RELATÓRIO FINAL AUXÍLIO DE PESQUISA Projeto Agrisus No: 2575/18
Título da Pesquisa: Diagnóstico e manejo da compactação em solos sob plantio direto no Centro-Sul do Paraná
Interessado (coordenador do projeto): Marcelo Raul Schmidt
Instituição: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Faculdade de Agronomia, Programa de Pós-graduação em Ciência do Solo. Av. Bento Gonçalves, 7712. Agronomia, Porto Alegre, Rio Grande do Sul. CEP: 91540-000. Cel: (051) 98359-1499; E-mail: marceloraulschmidt@hotmail.com
Local da Pesquisa: Candói - PR
Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ 12.000,00
Vigência do Projeto: 16 de outubro de 2018 a 01 de novembro de 2020 RESUMO DO RELATÓRIO
Este relatório apresenta os principais resultados já obtidos durante a condução desse experimento realizado na fazenda Santa Clara em Candói – PR. Estudamos a influência de níveis de compactação, práticas mecânicas e práticas vegetativas de manejo em atributos de plantas e solo. Além disso, no segundo estudo estamos buscando desenvolver valores críticos de densidade do solo para diversos solos da região, com o intuito de auxiliar os produtores rurais na tomada de decisão quanto ao manejo da compactação do solo. Ainda existem análises e dados a serem processados a fim de gerar mais resultados e permitir embasar mais as conclusões já obtidas.
RELATÓRIO FINAL DA PESQUISA
1. INTRODUÇÃO
A região de abrangência da Cooperativa Agrária, no Centro-Sul do Paraná, tem praticamente a totalidade da sua área cultivada no sistema plantio direto, abrangendo uma área cultivada em rotação de aproximadamente 85 mil
ha de soja e 30 mil ha de milho no verão, e com aproximadamente 50 mil ha de cereais de inverno (trigo e cevada), e o restante com plantas de cobertura (aveia preta, nabo forrageiro, aveia branca e ervilhaca).
O manejo da fertilidade do solo em plantio direto vem sendo pesquisado em nível regional numa cooperação técnica entre a FAPA (Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária) e a UFRGS (Departamento de Solos) há mais de 15 anos. O manejo da calagem, da adubação fosfatada e potássica, uso do gesso agrícola e da adubação sulfatada tem sido foco dessas pesquisas, e atualmente há um sistema bem definido de manejo da fertilidade dos solos em plantio direto visando a máxima eficiência dos nutrientes e retorno econômico do investimento (FONTOURA et al., 2015).
Nesses 15 anos de pesquisa cooperativa entre a UFRGS e a FAPA, a compactação do solo tem sido levantada por técnicos e cooperados como um tema de grande relevância no manejo de solo na região, acreditando tratar-se de um dos fatores determinantes da restrição à maior produtividade das culturas. Atualmente, existem algumas iniciativas relacionadas à agricultura de precisão onde é realizado o mapeamento da resistência à penetração das áreas, mas não há nenhum estudo conduzido referente aos níveis críticos de parâmetros de solo quanto ao seu impacto na produtividade das culturas. Apesar das elevadas produtividades obtidas em nível de lavoura – aproximadamente 12 t/ha de milho, 4,2 t/ha de soja e 3-4 t/ha de cereais de inverno – estas oscilam entre 60-75% do potencial de produtividade alcançado em nível experimental na região pela FAPA, acreditando-se que, ao menos em parte, esta lacuna de produtividade seja relacionada à restrição física ao desenvolvimento radicular devido à compactação do solo.
Em nível nacional, a compactação do solo tem sido um tema de alta reincidência dentre as preocupações da comunidade científica, dos técnicos e dos produtores rurais em relação ao sistema plantio direto (DENARDIN et al., 2008), tendo sido preconizada como um dos principais fatores relacionados à oscilação da produtividade das culturas, especialmente em anos com déficit hídrico. Nestes anos as raízes não conseguem explorar grandes volumes de solo em profundidade, o que diminui a capacidade de absorção de água e nutrientes (TORRES & SARAIVA, 1999; SINGH & HADDA, 2014). Quanto à mitigação do impacto da compactação na produtividade das culturas, uma das principais
indagações é quanto à eficiência de métodos culturais (rotação de culturas comerciais e plantas de cobertura com sistema radicular abundante e de rápido crescimento) e mecânicos (escarificação e elementos sulcadores tipo facão e discos na semeadora) em diferentes graus de severidade da compactação do solo. Ou seja, até que grau de compactação a intervenção pode ser por práticas culturais, e a partir de que grau de compactação deve-se realizar uma intervenção mecânica visando minimizar a restrição ao desenvolvimento radicular e potencial produtivo das culturas.
Na região o sistema que predomina é a sucessão cevada-soja, com pousio outonal. Esse projeto inclui outras culturas como nabo forrageiro, aveia preta/branca, cevada, milho e milheto, sendo o milheto utilizado logo após a cultura de verão, e desta forma suprimindo o pousio outonal. O milheto já tem sido estudado como uma alternativa de produção de matéria seca no cerrado, e tem apresentado resultados positivos no ponto de vista de qualidade do solo (MACHADO & DE ASSIS, 2010).
Devido as características fenológicas (rápido desenvolvimento) do milheto, espera-se que o mesmo seja capaz de melhorar as características físicas do solo, permitindo melhor desenvolvimento da cultura de inverno sucessora e, posteriormente, refletindo-se em melhor desenvolvimento e produtividade da cultura de verão. A cevada é outra cultura que aparece como uma proposta interessante no inverno, visto que a região abriga a maior maltaria da américa latina. Portanto o mercado para a cultura da cevada é facilitado, possibilitando desta forma retorno econômico aos produtores. Vale ressaltar que a cevada será adubada, o que acarretará em plantas mais vigorosas, podendo aumentar o potencial de descompactação do solo.
Além de propor essas diferentes práticas vegetativas, o estudo propõe o uso de práticas mecânicas como a escarificação que já vem sendo utilizada por alguns produtores e o uso de haste sulcadora do tipo facão na semeadora. Os produtores que optam por escarificar o solo, muitas vezes acabam realizando a prática sem uma real necessidade dessa intervenção, visto que em alguns casos ela tem potencial efêmero de mitigar a compactação, além de ter durabilidade de poucas safras (DRESCHER et al., 2011) e exigir gasto de combustível e mão-de-obra em sua execução. Portanto, é possível que em determinadas condições a compactação poderia ter sido mitigada com o simples uso de plantas de
cobertura (a médio/longo prazo) ou com uma prática mecânica mais simples como o uso da haste sulcadora. O uso da haste sulcadora tem se mostrado eficiente em outras localidades, como constatado por Nunes et al., (2015).
Através dessas informações técnicas geradas na pesquisa experimental, se deu início a segunda ação de pesquisa do projeto, a qual consiste num diagnóstico regional do estado de compactação do solo na área de abrangência da Cooperativa Agrária e a recomendação do tipo de intervenção a ser realizada pelos produtores. Inicialmente, visando ampliar a representatividade dos níveis críticos gerados visando a sua aplicação em nível regional, foram coletadas amostras de solo (0-20 cm) em lavouras de 20 produtores cooperados da Cooperativa Agrária visando abranger uma ampla faixa de textura e de teor de matéria orgânica. Nessas amostras foi determinada a densidade máxima que o solo pode atingir e posteriormente a granulometria, e o teor de matéria orgânica. Com esses valores pretende-se elaborar um triângulo textural, informando a densidade crítica do solo a partir da qual deve-se adotar alguma prática de mitigação da compactação. Esdeve-se valor crítico deve-se embasará nos dados de densidade crítica obtidos em nível experimental (ação de pesquisa 1), interpretados de forma associada com resultados disponíveis na literatura de densidade de solo relativa ótima para solos similares aos da região em estudo. Optou-se pela densidade como o parâmetro de diagnóstico pois além de ser facilmente determinada, não sofre influência da umidade do solo, como é o caso da resistência a penetração, por exemplo.
