO, A. P.; RAMOS, M. T. B. Adubação NK em três variedades de cana-de-açúcar em função de dois espaçamentos. Bragantia, Campinas, v.46, n.2, p.247-268, 1987.
FARONI, C. E.; TRIVELIN, P. C. O. Quantificação de raízes metabolicamente ativas de cana-de-açúcar. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.41, n.6, p.1007-1013, 2006.
FERNANDEZ, J. Wide base furrow for sugarcane planting. In: CONGRESS INTERNACIONAL SOCIETY OF SUGARCANE TECHNOLOGIST, 17.
Proceedings… Manila. The Executive Committee of ISSCT. v.1, p.1058-1068, 1980.
GALVANI, E.; BARBIERE, V.; PEREIRA, A. B.; VILLA NOVA, N. A. Efeitos de diferentes espaçamentos entre sulcos na produtividade agrícola da cana-de-açúcar (Saccharum spp.). Scientia Agricola, Piracicaba, v.54, n.1-2, p.62-68, 1997.
GARSIDE, A. L.; ROBOTHAM, B. G.; CHAPPELL, W.; BERTHELSEN, J. E. Row spacing and tillage effects on the growth and yield of sugarcane. In: Conference of the Australian Society of Sugar cane Technologists held at Bundaberg, 2005. Queensland.
Proceedings... Queensland: Conference of the Australian Society of Sugarcane
Technologists Held at Bundaberg, 2005. p.133-143.
GARSIDE, A. L.; BELL, M. J. Row spacing and planting density effects on the growth and yield of sugarcane. 1. Responses in fumigated and non-fumigated soil. Crop and
Pasture Science, Oxford, v.60, n.6, p.532-543, 2009.
GEBHARDT, M. R.; GOERING, C. E.; HOLSTUN, J. T.; KLIETHERMES, A. R. A high wide tractor for controlled traffic research. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v.25, n.1, p.77-80, 1982.
GILBERT, R. A.; SHINE JÚNIOR, J. M.; MILLER, J. D.; RAINBOLT, C. R. The effect genotype, environmental and time of harvest on sugarcane yields in Florida, USA. Field
Crops Research, Amsterdam, v.95, p.156-170, 2006.
GULATI, J. M. L.; SUNMARG, C. H; BEHRA, K. J.; JENA, S. N.; LENKA, S. Effect of planting methods on growth pattern and productivity of sugarcane varieties. Indian
Journal Agriculture Research, v.49, n.3, p.222-228, 2015.
HERBERT, L. P.; MATHERINE, R. J.; DAVIDSON, L. G. Row-spacing experiments with sugarcane in Louisiana. In: CONGRESS INTERNACIONAL SOCIETY OF SUGARCANE TECHNOLOGIST, 12., Puerto Rico, 1965, Proceedings… Amsterdam, Elsevier, p.96-102, 1967.
KÖPKE, V. Methods for studying root growth. In: Symposium on the Soil/Root System. 1., Londrina, 1980. Proceedings... Londrina: Fundação Instituto Agronômico do Paraná, 1981. p.303-318.
LAGUË, C.; AGNEW, J.; KHELIFI, M. Theoretical Evaluation on the Feasibility of
Controlled-Traffic Farming (CTF). Using Wide-Span Implement Carriers (WSIC) for Canadian Agriculture. CSAE - Paper No 03-233. Montréal, Québec, Canada: CSAE/SCGR. 2003.
LIMA, C. L. R.; SILVA, A. P.; IMHOFF, S. C.; LEÃO, T. P. Estimativa da capacidade de suporte de carga do solo a partir da avaliação da resistência à penetração. Revista
Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.30, n.2, p.217-223, 2006.
