Indicadores edáficos em sistemas de manejo no cerrado maranhense
Edaphic indicators in management systems in the cerrado maranhense
DOI:10.34117/bjdv6n5-419Recebimento dos originais: 10/04/2020 Aceitação para publicação: 21/05/2020
Rafael Gomes da Mota Gonçalves
Doutorando em Agronomia – Ciência do Solo pelo Programa de Pós-Graduação em Agronomia – Ciência do Solo da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Instituição: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Endereço: BR 465 km 7, Departamento de Solos, Seropédica, RJ
E-mail: [email protected]
Luiz Alberto da Silva Rodrigues Pinto
Doutorando em Agronomia – Ciência do Solo pelo Programa de Pós-Graduação em Agronomia – Ciência do Solo da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Instituição: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Endereço: BR 465 km 7, Departamento de Solos, Seropédica, RJ
E-mail: [email protected]
Anderson Claiton Ferrari
Doutor em Agronomia – Ciência do Solo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Instituição: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Endereço: BR 465 km 7, Instituto de Tecnologia, Seropédica, RJ E-mail: [email protected]
Ricardo de Castro Dias
Doutorando em Agronomia – Ciência do Solo pelo Programa de Pós-Graduação em Agronomia – Ciência do Solo da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Instituição: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Endereço: BR 465 km 7, Departamento de Solos, Seropédica, RJ
E-mail: [email protected]
Everaldo Zonta
Doutor em Agronomia – Ciência do Solo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Instituição: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Endereço: BR 465 km 7, Departamento de Solos, Seropédica, RJ E-mail: [email protected]
Marcos Gervasio Pereira
Doutor em Agronomia – Ciência do Solo pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Instituição: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Endereço: BR 465 km 7, Departamento de Solos, Seropédica, RJ E-mail: [email protected]
RESUMO
O entendimento dos diferentes sistemas de manejo do solo é uma estratégia de monitoramento dos efeitos causados pela exploração inadequada de áreas agrícolas no Cerrado. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes sistemas de manejo nos atributos edáficos de um
Latossolo no Cerrado Maranhense. Foram coletadas amostras nas camadas de 0,00-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m, em três áreas sob distintos sistemas de manejo (cultivo de banana; milho; e pastagem de braquiária) e uma área de referência (mata). Quantificou-se os valores de pH, Ca2+, Mg2+, Al3+, H+Al, K+, P, carbono orgânico total (COT), estoque de carbono (EstC), e posteriormente calculada a soma de bases (S). Adicionalmente foram também determinadas a densidade do solo (Ds), densidade de partículas (Dp) e porosidade total (Pt). Na camada de 0,00-0,10 m foram verificados os menores valores de Ds e Pt nas áreas de milho, banana e mata, enquanto na área de pastagem observaram-se os maiores valores de Ds. Os valores de pH, Ca2+, Mg2+, H+Al e S nas áreas de cultivo de milho e pastagem de braquiárias, foram influenciados pelo manejo, em comparação a mata. Na camada de 0,00-0,10 m os maiores valores de COT e EstC foram verificados nas áreas de mata, banana e milho, e para a camada de 0,10-0,20 m na área de mata, seguida pela área de banana. O manejo do solo nas áreas de milho e banana favoreceu os menores valores de Ds, e consequentemente uma maior porosidade total na camada de superficial. Nas áreas de mata, milho e banana foi observada uma melhor qualidade física, maior conteúdo de carbono orgânico total em função da menor intensidade de manejo da camada superficial do solo. Com o uso das análises de componentes principais e agrupamento hierárquico, os sistemas de manejo puderam ser separados de acordo com os atributos edáficos avaliados.
Palavras-chave: Manejo do solo; atributos físicos; fertilidade do solo; carbono orgânico total;
qualidade do solo.
ABSTRACT
Understanding the different soil management systems is a strategy for monitoring the effects caused by the inadequate exploitation of agricultural areas in the Cerrado. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of different management systems on the soil characteristics of an Oxisol in the Cerrado Maranhense. Samples were collected in the layers of 0.00-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m, in three areas under different management systems (banana cultivation; corn; and brachiaria pasture) and a reference area (forest). The pH values, Ca2+, Mg2+, Al3+, H+Al, K+, P, total organic carbon (TOC), carbon stock (StcC) were quantified, and the sum of bases (S) was then calculated. Additionally, bulk density (Bd), particle density (Pd) and total porosity (Tp) were also determined. In the 0.00-0.10 m layer, the lowest values of Bd and Tp were found in the areas of corn, banana and forest, while in the pasture area the highest values of Bd were observed. The pH values, Ca2+, Mg2+, H+Al and S in the areas of corn cultivation and brachiaria pasture, were influenced by the management, in comparison to the forest. In the 0.00-0.10 m layer, the highest TOC and StcC values were observed in the forest, banana and corn areas, and for the 0.10-0.20 m layer in the forest area, followed by the banana area. Soil management in the areas of corn and bananas favored the lowest values of Bd, and consequently a greater Tp in the surface layer. In the forest, corn and banana areas, a better physical quality, higher total organic carbon content was observed due to the lower intensity of management of the superficial layer of the soil. With the use of principal component analysis and hierarchical grouping, management systems could be separated according to the evaluated soil attributes.
