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LEONARDO PIM PETEAN
ALTURAS DE PASTEJO EM AVEIA E AZEVÉM E SEUS EFEITOS NAS
PROPRIEDADES FÍSICAS DE UM SOLO SOB INTEGRAÇÃO
LAVOURA-PECUÁRIA
MARINGÁ
PARANÁ – BRASIL
FEVEREIRO – 2007
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LEONARDO PIM PETEAN
ALTURAS DE PASTEJO EM AVEIA E AZEVÉM E SEUS EFEITOS NAS
PROPRIEDADES FÍSICAS DE UM SOLO SOB INTEGRAÇÃO
LAVOURA-PECUÁRIA
Dissertação apresentada à Universidade
Estadual de Maringá, como parte das
exigências do Programa de Pós-graduação
em Agronomia, área de concentração em
Solos e Nutrição de Plantas para obtenção
do título de Mestre.
MARINGÁ
PARANÁ – BRASIL
FEVEREIRO – 2007
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
(Biblioteca Central - UEM, Maringá – PR., Brasil)
Petean, Leonardo Pim,1981-
P477a Alturas de pastejo em aveia e azevém e seus
efeitos nas propriedades físicas de um solo sob
integração lavoura-pecuária / Leonardo Pim Petean --
Maringá : [s.n.], 2007.
66 f. : il. , figs., tabs., retrs., mapas
Orientador : Prof. Dr. Cássio Antônio Tormena.
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de
Maringá. Programa de Pós-Graduação em Agronomia,
2007.
1.Física do solo. 2. Densidade do solo. 3.
Porosidade do solo. 4. Intervalo hídrico ótimo (IHO).
Universidade Estadual de Maringá. Programa de Pós-
graduação em Agronomia
cdd 21.ed. 631.43
AGRADECIMENTO
À Universidade Estadual de Maringá e ao Programa de Pós-graduação
em Agronomia da UEM, pela oportunidade concedida.
Ao Professor Dr. Cássio Antonio Tormena pela orientação,
esclarecimentos e todo auxílio prestado durante a pós-graduação em nível de
Mestrado.
Ao Engenheiro Agrônomo, Joaquim Mariano Costa, e toda equipe da
Fazenda Experimental da Coamo, que sem eles não seria possível a realização
deste trabalho.
Ao pesquisador do Instituto Agronômico do Paraná – Iapar, Dr. Sérgio
José Alves, pelo auxílio prestado para a realização do presente trabalho.
Ao colega de pós-graduação Jorge Luiz Machado, pelo auxílio na coleta
das amostras, determinações de laboratório e colaborações em trabalhos.
Ao Servidor do Laboratório de Física de Solo da UEM, Reinaldo
Bernardo.
Aos graduandos Waldemar Rossi Júnior, João Carlos Bonani e João
Vitor Serrano, pelo auxílio na coleta das amostras e nas determinações em
laboratório.
A meus pais pelo auxílio durante toda a minha vida.
A todos os demais que de forma direta ou indireta contribuíram para a
realização deste trabalho.
ii
BIOGRAFIA
Leonardo Pim Petean, filho de Pompeu Petean Filho e Maria Angélica
Pim Petean, nasceu na cidade de Campo Mourão, Estado do Paraná, em 06 de
fevereiro de 1981. Ingressou na Pontifícia Universidade Católica do Paraná -
PUCPR, em fevereiro de 2000, no curso de Agronomia, onde colou grau em
janeiro de 2005. Em março de 2005, ingressou no Programa de Pós-graduação
em Agronomia, em nível de Mestrado, área de Concentração em Solos e
Nutrição de Plantas, na Universidade Estadual de Maringá e apresentou-se à
Banca Examinadora em fevereiro de 2007.
