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RELATÓRIO PARCIAL PARA AUXÍLIO DE PESQUISA
Projeto Agrisus Nº: 1188/13
Título da Pesquisa: Estoque e Ciclagem de Carbono no Solo e seu Impacto sobre a Produtividade de Cana-de-Açúcar
Interessado (Coordenador do Projeto): Joel Medeiros Bezerra Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)
Av. Aprígio Veloso, 882, Bairro Universitário, CEP 58429-140, Campina Grande (PB) Fone: (84) 4005-9952
Joel_medeiros@oi.com.br, joel.medeiros@ifrn.edu.br
Local da Pesquisa: Usina Santa Teresa, Goiana (PE)
Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ 24.000,00 (vinte quatro mil reais) Vigência do Projeto: 12/07/13 a 01/05/15
RESUMO
O presente estudo teve como objetivo avaliar as mudanças no estoque de carbono e nitrogênio do solo em áreas envolvendo experimentos de longa duração com cultivo de cana-de-açúcar sob semeadura direta com queima prévia da palha para colheita, relacionando com alguns atributos químicos e físicos de um Espodossolo Humilúvico. O uso e manejo do solo a longo prazo promoveu a redução da resistência a penetração do solo das camadas mais profundas (30-50 cm de profundidade). O conteúdo de água do solo foi alterado em função da topografia e compactação. O sistema agrícola com tratamento Cana de 1° ano mostrou degradação física mais avançada, evidenciada pelo aumento da resistência à penetração e elevada condutividade elétrica. A substituição da mata pelo sistema agrícola de canavial a longo prazo, promoveu alteração das camadas de 0-50 cm de profundidade, sobre as condições físicas do Espodossolo. Constatou-se ainda a alteração dos atributos químicos nas camadas superficiais até 40 cm de profundidade, os quais apresentaram diferença significativa quanto as condições de Mata. Alterações químicas de M.O., K, Mg, S.B. e CTC foram efeitos indiretos das profundidades avaliadas em função do manejo de cana-de-açúcar sob semeadura direta com queima prévia da palha para colheita.
1. INTRODUÇÃO
A degradação do potencial agrícola dos solos, pelas suas distintas formas de uso e a redução do estoque de nutrientes, em especial de carbono (C) e nitrogênio (N), assumem maior importância nos estudos sobre o papel das atividades agrícolas no cenário das mudanças climáticas globais (LAL, 2004).
Os solos agrícolas podem atuar como dreno ou fonte de gases de efeito estufa (GEE), dependendo do sistema de manejo a que forem submetidos (IPCC, 2001). Sistemas de manejo que aumentem a adição de resíduos vegetais e a retenção de C no solo se constituem em alternativas importantes para aumentar a capacidade de dreno de C-CO2 atmosférico e consequente mitigação do aquecimento global (AMADO et al., 2001; BAYER et al., 2006).
Os solos representam um importante componente no ciclo biogeoquímico do carbono, armazenando cerca de quatro vezes mais carbono que a biomassa vegetal e quase três vezes mais que a atmosfera. Várias são as ênfases e as formas de quantificar o efeito de sistemas de manejo
2 sobre os fluxos de C no sistema solo-planta-atmosfera citadas na literatura (JANZEN et al., 1998). O balanço de C no solo é dependente da relação entre as adições de C fotossintetizado pelas plantas (parte aérea e raízes) e as perdas de C para a atmosfera resultantes da oxidação microbiana do C orgânico a CO2.
A decomposição dos resíduos vegetais é uma importante via de reciclagem de nutrientes em agrossistemas, resultando em melhorias nas características físicas, químicas e biológicas do solo (SCHUNKE, 1998).
A magnitude desses processos pode ser avaliada em experimentos de longa duração, pela quantificação dos estoques de C orgânico no solo, em comparação ao estoque inicial de C solo (COSTA et al., 2006).
As principais fontes e sumidouros de dióxido de carbono nos solos estão associadas às mudanças na quantidade de carbono orgânico estocada. O aumento ou diminuição deste estoque depende da quantidade e qualidade da matéria orgânica que entra no solo, os quais, junto à taxa de decomposição, são determinados pela interação entre clima, atributos do solo, e uso e manejo das terras, levando-se em conta seu histórico de uso. Em ecossistemas não alterados pela ação humana, as condições de clima e solo são os principais determinantes do balanço de carbono porque eles controlam as taxas de produção e decomposição. Em sistemas agrícolas, o uso da terra e seu manejo modificam a entrada de matéria orgânica devido à produção de resíduo, ao tipo de cultura, à fertilização e aos procedimentos de colheita (EMBRAPA, 2007).
Sistemas de manejo conservacionistas determinam alterações na ciclagem de C no sistema solo-atmosfera, as quais se refletem no aumento dos estoques de C orgânico no solo (BAYER e MIELNICZUK, 1997). Neste contexto, a contribuição de sistemas de manejo conservacionistas no influxo líquido de C atmosférico no solo pode ser determinada a partir da diferença dos estoques de C orgânico no solo, em comparação ao mesmo solo submetido a um sistema convencional de manejo de solo (IPCC, 2001).
O carbono orgânico total (COT) é considerado o indicador mais importante da qualidade do solo e da agricultura sustentável, devido a sua estreita relação com as propriedades físicas, químicas e biológicas, principalmente em solos sob condições tropicais (CONCEIÇÃO et al., 2005). Sendo o COT a principal fonte de nitrogênio (AITA, 1997).
O preparo do solo e o manejo de culturas afetam as taxas metabólicas dos microrganismos nos processos de decomposição dos resíduos vegetais e da matéria orgânica no solo, as quais também são influenciadas pela temperatura e umidade do solo (LA SCALA JR. et al., 2006).
Entretanto, embora a mudança no estoque de carbono do solo necessite de períodos maiores para ser detectada, certamente esse reservatório representa um excelente compartimento para estocar o C sequestrado (LAL, 2004).
Devido à dificuldade na obtenção de medidas diretas de mudança de carbono no solo, reconhecem-se a importância da estimativa do estoque de carbono dos solos para o inventário. Estimativas de estoque de carbono nos solos do Brasil, em nível nacional, em que são raras, pouco difundidas e se deparam com a falta de informações disponíveis sobre a quantidade de carbono orgânico nos solos sob diferentes usos e em diferentes regiões do Brasil (EMBRAPA, 2007).
Existem alguns registros de estudos que abordam o impacto da implantação de sistemas de manejo do solo e de culturas sobre os estoques de carbono no Brasil, no sentido de avaliar a sustentabilidade de diferentes agroecossistemas nas diversas regiões, tais como: sudeste (RANGEL et al., 2008), sul (COSTA et al., 2008; MARTINS et al., 2009), centro-oeste (D’ANDRÉA et al., 2004) e Norte (CARVALHO et al., 2006; CARMO et al., 2007), entretanto a região nordeste é deficiente em levantamentos que indiquem padrões de tal atributo. Sendo tal conhecimento de fundamental importância, pela fragilidade dos solos, dos diferentes gradientes de aridez e de condições de instabilidade climática, dentre outros fatores.
Isso faz com que seja difícil fazer extrapolações para regiões maiores, visando à avaliação da sustentabilidade ambiental de tecnologias como a dos cultivos com potencial bioenergético, manutenção de restícios de ecossistemas nativos, além de dificultar a elaboração de políticas públicas mais adequadas para mitigação de gases de efeito estufa pela agricultura.
3 Desta maneira, o agrossistema bioenergético foi selecionado para este estudo por possuir grande expressão econômica no Brasil, e por estar em franca expansão. Podendo contribuir para a racionalização do processo produtivo, visto que implica na redução de custos operacionais, assegurando, sobretudo a manutenção, qualidade ambiental e sustentabilidade.