2. MATERIAL & MÉTODOS
O projeto está sendo conduzido na região de abrangência da Cooperativa Agrária Agroindustrial Ltda na região Centro-Sul do Paraná, no âmbito de uma cooperação em pesquisa, a qual vem sendo desenvolvida há mais de 15 anos entre o Departamento de Solos da UFRGS e a Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária (FAPA).
O projeto foi dividido em duas ações de pesquisa. A primeira ação é relacionada à avaliação, em nível experimental, da eficiência de métodos culturais e práticas mecânicas na descompactação em diferentes graus de
severidade em um Latossolo em plantio direto. Através da definição de níveis críticos de densidade, será realizado um diagnóstico da necessidade de intervenção e da forma de descompactação nas áreas de cooperados em nível regional.
2.1. Primeira ação de pesquisa – Eficiência de métodos culturais e práticas mecânicas no manejo da compactação em diferentes graus de severidade em Latossolo
O estudo está sendo conduzido em experimento instalado em março de 2018, na Agropecuária Santa Clara localizada no município de Candói, (25°34’10” latitude Sul, 51°59’51” longitude Oeste e altitude de 925 m), região Centro-Sul do estado do Paraná.
Segundo a classificação de Koeppen, o clima é do tipo temperado Cfb, caracterizado por verões amenos, temperatura mínima anual de 13,5 °C (média diária) e temperatura máxima anual de 24,5 °C (média diária) com geadas severas e sem estação seca definida, sendo a precipitação pluvial anual média entre 1.800 e 2.000 mm (NITSCHE et al., 2019).
O solo é um Latossolo Bruno (EMBRAPA, 2013), com 0,52 g g-1 de argila
e com 0,05 g g-1 de matéria orgânica. O relevo é suave a levemente ondulado
(MAAK, 2002).
A área onde o experimento foi implantado não tem histórico de compactação e na qual o sistema plantio direto já vinha sendo utilizado há mais de 15 anos, tendo a soja como a cultura principal na rotação de culturas. O experimento consiste num arranjo fatorial 4x3x3 (sistemas de culturas x níveis de compactação x práticas mecânicas), seguindo o delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições com parcelas subsubdivididas.
Os sistemas de cultura foram dispostos na parcela principal, os níveis de compactação na subparcela e as práticas mecânicas na subsubparcela. As parcelas com o sistema de cultura têm 75x21 m, e foram divididas em 5 partes de 15x21 m (3 subparcelas e 2 corredores para manobra), nestas 3 subparcelas foram dispostos os 3 estados de compactação; e por fim as subparcelas foram divididas em 3 faixas de 15x7 m, as quais constituem as subsubparcelas onde
foram aplicadas as práticas mecânicas. A distribuição dos tratamentos a campo é apresentada na figura 1.
O primeiro fator consiste em quatro sistemas de culturas, e visa auxiliar no discernimento do potencial de sistemas de culturas com espécies de cobertura de solo com diferentes aportes de biomassa e sistema radicular na minimização do impacto da compactação e na produtividade das culturas comerciais. Os sistemas de rotação/sucessão de culturas avaliados são os seguintes:
(a) pousio-soja;
(b) monocultura cevada-soja;
(c) rotação de culturas (aveia+nabo-soja/aveia+nabo-soja/aveia+nabo-milho);
(d) rotação de culturas intensiva (aveia+nabo-soja-milheto/aveia+nabo-soja-milheto/aveia+nabo-milho-milheto).
Apesar de ser realizada uma dessecação após a colheita da cultura da soja, na área em pousio algumas plantas acabam aparecendo em partes da parcela, principalmente azevém (Lolium multiflorum), trapoeraba (Commelina benghalensis) e buva (Conyza bonariensis).
O segundo fator consiste dos estados de compactação, onde três cargas foram aplicadas sobre a superfície do solo visando estabelecer esses diferentes estados.
(a) carga zero (nível de compactação atual)
(b) carga de 220 kPa (estado de compactação médio) (c) carga de 440 kPa (estado de compactação elevado)
O terceiro fator envolve práticas mecânicas para a descompactação. (a) sem prática mecânica (disco duplo de corte na semeadora); (b) utilização de haste sulcadora na semeadora da cultura de verão (b) escarificação.
75 m 15 m 15 m Pousio-soja Facão 21 m Facão Facão
Escarificado Escarificado Escarificado
Disco duplo Disco duplo Disco duplo
220 kPa 4 m 440 kPa 0 kPa
Monocultura cevada-soja
Disco duplo 7 m Disco duplo Disco duplo
Escarificado Escarificado Escarificado
Facão Facão Facão
440 kPa 220 kPa 0 kPa
Rotação de culturas
Disco duplo Disco duplo Disco duplo
Escarificado Escarificado Escarificado
Facão Facão Facão
220 kPa 0 kPa 440 kPa
Rotação de culturas intensiva
Escarificado Escarificado Escarificado
Facão Facão Facão
Disco duplo Disco duplo Disco duplo
0 kPa 220 kPa 440 kPa
Figura 1: Croqui de um dos três blocos experimentais do experimento.
2.2. Segunda ação de pesquisa– Diagnóstico da compactação para tomada de decisão quanto a necessidade e forma de intervenção no manejo da compactação.
A partir dos resultados obtidos no experimento, bem como dados presentes na literatura, objetivou-se determinar valores críticos de densidade em diferentes texturas e teores de matéria orgânica do solo. Estes níveis críticos serão aplicados no diagnóstico da compactação e indicação técnica quanto à necessidade, forma de intervenção e manejo da compactação nas áreas de cooperados da Cooperativa Agrária Agroindustrial.
Foram coletadas amostras de solo (0-20 cm) em lavouras de 20 produtores cooperados da Cooperativa Agrária visando abranger uma ampla faixa de textura e de teor de matéria orgânica. Nessas amostras foi determinada a granulometria, a densidade máxima que o solo pode atingir e o teor de matéria orgânica. Com esses valores pretende-se elaborar um triângulo textural, informando a densidade crítica do solo a partir da qual deve-se adotar alguma prática de mitigação da compactação. Esse valor crítico se embasará nos dados de densidade crítica obtidos em nível experimental (ação de pesquisa 1), interpretados de forma associada com resultados disponíveis na literatura de
densidade de solo relativa ótima para solos similares aos da região em estudo (REICHERT et al., 2003).
Estudos conduzidos nesta temática demostram que a densidade do solo relativa ótima para o desenvolvimento de soja em Latossolos com teores de argila acima de 500 g kg-1 é em torno de 85% (BEUTLER et al., 2005; SUZUKI
et al., 2007). Portanto, ao aplicar esse valor no solo desse estudo, estima-se que a densidade ótima do solo seja em torno de 1,1 Mg m3 no solo em estudo. O
valor de densidade ótima do solo é importante pois a estimativa é que a ultrapassagem desses valores em 0,1 Mg m3 determina redução de 10-12% de
produtividade das culturas (BEUTLER et al., 2005).
