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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E DE TECNOLOGIA
CURSO DE MESTRADO EM AGRONOMIA
JOSIANE BÜRKNER DOS SANTOS
ALTERAÇÕES NO ESTOQUE E TAXA DE SEQÜESTRO DE CARBONO EM UM
LATOSSOLO VERMELHO SUBMETIDO A SISTEMAS DE MANEJO
PONTA GROSSA
2006
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2
JOSIANE BÜRKNER DOS SANTOS
ALTERAÇÕES NO ESTOQUE E TAXA DE SEQÜESTRO DE CARBONO EM UM
LATOSSOLO VERMELHO SUBMETIDO A SISTEMAS DE MANEJO
Dissertação apresentada à Universidade Estadual de
Ponta Grossa para a obtenção do título de Mestre em
Agronomia - Área de concentração em Agricultura.
Orientador: Prof. Dr. João Carlos de Moraes Sá.
PONTA GROSSA
2006
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3
DEDICO
Ao meu Senhor que sempre
seja para Sua glória e para o
cumprimento de Sua vontade.
4
AGRADECIMENTOS
AGRADEÇO
A meu esposo e companheiro dedicado por sua compreensão, mãos e ouvidos amigos das
horas difíceis pela oportunidade e apoio e amor irrestrito.
A minhas filhas por serem fonte de inspiração, por serem a mola propulsora de nossas vidas,
por existirem e serem fonte de muitas bênçãos em nossas vidas.
A meus pais pelo apoio e incentivo, por sempre terem acreditado em mim, por me ajudarem
em tudo não perguntando por quanto tempo, mas sim como, já hoje usufruo a herança do
aprendizado que me proporcionaram e espero nunca decepcioná-los.
A Universidade Estadual de Ponta Grossa de onde tenho toda minha formação acadêmica,
pela estrutura e oportunidade de formação e de levar o nome da instituição à frente, muito me
orgulho por ser formada em uma Universidade Pública e gratuita, por isso também agradeço
ao governo do Estado do Paraná pela manutenção da UEPG e dos cursos por ela oferecido. A
CAPES pelo apoio financeiro.
Aos amigos que estiveram presentes e ajudaram muito tornando possível a execução deste
trabalho: Eduardo, Fernando, etc; aos alunos da graduação de Agronomia da UEPG: Ângela,
Carla, Aline, Darci, Edemar, Khetlen. Aos funcionários da UEPG: Nilcélia, Eunice, Jonilda,
Wilson, Dirce, Verônica e Sergio. Aos professores Ricardo Ayub, por sua compreensão e
disponibilização de seu laboratório para as minhas análises, e também ao professor Eduardo
Caíres pela disponibilização de seu laboratório para as análises. Em especial ao professor,
orientador e amigo João Carlos de Moraes Sá, o Juca, por ter me ensinado muitas coisas e
acreditado em mim. Agradeço de coração a todos que ajudaram na realização deste trabalho e
espero que tenhamos outras oportunidades juntos.
5
SANTOS, Josiane Bürkner dos. Alterações no Estoque e taxa de seqüestro de carbono em
um latossolo vermelho submetido a sistemas de manejo. 2006. Dissertação de Mestrado
em Agronomia – Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG).
RESUMO
Este estudo teve por objetivo quantificar as alterações provocadas pela adoção de
sistemas de manejo do solo sobre o estoque total de carbono (C) e nitrogênio (N), a variação
do estoque do C nas épocas de coleta, o balanço de C e as taxas de seqüestro de C. As coletas
do solo foram realizadas em um experimento de longa duração, implantado em 1988, na
estação experimental da Fundação ABC em Ponta Grossa, Meso Região Centro-Oriental do
Estado do Paraná. Os sistemas de manejo do solo foram avaliados: a) Preparo convencional
(PC), Preparo mínimo (PM), plantio direto escarificado (PDE) e plantio direto permanente
(PDP). As amostras foram coletadas em 12 épocas com intervalos mensais e nas
profundidades de 0,0-2,5; 2,5-5,0 e 5,0-10 cm de profundidade. As amostras deformadas
foram coletadas em mini-trincheiras nas camadas de 0,0-2,5 e 2,5-5,0 cm e na camada de 5,0-
10,0 cm com o auxílio do trado. Nas amostras coletadas em outubro de 2003, maio de 2004 e
novembro de 2004 foi determinado o carbono orgânico total (COT) e o nitrogênio total (NT)
em todas as profundidades amostradas. Nas amostras coletadas mensalmente foi realizado o
fracionamento granulométrico da matéria orgânica, separando o solo em frações no tamanho
2000 – 210 µm, 210 – 53 µm e < 53 µm. Em todas estas frações foi determinado o COT. O
estoque total de C e N no PDP foi superior aos demais sistemas de manejo demonstrando
maior manutenção do C no solo. O estoque de C nas frações granulométricas apresentaram
diferenças significativas entre as camadas amostradas, observando-se maior concentração de
C na fração 210 a 53 µm do PDP. Na fração 2000 – 210 µm da camada de 0,0-2,5 cm
observaram-se maior alteração no estoque de C devido aos sistemas de manejo durante as
épocas de coleta, sendo a maior amplitude de variação atribuída ao PC. No PDP, o estoque de
C foi maior em todas as épocas de coleta indicando que a manutenção dos resíduos culturais
na superfície associada à proteção dos agregados permite maior acúmulo de C. Embora o
estoque de C na fração < 53 µm não apresentar diferenças significativas entre os sistemas de
manejo, observou-se uma migração do C das frações mais grosseiras (210-53 e 2000-210 µm)
para esta fração mais recalcitrante, indicando um fluxo contínuo de C. O modelo de balanço
de C proposto por Henin e Dupuis (1945) e ajustado para as condições locais revelou que a
taxa de oxidação representada pelo K
2
é inferior às simulações realizadas por outros autores,
demonstrando a importância das condições locais. Com este modelo, a quantidade mínima de
resíduos culturais para manter sistema PDP em equilíbrio foi de 8,05 Mg ha
-1
ano
-1
enquanto
no PC não será possível atingir o equilíbrio com a quantidade de resíduos culturais aportada,
sendo um sistema deficitário.
Palavras-chave: Estoque de C e N, Balanço de C, Taxas de seqüestro de C, Sistemas de
Manejo do solo, Frações granulométricas da matéria orgânica do solo.
6
SANTOS, Josiane Bürkner dos. Alterações no Estoque e taxa de seqüestro de carbono em
um latossolo vermelho submetido a sistemas de manejo. 2006. Dissertação de Mestrado
em Agronomia – Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG).
SUMMARY
The objective of this study was to quantify the changes of the total carbon (C) and
total nitrogen (N) stock, and the variation of the C pool’s in monthly soil samples, and the C
balance and C sequestration rates provoked by the soil tillage systems. The soil samples were
accomplished in a long term experiment implanted in 1988, in the experimental station of
Fundação ABC located in Ponta Grossa city, Center-South area of the Paraná State. The soil
tillage systems were comprised: a) Conventional Tillage (CT); b) Minimum Tillage (MT); c)
No-tillage with chisel plow (NTCP) each three years; and d) No-tillage – Continuous (NTC).
Soil samples for each treatments were obtained by digging 3 profiles of 20-cm x 50-cm
(surface area) x 50-cm deep for each replicate, and collected from three depths (0,0- to 2.5-
cm, 2.5- to 5-cm, 5- to 10-cm). In the samples collected in October of 2003, May of 2004 and
November of 2004, the total organic carbon (TOC) and the total nitrogen in all of the depths
was measured. The particle size fractionation was accomplished, separating the soil in
fractions in the size of 2000 - 210 µm, 210 - 53 µm and <53 µm. In all these fractions TOC
was determined. The treatments had significant effects on TOC and TN contents and pools.
The total C and N stock in NTC was superior to the other systems demonstrating larger
maintenance of C in the soil. The larger concentration of C was observed in the 210 to 53 µm
particle size fraction in the NTC. In the 2000 - 210 µm fraction of the 0,0-2,5 cm layer were
observed larger changes in the C stock due to the management systems in the samples at all
long year. The greatest change was accomplished to CT. In NTP, the stock of C was larger in
all soil samples, indicating that the maintenance of the cultural residues in the associated
surface protection of the aggregates allows larger accumulation of C. Although the C stock in
the particle size fraction <53 µm not to present significant differences among the management
systems, and was observed the C migration of the coarse fractions (210-53 and 2000-210 µm)
to the recalcitrant particle size fraction, indicating a continuous C flow. The C balance model
adjusted for the local conditions revealed that the oxidation rate acted by K
2
is inferior to the
simulations accomplished by other authors, demonstrating the importance of the local
conditions. With this model, the minimum amount of crop residues to maintain NTC system
in steady-state was 8,05 Mg ha
-1
year-1 while in the PC treatment it won't be possible to reach
the balance with the amount of crop residues placed in this long term experiment, being a
deficient system.
Key-words: Carbon pool’s, Soil tillage systems, C and N stock, Carbon balance, Carbon
sequestration rates, particle size fractions
7
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Reservatório de C no Mundo........................................................... Página
18
TABELA 2 - Estimativa do estoque de C na camada de 0-30 cm para os solos
no território brasileiro em Tg C
-1
......................................................
22
TABELA 3 - Taxa de seqüestro de C no Brasil nas regiões tropicais e
subtropicais, em solos sob o plantio direto em relação ao preparo
convencional......................................................................................
28
TABELA 4 - Histórico da ocupação agrícola e uso de fertilizantes desde a safra
de 1988 na área experimental ...........................................................
44
TABELA 5 -
Histórico dos principais eventos agrícolas: data de coleta de
amostras de solo, tipo de resíduo cultural existente, práticas
culturais e data do evento, intervalo entre o evento e a amostragem
do solo e condição climática no momento da coleta.........................
47
TABELA 6 - Densidade do solo dos sistemas de manejo determinadas em cinco
camadas de todas as unidades
experimentais....................................................................................
50
TABELA 7 -
Caracterização química do solo nos tratamentos preparo
convencional PC, preparo mínimo PM, plantio direto permanente
PDP e plantio direto escarificado PDE............................................. 52
TABELA 8 - Análise de variança comparação das frações dentro dos
tratamentos e dos tratamentos dentro das frações............................
60
TABELA 9 - Relação C:N nas frações granulométricas da MOS em função da
época de amostragem e sistemas de manejo do solo.......................
73
TABELA 10 - Índices de colheita, massa seca de raiz e porcentagem de C na
palhada.............................................................................................
83
TABELA 11 - Produção de grãos, massa seca de parte aérea (MS-PA), massa
seca de raiz (MS-RZ) e massa seca total (MS, PA + RZ) nos
sistemas de manejo do solo (SMS) no período de 2001 a 2004/05.
85
TABELA 12 - Estoque de C orgânico total (COT) em função do tempo (E
1
, E
7
,
E
12
)
‡
provocadas por sistemas de manejo do solo profundidade de
0 -10 cm............................................................................................
86
8
TABELA 13-
Alterações no estoque de N total (NT) em função do tempo (E
1
,
E
7
, E
12
)
‡
provocadas por sistemas de manejo do solo.......................
87
TABELA 14 - Alterações na relação C:N dos estoques de C orgânico total (COT)
e N-total em função das épocas de amostragem (E
1
, E
7
, E
12
)
‡
e
provocadas por sistemas de manejo do
solo.............................................................
89
TABELA 15 -
Comparação entre os parâmetros entre as
regiões...............................................................................................
91
TABELA 16 - Balanço de C nos sistemas de manejo utilizando o modelo
unicompartimental proposto por Henin e Dupuis (1945) e
adaptado por Bayer (1996)...............................................................
93
TABELA 17 -
Coeficientes K
2
ajustado para os sistemas de manejo do solo..........
95
TABELA 18 - Quantidade mínima de palhada - Equivalente em palhada – para os
atributos do balanço de C para os SMS em um experimento de
longa duração....................................................................................
96
9
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01 -
Localização da Estação Experimental da Fundação ABC em
Ponta Grossa................................................................................
Página
41
FIGURA 02 -
Distribuição mensal da precipitação pluviométrica (barras)
relacionada com média da temperatura máxima (■ Tmax.) e
temperatura mínima (● Tmin.) em Ponta Grossa........................
43
FIGURA 3 -
Disposição dos blocos e dos sistemas de manejo de solo no
delineamento experimental ........................................................
49
FIGURA 4 -
Seqüência do fracionamento granulométrico da matéria
orgânica do solo .........................................................................
55
FIGURA 5 -
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na camada
de 0,0-2,5 cm. Na fração 210 – 2000
µm...............................................................................................
61
FIGURA 6 -
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 2,5-5,0 cm fração 2000- 210 µm...............................
62
FIGURA 7 -
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 5,0 – 10,0 cm. fração 2000 – 210 µm........................
65
FIGURA 8-
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 0-2,5 cm. Na fração 210 – 53 µm..............................
65
FIGURA 9 -
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 2,5-5,0 cm fração 210 - 53
µm...............................................................................................
66
FIGURA 10 -
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 5,0 – 10,0 cm. fração 210 - 53 µm............................
67
10
FIGURA 11 -
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 0-2,5 cm. Na fração < 53 µm....................................
68
FIGURA 12-
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 2,5-5,0 cm fração < 53 µm........................................
69
FIGURA 13 -
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de manejo
do solo em função da época de amostragem E
1
a E
12
na
camada de 5,0 – 10,0 cm. fração < 53 µm..................................
70
FIGURA 14 -
Correlação entre o Estoque de C (Mg ha
-1
) e o Estoque de N
em (Mg ha
-1
) e entre a Concentração de C (g Kg
-1
) e a
Concentração N em (g Kg
-1
).......................................................
74
FIGURA 15 -
Balanço de C – média do dC/dt considerando dois valores de
K
2
: (a) Bayer, 1996 e (b) ajustado para as condições locais....
92
FIGURA 16 -
Mitigação de CO
2
em função dos sistemas de manejo do solo
em função do balanço de C.........................................................
94
11
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A
Estoque de C Orgânico Total em Mg ha¯¹..............................
Página
101
ANEXO B
Texturas do solo do experimento da estação Experimental da
F. ABC.....................................................................................
102
ANEXO C
Análises de variância do COT do solo de 2003 a 2004 em
diferentes sistemas de preparo (PDP) plantio direto
permanente, (PDE) plantio direto escarificado, ( PM) preparo
mínimo, (PC) preparo convencional em diferentes
profundidades em Ponta Grossa – PR amostrado após o
manejo da cultura de inverno outubro 2003, após a colheita
da soja maio de 2004 e em novembro de 2004, profundidade
de 0 a 2,5 cm............................................................................
103
ANEXO D
Análises de variância do COT do solo de 2003 a 2004 em
diferentes sistemas de preparo (PDP) plantio direto
permanente, (PDE) plantio direto escarificado, ( PM) preparo
mínimo, (PC) preparo convencional em diferentes
profundidades em Ponta Grossa – PR amostrado após o
manejo da cultura de inverno outubro 2003, após a colheita
da soja maio de 2004 e em novembro de 2004, profundidade
de 2,5 – 5,0 cm........................................................................
104
ANEXO E
Análises de variância do COT do solo de 2003 a 2004 em
diferentes sistemas de preparo (PDP) plantio direto
permanente, (PDE) plantio direto escarificado, ( PM) preparo
mínimo, (PC) preparo convencional em diferentes
profundidades em Ponta Grossa – PR amostrado após o
manejo da cultura de inverno outubro 2003, após a colheita
da soja maio de 2004 e em novembro de 2004, profundidade
de 2,5 – 5,0 cm.......................................................................
105
ANEXO F
Comparação da variação das frações no tempo e do dentro
das frações................................................................................
106
ANEXO G
Estoque de C e N nas frações granulométricas da MOS em
função da época de amostragem e sistemas de manejo do
solo ..........................................................................................
107
ANEXO H
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de
manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 0-2,5 cm. Na fração 210 – 2000 µm; E
1
a E
12
representando as datas de amostragem....................................
108
12
ANEXO I
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de
manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 2,5-5,0 cm fração 2000- 210 µm. E
1
a E
12
representa os representando as datas de amostragem...............
108
ANEXO J
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de
manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 5,0 – 10,0 cm. fração 2000 – 210 µm. E
1
a E
12
representando as datas de amostragem.....................................
109
ANEXO K
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações
granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de
manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 0 - 2,5 cm fração 53 a 210 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem. .........................................
109
ANEXO L
Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
em Mg ha
-1
nas
frações granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas
de manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 2,5-5 cm. fração 210 - 53 µm. E
1
a E
12
representa
as datas de amostragem............................................................
110
ANEXO M
Alterações no estoque de C nas frações granulométricas da
MOS provocadas pelos sistemas de manejo do solo em
função da época de amostragem na camada de 5,0 – 10,0 cm
fração 53 -210 µm. E
1
a E
12
representa as datas de
amostragem...............................................................................
110
ANEXO N
Figura 11. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas
frações granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas
de manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 0 – 2,5 cm. fração <53 µm E
1
a E
12
representa as
datas de amostragem. ..............................................................
111
ANEXO O
Figura 12. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas
frações granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas
de manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 2,5 – 5,0 cm fração < 53 µm. E
1
a E
12
representa
as datas de amostragem. ..........................................................
111
ANEXO P
Figura 13. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas
frações granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas
de manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 5 - 10 cm. fração < 53 µm. E
1
a E
12
representa as
datas de amostragem................................................................
112
13
SUMÁRIO
Página
RESUMO........................................................................................................................ 05
SUMMARY..................................................................................................................... 06
LISTA DE TABELAS .................................................................................................... 07
LISTA DE FIGURAS...................................................................................................... 09
LISTA DE ANEXOS...................................................................................................... 11
SUMÁRIO....................................................................................................................... 13
1 INTRODUÇÃO............................................................................................................ 16
2 REVISÃO DE LITERATURA.................................................................................... 18
2.1 Os reservatórios de C, o efeito estufa e o conteúdo de C nos solos ................ 18
2.2 O estoque de C e nitrogênio nos solos brasileiros........................................... 21
2.3 Impacto dos sistemas de manejo e o carbono orgânico do solo ................................
24
2.4 Alterações no estoque de C pelos sistemas de manejo do solo.................................. 29
2.5 Alterações do N do solo em diferentes sistemas de manejo...................................... 32
3 ALTERAÇÕES NO FLUXO DE C E N NAS FRAÇÕES GRANULOMÉTRICAS
DA MATÉRIA ORGÂNICA AFETADA POR SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO
35
3.1 RESUMO.................................................................................................................. 35
3.2 SUMMARY............................................................................................................... 36
3.3 INTRODUÇÃO........................................................................................................ 37
3.4 MATERIAL E MÉTODOS...................................................................................... 41
3.4.1 Localização e descrição da área de estudo.............................................................. 41
3.4.2 Manejo do solo, rotação de culturas e práticas culturais....................................... 44
3.4.2.1 Safra de Verão 2003/04 – Cultivo da soja......................................................... 45
3.4.2.2 Safra de Inverno 2004 – Cultivo do trigo........................................................... 45
3.4.3 Delineamento experimental................................................................................... 48
3.4.4 Amostragem do solo e análises gerais................................................................... 49
14
3.4.4.1 Amostragem para determinação da densidade do solo...................................... 49
3.4.4.2 Amostragem para caracterização da fertilidade do solo..................................... 51
3.4.4.3 Amostragem para o Fracionamento granulométrico da MOS e procedimento
de separação das frações..................................................................................................
53
3.4.4.4 Análises de C e N nas frações granulométricas do solo.....................................
56
3.4.4.5 Cálculo do estoque de C e N nas frações granulométricas das camadas
amostradas........................................................................................................................
57
3.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................. 59
3.5.1 Fluxo de C e N nas frações granulométricas da MOS em função das épocas de
mostragem........................................................................................................................
59
3.5.2 Fluxo de C e N nas frações granulométrica e relação C:N nas diferentes épocas
de amostragens.................................................................................................................
71
3.6 CONCLUSÕES........................................................................................................ 75
4. BALANÇO DE CARBONO E TAXAS DE SEQUESTRO EM DIFERENTES
SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO............................................................................
77
4.1 RESUMO................................................................................................................... 77
4.2 SUMMARY............................................................................................................... 78
4.3 INTRODUÇÃO......................................................................................................... 79
4.4 MATERIAL E MÉTODOS....................................................................................... 81
4.4.1 Cálculo do balanço de C......................................................................................... 81
4.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................................... 86
4.5.1 Alterações no estoque de C e N provocados por sistemas de manejo do solo
(SMS)...............................................................................................................................
86
4.5.2 Balanço de C nos SMS: Seqüestro de C e mitigação de CO
2
.............................. 90
4.6 CONCLUSÕES......................................................................................................... 98
5 CONCLUSÕES GERAIS............................................................................................. 100
5 ANEXOS...................................................................................................................... 101
5.1 Anexo A..................................................................................................................... 101
15
5.2 Anexo B..................................................................................................................... 102
5.3Anexo C...................................................................................................................... 103
5.4 Anexo D..................................................................................................................... 104
5.5 Anexo E .....................................................................................................................