Dessa forma, a quantificação do carbono da biomassa, bem como o padrão de sua ciclagem, permitem avaliar a magnitude dos reflexos causados pela intervenção antrópica ou por fenômenos naturais ocorridos no ecossistema, tornando possível, por meio de estudos de ciclagem de nutrientes, a quantificação das saídas ou perdas de nutrientes (OKI, 2002).
Além do papel dos sistemas de manejo das atividades agrícolas nas perdas de carbono e nitrogênio para a atmosfera. Resultados de pesquisa para clima temperado mostram que as taxas de emissão de N2O são diretamente relacionadas com a textura do solo, a disponibilidade de N, a
temperatura, a umidade e a porosidade do solo (WEITZ et al., 2001), além do manejo dos solos. Diante do exposto, os objetivos específicos deste trabalho foram:
1. Avaliar as mudanças no estoque de carbono e nitrogênio do solo em áreas envolvendo experimentos de longa duração com cultivo de cana-de-açúcar sob semeadura direta com queima prévia da palha para colheita;
2. Quantificar os estoques de carbono e nitrogênio no solo;
3. Avaliar a relação entre atributos físicos do solo, atributos climáticos e manejo, com o estoque de carbono e nitrogênio, além da produtividade;
4. Identificar a dinâmica temporal dos teores de estoque de carbono e nitrogênio.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
A área experimental está localizada no município de Goiana (Zona da Mata Norte, Pernambuco, Brasil) extremo nordeste do estado, cujas coordenadas são: Latitude 07° 34' 25" S e Longitude 34° 55' 39" W (Figura 1).
Figura 1 - Localização do estado de Pernambuco no Brasil, município de Goiana
O solo da área de estudo é um Espodossolo Humilúvico órtico textura arenosa de acordo com a classificação Embrapa (2006), os quais são solos da região canavieira do nordeste.
O clima da região, segundo a Classificação Climática de Köppen-Geiger, é tropical úmido do tipo As’ ou pseudotropical, que se caracteriza por ser quente e úmido, com chuvas de outono a inverno, com temperaturas médias anuais variando em torno de 24°C. O volume pluviométrico acumulado anual é de 2.002 mm. A precipitação média anual é de 166,83 mm, concentrados principalmente no inverno.
As áreas em estudo vêm sendo manejadas nos últimos anos com cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) em plantio direto com queima prévia da palha para colheita, com corte realizado manualmente. No entorno da área cultivada existe a presença de áreas de remanescente de mata (Figura 2). A área vem sendo cultivada com cana-de-açúcar cultivar RB92579, com preparo mínimo, sendo realizada apenas uma sulcação e reposição de 500 kg ha-1 de N, P e K a lanço anualmente conforme necessidade recomenda.
A altitude na área de estudo foi determinada utilizando dados do projeto Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), com o objetivo de gerar um modelo digital de elevação (MDE) da terra usando a interferometria.
Brasil
Estado de Pernambuco Goiana (Áreas
experimentais*)
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Figura 2 - Mapa de localização dos talhões experimentais na área de estudo em Goiana (PE).
O experimento é composto por 8 tratamentos em talhões próximos, situados na mesma situação topográfica (Figura 3). Sendo que 7 tratamentos contemplam áreas de produção com o cultivo de cana-de-açúcar e um tratamento como referência constituído por mata nativa, para se determinar principalmente a relação do manejo do solo com o estoque de carbono. Foram avaliados diferentes tempos de implantação do agrossistema bioenergético de cana-de-açúcar (Cana Planta e Cana de 1 a 6 anos de implantação com reforma do sistema de cultivo). Foram coletadas 5 amostras simples de solo nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm, para posterior determinação das concentrações de carbono orgânico e nitrogênio representativa de cada uma das parcelas para todas as profundidades amostradas. As amostras foram coletadas com auxilio da abertura de trincheiras na entrelinha da cultura próximas ao centro de cada tratamento, no dia 23 de abril de 2014.
5 A partir dessas amostras foram determinados alguns atributos químicos e físicos do solo. Os atributos químicos do solo foram determinados de acordo com metodologia proposta por RAIJ et al. (2001) e utilizada no Laboratório de Química do Solo do Instituto Agronômico: pH em CaCl2 0,01
mol L-1; M.O. por oxidação úmida e leitura colorimétrica; P, K, Ca e Mg extraídos por resina trocadora de íons; H+Al por leitura do pH SMP; e S-SO4-2 extraído com Ca (H2PO4) 0,01 mol L-1.
Além da determinação do N Kjeldahl de acordo com a metodologia proposta por (Bremner, 1965). Dentre os atributos físicos do solo foram determinados a granulometria pelo método da pipeta, o conteúdo volumétrico de água no solo e a resitência do solo à penetração. A granulometria foi determinada conforme metodologia utilizada no Laboratório de Física do Solo da Universidade Federal Rural de Pernambuco e descrita por Camargo et al. (1986), utilizando como dispersante químico o hidróxido de Na e hexametafosfáto de Na.
No dia 23/04/2014 o conteúdo volumétrico de água no solo (%) foi determinado em três profundidades (0-20 cm, 20-40 cm e 40-60 cm de profundidade), em todos os tratamentos no momento da determinação da resistência do solo à penetração, além da determinação da temperatura do solo com auxílio do equipamento de termômetro de infravermelho termal com mira laser (Modelo RAYTEMP® 3 Infrared Thermometer).
O conteúdo volumétrico de água no solo foi determinado utilizando um equipamento TLO (Transmisión line oscillator - Modelo Hydrosense® Campbell Scientific Austrália Pty. Ltd.), que é similar a técnica TDR. Na técnica de TLO um sinal eletromagnético é emitido por meio de uma sonda no solo e é contabilizado o número de vezes que o sinal retorna em um período de tempo determinado
A resistência do solo à penetração foi medida em campo utilizando-se o penetrômetro de impacto (Modelo IAA-PLANALSUCAR-STOLF) de acordo com metodologia proposta por Stolf et al. (1983) até 50 cm de profundidade, no dia 23 de abril de 2014.
A Figura 4 apresenta a distribuição temporal da precipitação e a temperatura do ar sobre a área de estudo no período próximo da realização das amostragens.
Figura 4 - Precipitação diária e temperatura média do ar sobre a área de estudo no período de
novembro/2013 à maio/2014
A condutividade elétrica aparente do solo (CEa, mS m-1) foi medida por indução eletromagnética com o equipamento EM38 (Geonics Ltda) em duas profundidades: dipolo vertical (profundidade efetiva de avaliação de 1,5 m – CEa-V) e dipolo horizontal (profundidade efetiva de avaliação de 0,4 m - CEa-H).
A densidade do solo será determinada no perfil pedológico utilizando anéis volumétricos de 100 cm3, de acordo com metodologia proposta por Camargo et al. (1986), tal atividade será desenvolvida em fase posterior devido a problemas logísticos.
As medições de permeabilidade serão efetuadas com o permeâmetro modelo IAC, de acordo com método estabelecido por Vieira (1998). Em que serão efetuadas medições nas profundidades de
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 20 40 60 80 100 120 140 (° C) (m m ) Data Precipitação (mm) Temp. Média 23/04/2014 coleta
6 20 cm e 40 cm. Assim que a tradagem atingir a profundidade desejada, deve-se limpar o orifício com um trado limpador, o qual retira os torrões e solo solto e deixa o orifício com forma cilíndrica, com 3 cm de raio. Com as medições são obtidas taxas constantes de infiltração em mm min-1, correspondente a carga hidráulica de 5 cm. Serão calculadas a condutividade hidráulica saturada do solo.