Valores críticos de densidade de solo relativa são escassos na literatura, pois na maioria dos estudos eles são baseados em modelos como o IHO, e não de forma direta com a resposta das culturas, além de serem mais comuns em solo sob preparo convencional ou reduzido. A dificuldade da obtenção de um valor crítico é devido a outros fatores que estão relacionados ao rendimento das culturas, principalmente a disponibilidade hídrica (LINDSTROM & VOORHEES, 1994). Desta forma, objetiva-se estimar esse valor ótimo de densidade do solo, bem como os valores críticos para os solos do estudo, para assim auxiliar na tomada de decisão quanto a necessidade de intervenção mecânica (escarificação, uso de sulcadores tipo facão em semeadoras) ou biológica (sistemas de culturas, rotações) nos solos da região de abrangência da Cooperativa Agrária do PR.
2.3. Avaliações realizadas até no experimento
2.3.1. Condutividade hidráulica do solo saturado em laboratório
As amostras com estrutura preservada, foram conduzidas ao laboratório e fixou-se com auxílio de fita isolante outro anel de mesmo diâmetro sobre o anel com solo. Neste anel superior é inserida a água para realizar a medida. Após fixar o sobreanel, as amostras foram saturadas por capilaridade por 48 h, até cerca de 3/4 de sua altura. Depois de saturadas, determinou-se o a condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat) pela metodologia de carga
2.3.2. Condutividade hidráulica do solo saturado in situ
A metodologia para determinação da condutividade hidráulica saturada in situ é chamada de “simplified falling-head – SFH” e foi desenvolvida por Bagarello et al. (2004), consiste em um cilindro de PVC, com 13 cm de altura e 14 cm de diâmetro, inserido 8 cm no solo. Após inserido no solo, um volume de 330 ml de água é disposto dentro do cano e quantifica-se o tempo que o mesmo leva para infiltrar no solo. Como neste método o ensaio em si não é realizado com o solo saturado, e sim na umidade atual do solo, deve-se coletar uma amostra indeformada nas proximidades do ensaio para determinar a densidade e a umidade do solo. Além disso, é necessário determinar a densidade de partículas, para possibilitar o cálculo da porosidade total de solo, sendo parâmetros necessários na equação.
2.3.3. Porosidade do solo
A porosidade total do solo (PT) será determinada pela relação entre a densidade atual do solo e a densidade de partículas, sendo que para o local a densidade de partículas é de 2,58 g cm-3:
PT =
(DP − DS)
DP
Sendo:Pt – porosidade total, em cm3 cm-3
Dp – densidade de partículas sólidas do solo, em g cm-3
Ds – densidade do solo, em g cm-3
Para determinação da microporosidade, pela diferença de massa entre a massa da amostra após cessar a drenagem da água no potencial mátrico de -6 kPa e a massa da amostra seca por 48 horas em estufa a 105°C, considerando microporos, poros com diâmetro menor que 50 µm, assumindo uma relação aproximada d = 3000 / Ψm 10, onde d é o diâmetro dos poros em μm e Ψm é o
potencial matricial em kPa (CARTER & BALL, 1993).
2.3.4. Densidade do solo
Com as mesmas amostras utilizadas para a macroporosidade, será determinada a densidade do solo. Além da determinação da densidade para utilização na equação de Bagarello et al., (2004). Com a determinação da massa de sólidos secos, e determinação do volume dos anéis volumétricos utilizados, obtém-se a densidade.
2.3.5. Resistência mecânica do solo à penetração
Foram obtidos dados de resistência do solo à penetração (à campo) após a aplicação das cargas na implantação do experimento, com 3 pontos por parcela e após o cultivo das culturas de inverno com 10 pontos por parcela até 0,40 m de profundidade. Nas proximidades da avaliação coletaram-se amostras de solo para a determinação da umidade gravimétrica nas camadas de 0,0-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40 m. A qual será calibrada a fim de poder comparar os valores entre uma avaliação e outra.
Para esta avaliação foi utilizado um penetrômetro (penetroLOG – Medidor Eletrônico de Compactação do Solo) desenvolvido pela Falker Automação Agrícola, que registra e armazena digitalmente dados de força aplicados a respectiva profundidade no solo.
2.3.6. Ensaio de Proctor normal
O ensaio de Proctor vem do princípio que a compactação do solo é dependente da energia aplicada e da umidade do solo no momento da compactação. Com a equação da curva é possível obter matematicamente a máxima densidade e a umidade ótima para compactação. Este ensaio foi utilizado nos dois estudos, sendo para possibilitar a determinação da densidade relativa no primeiro estudo, bem como para determinar os valores de densidade crítica no estudo 2.
Para o ensaio são necessários em torno de 15 kg de solo seco ao ar peneirado em peneira de malha 4,8 mm. Estes 15 kg foram separados em 6 amostras de 2,5 kg. Determina-se o teor de água inicial e acrescenta-se água ao solo em uma das amostras afim de obter o teor de umidade referente ao primeiro ponto do ensaio (a umidade do primeiro ponto do ensaio foi diferente entre os solos analisados (variando de 0,16 g g-1 e 0,38 g g-1), sendo estimado no
momento do umedecimento da amostra, conforme sua consistência. Após umedecido o primeiro ponto, acrescenta-se água as demais de forma que a cada ponto se aumente em 2 % o teor de umidade (valor sugerido para solos argilosos). As amostras ficam em repouso por 24 horas em saco plástico para que ocorra um umedecimento homogêneo.
Para o ensaio, as amostras são colocadas no cilindro de Proctor normal em três etapas, ou seja, em três camadas com espessura semelhante, sendo que em cada uma delas, o solo é golpeado com 26 batidas com o batedor, após golpear uma camada, uma pequena escarificação é realizada na superfície da amostra com auxílio de uma faca afim de melhorar o contato com a camada subsequente. Depois das batidas, o cilindro é pesado com o solo compactado, retirando posteriormente uma amostra do centro do cilindro para determinação da umidade. Descontando o valor da umidade e do peso do cilindro, é possível determinar a densidade do solo em cada um dos pontos, possibilitando a elaboração da curva de Proctor (relacionando densidade e umidade do solo).
2.3.7. Avaliações das culturas
Logo após a implantação do experimento em março de 2018, foi realizada a semeadura do milheto no tratamento de rotação de culturas melhorada, no qual foi realizada a determinação da matéria seca no mês de maio. No mesmo mês foi realizada a semeadura do nabo+aveia e no mês de julho a semeadura da cevada. No mês de setembro avaliou-se a matéria seca do nabo+aveia e no mês de novembro a produtividade e a matéria seca da cevada, sendo logo após realizada a semeadura da soja.
No início de fevereiro de 2019 foi realizada a coleta de raízes de soja, e a colheita da mesma foi realizada no mês de abril. Seguindo o protocolo,
imediatamente foi semeado o milheto, determinando sua massa seca no mês de junho. Após isso foi realizada ainda no mês de junho a semeadura do nabo+aveia e da cevada, sendo o nabo+aveia avaliados no início de outubro e a cevada no final de outubro.
2.3.8. Sistema radicular
A coleta de raízes foi realizada pelo método do monólito (BOHM, 1979) no estádio R4 da cultura da soja (estádio com maior presença de raízes), o local de coleta foi escolhido onde tinham três plantas de soja espaçadas em 7 cm, coletando as amostras na planta central de forma a ter as mesmas condições em todos tratamentos. Foram coletados monólitos em cinco profundidades (0,0-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,30, 0,30-0,40 e 0,40-0,50 m) e a três distâncias da planta referência (na linha de semeadura coletando 0,045 m para cada lado do colmo, de 0,045 até 0,135 cm da planta e de 0,135 até 0,225 cm da planta ), de forma a abranger linha e entrelinha da semeadura, conforme ilustrado na Figura 2. A extração das amostras foi feita portanto em monólitos de 0,10 m de altura, 0,09 m de largura e 0,07 m de profundidade (referente ao espaçamento entre plantas).