105
5.5 Anexo F ..................................................................................................................... 106
5.2 Anexo G..................................................................................................................... 107
5.3Anexo H...................................................................................................................... 108
5.4 Anexo I..................................................................................................................... 108
5.5 Anexo J ..................................................................................................................... 109
5.2 Anexo K..................................................................................................................... 109
5.3Anexo L...................................................................................................................... 110
5.4 Anexo M.................................................................................................................... 110
5.5 Anexo N..................................................................................................................... 111
5.5 Anexo O..................................................................................................................... 111
5.5 Anexo P..................................................................................................................... 112
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................... 113
16
1 INTRODUÇÃO
O solo, além de suporte para vida vegetal, é um importante reservatório de matéria
orgânica, componente chave dos ecossistemas terrestres que afeta os processos que ocorrem
dentro do “bioma Planeta Terra”. A matéria orgânica do solo (MOS) se origina da conversão
do CO
2
atmosférico, através da fotossíntese, em compostos orgânicos responsáveis pela
manutenção da vida no Planeta. O solo atua como um reservatório natural do CO
2,
transformado pelo processo de decomposição em matéria orgânica, e pode atuar como fonte
ou dreno do CO
2
para a atmosfera. Em sistemas com perdas da matéria orgânica maiores que
as entradas, o solo se comporta como fonte de CO
2
para a atmosfera, aumentando a emissão
do CO
2
e conseqüentemente aumentando o efeito estufa.
O aumento constante da população mundial tem aumentado a exploração do meio
ambiente pelo homem e, concomitantemente, a preocupação com os impactos desta
exploração. Em resposta a esta preocupação, vem crescendo a adoção de sistemas
conservacionistas de uso e manejo do solo.
O manejo do solo com técnicas conservacionistas, busca o equilíbrio entre a
manutenção da vida do homem, o uso racional do solo como meio de produção e a
manutenção dos recursos naturais, em um contexto economicamente viável de produção.
Além disso, proporciona a minimização dos riscos, aliado à preservação dos recursos naturais
como fonte de riqueza renovável se explorada racionalmente. As práticas inadequadas de
17
manejo do solo, por vezes, chegam inviabilizar os meios de produção são responsáveis pelas
perdas do conteúdo de C dos solos, causando o seu empobrecimento físico e químico. Pela
degradação do solo perde-se sua riqueza natural e o caminho para a restauração deste recurso
é, por vezes, inviável.
Manejado corretamente, o solo se mantém como meio econômico de produção e as
práticas de preparo conservacionistas como o Plantio Direto Permanente (PDP) reduzem as
perdas de solo por erosão e dos conteúdos de C e fertilidade dos solos (KERN & JOHNSON,
1993).
Nas últimas décadas, o Plantio Direto vem se destacando como sistema
conservacionista de uso do solo, cujo princípio básico é o aporte contínuo de material
orgânico através da rotação de culturas. A rotação, além de aumentar a produção de massa
seca por área e favorecer a diversidade da microfauna do solo, é o caminho para a manutenção
da saúde das culturas (menos doenças, pela diversidade de espécies) além dos tipos variados
de sistemas radiculares que favorecem a diminuição de possíveis compactações por trânsito
de maquinário.
Neste trabalho o objetivo geral foi avaliar o impacto dos sistemas de manejo do solo no
potencial de seqüestro de C em um Latossolo Vermelho sob plantio direto na região dos
Campos Gerais do Estado do Paraná. Os objetivos específicos foram quantificar os efeitos dos
sistemas de manejo sobre o estoque de C e N do solo, a flutuação do estoque do C e N nas
frações granulométricas da MOS em amostras coletadas mensalmente durante o ciclo cultural
da aveia preta e da soja, o balanço e as taxas de seqüestro de C.
Hipótese:
A redução ou eliminação do revolvimento do solo associada ao aporte contínuo de
resíduos culturais aumenta o estoque total de C e N e a migração de C e N das frações da
matéria orgânica do solo lábeis para as mais recalcitrantes.
18
REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Os reservatórios de C, o efeito estufa e o conteúdo nos solos
O planeta Terra funciona como um sistema global interligando ciclos, que compõe a
MOS, fluxos de entrada e saída nos diversos reservatórios de C aos inúmeros sistemas de uso
da terra. Existem cinco grandes reservatórios de C que interagem entre si: o oceânico, as
reservas fósseis, os solos, a biomassa e a atmosfera. A soma desses reservatórios totaliza
52.700 a 53.685 Gt de C. Dentre estes, o oceânico é o maior (tabela 1) e foi estimado em
40.000 Gt (ESWARAN et al., 1993; BATJES, 1996).
Tabela 1. – Reservatórios de C no Mundo
Reservatórios Gt (10
15
g)
‡
Oceânico 40.000
Reservas fósseis 10.000
Solos 1500 – 2300
Biomassa 470 – 655
Atmosfera 730
Total 52.700 – 53.685
.
‡
1 Gigatonelada (Gt) = 10
15
g = 1 bilhão de toneladas métricas)
Fonte: IPCC 2000, Cerri et al. 2005.
O conteúdo de C estimado no solo é quase quatro vezes superior à quantidade estimada
para a biomassa vegetal e animal, e quase três vezes superior ao da atmosfera (ESWARAN et
al., 1993; BATJES, 1996). Todavia, o reservatório atmosférico continua aumentando devido à
19
queima de combustíveis fósseis, à emissão de gases oriundos da atividade industrial, ao
desmatamento e a queima da biomassa vegetal e a oxidação do C orgânico resultante do
preparo do solo para produção de alimentos cujas emissões anuais totalizam cerca de 3,3 Gt
de C ano
-1
(LAL et al., 2004).
O efeito estufa é um processo natural que ocorre devido ao acúmulo de gases (dióxido
de carbono (CO
2
), metano (CH
3
), óxido de nitroso e clorofluorcarbonetos), os quais formam
uma barreira de forma a impedir a saída de radiação de comprimento de onda longa. Esse
fenômeno regula a temperatura e mantém o planeta aquecido, possibilitando a vida na Terra.
Entretanto, quando a concentração desses gases é excessiva, mais calor fica retido na
atmosfera, ou seja, partes dos raios luminosos oriundos do sol absorvidos e transformados em
calor, que deveriam retornar ao espaço, ficam retidos na atmosfera, causando o aquecimento
global.
O IPCC publicou, em julho de 2001, três volumes de relatórios sobre as mudanças
climáticas. O primeiro volume, Mudança do Clima 2001: a base científica, informa que a
concentração do CO
2
na atmosfera está em seu nível mais elevado em quatrocentos mil anos.
A partir da Revolução Industrial, o nível de CO
2
aumentou 31%, ou seja, estava em 280 ppm,
em 1850, e aumentou para 365 ppm, no ano 2000. As projeções indicam concentração de CO
2
na ordem de 700 ppm ao final deste século. Esse aumento expressivo na concentração de
gases contribui expressivamente para o Aquecimento Global (IPCC, 2000). Entre os gases
causadores do efeito estufa, o volume de CO
2
emitido para a atmosfera contribui com 50% do
forçamento radiativo, enquanto o CH
4
contribui com 19%. Já o N
2
O contribui com 5%; os
CFC’s, com 15% e outros, com 11%. Embora o metano e o óxido nitroso tenham menor
participação percentual no quadro geral dos gases causadores do efeito estufa, seu forçamento
radiativo é de 64 e 290 vezes o CO
2
, respectivamente. O segundo volume do relatório do
IPCC (Mudança do Clima 2001: impactos, adaptação e vulnerabilidade) avalia como os
20
sistemas naturais e humanos são sensíveis à mudança do clima. No relatório, ressaltaram-se
algumas conseqüências das mudanças climáticas, tais como freqüência de seca ou de
inundação, em algumas áreas; desaparecimento de algumas espécies de animais e aumento no
nível do mar. Sendo assim, é fundamental o entendimento da aceleração do efeito estufa para
se desenvolverem políticas públicas de redimensionamento dos fatores causadores desse
desbalanço.
Segundo (IPCC, 2000) no século XX, a temperatura global aumentou em torno de
0,6ºC, a década de 90 foi considerada a mais morna. Já o ano de 1998, o mais quente, desde
que se iniciou, em 1861, o registro instrumental da temperatura. A previsão é que a
temperatura global aumente, em média, 3ºC até o final do século XXI, principalmente na
região tropical e nos pólos um aumento da ordem de 7º C.
O retorno de resíduos da produção vegetal e animal para o solo são à base de inúmeros
processos biológicos. A matéria orgânica do solo (MOS) resultante dos processos
bioquímicos nos solos é sensivelmente afetada pela forma de uso e manejo do solo. A
conversão de ecossistemas naturais em áreas agrícolas através do desmatamento, da queima
de biomassa e da oxidação da MOS, devido ao preparo do solo, contribuem com
aproximadamente 34 % da emissão global líquida de CO
2
(FLACH et al., 1997; IPCC, 2000).
Embora a emissão de CO
2
pela queima de combustíveis fósseis seja duas vezes superior à
quantidade de CO
2
emitida pelos sistemas agropecuários, o papel da agricultura é relevante no
balanço de CO
2
na atmosfera.
A perda histórica de C orgânico do solo por ação antropogênica durante toda a evolução
da espécie humana no planeta terra foi estimada em 66 a 90 bilhões de toneladas, dos quais 19
a 32 bilhões se devem à erosão dos solos e 44 a 58 bilhões, ao desmatamento e queima da
vegetação natural, além da oxidação microbiana estimulada pelo preparo do solo (LAL,
1999).
21
2.2 O estoque de C e N nos solos brasileiros
Os solos cultivados no território brasileiro são constituídos principalmente por argilas de
baixa atividade. Apresentam elevada acidez natural, presença de alumínio tóxico e baixa
fertilidade natural. Além disso, a contribuição da MOS na capacidade de troca catiônica
(CTC) é expressiva e varia de 70 a 90% (PAVAN et al., 1985). O conteúdo de C nos solos
brasileiros corresponde a aproximadamente 5% do estoque de C do mundo (BATJES, 1996).
A tabela 2 ilustra o estoque de C para os solos do território brasileiro na camada de 0-30 cm
(BERNOUX et al., 2001).
22
Tabela 2. Estimativa do estoque de C na camada de 0-30 cm para os solos no território
brasileiro em Tg C
-1
Estado
Superfície de área
(km
2
)
Estoque de C na
superfície total 0-30
cm (Tg C
-1
)
Estoque de
em t C ha
-1
Acre 148 859 726 ± 135 48.8 ± 9.0
Amapá 137 618 673 ± 61 48.9 ± 4.5
Amazonas 1564 144 7477 ± 843 47.8 ± 5.4
Pará 1237 687 5703 ± 444 46.1 ± 3.6
Rondônia 235 465 1067 ± 112 45.3 ± 4.7
Roraima 221 155 1017 ± 125 46.0 ± 5.7
Tocantins 277 606 1124 ± 103 40.5 ± 3.7
Região Norte 3822 534 17 789 ± 1824 46.5 ± 4.8
Alagoas 27 701 99 ± 9 35.8 ± 3.8
Bahia 559 598 1836 ± 142 32.8 ± 2.5
Ceará 146 517 362 ± 24 24.7 ± 1.6
Maranhão 324 289 1268 ± 114 39.1 ± 3.5
Paraíba 56 434 143 ± 9 24.4 ± 1.6
Pernambuco 98 511 262 ± 17 26.6 ± 1.7
Piauí 254 858 727 ± 45 28.5 ± 1.8
Rio Grande do Norte 52 365 128 ± 10 24.4 ± 1.9
Sergipe 20 470 60 ± 6 29.5 ± 2.7
Região Nordeste 1540 743 4886 ± 375 31.7 ± 2.4
Distrito Federal 5 884 24 ± 1 41.3 ± 1.4
Goiás 344 417 1415 ± 68 41.1 ± 2.0
Mato Grosso 905 533 3876 ± 388 42.8 ± 4.3
Mato Grosso do Sul 355 054 1275 ± 125 35.9 ± 3.5
Região Centro-Oeste 1610 888 6591 ± 582 40.9 ± 3.6
Espírito Santo 45 309 215 ± 12 47.4 ± 2.8
Minas Gerais 588 627 2290 ± 107 38.9 ± 1.8
Rio de Janeiro 41 978 225 ± 38 53.5 ± 9.1
São Paulo 247 191 995 ± 46 40.3 ± 1.9
Região Sudeste 923 105 3725 ± 204 40.3 ± 2.2
Paraná 196 983 1149 ± 124 58.3 ± 6.3
Rio Grande do Sul 269 076 1641 ± 232 61.0 ± 8.6
Santa Catarina 93 603 598 ± 74 63.9 ± 7.9
Região Sul 559 661 3388 ± 430 60.5 ± 7.7
Brasil 8456 931 36 378 ± 3414 43.0 ± 4.0
23
Na região sul, há maior estoque de C situando-se em 60.5 ± 7.7 Mg ha
-1
, enquanto na
região norte os estoques são menores de 40.5 ± 3.7 Mg ha
-1
. Entre as décadas de 70 e 90, o
uso da terra e a transformação de florestas em áreas de cultivos foram os principais
causadores das elevadas emissões de C para atmosfera no último século e no início deste. As
emissões dos solos brasileiros estimadas por Bernoux et al. (2001) foram da ordem de 93,3
Tg CO
2
ano
-1
para este período. Entretanto, este valor decresceu no período de 1975 a 1995
para aproximadamente 46,4 Tg CO
2
ano
-1
. Estas tendências de redução nas emissões
demonstram a mudança no manejo da terra com impacto para a adoção de sistemas
conservacionistas de cultivo. As regiões com as maiores emissões são a Centro-Oeste, devido
à conversão do Cerrado em áreas agrícolas e a região Norte, pela conversão da floresta
amazônica em pastagens. Vários estados apresentaram emissões negativas e todas as regiões
apresentaram emissões menores que as de 1970 a 1990. No entanto, apenas a região Sul
apresentou emissões negativas nos Estados que a compõem, ou seja, emitiu menos C de 1975
a 1995 que o estimado de 1970 a 1990 (BERNOUX et al., 2001).
No Paraná, o estoque de C dos solos diminuiu significativamente na profundidade de
até 30 cm entre 1970 e 1990 (BERNOUX et al., 2001), com a emissão de CO
2
de 6910 Tg
CO
2
ano
-1
. Nos últimos anos, o Paraná apresentou uma taxa de emissão de CO
2
negativa de -
425 Tg CO
2
ano
-1
entre 1975 e 1995, provavelmente devido à conversão de PC em PDP.
Embora as estimativas tenham sido realizadas para a camada de 0-30 cm de profundidade, as
perdas de C com a conversão da vegetação natural (floresta ou campo nativo) em lavoura
ocorrem principalmente na camada superficial de 0-10 cm. Essas perdas foram estimadas
entre 35 a 70% do conteúdo original do C do solo ( SÁ et al, 2001). Estes autores constataram
que a classe textural quando associada à intensidade de preparo possui enorme impacto nas
perdas de C, como é o caso citado por Resk et al. (1998), em Neossolos Quartzarenicos do
sudoeste baiano, comparados a Latossolos Vermelhos, argilosos de Goiás.
24
Assim, como o sistema de manejo do solo pode reduzir o conteúdo do C, outros autores
observaram a recuperação de COT em sistemas como o plantio direto (SPD) associado a
aporte de elevadas quantidades de resíduos culturais. Observaram em experimentos de longa
duração a recuperação do conteúdo de C para os níveis iguais ou superiores aos encontrados
originalmente sob vegetação natural de campo nativo (SÁ, 2001; DIECKOW, et al. 2004).
Dessa forma, dependendo das práticas de manejo adotadas, o solo poderá atuar como fonte
(emissão), contribuindo diretamente com o efeito estufa ou dreno (mitigação e/ou sumidouro)
do CO
2
atmosférico.
2.3 Impacto dos sistemas de manejo e o C
Do ponto de vista agronômico, o solo torna-se uma fonte de CO
2
para a atmosfera
quando as perdas por oxidação são maiores do que as adições de C através dos resíduos
culturais. Os sistemas de manejo que usam o preparo do solo para a produção vegetal
constituem-se principal fator dessas perdas (BRUCE et al., 1999). Embora consideradas
importantes fontes de C para a atmosfera, atualmente possuem um potencial de seqüestrar 0,4-
0,9 Mg C ha-¹ ano-¹, para um período de 20 a 50 anos (LAL, 2004, BAYER et al., 2005;
DIECKOW, et al. 2005). A ausência de preparo, associada à manutenção dos resíduos
culturais na superfície do solo constituindo SPD, proporciona que o solo atue como um dreno
do CO
2,
através da absorção de CO
2
pelo processo de fotossíntese e a sua transformação em C
orgânico do solo. A decomposição dos resíduos culturais e a futura estabilização do C no solo
irá depender da quantidade e qualidade do resíduo cultural depositado.
Atualmente, estima-se que há 23,5 milhões de hectares do território brasileiro cultivados
sob o SPD, representando cerca de 50 a 52% da área cultivada com grãos do país.
(FEBRAPDP, 2006). O fato de requerer menor número de operações mecanizadas que
25
provocam a emissão de CO
2
para atmosfera, para o mesmo nível de produção que o preparo
convencional (PC), provocará perdas menores de C orgânico do solo e redução das emissões
de CO
2
dos combustíveis fósseis para a atmosfera (KERN & JOHNSON, 1993, DIEKCOW,
2005).
A adoção de sistemas conservacionistas torna viável a recuperação dos teores de
MOS degradados, mesmo em condições climáticas altamente favoráveis à decomposição
microbiana e em solos com baixo teor de argila, nos quais a proteção física da matéria
orgânica é frágil (AMADO et al., 2001). A proteção física da matéria orgânica do solo
durante o processo de agregação das partículas tem sido um processo fundamental para o
aumento do estoque de C e N do solo, principalmente em solos de textura média a arenosa
(SIX et al.,1999).
Embora a oxidação da MOS seja superior nas regiões tropicais e subtropicais, os ganhos
de C devido à adoção do PDP associado à elevada quantidade anual de resíduos culturais tem
sido superior aos solos sob clima temperado. Segundo Corazza et al., (1999) a região dos
cerrados brasileiros com a taxa de 2,18 Mg ha
-1
ano
-1
mostra o potencial das regiões tropicais.
Por outro lado, em casos cujas entradas de resíduos culturais são menores, as taxas de
seqüestro se reduzem expressivamente. Segundo Lal (1997), na região oeste da Nigéria a
redução foi de 0,17 Mg ha
-1
ano
-1
. No entanto, a grande diferença estabeleceu-se pelo maior
aporte de resíduos culturais no experimento conduzido por Corazza et al. (1999), através da
introdução de espécies com alta capacidade de produção de fitomassa, como a Brachiaria
decumbens. Taxas de seqüestro da ordem de 0,9 a 1,6 Mg ha
-1
ano-1 (AMADO et al., 1999;
BAYER et al., 2000; SÁ et al., 2001; DIEKOW et al., 2005) também se constatam em solos
sob clima subtropical na região Sul do Brasil.
O caminho do C oriundo dos resíduos culturais e o estoque nos diversos compartimentos
da MOS têm sido estudados por alguns autores (PAUSTIAN et al., 2000; SÁ et al., 2001, SIX
26
et al., 2000 b, 2002, 2004 e 2006). Revisando os processos e mecanismos, Six et al. (2002 b)
definiram três reservatórios e mecanismos de proteção do C oriundo da decomposição da
matéria orgânica: (1) pode estar estabilizada ou fisicamente protegida da decomposição; (2)
intimamente associada com silte e partículas de argila; (3) e estabilizada quimicamente em
compostos recalcitrantes, aparecendo nas frações leves e na matéria orgânica particulada
(tamanho de partículas maiores que 53 µm), características resultantes do manejo e mudança
de uso do solo. A proteção física da MOS durante a agregação do solo tem sido o processo
mais discutido (TISDALL & OADES, 1982; ELLIOT, 1986; CARTER, 1992;
CAMBARDELLA & ELLIOT, 1994; BEARE et al., 1994a e b; JASTROW et al., 1996;
LAL, 1999; BALESDENT et al., 2000; SÁ et al., 2001; SIX et al., 2000, 2002 e 2004). Dessa
forma, a manutenção do plantio direto por longo período eleva o conteúdo da MOS através da
proteção da MOS recente entre os microagregados e macroagregados, protegendo-a do ataque
da biomassa microbiana (Sá, 2001, Six et al 2002). O fluxo contínuo de C oriundo dos restos
culturais se armazena nas frações granulométricas mais grosseiras do solo e a manutenção
desse aporte resultará na proteção física C entre os micro e macroagregados indicando que o
C está em direção ao seqüestro (SÁ et al, 2001, SIX et al, 2002, DIEKOW, 2005).
A taxa de agregação é a responsável pelo maior acúmulo de C no PDP em clima
tropical e subtropical, comparados aos solos sob clima temperado. Conforme Six et al.
(2002), nos solos sob clima tropical e subtropical há maior produção de fitomassa o que,
conseqüentemente, estimula os agentes de agregação, temporários e transientes, aumentando a
quantidade de macroagregados, a qual resultando numa maior proteção física do C.
A combinação das culturas em rotação como base do PDP parece proporcionar um
efeito intermitente na formação de macroagregados na camada superficial. Aceitando-se esta
hipótese, admite-se que a contribuição do PDP em regiões subtropicais e tropicais na redução
da emissão de CO
2
tem um papel de destaque no cenário global (SÁ et al., 2001).
27
A exemplo disto, um experimento de longa duração sobre sistemas de uso da terra na
região Sul do Brasil constatou o aumento no estoque de C e N no solo na camada de 0-10 cm,
sob SPD superior ao solo ao encontrado sob vegetação natural. Todavia, o ganho de C nesta
camada correspondeu a 82% do ganho total de C (SÁ et al., 2001). Por outro lado, as perdas
de C na camada de 0-10 cm sob PC representaram 97% da perda total de C (SÁ et al., 2001).