Os resultados determinados foram analisados por meio da estatística descritiva. O software STAT (VIEIRA et al., 2002) foi utilizado para se determinar os principais momentos estatísticos: valor mínimo, valor máximo, média, desvio padrão, coeficiente de variação, coeficiente de assimetria, coeficiente de curtose e D - desvio máximo em relação à distribuição normal por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov com probabilidade de erro de 5 %.
Os resultados foram ainda analisados utilizando o pacote estatístico SANEST desenvolvido por ZONTA & MACHADO (1991), que permitiu a comparação de médias e a verificação das diferenças entre os tratamentos avaliados em função das diferentes profundidades.
3. RESULTADOS E SUA DISCUSSÃO
A seguir estão apresentados os principais resultados parciais obtidos neste projeto, contemplando alguns atributos físicos e químicos do solo.
A Tabela 1 apresenta os resultados das análises químicas do solo para todos os tratamentos envolvidos neste estudo.
Verifica-se que os valores de M.O. apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos nas camadas mais superficiais do solo (0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm e 20-40 cm de profundidade). De modo geral, nessas camadas, ocorre a adição pela incorporação e deposição de maior quantidade de resíduo da palhada sobre o solo, além da presença acentuada do sistema radicular, apresentando redução desses teores em profundidade. No sistema de Mata, a matéria orgânica encontra-se preservada, devido a não mobilização do solo e a constante ciclagem do material vegetal, proporcionado pela maior diversidade de espécies presentes.
Em geral observa-se uma diminuição dos teores de M.O. no tratamento de cana planta, em relação a mata nativa, associado as praticas de preparo do solo na reforma para incorporar a área ao sistema de cultivo, no qual ocorre o revolvimento do solo para a formação do canavial. Verifica-se ainda a redução dos teores no tratamento S6, devido ao contínuo cultivo da monocultura. Pode-se constatar um redução 47,56% ao relacionar os tratamentos de Mata e S6 na camada de 0-5 cm, enquanto na camada de 80-100 cm verifica-se uma diminuição de 21,62%.
Isso ocorre principalmente devido à redução da deposição de resíduos orgânicos e à exposição da MOS antes protegida fisicamente (Leonardus Vergutz et al., 2010). Desta forma, corroborando com Silva et al. (2006), os quais descrevem em estudo com cana conduzido no formato de cronossequência, em que observaram um decréscimo acentuado no carbono total do solo logo após a conversão da vegetação nativa para cana, seguido por um gradativo aumento.
O pH do solo somente diferiu entre os tratamentos nas camadas 5-10 cm, 10-20 cm, 20-40 cm e 60-80 cm, em que o maior gradiente ocorreu na profundidade 5-10 cm com 1,47 unidades o valor de pH de S2 em relação a S3. No presente caso, a redução do pH em profundidade mostrado na Tabela 1 deve estar mais relacionado ao processo denominado de “absorção alcalina”, cuja correção da acidez se dá em função da liberação de bases como OH- e HCO3- pelas raízes quando da
absorção de ânions, principalmente nitrato (RAIJ et al., 1988).
Os valores de P diferiram entre os tratamentos nas camadas 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm e 20-40 cm de profundidade. Na camada 0-5 cm os teores de P no S3 foram superiores aos valores determinados nos demais tratamentos. Os baixos valores de P nos demais tratamentos podem ser decorrentes da adsorção desse elemento pelos óxidos de ferro presentes, ou pela extração e remoção pelas culturas (Fontana et al., 2006).
Os valores de K apresentaram diferenças significativas para as profundidades de 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm e de 20-40 cm (Tabela 1). Nas demais profundidades estudadas (40-60 cm, 60-80 cm e de 80-100 cm) não houve diferença entre os tratamentos. Sendo os menores valores em geral
7 encontrados no S6 e CP, enquanto os maiores valores registrados para S1, S3 e S6 até os 40 cm de profundidade. Verifica-se ainda inversão no acumulo de K nas camadas de 40-60 cm e 80-100 cm, em que os maiores conteúdos estão no tratamento Mata.
A troca de cátions é um processo reversível e depende da concentração dos cátions na solução, existindo um equilíbrio entre os cátions retidos na superfície das partículas de solo com carga negativa e aqueles presentes na solução do solo (RAIJ et al., 1991). Dessa forma, o aumento da concentração de Ca+2 na solução do solo desloca o K+ da superfície do colóide, sendo que este último fica passível de ser lixiviado no perfil do solo com a água de drenagem livre.
Tabela 1 – Análise estatística dos atributos químicos do solo para os 8 tratamentos e nas diferentes
7 profundidades.
Tratamento M.O. pH P K Ca Mg H+Al S.B. CTC V N