Figura 2: Ilustração dos monólitos coletados para avaliação das raízes de soja. 0,00 – 0,10 m 0,10 – 0,20 m 0,20 – 0,30 m 0,30 – 0,40 m 0,40 – 0,50 m 0,09 m
As raízes foram separadas do solo através de lavagem em peneira de 0,05 mm, e mantidas em álcool 70% para conservação. Após isso as raízes foram escaneadas em água e utilizou-se o sistema para análise de raízes WinRHIZO, desenvolvido pela empresa canadense Regent Instruments, uma ferramenta para a análise de raízes através de processamento de imagens digitais para determinação do volume, comprimento, diâmetro, área superficial, número de forquilhas e divisão em classes de diâmetros. Com os dados obtidos no escaneamento, utilizou-se o software Surfer para representação dos resultados na forma de gráficos de isolinhas.
Além do escaneamento, as raízes foram secas em estufa a 65oC, por 96
h para determinação da massa seca. Posteriormente, foram pesadas em balança semi analítica com quatro casas decimais. Com os valores gerados pela pesagem, bem como os valores obtidos pelo processamento das imagens, foi possível calcular os parâmetros de raiz por volume do solo, bem como para o perfil de solo até 0,5 m.
2.3.9. Biomassa das plantas
A determinação da biomassa foi realizada para todas as culturas de inverno. Para o procedimento coletaram-se 4 fileiras de 2,5 m (totalizando 10 m lineares). As plantas foram cortadas rente ao solo, e as amostras após identificadas foram levadas para estufa a 65°C até obterem massa constante, sendo os resultados expressos em Mg ha-1.
2.3.10. Produtividade e componentes de rendimento
Para determinação da produtividade das culturas da cevada e da soja, utilizou-se uma colhedora de parcelas, a qual coletou 18 m2 da parte central da
parcela (12 x 1,5 m), nas parcelas com escarificação ainda foram colhidos 10 metros lineares na área mais próxima a extremidade da parcela (onde o pneu do trator trafegou no momento da semeadura) a fim de verificar o efeito do tráfego sobre a área escarificada. Os resultados são expressos em Mg ha-1 corrigindo a
umidade para 13%. Para a cultura da soja ainda foi determinado o peso de 1.000 sementes (PMS).
2.4. Análise estatística
Os dados foram submetidos à análise estatística utilizando software Assistat 7.7, e quando necessário fazer algum desdobramento das interações utilizou-se o software Sisvar. Os procedimentos estatísticos de comparação de resultados das análises realizadas foram escolhidos com base no delineamento experimental realizado nesse estudo (trifatorial com parcelas subsubdivididas). Primeiramente foram testados os pressupostos da análise variância (distribuição normal e homogeneidade de variâncias), quando os pressupostos não foram atendidos foram realizadas transformações dos dados a fim de ser possível o uso de modelos estatísticos paramétricos. Quando atendidos os pressupostos, os dados foram submetidos à análise de variância e, havendo efeito de tratamento, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05). Os gráficos foram elaborados utilizando o software estatístico SigmaPlot 14.0 e o Microsoft Excel.
3. RESULTADOS PARCIAIS
3.1. Primeira ação de pesquisa – Eficiência de métodos culturais e práticas mecânicas na descompactação em diferentes estados de compactação em Latossolo
3.1.1. Resistência mecânica do solo a penetração.
Logo após a aplicação das cargas na implantação do experimento (a fim de gerar diferentes níveis de compactação) em março de 2018, foi realizada a primeira leitura de resistência a penetração (RP) (Figura 3). A leitura foi efetuada até a camada de 0,50 m, porém os valores usados no gráfico bem como na análise estatística são uma média de camadas de 0,05 em 0,05 m. Vale ressaltar que ainda será realizada uma correção dos dados de resistência a penetração pela umidade do solo após estabelecer um modelo.
Figura 3: Resistência a penetração (kPa) do solo nos diferentes níveis de compactação. *A direita Teste de Tukey a 5% de probabilidade entre os níveis de compactação (tratamentos com letras iguais na linha não diferem entre si). Colchetes abrangem profundidades com o mesmo resultado estatístico.
Entre as profundidades de 0,00 e 0,20 m os tratamentos com 0 e 220 kPa apresentaram menores valores de resistência a penetração em relação ao tratamento com 440 kPa, entre as profundidas de 0,20 e 0,45 m o tratamento com 0 kPa apresentou a menor resistência, enquanto o 440 a maior, com o tratamento de 220 kPa apresentando valores intermediários, não diferindo dos demais. Na profundidade de 0,50 m os tratamentos não diferindo entre si, podendo-se inferir que a efetividade da compactação se deu até a profundidade de 0,45 cm.
Entre os tratamentos e profundidades a variação da umidade é baixa, não diferindo estatisticamente (Tabela 1). Porém, sem a correção os dados são inviabilizados de serem comparados com outros anos, visto que dificilmente a leitura será realizada na mesma condição de umidade do solo.
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 500 1000 1500 2000 2500 P rof u n d ida d e (m )
Resistência à penetração (kPa)
0 kPa 220 kPa 440 kPa a a a a a b a ab b
Tabela 1: Umidade do solo no momento da leitura de resistência a penetração no mês de março de 2018. Profundidade (m) Nível de compactação 0 220 440 ---Umidade gravimétrica (g g-1) --- 0,0-0,1 0,48 0,50 0,49 0,1-0,2 0,46 0,48 0,47 0,2-0,4 0,48 0,49 0,48
A segunda leitura de RP foi realizada no mês de novembro, no final do ciclo das culturas de inverno, antecedendo a semeadura da cultura de verão (soja). Portanto, diferentemente da primeira leitura, nesta segunda, além dos diferentes níveis de compactação se tem como efeito dos tratamentos sistemas de cultura de inverno (pousio, cevada, nabo+aveia, milheto-nabo+aveia), bem como sistemas de preparo (plantio direto e escarificado). Em todas as profundidades estudadas ocorreu efeito significativo nas interações duplas “culturas de inverno x sistema de preparo” e “níveis de compactação x sistema de preparo”. Na Figura 4 estão apresentados os resultados referentes à interação “culturas de inverno x sistema de preparo”.
Figura 4: Resistência à penetração (kPa) do solo na interação entre os fatores sistema de culturas e preparo do solo. * Teste de Tukey a 5% de probabilidade: letras maiúsculas comparam o sistema de preparo, equivalendo todas as camadas, as letras minúsculas fazem a comparação entre os sistemas de cultura dentro de cada preparo, onde letras iguais indicam que não há diferença entre os tratamentos. Colchetes abrangem profundidades com o mesmo resultado estatístico.
Entre os sistemas de preparo, em todas as camadas estudadas, o sistema plantio direto apresentou maiores valores de RP em relação ao sistema com escarificação. Apesar de constatar que no local a haste do escarificador atingiu no máximo a camada até 0,25 m, pode-se concluir que abaixo disso ocorreu também mobilização do solo pela diminuição da RP. Essa redução da RP abaixo da camada de 0,25 m, possivelmente ocorreu por fissuras criadas pela haste do escarificador, seguindo o ângulo de atrito interno do solo.
Comparando os sistemas de culturas, no sistema plantio direto, a única profundidade que apresentou diferença significativa foi a camada até 0,05 m, onde o tratamento com o sistema pousio apresentou o maior valor. Isso ocorreu porque o solo em pousio fica exposto aos agentes climáticos como o sol e a chuva, facilitando desta forma sua degradação (SEQUINATO et al., 2014) e causando aumento na resistência a penetração (a superfície do solo em pousio
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 1000 2000 3000 P rof un di da de ( m ) Escarificado *A 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 1000 2000 3000 P rof un di da de ( m ) Plantio direto *B Pousio Cevada Nabo+aveia Milheto-nabo+aveia
--- Resistência a penetração (kPa) --- a a a b a a a a a a a a a b b b a ab b b
é apresentada na Figura 5).