A tabela 3 ilustra as taxas de seqüestro de C obtidas por vários autores em várias regiões do
território brasileiro.
28
Tabela 3 – Taxa de seqüestro de C no Brasil nas regiões tropicais e subtropicais, em solos sob plantio direto em relação ao preparo convencional.
Local Solo Prof. Estoque de C, Mg ha
-1
Tempo
Taxa, Mg há
-1
Referência
(cm) PC PD (anos)
TROPICAL
Planaltina DF Latossolo 0- 20 37,34 47,35 16 0,63 Corazza et al. (1999)
Luziânia GO Latossolo 0- 20 38,60 41,00 8 0,30 Bayer et al. (2005)
Coimbra MG Acrisol 0- 20 31,23 38,54 15 Leite et al. (2004)
Campinas SP Latossolo 0- 20 78,00 80,80 12 De Maria et al. (1999)
Costa Rica MS Latossolo 0- 20 54,30 57,30 5 Bayer et al. (2005)
SUBTROPICAL
Londrina PR (1998) Latossolo
0-20
29,00 32,30 14 0,24 Castro Filho et al. 1998
Ponta Grossa PR Latossolo
0-20
58,55 76,74 22 0,81 Sá et al. (2001)
Tibagi a PR Latossolo
0-20
10 1,6 Siqueira Neto (2003 a)
Tibagi PR Latossolo 0 – 40 10 - 0,5 Sá et al. (2001)
Passo Fundo RS Latossolo
0-20
44,80 46,7 13 0,15 Freixo et al.(2002)
0-20
48,34 50,36 0,16 Sisti et al. (2004)
Eldorado do Sul MS Latossolo 29,69 36,45 13 0,52 Lovato et al. (2004)
TEMPERADA
EUA Ultissol 0 – 30 Faixa: 0,24 - 0,40 Lal et al. (1999)
Média:
0,34 West; Marland (2002)
Fonte: modificado de Bayer et al., 2005; Bernoux et al., 2005; Pavei, 2005.
29
2.4 Alterações no estoque de C pelos sistemas de manejo do solo
O conteúdo de MOS de vários sistemas agrícolas encontram-se abaixo dos níveis
potenciais (BATJES, 1999) e os sistemas conservacionistas poderiam ser a alternativa para
mitigar as emissões de CO
2
nos sistemas de produção agropecuário.
O estado de equilíbrio da MOS é dinâmico e vários modelos têm sido usados para
descrever suas alterações ao longo do tempo. O conhecimento dos processos envolvidos no
seqüestro de C torna-se importante no entendimento do potencial do solo como dreno para o
CO
2
atmosférico.
A complexidade dos modelos varia desde uma abordagem simplificada e
unicompartimental, proposta de Henin & Dupuis (1945), aos modelos multicompartimentais
propostos por Jenkinson & Rainer (1977), Van Veen & Paul (1981), Janssen (1984) e Parton
et al. (1987) .
Inúmeros trabalhos realizados em diversas eco-regiões compararam o aumento da MOS
no PDP em relação ao PC e constataram que esse aumento restringe-se principalmente à
camada superficial; raramente ultrapassa os 15 cm de profundidade (LAL, 1997; DICK, 1983,
1998; KERN & JOHNSON, 1993; BAYER, 2000; SÁ, 1993, 2001). Em regiões tropicais e
subtropicais, os ganhos significativos nos teores de COT no PDP em relação ao PC também
ocorreram basicamente na camada 0-10 cm de profundidade (KERN & JOHNSON 1993;
SIDIRAS & PAVAN, 1985).
Em solos sob clima temperado, Kern & Johnson (1993) constataram que o ganho médio
de C no PDP em relação ao PC foi de 28,3% na camada de 0-8 cm, 16% na camada de 8-15 e
nenhum ganho abaixo de 15 cm de profundidade. Em outra condição climática, Reicosky et
al. (1995) constataram que os ganhos em MOS no PDP foram de 0 a 2300 kg ha
-1
ano
-1
,
equivalente à taxa anual de 0 a 1,15 Mg ha
-1
de C. Segundo esses autores, os valores mais
30
elevados relacionam-se às regiões mais frias ou que receberam expressivos aportes de
resíduos culturais de inverno. Além disso, associa-se a formação geológica, a fração argila
(SIX et al., 1999) aos mecanismos de proteção física da matéria orgânica do solo. De modo
geral, os sistemas de manejo afetam a fração lábil da matéria orgânica do solo e pouco ou
quase nenhum feito se observa sobre a fração humificada, (localizada no interior de
microagregados), nem sobre a fração coloidal (DUXBURY et al., 1989, SIX et al. 2002).
O modelo conceitual para a formação hierárquica de agregados no solo apresentado por
Tisdall & Oades (1982) e posteriormente discutidos por Oades (1984), Elliot (1986), Dexter
(1988) e outros, descreve a associação da MOS com três tipos de unidades físicas: as
partículas primárias livres (areia, silte e argila), os microagregados e os macroagregados.
Nesse modelo, os autores propuseram que a formação de agregados ocorre de uma forma
hierárquica com a participação de três tipos de agentes cimentantes: a) transientes - são
constituídos por polissacarídeos derivados da atividade microbial e de resíduos vegetais, os
quais são rapidamente decompostos pelos microorganismos do solo; b) temporários - incluem
raízes e hifas, especialmente de micorrizas; e c) persistentes – incluem as substâncias húmicas
e aromáticas em associação com compostos amorfos de Fe, Al e cátions metálicos
polivalentes.
As partículas primárias e microestruturas de argila são ligadas através de restos de
bactérias e fungos em microagregados de 2-20 µm de diâmetro, que, por sua vez, podem ser
ligados aos restos e fragmentos de fungos e resíduos vegetais formando microagregados entre
20-250 µm de diâmetro. Nesta fase, acredita-se que os agentes orgânicos de ligação
envolvidos na estabilização dos microagregados sejam os classificados como persistentes. Por
outro lado, os microagregados unem-se para a formação de macroagregados (> 250 µm de
diâmetro) segundo Dexter (1988), através de agentes de ligação transientes e temporários.
Conforme o diâmetro dos macroagregados aumenta, os agentes temporários tornam-se mais
31
importantes. O efeito direto de raízes vivas e hifas de fungos podem ser encarados dentro da
visão tridimensional, que enlaça fisicamente microagregados e partículas primárias, criando
macroagregados estáveis (OADES & WATERS, 1991). Ao mesmo tempo, a natureza dessas
associações organo-minerais e a sua distribuição espacial dentro da hierarquia do agregado
determina o grau em que o COT está fisicamente protegido da decomposição, assim como
determina as diferentes entradas e taxas de retorno da MOS.
A biomassa microbiana representa aproximadamente 2 a 4 % do C total do solo, sendo
responsável pela decomposição dos resíduos culturais e atuando nas frações lábeis da MOS. É
considerado um indicador das mudanças ocorridas no solo, uma vez que representa parte da
fração ativa. É mais sensível às alterações do meio que os estoques de C e N total do solo.
As diferentes frações da matéria orgânica do solo podem ser definidas segundo Duxbury
et al. (1989) em:
• Compartimento ativo ou lábil – constituído por componentes facilmente oxidáveis,
estando sujeito a alterações devido à influência do manejo do solo sobre a biomassa
microbiana;
• Compartimento lentamente oxidável – ligado à formação dos macroagregados. O sistema
de manejo afeta o tamanho deste compartimento;
• Compartimento muito lentamente oxidável – ligado à formação de microagregados, que
são altamente estáveis em água. O sistema de manejo exerce baixa influência neste
reservatório;
• Compartimento passivo ou recalcitrante – ligado ao C, o qual é associado às partículas
primárias do solo, C que é reduzido a formas elementares. O sistema de manejo não
influencia este reservatório.
As frações granulométricas da matéria orgânica refletem prontamente as alterações
provocadas pelo sistema de manejo adotado (CARTER, 1992). Em estudos realizados em
32
solos sob diferentes tipos de manejos no Estado do Paraná, encontram-se aumentos
significativos no C total do solo (0-10 cm) sob PDP, principalmente nas frações
granulométricas mais grosseiras em comparação ao sistema convencional (SÁ et al., 2001).
2.5 Alterações do N do solo em diferentes sistemas de manejo
O uso de sistemas conservacionistas pode prolongar a permanência do N no solo, assim
como aumentar, ao longo do tempo, os teores de N total, principalmente nas camadas mais
superficiais (AMADO et al., 1999; SÁ et al., 2001). A redução de intensidade de mobilização
do solo causa um efeito positivo do N total acumulado nos sistemas conservacionistas em
relação ao PC na camada mais superficial do solo; e redução de perdas via imobilização por
microorganismos e liberação gradual do nutriente (AMADO et al., 1999; SÁ et al, 1999).
No solo, a maior parte do N está ligada a MOS. A manutenção, o conteúdo, a
variabilidade química e a distribuição no solo da MOS influenciam diretamente as reações
que ali ocorrem, principalmente em solos altamente intemperizados e dependentes de carga. É
importante compreender as transformações do N no solo para se obter uma maior eficiência
no uso dos fertilizantes e manejo adequado da MOS.
O aporte contínuo de matéria seca (MS) proporcionado por sistemas como o PDP
promove uma maior disponibilidade do N para as plantas, pois ao longo da decomposição da
MS, os microorganismos promovem a mineralização MS e liberam o N; as taxas de
mineralização do N são menores no PDP comparadas ao PC, conseqüência do menor fluxo de
oxigênio no PDP pelo não revolvimento do solo. Normalmente, logo após a colheita tem-se
um volume maior de palhada na superfície e grande quantidade de nutrientes associados às
formas orgânicas do tecido vegetal não disponíveis para a próxima cultura. No SPD,
conseqüentemente, haverá maior necessidade inicial de fertilizante nitrogenado, pois neste
33
sistema a taxa de decomposição do material orgânico é menor. A maior exigência de N-
fertilizante na fase inicial do PDP está estreitamente relacionada à ocorrência de picos de
imobilização, os quais coincidem com a demanda inicial de N pela planta (AMADO et al.,
1998; SÁ, 1999).
Por outro lado, a manutenção do PDP associado ao aporte de resíduos culturais irá
promover a estabilização dos níveis de MOS em um novo equilíbrio, no qual uma menor taxa
de decomposição da MOS é compensada pela quantidade de MOS adicionada (BAYER et al.,
2000; SÁ et al., 2001). Quando estabilizada, a MOS, em seu novo ponto de equilíbrio,
necessitará de menor quantidade de N fertilizante, pelo aumento da disponibilidade do
elemento no solo. Em contrapartida, no PC a mineralização é alta, quando os resíduos
culturais são incorporados ao solo. Além disso, uma grande quantidade de nutrientes é
rapidamente liberada, a qual muitas vezes fica suscetível a perdas (SÁ, 1993). A
mineralização é a conversão de N orgânico para a forma inorgânica (N-NH
4
+
), sendo
exclusivamente microbiológicas. Vários fatores influenciam o processo, tais como manejo
adotado, fontes de N disponível, o tipo de solo, mineralogia do solo, a aeração, a temperatura,
a umidade e o pH. Este processo ocorre simultaneamente ao processo de imobilização, que
consiste na remoção do N inorgânico do solo pelos microorganismos decompositores da
matéria orgânica, durante a multiplicação, crescimento e manutenção da biomassa do solo e,
dependendo da magnitude de cada fluxo, pode-se ter um resultado líquido de mineralização
ou imobilização (CARDOSO, 2005). Nos sistemas de manejo do solo com a manutenção dos
resíduos culturais e aportes contínuos de resíduos, a decomposição dos materiais orgânicos e a
mineralização/imobilização do N são processos essenciais no ciclo interno do solo e no
aumento do estoque de N (SÁ, 1993; BAYER & BERTOL, 1999; SÁ et al., 2001;
CARDOSO, 2005).
A MOS apresenta-se simultaneamente em diferentes estados de decomposição e por
34
isso sua composição é heterogênea, ou seja, apresenta concentrações de açúcares de rápida
decomposição, até substâncias extremamente recalcitrantes e de alta estabilidade, como o
húmus.
Vários estudos têm mostrado que resíduos com baixa relação C/N decompõem-se mais
rápido do que os resíduos com relação C/N alta. A baixa velocidade de decomposição dos
resíduos de alta relação C/N tem sido atribuída à deficiência de N e à presença de
constituintes recalcitrantes. Os decompositores possuem menor relação C/N do que as fontes
por eles exploradas, reconhecendo o N como um fator limitante para o crescimento e
atividade microbiana durante a decomposição de resíduos de plantas.
A qualidade do material vegetal (por exemplo, conteúdo de lignina e polifenóis),
também é fator determinante para estas transformações de N no solo. A velocidade de
decomposição e liberação de N dos resíduos culturais das plantas de cobertura foi
inversamente proporcional às relações C/N e LIG/N e diretamente proporcional às
concentrações de N total na fitomassa e de N e C da fração solúvel em água (CARDOSO,
2005).
A relação C/N é um fator que demonstra a velocidade de decomposição do material
vegetal. Quanto menor a relação, maior será a velocidade de decomposição, e quanto maior a
disponibilidade de N mineral ou orgânico, maior será a velocidade de decomposição do
material vegetal. Provavelmente pelo fato de os microorganismos decompositores terem uma
relação C/N menor que a da maioria das palhadas, o N seja limitante para decomposição do
material vegetal.
35
3 ALTERAÇÕES NO ESTOQUE DE C E N NAS FRAÇÕES
GRANULOMÉTRICAS DA MATÉRIA ORGÂNICA AFETADA POR
SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO
3.1 RESUMO
O estoque de carbono (C) nas diferentes camadas do solo assim como nas frações
granulométricas da matéria orgânica foram avaliados em um experimento de longa duração
sobre diferentes sistemas de manejo do solo: preparo convencional (PC), preparo mínimo
(PM), plantio direto escarificado (PDE) e plantio direto permanente (PDP). As amostras
foram coletadas em um experimento implantado em 1988 na estação experimental da
Fundação ABC em Ponta Grossa, Meso Região Centro-Oriental do Estado do Paraná. Foram
coletadas amostras de solo mensalmente de outubro de 2003 a novembro de 2004, na sucessão
aveia branca/soja/trigo das camadas de 0,0 – 2,5 cm, 2,5 – 5,0 cm e de 5,0 – 10,0 cm de
profundidade e fracionadas fisicamente. Os objetivos foram determinar: a) os estoques
mensais de COT e NT nas camadas do solo, b) os estoques mensais de COT e NT nas frações
granulométricas do solo, c) as flutuações mensais de C nas frações granulométricas do solo.
Os estoques de C e N do solo foram estatisticamente diferentes entre as épocas de cultivo e
tratamentos. O estoque de C no PDP foi superior ao PC nas épocas de amostragem e nas três
profundidades analisadas demonstrando a influência do sistema de manejo no COT do solo. A
flutuação do C nas frações granulométricas durante o período de coleta evidenciou que na
camada de 0 – 2,5 cm observou-se maior influencia na fração 2000 – 210 µm, como resultado
do aporte e manutenção dos resíduos na superfície principalmente nos sistemas PDE e PDP.
Nas camadas 2,5 – 5,0 cm e 5,0 – 10,0 cm os maiores aportes de C ocorreram nas frações 210
a 53 µm demonstrando um fluxo do C em direção às frações de menor tamanho,
principalmente no PDP que foi superior ao PC na maioria das épocas de amostragem nesta
fração. As frações < 53 µm não apresentaram diferenças entre tratamentos nas 12 épocas de
amostragem, demonstrando a estabilidade desta fração frente às influências dos manejos do
solo.
Palavras-chave: Estoque de Carbono, Sistemas de Manejo, Frações granulométricas do solo.
36
2.2 SUMMARY
The total soil organic carbon and total nitrogen stock in the different layers as well as in the
particle size fractions were assessed in an long term soil tillage management experiment
located in Fundação ABC'S experimental station in Ponta Grossa city, Meso Center-oriental
area of the State of Paraná. The treatments are comprised by: 1) Conventional tillage (CT); 2)
Minimum tillage (MT); 3) No-tillage with chisel plow each three years (NTCP) and 4) No-
tillage continuous (NTC). The samples were collected monthly since October 2003 to
November 2004, in the white oats/soybean/wheat crop sequence. The objectives were to
determine the monthly stocks of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen in the whole
samples and the monthly stocks of SOC and TN in the particle size fractions in the 0,0 - 2,5
cm, 2,5 - 5,0 cm and of 5,0 - 10,0 cm of layers. The SOC and TN stocks were significant
different among the sample time and treatments. The SOC stock in NTC was superior to CT
in the all sampling times and in the three depths, indicating the influence of the conservation
system in SOC. The SOC fluctuation in the particle size fractions during the sampling
collection period evidenced that in the most superficial layer had influences in the 2000 - 210
µm particle size fraction, as a result of the contribution and maintenance of the crop residues
in the surface layer in the conservation systems. In the layers 2,5 - 5,0 cm and 5,0 - 10,0 cm
under NTC, the largest contributions of C storage was in the 210 to 53 µm particle size
fractions demonstrating a C flow towards such minor fractions. The <53 µm particle size
fractions did not present differences among the treatments in the 2 sampling times,
demonstrating the stability of this fraction to the tillage systems influences.
Word-key: Flux of Carbon, Carbon Reserve, Systems of management of soil, Granulometric
Fractions of the soil.
37
3.3 INTRODUÇÃO
Os ciclos bioquímicos são essenciais para os ecossistemas terrestres e a ação
antropogênica nestes ciclos tem provocado grande impacto nos reservatórios de C, resultando
em emissões expressivas para a atmosfera de gases causadores do efeito estufa (LASHOF E
HARE, 1999; BRUCE et al., 1999). A dinâmica dos ecossistemas e, particularmente, o ciclo
do C nos solos é afetada pela pressão do manejo dos solos, alterando sensivelmente os fluxos
de entrada e saída e de C no sistema. Inúmeros trabalhos, realizados em diversas eco-regiões,
mostraram o aumento do C devido a adoção de sistemas conservacionistas, em especial o
Plantio Direto Permanente (PDP) ou Sistema Plantio Direto (SPD), quando comparados ao
preparo convencional (PC). Constataram que esse aumento foi significativo e concentrou-se
principalmente na camada superficial do solo e raramente ultrapassa os 15 cm de profundidade
(LAL, 1976 e 1997; DICK, 1983 e 1998; KERN e JOHNSON, 1993; BAYER et al, 2000; SÁ,
1993; SÁ et al., 2001; SISTI et al., 2004; DIECKOW et al., 2005 e PAVEI, 2005).
A variação no estoque do C tem sido um importante fator para avaliar o efeito do
manejo do solo, porém, nem sempre esses efeitos sobre o reservatório total de C do solo
evidenciam a sensibilidade desta medida como a mais eficiente (BAYER et al., 2000; SIX et
al., 2000 a, 2002 e 2004; SÁ et al., 2001; LEITE, et al.2003). De acordo com Duxbury et al.
(1989) a MOS é basicamente constituída de um reservatório ativo e outro estável e, portanto
medidas que associem a dinâmica de C nesses compartimentos tem sido mais esclarecedoras
(BAYER et al., 2000; SIX et al., 2002 e SÁ et al., 2001). As medidas mais específicas da
38
MOS tais como a estimativa da biomassa microbiana (componente do reservatório ativo), das
frações lábeis e das frações mais estáveis têm sido indicadores mais eficientes para detectar as
mudanças ocorridas no solo devido ao manejo. A fração ativa é mais sensível às alterações do
meio devido à estreita relação com, as alterações no clima local, a adição de material orgânico
e de fertilizantes, que somente os estoques de C e N total do solo.
Ao mesmo tempo, tem sido constatado que a transformação dos resíduos culturais, em
sistemas conservacionistas como o SPD, dá-se de forma contínua, desencadeando alterações
simultâneas nos compartimentos ativo e estável (BAYER et al., 2000; SIX et al., 2002 e
2004; SÁ et al., 2001). As frações lábeis da matéria orgânica também são mais sensíveis às
intervenções externas e respondem rapidamente à ação do manejo (BAYER et al. 2002),
sendo a fração mais oxidável e também a denominada fração leve ou lábeis (SIX et al., 1999),
entretanto, a oscilação ao longo de um período é menos abrupta do que a biomassa
microbiana demonstrando claramente respostas as variações de sistemas de manejo e ao longo
período de SPD (BAYER, 1999; SÁ et al., 2001). Dessa forma, pode-se afirmar que o C das
frações leves e o C associado às frações granulométricas do solo é um ótimo indicador
principalmente quando relacionado ao estoque total de C.