g dm-3 mg dm-3 mmol dm-3 % g kg-1 0 - 5 cm de profundidade Mata 27,33 c 4,86 a 9,00 a 1,23 a 35,00 ab 13,67 b 28,67 ab 49,90 ab 78,57 ab 60,67 ab 1,20 c CP 17,67 ab 4,87 a 40,00 a 0,90 a 26,67 a 3,67 a 21,00 ab 31,23 a 52,23 a 59,00 ab 0,30 a S1 22,33 bc 4,77 a 17,67 a 2,57 b 17,33 a 6,67 a 27,00 ab 26,57 a 53,57 a 48,67 ab 0,80 b S2 14,33 a 4,53 a 8,00 a 1,33 ab 12,33 a 3,00 a 24,67 ab 16,67 a 41,33 a 41,67 ab 0,50 ab S3 18,00 ab 5,70 a 725,33 b 1,63 ab 89,67 b 8,00 ab 19,67 ab 99,30 b 118,97 b 81,33 b 0,60 ab S4 16,67 ab 5,10 a 13,00 a 1,13 a 17,33 a 4,67 a 20,33 ab 23,13 a 43,46 a 52,33 ab 0,50 ab S5 19,33 ab 4,47 a 8,67 a 1,67 ab 11,00 a 11,00 a 38,00 b 38,00 a 15,67 a 29,33 a 0,57 ab S6 14,33 a 4,97 a 2,67 a 0,67 a 14,00 a 4,00 a 18,67 a 18,67 a 37,33 a 49,00 ab 0,57 ab 5 – 10 cm de profundidade Mata 21,00 ab 4,77 ab 7,67 a 0,87 a 20,67 a 10,33 b 29,67 ab 31,87 a 61,53 a 51,33 a 0,97 b CP 16,67 a 4,87 ab 33,33 a 0,67 a 24,33 a 3,67 ab 19,33 ab 28,67 a 48,00 a 58,67 a 0,40 a S1 24,33 b 4,73 ab 21,00 a 2,27 b 20,00 a 7,33 ab 27,00 ab 29,60 a 56,60 a 51,00 a 0,97 b S2 16,00 a 4,17 a 12,33 a 1,50 ab 9,67 a 2,67 a 29,00 ab 13,83 a 42,83 a 31,33 a 0,57 a S3 15,67 a 5,63 b 442,67 b 1,47 ab 52,33 a 6,00 ab 20,33 ab 59,80 a 80,13 a 72,67 a 0,60 a S4 17,00 ab 5,43 ab 20,33 a 0,90 a 23,67 a 6,33 ab 17,00 a 30,90 a 47,90 a 62,33 a 0,57 a S5 18,00 ab 4,50 ab 8,33 a 1,70 ab 15,33 a 3,33 a 37,00 b 20,37 a 57,37 a 35,33 a 0,67 ab S6 14,67 a 5,23 ab 3,67 a 0,60 a 19,33 a 5,33 ab 15,33 a 25,27 a 40,60 a 59,67 a 0,53 a 10 – 20 cm de profundidade Mata 23,00 b 4,83 ab 8,33 a 0,87 ab 23,67 a 10,67 b 29,33 ab 35,20 a 64,53 ab 53,00 ab 0,93 c CP 15,00 a 4,93 ab 18,33 a 0,47 a 95,67 b 4,00 ab 17,00 a 100,13 b 117,13 b 70,67 ab 0,37 a S1 23,00 b 4,77 ab 22,00 a 2,63 c 23,33 a 8,00 ab 26,00 ab 33,97 a 59,97 a 56,33 ab 0,87 bc S2 16,67 ab 4,20 a 24,67 a 1,93 bc 10,67 a 3,00 a 31,33 ab 15,60 a 46,93 a 34,00 ab 0,53 ab S3 16,33 ab 5,63 b 433,67 b 1,27 ab 53,00 ab 6,00 ab 18,33 a 60,27 ab 78,60 ab 74,67 b 0,47 a S4 17,00 ab 5,20 ab 14,67 a 0,83 ab 21,33 a 4,67 ab 20,67 a 26,83 a 47,50 a 55,67 ab 0,63 abc S5 18,00 ab 4,43 ab 7,33 a 1,60 abc 11,67 a 3,00 a 41,00 b 16,27 a 57,27 a 29,33 a 0,67 abc S6 14,33 a 5,33 ab 4,67 a 0,70 ab 20,33 a 5,33 ab 15,67 a 26,37 a 42,03 a 61,00 ab 0,47 a 20 – 40 cm de profundidade Mata 21,33 b 4,83 ab 7,67 a 1,10 ab 24,33 a 10,67 b 29,33 ab 36,10 a 65,43 a 55,33 ab 0,97 c CP 13,00 a 5,00 ab 14,00 a 0,50 a 24,33 a 3,00 a 15,67 a 27,83 a 43,50 a 59,67 ab 0,47 a S1 20,33 ab 4,73 ab 18,67 a 2,17 b 21,33 a 7,67 ab 27,00 ab 31,17 a 58,17 a 53,00 ab 0,83 bc S2 13,67 a 4,33 a 10,67 a 1,30 ab 10,33 a 3,33 a 26,33 ab 14,97 a 41,30 a 37,00 ab 0,47 a S3 15,67 ab 5,70 b 428,33 b 1,13 ab 53,00 a 6,00 ab 17,67 a 60,13 a 77,80 a 75,33 b 0,57 ab S4 16,00 ab 5,30 ab 14,00 a 0,6 a 21,67 a 5,33 ab 19,67 a 27,60 a 47,27 a 56,33 ab 0,43 a
8 S5 18,00 ab 4,40 a 8,33 a 1,70 ab 13,00 a 2,67 a 40,00 b 17,37 a 57,37 a 29,67 a 0,53 ab S6 14,00 ab 5,23 ab 4,00 a 0,63 a 17,00 a 4,33 ab 17,67 a 21,97 a 39,63 a 56,00 ab 0,43 a 40 - 60 cm de profundidade Mata 13,67 a 4,60 a 4,67 a 1,40 a 13,67 a 4,33 ab 28,00 ab 19,40 a 47,40 a 41,33 ab 0,73 b CP 7,67 a 5,20 a 4,33 a 0,43 a 16,33 a 2,33 a 11,33 a 19,10 a 30,43 a 62,00 b 0,23 a S1 10,00 a 4,83 a 4,00 a 1,10 ab 17,00 a 6,00 a 20,00 a 24,10 a 44,10 a 53,67 ab 0,47 ab S2 12,00 a 4,40 a 5,33 a 0,80 a 9,67 a 2,67 a 23,67 ab 13,13 a 36,80 a 35,67 ab 0,50 ab S3 12,33 a 5,37 a 74,33 a 0,47 a 27,00 a 4,33 a 19,33 a 31,80 a 51,13 a 58,33 b 0,40 ab S4 10,67 a 5,20 a 3,00 a 0,37 a 14,00 a 3,00 a 23,33 a 17,37 a 40,70 a 45,00 ab 0,37 a S5 11,33 a 4,17 a 1,67 a 0,43 a 4,00 a 0,67 a 42,33 b 5,10 a 47,43 a 10,67 a 0,53 ab S6 9,67 a 4,80 a 2,33 a 0,40 a 10,00 a 3,33 a 23,00 a 13,73 a 36,73 a 37,00 ab 0,37 a 60 – 80 cm de profundidade Mata 12,00 a 4,43 ab 4,00 a 0,80 a 10,67 a 3,33 a 26,33 ab 14,80 a 41,13 a 36,00 ab 0,67 b CP 8,00 a 5,17 ab 5,33 a 0,40 a 15,00 a 2,67 a 14,33 a 18,07 a 32,40 a 55,33 ab 0,27 a S1 12,33 a 4,67 ab 5,33 a 1,10 a 15,33 a 6,00 a 21,67 ab 22,43 a 44,10 a 50,33 ab 0,53 ab S2 10,67 a 4,47 ab 5,00 a 1,10 a 12,33 a 3,67 a 23,67 ab 17,10 a 40,77 a 42,00 ab 0,50 ab S3 12,00 a 5,47 b 42,33 a 0,43 a 49,33 a 3,67 a 18,67 a 53,43 a 72,10 a 57,00 b 0,47 ab S4 11,33 a 5,27 ab 3,67 a 0,37 a 14,67 a 3,33 a 22,67 ab 18,37 a 41,03 a 44,67 ab 0,40 ab S5 12,33 a 4,17 a 2,67 a 0,37 a 3,67 a 1,00 a 40,00 b 5,03 a 45,03 a 11,00 a 0,53 ab S6 11,00 a 4,67 ab 2,33 a 0,53 a 9,00 a 2,67 a 21,67 ab 12,20 a 33,87 a 35,00 ab 0,40 ab 80 - 100 cm de profundidade Mata 12,33 a 4,47 a 3,67 a 1,43 a 11,67 a 3,00 a 28,33 a 16,10 a 44,43 a 37,00 a 0,67 bc CP 9,67 a 5,10 a 3,67 a 0,43 a 26,33 a 2,67 a 21,00 a 29,43 a 50,43 a 51,67 a 0,20 a S1 12,00 a 4,77 a 6,33 a 1,17 a 15,33 a 6,33 a 21,67 a 22,83 a 44,50 a 51,00 a 0,50 abc S2 11,67 a 4,20 a 5,00 a 0,70 ab 6,33 a 3,00 a 25,00 a 10,03 a 35,03 a 28,67 a 0,50 abc S3 14,00 a 5,13 a 15,67 a 0,57 a 15,00 a 3,00 a 28,33 a 18,57 a 46,90 a 37,67 a 0,73 c S4 10,67 a 5,27 a 2,67 a 0,33 a 14,33 a 3,00 a 24,33 a 17,67 a 42,00 a 40,67 a 0,37 ab S5 10,00 a 4,20 a 1,00 a 0,23 a 9,67 a 1,00 a 38,00 a 10,90 a 48,90 a 21,67 a 0,50 abc S6 10,33 a 4,40 a 2,00 a 0,27 a 6,00 a 1,67 a 28,00 a 7,93 a 35,93 a 22,00 a 0,47 abc
CP- Cana Planta; S1- Cana de 1° ano; S2 – Cana de 2° ano; S3 – Cana de 3° ano; S4 – Cana de 4° ano, S5 – Cana de 5° ano e S6 – Cana de 6° ano; Médias com letras iguais não diferem entre si por meio do Teste Tukey (p = 0,05).
A área de cana do tratamento S3 apresentou maiores conteúdos de nutrientes em comparação com a área de Mata, sendo tal padrão proveniente da adubação que é realizada. Associado a tal fato, a prática da queima para colheita, favorece a mineralização da palhada, e posterior liberação dos nutrientes.