iii
ÍNDICE
LISTA DE TABELAS .................................................................................... v
LISTA DE FIGURAS ..................................................................................... vi
RESUMO ........................................................................................................ viii
ABSTRACT .................................................................................................... x
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 1
2 REVISÃO DE LITERATURA .................................................................... 4
2.1 Manejo do Solo e Sustentabilidade da Produção ................................... 4
2.2 Integração Lavoura-Pecuária ................................................................. 7
2.3 Pisoteio Animal e Compactação Solo na Integração Lavoura-Pecuária .... 8
2.4 Influência da Compactação nas Propriedades Físicas do Solo .............. 9
2.5 O Intervalo Hídrico Ótimo ..................................................................... 12
3 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................... 17
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................. 24
5 CONCLUSÕES ........................................................................................... 53
REFERÊNCIAS .............................................................................................. 54
iv
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Parâmetros físicos do solo determinados de cada tratamento, nas
amostras com estrutura não deformada ....................................
38
Tabela 2 Ajuste das equações da curva de resistência do solo à penetração
e da curva de retenção de água .......................................................
39
Tabela 3 Valores de densidade do solo crítica ...............................................
49
v
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Croqui da área experimental e a distribuição das unidades
experimentais dos diferentes tratamentos de manejo das
forrageiras de inverno....................................................................... 18
Figura 2 Estratégia de coleta de amostras indeformadas na área
experimental ................................................................................ 19
Figura 3 Valores médios de densidade do solo na camada de 0-0,075m e
0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de confiança
da média a 95% de probabilidade ............................................... 25
Figura 4 Valores médios de porosidade total do solo na camada de
0-0,075m e 0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de
confiança da média a 95% de probabilidade ............................... 27
Figura 5 Valores médios de microporosidade do solo na camada de
0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de
confiança da média a 95% de probabilidade ............................... 28
Figura 6 Valores médios de macroporosidade do solo na camada de
0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de
confiança da média a 95% de probabilidade ............................... 30
Figura 7 Valores médios de porosidade do domínio do macroporos do
solo na camada de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras
representam o intervalo de confiança da media a 95% de
probabilidade ............................................................................... 32
Figura 8 Valores médios de porosidade do domínio da matriz do solo na
camada de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o
intervalo de confiança da média a 95% de probabilidade ........... 34
Figura 9 Valores médios da capacidade de ar do solo nas camadas de
0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de
confiança da média a 95% de probabilidade ............................... 35
Figura 10 Valores médios da capacidade de ar da matriz do solo nas
camadas de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o
intervalo de confiança da média a 95% de probabilidade ........... 36
vi
Figura 11 Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do
solo nos níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de
murcha permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e
porosidade de aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m
(A) e 0,075-0,15 m (B) no tratamento T7. A área hachurada
representa o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) ............................... 42
Figura 12 Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do
solo nos níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de
murcha permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e
porosidade de aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m
(A) e 0,075-0,15 m (B) no tratamento T14. A área hachurada
representa o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) ............................... 43
Figura 13 Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do
solo nos níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de
murcha permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e
porosidade de aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m
(A) e 0,075-0,15 m (B) no tratamento T21. A área hachurada
representa o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) ............................... 44
Figura 14 Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do
solo nos níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de
murcha permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e
porosidade de aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m
(A) e 0,075-0,15 m (B) no tratamento T28. A área hachurada
representa o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) ............................... 45
Figura 15 Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do solo
nos níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de
murcha permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e
porosidade de aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m
(A) e 0,075-0,15 m (B) no tratamento testemunha. A área
hachurada representa o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) ............. 46
Figura 16 Percentagem das amostras com densidade do solo acima da
densidade do solo crítica ............................................................. 50
vii
RESUMO
PETEAN, Leonardo Pim, M.S. Universidade Estadual de Maringá, fevereiro de
2007. Alturas de pastejo em aveia e azevém e seus efeitos nas propriedades
física de um solo sob integração lavoura-pecuária. Orientador: Dr. Cássio
Antônio Tormena. Co-orientador: Dr. Sérgio José Alves.