Inúmeros trabalhos demonstram que as maiores alterações no conteúdo e no estoque de
C e N ocorrem na camada mais superficial, com diferenças significativas até os primeiros 10
cm e, abaixo desta camada, tem sido pouco freqüente essas diferenças (BAYER et al., 2000;
SÁ et al., 2001; SISTI et al., 2004; DIECKOW et al., 2005; PAVEI, 2005). O processo de
quantificação do conteúdo de C, tanto nas amostras por camadas quanto nos compartimentos
de C nestas camadas, tem sido muito discutido a partir da década dos 90. Nas últimas duas
décadas, o avanço na instrumentação científica e a maior preocupação com o impacto
ambiental dos sistemas agrícolas, desencadearam inúmeros trabalhos com a preocupação na
interação entre os componentes dos compartimentos do C orgânico do solo (JENKINSON &
39
LADD, 1981; TISDALL & OADES, 1982; CERRI et al., 1985; ELLIOT, 1986; PARTON et
al., 1987; CHRISTENSEN, 1992; CAMBARDELLA & ELLIOT, 1993 e 1994; BEARE et
al., 1994). Até então vigoravam basicamente duas linhas de pensamento sobre o estudo da
MOS: a) os que procuravam saber o que é a matéria orgânica; e b) os que estavam
preocupados em estudar o que a matéria orgânica faz. A integração desses pensamentos
através da evolução científica adicionou novos desafios no entendimento da dinâmica da
MOS (FELLER, 1994; FELLER et al., 1996; SIX et al., 1999, 2000, 2002 e 2004; BAYER et
al., 2000; SÁ et al., 2001). A quantificação do C orgânico do solo tem sido feita através de
diversos métodos, e muitas vezes apresentando resultados com discrepâncias entre si,
demonstrando a necessidade de uma melhor compreensão dos vários métodos quanto dos
fatores que estão afetando o ciclo do C nos solos.
As técnicas de fracionamento físico da MOS têm sido um eficiente enfoque para
caracterizar as relações entre a matéria orgânica e a agregação em macro e micro escala. O
conceito que respalda o fracionamento físico da MOS enfatiza o papel dos minerais do solo na
estabilização e nas taxas de retorno. As técnicas de fracionamento físico são consideradas
menos destrutíveis e os resultados obtidos com este procedimento estão diretamente
relacionados com a estrutura e as funções da MOS “in situ” (CHRISTENSEN, 1992).
O fracionamento físico da MOS tem sido aplicado em estudos cujo objetivo é: a)
recuperar a fração leve que é constituída de resíduos vegetais não decompostos e produtos de
decomposição parcial; b) identificar a natureza da MOS em complexos organo-minerais; e c)
determinar os tipos de MOS envolvidos na estabilização de agregados estáveis em água
(STEVENSON et al., 1989). Pode ser realizado com base em dois princípios gerais: - a
densidade e o tamanho da partícula e/ou agregado.
O fracionamento por densidade é utilizado para isolar a MOS que não está firmemente
associada com a parte mineral do solo. Neste caso, o solo é disperso em líquidos orgânicos
40
pesados ou soluções salinas com densidades variando entre 1,6 a 2,2 g mL
-1
. O fracionamento
granulométrico é baseado no conceito de que as frações da MOS associadas com partículas de
tamanho e composição mineralógica diferentes, diferem em estrutura e função e cumprem
papel específico na taxa de retorno da MOS (CHRISTENSEN, 1992).
Trabalhamos, portanto, com a hipótese que a o C e N do solo variam em função do
manejo do solo, tanto na superfície quanto em maiores profundidades.
Tivemos por objetivo avaliar as alterações no conteúdo e no estoque de C e N nas
frações granulométricas da MOS visando compreender as flutuações de C e N nestas frações
em amostras de solo coletadas em intervalos mensais durante o período de um ano. Da mesma
forma, espera-se compreender as alterações desses compartimentos devido às entradas e saída
de C mês a mês para explicar os processos que podem estar influenciando diretamente nas
taxas de ganhos e perdas. Além disso, a compreensão do C e N associado às frações
granulométricas do solo, poderá auxiliar no esclarecimento do comportamento do C e a sua
evolução nas diversas associações organo-minerais.
41
3.4 MATERIAL E MÉTODOS
3.4.1 Localização e descrição da área de estudo
O presente trabalho foi desenvolvido em um experimento sobre sistemas de manejo do
solo implantado em 1988/89. Está localizado na estação experimental da Fundação ABC, em
Ponta Grossa (PR), no segundo planalto, região Meso Região Centro-Oriental do Estado do
Paraná, cujas coordenadas geográficas de referência são: 25
o
20’S e 50º20’W (Figura 1). A
altitude na área experimental é de 910 metros acima do nível do mar, e o clima é
caracterizado como subtropical úmido, do tipo Cfb (classificação de Köppen), com verões
frescos e geadas no inverno. A precipitação e a temperatura média anual são, respectivamente
1.545 mm e 20
o
C (Instituto Agronômico do Paraná, 1994). No decorrer do experimento,
foram registradas as condições climáticas através de uma estação meteorológica, situada a 500
m do experimento. Foram coletados dados pluviométricos e dados de temperatura do ar,
totalizados diariamente.
Figura 01: Localização da do experimento de longa duração sobre sistemas de manejo do solo na Estação
Experimental de Ponta Grossa – Fundação ABC
Estação Experimental de Ponta
Grossa
42
A figura 2 (a e b) apresenta os dados históricos de um período de quarenta e quatro
anos (a) e os dados mensais de precipitação e temperatura do ar, correspondente ao período de
janeiro 2003 a outubro de 2004 (b).
O solo foi classificado como Latossolo Vermelho (Typic Hapludox), textura argilosa,
profundo, muito bem estruturado e drenado, derivado de material retrabalhado de arenitos da
formação Furnas e folhelhos da formação Ponta Grossa no período Devoniano. A composição
florística natural da região, denominada Campos Gerais, caracteriza-se pela presença de
gramíneas baixas, desprovidas de arbustos, ocorrendo apenas matos ou capões limitados por
depressões em torno das nascentes (Maack, 1981). O relevo é suavemente ondulado com
pendentes entre 2 a 7% de declividade.
43
Precip.
Tmax
Tmin
188 155 136 105 118 115 95 80 134 149 120 150
28 27 26 24 22 20 20 22 23 24 26 27
17 17 16 14 11 9 9 10 12 14 15 16
Ponta Grossa (Média de 44 anos)
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Precipitação (mm)
0
50
100
150
200
250
Temperatura (ºC)
0
5
10
15
20
25
30
Tmax
Tmin
Exp. ABC (Período do experimento)
Jan/03
Fev/03
Mar/03
Abr/03
Mai/03
Jun/03
Jul/03
Ago/03
Set/03
Out/03
Nov/03
Dez/03
Jan/04
Fev/04
Mar/04
Abr/04
Mai/04
Jun/04
Jul/04
Ago/04
Set/04
Out/04
Precipitação (mm)
0
50
100
150
200
250
Temperatura (ºC)
0
5
10
15
20
25
30
190 150 115 85 40 90 112 15 112 137 190 188 96 38 115 160 207 73 112 14 69 237
27 27 26 24 22 20 20 22 23 25 26 27 27 27 27 25 19 20 19 23 26 24
18 17 16 15 10 7 11 8 11 14 14 16 17 17 16 16 11 09 10 09 14 13
Precip.
Figura 2. Dados históricos em Ponta Grossa (a) da distribuição mensal da precipitação
pluviométrica (barras) relacionada com média da temperatura máxima (■ Tmax.) e
temperatura mínima (● Tmin.) e (b) no período de janeiro de 2003 a outubro de 2004.
44
3.4.2 Manejo do solo, rotação de culturas e práticas culturais
Até 1987 a área da estação experimental estava destinada à produção comercial de grãos
em sistema de preparo convencional. A fertilidade natural deste solo era limitada,
apresentando elevada acidez, carência em bases trocáveis e pobreza em fósforo. No inverno
1988 foram aplicadas 4,5 toneladas de calcário dolomítico e incorporado através de uma
aração e duas gradagens antes da implantação do experimento. Posteriormente foi semeada
aveia preta para a homogeneização da área. O histórico da ocupação agrícola da área do
experimento e uso de fertilizantes desde a safra de 1988 até a safra de inverno 2004 está
sumarizado na Tabela 4.
Tabela 4. Histórico da ocupação agrícola e uso de fertilizantes desde a safra de 1988
(1)
.
Safra
(ano)
Cultura de inverno
(cultivar)
Fertilização
inverno
N-P
2
O
5
-K
2
O
(kg ha
-1
)
Cultura de verão
(cultivar)
Fertilização
verão
N-P
2
O
5
-K
2
O
(kg ha
-1
)
1988 Aveia Preta 00-00-00
Soja 00-60-60
1989 Aveia preta 00-00-00
Soja 00-60-60
1990 Tremoço 00-00-00
Milho* 36-72-48
1991 Aveia preta 00-00-00
Soja 00-60-60
1992 Trigo 30-60-60
Soja 00-60-60
1993 Ervilhaca 00-00-00 Milho 30-90-48
1994 Aveia branca 00-00-00 Soja 00-60-60
1995 Trigo** 30-60-60 Soja 00-60-60
1996 Ervilhaca 00-00-00 Milho 36-72-48
1997 Aveia preta 00-00-00 Soja 00-60-60
1998 Trigo 30-60-60 Soja 00-40-40
1999 Aveia preta 00-00-00 Milho 30-60-60
2000 Aveia Branca 00-00-00 Soja 0-40-40
2001 Trigo 30-60-60 Soja 00-40-40
2002 Aveia Preta 00-00-00 Milho 30-60-60
2003 Aveia Branca 00-00-00 Soja 00-40-40
2004 Trigo 24-90-60 Soja 00-40-40
* O valor de N na cultura do milho refere-se a aplicação de 30 a 36 kg ha
-1
no sulco de semeadura e 90 kg ha
-1
em cobertura entre o estádio V4 e V6. ** Na cultura do trigo utilizou-se 90 kg ha
-1
de N em cobertura.
O presente estudo (as amostragens) teve início em 21 de outubro de 2003, quando as
áreas experimentais foram demarcadas. Estavam cobertas por resíduos de aveia branca (Avena
sativa - Variedade OR3) semeada com espaço entre fileiras de 0,17 m e 60 Kg ha
-1
de
45
semente. Foi realizado o manejo mecânico com o emprego do rolo-faca no dia 11/09/2003,
objetivando colocar os resíduos em contato com o solo.
3.4.2.1 Safra de Verão 2003/04 – Cultivo da soja
No mês de outubro, o solo no tratamento PC foi revolvido através de uma aração,
seguida de duas gradagens niveladoras e no tratamento PM foi realizada uma escarificação,
seguido de duas gradagens niveladoras.
A semeadura da soja (Glycine max) foi realizada no dia 10/11/2003. A variedade
utilizada foi a CD-206, no espaçamento de 0,40 m entre linhas, contendo em média 14 plantas
por metro linear. Utilizou-se na adubação no sulco de semeadura com 160 Kg ha
-1
da fórmula
0-25-25. As sementes foram tratadas com inoculante Ceotec na proporção de 150 kg para
cada 100 kg de sementes.
3.4.2.2 Safra de Inverno 2004 – Cultivo do trigo.
Em maio de 2004, antes da semeadura do trigo (Triticum aestivum), realizou-se a
aplicação de 1,5 L ha
-1
e 1,0
L ha
-1
dos herbicidas Glifosato Nortox + 2,4 D. respectivamente,
para dessecação dos restos culturais e controle de invasoras. No dia 19/05/2004, o solo no
tratamento PC foi revolvido através de uma aração seguida de duas gradagens niveladoras e
uma escarificação seguido de duas gradagens niveladoras para o tratamento PM.
A semeadura do trigo foi realizada no dia 02/06/2004. A variedade utilizado foi a CD-
105, no espaçamento de 0,17 m entre linhas, densidade de semeadura com 140 Kg ha
-1
, sendo
46
as sementes tratadas com Baytan (200 ml / 100 kg de semente) + Gaúcho (50 ml / 100 kg de
semente).
A adubação no sulco de semeadura foi com 300 Kg ha
-1
da fórmula 8-30-20 e
adubação de cobertura no estádio de perfilhamento pleno com 90 Kg ha
-1
de N na forma de
uréia em toda área do experimento.
Os principais eventos agrícolas como fertilização, aplicação de defensivos agrícolas,
semeadura, colheita e outros, nas sucessões estudadas (soja e trigo), estão apresentados na
Tabela 5.
47
Tabela 5. Histórico dos principais eventos agrícolas: data de coleta de amostras de solo, tipo de resíduo cultural existente, práticas culturais e
data do evento, intervalo entre o evento e a amostragem do solo e condição climática no momento da coleta.
Data da coleta
(E
1
- E
12
)
Tipo de resíduo cultural Eventos agrícolas Data do
evento
agrícola
Tempo do
evento até a
coleta
Condição
climática
E
1
– 21/10/03
Aveia branca Preparo do solo,
Aplicação de defensivos agrícolas
15/10/03
31/10/03
6 dias
10 dias
Chuvas
E
2
– 21/11/03
Aveia branca / soja Plantio da soja e adubação com PK,
Aplicação de defensivos agrícolas
06/11/03
28/11/03
15 dias
7 dias
Sol
E
3
– 13/01/04
Aveia branca / soja Aplicação de defensivos agrícolas
Aplicação de defensivos agrícolas
06/01/04
28/01/04
7 dias
8 dias
Sol
E
4
– 16/02/04
Aveia branca / soja Aplicação de defensivos agrícolas
Aplicação de defensivos agrícolas
04/02/04
27/02/04
12 dias
11 dias
Sol
E
5
– 17/03/04
Aveia branca / soja
Nublado e úmido
E
6
– 21/04/04
Aveia branca / soja
Nublado
E
7
– 19/05/04
Aveia branca e soja Colheita da soja,
Aplicação de defensivos agrícolas
Preparo do solo
03/05/04
07/05/04
19/05/04
15 dias
12 dias
1 dia
Sol fraco
E
8
– 24/06/04
Aveia branca e soja / trigo Plantio do trigo e adubação NPK 02/06/04 22 dias Frio e nublado
ET
9
– 16/07/04
Aveia branca e soja / trigo Adubação de cobertura N,
Aplicação de defensivos agrícolas
07/07/04
13/07/04
9 dias
4 dias
Frio
E
10
– 20/08/04
Aveia branca e soja / trigo Aplicação de defensivos agrícolas
Aplicação de defensivos agrícolas
02/08/04
24/08/04
18 dias
4 dias
Frio e nublado
E
11
– 21/09/04
Aveia branca e soja / trigo Aplicação de defensivos agrícolas 20/09/04 1 dia Sol e nublado
E
12
– 20/10/04
Aveia branca e soja / trigo Colheita do trigo 28/10/04
48
3.4.3 Delineamento experimental
O delineamento experimental original foi constituído de quatro sistemas de manejo do
solo distribuídos em três blocos casualisados. O presente trabalho foi desenvolvido sob o
delineamento original acrescentando a variável tempo de coleta como parcela subdividida
cujas médias repetidas no tempo, constaram de três repetições.
Os sistemas de manejo adotados foram: 1) Preparo Convencional (PC) – realizado
através de uma aração para atingir 20 cm de profundidade seguido de duas gradagens
niveladoras; 2) Preparo Mínimo (PM) – realizado através de uma escarificação para atingir 30
cm de profundidade seguido de duas gradagens niveladoras; 3) Plantio Direto com
escarificação (PDE) – a semeadura direta sobre resíduos culturais mantidos na superfície do
solo associado a uma escarificação para atingir a profundidade de 30 cm a cada três anos e 4)
Plantio Direto permanente (PDP) – a semeadura direta realizada sobre resíduos culturais
mantidos na superfície do solo permanente. A dimensão de cada unidade experimental foi de
8,3 x 25 m, totalizando 2500m
2
(Figura 3).
49
Figura 3. Disposição dos blocos e dos sistemas de manejo de solo do delineamento experimental.
3.4.4 Amostragem do solo e análises gerais
3.4.4.1 Amostragem para determinação da densidade do solo
As amostras para a determinação da densidade do solo (DS) foram realizadas em
fevereiro de 2003, através da retirada de amostras indeformadas, utilizando anéis de aço inox
com diâmetro e altura de 5 cm (BLAKE & HARTGE, 1986) e acopladas em um amostrador
para a introdução e retiradas dos anéis. Nas camadas de 5-10 cm de profundidade os anéis
foram retirados do meio de cada camada. Para as camadas de 0-2,5 cm e 2,5-5 cm de
RI
RII
RIII
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9
L10 L11
L12
25 m
PM
PDE
PDP
PC
PC
PM
PDE
PDE
PDP
PM
PC
100 m
33,3 m
PDP
8,3 m
Linhas para
amostragem
de solo
RI
RII
RIII
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9
L10 L11
L12
25 m
PM
PDE
PDP
PC
PC
PM
PDE
PDE
PDP
PM
PC
100 m
33,3 m
PDP
8,3 m
Linhas para
amostragem
de solo
50
profundidade, os anéis utilizados tinham 5 cm de diâmetro e 2,5 cm de altura. Em cada
repetição de cada tratamento foram coletados três anéis de cada camada amostrada e feita a
média e o desvio padrão geral (Tabela 6).
Tabela 6. Densidade do solo dos sistemas de manejo determinadas em cinco camadas de
todas as unidades experimentais da área experimental
Tratamento Camada Blocos Média Desvio
Sistemas de
Preparo do solo
I
§
II II Padrão
----------------------------- Mg m
-3
-------------------------------
PC
0-2,5 0,96 1,13 1,16 1,08 0,11
2,5-5 1,17 1,22 1,22 1,20 0,03
5,0-10,0 1,14 1,23 1,23 1,20 0,05
10,0-20,0 1,23 1,22 1,23 1,23 0,01
20,0-40,0 1,05 1,13 1,17 1,12 0,06
PM
0-2,5 1,16 1,07 1,03 1,09 0,07
2,5-5 1,24 1,23 1,24 1,24 0,00
5,0-10,0 1,25 1,25 1,30 1,27 0,03
10,0-20,0 1,26 1,29 1,11 1,22 0,10
20,0-40,0 1,05 1,22 1,13 1,13 0,09
PDE
0-2,5 0,93 1,08 1,08 1,03 0,08
2,5-5 1,11 1,25 1,28 1,21 0,09
5,0-10,0 1,12 1,27 1,05 1,15 0,11
10,0-20,0 1,22 1,13 1,11 1,16 0,06
20,0-40,0 1,22 1,25 1,09 1,19 0,09
PDP
0-2,5 1,03 1,05 1,11 1,06 0,04
2,5-5 1,09 1,32 1,34 1,25 0,14
5,0-10,0 1,29 1,32 1,33 1,31 0,02
10,0-20,0 1,19 1,34 1,25 1,26 0,08
20,0-40,0 1,14 1,18 1,15 1,16 0,02
§
Os números de cada bloco nas camadas representa a média de três anéis coletados.
51
3.4.4.2 Amostragem para caracterização da fertilidade do solo
As amostras para a caracterização do solo quanto à fertilidade foram efetuadas nas
profundidades de 0,0-2,5; 2,5-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm e também coletadas em outubro de
2003 no ínicio das amostragem deste projeto.
As amostras referentes à profundidade de 0,0-2,5 e 2,5-5 cm foram coletadas com o
auxílio de uma espátula, sendo que em cada parcela foram coletadas três subamostras que
foram misturadas para obtenção de uma amostra composta por parcela e profundidade citada,
perfazendo as três repetições. Para a camada de 5-10 e 10-20 cm, as amostras foram coletadas
com uma sonda (Bravifer, Piracicaba-SP) de aço inoxidável com 2,0 cm de diâmetro interno.
Os resultados de fertilidade obtidos estão na tabela 7.
52
Tabela 7. Caracterização química do solo nos tratamentos preparo convencional PC, preparo mínimo PM, plantio direto permanente PDP e
plantio direto escarificado PDE.
Tratamento
Prof.
(cm)
pH
(CaCl
2
)
H + Al Al Ca + Mg
(cmolc dm
-3
)
Ca K P
mg dm
-3
C
g dm
-3
CTC
Cmolc dm
-3
V
%
PDP
0 – 2,5
5,90 4,80 0,00 8,97 5,93 0,91 27,23 48,67 14,68 66,67
2,5 – 5,0
5,63 6,48 0,07 7,73 5,2 0,55 17,27 37,33 14,76 56,00
5,0 – 10,0
5,57 6,62 0,07 6,87 4,57 0,40 20,90 30,0 13,88 52,67
10,0 – 20,0
5,40 6,69 0,10 5,83 3,77 0,32 11,80 25,67 12,85 48,33
20,0 – 40,0
5,57 5,47 0,00 4,73 2,97 0,22 1,73 19,67 10,43 47,67
PDE
0 – 2,5
5,53 5,78 0,00 7,27 4,63 0,80 14,00 42,33 13,85 58,67
2,5 – 5,0
5,27 6,58 0,00 6,83 4,57 0,42 13,4 39,00 13,84 52,67
5,0 – 10,0
5,23 6.91 0,00 6,17 4,23 0,27 10,97 35,00 13,34 48,67
10,0 – 20,0
5,27 6,73 0,03 5,97 3,97 0,24 5,93 27,00 12,94 48,67
20,0 – 40,0
5,03 6,89 0,13 3,90 2,33 0,12 1,4 23,67 10,91 37,33
PM
0 – 2,5
5,60 5,39 0,00 7,33 4,80 0,74 9,37 37,00 13,47 59,67
2,5 – 5,0
5,50 5,86 0,00 7,27 4,80 0,40 9,03 33,67 13,53 56,67
5,0 – 10,0
5,40 6,37 0,00 7,17 4,70 0,28 7,53 27,67 13,82 54,00
10,0 – 20,0
5,30 6,51 0,03 6,07 3,70 0,20 5,43 23,67 12,77 49,33
20,0 – 40,0
5,40 5,87 0,13 4,67 2,73 0,14 1,30 23,67 10,67 45,33
PC
0 – 2,5
5,67 5,03 0,00 7,30 4,60 0,80 8,50 34,33 13,13 61,67
2,5 – 5,0
5,57 5,66 0,00 6,73 4,37 0,51 7,00 33,00 12,90 56,33
5,0 – 10,0
5,40 5,95 0,00 6,23 4,20 0,35 5,67 31,33 12,53 52,00
10,0 – 20,0
5,37 6,06 0,00 5,93 3,77 0,19 4,67 27,67 12,18 49,67
20,0 – 40,0
5,37 5,45 0,00 4,37 2,67 0,14 1,70 22,00 9,96 44,67
53
3.4.4.3 Amostragem para o Fracionamento granulométrico da MOS e procedimento de
separação das frações
As amostras para o fracionamento granulométrico foram coletadas em 12 épocas - na
(figura 3) observa-se 3 blocos com quatro tratamentos (sistemas de manejo), e com 12 linhas
que correspondem as repetições no tempo, feito em intervalos mensais e nas profundidades de
0,0-2,5; 2,5-5,0 e 5,0-10 cm de profundidade. As amostras deformadas foram coletadas em
mini-trincheiras nas camadas de 0,0-2,5 e 2,5-5 e com trado calador na profundidade de 5,0-
10,0 cm com três repetições por parcela que compôs uma amostra composta.