Figura 5: Superfície do solo após pousio hibernal.
No sistema escarificado, não ocorrerem diferenças nos valores de RP até a camada de 0,05 m. Entre as camadas de 0,05 e 0,30 m, o pousio apresentou os menores valores. Tal fato é explicado devido a baixa agregação desta área causada pelo escarificador, e nas áreas com culturas, além da agregação causada pelas raízes das plantas, a própria passagem da semeadora já foi suficiente para uma certa compactação do solo, justificando o aumento na RP. Nas últimas camadas (0,30 – 0,40 m), a área em pousio continuou apresentando os menores valores de RP, porém não diferindo da área com milheto-nabo+aveia, enquanto os demais tratamentos apresentaram maiores valores do que o pousio e não diferiram do tratamento milheto-nabo+aveia. Este comportamento nos permite dizer que neste tratamento ocorreu um efeito de agregação biológica causada pelo milheto, causando redução na RP do solo. Espera-se, portanto, que com mais um ano com o mesmo sistema de cultura, esses resultados sejam mais expressivos e possa ser significativo, inclusive em camadas mais próximas à superfície do solo. Os resultados de RP para a interação “níveis de compactação x sistemas de preparo” estão apresentados na Figura 6.
Figura 6: Resistência à penetração (kPa) do solo na interação entre os fatores níveis de compactação e preparo do solo. * Teste de Tukey a 5% de probabilidade: letras maiúsculas comparam o sistema de preparo, equivalendo todas as camadas. As letras minúsculas fazem a comparação entre os níveis de compactação dentro de cada preparo, onde letras iguais indicam que não há diferença entre os tratamentos. Colchetes abrangem profundidades com o mesmo resultado estatístico.
Na interação entre os sistemas de preparo e as cargas aplicadas, o sistema escarificado apresentou menores valores de resistência à penetração em todas as profundidades estudadas. Em relação às cargas, estas somente causaram variação na área em plantio direto, onde todos tratamentos diferiram entre si até a camada de 0,20 m, sendo que a menor RP ocorreu na carga 0 kPa, seguido da carga de 200 kPa e por fim a de 440 kPa. Porém, entre as camadas de 0,20 e 0,40 m apenas o tratamento 0 kPa diferiu dos demais. Isso pode estar relacionado ao “ponto de diamante”, o que significa que a pressão aplicada é concentrada na camada referente a 53% da largura do pneu (MCKEYS, 1985). O equipamento utilizado para aplicação de 440 kPa foi um autopropelido com pneus de 31,5 cm, o qual aplica, portanto, a maior pressão na camada de 0,17 m, justificando a diferença de RP somente até a camada de 0,20 m. O trator utilizado para aplicar os 220 kPa, apesar de menor pressão, possui pneus mais largos (frontal com 0,48 m e traseiro com 0,65 m), aplicando, portanto, a maior pressão entre 0,25m e 0,35 m de profundidade, respectivamente, o que permitiu
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 1000 2000 3000 P rof un di da de ( m ) Escarificado *A 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 1000 2000 3000 P rof undi da de (m ) Plantio direto *B 0 kPa 220 kPa 440 kPa
---Resistência a penetração (kPa) ---
a b c
a b b
que entre as camadas de 0,20 e 0,40 m esses tratamentos não diferissem entre si.
A umidade do solo no momento da leitura também foi semelhante entre os tratamentos, diferindo apenas entre o sistema plantio direto e escarificado na camada de 0,00 – 0,10 m (Tabela 2). Porém, os valores são bastante inferiores quando comparados a primeira leitura. Por isso, será necessário obter uma equação para os valores de RP padronizados para o teor de umidade na capacidade de campo.
Tabela 2: Umidade do solo no momento da leitura de resistência à penetração no mês de novembro de 2018.
Profundidade (m)
Sistema de preparo do solo Plantio direto Escarificado ---Umidade gravimétrica (g g-1) ---
0,0-0,1 0,311 a 0,299 b
0,1-0,2 0,303ns 0,308
0,2-0,4 0,321 ns 0,322
Médias seguidas da mesma letra minúscula na linha não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade. nsNão significativo.
3.1.2. Densidade do solo
A densidade do solo nas diferentes camadas ainda não foi determinada, pois as amostras estavam sendo utilizadas para a curva de retenção de água do solo. Os dados de densidade que serão apresentados neste tópico foram determinados para a camada de 0,00 a 0,10 m de profundidade no mês de novembro de 2018. Esses mesmos valores de densidade foram utilizados para determinação da condutividade hidráulica saturada (item 6.1.3.) pelo método de Bagarello et al., (2004). Os valores de densidade do solo em função da carga aplicada e do preparo do solo estão apresentados nas Figuras 7 e 8 respectivamente.
Figura 7: Densidade do solo para os diferentes níveis de compactação (0, 220 e 440 kPa). Barras seguidas da mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
Figura 8: Densidade do solo para os diferentes sistemas de preparo do solo. Barras seguidas de letras diferentes apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
As culturas utilizadas não causaram variação na densidade do solo. O maior valor de densidade foi encontrado na parcela em plantio direto com aplicação de 440 kPa, enquanto, o menor, na parcela escarificada sem aplicação
a b b 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95
0 kPa 220 kPa 440 kPa
Den sida d e d o so lo (M g m -3) a b 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00
Escarificado Plantio direto
Den sida d e d o so lo (M g m -3)
de carga (0 kPa). Esses valores são apresentados na Tabela 3.
Tabela 3: Densidade do solo na camada de 0,00 – 0,01 m no mês de novembro de 2018.
Nível de compactação
(kPa)
Nível de compactação Plantio direto Escarificado ---Densidade do solo (Mg m-3) ---
0 0,91 0,77
220 0,95 0,85
440 0,99 0,85
Estudos conduzidos nesta temática demostram que a densidade do solo relativa ótima para o desenvolvimento de soja em Latossolos com teores de argila acima de 500 g kg-1 é em torno de 85% (BEUTLER et al., 2005; SUZUKI
et al., 2007). Afim de verificar a densidade relativa do solo em estudo, realizou-se o ensaio de Proctor Normal para determinar a densidade máxima do solo, cujo valor foi de 1,26 Mg m-3 (Figura 9).
Figura 9: Curva de Proctor para a camada de 0,00 – 0,10 m de um Latossolo. Através do resultado da curva foi possível calcular a densidade relativa para a parcela de interesse. O valor de densidade relativa chegou a apenas 79% da densidade máxima na parcela em plantio direto com 440 kPa. O que pode explicar a dificuldade de compactação deste solo é o alto teor de matéria orgânica (6%) na camada superficial, conforme relatado por Soane, (1990).
y = -20,338x2+ 16,317x - 2,009 R² = 0,9706 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 Den sida d e (M g m -3) Umidade gravimétrica (g g-1)
3.1.3. Condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat)
Para determinação da Ksat em laboratório foram utilizados os mesmos anéis coletados para determinação da densidade logo após a aplicação das cargas. Os resultados estão apresentados na Figura 10.
Figura 10: Condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat em mm h-1) para os
diferentes níveis de compactação (0, 220 e 440 kPa) nas diferentes camadas estudadas. Barras seguidas da mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade, Ns= não significativo.