Keywords: Soil management; physical attributes; soil fertility; total organic carbon; soil quality.
1 INTRODUÇÃO
O Cerrado é o segundo maior bioma do país, com uma área correspondendo a aproximadamente 21% do território nacional. No Maranhão essa formação corresponde a 64,1% do Estado (IBGE, 2004). Nesta região, nos últimos anos verifica-se o desenvolvimento da pecuária extensiva e a introdução de culturas agrícolas de grande importância econômica, o que proporcionou
uma série de transformações no setor agropecuário (Araújo, 2017). Entretanto, todo esse cenário de mudanças, favoreceu o aumento da degradação do solo, ocasionado, majoritariamente, pelo manejo inadequado.
Sabe-se que o manejo é um dos componentes que mais interfere nos atributos físicos e químicos do solo (Bünemann et al., 2018), sendo importante o conhecimento deste recurso, a fim de promover a sustentabilidade do ambiente edáfico (Valani et al., 2020). O solo manejado de forma adequada, possibilita a sua melhoria e a manutenção dos atributos físicos e químicos (Obade, 2019), além de propiciar condições adequadas para o crescimento e o desenvolvimento das plantas (Bünemann et al., 2018). Com a remoção da vegetação natural do Cerrado por culturas agrícolas e pastagens (Carvalho Filho et al., 1998), a compreensão das modificações promovidas pelos diferentes sistemas de manejo do solo torna-se uma estratégia eficiente de monitoramento dos efeitos causados quando este é realizado de forma inadequada.
Nessa região, os Latossolos são a classe de solo que ocorrem em maior extensão (Lima & Oliveira, 1999), observados principalmente em áreas de relevo plano a suave ondulado, apresentando baixo conteúdo de matéria orgânica e reduzida fertilidade natural. Em áreas sob cultivo agrícola, o preparo do solo é realizado periodicamente com o uso de grade niveladora, grades pesadas e arados, promovendo a compactação dos horizontes e destruindo agregados (Fagundes et al., 2019), esses efeitos também são observados em áreas de pastagem pelo pisoteio animal, levando a formação de camadas compactadas em superfície (Tassinari et al., 2015). Quanto a degradação química, muitas vezes está também é verificada em função do manejo incorreto da fertilidade do solo (Carvalho et al., 2017).
Diante disso, diversos autores vêm estudando atributos que possam ser utilizados para avaliar o efeito dos sistemas de manejo sobre a qualidade do solo (Souza et al., 2019), entretanto, tal avaliação é complexa e deve ser feita com base nas inter-relações de indicadores específicos (Rodrigues et al., 2018). Avaliando a influência da compactação do solo no desempenho e produtividade de soja no Cerrado Goiano, Ferreira et al. (2019), verificaram que as menores produtividades ocorreram em áreas com maior nível de compactação. Por outro lado, nas áreas de menor ação antrópica observou-se uma melhor agregação do solo, além da manutenção dos atributos químicos (Gazolla et al., 2015).
Considerando que a qualidade do solo está diretamente relacionada com o manejo adotado, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência de diferentes sistemas de manejo nos atributos edáficos de um Latossolo no Cerrado Maranhense.
2 MATERIAL E MÉTODOS
O estudo foi realizado no Município de Lajeado Novo, na região Sul do Estado do Maranhão (Figura 1), as áreas estudadas localizam-se na Fazenda Flores, latitude 06º12’ S e longitude 48º01’ W. A região possui relevo variando de plano a suave ondulado, com altitude de 173 m e vegetação original de cerrado subcaducifólio. O clima é classificado como Cwa, segundo a classificação de Köppen, apresentando duas estações bem definidas: a estação seca, de junho a outubro e a chuvosa, de novembro a maio. As temperaturas médias mínimas e máximas variam entre 20 e 35ºC. A precipitação pluvial anual é 1540 mm, concentrada entre os meses de novembro e maio (Inmet, 2020). O solo das áreas foi classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo Eutrófico típico segundo Santos et al. (2018).