Os valores de Ca+2 apenas apresentaram diferenças significativas nas profundidades de 0-5 cm e 10-20 cm (Tabela 1). Observam-se nas referidas camadas, elevados teores de Ca, com valores variando de 9,67 a 95,67 mmolc dm-3, que são classificados segundo RAIJ et al. (1997) como altos
(teores acima de 7 mmolc dm-3).
Os valores médios da acidez potencial do solo apresentaram diferenças significativas entre o tratamento S5 e os demais analisados (Tabela 1). O valor de H+Al pode ser considerado uma medida da capacidade tampão de acidez, e tem estreita correlação positiva com o teor de matéria orgânica e o teor de argila no solo (Tabela 3).
O comportamento da SB e da CTC do solo foram semelhantes ao observado para o Ca+2, na camada 0-5 cm de profundidade (Tabela 1), apresentando comportamento diferenciado nas camadas 5-10 cm e 10-20 cm. Deve-se considerar que os parâmetros SB e CTC são calculados e que o teor de Ca+2 faz parte desses cálculos. Sendo os maiores valores registrados para S.B. no tratamento CP na camada 10-20 cm, enquanto para a CTC no S3 na camada 0-5 cm.
9 Os valores de V% não apresentaram diferenças significativas para os tratamentos 5-10 cm e 80-100 cm profundidades avaliados, o que reforça a afirmação de que a alteração do teor de Ca foi responsável pelas diferenças observadas para SB e CTC.
As cinzas oriundas da queimada da palhada da cana-de-açúcar apresentam altos teores de Ca, K e P. Em curto prazo, o fogo moderado torna-se um agente de mineralização aumentando a disponibilidade de nutrientes para o crescimento das plantas, especialmente em profundidades menores que 5 cm (Rheinheimer et al., 2003; González-Pérez et al., 2004). Entretanto, em médio e longo prazo, esses efeitos benéficos tendem a desaparecer devido à lixiviação dos nutrientes pela ação da chuva, levando à degradação dos atributos químicos e físicos do solo, resultando em concentrações de nutrientes inferiores às observadas em áreas que não forma submetidas à ação do fogo (Jacques, 2003; Knicker, 2007).
Os valores médios dos teores de Nitrogênio total apresentaram diferenças significativas em todas as profundidades, tal fato pode ser justificado pelas queimadas que aceleram a mineralização da MOS, liberando nutrientes, como N e P, para a solução do solo, deixando o N susceptível a perdas por percolação e volatilização (Mroz et al., 1980).
A dinâmica do nitrogênio na palhada é afetada pela massa presente ao longo do ano. A decomposição da palhada tem relevância em diversos processos, como a volatização de N aplicado sobre a palhada na forma de adubo, a lixiviação de N liberado da palhada, a absorção de N pela planta e a imobilização de N pela microbiota decompositora (Basanta et al., 2003).
Em geral o tratamento Mata obteve os maiores conteúdos de N, uma vez que o sistema de cultivo da cana promove a exportação de nitrogênio pela colheita dos colmos (Boddey et al., 2003). Segundo Soares (1995) o empobrecimento do solo por meio do fogo pode ocorrer por incêndios de alta intensidade, que degradam quase toda a MOS e a maior parte dos nutrientes e por meio de queimas sucessivas que reduzem gradualmente o estoque de nutrientes do solo sem permitir a sua recomposição.
O restabelecimento químico de um sistema é lento e frágil, a Mata apresentou bom equilíbrio entre os elementos. Os demais sistemas dependem da reposição química para atingirem o equilíbrio, devido à retirada através das culturas (Carneiro et al., 2009).
A Tabela 2 apresenta os resultados preliminares das análises físicas do solo referentes aos atributos de umidade volumétrica do solo, resistência a penetração, temperatura da superfície do solo e condutividade elétrica aparente por indução eletromagnética, para todos os tratamentos e distintas profundidades envolvidas neste estudo.
Tabela 2 – Análise estatística dos atributos físicos do solo para os 8 tratamentos e nas diferentes
profundidades. Tratamento -- Umidade (%) --- --- Temperatura (°C) --- CE-V (ds/m) CE-H (ds/m) Altitude (m) 0-20 cm 20-40 cm 40-60 m 0-20 cm 20-40 cm 40-60 m Mata 5,13 a 3,07 ab 4,43 a 25,87 ab 26,03 ab 26,23 ab 0,77 a 0,07 a 84,00 b CP 1,80 a 3,03 a 3,43 a 26,50 ab 26,03 ab 26,07 ab 2,47 ab 0,40 a 33,40 a S1 7,37 a 12,69 c 17,15 c 32,10 b 28,80 ab 26,13 ab 12,00 b 11,23 b 60,00 ab S2 7,03 a 8,77 bc 8,97 ab 32,53 b 29,67 ab 27,63 ab 6,03 ab 4,80 ab 62,50 ab S3 5,17 a 6,77 ab 8,37 ab 30,23 ab 27,37 ab 30,43 ab 7,93 ab 6,97 ab 85,00 b S4 3,63 a 4,00 ab 3,97 a 23,93 a 23,70 a 23,73 a 6,80 ab 4,70 ab 82,50 ab S5 5,53 a 8,30 abc 9,70 b 30,90 ab 31,53 b 31,67 b 2,70 ab 2,77 ab 90,40 b S6 2,80 a 4,70 ab 4,93 ab 23,50 a 24,00 ab 24,33 ab 1,23 a 0,37 a 83,50 ab
CP- Cana Planta; S1- Cana de 1° ano; S2 – Cana de 2° ano; S3 – Cana de 3° ano; S4 – Cana de 4° ano, S5 – Cana de 5° ano e S7 – Cana de 6° ano. Médias com letras iguais não diferem entre si por meio do Teste Tukey (p = 0,05).
A umidade apresenta diferenças significativas para as camadas de 20-40 cm e 40-60 cm de profundidade. Verifica-se que o tratamento Cana de 1° ano (S1) apresentou maiores valores de umidade em todas as camadas do solo (0-20 cm, 20-40 cm e 40-60 cm de profundidade). Esse
10 maior teor de umidade, aparentemente, é reflexo da posição topográfica em relação aos demais, estando situado na cota 60 m, além da natureza granulométrica do solo (Tabela 3).
O comportamento dos valores do conteúdo de água no solo ao longo dos tratamentos é semelhante nas três camadas em estudo, com exceção da camada de 0-20 cm de profundidade do tratamento Mata, que ocorre em função do processo de mecanização das áreas produtivas, em que os sistemas de preparo do solo provocam maior revolvimento do solo e, portanto, aumentam o seu volume, armazenando menos água na camada revolvida comparado à outra camada idêntica sem revolvimento (VIEIRA, 1984).
A quantidade de água retida pelo solo, em equilíbrio com determinado potencial, é função do tamanho e do volume dos poros e da superfície específica das partículas da fase sólida (BAVER, 1956). Desse modo, a maior retenção de água nos solos com sistemas agrícolas deve-se ao aumento da compactação, com redução de macroporos e aumento de microporos, gerando poros com dimensões e geometria que favorecem a retenção de água por capilaridade.
Além do mais, deve-se ter em mente que a área em estudo é irregular, e que o conteúdo de água no solo está condicionado pelos processos de redistribuição de água no solo, sendo o relevo um fator de extrema importância (REICHARDT & TIMM, 2004; SIQUEIRA et al., 2008). Quando incluímos o relevo no processo para verificação se todas as amostras pertencem à mesma população, verificamos que nas partes mais baixas do relevo ocorrem os maiores valores de umidade do solo.