A integração lavoura-pecuária é uma alternativa que vem atraindo grande
interesse dos agricultores nas regiões produtoras de grãos. No sul do Brasil, esta
prática se baseia na semeadura de forrageiras de inverno para o pastejo do gado
em rotação com culturas de verão. Aveia, azevém e trevo são as culturas que
podem ser cultivadas isoladas ou em misturas no período do inverno, com dupla
finalidade: alimentar os animais no período de inverno e produzir biomassa para
cobrir o solo para as culturas do verão, em sistema de semeadura direta. Os
objetivos deste trabalho foram avaliar algumas propriedades físicas do solo para
a comparação de diferentes sistemas de manejo da oferta de forrageira de
inverno, controlando a altura de corte das forrageiras de inverno pelo pastejo
animal. As amostragens foram realizadas na Fazenda Experimental da Coamo -
Cooperativa Agroindustrial, localizada no município de Campo Mourão – PR,
em um Latossolo Vermelho distroférrico. A análise granulométrica realizada na
camada de 0-0,15 m indicou valores médios de 850 g kg
-1
de argila, 120 g kg
-1
de
silte e 30 g kg
-1
de areia, classe textural muito argiloso. Os tratamentos foram
implantados em 2002 e constituídos de quatro níveis de altura da forragem
mantidos durante o pastejo: 0,07 m (T7); 0,14 m (T14); 0,21 m (T21) e 0,28 m
(T28), e um tratamento testemunha que consistiu de uma área na unidade
experimental onde o gado não teve acesso. Para caracterizar o efeito do pisoteio
sobre a compactação do solo, foram coletadas 36 amostras indeformadas de solo,
em cada tratamento, nas profundidades de 0,0-0,07 e 0,075-0,15 m. Foram
determinadas as seguintes propriedades físicas do solo: densidade do solo;
porosidade total, macro e microporosidade, porosidade e capacidade de ar no
viii
domínio dos macroporos e matriz do solo, curva de retenção de água, curva de
resistência do solo à penetração e o intervalo hídrico ótimo (IHO). Os resultados
obtidos sugerem que com o aumento do pisoteio animal na manutenção de uma
reduzida altura de corte das forrageiras de inverno há aumentos na densidade do
solo e na resistência do solo à penetração, bem como redução na
macroporosidade e na porosidade relativa ao domínio dos macroporos. A
microporosidade foi pouco influenciada pela compactação causada pelo pisoteio
animal. O pisoteio animal promoveu forte redução dos poros de maior diâmetro,
também verificado em relação ao volume de poros drenados na tensão de 60 hPa.
O pisoteio excessivo reduziu a porosidade total via redução da macroporosidade,
o que se refletiu no volume total de poros determinados pela matriz do solo. A
compactação superficial resultou em redução do intervalo hídrico ótimo do solo,
indicando aumento nas restrições físicas do solo às plantas. A redução do IHO
foi mais fortemente influenciada pela resistência do solo à penetração, que
determinou o limite inferior do IHO na maioria dos tratamentos e camadas
estudadas. A resistência à penetração é uma variável de grande importância no
controle da qualidade física desses solos. No tratamento com altura de corte da
forragem em 7 cm, a degradação física do solo é muito elevada e certamente
predispõe as culturas a estresses de resistência sob secamento do solo e de
aeração sob condições prolongadas de elevada umidade do solo.
Palavras-chave: densidade do solo, porosidade total, intervalo hídrico ótimo
ix
ABSTRACT
PETEAN, Leonardo Pim, M.S. Maringá University State, February 2007
Grazing heights in oats and ryegrass and their effects in soil physical
properties under farming-livestock integration. Adviser: Cássio Antônio
Tormena. Co-adviser: Sérgio José Alves.
The integration farming-livestock is an alternative that is attracting great interest
in areas that producing grains. In the South of Brazil, predominantly, this practice
eying on the winter forage sowing for cattle grazing in rotation with grain crops.
Oats, ryegrass and clover are the crops that can be cultivated isolated or mixed
during the winter, with two purposes: feed the animals during the winter and
produce biomass to cover the soil for summer crops, in direct sowing system.