Apesar de ter 12 repetições por tratamento, a medida da Ksat em laboratório tem alta variabilidade, apresentando coeficiente de variação de até 250%. Por isso, mesmo com grandes variações nas médias, a análise estatística mostrou diferença somente na camada de 0,20 – 0,30 m. Nesta camada, a área mais compactada (440 kPa) apresenta a menor Ksat, porém não difere da área com 0 kPa. Porém olhando os dados “brutos”, percebe-se que os maiores valores de condutividade ocorreram na área sem compactação, diminuindo ao aumentar o estado de compactação, conforme o esperado.
Ao utilizar o método de Bagarello et al. (2004), passa-se de um anel com diâmetro de 5,6 cm (laboratório) para um com 14,5 cm, o que permite uma maior representatividade amostral, além de causar menos distúrbios na amostra, por não precisar levá-la ao laboratório. Em novembro, portanto, no final do ciclo das
Ns Ns Ns ab a b 0 50 100 150 200 0,05 - 0,10 0,10 - 0,15 0,15 - 0,20 0,20 - 0,30 Ksat (mm h-1) P rof u n d ida d e (m ) 0 kPa 220 kPa 440 kPa
culturas de inverno, este foi o método utilizado para a determinação da Ksat. Os resultados estão apresentados nas Figuras 11 e 12, tendo efeito de todos os fatores de variação estudados (níveis de compactação, sistemas de culturas e sistema de preparo).
Figura 11: Condutividade hidráulica saturada (Ksat) in situ (Bagarello et al., 2004) em plantio direto e escarificado. Letras minúsculas fazem a comparação dentro de cada preparo do solo; de forma que letras iguais não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
Dentre as culturas de inverno utilizadas, estas causaram alterações apenas na área com escarificação, com menores valores de Ksat nas áreas com cevada e com milheto-aveia+nabo. Porém, a última citada não difere dos demais tratamentos. Esse comportamento é explicado pela intensidade de tráfego em cada sistema, onde o sistema com cevada recebe uma colhedora para colheita de grãos, enquanto a área com milheto-aveia+nabo recebe duas vezes o tráfego do trator com semeadora. Além disso, o ensaio foi realizado logo após a colheita da cevada, e neste tratamento os poros ainda estavam sendo ocupados por raízes, causando uma redução também na Ksat. Espera-se que com mais um ano de cultivo, possa ocorrer maior efeito das culturas, causando maiores
a a a a a b a ab 0 100 200 300 400 K sa t (m m h -1) Plantio direto Escarificado
diferenças nos valores de Ksat. Como um valor base, se tem uma área de mata próxima ao experimento, a qual apresentou uma ksat de 1.142 mm h-1.
Figura 12: Condutividade hidráulica saturada (Ksat) in situ (Bagarello et al., 2004) no tratamento em pousio (a), cevada (b), aveia+nabo (c) e milheto-aveia+nabo (d). Letras minúsculas fazem a comparação da influência das cargas dentro do mesmo sistema de preparo, letras maiúsculas fazem a comparação da influência dos sistemas de preparo dentro da mesma carga aplicada; de forma que letras iguais não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
Em plantio direto a aplicação de cargas reduziu a Ksat em todos os sistemas de cultura utilizados. Porém, na área escarificada, as cargas não
a A ab A b A a A aA aA 0 100 200 300 400 0 220 440 K sa t (m m h -1)
(b)
PD a A b B b B aA aA aA 0 100 200 300 400 0 220 440 K sa t (m m h -1)(d)
a A ab B b B aA aA aA 0 100 200 300 400 0 220 440 Ksa t (m m h -1)(a)
a A ab A b B aA aA aA 0 100 200 300 400 0 220 440 K sa t (m m h -1)(c)
Plantio direto Escarificadocausaram diferenças. Os valores obtidos no tratamento pousio chamam atenção, pois apesar de não significativa, a condutividade hidráulica no tratamento em que foi aplicado 440 kPa de pressão foi 50% maior, quando comparada a área com 0 kPa de pressão. Este fato inesperado foi explicado ao fazer uma análise visual dessas parcelas, onde foi constatado que a escarificação na área com 0 kPa causou maior pulverização do solo, enquanto na área com 440 kPa ocorreu a quebra em grandes torrões, o que permite que a água encontre caminhos preferenciais na superfície desses torrões, aumentando assim a Ksat, como ilustrado na Figura 13.
Figura 13: Agregados do solo presentes após a escarificação na área sem
compactação ou 0 kPa (esquerda) e na área com maior nível de compactação ou 440 kPa (direita).
3.1.4. Produção de biomassa do milheto
No ano de 2018, a temperatura foi ideal para o desenvolvimento do milheto, produzindo mais que no ano de 2019. No primeiro ano, tanto as cargas quanto os sistemas de manejo tiveram efeito significativo no desenvolvimento do milheto (Figuras 14 e 15).
Figura 14: Produção de biomassa do milheto em função da carga aplicada na safra de 2018. Barras de médias com mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
Figura 15: Produção de biomassa do milheto em função do sistema de manejo aplicado na safra de 2018. Barras de médias com mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
Conforme esperado, a aplicação de cargas causou redução na produtividade de matéria seca de milheto. Além das cargas, a escarificação também reduziu a produtividade quando comparado ao plantio direto. Isso pode ser explicado pelo fato de a semeadura ter sido realizada logo após a prática. Como o solo fica mais solto, o contato entre semente e solo é reduzida, dificultando, portanto, o estabelecimento da cultura.
No ano de 2019, já se tem a adição de mais uma prática mecânica, a haste sulcadora que foi utilizada na semeadura da soja no verão. Porém, neste
A B 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Plantio direto Escarificado
M a té ri a se ca (kg h a -1) A AB B 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 220 440 M a té ri a se ca (kg h a -1)
ano, nenhum tratamento causou efeito na produtividade do milheto (Figura 16), o que leva a crer que este solo apresenta alta resiliência, ou seja, ele retorna rapidamente a sua condição original após a aplicação de uma carga, o que motivou a incluir esta análise no trabalho.
Figura 16: Produção de biomassa milheto em função do sistema de manejo aplicado e das cargas aplicadas na safra de 2019.
Além da resiliência do solo, o próprio milheto, o nabo com aveia e a soja utilizados no experimento, podem ter ajudado na descompactação do solo durante o ano, fazendo com que mesmo a área mais compactada voltasse a mesma condição antes da aplicação das cargas. Tal hipótese será testada na próxima coleta de solo pela análise de densidade do solo.
3.1.5. Produção de biomassa de nabo + aveia
No primeiro ano o nabo prevaleceu sobre a cultura da aveia, onde esta quase não se estabeleceu na área. Estas culturas foram semeadas tanto no tratamento que havia sido cultivado milheto, bem como no que estava em pousio até maio de 2018. A interação entre os fatores estudados não foi significativa. Os dados serão, portanto, apresentados separadamente para cada fator de tratamento (Figuras 17, 18 e 19). 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Disco duplo Haste sulcadora Escarificado
M a té ri a se ca (kg h a
Figura 17: Produção de biomassa do nabo+aveia em função da cultura antecessora na safra de 2018. Barras de médias com mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
A área que estava em pousio produziu mais massa em relação a que tinha recebido milheto. Isso pode estar relacionado ao preenchimento dos poros do solo com as raízes do milheto, dificultando assim o desenvolvimento das raízes do nabo, além de imobilizar, por um período de tempo, os nutrientes do solo.
Figura 18: Produção de biomassa de nabo+aveia em função da carga aplicada na safra de 2018.