Os valores de temperatura do solo apresentaram diferenças significativas em todas as camadas, sendo que as temperaturas estiveram mais elevadas no tratamento cana de 2° ano (S2), na camada mais superficial do solo (0-20 cm de profundidade). Tal fato pode ser justificado pela menor densidade de cultivares, além do menor volume de cobertura vegetal sobre o solo, proporcionando maior incidência de radiação solar sobre a superfície. Enquanto nas demais camadas (20-40 cm e 40-60 cm de profundidade) o tratamento cana de 5° ano (S5) obteve maiores temperaturas, sendo justificado devido a maior altitude em relação aos demais, favorecendo a rápida drenagem de tais áreas.
Os tratamentos S4 E S6 apresentaram menores temperaturas da superfície em função da elevada densidade de cultivares e presença de grande volume de resíduo de cobertura vegetal sobre a superfície, fato ainda possivelmente justificado pelo horário de obtenção, sendo os primeiros tratamentos amostrados.
A presença de resíduos na superfície do solo ocasiona impacto na evaporação, no armazenamento de água e na sua temperatura, devido à alteração nas transferências de calor e água na superfície deste (SARKAR et al. 2007, SARKAR; SINGH 2007).
A cobertura exerce grande influência na temperatura do solo, pois dependendo da natureza, coloração e quantidade, modificando a capacidade do solo de refletir a radiação solar (BORTOLUZZI e ELTZ, 2000).
A condutividade elétrica aparente do solo medida por indução eletromagnética no dipolo vertical (CEa-V) e no dipolo horizontal (CEa-H) apresentaram diferenças significativas, sendo os maiores valores no tratamento S1, o que fica evidente ao observar os resultados da Tabela 2. Enquanto, os menores valores foram verificados para os tratamentos Mata. Sendo justificado pela incorporação de adubos e fertilizantes no manejo do sistema agrícola.
Os valores de granulometria (Tabela 3 e Figura 5) demonstram que na área de estudo ocorre um incremento de argila em profundidade nos tratamentos de cultivo da cana, entre a camada superficial (0-40 cm) e a camada mais profunda (40-100 cm).
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Figura 5 – Teores de argila do solo em diferentes sistemas, para os 8 tratamentos e nas diferentes
profundidades.
O incremento da fração argila a partir de 40 cm de profundidade pode ocorrer por meio de um processo de eluviação. De acordo com Silva et al. (2002), a eluviação/iluviação da argila é o processo pedogenético que contribui com a diferenciação das características dos horizontes superficiais, em relação aos subsuperficiais e no adensamento ora estudado.
Os valores de silte apresentam distribuição um tanto irregular, com certa tendência de aumento nas camadas mais profundas a partir dos 20 cm.
Algumas diferenças entre as profundidades refletem tanto a mistura de materiais transportados quanto às diferenciações impostas pelas condições de drenagem subordinadas ao posicionamento dos solos no relevo.
Na Figura 6, o solo é distribuído através de um solo arenoso, areno-argiloso, franco-arenoso e um solo arenoso franco argiloso.
Figura 6 – Classificação textural 0 5 10 15 20 25 Mata CP S1 S2 S3 S4 S5 S6 Arg ila ( g /k g ) Tratamento 0 - 5 cm 5 – 10 cm 10 – 20 cm 20 – 40 cm 40 - 60 cm 60 – 80 cm 80 - 100 cm 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % cl ay % sand clay silty clay silty clay loam silt loam silt loam
sandy loam loamy sand sand sandy clay
loam sand clay loam
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Tabela 3 - Análise estatistica da granulometria do solo para os 8 tratamentos e nas diferentes profundidades.
Tratamento Argila Silte Areia total Argila Silte Areia total Argila Silte Areia total Argila Silte Areia total --- g kg-1 --- 0 - 5 cm 5 – 10 cm 10 – 20 cm 20 – 40 cm Mata 15,06 bc 3,75 a 81,18 ab 15,05 bc 2,08 a 82,87 ab 13,95 bc 3,28 ab 82,77 ab 13,59 bc 5,41 ab 80,99 a CP 7,57 a 1,17 a 91,27 d 7,82 a 0,62 a 91,56 c 7,87 a 1,07 ab 91,06 c 7,30 a 1,81 a 90,89 b S1 16,36 c 2,53 a 81,11 a 15,47 c 3,46 a 81,07 a 15,73 c 5,29 b 78,98 a 15,04 c 4,38 ab 80,58 a S2 10,04 a 1,51 a 88,45 cd 10,28 a 1,80 a 87,92 bc 10,44 ab 1,64 ab 87,92 bc 10,74 abc 2,36 a 86,90 ab S3 9,48 a 0,65 a 89,87 cd 8,79 a 1,29 a 89,92 c 9,57 ab 0,20 a 90,23 c 9,97 ab 0,83 a 89,20 b S4 8,82 a 0,68 a 90,50 cd 8,60 a 2,27 a 89,14 bc 8,73 a 2,21 ab 89,06 bc 8,66 a 1,62 a 89,71 b
S5 11,77 ab 3,45 a 84,78 abc 10,73 ab 4,14 a 85,13 abc 10,93 ab 3,89 ab 85,18 abc 10,04 ab 8,77 b 81,19 a
S6 10,19 a 2,25 a 87,56 bcd 9,74 a 2,88 a 87,38 abc 9,51 ab 2,84 ab 87,64 bc 9,35 ab 2,14 a 88,51 b
Tratamento Argila Silte Areia total Argila Silte Areia total Argila Silte Areia total --- g kg-1 --- 40 - 60 cm 60 – 80 cm 80 - 100 cm Mata 13,94 b 5,11 a 80,95 b 13,59 bc 3,18 a 83,22 bcd 16,26 c 4,65 a 79,08 ab CP 7,45 a 1,47 a 91,08 d 8,78 a 1,65 a 89,57 d 9,89 a 1,78 a 88,33 d S1 21,79 c 5,63 a 72,58 a 19,14 d 4,47 a 76,39 a 21,14 d 5,22 a 73,64 a S2 13,71 b 2,85 a 83,43 bc 15,30 cd 3,68 a 81,02 abc 14,65 bc 3,62 a 81,74 bc S3 10,78 ab 1,18 a 88,04 cd 9,81 ab 3,51 a 86,67 cd 10,68 ab 2,69 a 86,62 cd S4 10,79 ab 2,43 a 86,78 bcd 9,99 ab 3,16 a 86,84 cd 10,44 ab 4,18 a 85,38 bcd S5 13,53 b 5,00 a 81,48 b 15,46 cd 5,49 a 79,05 ab 16,09 c 3,60 a 80,31 bc S6 11,45 ab 3,78 a 84,77 bcd 10,68 ab 4,92 a 84,40 bcd 13,25 abc 3,79 a 82,96 bcd
CP- Cana Planta; S1- Cana de 1° ano; S2 – Cana de 2° ano; S3 – Cana de 3° ano; S4 – Cana de 4° ano, S5 – Cana de 5° ano e S7 – Cana de 6° ano. Médias com letras iguais não diferem entre si por meio do Teste Tukey (p = 0,05).
13 A análise estatística (Tabela 4) demonstra que os todos os dados em estudo possuem distribuição de frequência do tipo log-normal, conforme demonstrado pelos valores do coeficiente de assimetria e do coeficiente de curtose, sendo este fato confirmado por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov (D) com 5 % de probabilidade.
Tabela 4 – Análise estatística dos atributos físicos do solo para os 8 tratamentos e nas diferentes
profundidades.