Figura 1. A. Localização das áreas estudadas com destaque ao Estado do Maranhão e o município de Lajeado Novo. B. Área de mata nas linhas tracejadas em vermelho; área de milho nas linhas pretas; pastagem nas linhas em azul; e área de banana nas linhas amarelas.
Foram avaliadas três áreas manejadas (sistemas de manejo) e uma área de referência (mata – área de Cerrado), totalizando quatro diferentes áreas amostrais, a saber: plantio de milho (Zea mays L.); cultivo de banana (Musa spp.); pastagem implantada de braquiária (Brachiaria brizanta cv.
Marandu); e mata com baixo grau de intervenção antrópica. A mata, considerada como área controle
neste estudo, apresentava-se no momento da coleta com uma espessa camada de serrapilheira, não tendo sido observado sinais de intervenção antrópica.
O manejo da área de milho é conduzido por meio de práticas de preparo do solo com uso de gradagem e posterior plantio; a aplicação de corretivos é feita a cada três anos; com adição anual de fertilizantes NPK (04-14-08), espalhados sobre a superfície do solo durante o plantio nos meses de
dezembro e janeiro, e em cobertura aos 30 dias após a emergência, nessa área, as operações são feitas com máquinas pesadas, sem controle de tráfego. A área de banana apresenta um histórico de plantio com aproximadamente 10 anos, os tratos culturais são realizados de forma mecânica, e aplicação de adubo orgânico a partir de cama de frango compostada e fertilizantes minerais (fosfatados e potássicos) no início do período chuvoso (novembro). Na pastagem, é realizada roçada mecanizada nos meses de dezembro e junho, com uma lotação média de 20 animais, com aproximadamente 250 Kg (11,1 ua ha-1).
Em cada área amostral foram coletadas quatro amostras deformadas e quatro indeformadas (pseudorepetições) nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,40 m de profundidade. As amostras deformadas foram coletadas com auxílio de trado sonda, e as indeformadas utilizando-se um anel de Kopeck. Após a coleta, as amostras indeformadas foram secadas ao ar, destorroadas e tamisadas por peneira de 2,00 mm de malha, obtendo-se assim a terra fina seca ao ar (TFSA), material utilizado para a realização das análises. Nestas foram quantificados os valores de pH em água e teores de Ca2+,
Mg2+, Al3+, K+, H+Al, P, sendo calculada posteriormente a soma de bases (SB). Em seguida,
determinados os valores de densidade das partículas (Dp). A densidade do solo (Ds) foi quantificada a partir das amostras indeformadas, e posteriormente, calculou-se a porosidade total (Pt). Todas as análises foram realizadas segundo Teixeira et al. (2018). O carbono orgânico total (COT) foi determinado via oxidação úmida da matéria orgânica com dicromato de potássio em meio ácido (Yeomans & Bremner, 1988) e o estoque de COT (EstC) foi calculado pelo método da massa equivalente (Ellert & Bettany, 1995; Sisti et al., 2004).
A normalidade dos resíduos foi avaliada pelo teste de Shapiro-Wilk. Posteriormente, os resultados das áreas foram submetidos à análise de variância (Anova) e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. As análises multivariadas de componentes principais (ACP) e de agrupamentos hierárquicos foram obtidas utilizando os pacotes ‘factoextra’ (Kassambara & Mundt, 2019) e ‘ggplo2’ (Wickham, 2016), neste estudo, somente os dois primeiros componentes foram utilizados, considerando que a visualização bidimensional do gráfico facilita a interpretação, além de explicar os dados. Todos os procedimentos estatísticos foram realizados no software R (R Core Team, 2019).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados das médias e do padrão dos atributos físicos densidade do solo (Ds) e porosidade total (Pt) dos sistemas de manejo nas diferentes camadas estão apresentados na Tabela 1 e Figura 2, respectivamente.
Na camada de 0,00-0,10 m, os maiores valores de Ds foram verificados no manejo pastagem em relação aos demais sistemas (Tabela 1 e Figura 2). Observou-se também que nas camadas de 0,00-0,10 m em pastagem e 0,00-0,10-0,20 m e 0,20-0,40 m em milho foram quantificados valores de Ds acima de 1,25 Mg m-3 (Tabela 1), limite este restritivo para solos de textura argilosa (Reinert et al., 2008). Tal padrão pode ser justificado pela reorganização da estrutura do solo provocado pelas forças da carga animal (Rossetti & Centurion, 2015), favorecendo a redução no espaço poroso e propiciando o aumento da densidade na área de pastagem e pelo tráfego de máquinas e implementos na área de milho.