The objectives of this work were to evaluate some soil physical properties to
compare different grazing systems of winter forage offer, controlling the cut
height of winter forages by animal grazing. The samplings were accomplished in
the Coamo experimental farm - Agroindustrial Cooperative, located in Campo
Mourão city - PR, in a Dystroferic Red Latossol. The granulometric analysis
done at 0-0.15m depth showed average values of 850 g kg
-1
of clay, 120 g kg
-1
of
silt and 30 g kg
-1
of sand, very clay textural class. The treatments were implanted
in 2002 and constituted of 4 forage heights levels kept during grazing: 0.07 m
(T7); 0.14 m (T14); 0.21 m (T21) and 0.28 m (T28), and a control treatment
consisted of an area in the experimental area where cattle didn't have access. The
experimental area had a continuous grazing with oats ryegrass and soybean for
four years. To characterize the animal grazing pressure on soil compacting
degree, 36 undisturbed soil samples were collected, in each treatment, in the
depths of 0.0-0.075 and 0.075-0.15 m. The following soil physical properties
were evaluated: soil bulk density, total porosity, macro and microporosity,
porosity and air capacity in the macropores domain and soil matrix, soil water
retention curve, soil penetration to resistance curve and the Least Limiting Water
Range (LLWR). The results suggest that with the increase of animal pressure in
x
the maintenance of a reduced height of winter forages there is an increase in the
soil bulk density, soil resistance to penetration, a decrease in the macroporosity
and in the porosity of macropores domain. The microporosity was little
influenced by compaction caused by animal pressure. The animal pressure
promoted a strong reduction in pores of higher diameter, also verified in relation
to the pores volume drained in the 60 hPa tension. The excessive animal pressure
reduced the total porosity through macroporosity reduction, which was reflected
in the pores total volume determined by soil matrix. The superficial compaction
resulted in a drastic reduction of soil LLWR, indicating that there is an increase
in the soil physical restrictions to the plants. The reduction of LLWR was more
strongly influenced by soil resistance to penetration that determined the lowest
limit of LLWR in most treatments and evaluated layers. The soil resistance to
penetration is a variable of great importance in soil physical quality control. In
the treatment with animal capacity to maintain forage height of 7 cm, the soil
physical degradation is high and certainly predisposes cultures to resistance
stress under soil drying and lock of aeration under longer conditions of high soil
water content.
Key words: soil density, total porosity, least limiting water range
xi
1 INTRODUÇÃO
A integração lavoura-pecuária é uma alternativa que vem atraindo grande
interesse dos agricultores nas regiões produtoras de grãos. No sul do Brasil, esta
prática se baseia na semeadura de forrageiras de inverno para o pastejo do gado
em rotação com culturas de verão. Aveia, azevém e trevo são as culturas que
podem ser cultivadas isoladas ou em misturas no período do inverno, com dupla
finalidade: alimentar os animais no período de inverno e produzir biomassa para
cobrir o solo para as culturas do verão (FONTANELI et al., 2000), em sistema de
semeadura direta.
Este sistema tem contribuído para manter a qualidade física e química do
solo e, por conseqüência, conservar a fertilidade e a produtividade das culturas
(STUDDERT et al., 1997). Incluir forrageiras em programas de rotação de
culturas ajuda a restaurar propriedades do solo afetadas pelo cultivo (HAYNES
et al., 1991), pelo aumento do teor de matéria orgânica do solo em resposta à
maior produção de biomassa vegetal - aérea e radicular (TISDALL; OADES,
1982; HAYNES et al., 1991). Igualmente às pastagens permanentes, as
forrageiras anuais requerem manejo cuidadoso a fim de que produzam o
suficiente para alimentar o gado e ainda proteger o solo no período de maior
erosividade. Na interação lavoura-pecuária, evitar o pisoteio excessivo do gado é
fundamental para que o solo não sofra compactação, principalmente se o sistema
de manejo for o plantio direto em que o revolvimento do solo ocorre apenas,
localizadamente, nas linhas das culturas.