Parâmetros estatísticos --- Umidade (%) --- -- Temperatura (°C) -- CEa-V (ds/m) CEa-H (ds/m) 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm Número de tratamentos 8 8 8 8 8 8 8 8 Mínimo 1,8 3,0 3,4 23,5 23,7 23,7 0,8 0,1 Máximo 7,4 12,7 17,2 32,5 31,5 31,7 12,0 11,2 Média 4,8 6,4 7,6 28,2 27,1 27,0 5,0 3,9 Variância 3,8 11,4 20,8 13,4 7,5 7,7 15,1 15,0 D 1,95 3,38 4,56 3,67 2,74 2,78 3,89 3,88 CV (%) 40,63 52,68 59,91 13,00 10,10 10,27 77,86 99,15 Assimetria -0,223 0,844 1,412 -0,113 0,285 0,729 0,714 0,900 Curtose -0,953 0,064 2,151 -2,030 -0,892 -0,458 -0,263 0,385 D 0,191Ln 0,194Ln 0,222Ln 0,211Ln 0,157Ln 0,238Ln 0,222Ln 0,192Ln
CV: Coeficiente de Variação; D: Desvio máximo em relação à distribuição normal por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov com probabilidade de erro de 5 %; n: Dados que apresentam distribuição normal; Ln: Dados que apresentam distribuição Lognormal.
A variância dos dados é baixa quando comparada com dados de outros autores (REICHARDT & TIMM, 2004; SIQUEIRA et al., 2008). Os baixos valores de variância em relação à média podem ser justificados por meio da diferença entre os valores máximo e mínimo. No entanto, verifica-se que as diferenças entre os valores mínimo e máximo são semelhantes para as duas camadas de solo mais profundas. Percebe-se também que na camada mais superficial (0-20 cm) ocorre uma ligeira diminuição do valor de variância, fato que pode ser explicado pela maior homogeneidade do conteúdo de água nesta camada do solo.
Os valores de média do conteúdo de água no solo demonstraram que o menor valor ocorre na camada superficial (0,0-0,2 m de profundidade); e o maior valor na camada de 0,2-0,4 m de profundidade, seguido da camada mais profunda (0,4-0,6 m de profundidade).
De acordo com REICHARDT & TIMM (2004) se todas as amostras pertencessem à mesma população os valores de média e de variância teriam que ser iguais, indicando algum tipo de equilíbrio estável. No presente no trabalho, os valores de média e variância não são iguais, porém muito próximos, indicando haver um equilíbrio entre as amostras dos dados do conteúdo de água no solo, nas três camadas em estudo (0,0-0,2 m, 0,2-0,4 m e 0,4-0,6 m de profundidade).
As temperaturas da superfície do solo apresentaram baixos valores de variância em relação à média podendo ser justificados por meio da diferença entre os valores máximo e mínimo. Entre as diferentes profundidades avaliadas a camada superficial (0-20 cm de profundidade) apresentou maior valor de variância, o que indica maior heterogeneidade nas superfícies. Tal fato pode ser justificado pela variação do volume de resíduos culturais em superfície, sendo que estes protegem o solo do aquecimento excessivo e da perda de água (HILLEL, 1998), devido à refletividade da radiação solar e baixa condutividade térmica.
Furlani et al. (2008) também atribuiu as menores temperaturas e amplitude térmica aos resíduos presentes no solo, que diminuem a perda de água por evaporação, devido à reflexão e à absorção de energia solar incidente.
Os valores médios para a condutividade elétrica aparente do solo medida por indução eletromagnética no dipolo vertical (CEa-V) e no dipolo horizontal (CEa-H), são relativamente próximos. Tal fato pode ser explicado porque no momento das amostragens o lençol freático
14 encontrava-se próximo a superfície do solo, sendo este o fator que mais interferiu sobre as leituras realizadas com o EM38, corroborando com Lesch et al. (2005) além de receber a contribuição da umidade em função de recentes eventos de precipitação próximo ao evento da amostragem.
Ressaltamos que na parte mais baixa do terreno o lençol freático encontrava-se junto à superfície do solo, afastando-se da superfície do solo com o aumento da topografia, corroborando com Siqueira et al. (2013).
Verifica-se um aumento dos valores de CV para CEa-V (77,86 %) e a CEa-H (99,15 %). Siqueira et al. (2009) descrevem que as maiores diferenças entre os valores de condutividade elétrica medida por indução eletromagnética na camada superficial e em profundidade se devem as maiores diferenças do conteúdo de água no solo na camada superficial, sendo que em profundidade tal conteúdo torna-se mais estável. Este é confirmado por meio da análise do mapa topográfico da área de estudo (Figura 3), uma vez que no momento das amostragens as partes mais baixas do terreno encontravam-se encharcadas, enquanto que nas partes mais altas do terreno o lençol freático encontrava-se mais afastado da superfície, justificando as diferenças nas leituras da CEa, conforme estudo realizado por Siqueira et al. (2013).
O elevado nível tecnológico aplicado na cultura da cana-de-açúcar favorece o aparecimento de camadas compactadas no solo (YANG, 1977; SIQUEIRA et al., 2006), mesmo considerando o sistema de plantio direto para a referida cultura.
Tabela 5 - Análise descritiva da resistência do solo à penetração (MPa) para os 8 tratamentos e nas
diferentes profundidades. Tratamento NI Profundidade (cm) 0-5 05-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50 Mata 13,6 2,45 ab 2,13 a 1,93 a 3,89 ab 4,28 ab 5,19 ab 6,30 ab 6,69 bc 7,28 b 8,26 c CP 25,3 0,89 a 1,41 a 1,93 a 2,32 a 2,65 a 2,98 a 2,84 a 2,91 ab 2,45 a 2,45 a S1 14,7 2,32 ab 3,24 a 5,85 a 7,87 b 8,26 b 8,72 b 8,78 b 8,78 c 8,72 b 8,78 c S2 17,1 2,98 ab 2,78 a 3,69 a 5,13 ab 4,67 ab 5,78 ab 6,17 ab 6,76 bc 7,28 b 6,69 bc S3 11,4 1,67 ab 1,74 a 2,58 a 3,17 a 3,24 a 3,30 a 2,91 a 2,26 a 1,87 a 2,00 a S4 10,5 2,26 ab 2,45 a 2,65 a 3,17 a 3,95 a 4,15 a 3,69 a 3,04 ab 2,84 a 2,91 ab S5 35,2 4,93 b 4,61 a 4,21 a 3,95 ab 3,76 a 3,56 a 2,71 a 2,58 a 2,91 a 2,65 a S6 23,5 2,78 ab 2,84 a 2,78 a 2,84 a 2,91 a 3,43 a 3,17 a 2,91 ab 2,65 a 2,71 ab NI - número médio de impactos necessários para se alcançar à profundidade de 50 cm; CP- Cana Planta; S1- Cana de 1° ano; S2 – Cana de 2° ano; S3 – Cana de 3° ano; S4 – Cana de 4° ano, S5 – Cana de 5° ano e S6 – Cana de 6° ano. Médias com letras iguais não diferem entre si por meio do Teste Tukey (p = 0,05).
A resistência mecânica do solo à penetração (RMP) mostrou que não ocorreu diferença significativa para as camadas de 5-10 cm e 10-15 cm de profundidade. Sendo os menores valores para o tratamento Mata nas camadas mais profundas, enquanto os maiores para os tratamentos produtivos, a partir da profundidade de 20 cm (Tabela 5 e Figura 7).
Os tratamentos produtivos apresentaram maior RMP, o que está relacionado à compactação observada nesse sistema, com redução de macroporos, juntamente com o sistema radicular denso, que preenche grande proporção desses macroporos, aumentando a rigidez do sistema (Pedrotti et al., 2001; Carneiro et al., 2009). Entretanto, verificou-se que os maiores valores de resistência do solo à penetração nos usos agrícolas, indicam que há relação entre o aumento da compactação pelo uso do solo e a retenção de água nele, tal fato pode ser observado para o tratamento S1 (ver, Tabela 4 e Figura 7).