Tabela 1. Atributos físicos em Latossolo Vermelho Amarelo, em áreas sob diferentes sistemas de manejo no Cerrado
Maranhense. Sistemas de manejo Ds (Mg m -3) 0,00-0,10 m 0,10-0,20 m 0,20-0,40 m Banana 0,93 B ns 0,90 B 1,10 AB Mata 0,86 B ns 1,00 AB 1,10 AB Milho 0,86 B b 1,30 A a 1,28 A a Pastagem 1,76 A a 1,10 AB b 0,87 B b Pt (%) Banana 65 A ns 66 A ns 62 AB ns Mata 68 A ns 62 A ns 54 AB ns Milho 65 A a 45 B b 48 B b Pastagem 39 B b 59 AB a 67 A a
Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na coluna não diferem entre os sistemas de manejo para a mesma camada avaliada, mesma letra minúscula na linha não difere entre as camadas para o mesmo sistema de manejo avaliado (Teste de Tukey, a 5% de probabilidade) e ns Não significativo a 5% de probabilidade.
Figura 2. Variação da densidade do solo (Mg m-3) e porosidade total (%) em profundidade nos diferentes sistemas de
O manejo excessivo na pastagem favoreceu a ocorrência de valores elevados de Ds, principalmente nas camadas superficiais. O uso de altas pressões de pastejo na área, equivalente a 11,1 UA ha-1, possivelmente está favorecendo a compactação até a camada de 0,20 m, esse padrão é
corroborado pelo trabalho de Debiasi & Franchini (2012), os quais afirmaram que uma lotação animal entre 9,4 e 16,5 UA ha-1, pode elevar o nível de compactação do solo até a profundidade de 0,30 m. Além disso, Proffitt et al. (1993), constataram que a pressão animal entre 0,25 e 0,49 MPa é capaz de atingir maiores profundidades em subsuperfície, tanto em sistemas de pastejo intensivo quanto extensivo.
Na área de milho foi verificada diferenças nos valores de Ds em profundidade (Tabela 1). O aumento dos valores de Ds da camada de 0,00-0,10 m (0,86 Mg m-3), para as camadas de 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m (1,30 e 1,28 Mg m-3, respectivamente), na área pode estar relacionado com o
revolvimento da camada superficial e compactação em profundidade. Sugerindo que durante o preparo do solo com gradagem, feita anualmente, houve o rompimento das camadas compactadas na superfície, proporcionando assim o aumento da porosidade e redução da densidade, paralelo a formação de uma camada compactada em subsuperficie. Esse padrão também foi verificado por Cherubin et al. (2015), nas camadas de até 0,20 m em um Latossolo em áreas de cultivo mínimo e plantio direto, em comparação à área de mata.
Nas áreas de milho, banana e mata foram observadas os valores mais baixos de Ds na camada de 0,00-0,10 m (Tabela 1), e consequentemente, maior Pt nessa camada. Tais resultados podem ser explicados pelo processo de preparo do solo usando grade na área de milho, e baixo revolvimento do solo e tráfego de máquinas na área de banana. Já na área de mata, as boas
condições físicas são uma consequência da baixa ação antrópica, contribuindo assim numa melhor agregação do solo (Costa et al., 2018). Outro fator apresentado que pode estar contribuindo para os menores valores de Ds na área de mata, pode estar associado a quantidade de bioporos que
permanece no solo provenientes das raízes após a senescência das árvores (Rocha et al., 2015). Na mata, também foi quantificado, em menor magnitude, aumento na Ds de 19,7% na profundidade de 0,10-0,20 m e 16,2% na 0,20-0,40 m, em relação à camada superficial de 0,0-0,10 m. Esse ligeiro aumento mesmo em áreas sem tráfego de máquinas é comumente relatado nos solos de cerrado, principalmente em Latossolos, indicando a presença de adensamento pedogenético em condições originais (Reis et al., 2019).
Para os teores dos atributos químicos do solo foi verificado uma maior variabilidade entre os sistemas de manejo em comparação as camadas, em especial pH, Ca2+, Mg2+, SB, P e K+ nas três camadas avaliadas (Tabela 2).