A metodologia descrita abaixo foi originalmente desenvolvida por Feller (1994) e
adaptada por Sá et al (2001) e tem como objetivo avaliar as características da MOS, associada
com as diferentes frações granulométricas do solo. O detalhamento das etapas do
fracionamento granulométrico é descrito a seguir.
Procedimento de separação das frações
A separação das frações granulométricas foi realizada em amostras secas ao ar,
destorroadas, homogeneizadas e peneiradas em peneira de 2 mm. Em um frasco plástico de
1L pesou-se 40 g da amostra e adicionou-se 100 mL de H
2
O e 0,75 g de hexametafosfato de
sódio e três bolas de vidro. Após ligeira agitação manual (± 15 segundos), os frascos foram
mantidos em geladeira durante 16 hs para aumentar a retração dos minerais e aumentar as
fissuras dos microagregados. Após esse período, os frascos foram agitados durante quatro
horas em um agitador horizontal na freqüência de 50 rpm. O critério para estabelecer o tempo
de agitação foi obtido através de uma curva de dispersão com a avaliação de vários tempos de
agitação: 0, 2, 4, 6, 8, 10 e 12 hs. Dessa forma foi avaliado através da visualização em
54
lâminas no microscópio em aumentos de 100 e 200 vezes, o resultado desejado era os
minerais separados (areia grossa, areia média, areia fina, silte e argila) e com baixo
quantidade de minerais de tamanho menores.
a. Separação da fração 212 - 2000µm: o conteúdo do frasco que estava sob agitação foi
colocado sobre a peneira de 210 µm sobre um Becker de 500 mL para obter a fração 210-
2000 µm. Foi feita uma lavagem do frasco e das bolas de vidro sobre a peneira e em uma
bacia foi colocada a água do próprio béquer que passou da peneira e com movimentos
circulares foi feita a retirada as partículas que estavam aderidas ao fundo da peneira além
de partículas mais finas – de silte e argila que estavam aderidas aos grânulos de areia.
Depois dessa lavagem, o material que fica na bacia é devolvido ao béquer e a peneira é
levada ao sistema peneira – funil – béquer, onde será feita a lavagem com borrifador que
foi previamente regulado para emitir uma nuvem fina de baixa pressão direcionada ao
material na peneira. A lavagem é dada como encerrada quando as gotas quem estão caindo
sobre o béquer estiverem límpidas (transparentes). O material que ficou retido na peneira
é colocado em um béquer com capacidade de 50 ml previamente pesado e identificado e
levado à estufa sob temperatura de 60 a 64°C com o objetivo não alterar as características
do C presente na fração.
b. Separação da fração 53 – 212 µm: é repetido o mesmo procedimento que foi realizado
com a fração anterior com o material que transpassou na peneira de 212µm.
c. Separação da fração 20 - 53µm: é repetido o mesmo procedimento que foi realizado com a
fração anterior com o material que transpassou na peneira de 53 – 212µm. O controle da
dispersão de agregados foi através da visualização da suspensão em lâminas e avaliadas
através de lupa com aumento de até 50 vezes para verificar se a fração areia encontrava-se
limpa sem película de argila e os agregados dispersos.
55
d. Separação da fração < 20µm: todo o material que passou da peneira 20µm foi colocado na
proveta de 1000mL e completado com água deionizada até esse volume, e adicionado o
agente floculante CaCl
2
numa proporção de 1,0 g.L
-1
, após a completa sedimentação desse
material, o sobrenadante foi retirada através de bomba à vácuo e material transferido para
um béquer e colocado em estufa como as demais frações. A figura 4 ilustra o
procedimento.
Figura 4. Seqüência do fracionamento granulométrico: a. Separação das frações 210 - 2000
µm e 53 – 210µm; b. limpeza da fração com borrifador; c. Controle da dispersão com lamina
da suspensão e lupa; d. lamina para avaliação da dispersão; e. conjunto de lâminas das frações
granulométricas para avaliação da dispersão; f. Floculação da fração < 20 µm com a adição de
CaCl
2
; g. Detalhe da floculação; h. Amostras prontas para a secagem em estufa a 60°C.
Frações granulométricas após secagem para posterior moagem em gral de porcelana.
56
3.4.4.4 Análises de carbono e nitrogênio nas frações granulométricas do solo
Após a secagem e pesagem, as frações foram trituradas manualmente com ajuda de
um gral e pistilo de porcelana até o tamanho menor que 80 mesh. Posteriormente,
acondicionadas em sacos plásticos identificados e bem fechados e guardados em ambiente
seco com temperatura entre 15 a 25 °C ao abrigo da luz para evitar perdas por oxidação. A
homogeneidade deste procedimento permite maior confiabilidade nos resultados com a
máxima extração do C.
O C e N das frações granulométricas das camadas de 0-2,5 e 2,5-5 cm nas épocas de
amostragens 1, 7 e 12 foi determinado pelo método da combustão seca, utilizando-se um
analisador de C e N, denominado TruSpec CHN, da LECO equipamentos no laboratório de
Biogeoquímica do CENA em Piracicaba. O C nas frações granulométricas de todas as
amostras foram determinadas pelo método da combustão úmida (denominado Walkley-Black)
conforme EMBRAPA, 1997 e adotada nos laboratórios de análise de solo para rotina. Os
resultados obtidos com a combustão úmida foram corrigidos para combustão seca através de
uma equação de regressão linear com os dados obtidos pela combustão seca.
A equação de regressão usada para corrigir os dados de WB para combustão seca foi:
Y= 0,7702 + 0,2825
R
2
= 0,894
57
3.4.4.5 Cálculo do estoque de C e N nas frações granulométricas das camadas
amostradas
O cálculo do estoque de C e N nas frações granulométricas para cada camada
amostrada (Sá, 2001),se baseou nos dados do conteúdo de C e N total expressos em g kg
-1
e
expressos em kg Mg
-1
(unidade equivalente), na densidade do solo (DS) determinada em g
cm
-3
e expressos Mg m
-3
(unidade equivalente) e no volume da camada amostrada em m
3
. Os
resultados finais foram expressos em Mg ha
-1
para cada profundidade amostrada, conforme o
exemplo a seguir:
1- O cálculo do C e N das frações granulométricas
Foi efetuado através da equação: Ef = (C x Pf)/1000 (1)
Onde:
Ef = Estoque de C e N na fração em Mg ha
-1
Cf = Conteúdo de C ou N na fração g kg
-1
, resultado obtido por análise laboratorial
PF = Peso da fração em Mg ha
-1
PF = (( % Fr x VPA) / 100) x DS (2)
Onde:
VPA = Volume da Profundidade Amostrada em m
3
DS = Densidade do solo g cm
-3
% Fr = porcentagem da fração
% Fr = (Pf x 100)/100
Onde: (3)
Ppf = peso da fração (correspondente ao peso desta fração granulométrica)
1.1 Cálculo do estoque total de C e N
Foi efetuado através do somatório do estoque de C e N de cada fração para cada camada
amostrada.
Onde:
58
EC = ef1 + ef2 + ef3 + ef4 (2)
EC = Estoque da Camada
ef1 = estoque da fração 210-2000 µm da camada
ef2 = estoque da fração 53-210µm da camada
ef3 = estoque da fração 20-53µm da camada
ef4 = estoque da fração < 20 µm da camada
59
3.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.5.1 Estoque de C e N nas frações granulométricas da MOS em função do tempo
Os sistemas de manejo do solo afetaram significativamente o conteúdo e o estoque de
C entre as frações granulométricas nas camadas amostradas até 10 cm (Tabela 8).
Demonstrando que o sistema de manejo influi diretamente nas entradas e saídas de C
compartimentos do solo (SÁ, 2001). O estoque de C na fração 210 – 2000 µm na camada de
0-2,5 cm foi significativamente afetado pelos sistemas de manejo em todas as épocas de
amostragem, indicando que a sua alteração está diretamente relacionada com o grau de
mobilização do solo e a decomposição dos resíduos culturais no PDE e no PDP (Figura 5)
comprovando os resultados obtidos por Sá, 2001, Bayer, 2002. O PDP apresentou na fração
2000-210 µm o maior estoque em quase todas as épocas de amostragem, exceto no E
5
. Essa
flutuação acompanhou a cinética de decomposição dos resíduos culturais (PAVEI, 2005)
comprovando que a manutenção dos estoques de C está estreitamente relacionada com os
resíduos culturais da cultura anterior (SÁ, 2001, BAYER, 2002, LOVATO et al, 2004,
PAVEI, 2005, SISTI et al, 2004). Observou-se que, após as operações de colheita e
semeadura, ocorreu acréscimo significativo no estoque da fração 2000-210 µm e foi
reduzindo ao se aproximar na nova colheita e semeadura, fato ocorrido posteriormente a
época de amostragem E
5
, explicando o valor de PDP menor. Isso indica que em algum
momento desse intervalo iniciou a transferência do C da fração 2000-210 para a mais
humificada, sendo parte consumida pela biomassa microbiana e parte transformada em CO
2
.
Esses resultados estão de acordo com os obtidos por Sá et al. (2001) para um Latossolo
Vermelho desta região. Esses autores utilizaram a técnica isotópica com o
13
C e observaram
que o conteúdo de C nesta fração da MOS na camada de 0,0-2,5 cm, foi 100% oriundo dos
60
Tabela 8.
Análise de variança comparação das frações dentro dos tratamentos e dos tratamentos dentro das frações.
TABELA DAS MÉDIAS DE ESTOQUES DE CARBONO
Profundidade
Frações E1 E7 E12
Amostragem Granulométricas PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP
(cm) (µm) (Mg ha-1)
0 – 2,5 210 – 2000 0,34 Cb 0,51 Cab 0,67 Cab 0,71 Ca 0,40 Cb 0,68 Cab 0,72 Cab 0,76 Ca
0,48 Cb 0,72 Cab 1,50 Cab
1,17 Ca
53 – 210 0,82 Bc 1,11 Bb 2,35 Aa 2,44 Aa 1,01 Bc 1,55 Bb 2,97 Aa 3,10 Aa
1,03 Bc 1,85 Bb 2,57 Aa
2,80 Aa
20 – 53 1,05 Ca 1,13 Ca 1,54 Ca 1,63 Ca 0,88 Ca 1,08 Ca 1,45 Ca 1,54 Ca
0,96 Ca 1,12 Ca 1,48 Ca
1,80 Ca
< 20 4,21 Aa 4,44 Aa 4,04 Bb 4,04 Bb 4,30 Aa 4,44 Aa 3,87 Bb 4,79 Bb
4,63 Aa 4,54 Aa 3,89 Bb
3,98 Bb
Σ total das
frações 6,42 7,18 8,60 8,82 6,59 7,75 9,00 10,20
7,11
8,23
9,44 9,74
2,5 - 5,0 210 – 2000 0,31Ca 0,75Ca 0,29Ca 0,43Ca 0,39Ca 0,66Ca 0,36Ca 0,72Ca
0,55Ca 0,83Ca 0,87Ca
0,74Ca
53 – 210 1,63Bb 1,14Bb 1,10Bb 1,57Ba 1,05Bb 1,55Bb 2,25Bb 2,97Ba
1,18Bb 1,70Bb 1,60Bb
2,50Ba
20 – 53 0,84Ca 1,15Ca 1,03Ca 1,47Ca 0,90Ca 1,11Ca 1,53Ca 1,45Ca
1,05Ca 1,27Ca 1,31Ca
1,67Ca
< 20 4,77Aab 5,22Aa 4,87Ab 5,28Ab 4,90Aab 5,44Aa 4,91Ab 3,87Ab
5,31Aab 5,58Aa 5,47Ab
4,75Ab
Σ total das
frações
7,54 8,26 7,29 8,74 7,23 8,75 9,04 9,00
8,09
9,38
9,25
9,66
5,0 – 10,0 210 – 2000 1,68 Ca 2,01 Ca 1,50 Ca 2,73 Ca 1,78 Ca 2,37 Ca 1,51 Ca 1,68 Ca 2,14 Ca 1,92 Ca 1,63 Ca 1,68 Ca
53 – 210 4,00 Ba 4,75 Ba 4,55 Ba 4,87 Ba 3,50 Ba 5,07 Ba 4,70 Ba 5,48 Ba 3,08 Ba 3,90 Ba 4,92 Ba 5,48 Ba
20 – 53 2,43 Ca 2,38 Ca 2,18 Ca 1,64 Ca 1,70 Ca 2,31 Ca 2,18 Ca 2,23 Ca 1,61 Ca 1,76 Ca 1,87 Ca 2,23 Ca
< 20 9,78 Aab 11,65 Ab 8,40 Aa 9,48 Aab
6,78 Aab 8,98 Ab 7,10 Aa 7,64 Aab 7,84 Aab
7,63 Ab 6,71 Aa 7,64 Aab
Σ total das
frações 17,89 20,80 16,64 18,73 13,77 18,73 15,49 17,02 14,67 15,22 15,12 17,02
Na coluna as letras maiúsculas comparam as frações dentro do mesmo tratamento, na linha as letras minúscula na linha comparam o tratamento dentro da mesma fração.
61
resíduos culturais. Isto mostra claramente que no PDP com aporte contínuo de resíduos
culturais vai ocorrendo uma migração do C e, conseqüentemente, restabelecendo o
suprimento de C nos diversos compartimentos. Este enfoque já foi discutido por Six et al.
(2002), sugerindo que o processo de transformação e migração do fluxo de C está relacionado
com a proteção física durante o processo. Isto significa que a cobertura permanente associada
aos benefícios em relação à água, temperatura e atividade da microbiota permite maior
agregação e, conseqüentemente, menores perdas de C.
Figura 5. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos
sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 0-2,5 cm. Na fração 210 – 2000
µm; E
1
a E
12
representando as datas de amostragem.
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDE
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
62
Na camada de 2,5-5,0 cm na fração 2000-210 µm (Figura 6) os SMS
conservacionistas tiveram maiores estoques comparados aos sistemas convencionais,
entretanto os contrastes ocorreram principalmente entre o PDP e o PC, conforme observado
por diversos autores (BAYER, 1996, 2005; SÁ, 2001; DIECKOW, 2005). Embora no estoque
total o PDP tenha sido superior ao PC (Tabelas 8), nesta camada na fração mais grosseira
(2000-210 µm) o PDP foi inferior em quase todas as épocas de amostragem (Figura 6).
Figura 6. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos
sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 2,5-5,0 cm fração 2000- 210 µm.
E
1
a E
12
representa os representando as datas de amostragem.
O PC provavelmente pelo revolvimento aumenta o estoque de C na camada de 2,5 a
5,0 cm (Figura 6), e conseqüentemente, o PDP pela ausência de revolvimento tem um aporte
de resíduos menor nesta camada.
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDE
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
63
Comparativamente o PDP foi superior nas demais frações nesta camada aos outros
sistemas de manejo (Figuras 9 e12) , assim pode-se perceber que o fluxo de C vindo da
camada superior afeta diretamente na camada de 2,5 a 5,0 cm com C já em estágios de maior
humificação (SIX, 2002). Demonstrando assim, que nesta camada o C decomposto da camada
superior e da fração maior está sendo armazenado nesta camada nas frações de menor
tamanho (210 – 53 e < 53 µm), ou seja, tem-se um fluxo do C em direção as frações menores
e ao longo do perfil.
Na camada de 5,0 a 10,0 cm as flutuações mês a mês são menores dentro do mesmo
sistema de preparo assim como as diferenças entre sistemas preparo também diminuem
conforme figura 7, não apresentando diferenças estatísticas entre sistemas dentro da mesma
fração (Tabela 8).
64
Figura 7. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos
sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 5,0 – 10,0 cm. fração 2000 – 210
µm. E
1
a E
12
representando as datas de amostragem.
Na fração 210 - 53 µm o PDP foi superior aos demais sistemas na profundidade de 0,0
– 2,5 cm (Figura 8) mais uma vez demonstrando a tendência do C, de se armazenar no sistema
plantio direto, ao longo do tempo de manutenção e deposição de material orgânico, nas
frações granulométricas do solo de menor tamanho (SÁ, 2001).
A fração 210 – 53 µm na profundidade 2,5 – 5,0 cm (Figura 9) o PC tem os menores
estoques que os outros sistemas e o PDP os maiores na maioria das épocas de amostragem,
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDE
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
65
mostrando claramente a influência da deposição de resíduos culturais pelo tipo de manejo
nesta fração.
A fração 210 – 53 µm na profundidade 5,0 - 10 cm (Figura 10), foi observado que as
diferenças entre sistemas foram menores, apesar das variações serem menor o PC apresentou
os menores resultados, demonstrando a forte influencia em camadas mais profundas, o
revolvimento não permitiu a permanência de estoques de C em maiores quantidades na
camada de 5,0 – 10,0. Assim percebe-se que as taxas de oxidação são maiores no PC
comparadas as do PDP, PDE e PM, na camada de 5,0 – 10,0 cm.
Figura 8. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos
sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 0 - 2,5 cm fração 53 a 210 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDE
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
66
Figura 9. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas
pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 2,5-5 cm. fração 210 - 53
µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDE
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
67
Figura 10. Alterações no estoque de C nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos sistemas de
manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 5,0 – 10,0 cm fração 53 -210 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
Na fração < 53 µm (Figuras 11, 12 e 13), não houve diferenças significativas entre o
PC e o PDP os dois mantiveram os estoques estáveis e com valores semelhantes.
Os outros sistemas de manejo não apresentaram variações acentuadas comparados ao
PDP e PC. As flutuações foram semelhantes em todos os sistemas na fração < 53 µm para a
camada de 2,5 a 5,0 cm (Figura 12), apesar do estoque de C no PDP aumentar mais que no
PC após as colheitas, provavelmente uma conseqüência inerente do sistema de manejo. Nas
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDE
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
68
frações < 53 µm (Figuras 11, 12 e 13) os tratamentos tiveram o fluxo semelhante entre
tratamentos, não apresentando diferenças estatísticas significativas, demonstrando que a
evolução do seqüestro do C nestes sistemas ainda não afetou os estoques de C mais
recalcitrante (SIX, 2002) das camadas até 10 cm. Em contraste, o PC além do menor estoque
apresentou valores menores, comparados aos outros sistemas de manejo, principalmente após
os eventos agronômicos (colheita, semeadura, adubação) observado em outros trabalhos (SÁ,
2001, SISTI et al, 2004), provavelmente devido a alta taxa de decomposição deste sistema,
resultando do maior grau de movimentação do solo.
Figura 11. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos
sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 0 – 2,5 cm. fração <53 µm E
1
a
E
12
representa as datas de amostragem.
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDE
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
69
Figura 12. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos
sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 2,5 – 5,0 cm fração < 53 µm. E
1
a
E
12
representa as datas de amostragem.
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
70
Figura 13. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS provocadas pelos
sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 5 - 10 cm. fração < 53 µm. E
1
a
E
12
representa as datas de amostragem.
Nas figuras 5 a 13 observam-se, portanto que as menores diferenças entre sistemas
conservacionista estão na camada de 2,5 a 5,0. Na fração maior (2000-210 µm) o PC teve
maiores estoques, por outro lado o PDP aumenta seus estoques após a colheita, demonstrando
que a entrada de material inicialmente é maior no PDP, fato diferentemente observado na
camada de 2,5 a 5,0, onde ocorre um fluxo do C da camada superior nos sistemas
conservacionistas para esta camada. Os maiores estoques apresentam-se nas frações menores,
o que se verifica ao analisarmos a fração 210-53 µm que apresenta aumento dos estoques de C
no PDP, percebe-se então que o maior aporte de estoque nos sistemas conservacionistas está
ocorrendo na fração 210-53 µm, portanto sendo a fração mais influenciada pela matéria
Épocas de amostragem
C Mg ha
-
1
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PM
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PC
71
orgânica particulada jovem (SIX, 2002). Já na fração < 53 µm (Figuras 11, 12 e 13) as
diferenças entre sistemas não são significativas e flutuam menos que nas outras frações,
mostrando que é afetada apenas em períodos de deposição de C mais longos atuando como
reservatório da matéria orgânica mais recalcitrante (SIX, 2002).