Apesar de a produtividade sofrer uma pequena redução com o aumento 0 1500 3000 4500 6000 7500 9000 0 220 440 M a té ri a se ca (kg h a -1)
Carga aplicada (kPa) a b 0 1500 3000 4500 6000 7500 9000 Pousio Milheto M a té ri a se ca (kg h a -1 ) Cultura antecessora
da carga aplicada, a mesma não foi significativamente diferente, o que leva a crer que o nabo é uma cultura vigorosa e se desenvolve bem mesmo em níveis mais críticos de compactação. Também pode ser explicado pela resiliência do solo, sendo que o mesmo já apresentava boas condições no momento do cultivo do nabo.
Figura 19: Produtividade do nabo+aveia em função do sistema de manejo aplicado na safra de 2018. Barras de médias com mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
Diferente do milheto, o nabo+aveia se desenvolveram melhor na área com a escarificação. Isso pode ser explicado pelo fato de a semeadura ter sido realizada cerca de dois meses após a escarificação. Esse período permitiu uma reacomodação do solo causada pela precipitação, além de que já supracitado, a cultura que dominou foi o nabo. Por esta cultura apresentar um sistema radicular pivotante, com a raíz principal de grande porte, esta pode se desenvolver melhor em um solo mais solto, consequentemente com maior desenvolvimento da parte aérea.
No ano de 2019, nem as cargas aplicadas, nem mesmo os sistemas de manejo causaram diferenças na produtividade de matéria seca de nabo+aveia (Figura 20). b a 0 1500 3000 4500 6000 7500 9000
Plantio direto Escarificado
M a té ri a se ca (kg h a -1)
Figura 20: Produtividade do nabo+aveia em função do sistema de manejo e das cargas aplicadas na safra de 2019. (a): pousio como cultura antecessora, (b) pousio como cultura antecessora.
Os dados de produtividade de matéria seca de aveia e nabo no ano de 2019, mais uma vez mostram a alta resiliência deste solo, sendo capaz de manter alta produção de biomassa, mesmo nas áreas mais compactadas.
3.1.6. Produtividade de cevada
A cevada apresentou baixa produtividade de grãos em todos os tratamentos. Tal fato aconteceu devido ao excesso de chuvas no local durante o amadurecimento da cultura. Na determinação da produtividade desta cultura, os tratamentos delineados foram colhidos com a colhedora de parcelas, e ainda foi colhida manualmente de forma separada a área com escarificação na passagem do rodado do trator no momento da semeadura (ilustrado na figura 21).
M a té ri a se ca (kg h a -1)
0 kPa 220 kPa 440 kPa
0 2000 4000 6000 8000 10000 M a té ri a se ca (kg h a -1) (a) (b)
Figura 21: Parcela com cevada, onde na área escarificada a parte (a) foi colhida com a colhedora de parcela e as partes (b), referente ao local que o trator trafegou na semeadura foram colhidas manualmente.
No ano de 2018, apenas os sistemas de preparo causaram diferença na produtividade, onde justamente a área escarificada trafegada apresentou a maior produtividade (Figura 22).
(b)
(a)
(b)
a b b 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500Esc. Trafegado Escarificado Plantio direto
P rod u tiv ida d e d e g rão s (kg h a -1 )
Figura 22: Produtividade de cevada em função do sistema de manejo aplicado na safra de 2018. Barras de médias com mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
A área com escarificação e com tráfego permitiu um melhor contato entre o solo e a semente e com as raízes e, ao mesmo tempo, apresentava baixa densidade do solo, permitindo, portanto, alto fluxo de gases e água, causando um expressivo aumento de produtividade neste tratamento.
Os resultados de produtividade em função dos níveis de compactação estão apresentados na Figura 23.
Figura 23: Produtividade de cevada em função dos níveis de compactação aplicados na safra de 2018.
Os níveis de compactação novamente não causaram diferenças na produtividade da cevada.
No ano de 2019, nenhum fator causou diferenças na produtividade de cevada (Figura 24). 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
0 kPa 220 kPa 440 kPa
P rod u tiv ida d e d e g rão s (kg h a -1)
Figura 24: Produtividade de cevada em função do sistema de manejo aplicado na safra de 2019.
3.1.7. Raízes de soja
Analisando todo o perfil de solo estudado, apenas o diâmetro das raízes foi afetado pelos tratamentos (Figura 25), portanto foram realizadas análises entre as diferentes profundidades.
Figura 25: Diâmetro médio das raízes de soja submetidas a diferentes sistemas de preparo, culturas antecessoras e níveis de compactação (a: 0 kPa e b: 440 kPa). As letras nas barras de médias fazem a comparação entre os sistemas de
0 1000 2000 3000 4000 5000
Disco duplo Facão Escarificado Escarificado rodado P rod u tiv ida d e d e g rão s (kg h a -1)
0 kPa 220 kPa 440 kPa
a a a a b b 0,210 0,215 0,220 0,225 0,230 0,235
Disco duplo Haste Escarificado Cevada Rotação a a a a b a 0,210 0,215 0,220 0,225 0,230 0,235
Disco duplo Haste Escarificado
Di â m e tro d a s raí z e s (m m ) (b) (a)
cultura dentro de cada prática mecânica, letras iguais significam que não há diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
Para uma análise visual dos resultados, foram construídos gráficos de isolinhas com a distribuição das raízes de soja no perfil de solo em cm de raízes por cm3 de solo (Figura 26).
P
rof
undidade
(
cm)
Cevada, 0, DD Cevada, 0, ES Cevada, 0, HS
Rotação, 0, DD Rotação, 0, ES Rotação, 0, HS
Rotação, 440, DD Rotação, 440, ES Rotação, 440, HS Distancia da base da planta (cm)
Cevada, 440, HS Cevada, 440, ES
Figura 26: Densidade de raízes de soja no perfil de solo nos tratamentos estudados. Legenda: Cevada e Rotação (milheto + nabo) foram as culturas antecedentes; 0 e 440 são os níveis de compactação baixo e alto e DD, ES e HS são, respectivamente, as práticas mecânicas, disco duplo, escarificação e haste sulcadora.
O principal resultado verificado visualmente nos gráficos gerados pelo programa Surfer é que o uso de escarificação aumentou a concentração de raízes em superfície (esclarecido na Figura 27), o que pode causar problemas em anos com estresse hídrico, visto que a planta aprofundará menos o sistema radicular em busca de água. Entre o uso de haste e do disco duplo, a distribuição de raízes não seguiu um padrão, não sendo beneficiado, portanto, por nenhum dos sistemas. Dentre a área com e sem compactação, a área compactada fez com que as plantas produzissem mais raízes.
Figura 27: Comprimento de raízes de soja em diferentes profundidades e sistema de preparo utilizado. Barras de médias com mesma letra não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
b a a a a b a a a ab a a a a b 0 5 10 15 20 0,00 - 0,10 0,10 - 0,20 0,20 - 0,30 0,30 - 0,40 0,40 - 0,50 Comprimento (cm cm-3) P rof u n d ida d e (m ) Disco duplo Haste Escarificado
A área superficial das raízes seguiu o mesmo comportamento que o comprimento das raízes, com o sistema escarificado apresentando maiores valores em superfície, e menores em profundidade (Figura 28).
Figura 28: Área superficial de raízes de soja em diferentes profundidades e sistema de preparo utilizado. Barras de médias com mesma letra não
b a a a a b a a a ab a a a a b 0 0,5 1 1,5 2 0,00 - 0,10 0,10 - 0,20 0,20 - 0,30 0,30 - 0,40 0,40 - 0,50 Área superficial (cm2cm-3) P rof u n d ida d e (m ) Disco duplo Haste Escarificado
apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade. Apesar das diferenças apresentadas na área superficial e no comprimento das raízes, a massa de raízes foi semelhante entre os tratamentos. Esses resultados estão também apresentados em um gráfico de cores (Figura 29).