Tabela 2. Atributos químicos em Latossolo Vermelho Amarelo, em áreas sob diferentes sistemas de manejo no Cerrado Maranhense. Sistemas de manejo pH (H2O) Ca2+ (cmolc dm-3) 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 Banana 5,30 B b 5,40 B ab 5,80 C a 7,90 B ns 5,50 B 5,50 B Mata 5,70 A b 6,10 A b 6,70 A a 16,30 A ns 15,30 A 15,20 A Milho 5,90 A b 6,30 A a 6,10 BC b 16,50 A ns 18,20 A 14,70 A Pastagem 5,60 AB b 6,10 A a 6,40 AB a 9,70 A ns 12,80 A 14,00 A Sistemas de manejo Mg2+ (cmol c dm-3) Al3+ (cmolc dm-3) 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 Banana 5,80 B ns 3,10 B 4,00 B 0,00 0,00 0,00 Mata 8,90 A ns 12,80 A 10,00 A 0,00 0,00 0,00 Milho 7,10 A ns 11,50 A 10,80 A 0,00 0,00 0,00 Pastagem 9,10 A ns 9,70 A 11,40 A 0,00 0,00 0,00 Sistemas de manejo P (mg dm-3) K+ (mg dm-3) 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 Banana 73,40 A a 9,60 AB b 2,10 Bb 10,00 D b 13,30 B a 10,90 D b Mata 26,90 B a 20,01 A b 11,50 A b 34,03 B a 24,20 A b 34,00 B a Milho 12,40 C ns 3,80 B 3,00 B 40,00 A a 6,60 C b 40,00 A a Pastagem 12,70 C ns 6,80 B 8,10 A 14,90 C a 2,60 D b 14,90 C a Sistemas de manejo
H+Al (cmolc dm-3) S (cmolc dm-3)
0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 0,00-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 Banana 3,00 B ns 5,50 NS 3,60 A 13,70 B ns 8,60 B 9,50 B
Mata 5,80 A ns 4,10 1,70 B 25,30 A ns 28,20 A 25,20 A
Milho 6,00 A ns 6,20 4,10 A 23,70 A ns 29,70 A 25,60 A
Pastagem 5,20 A ns 3,90 3,30 A 22,20 A ns 22,50 A 25,40 A
Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na coluna não diferem entre os sistemas de manejo para a mesma camada avaliada, mesma letra minúscula na linha não difere entre as camadas para o mesmo sistema de manejo avaliado (Teste de Tukey, a 5% de probabilidade) e ns Não significativo a 5% de probabilidade.
Nas áreas de milho, mata e pastagem observaram-se os maiores valores de pH em todas as camadas estudadas (Tabela 2), entretanto os mesmos encontram-se dentro da faixa considera agronomicamente adequada para o desenvolvimento das culturas (> 5,30) em solos do Cerrado (Souza & Lobato, 2004). Os valores de pH de todas áreas podem ser classificados como de acidez média à fraca (Ribeiro et al., 1999). Os teores de Al3+, foram baixos, inferiores a 0,3 cmolc dm-3,
refletindo nos maiores valores de pH, visto que são atributos inversamente proporcionais (Tabela 2). Para Ca2+ e Mg+2 foram observadas diferenças apenas entre os sistemas de manejo, na qual nas áreas de mata, milho e pastagem foram verificados os maiores teores desses atributos (Tabela 2). A amplitude máxima e mínima de variação em todos os sistemas de manejo, foi de 18,20 a 5,50 cmolc
dm-3 para o Ca2+ e 12,80 a 3,10 cmolc dm-3 para Mg2+, classificados agronomicamente como bom à
muito bom segundo Ribeiro et al. (1999) e alto para (Souza & Lobato, 2004) para solos do Cerrado. Os elevados teores dos cátions trocáveis Ca+2 e Mg+2 em todas as áreas podem ser explicados pela
unidade geológica Codó, que é composta por sedimentos pelíticos com camadas de calcários argilosos (IBGE, 2011), corroborando possivelmente com os elevados teores desses nutrientes. Os resultados da soma de bases (S) apresentaram padrão similar aos observados para Ca2+ e Mg+2 (Tabela 2),
possivelmente sendo influenciados por estes cátions básicos trocáveis.
Verificaram-se os maiores teores de P na área com banana na camada de 0,00-0,10 m, e na área de mata na camada de 0,10-0,20 m (Tabela 2), na camada subjacente (0,20-0,40 m), nas áreas de mata e pastagem foram quantificados os teores mais elevados de P (Tabela 2). Na área de banana, a aplicação de cama de ave possivelmente está contribuindo no aporte e posterior aumento dos teores de P. Nas camadas subsuperficiais, a maioria das áreas manejadas apresentaram valores baixos de P, porém, tais resultados podem ser atribuídos principalmente a textura argilosa da área de estudo. Segundo Ribeiro et al. (2019), quanto maior o teor de argila presente no solo, maior adsorção de P e menor a biodisponibilidade às plantas. Para K+, foram verificados os maiores teores na área de milho nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,40 m, e na área de mata na camada de 0,10-0,20. Os resultados de K+ na área de milho, podem estar associados ao manejo com adubação mineral potássica de alta
solubilidade durante o cultivo.