3.5.2 Fluxo de C nas frações granulométricas e relação C:N
Observou-se elevada correlação entre o C e o N (figuras 14 e 15). O N acompanha a
flutuação do C ao longo do tempo, sendo que o aumento do N do solo pode ocorrer pela
natureza do material que é depositado, ou seja, em função da relação C:N destes resíduos, que
influencia diretamente a velocidade da decomposição. Percebe-se na tabela 9 que a relação
C:N aumentou em todos os tratamentos sendo maior no PDP que no PC. O PC apresentou
uma relação C:N mais estável frente aos outros tratamentos, o que se deve, provavelmente,
pela manutenção de uma velocidade de decomposição mais constante devido as intervenções
que este sofre (aração e gradagens). A maior estabilidade da velocidade de decomposição e da
relação C:N no PC se verificou também nas frações mais grosseiras acima de 53 µm e ainda
uma menor variação em proporção aos estoques totais ao longo do tempo. O aumento da
relação C:N propicia a manutenção dos resíduos culturais por mais tempo na superfície pela
menor taxa de decomposição. Por outro lado, o PDP sofreu várias flutuações devido às
influências causadas pelas entradas, transformações e, conseqüentemente, saídas de material.
As variações nos estoques são maiores na colheita ou manejo de cultura pela entrada de
material com respectivas relações C:N diferentes do material anterior e que já sofreu
transformações e tem uma relação C:N normalmente menor, apesar das relações C:N ter
valores relativamente altos nas frações menores, demonstrando ter ainda uma influência da
matéria orgânica jovem. O PDP foi superior nas somatórias dos estoques totais das frações em
todas as épocas de amostragem avaliados e apresentou maiores teores nas frações de 210 até
72
53 µm, demonstrando que foi neste compartimento que ocorreu o incremento do estoque de
C e que sofre influência direta do sistema de manejo. As flutuações na profundidade de 2,5 –
5,0 cm foram menores que a camada mais superficial, que sofre mais influência externa.
73
Tabela 9. Relação C:N nas frações granulométricas da MOS em função da época de amostragem e sistemas de manejo do solo.
Camada
Frações Sistemas de manejo do solo
PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP
T1 T7 T12
-------------------------- Relação C:N ----------------------------------------
0-2,5
210 – 2000
15.32 14.88 12.25 10.72 18.50 16.73 15.18 14.95 16.94 15.58 17.54 17.35
53 – 210
12.08 12.42 13.04 12.57 14.96 15.39 14.92 14.06 14.32 14.85 14.92 15.09
20 – 53
14.58 14.26 16.01 16.08 16.41 16.23 15.40 14.86 16.49 16.03 15.06 15.23
< 20
13.23 12.88 14.85 15.50 15.16 13.71 13.89 13.69 15.19 14.42 14.19 13.76
2,5-5,0
210 – 2000
13.33 14.19 10.19 10.02 17.10 17.95 14.15 13.98 18.69 16.88 15.43 16.19
53 – 210
13.68 12.08 11.47 12.43 14.20 15.50 15.35 13.82 15.26 15.94 15.18 14.30
20 – 53
14.39 14.19 14.89 17.01 16.49 16.71 15.51 15.67 16.28 15.69 15.89 15.26
< 20
13.57 13.13 14.49 16.09 14.67 13.92 14.48 15.16 15.42 14.25 14.60 14.25
74
As flutuações do N são menores que a do C variando em função da relação C:N do
material da cultura anterior. Não apresentou diferenças significativas entre tratamentos,
mantendo-se constante ao longo do tempo, ocorrendo nas frações maiores que 53 µm os
menores teores de N, e aumentando a concentração de N nas frações menores. Apesar da
relação C:N ser relativamente alta nas frações menores que 53 µm, demonstrando que estas
frações sofrem influência do material depositado recentemente, sendo um indicativo da
presença de material particulado.
Figura 14. Correlação entre o Estoque de C (Mg ha
-1
) e o Estoque de N em (Mg ha
-1
) e entre a Concentração de
C (g Kg
-1
) e a Concentração N em (g Kg
-1
)
y = 0.0702x - 0.0027
R
2
= 0.989, p < 0,001
n = 144
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
Estoque de C (Mg ha
-1
)
Estoque de N (Mg ha
-1
)
y = 0.0702x - 0.0027
R
2
= 0.989, p < 0,001
n = 144
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
Estoque de C (Mg ha
-1
)
Estoque de N (Mg ha
-1
)
y = 0.065x + 0.0746
R
2
= 0.967, p < 0,001
n = 144
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
C (g kg-1)
N (g kg-1)
y = 0.065x + 0.0746
R
2
= 0.967, p < 0,001
n = 144
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
C (g kg-1)
N (g kg-1)
75
3.6 CONCLUSÕES
Os sistemas de manejo afetaram significativamente os estoques de C na frações
granulométricas nas camadas mais superficiais até 10 cm de profundidade. Na camada de 0-
2,5 cm a fração de 2000-210 µm foi afetada significativamente pelos sistemas de manejo e as
alterações acompanharam os eventos agrícolas principalmente a adição de resíduos da
colheita e o PDP foi superior na maioria das épocas de amostragem. Esta fração foi afetada
pelo grau de mobilização do solo e da decomposição dos resíduos culturais da cultura
antecessora demonstrando que o fluxo constante de resíduos culturais favorece a manutenção
do C no solo, sendo transferido gradativamente para os compartimentos do solo. A fração
granulométrica de 210-53 µm apresentou tendência semelhante com menores diferenças entre
tratamentos apesar do PDP apresentar-se superior na maioria das épocas de amostragem. Na
fração menor que 53 µm as oscilações entre tratamentos foram menores não apresentando
diferenças entre tratamentos. O PC apresentou os menores estoques e tendência de queda após
os eventos agronômicos
Na camada de 2,5-5,0 cm os estoques na fração de 2000-210 µm apresentaram
diferenças entre o PDP e o PC sendo nesta fração maiores os estoques do PC, em contra ponto
na fração de 210-53 µm o PDP foi superior na maioria dos tratamentos demonstrando que
nesta camada que o C advêm da camada superior e da fração maior. Na fração < 53 µm não
houve diferenças entre os tratamentos.
As diferenças entre tratamentos na camada de 5,0 - 10,0 cm foram menores entre os
sistemas de manejo e apresentaram as maiores diferenças nas frações mais grosseiras onde o
PDP apresentou os maiores estoques apenas logo após a colheita e nas outras épocas de
amostragem os estoques foram maiores no PC na fração 2000-210. Entretanto o PDP nas
frações 210-53 e < 53 µm foi superior na maioria das épocas de amostragem como na camada
76
de 2,5 – 5,0 cm demonstrando a tendência neste sistema de armazenamento dos estoques na
fração de 210-53 µm e < 53 µm.
A velocidade de decomposição sofre influência direta das relações C:N dos resíduos
culturais e o aumento da relação C:N propiciou o aumento dos estoques de C e N ao longo do
tempo e o C e o N apresentaram elevada correlação.
77
4. BALANÇO DE CARBONO E TAXAS DE SEQÜESTRO AFETADOS POR
SISTEMAS DE MANEJO DO SOLO
4.1 RESUMO
O balanço e as taxas de seqüestro de carbono foram avaliados em um experimento
sobre sistemas de manejo do solo: preparo convencional (PC), preparo mínimo (PM), plantio
direto escarificado (PDE) e plantio direto permanente (PDP) implantado em 1988 na estação
experimental da Fundação ABC em Ponta Grossa, Meso Região Centro Oriental do Estado do
Paraná. Foram coletadas amostras em outubro de 2002, outubro de 2003 e outubro de 2004 na
sucessão aveia branca/soja/trigo amostras de solo das camadas de 0 – 2,5 cm, 2,5 – 5,0 cm e
de 5,0 – 10,0 cm de profundidade e posteriormente analisados o COT e NT. Os objetivos
foram determinar: a) os estoques de C destes três tempos nas camadas do solo em diferentes
sistemas de manejo, b) o balanço de C e N para a região, c) as taxas de sequestro de C no
solo. Para atingir os objetivos foi aplicado um modelo unicompartimental da dinâmica da
matéria orgânica aos dados de carbono orgânico total (COT) obtidos neste experimento. O
sistema PDP foi superior aos outros sistemas em estoque de C tanto entre tratamentos quanto
em profundidade e no tempo, demonstrando ser o sistema que mais mitiga a emissão de CO
2
.
A utilização de métodos de preparo do solo mais conservacionista na região de Ponta Grossa
resultou em taxa de oxidação menor do C do solo em função do manejo do solo e fatores
abióticos como clima e pluviometria se comparadas as do trabalho de Bayer 1996. O PDP
perdeu em torno de 35% menos que com os índices de Bayer 1996, demonstrando que a
região tem taxas de oxidação específicas para a região muito provavelmente devido a altitude.
A correlação do conteúdo de de C e N são estreitas demonstrando que a velocidade
decomposição está diretamente ligada a relação C:N que influenciou também o fluxo do C nas
frações granulométricas do solo.
Palavras-chave: Balanço de Carbono, Seqüestro de Carbono, Sistemas de Manejo, Frações
granulométricas do solo, relação C:N
78
4.2 SUMMARY
The soil organic carbon (SOC) sequestration rates and total balance were appraised in an long
term experiment on soil tillage systems: conventional tillage (CT), minimum tillage (MT),
No-tillage chisel plow (NTCP) and Continuous No-tillage (CNT) implanted in 1988 in
Fundação ABC experimental station in Ponta Grossa, Meso Oriental Area Center of the
Paraná State. The soil samples were collected in 0 - 2,5 cm, 2,5 - 5,0 cm and of 5,0 - 10,0 cm
layer in October of 2002, October of 2003 and October of 2004 during the growing season of
the crop rotation: white oats /soybean/wheat. The objectives were: a) to determine the SOC
and total nitrogen stocks considering the years, the depth affected by soil tillage systems; b)
the SOC and total nitrogen balance ; c) the SOC sequestration rates in the soil. To reach the
objectives a unicompartimental model of SOC dynamics was applied for the crop residues
input and the SOC output obtained in this experiment. The CNT was superior to the other
systems in SOC stock among treatments as in depth and in the long term, demonstrating to be
the system that more mitigates the CO
2
emission. The use of soil conservation systems
resulted in smaller oxidation rate of SOC in function of the soil tillage treatments and factors
a biotic as climate and rainfall distribution. The CNT lost around 35% less than with the
indexes of Bayer 1996, demonstrating that the area has specific oxidation rates due to altitude.
The correlation between of concentration of C and N are narrow demonstrating that the
decomposition velocity is directly linked with the C:N ratio and also influenced the C flow in
the soil particle size fractions.
Word-key: Carbon balance, Carbon sequestration, Soil tillage systems, particle size fractions,
C: N ratio.
79
4.3 INTRODUÇÃO
O carbono (C) é uma componente chave no ecossistema terrestre e a quantificação
do seu conteúdo nos diversos compartimentos da MOS torna-se relevante para estabelecer
estratégias sustentáveis de manejo do solo. O manejo da MOS nos sistemas conservacionistas
implica em administrar a qualidade e o potencial produtivo dos solos cultivados, uma vez que
está relacionada com os principais atributos químicos, físicos e biológicos (DICK, 1983;
DICK, et al 1998). O solo pode atuar como fonte ou dreno do C sendo uma função direta
entre o balanço das adições através dos resíduos culturais e das perdas de C para a atmosfera
através da oxidação do C no solo e de processos erosivos. A decomposição dos resíduos
culturais promove o fluxo de C para constituir os diversos compartimentos que formam a
matéria orgânica (TISDALL e OADES, 1982). De acordo com as observações de Bayer et al.,
(2000), o manejo é o principal agente de distúrbio do solo. A serapilheira é a primeira fase da
transformação dos resíduos e constitui-se no compartimento prontamente decomponível e
logo esse material se transforma deslocando compostos orgânicos para as frações
granulométricas mais grossas do solo (matéria orgânica particulada ou jovem) e criando um
fluxo de C para as frações mais estáveis. Six et al. (2002) constataram que grandes aportes
contínuos de material orgânico no solo resultam em aumentos significativos de C não
somente nas frações mais lábeis, mas significativamente nas frações mais finas. Também
comentaram que este aumento está estreitamente relacionado com a proteção física oferecida
pelos micro e macroagregados, formados pela disponibilidade de material orgânico que
80
funciona como agente cimentante entre as partículas do solo. Observações semelhantes foram
constatadas em condições de clima subtropical no Estado do Paraná por Sá et al. (2001) que
afirmaram que a manutenção de sistemas conservacionistas como o PDP mantêm a entrada
constante de material orgânico, levando a um aumento do estoque de C em todas as frações
granulométrica do solo e o aumento que ocorre nas frações mais finas indica que o fluxo de C
estará indo em direção ao seqüestro (SÁ et al, 2001).
A proteção física da MOS durante a agregação do solo tem sido o processo mais
discutido (TISDALL & OADES, 1982; ELLIOT, 1986; CARTER, 1992; CAMBARDELLA
& ELLIOT, 1993; BEARE et al., 1994; JASTROW, 1996; SIX, et al., 1999; LAL, 1999;
BALESDENT et al., 2000 SIX et al., 2002), mas além da compreensão de a proteção física da
MOS ocorre, a quantificação do potencial do solo em armazenar o C advindo dos restos
culturais aportados pelos diferentes sistemas de manejo se torna necessário para esclarecer os
processos.
O aumento do estoque de C orgânico no solo no PDP está estreitamente relacionado ao
retorno dos resíduos culturais em grandes quantidades, aos sistemas de rotações de culturas
auxiliado pelo sistema de manejo com o não revolvimento do solo e aos mecanismos de
proteção física da matéria orgânica (BAYER & MIELNICZUK, 1997; SIX, et al 2002). Em
vários trabalhos foi observado que estes aumentos ocorrem principalmente nas camadas mais
superficiais até 10 cm (LAL, 1997; DICK, 1983, 1998; KERN e JOHNSON, 1993; BAYER,
2000; SÁ, 1993, 2001).
As frações granulométricas da matéria orgânica refletem prontamente as alterações
provocadas pelo sistema de manejo adotado (CARTER,1992). O estoque de C original do
solo está estreitamente relacionado ao C ligado as partículas do solo de menor tamanho
(argila), o C ligado à fração argila é mais recalcitrante e as alterações sofridas neste C
original, apresentam menores alterações ao longo do tempo, sendo menos afetado pela ação
81
antrópica. Portanto, a fração da matéria orgânica particulada de tamanho menor que 53 µm
por ser uma matéria orgânica mais estável que a da biomassa microbiana e menos
recalcitrante que a fração de matéria orgânica ligada a argila e silte, consequentemente esta
fração é a que melhor reflete as influências dos sistemas de manejo apresentando resultados
mais confiáveis comparativamente a biomassa microbiana, que sofre alterações muito
rapidamente.
Neste trabalho foram avaliados os COT do solo em quatro sistemas de manejo com o
objetivo de aumentar a compreensão do comportamento dos estoques de C e N orgânico no
solo e os fluxos dos mesmos nos respectivos compartimentos.
4.4. MATERIAL E MÉTODOS
No capítulo anterior encontra-se a descrição de todos os itens da área experimental.
Neste capítulo será apresentada a metodologia utilizada para respaldar os resultados e
discussão.
O estoque de C e N foi obtido de duas maneiras: a) somatório do estoque de C
calculado nas camadas de 0-2,5; 2,5-5,0 e 5,0-10 cm e corrigido pela massa do solo para
equivalência com o tratamento PC, e b) somatório do estoque de C e N calculado para as
frações granulométricas do solo de cada camada e corrigido pela massa para equivalência.
4.4.1 Cálculo do balanço de C e N.
As amostras para o banco de C e N foram coletadas nas camadas de 0,0-2,5; 2,5-5,0;
5,0-10,0 cm em outubro de 2003, 2004 e 2005, por ser a época de manejo da cultura de
82
inverno. O cálculo do balanço de C e N foi baseado no modelo unicompartimental proposto
inicialmente por Henin & Dupuis (1945) e adaptado por Bayer (1996). Os cálculos foram
efetuados para a camada de 0-10 cm devido aos resultados obtidos por Sá et al. (2001) para
região dos Campos Gerais que mostraram taxas de acúmulo de C significativas em relação à
vegetação natural e ao sistema de preparo convencional até esta camada. Este modelo
preconiza o balanço de C através do conceito de equilíbrio dinâmico da MOS em função das
quantidades de C e N que são adicionadas e caracterizadas pelas “entradas” e as perdas por
oxidação denominadas de “saídas” do sistema. O modelo geral é representado pela seguinte
expressão matemática:
dC/dt = - K
2
.C + K
1
.A equação (3)
Onde:
dC/dt = variação do conteúdo de C e N em Mg ha
-1
em função do tempo.
K
2
= coeficiente de oxidação anual da matéria orgânica do solo.
C = estoque de C e N total na camada amostrada do solo em Mg ha
-1
.
K
1
= coeficiente de humificação do C adicionado através do resíduo cultural.
A = quantidade de C adicionada anualmente ao solo através dos resíduos culturais em Mg ha
-1
Parâmetros adicionais para o balanço de C e N dos sistemas de manejo
• Índice de colheita: refere-se à quantidade palhada produzida por unidade grão, expresso
em Mg de palhada por Mg de grão colhido.
• Índice de massa seca de raiz: refere-se a quantidade de massa seca de raiz produzida por
Mg de grãos, ou seja, porcentagem da produção de grãos que corresponde em massa seca
de raiz.
• Porcentagem de C na palhada: refere-se ao conteúdo de C nos resíduos culturais das
espécies, conforme Sá et al. (2001) e Pavei (2005).
83
• Indice K
1
: refere-se ao coeficiente de humificação para o sistema de rotação de culturas
envolvendo a aveia preta/milho/aveia preta/soja/trigo/soja em um experimento de longa
duração na região dos Campos Gerais em um Latossolo Vermelho argiloso (SÁ et al.,
2001).
• Índice K
2
: refere-se ao coeficiente de oxidação da MOS. Para o cálculo do balanço de C,
foi adaptado os coeficientes definidos por Bayer (1996): Para PC = 0,054; PM = 0,039;
PDE = 0,034 (obs: esse índice foi obtido usando a média entre plantio direto e preparo
mínimo obtido por Bayer (1996), devido esse sistema não ter sido contemplado na
referida tese; PDP = 0,029. O coeficiente para o tratamento PDE foi obtido da média entre
o PM e PD.
• Equivalente em palhada: refere-se a quantidade mínima de palhada (massa seca de parte
aérea e raiz) necessária para manter o equilíbrio estável do sistema
• Índices para cálculos do balanço de C
Tabela 10. Índices de colheita, massa seca de raiz e porcentagem de C na palhada
Cultura Índice de
colheita
‡
Índice de massa
seca de raiz
‡
Porcentagem de
C na palhada
‡
K
1
†
Aveia branca 1,00 0,23 0,45 0,265
Milho 1,10 0,25 0,45 0,265
Trigo 0,95 0,15 0,45 0,265
Soja 0,89 0,20 0,45 0,265
†
adaptado de Sá (2001);
‡
índice obtido pela produção regional.
Para a condição onde dC/dt = 0, o sistema está em equilíbrio estável e indica que as
entradas de C são equivalentes as saídas de C do sistema. Ao contrário, para a condição de
dC/dt ≠ 0 duas situações podem ocorrer: a) quando as adições forem superiores as saídas
indicará que o sistema estará acumulando C e o balanço será positivo; b) quando as adições
forem inferiores as saídas indicará que o sistema estará perdendo C e o balanço será negativo.
84
Os dados de produção de grãos, massa seca de parte aérea, raiz e total obtidos nos
sistemas de manejo do solo estão sumarizados na tabela 11, e que serão usados para os
cálculos dos parâmetros adicionais do balanço de C e N dos sistemas de manejo.
85
Tabela 11. Produção de grãos, massa seca de parte aérea (MS-PA), massa seca de raiz (MS-
RZ) e massa seca total (MS, PA + RZ) nos sistemas de manejo do solo (SMS) no
período de 2001 a 2004/05.
SMS Seqüência de culturas e ano agrícola
Soja
(01/02)
A. Preta
(02)
Milho
(02/03)
A. Branca
(03)
Soja
(03/04)
Trigo
(04)
Soja
(04/05)
A. Preta
(05)
-------------------------------------
Produção de grãos, Mg ha
-1
-----------------------------------
PC
3,09 3,08 9,67 6,19 3,57 3,15 4,88 3,08
PM
3,21 4,20 10,26 10,77 3,88 3,33 5,45 4,20
PDE
2,91 3,81 10,32 8,60 3,45 3,19 5,55 3,81
PDP
3,21 3,67 10,49 6,51 3,76 3,16 5,24 3,67
----------------------------------Produção MS-PA, Mg ha
-1
--------------------------------
PC
2,75 3,08 10,63 6,19 3,18 3,00 4,34 3,08
PM
2,85 4,20 11,29 10,77 3,46 3,17 4,85 4,20
PDE
2,59 3,81 11,35 8,56 3,07 3,03 4,94 3,81
PDP
2,86 3,68 11,53 6,51 3,35 3,01 4,66 3,67
----------------------------------Produção de MS-RZ, Mg ha
-1
---------------------------
PC
0,62 0,71 2,42 1,42 0,71 0,47 0,98 0,71
PM
0,64 0,97 2,57 2,48 0,78 0,50 1,09 0,97
PDE
0,58 0,88 2,58 1,97 0,69 0,48 1,11 0,88
PDP
0,64 0,85 2,62 1,50 0,75 0,48 1,05 0,85
------------------------Produção de MS total (PA + RZ) , Mg ha
-1
----------------------
PC
3,37 3,78 13,05 7,62 3,89 3,47 5,32 3,78
PM
3,50 5,16 13,86 13,25 4,23 3,67 5,94 5,16
PDE
3,17 4,68 13,93 10,53 3,76 3,51 6,05 4,68
PDP
3,50 4,52 14,16 8,01 4,10 3,48 5,71 4,52
86
4.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.5.1 Alterações no estoque de C e N provocados por sistemas de manejo do solo (SMS)
O estoque de COT nos SMS apresentou diferenças estatisticamente significativa entre si
(Tabela 13). Nos SMS conservacionistas (PDP, PDE e PM) o estoque de C foi superior ao
sistema com preparo do solo (PC) nas três épocas de amostragem (Tabela 13). Estes
resultados estão de acordo com outros obtidos em regiões com condições climáticas diferentes
(BAYER, et al., 2000; AMADO et al., 2001; RESCK et al., 1998).