MARAFON, A. C. Análise quantitativa de crescimento em cana-de-açúcar: uma
introdução ao procedimento prático. Aracaju: Embrapa Tabuleiros Costeiros. p.29,
2012. (Documento 168)
MAGALHÃES, P. S. G.; NOGUEIRA, L. A. H.; CANATARELLA, H.; ROSSETTO, R.; FRANCO, H. C. J.; BRAUNBECK, O. A. Agro-industrial technological paths, in
Sustainability of sugarcane bioenergy by Center of Strategic Studies and Management (CGEE). 2012. p. 27-69.
MIALHE, L. G. O estado da arte e perspectivas da utilização de rodados pneumáticos de baixa pressão na área agrícola. In: Encontro sobre Pneus de Alta Flutuação e Baixa Pressão nas Áreas Agrícola e Florestal, 1993, Piracicaba. Anais... Piracicaba: ESALq, 1993. p.1-17.
MAZURANA, M. Atributos físicos, mineralógicos e matéria orgânica de solos
relacionados à capacidade de suporte de carga. 169 p. Dissertação (Mestrado em
Ciência do Solo) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2011.
MORRISON, J. E. Machinery requirements for permanent wide beds with controlled traffic. Applied Engineering in Agriculture, v.1, n.2, p.64-67, 1985.
OLIVIER, F.; SINGELS, A. Water use efficiency of irrigated sugarcane as affected by row spacing and variety. Production South African Sugarcane Technology, v.7, n.2, p.347-351, 2003.
ORTEGA, D.; MANZON, E. D. Distancia y densidades de siembra mas convenientes
em 5 variedades de caña de azúcar. Yaritagua: Boletin Estación Experimental de
Occidente, v.79, 1966, 1 p.
ORTIGARA, C.; KOPPE, E.; LUZ, F. B. da; BERTOLLO, A. M.; KAISER, D. R.; SILVA, V. R. da. Uso do solo e propriedades físico-mecânicas de Latossolo Vermelho.
Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, n. 2, p.619-626, 2014.
OSKOUI, K. E.; VOORHEES, W. B. Economic consequences of soil compaction.
Transactions of the ASAE, St. Joseph, v.34, n.6, p. 2317-2323. 1991.
OTTO, R.; TRIVELIN, P. C.O.; FRANCO, H. C. J.; FARONI, C. E.; VITTI, A. C. Root system distribution of sugarcane as related to nitrogen fertilization, evaluated by two methods: monolith and probes. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.33, n.3, p.601-611, 2009.
OTTO, R.; SILVA, A. P.; FRANCO, H. C. J.; OLIVEIRA, E. C. A.; TRIVELIN, P. C. O. High soil penetration resistance reduces sugarcane root system development. Soil and
Tillage Research, Amsterdam, v.117, n.2, p. 201-210, 2011.
PACHECO, E.P.; CANTALICE, J.R.B. Compressibilidade, resistência à penetração e intervalo hídrico ótimo de um Argissolo Amarelo cultivado com cana-de-açúcar nos Tabuleiros Costeiros de Alagoas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.35, n.2, p.403-415, 2011.
PAES, J. M. U.; MARCIANO, N.; BRITO, C. H.; CARDOSO, A. A.; MARTINEZ, H. H. P.; MENDES, A. Estudos de espaçamentos e doses de nitrogênio na produção e em algumas características biométricas de três variedades de cana-de-açúcar. STAB, Piracicaba, v.15, p.18-20, 1997.
PARANHOS. S. B. Espaçamento e densidades de plantio em Cana-de-Açúcar. 109 p. Tese (Doutorado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1972.
PARK, S. E.; ROBERTSON, M.; INMAN-BAMBER, N. G. Decline in the growth of a sugarcane crop with age under high input conditions. Field Crops Research, Amsterdam, v.92, n.-23, p.305-320, 2005.
PEREIRA JÚNIOR, A. C. G. Efeitos da irrigação e do espaçamento no
desenvolvimento e na produção de três variedades de cana-de-açúcar (Saccharum 79 spp.). 142 p. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura
"Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1984.
RAPER, R. L. Agricultural traffic impacts on soil. Journal of Terramechanics, Amsterdam, v.42, n.3, p.259-280, 2005.