O plantio direto foi introduzido no Brasil, na década de 70, como
alternativa aos sistemas convencionais que são baseados no revolvimento
periódico do solo. Eficiente na conservação do solo e da água tem sido adotado
no país inteiro, com maior intensidade nas regiões sul e centro-oeste. Hoje, o
plantio direto encontra-se desenvolvido e adaptado às várias condições de solo e
clima, mas são muitos os casos em que, cerca de quatro anos após a implantação,
1
o sistema é interrompido com operações de preparo para combater a
compactação do solo (KOCHHANN; DENARDIN, 2000).
É comum constatar que, para muitos, realizar plantio direto significa
implantar as culturas de forma direta sobre os restos das culturas anteriores, sem
o revolvimento do solo e manejando a vegetação com herbicidas. O que não está
claro é que não revolver o solo, somente, não é o bastante para que o sistema
funcione em longo prazo. A rotação de culturas e a utilização de espécies com
alta produção de biomassa vegetal são essenciais para o sistema (REEVES,
2001), uma vez que ambas afetam a disponibilidade de nutrientes, a estrutura do
solo, a ocorrência de pragas e doenças e a produtividade das culturas
(CALEGARI, 2001).
Alguns estudos mostram que o pisoteio do gado compacta o solo,
enquanto outros demonstram que com carga animal adequada, suspensão do
pastejo em condições de solo úmido e manutenção de cobertura adequada do
solo, não há influência negativa na produtividade das culturas de verão.
Sobretudo, a integração lavoura-pecuária pode ser uma atividade lucrativa para
as tradicionais regiões produtoras de grãos do Brasil, principalmente na região
sul, onde as forrageiras de inverno com alto valor nutritivo se desenvolvem bem,
maximizando a utilização dos recursos disponíveis nas propriedades.
O impacto do sistema de integração lavoura-pecuária na qualidade física
do solo ainda tem sido pouco explorado, com poucas avaliações em propriedades
indicadoras das relações massa/volume do solo, como a densidade do solo,
porosidade, e outras propriedades físicas do solo. Também neste sentido, para
regiões norte/noroeste do Estado do Paraná não há avaliações sobre os possíveis
efeitos da variação da carga animal ou altura de corte das forrageiras de inverno
em propriedades físicas indicadoras da qualidade física do solo. Assim, este
trabalho propõe a avaliação das propriedades físicas de um Latossolo Vermelho
distroférrico em sistema de plantio direto com rotação de culturas forrageiras de
inverno utilizadas para uso animal e a cultura da soja. Este sistema vem sendo
conduzido há mais de cinco anos no campo experimental da Coamo –
Cooperativa Agroindustrial em Campo Mourão - PR. A hipótese do trabalho é
2
que o pisoteio animal, no período de inverno, reduz a qualidade física do solo. Os
objetivos gerais foram avaliar algumas propriedades físicas do solo para a
comparação de diferentes sistemas de manejo da oferta de forrageira de inverno,
via mudança, na carga animal para controlar a altura de corte das forrageiras de
inverno. Os objetivos específicos foram: a) avaliar os efeitos de diferentes alturas
de corte da forrageira de inverno em propriedades físicas do solo como a
densidade do solo, a porosidade e parâmetros da distribuição de poros na camada
de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m; b) avaliar indicadores de armazenagem de água e
de capacidade de aeração do solo; c) avaliar as curvas de resistência do solo à
penetração e de retenção de água no solo para quantificar o intervalo hídrico
ótimo; d) avaliar os efeitos dos tratamentos na distribuição dos valores de
densidade do solo acima da densidade do solo crítica determinada por meio do
intervalo hídrico ótimo.