Tabela 12. Estoque de C orgânico total (COT) em função do tempo (E
1
, E
7
, E
12
)
‡
provocadas
por sistemas de manejo do solo profundidade de 0 -10 cm.
Época de amostragem Sistemas de manejo do solo
PC PM PDE PDP
---------------------------- COT, Mg ha
-1
---------------------------
E
1
30,88 Ba 34,20 Aa 33,63 Ab 35,14 Ac
E
7
31,22 Ba 35,32 Aa 34,89 Ab 36,60 Ab
E
12
30,91 Ca 35,61 Ba 35,60 Ba 37,84 Aa
‡
E
1
, E
7
e E
12
representam aa épocas de amostragem do solo no mês de outubro ano de 2003, maio de 2004 e
outubro de 2004. As letras maiúsculas referem-se a comparação das médias na linha e as minúsculas na
coluna.As letras maiúsculas para coluna e minúsculas para a linhas representando as diferenças estatísticas no
Teste de Tukey a 5%. Resultados de Combustão Seca (LECO 2000), lab. de Biogeoquímica do CENA-USP.
Outrossim, o PDP no T
12
teve o maior incremento no estoque de C e foi superior aos
demais SMS e ao PC. No SPD com elevada adição de resíduos culturais, ocorre expressivo
aumento da biomassa microbiana de C e N (SÁ, 2001; VENZKE-FILHO, 2003; SIX et al.,
2002) a ação dos agentes temporários, tais como fungos, actinomicetos, leveduras e em
87
especial os fungos micorrízicos são fundamentais para iniciar o processo de agregação. O
aporte de resíduos neste período indica que o PDP está promovendo maior perenicidade da
cobertura na superfície do solo e contribuindo para que o fluxo de C na microbiota esteja
conservando o C em sua biomassa, conforme constatado por Venzke-Filho (2003) e
recentemente por Six et al. (2002). Embora a adição de resíduos culturais neste trabalho seja
superior aos citados por Bayer et al. (2000) e Amado et al. (2001) há o efeito da maior
altitude em Ponta Grossa e temperatura mais amena e favorável a conservação do C no
sistema.
O estoque de N apresentou a mesma tendência ao estoque de C para os SMS avaliados
(Tabela 13).
Tabela 13. Alterações no estoque de N total (NT) em função do tempo (E
1
, E
7
, E
12
)
‡
provocadas por sistemas de manejo do solo.
Época de amostragem Sistemas de manejo do solo
PC PM PDE PDP
-------------------------------- N-Total, Mg ha
-1
------------------------
E
1
1,96 Ca 2,24 Bb 2,27 Bb 2,38 Ab
E
7
1,82 Cb 2,24 Bb 2,23 Bb 2,55 Aa
E
12
2,06 Ba 2,50 Aa 2,47 Aa 2,69 Aa
‡
T
1
, T
7
e T
12
representam a amostragem do solo no mês de outubro ano de 2003, maio de 2004 e outubro de
2004. As letras maiúsculas referem-se a comparação das médias na linha e as minúsculas na coluna. As letras
maiúsculas para coluna e minúsculas para a linhas representando as diferenças estatísticas no Teste de Tukey a
5%. Resultados de Combustão Seca (LECO 2000), lab. de Biogeoquímica do CENA-USP.
O coeficiente de correlação de Pearson entre as duas variáveis (C e N) foi elevado e
significativo (r = 0,93 para p < 0,001) demonstrando que o aumento no estoque de N resultou
no maior estoque de C. Esses resultados vem corroborar com os obtidos por Sá et al. (2001)
na mesma região que mostraram maior acúmulo de C com o aumento no estoque de N.
Embora o sistema de rotação desde o início do experimento (Tabela 4) tenha a predominância
de gramíneas, ou seja, em cada três anos há quatro gramíneas (02 aveia, 01 trigo e 01 milho)
para cada duas leguminosas (soja) formando um relação de 2:1. Por outro lado, os resultados
de Venzke-Filho (1999 e 2003) na mesma região avaliando a diversidade da microbiota,
88
constatou aumento significativo de amonificadores e nitrificadores no SPD. Além disso,
observou maior relação entre Cmic:Corg e Nmic:Ntotal, indicando que o C e N em sistema
com elevado aporte de resíduos tende a manter esses elementos circulando em sua biomassa e
consequentemente favorecendo o acúmulo no solo.
Na E
7
(maio de 2004) o tratamento PDP teve um aumento no estoque de N na ordem de
7% e os demais tratamentos mantiveram os mesmos estoques ou diminuíram na ordem de até
8% no caso do PC. Esta redução no PC pode ser devido ao maior aporte de N, oriundo dos
resíduos da soja, cuja relação C:N é baixa e favorece N facilmente decomponível pela
microbiota estimulando maior atividade e maiores perdas de C. Além disso, o revolvimento
do solo altera as taxas de decomposição do PC em relação aos demais manejos aumentando a
oxidação e diminuindo os estoques de N. Lovato et al. (2004), observaram maior coeficiente
de humificação e menor taxa anual de perda da matéria orgânica no solo em PDP, o que
explica o maior acúmulo de C e N no solo, em comparação ao PC, indicando que a eliminação
do revolvimento do solo é uma prática fundamental quando se têm por objetivo a recuperação
de solos degradados (CARDOSO, 2005).
No mês de novembro de 2004 os estoques tiveram aumento em todos os SMS e
provavelmente pela maior relação C/N dos resíduos da cultura trigo. A maior relação C:N
desses resíduos estimulou a microbiota pela oferta de energia e C facilmente oxidável, porém,
ficou limitada pela oferta de N ao sistema mantendo-o na palhada. Estes argumentos podem
ser respaldados pela relação C:N neste período (Tabela 14). Os resultados indicam que a partir
do E
7
ocorreu um aumento significativo da relação C:N demonstrando que os resíduos de
trigo contribuíram para este fato. Apesar do aumento significativo do estoque de N do E
7
para
o E
12
no PC em 12%, pode ser explicado devido à amostragem no E
7
ter sido antes da colheita
e antes da prática de revolvimento do solo.
89
Observa-se ao longo do tempo um aumento contínuo do estoque de N no solo nos SMS
conservacionistas (PDP, PDE e PM) e as variações são sazonais em função imobilização do N
pela palhada ou biomassa microbiana conforme foi observado por Sá (1993, 1999) e Venzke-
Filho, (2003) e por outro lado, o PC tem maior variação e flutuação de N (Cardoso, 2005).
Tabela 14. Alterações na relação C:N dos estoques de C orgânico total (COT) e N-total em
função do tempo (E
1
, E
7
, E
12
)
‡
e provocadas por sistemas de manejo do solo
Época de amostragem Sistemas de manejo do solo
PC PM PDE PDP
E
1
15,8 Ba 15,3 Aa 14,8 Aa 14,8 Aa
E
7
17,0 Ab 16,0 Aa 15,6 Ba 15,4 Aa
E
12
15,2 Ba 19,4 Ab 18,9 Ab 19,2 Ab
‡
E
1
, E
7
e E
12
representa a amostragem do solo no mês de outubro ano de 2003, maio de 2004 e outubro de 2004.
As letras maiúsculas referem-se a comparação das médias na linha e as minúsculas na coluna.
Na tabela 14 a relação C:N dos tratamentos aumentaram a partir do E
1
(outubro de
2003) até o E
12
(outubro de 2004), mesmo tendo uma cultura no E
7
(maio de 2004) com
relação C:N mais baixa. Isto indica que a gramínea antecedente e a posterior a leguminosa
têm um impacto maior a longo prazo e estimulando maior aproveitamento do N da
leguminosa para o sistema. Em outubro de 2003 a amostragem iniciou após o manejo da
cultura de aveia branca que é uma gramínea com elevada relação C:N, ou seja, o reflexo
desses resíduos não foram detectados pela amostragem. Na seqüência, foi semeado a cultura
de soja que é uma leguminosa com baixa relação C:N e a amostragem no E
12
foi realizada 15
dias após a colheita da cultura de soja e a relação C/N encontrada manteve-se estável. Deve
ser ressaltado que o comportamento do PC no E
7
acompanhou os demais SMS, mas no E
12
reduziu em até 20,9 % comparado ao PDP, demonstrando que a maior taxa de oxidação da
MOS ocorre ao longo do tempo. A entrada de resíduos com relação C:N mais baixa e maior
oferta N para a decomposição pela microbiota, não afetou a relação C:N no PDP, PDE e PM
mantendo-as elevadas. Em contraste, no PC ocorreu redução após 6 meses da colheita do soja,
90
demonstrando que as taxas de oxidação são mais estáveis no PDP, PDE e PM e com maior
flutuação no PC.
4.5.2 Balanço de C nos SMS: Seqüestro de C e mitigação de CO
2
O balanço de C foi calculado de acordo com o modelo descrito originalmente por Henin
& Dupuis (1945) e adaptado por Bayer (1996). O objetivo foi respaldar os resultados obtidos
nas determinações de C e N das amostras coletadas nos períodos já citados, com o modelo
unicompartimetal ajustado para a seqüência de culturas locais. Ao mesmo tempo, pretende-se
obter os índices de palhada que representa a quantidade mínima de resíduos culturais
(expressos em massa seca de parte aérea e raiz) para manter o equilíbrio dos sistemas de
manejo do solo na região dos campos Gerais. O coeficiente de humificação (K
1
) adotado foi
retirado dos resultados obtidos por Sá et al. (2001) em trabalho desenvolvido na mesma
região desta pesquisa. O coeficiente de oxidação de C (K
2
) foi ajustado com base nos
resultados obtidos por Bayer (1996) em região próxima a Porto Alegre e adaptado para as
condições locais.
O balanço de C com base nos coeficientes obtidos por Bayer (1996) subestimou o
estoque final de C quando comparado ao obtido pela determinação do estoque de C nas
amostras coletadas (Tabela 11). O coeficiente de oxidação K
2
estimou maior oxidação de C e
o motivo parece estar associado às condições climáticas das regiões na qual foi desenvolvido.
A comparação entre os locais evidencia a diferença em fatores que afetam sensivelmente a
taxa de decomposição (Tabela 15).
91
Tabela 15. Comparação entre os parâmetros entre as regiões.
Parâmetros Cidades, RS (Bayer, 1996)
Ponta Grossa, PR
Clima (classificação de Köepen) Cfa Cfb
Altitude (m acima do NM) < 500 m 910 m
Temp. média da mínima (mês + frio) 8,8 a 13,9 °C 7,6 a 11,5 °C
Temp. média máxima (mês +
quente)
24,9 a 32,5 °C 19,0 a 26 °C
Precipitação pluviométrica média 1440 a 1713 mm 1545 mm
Dessa forma, seria esperado em condições de altitude mais elevada e com
temperaturas mais amenas associada à distribuição pluviométrica bem distribuída sem
ocorrência de déficit hídrico menor oxidação do C e, portanto o valor de K
2
para a região de
Ponta Grossa mais baixo.
A Tabela 16 apresenta o balanço de C com o K
2
proposto por Bayer (1996) e o
ajustado para as condições locais.
Onde foi usada as seguintes fórmulas:
K1 = Ad
cp
+ Ad
ca
K1 = adição de C pelas culturas
Ad
cp
= adição de C pela cultura passada
Ad
ca
= adição de C pela cultura atual
A = taxa de C que permanece no solo de um ano para outro (SÁ, 2001). Igual a 0,265.
K
2
= coeficiente de oxidação obtido por Bayer, 1996, comparado e ajustado aos resultados de
laboratório.
92
O modelo revelou que a presença da sucessão trigo/soja na rotação resultou em balanço
negativo de C para o PC e PM independente do coeficiente K
2
adotado. Entretanto, para o
tratamento PDE o maior K
2
resultou em balanço negativo comparado ao menor K
2
. Em
contraste, o PDP foi positivo para ambos os valores de K
2
. Todavia, a diferença entre o
balanço obtido com o menor K
2
foi 3,85 vezes superior ao maior K
2
para a sucessão
trigo/soja. Por outro lado, a presença da sucessão aveia/milho apresentou balanço positivo em
todos os SMS independente do K
2
. Isto indica a importância da presença de gramíneas com
elevada capacidade de aporte de resíduos culturais para manter o sistema em ascenção.
Entretanto, a média do dC/dt para o período em cada SMS (Figura 15) mostrou que mesmo
com a presença de sucessão de gramíneas na rotação não foi suficiente para manter o balanço
de C positivo no PC.
Figura 15. Balanço de C – média do dC/dt considerando dois valores de K
2
: (a) Bayer, 1996 e
(b) ajustado para as condições locais.
- 0.20
+ 0,23
+ 0,47
+ 0,64
- 1,0
- 0,5
0,0
+ 0,5
+ 1,0
PC
PM
PDE
PDP
Balanço de C (Mg ha
-1
)
- 0.20
+ 0,23
+ 0,47
+ 0,64
- 1,0
- 0,5
0,0
+ 0,5
+ 1,0
PC
PM
PDE
PDP
- 0.20
+ 0,23
+ 0,47
+ 0,64
- 1,0
- 0,5
0,0
+ 0,5
+ 1,0
PC
PM
PDE
PDP
Balanço de C (Mg ha
-1
)
-0,20
+ 0,45
+ 0,70
+ 0,99
- 1,0
- 0,5
0.0
+ 0.5
+ 1.0
PC
PM
PDE
PDP
-0,20
+ 0,45
+ 0,70
+ 0,99
- 1,0
- 0,5
0.0
+ 0.5
+ 1.0
PC
PM
PDE
PDP
(a)
(b)
93
Tabela 16. Balanço de C nos sistemas de manejo utilizando o modelo unicompartimental proposto por Henin & Dupuis (1945) e adaptado por Bayer (1996).
SMS#
Período ï Cultura
Adição de massa
seca Adição Balanço de C com coeficiente K2, Média Balanço de C com coeficiente K2 Média
de C§ proposto por Bayer, 1996 dC/dt ajustado para o experimento ‡ dC/dt
PA Raiz Total Estoque de Estoque de
C no solo K1 *A K2 * C dC/dt C no solo K1 *A K2 * C dC/dt
------------------------------------------------------------------------ Mg ha-1 -----------------------------------------------------------------
PC I - 02 Aveia 3,08
0,71
3,79
1,71
V - 02/03 Milho 10,64
2,42
13,06
5,88
30,88
2,01
1,67
0,34
30,88
2,01
1,67
0,34
I - 03 Aveia 6,19
1,42
7,61
3,42
V - 03/04 Soja 3,18
0,71
3,89
1,75
31,22
1,37
1,69
-0,31
31,22
1,37
1,69
-0,31
I - 04 Trigo 2,99
0,47
3,46
1,56
V - 04/05 Soja 4,34
0,98
5,32
2,39
30,91
1,05
1,67
-0,62
-0,20
30,91
1,05
1,67
-0,62
-0,20
PM I - 02 Aveia 3,67
0,84
4,51
2,03
V - 02/03 Milho 11,54
2,62
14,16
6,37
34,20
2,23
1,33
0,89
34,2
2,23
1,11
1,12
I - 03 Aveia 6,51
1,50
8,01
3,60
V - 03/04 Soja 3,35
0,75
4,10
1,85
35,09
1,44
1,37
0,07
35,32
1,44
1,15
0,3
I - 04 Trigo 3,00
0,47
3,47
1,56
V - 04/05 Soja 4,66
1,05
5,71
2,57
35,17
1,09
1,37
-0,28
0,23
35,61
1,10
1,16
-0,06
0,45
PDE I - 02 Aveia 3,81
0,88
4,69
2,11
V - 02/03 Milho 11,37
2,59
13,96
6,28
33,63
2,22
1,14
1,08
33,63
2,22
0,96
1,26
I - 03 Aveia 8,56
1,97
10,53
4,74
V - 03/04 Soja 3,07
0,69
3,76
1,69
34,71
1,70
1,18
0,38
34,89
1,7
0,99
0,71
I - 04 Trigo 3,03
0,48
3,51
1,58
V - 04/05 Soja 4,94
1,11
6,05
2,72
35,09
1,14
1,19
-0,05
0,47
35,60
1,14
1,01
0,13
0,70
PDP I - 02 Aveia 4,20
0,97
5,17
2,33
V - 02/03 Milho 11,29
2,57
13,86
6,24
35,14
2,27
1,02
1,25
35,14
2,27
0,81
1,46
I - 03 Aveia 10,77
2,48
13,25
5,96
V - 03/04 Soja 3,45
0,78
4,23
1,90
36,39
2,08
1,06
0,59
36,6
2,08
0,84
1,24
I - 04 Trigo 3,16
0,50
3,66
1,65
V - 04/05 Soja 4,85
1,09
5,94
2,67
36,98
1,14
1,07
-0,07
0,64
37,84
1,15
0,87
0,27
0,99
SMS# = Sistema de manejo do solo; ï I = inverno; V = verão; e os número so lado representam os anos para o balanço de C; § = Refere-se à adição e C através dos resíduos
culturais, ‡ = Coeficiente K2 = ajustado para as condições do experimento com base nos estoques determinados em laboratório.
94
O ganho de C no balanço com o K
2
ajustado para os sistemas PM, PDE e PDP foram
de 95%, 48% e 54,7%, respectivamente. O ajuste proporcionou estreita correlação com os
dados obtidos no laboratório com a determinação do C. O PM apresentou valores superiores
ao PC demonstrando que a redução da intensidade das operações de preparo resulta em
resposta positiva para manutenção de entrada de C no sistema. A quantidade de C adicionado
apresentou diferenças significativas somente entre o PDE e PDP comparado ao PC. Todavia,
o aumento no estoque de C foi crescente em direção aos sistemas conservacionistas até a
maior taxa de C no PDP. Isto demonstrou o efeito dos sistemas de manejo na manutenção do
C ou a mitigação de CO
2
para a atmosfera (Figura 16).
Figura 16. Mitigação de CO
2
em função dos sistemas de manejo do solo em função do
balanço de C
Outros autores também encontraram maior estoque de C no solo em regiões com
temperaturas mais baixas, devido a menor taxa de decomposição dos resíduos culturais
depositados no solo. Dessa forma, o ajuste do K
2
resultou na maior afinidade aos encontrados
para região de elevada altitude (Tabela 17). O balanço do C também demonstrou que o
sistema influencia na quantidade do C produzido anualmente e nos estoques os quais vão
- 0.73
+ 1.65
+ 2.56
+ 3.63
- 2.00
- 1.00
0.00
+ 1.00
+ 2.00
+ 3.00
+ 4.00
Mitiga
ç
ão
de CO
2
(Mg ha
-1
)
PC
PM
PDE
PDP
- 0.73
+ 1.65
+ 2.56
+ 3.63
- 2.00
- 1.00
0.00
+ 1.00
+ 2.00
+ 3.00
+ 4.00
Mitiga
ç
ão
de CO
2
(Mg ha
-1
)
PC
PM
PDE
PDP
95
longo do tempo lentamente aumentando nos sistemas que tem balanço positivo de C,
consequentemente quanto maior o valor do balanço maior a produção de C mantida no
sistema.
Tabela 17. Coeficientes K
2
obtido para os sistemas de manejo do solo.
Sistemas de manejo
do solo
K
2
(Bayer, 1996)
K
2
(aproximado pelos estoques)
K
2
Ajustado
PC 0,054 0,054 0,054
PM 0,039 0,026 0,325
PDE 0,034 0,023 0,0285
PDP 0,029 0,017 0,023
O ajuste para as condições locais reflete além das adições de resíduos culturais, as
condições climáticas, os tipos de solo e a sua minerologia que irá interferir em maior ou
menor taxa de seqüestro. Dessa forma, os sistemas conservacionistas que preconizam a
ausência de mobilização do solo, como o PDP, promove maior proteção física do C durante o
processo de agregação das partículas devido à superfície específica e atividade de carga fração
argila interagir com a fração orgânica do solo, protegendo-a da decomposição microbiana (Six
et al.,1999, 2002).
Os resultados do balanço de C foram transformamos para a obtenção do Equivalente
em palhada. Pode-se afirmar que a quantidade mínima de palhada para manter o PC em
equilíbrio estável é de 13.84 Mg ha
-1
. Entretanto, a quantidade média de palhada adicionada
foi de 12,38 Mg ha
-
1 (tabela 18), demonstrando que haverá um déficit em palhada no PC e
tenderá a aumentar as perdas de C até um novo ponto de equilíbrio estável. Esse novo estado
de equilíbrio dependerá dos mecanismos de proteção do C nos agregados, que está
estreitamente associado às características da mineralogia do solo.
96
Tabela 18. Equivalente em palhada dos atributos do balanço de C para os SMS em um
experimento de longa duração.