Figura 29: Distribuição da massa de raízes de soja no perfil de solo nos 0 10 20 30 40 50 P rof undidade ( cm)
Cevada, 0, DD Cevada, 0, ES Cevada, 0, HS
Rotação, 0, DD Rotação, 0, ES Rotação, 0, HS
Rotação, 440, DD Rotação, 440, ES Rotação, 440, HS Distancia da base da planta (cm)
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Cevada, 440, HS Cevada, 440, ES Cevada, 440, DD 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 -18 -9 0 9 18 -18 -9 0 9 18 -18 -9 0 9 18
tratamentos estudados. Legenda: Cevada e Rotação (milheto + nabo) foram as culturas antecedentes; 0 e 440 são os níveis de compactação baixo e alto e DD, ES e HS são as práticas mecânicas, disco duplo, escarificação e haste sulcadora respectivamente.
Com relação à massa seca de raízes, as diferenças não foram muito evidentes. Porém é possível visualizar que de forma geral a área com haste sulcadora apresentou melhor distribuição da massa das raízes em profundidade, com exceção da área sem compactação em rotação com nabo+aveia.
6.1.7. Rendimento da soja
Como na cevada verificou-se efeito do tráfego sobre a área escarificada, a colheita da soja também foi realizada de forma a separar a parte escarificada sem tráfego e a parte escarificada com tráfego. Foi determinado o peso de mil sementes de soja (Tabela 4).
Tabela 4: Peso de 1000 sementes de soja em função do sistema de culturas e das práticas mecânicas aplicados na safra de 2018/2019.
Cultura anterior
Prática mecânica
Disco Haste Escarificado Esc. rodado ---Peso de mil sementes de soja (g)--- Pousio 206 aA 200 a AB 193 bB 197 bB
Cevada 203 aA 202 aA 209 aA 204 abA
Nabo+aveia 201 aA 203 aA 203 abA 204 abA Milheto/nabo+aveia 205 aA 206 aA 200 abA 206 aA Médias seguidas da mesma letra minúscula (na coluna) e maiúscula (na linha) não apresentam diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
De forma geral, a interação entre pousio e escarificação diminuiu o peso de 1000 sementes de soja. Isso pode acontecer devido à degradação causada por esse sistema, onde o solo fica exposto, facilitando assim a decomposição de
matéria orgânica e aumentando a lixiviação de nutrientes.
Na produtividade de grãos da soja, apenas a prática mecânica exerceu efeito significativo na produtividade (Figura 30), seguindo o mesmo comportamento apresentado pela cevada, onde a área escarificada com tráfego apresentou o maior valor.
Figura 30: Produtividade de soja em função da prática mecânica adotada na safra 2018/2019. *Médias seguidas de letras diferentes apresentaram diferença significativa pelo teste Tukey a 5% de probabilidade.
As cargas não alteraram a produtividade de soja. Isso pode ter ocorrido pela alta resiliência do solo à compactação ou até mesmo por não ter ocorrido déficit hídrico neste ano, o que permitiu que as raízes se desenvolvessem mesmo na área mais compactada (440 kPa). Os valores de produtividade da soja nestes tratamentos estão apresentados na Figura 31.
4302 b 4256 b 4319 b 4630 a 4000 4100 4200 4300 4400 4500 4600 4700
Disco Haste Escarificado Escarificado rodado P rod u tiv ida d e (kg h a -1 ) Prática mecânica
Figura 31: Produtividade de soja em função da carga aplicada na safra de 2018/2019.
3.2. Segunda ação de pesquisa– Diagnóstico da compactação para tomada de decisão quanto a necessidade e forma de intervenção na descompactação.
3.2.1. Ensaio de Proctor
Foram coletadas amostras de solo em 20 locais. O ensaio de Proctor já foi realizado, sendo que nos próximos meses será determinada a textura e a matéria orgânica em cada um desses solos para confecção do triângulo textural, indicando o nível crítico de compactação para cada um desses solos. Já foram determinadas a umidade ótima de compactação, a densidade máxima de compactação e a densidade crítica (85% da máxima) de todos os solos coletados (Tabela 5).
Tabela 5: Umidade ótima de compactação, a densidade máxima de compactação e a densidade crítica (85% da máxima) dos solos analisados.
0 1000 2000 3000 4000 5000
0 kPa 220 kPa 440 kPa
P rod u tiv ida d e d e g rão s (kg h a -1)
Amostra Umidade ótima de compactação (g g-1) Densidade máxima do solo (g/cm³) Teor de argila (%) Teor de carbono orgânico (%) 1 0,42 1,23 75,7 3,24 2 0,39 1,26 69,2 2,11 3 0,37 1,30 68,9 2,03 4 0,39 1,24 66,2 3,04 5 0,37 1,23 63,7 3,72 6 0,44 1,21 61,8 4,02 7 0,41 1,18 61,7 3,71 8 0,47 1,12 60,4 4,15 9 0,46 1,12 59,7 4,07 10 0,45 1,16 57,7 4,04 11 0,45 1,14 57,5 3,93 12 0,41 1,21 57,5 3,65 13 0,42 1,20 57,3 3,51 14 0,47 1,12 53,7 4,56 15 0,44 1,19 51,5 4,65 16 0,43 1,16 47,8 4,33 17 0,44 1,10 43,3 5,15 18 0,42 1,20 40,1 3,84 19 0,20 1,54 29,8 1,59 20 0,17 1,23 23,8 1,57
Ao realizar uma análise de regressão, percebeu-se que o teor de matéria orgânica é o fator que exerce maior influência sobre a densidade máxima do solo. Com isso, foi elaborada uma equação para que seja utilizada pelos produtores da região afim de verificarem o grau de compactação em que o solo de suas lavouras se encontram. Tendo os valores de carbono orgânico do solo, bem como o teor de argila, os dados podem ser inseridos na seguinte equação (Rsqr: 0,906):
Ds máx = 1,809 - (0,00405 * Arg) - (0,102 * CO) Onde:
Ds máx, se refere a densidade máxima do solo (g cm-3);
Arg, ao teor de argila do solo (%);
CO, ao teor de carbono orgânico do solo (%).
A equação permite, portanto, obter o valor de densidade máxima do solo utilizando apenas os parâmetros de matéria orgânica e teor de argila. Tendo em mãos o valor de densidade máxima, além da densidade atual do solo em questão, é possível verificar o estado de compactação deste solo e assim optar ou não por alguma prática de descompactação.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os atributos do solo analisados até o momento (densidade, resistência à penetração e condutividade hidráulica saturada) foram sensíveis para detectar variações entre os sistemas de preparo e os níveis de compactação.
Os resultados mais contrastantes em produtividade ocorreram na cultura do milheto, implantada no primeiro ano. Após isso, a diferença de produtividade entre os tratamentos foi diminuindo, o que leva a crer que o solo em estudo apresenta alta resiliência.
A cultura da soja, bem como a da cevada em 2018, apresentaram as melhores produtividades na área escarificada e nos locais com tráfego de rodados da semeadora.
No experimento, a maior densidade relativa do solo foi de 78%, não alcançando assim um nível crítico para a cultura da soja.
Com relação ao estudo 2, encontrou-se boa relação entre argila+carbono orgânico do solo e a densidade máxima do solo. Sendo portanto uma boa ferramenta no dignóstico da compactação nos solos da região.
5. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS.
A principal dificuldade encontrada foi que ao final do experimento, a casa disponível para pernoite passou por uma reforma, não permitindo permanência da equipe na mesma. Necessitando desta forma alocar a equipe em hotel, extrapolando o orçamento planejado.
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Porto Alegre, 21 de janeiro de 2021
Marcelo Raul Schmidt Coordenador do projeto