3
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Manejo do Solo e Sustentabilidade da Produção
O crescente aumento da produtividade agropecuária faz com que
sistemas produtivos mais intensivos sejam adotados, aumentando o uso de
insumos e a mecanização, sem levar em conta a capacidade inerente do solo de
sustentar altas produtividades. Segundo Gassen (1993), elevar a produção
agrícola, considerando a capacidade da natureza de assimilar novas tecnologias e
recuperando os recursos naturais, é o paradigma para o desenvolvimento de
agroecossistemas sustentáveis. A degradação física do solo tem sido apontada
como uma das principais causas do decréscimo de seu potencial produtivo
(TREIN et al., 1991).
O manejo altera diversas propriedades do solo, sendo os efeitos sobre a
estrutura os principais (BASSO; REINERT, 1998). De natureza complexa, a
estrutura do solo depende de fatores físicos, químicos e biológicos que se
relacionam intimamente e são funcionalmente dependentes do manejo
(NEUFELDT et al., 1999).
O preparo convencional, com arações e gradagens, exerce efeitos
negativos sobre as propriedades do solo em longo prazo, sendo comum verificar
camadas compactadas próximo à superfície (CAMARGO, 1983) e perda de
partículas sólidas e água por erosão (HENKLAIN; CASÃO JUNIOR, 1989). As
operações de preparo quebram os macroagregados em unidades menores, o que
cria novas faces de exposição, intensifica o processo de mineralização e diminui
o teor de matéria orgânica do solo (ROTH et al., 1991; WESTERHOF et al.,
1999).
Aumentar o número de operações equivale a aumentar as perdas de solo
e água por erosão. A excessiva mobilização do solo diminui o tamanho dos
agregados e cria camadas compactadas de menor permeabilidade, sendo estes
4
processos negativos, pois reduzem a produtividade e a sustentabilidade agrícola
(CASTRO FILHO, 1991).
O sistema Plantio Direto (PD) foi introduzido no Brasil por agricultores
na década de 1970, e surgiu como alternativa ao sistema convencionalmente
utilizado, para tentar controlar a erosão nas lavouras cultivadas com a sucessão
trigo/soja na região sul. Na década de 1980, com maior quantidade de
informações técnicas geradas, é que o PD se difundiu no Brasil (KOCHHANN;
DENARDIN, 2000). Atualmente, cerca de 17 milhões de ha são cultivados sob
sistema de plantio direto no Brasil (BARTZ, 2002).
O PD tem como características principais não revolver o solo e manter os
resíduos vegetais na superfície, os quais formam uma cobertura que protege o
solo da erosão hídrica e reduzem as perdas de solo e nutrientes (HERNANI et al.,
1997; HERNANI et al., 1999). Há outras vantagens, como: aumento no teor de
matéria orgânica do solo e economia de combustível nas operações agrícolas (De
MARIA et al., 1999), maiores resistência do solo à erosão devido ao maior
tamanho médio dos agregados (SINGH et al., 1994) e maior disponibilidade de
água no solo (BUSCHIAZZO et al., 1998; UNGER; JONES, 1998).
Logo após a implantação do sistema de plantio direto, tem-se verificado,
sistematicamente, que a densidade do solo e a resistência à penetração nas áreas
sob PD são mais elevadas que naquelas sob PC, principalmente na camada
superficial do solo. Estes fatos decorrem do arranjamento natural do solo não
mobilizado e do tráfego de máquinas e implementos, sobretudo em solos
argilosos sob altos teores de água (SIDIRAS et al., 1982; VIEIRA; MUZILLI,
1984; FRANCIS; KNIGHT, 1993; TORMENA et al., 1998a; UNGER; JONES,
1998; GOMEZ et al., 1999). Em clima temperado, Voorhees e Lindstrom (1984)
verificaram ser necessários de três a quatro anos para que um Molissolo tivesse
maior porosidade sob plantio direto (PD) que sob plantio convencional (PC),
considerando a camada de 0,00-0,15 m. Entre 0,15-0,30 m o tempo necessário foi
de sete anos. Sabendo-se que sobre condições tropicais e subtropicais, o acúmulo
de matéria orgânica é mais difícil e lento (LAL et al., 1986), é de se esperar que,
nas regiões tropicais, o PD leve mais tempo para reverter a compactação
5
superficial inicialmente estabelecida.