Na Figura 3 são apresentados os resultados dos teores de carbono orgânico total (COT) e do estoque de COT (EstC), na qual foi verificado que ambos os atributos apresentaram padrão semelhante para estes resultados, com diminuição dos valores em profundidade. Fato este justificado pela intensa deposição e acúmulo de materiais orgânicos de diferentes fontes sobre a camada superficial do solo.
Figura 3. Carbono orgânico total (COT) (A), estoque de COT (EstC) em Latossolo Vermelho Amarelo, em áreas sob
diferentes sistemas de manejo no Cerrado Maranhense.
Médias seguidas pela mesma letra minúscula não diferem entre os sistemas de manejo para a mesma camada avaliada pelo Teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Legenda: Past – Pastagem; Milh- Milho; Bana- Banana; Mata- Mata.
a a a a b a a c a b bc a 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 P ro f. (m ) MATA BANA MILH PAST COT (g kg-1) A a a a a b a a c a b bc a 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 P ro f. (m ) MATA BANA MILH PAST EstC (Mg C ha-1) B
Na camada de 0,00-0,10 m os maiores valores de COT e EstC foram verificados nas áreas de mata, banana e milho, e para a camada subjacente (0,10-0,20 m) na área de mata, seguida pela área de banana (Figura 3). Do ponto de vista agronômico, a interpretação dos resultados de COT na camada de 0,00-0,20 m para solos do Cerrado de textura argilosa classificam as áreas avaliadas quanto ao teor de matéria orgânica do solo (MOS) como alto para a área de mata, adequado para as áreas de banana e milho, e baixo para a pastagem (Souza & Lobato, 2004).
Os resultados na área de mata para COT e EstC (Figura 3) podem estar relacionados com o maior aporte e acúmulo de serapilheira na superfície do solo associado à ausência de perturbação antrópica, favorecendo assim a manutenção de carbono orgânico no sistema. Para Bernoux et al. (2002), os maiores estoques de carbono no estado do Maranhão concentra-se na parte Noroeste, ampliando-se para sítios mais a leste, onde se encontram principalmente vegetações de Floresta Ombrófila Densa, corroborando alguns dos resultados deste estudo, quanto aos altos valores de estoque de carbono em área de mata na sessão de 0,00-0,20 m.
Os maiores teores de COT e EstC verificados na área de banana na camada de 0,00-0,20 m (Figura 3) sugerem que as práticas de manejo adotadas estão colaborando para a manutenção ou aumento do carbono orgânico nessa área. Avaliando os compartimentos da MOS em área de Mata Atlântica sob diferentes coberturas vegetais, Fontana et al. (2011), verificaram em área de cultivo de banana em sistema agroflorestal, teores elevados de COT e matéria orgânica leve, indicando que o cultivo e o manejo podem modificar o conteúdo desses atributos no solo. Pinto et al. (2020), verificaram variações nos teores de COT na camada de 0,00-0,10 m entre diferentes densidades de plantio de bananeiras em Argissolo Amarelo, contudo não foram verificadas diferenças nos EstC.
Na área de pastagem foram quantificados os menores teores de COT e EstC (Figura 3), inferindo que o manejo adotado está causando mais perdas do que ganhos nos teores de carbono ao longo da camada de 0,00-0,40 m, provavelmente em virtude do pastejo excessivo em superfície. Tal fato pode ter causado a ruptura mecânica dos agregados e exposição da matéria orgânica antes protegida por oclusão aos processos de oxidação microbiana, reduzindo os teores de COT, e consequentemente o seu estoque.
Para confirmar a associação dos sistemas de manejo com a alteração dos atributos avaliados, também foi realizada a análise de componentes principais (Figura 4).
Figura 4. Gráfico biplot dos componentes principais em função dos atributos edáficos em Latossolo Vermelho Amarelo,
em áreas sob diferentes sistemas de manejo no Cerrado Maranhense nas camadas: A. 0,00-0,10 m; B. 0,10-0,20 m; e C 0,20-0,40 m.
Legenda: Ds: Densidade do solo; Pt: Porosidade; Dp: Densidade de partícula; pH: pH em água; P: Fósforo (mg dm-3); K:
Potássio (cmolc dm3); Al: Alumínio (cmolc dm3); H+Al: Acidez potencial (cmolc dm3); SB: Soma de bases trocáveis
(cmolc dm3); V%: Saturação por bases; CO: Carbono orgânico (g kg-1).