Sendo assim, um preparo inadequado do solo pode ocasionar decréscimos na produção que serão extensivos a todo o ciclo da cana-de-açúcar, já que, a produção das soqueiras está relacionada à produção do corte anterior (CAMARGO; ALLEONI 1997).
Verifica-se ainda que o tratamento S1 apresentou maior resistência nas camadas abaixo dos 15 cm de profundidade, tal fato pode ser justificado pelo elevado conteúdo de argila (Tabela 3),
15 associado ao elevado conteúdo de água (Tabela 2).
A Figura 7 descreve o comportamento da resistência do solo à penetração até 50 cm de profundidade.
a) b)
Figura 7 – Resistência mecânica do solo à penetração (MPa) para os 8 tratamentos e nas diferentes
profundidades estudadas.
Pode-se verificar que os tratamentos apresentam comportamento semelhante a partir do 3 ano até o 6 ano (Figura 7). Observa-se ainda que o tratamento CP nas camadas de 20 a 50 cm de profundidade apresenta menor valor médio de resistência à penetração comparativamente ao demais tratamentos, tais diferenças podem ser relacionadas à variabilidade natural da área experimental, além de estar em menor cota em relação aos demais, favorecendo a deposição de material sedimentar carreado para tal área.
Os níveis críticos de resistência do solo para o crescimento das plantas variam com o tipo de solo e com a espécie cultivada, sendo difícil estabelecer limites críticos, já que variam com a DS e a umidade do solo. Merotto Jr. & Mundstock (1999) e Canarache (1990) indicaram valores de 3,5 e 5 MPa, respectivamente, como o limite crítico de RMP, porém muitos pesquisadores utilizam 2 MPa como o limite crítico, conforme Taylor et al. (1966). Considerando os valores de RMP, pode-se notar que os tratamentos CP, S3, S4, S5 e S6 níveis de degradação física intermediários, ao passo que nos tratamentos Mata, S1 e S2 observou-se nível mais avançado de degradação física, indicando que o uso e manejo adotados nas áreas dos tratamentos CP, S3, S4, S5 e S6 preservam mais as condições físicas.
A matriz de correlação linear (Tabela 6) demonstrou que a correlação entre o conteúdo volumétrico de água no solo (%) e a altitude (m) foram baixos, apresentando relação inversa, ou seja, com o aumento da altitude, menores os valores de umidade volumétrica. Observou-se comportamento similar para a temperatura do solo e para condutividade elétrica.
Em contrapartida, a umidade correlacionou-se positivamente com a temperatura e com a condutividade elétrica aparente. Sendo que os menores valores de correlação positiva foram obtidos entre a temperatura nas camadas de 20-40 cm e 40-60 cm e CEa-V e CEa-H.
A correlação linear entre os atributos (Tabela 6) demonstrou que o maior valor de correlação foi encontrado entre CEa-V x CEa-H (0,983). Justifica-se que este elevado valor correlação se deve a natureza de medição de ambas as propriedades, pois de acordo com Lesch et al. (2005) até 80% da
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 pro fun did a de (cm ) RMP (MPa) MATA CP S1 S2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 pro fun did a de (cm ) RMP (MPa) S3 S4 S5 S6
16 resposta obtida com o dipolo vertical (CEa-V) são oriundas da camada superficial do solo (CEa-H).
A correlação linear entre as umidades nas camadas de 20-40 cm e 40 e 60 cm e a CEa-H e CE-V, tambem foram elevadas, apresentando valores da ordem de 0,738 a 0,843. Desta maneira, os valores elevados de correlação entre a umidade x CEa são justificados uma vez que nas zonas mais elevadas a umidade é menor e por sua vez os valores de CEa, ocorrendo aumento da umidade e da CEa nas partes mais baixas do terreno.
Estando de acordo com Richards (1954), em que a alteração da condutividade elétrica é um reflexo da mudança no conteúdo de água e/ou diluição da solução no solo. Na ausência de sais dissolvidos nas soluções do solo contínuas, condutividade, textura e umidade se correlacionam bem (RHOADES et al., 1989).
Observa-se ainda que com o incremento da profundidade, os valores das correlações entre a temperatura da superfície e a umidade do solo na mesma camada reduzem.
Tabela 6 – Matriz de correlação linear entre os atributos em estudo. Umidade 0-20 cm Umidade 20-40 cm Umidade 40-60 cm Temperatura 0-20 cm Temperatura 20-40 m Temperatura 40-60 m CEa-V (ds/m) CEa-H (ds/m) Altitude (m) Umidade 0-20 cm 1,000 Umidade 20-40 cm 0,825 1,000 Umidade 40-60 cm 0,808 0,976 1,000 Temperatura 0-20 cm 0,820 0,835 0,793 1,000 Temperatura 20-40 cm 0,705 0,707 0,659 0,905 1,000 Temperatura 40-60 m 0,410 0,369 0,342 0,685 0,806 1,000 CEa-V (ds/m) 0,589 0,738 0,750 0,559 0,240 0,049 1,000 CEa-H (ds/m) 0,688 0,826 0,843 0,641 0,358 0,165 0,983 1,000 Altitude (m) 0,192 -0,029 -0,041 -0,147 -0,008 0,257 -0,143 -0,040 1,000 4. CONCLUSÕES
O uso e manejo do solo a longo prazo promoveu a redução da resistência a penetração do solo das camadas mais profundas (30-50 cm de profundidade).
O conteúdo de água do solo foi alterado em função da topografia e compactação.
O sistema agrícola com tratamento Cana de 1° ano (S1) mostrou degradação física mais avançada, evidenciada pelo aumento da resistência à penetração e elevada condutividade elétrica.
A substituição da mata pelo sistema agrícola de canavial a longo prazo, promoveu alteração das camadas de 0-50 cm de profundidade, piorando as condições físicas do Espodossolo. Foram encontrados elevados valores de correlação entre a umidade e a CEa do solo medida
por indução eletromagnética.
Alterações químicas de M.O., K, Mg, S.B. e CTC foram efeitos indiretos das profundidades avaliadas em função do manejo de cana-de-açúcar sob semeadura direta com queima prévia da palha para colheita.
5. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS
Devido a algumas dificuldades de logística as analise físicas e hídricas estão sendo realizadas no Laboratório de Física do solo da Universidade Federal Rural de Pernambuco.
Observa-se a seguir o cronograma de atividades retificado, com a identificação das atividades realizadas até o presente momento.
17
Tabela 5. Cronograma de trabalho.
2014 2015
1 2 3 4 5 6 1 2
Amostragem do estoque de C e N do solo* X
Amostragem do solo** X
Amostragem da produtividade de
cana-de-açúcar X
Determinação da permeabilidade do solo X X
Determinações de laboratório X X X X
Tabulação de dados e análises estatísticas X X X X X X
Publicações (periódicos e eventos) X X X X
Aquisição de referencial teórico X X X X X X X
Redação de relatório X X X X
X – Atividades realizadas até o presente momento; X – Atividades a serem realizadas; * As amostragens do estoque de
carbono no solo na área de estudo serão realizadas em Goiana após a colheita da cana-de-açúcar, sendo realizado no final do ciclo de cada cultivo; ** Caracterização física e topografia da área de estudo.
Natal, 01 de outubro de 2014.
Joel Medeiros Bezerra
RG 1.852.398 SSP/RN
Observações:
a) Prazos de entrega: indicados no TERMO DE OUTORGA b) Enviar via E-mail.
a) Outros materiais como vídeos, Cds, programas, etc deverão ser enviados em duplicata. b) d)Quando se tratar de RELATÓRIO PARCIAL incluir pequeno resumo do parcial anterior