SMS C*K
2
dC/dt ≠ 0 Equivalente em Palhada
‡
dC/dt ≠ 0 dC/dt = 0
Adição
Anual (AA)
Balanço geral
(AA - dC/dt = 0)
----------------------------------------------- Mg ha
-1
-----------------------------------------------
PC
1.67 -0.20 -1.66 13.84 12.38 -1.46
PM
1.14 0.45 3.77 10.00 12.62 2.62
PDE
0.99 0.70 5.87 9.00 12.99 3.99
PDP
0.84 0.99 8.32 8.04 13.12 5.08
‡
Valores foram calculados a partir dos parâmetros a seguir:
O coeficiente de oxidação representado pela expressão C* K
2
foi dividido pelo número de anos do período (a
média de três anos = C* K
2
/3). O dC/dt ≠ 0 representa a média do balanço de C para cada tratamento. O
Equivalente em Palhada do dC/dt ≠ 0, representa a transformação da média do balanço de C em Massa Seca. O
Equivalente Palhada do dC/dt = 0, representa a quantidade perdida do estoque até o presente momento. Média do
aporte anual = Produção média de Massa seca anual. O balanço geral representado pelo ∆ (Adição anual - dC/dt
= 0). = Média do aporte anual de MS - Equivalente palha do dC/dt = 0
Na tabela 19 o C*K2 demonstra o quanto do estoque de C é anualmente perdido para
o meio ambiente, o PC tem os maiores valores de perda de C, o dobro de MS que o PDP.
No Equivalente em Palhada os valores de dC/dt ≠ 0, são os valores do balanço de C em
MS comprometido na manutenção do balanço de C obtidos, o PC nestas condições de
desequilíbrio está tendo uma produção negativa de MS, ou seja a quantidade produzida de MS
no sistema de preparo convencional não supriu a necessidade de reposição de C do solo e teve
uma perda para o meio ambiente de 1,66 Mg ha¹ ou seja está consumindo toda a produção de
MS depositada no período amostrado e mais C do estoque do solo tem. Em contraste, o PM
apresentou uma produção de 3,77 Mg ha¹ de MS ou seja, que estão sendo acrescidas
anualmente no sistema, o PDE produziu 5,87 Mg ha¹ de MS que ficam no sistema e o PDP
produziu 8,32 Mg ha¹ de MS que são acrescentadas anualmente no sistema mostrando-se
superior aos outros sistemas de manejo do solo em até seis vezes mais produção de MS que
são mantidas no sistema.
No balanço geral de Equivalente Palhada o PDP tem uma manutenção de palhada
anual de 6,54 Mg ha
-1
maior que o PC, permitindo o sistema apresentar maiores estoques de
C, menor emissão de CO
2
para a atmosfera, resultado do sistema de manejo que diminui as
97
taxas de oxidação da matéria orgânica permitindo a permanência por mais tempo do C no solo
e em seus compartimentos.
O estoque de C vem aumentando nos sistemas PDP, PDE e PM, resultado das taxas de
oxidação diferentes em cada sistema menores comparativamente ao PC, os K
2
são variáveis
não apenas em função dos sistemas de manejo mas também com as condições de cada
ambiente como: temperatura, altitude, pluviometria, etc.
98
4.6. CONCLUSÕES
O sistema PDP apresentou em todos os tempos e profundidades os maiores teores de C
demonstrando sua eficiência na manutenção do C no solo, as variações de concentração de C
nas frações demonstraram a dinâmica dos sistemas que mesmo em maiores profundidades e
em associações com frações menores o C interage entre as frações e o meio. No sistema PDP
o fluxo de C flui em direção a manutenção do C nas frações e as trocas entre frações esta
estreitamente relacionada ao tipo de material depositado e sua relação C/N que quanto maior
mais troca entre frações favorecerá.
Concluímos que cada região tem uma taxa de oxidação própria que varia de acordo com
os fatores abióticos como: temperatura, pluviometria, formação geológica, altitude, e em
função dos sistemas de manejo usados.
Nos SMS conservacionistas (PDP, PDE e PM) o estoque de C foi superior ao sistema
com preparo do solo (PC) nos três tempos de coleta. O PDP está promovendo maior
perenecidade dos resíduos culturais no solo e aumentando o fluxo de C para a microbiota e
conservando o C na biomassa microbiana por mais tempo que os outros sistemas. A maior
altitude em Ponta Grossa e temperatura mais amena favorecem a conservação do C nos
sistemas mais conservacionistas.
A correlação entre os estoques de N e C é estreita e os aumentos nos estoques de C e
N foram constantes ao longo do tempo, o que pode ser devido a rotação deste experimento. A
rotação foi de duas gramíneas para uma leguminosa favorecendo uma relação C:N alta,
resultando na manutenção do C mais na fração ativa e mantendo-o no solo na biomassa
microbiana, fato que vem favorecendo o aumento dos estoques ao longo do tempo.
O PDP apresentou tendência de aumento dos estoques de N e o PC teve maiores
variações em função direta do aumento das taxas de decomposição aumentadas pelo
99
revolvimento do solo, o PM apresentou estoques superiores ao PC demonstrando que a
diminuição das intervenções no solo são benéficas e com resultados a curto prazo. A relação
C:N dos resíduos culturais influenciaram os estoques pela manutenção destes na palhada.
100
5. CONCLUSÕES GERAIS
Os estoques de C e N foram afetados significativamente pelos sistemas de manejo do
solo, sendo maiores nos sistemas com menor revolvimento do solo. As frações
granulométricas do solo demonstraram que o estoque é maior nas frações mais grossas e que
estas são afetadas diretamente pelo manejo do solo. O tempo de plantio direto apresentou
maiores estoques frente aos outros sistemas de plantio nas frações granulométricas do solo,
mas na fração menor que 53 µm as diferenças entre sistemas não foram significativas.
As taxas de oxidação para a região de Ponta Grossa são menores comparadas a outros
autores, provavelmente devido a fatores abióticos como: altitude, temperatura, pluviometria.
O PDP apresentou as menores taxas de oxidação e maior manutenção da palhada na
superfície do solo, permitindo um maior equilíbrio com produção de MS suficiente para suprir
a necessidade de C e aumentar os estoques, seqüestrando o C no solo e aumentando os níveis
de outros elementos disponíveis para as plantas. Apesar de não ter sido significativo o valor
nas frações < 53 µm, pode-se inferir que o equilíbrio deste sistema necessita de um tempo
mais longo de manutenção do sistema de plantio direto, para iniciar um aporte significativo na
fração (< 53 µm) a mais recalcitrante.
101
5. ANEXOS
ANEXO A. Estoque de C Orgânico Total em Mg ha¯¹
Profundidade Plantio Direto Plantio Direto Preparo
Preparo
Cm Permanente Escarificado Mínimo
Convencional
Out/03
0 – 10 M 35,14 33,63 34,19 30,88
0 – 10 J 36,29 32,53 36,24 31,85
DESVPAD 0,81288344
0,781160296
1,450747
0,683344904
Mai/04
0 – 10 M 39,33 34,88 35,91 30,92
0 – 10 J 36,26 33,54 35,23 27,59
DESVPAD 2,172980527
0,949312153
0,480284
2,355591954
Nov/04
0 – 10 M 51,74 46,8 48,48 31,32
0 – 10 J 36,43 33,82 32,83 29,87
DESVPAD 10,82506218
9,179770304
11,068
1,02792638
DESVPAD MÉDIO 3,482255627
102
6.1 ANEXO B. Texturas do solo do experimento da estação Experimental da F. ABC.
Texturas Areia gkg¯¹ Silte gkg¯¹ Argila gkg¯¹
PDP 0 -2,5 364 256 380
2,5 -5,0 362 218 420
5,0 - 10,0 376 164 460
10,0 - 20,0 367 133 500
20,0 - 30,0 343 117 540
30,0 - 40,0 331 109 560
PDE 0 -2,5 375 245 380
2,5 -5,0 376 204 420
5,0 - 10,0 374 166 460
10,0 - 20,0 372 128 500
20,0 - 30,0 361 119 520
30,0 - 40,0 341 119 540
PM 0 -2,5 367 253 380
2,5 -5,0 348 232 420
5,0 - 10,0 360 200 440
10,0 - 20,0 347 173 480
20,0 - 30,0 340 160 500
30,0 - 40,0 327 133 540
PC 0 -2,5 388 192 420
2,5 -5,0 391 149 460
5,0 - 10,0 395 125 480
10,0 - 20,0 363 137 500
20,0 - 30,0 344 116 540
30,0 - 40,0 335 105 560
103
6.2. ANEXO C. Análises de variância do COT do solo de 2003 a 2004 em diferentes
sistemas de plantio (PDP) plantio direto permanente, (PDE) plantio direto escarificado, ( PM)
preparo mínimo, (PC) preparo convencional em diferentes profundidades em Ponta Grossa –
PR amostrado após o manejo da cultura de inverno outubro 2003, após a colheita da soja maio
de 2004 e em novembro de 2004, profundidade de 0 a 2,5 cm.
COT (Mg /há)
Camada 0-2,5 cm
FV GL
SQ
QM
FC
BLOCOS 2
1,3037
.6518
26.4005**
FATOR A 2
6,0559
3,0280
122.6368**
RESI. (A) 4
.0988
.02
PARCELAS 8
7.4584
FATOR B 3
7.0642
2.3547
8.0661**
FATOR AxB 6
.3728
.0621
.2128NS
RESID. (B) 18
5.2547
.2919
SUP PARC. 35
20.1501
FATOR C 3
96.1414
32.0471
276.1523**
FATOR AxC 6
4.1439
.6907
5.9514**
FATOR BxC 9
20.7971
2.3108
19.9122**
FATOR AxBxC 18
5.2756
.2931
2.5255
RESID. (C) 72
8.3555
.1160
SUBSUB PARC. 143
154.8637
MÉDIA GERAL 1,9084
C.V. PARCELA 8,2337
C.V. SUB PAR. 28,3117
C.V. SUB SUB PARC. 17,8504
104
6.3. ANEXO D. Análises de variância do COT do solo de 2003 a 2004 em diferentes sistemas
de plantio (PDP) plantio direto permanente, (PDE) plantio direto escarificado, ( PM) preparo
mínimo, (PC) preparo convencional em diferentes profundidades em Ponta Grossa – PR
amostrado após o manejo da cultura de inverno outubro 2003, após a colheita da soja maio de
2004 e em novembro de 2004, profundidade de 2,5 – 5,0 cm.
COT (Mg /há)
Camada 0-2,5 cm
FV GL
SQ
QM
FC
BLOCOS 2
5.4306
2.7153
12.0070 *
FATOR A 2
7.4975
3.7488
16.5768 *
RESI. (A) 4
.9046
.2261
PARCELAS 8
13.8327
FATOR B 3
4.6891
1.5630
2.8258
FATOR AxB 6
5.1351
.8558
1.5473 NS
RESID. (B) 18
9.9561
.5531
SUP PARC. 35
33.6130
FATOR C 3
232.6235
77.2078
310.3685
FATOR AxC 6
13.3290
2.2215
8.9302 **
FATOR BxC 9
8.0104
.8900
3.5779 **
FATOR AxBxC 18
8.4282
.4682
1.8823 *
RESID. (C) 72
17.9109
.2488
SUBSUB PARC. 143
312.9149
MÉDIA GERAL 2.2410
C.V. PARCELA 21.2199
C.V. SUB PAR. 33.1863
C.V. SUB SUB PARC. 22.2557
105
6.4. ANEXO E. Análises de variância do COT do solo de 2003 a 2004 em diferentes sistemas
de plantio (PDP) plantio direto permanente, (PDE) plantio direto escarificado, ( PM) preparo
mínimo, (PC) preparo convencional em diferentes profundidades em Ponta Grossa – PR
amostrado após o manejo da cultura de inverno outubro 2003, após a colheita da soja maio de
2004 e em novembro de 2004, profundidade de 5,0 – 10,0 cm.
COT (Mg /há)
Camada 0-2,5 cm
FV GL
SQ
QM
FC
BLOCOS 2
16,2610
8.1305
11.9922*
FATOR A 2
16,4908
8,2454
12.1618*
RESI. (A) 4
2,7119 .6780
PARCELAS 8
35.4637
FATOR B 3
11.0717
3,6906
2.8214 NS
FATOR AxB 6
8.1243
1.3540
1.0352 NS
RESID. (B) 18
23.5451
1.3081
SUP PARC. 35
78.2048
FATOR C 3
954.6606
318.2202
301.9672**
FATOR AxC 6
28.4410
4.7402
4.4981**
FATOR BxC 9
19.8016
2.2002
2.0878*
FATOR AxBxC 18
11.9978
.6665
.6325 NS
RESID. (C) 72
75.8753
1.0538
SUBSUB PARC. 143
1168.9811
MÉDIA GERAL 4.1512
C.V. PARCELA 19.8352
C.V. SUB PAR. 27.5513
C.V. SUB SUB PARC. 24.7293
106
6.5. ANEXO F. Comparação da variação das frações no tempo e do tempo dentro das frações.
TABELA DAS MÉDIAS DE ESTOQUES DE CARBONO
Profundidade Frações T1 T7 T12
Amostragem Granulométricas PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP
(cm) (µm) (Mg ha-1)
0 – 2,5 210 – 2000 0,34 Ca 0,51 Ca 0,67 Ca 0,71 Ca 0,40 Ba 0,68 Ba 0,72 Ba 0,76 Ba
0,48 Ca 0,72 Ca 1,50 Ca
1,17 Ca
53 – 210 0,82 Ba 1,11 Ba 2,35 Ba 2,44 Ba 1,01 Ab 1,55 Ab 2,97 Ab 3,10 Ab
1,03 Bb 1,85 Bb 2,57 Bb
2,80 Bb
20 – 53 1,05 Ca 1,13 Ca 1,54 Ca 1,63 Ca 0,88 Bb 1,08 Bb 1,45 Bb 1,54 Bb
0,96 Cb 1,12 Cb 1,48 Cb
1,80 Cb
< 20 4,21 Aa 4,44 Aa 4,04 Aa 4,04 Aa 4,30 Ab 4,44 Ab 3,87 Ab 4,79 Ab
4,63 Ab 4,54 Ab 3,89 Ab
3,98 Ab
Σ total das frações 6,42 7,18 8,60 8,82 6,59 7,75 9,00 10,20
7,11 8,23 9,44
9,74
2,5 - 5,0 210 – 2000 0,31 Ca 0,75 Ca 0,29 Ca 0,43 Ca 0,39 Ca 0,66 Ca 0,36 Ca 0,72 Ca
0,55 Ca 0,83 Ca 0,87 Ca
0,74 Ca
53 – 210 1,63 Ba 1,14 Ba 1,10 Ba 1,57 Ba 1,05 Ba 1,55 Ba 2,25 Ba 2,97 Ba
1,18 Bb 1,70 Bb 1,60 Bb
2,50 Bb
20 – 53 0,84 Ca 1,15 Ca 1,03 Ca 1,47 Ca 0,90 Ca 1,11 Ca 1,53 Ca 1,45 Ca
1,05 Ca 1,27 Ca 1,31 Ca
1,67 Ca
< 20 4,77 Aa 5,22 Aa 4,87 Aa 5,28 Aa 4,90 Ab 5,44 Ab 4,91 Ab 3,87 Ab
5,31 Ab 5,58 Ab 5,47 Ab
4,75 Ab
Σ total das frações 7,54 8,26 7,29 8,74 7,23 8,75 9,04 9,00
8,09 9,38 9,25
9,66
5,0 - 10,0 210 – 2000 1,68Ca 2,01 Ca 1,50 Ca 2,73 Ca 1,78 Ca 2,37 Ca 1,51 Ca 1,68 Ca 2,14 Ca 1,92 Ca 1,63 Ca 1,68 Ca
53 – 210 4,00 Ba 4,75 Ba 4,55 Ba 4,87 Ba 3,50 Ba 5,07 Ba 4,70 Ba 5,48 Ba 3,08 Ba 3,90 Ba 4,92 Ba 5,48 Ba
20 – 53 2,43 Ca 2,38 Ca 2,18 Ca 1,64 Ca 1,70 Ca 2,31 Ca 2,18 Ca 2,23 Ca 1,61 Ca 1,76 Ca 1,87 Ca 2,23 Ca
< 20 9,78 Aa 11,65 Aa 8,40 Aa 9,48 Aa 6,78 Ab 8,98 Ab 7,10 Ab 7,64 Ab 7,84 Ab 7,63 Ab 6,71 Ab 7,64 Ab
Σ total das frações 17,89 20,80 16,64 18,73 13,77 18,73 15,49 17,02 14,67 15,22 15,12 17,02
Na coluna as letras maiúsculas comparam as frações dentro da mesma profundidade dentro do tempo, na linha as letras minúscula comparam o tempo dentro das
Frações, na coluna as letras maiúscula em negrito comparam as frações dentro dos tratamentos
TESTE DE TUKEY PARA AS MEDIAS DE C DENTRO DE B 1
107
6.6. ANEXO G. Estoque de C e N nas frações granulométricas da MOS em função da época de amostragem e sistemas de manejo do solo
Camada
Frações Sistemas de manejo do solo
PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP PC PM PDE PDP
T1 T7 T12
-------------------------- Estoque de C nas frações granulométricas, Mg ha
-1
----------------------------------------
0-2,5
210 – 2000 0.34 0.51 0.67 0.71 0.40 0.68 0.72 1.81 0.48 0.72 1.50 1.17
53 – 210 0.82 1.11 2.35 2.44 1.01 1.55 2.97 3.63 1.03 1.85 2.57 2.80
20 – 53 1.05 1.13 1.54 1.63 0.88 1.08 1.45 1.64 0.96 1.12 1.48 1.80
< 20 4.21 4.44 4.04 4.04 4.30 4.44 3.87 3.79 4.63 4.54 3.89 3.98
Total
6.42 7.18 8.60 8.82 6.59 7.75 9.00 10.87 7.11 8.23 9.44 9.74
2,5-5,0
210 – 2000 0.31 0.75 0.29 0.43 0.39 0.66 0.36 0.76 0.55 0.83 0.87 0.74
53 – 210 1.63 1.14 1.10 1.57 1.05 1.55 2.25 3.10 1.18 1.70 1.60 2.50
20 – 53 0.84 1.15 1.03 1.47 0.90 1.11 1.53 1.54 1.05 1.27 1.31 1.67
< 20 4.77 5.22 4.87 5.28 4.90 5.44 4.91 4.79 5.31 5.58 5.47 4.75
Total
7.54 8.26 7.29 8.74 7.23 8.75 9.04 10.20 8.09 9.38 9.25 9.66
-------------------------- Estoque de N nas frações granulométricas, Mg ha
-1
----------------------------------------
0-2,5
210 – 2000 0.02 0.03 0.05 0.07 0.02 0.04 0.05 0.12 0.03 0.05 0.09 0.07
53 – 210 0.07 0.09 0.18 0.19 0.07 0.10 0.20 0.26 0.07 0.12 0.17 0.19
20 – 53 0.07 0.08 0.10 0.10 0.05 0.07 0.09 0.11 0.06 0.07 0.10 0.12
< 20 0.32 0.34 0.27 0.26 0.28 0.32 0.28 0.28 0.30 0.31 0.27 0.29
Total
0.48 0.55 0.60 0.62 0.43 0.53 0.62 0.77 0.46 0.56 0.63 0.66
2,5-5,0
210 – 2000 0.02 0.05 0.03 0.04 0.02 0.04 0.03 0.05 0.03 0.05 0.06 0.05
53 – 210 0.12 0.09 0.10 0.13 0.07 0.10 0.15 0.22 0.08 0.11 0.11 0.17
20 – 53 0.06 0.08 0.07 0.09 0.05 0.07 0.10 0.10 0.06 0.08 0.08 0.11
< 20 0.35 0.40 0.34 0.33 0.33 0.39 0.34 0.32 0.34 0.39 0.37 0.33
0.55 0.63 0.53 0.58 0.48 0.59 0.61 0.69 0.52 0.63 0.62 0.66
108
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO H. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS
provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada
de 0-2,5 cm. Na fração 210 – 2000 µm; E
1
a E
12
representando as datas de amostragem.
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO I. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS
provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada
de 2,5-5,0 cm fração 2000- 210 µm. E
1
a E
12
representa os representando as datas de
amostragem.
109
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO J. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS
provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada
de 5,0 – 10,0 cm. fração 2000 – 210 µm. E
1
a E
12
representando as datas de amostragem.
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO K. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS
provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada
de 0 - 2,5 cm fração 53 a 210 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
110
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO L. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
em Mg ha
-1
nas frações granulométricas
da MOS provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na
camada de 2,5-5 cm. fração 210 - 53 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
-1,0
1,0
3,0
5,0
7,0
9,0
11,0
13,0
15,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO M. Alterações no estoque de C nas frações granulométricas da MOS provocadas
pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada de 5,0 – 10,0
cm fração 53 -210 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
111
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO N. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS
provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada
de 0 – 2,5 cm. fração <53 µm E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO O. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS
provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada
de 2,5 – 5,0 cm fração < 53 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
112
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PDP PDE PM PC
ANEXO P. Alterações no estoque de C em Mg ha
-1
nas frações granulométricas da MOS
provocadas pelos sistemas de manejo do solo em função da época de amostragem na camada
de 5 - 10 cm. fração < 53 µm. E
1
a E
12
representa as datas de amostragem.
113
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
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