Na ACP, o comprimento das setas é proporcional à sua contribuição. A maioria dos atributos químicos relacionados a fertilidade apresentaram baixas correlações (menores que 0,50), significando que os mesmos não foram suficientes para explicar a sua influência na variabilidade dos dados (Tabela 3).
B A
Tabela 3. Contribuição relativa dos diferentes atributos associadas aos componentes principais (PC1 e PC2) nas
profundidades de 0,00-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,40 m em Latossolo Vermelho Amarelo, em áreas sob diferentes sistemas de manejo no Cerrado Maranhense.
Atributos Prof. 0,00-0,10 m Prof. 0,10-0,20 m Prof. 0,20-0,40 m
PC1 PC2 PC1 PC2 PC1 PC2 Ds -0,02 0,48 -0,29 0,26 0,02 -0,48 Dp -0,11 0,40 0,24 -0,33 -0,29 0,14 Pt 0,01 -0,45 0,30 -0,29 -0,11 0,47 Na 0,17 -0,43 -0,27 0,32 0,18 -0,45 Ca 0,38 -0,04 -0,33 -0,11 0,38 0,02 Mg 0,20 0,33 -0,33 -0,16 0,35 0,08 H+Al 0,35 0,04 0,14 0,30 -0,16 0,15 Al 0,28 -0,06 -0,11 -0,10 -0,20 -0,01 S 0,36 0,11 -0,34 -0,14 0,38 0,04 T 0,37 0,10 -0,34 -0,11 0,37 0,06 V% -0,12 0,02 -0,29 -0,32 0,38 0,01 pH 0,31 -0,09 -0,31 -0,10 0,28 0,20 P -0,32 -0,14 0,00 -0,48 0,14 0,20 K 0,16 -0,20 0,04 -0,35 0,03 0,14 COT -0,25 -0,09 0,16 -0,03 -0,09 -0,44
Observa-se que na camada de 0,00-0,10 m a ACP explicou 65,80% da variabilidade total nas duas primeiras componentes (Figura 4A), sendo que 43,80% da variância foi explicada pela componente principal 1 (Dim1 ou PC1), influenciada principalmente pelas variáveis Ca2+, H+Al e P. Já a componente principal 2 (Dim2 ou PC2) explicou 24,70% da variabilidade dos dados, sendo a Ds e Pt correlacionada em maior expressão à este componente (Tabela 3). Destaca-se a correlação positiva da Ds com pastagem (Figura 4A e Tabela 3), corroborando com os valores observados na Tabela 1 para este manejo na camada de 0,00-0,10 m. Fato este que demonstra que nesta camada existe compactação em superfície. Outro fator importante é relação negativa na PC2 entre as áreas milho, banana e mata com a Ds (Tabela 4). Além de uma relação estreita com Pt (Figura 4A), indicando que essas três áreas apresentaram melhor qualidade física e menor intensidade de manejo da camada superficial do solo, como pode ser observado na Tabela 1.
Para a camada de 0,10-0,20 m (Figura 4B), as duas componentes principais explicaram 69,30% da variabilidade total dos dados. A primeira foi responsável por 53,30% da variação, enquanto a segunda 16,00%. Na PC1, observa-se em pastagem uma relação positiva com P, K+ e Pt, além de inversa com a Ds (Tabela 3). Na PC2, é verificado principalmente uma relação estreita e positiva da Ds com milho (Tabela 3). Esse padrão corrobora os elevados valores de Ds observados na camada de 0,10-0,20 m (Tabela 1). Tais resultados sugerem a formação de camadas compactadas em subsuperficie, levando ao aumento da densidade do solo, e consequentemente redução da porosidade.
Na camada de 0,20-0,40 m a ACP explicou 63,60% da variabilidade total nas duas primeiras componentes (Figura 4C), sendo que 44,00% da variância foi explicada pela PC1. Nessa componente, mata e milho se correlacionaram de maneira positiva com pH, Ca2+, P, K+ e Ds (Tabela 3). Já a
componente principal 2 explicou 19,60% da variabilidade dos dados, sendo banana e milho correlacionadas de maneira positiva com a Ds, além da relação inversa com a Pt (Tabela 3). De acordo com esses resultados, presume-se que em subsuperfície está ocorrendo formação de camadas compactadas, podendo esse ser um fator limitante para desenvolvimento das culturas, caso o solo não seja manejado de forma adequada.
De modo geral, os atributos químicos, físicos e o conteúdo de COT, apresentaram padrão heterogêneo dentro de cada sistema de manejo. Porém, o atributo Ds esteve fortemente relacionado aos sistemas de manejo, correlacionando-se em sentido contrário ou favorável às diferentes práticas adotadas em cada um deles. Freitas et al. (2014), empregando a análise multivariada no comportamento de alguns atributos de solos, observaram que a Ds e Pt demonstraram maior capacidade de distinguir os ambientes edáficos, padrão também observado nesse estudo.
Como outra analise complementar, realizou-se uma a análise de agrupamento hierárquico, buscando a formação de grupos mais homogêneos, visando identificar os sistemas de manejo que mais se relacionavam com base nos atributos estudados (Figura 5). Verificou-se então a formação de três grupos (G1, G2 e G3). O G1 é subdividido pelas áreas de mata e milho, o G2 por pastagem, e o G3 por banana. De um modo geral, o G1 é caracterizado pelos sistemas de manejo com maiores teores de Ca2+, Mg2+, pH, H+Al, S e K+ na camada de 0,00-0,10 m (Tabela 2), além dos menores valores de
Ds, porém verifica-se um maior valor de Ds na camada de 0,10-0,20 m (Tabela 1). Já o G2 apresentou as amostras com maior Ds e, consequentemente, menor Pt na camada de 0,00-0,10 m (Tabela 2) e menores teores de COT e EstC (Figura 3), enquanto o G3 possui as amostras com menor Ds na camada de 0,10-0,20 m e maior valor de Pt, COT e EstC na camada de 0,00-0,10 m (Tabela 2 e Figura 3).
Figura 4. Dendograma obtido pela análise de agrupamento das amostras de solo dos diferentes sistemas de manejo, pelo
método de Ward e distância euclidiana em função dos edáficos.
As áreas milho e mata apresentaram maior similaridade entre si, quando comparadas as demais. Não se observou similaridade entre as áreas banana e pastagem. Esse padrão demonstra que nem sempre existe uma relação estreita entre a qualidade química e os atributos físicos do solo, entretanto, observa-se padrão distinto nos diferentes sistemas de manejo. A similaridade entre milho e mata, a partir dos atributos analisados, evidenciam a eficiência das práticas de manejo que vem sendo adotadas no tocante a manutenção dos níveis de fertilidade do solo. Porém, os resultados apontam também a predisposição na formação de camadas compactadas em subsuperfície proveniente do tráfego intenso de máquinas em milho e a presença de camadas adensadas em mata. Tais fatos demonstram a predisposição à algumas limitações físicas a aptidão agrícola no solo das áreas estudadas. A área pastagem isolada no mesmo grupo confirma a presença de uma camada compactada próxima à superfície do solo, ocasionada pela grande lotação animal e demonstrando que devem ser adotadas práticas de manejo que diminuam o processo de degradação do solo, além de garantir boa produção das pastagens.
A divisão dos sistemas de manejo através da análise multivariada permite uma melhor interpretação e conclusão dos dados. Estudos desenvolvidos por Castilho et al. (2017) demonstram a eficiência do uso desse tipo de análise na separação dos diferentes sistemas de uso e manejo. O estudo realizado por Buss et al. (2019) com Latossolo no Maranhão, avaliando a variabilidade espacial dos atributos físicos do solo em áreas de cultivo de soja por meio de técnicas multivariadas, demonstrou que é possível a determinação de estratégias de manejo em função dos parâmetros analisados.
4 CONCLUSÕES
O manejo do solo nas áreas de milho e banana favoreceu os menores valores de Ds na camada de 0,00-0,10 m, valores esses similares aos observados na área de mata para a mesma profundidade, enquanto na pastagem, onde o manejo excessivo, foram verificados os maiores valores de Ds em superfície.
As práticas de manejo adotadas na área de milho estão colaborando com a formação de camadas compactadas em profundidade. As áreas de mata, milho e banana apresentaram melhor qualidade física e menor intensidade de manejo da camada superficial do solo.
Os atributos edáficos ligados à fertilidade apresentaram padrão heterogêneo em profundidade dentro de cada sistema de manejo avaliado. Os valores de pH, Ca2+, Mg2+, H+Al e S nas áreas de cultivo de milho e pastagem de braquiárias, foram influenciados pelo manejo, em comparação a mata.
A similaridade das áreas de cultivo de banana e mata quanto aos teores e estoque de carbono na camada 0,00-0,20 m, indica eficiência nas práticas de manejo na manutenção e/ou aumento do conteúdo de matéria orgânica nessa área.
Através da ACP e análise de agrupamento hierárquico, os sistemas de manejo puderam ser separados de acordo com os atributos edáficos avaliados, sendo verificada clara separação entre os sistemas com maior intensidade de manejo da camada superficial do solo daqueles com menor intensidade.
AGRADECIMENTOS
O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.
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