Mesmo sendo comum maior grau de compactação superficial no solo sob
PD, a condição física não parece ser limitante para o crescimento radicular e a
produtividade das culturas. De Maria et al. (1999) encontraram valores de
densidade radicular de soja maiores no PD em relação ao PC, apesar do solo sob
PD ter apresentado maiores valores de resistência à penetração e densidade.
Avaliando os efeitos de métodos de preparo sobre o enraizamento e a
produtividade do milho, Mello Ivo e Mielniczuk (1999) observaram que a
densidade de comprimento radicular sob PD na camada de 0,00-0,05m foi
significativamente maior em relação ao PC. No entanto, não foram observadas
diferenças significativas entre tratamentos no acúmulo de matéria seca de raízes e
na produtividade.
A utilização do PD como simples técnica de semeadura não constitui um
sistema de manejo adequado. Segundo Kochhann e Denardin (2000), deve-se
pensar em PD como um sistema de exploração (sistema plantio direto) e que seu
funcionamento depende de um conjunto de práticas agrícolas interdependentes. É
importante planejar a implantação do sistema plantio direto (SPD), realizando-se
a sistematização da lavoura, a descompactação do solo e a correção da acidez
antes de iniciar as atividades de cultivo. Também é fundamental planejar um
sistema de rotação de culturas, pois é indispensável o cultivo de espécies que
produzam elevadas quantidades de fitomassa, possibilitando a cobertura do solo
com a palha.
Além de diminuir a erosão e a infestação de plantas daninhas, e aumentar o
armazenamento de água, o teor de matéria orgânica e a atividade microbiana no solo
(SALTON et al., 1998), a palha na superfície é efetiva em reduzir a compactação
causada pelo tráfego da maquinaria agrícola (KAYOMBO; LAL, 1994), podendo
mitigar o problema do maior grau de compactação nas áreas sob SPD. Embora seja
difícil manter uma cobertura contínua do solo com quantidade adequada de palha
nas regiões tropicais (KAYOMBO; LAL, 1994), utilizar uma seqüência adequada
de culturas para a formação de palha, principalmente na fase inicial do SPD pode
garantir a obtenção de ótima cobertura do solo (SALTON et al., 1998).
6
2.2 Integração Lavoura-Pecuária
A integração lavoura-pecuária é um sistema produtivo misto que vem se
expandindo nas regiões mais ao sul do Brasil (FONTANELI et al., 1998). Sem
formato rígido definido, a integração pode se dar numa das fases do sistema de
rotação de culturas, em que uma ou mais forrageiras (consórcio) sejam cultivadas
para pastejo (FONTANELI et al., 1998), ou pode se dar em ciclos mais longos,
com as fases de pastagem e lavoura durando alguns anos, cerca de três anos de
lavoura e cinco anos de pastagem (STUDDERT et al., 1997).
Além de diversificar as atividades da propriedade, a integração pode
melhorar a relação grau de risco/rentabilidade. Comparando sistemas de
produção, Ambrosi et al. (2001) observaram que o sistema trigo/soja/aveia preta
+ervilhaca pastejadas/milho, com um inverno de pastagem e um de lavoura, foi
melhor que sistemas com dois invernos de pastagem e uma de lavoura, e que o
sistema somente com lavoura, tanto pela maior rentabilidade como pelo menor
risco.
Com a produção de carne ou leite, as pastagens anuais de estação fria
tornam-se boas alternativas aos cereais (FONTANELI; FREIRE JÚNIOR, 1991).
Formadas principalmente por aveia e azevém, tais pastagens são especialmente
viáveis na região centro-sul do Brasil, produzindo grande quantidade de forragem
e permitindo o aproveitamento intensivo de áreas ociosas no inverno (ALVIM,
1989). Segundo Müller e Teixeira Primo (1986), bovinos suplementados com
azevém no inverno atingiram 430 Kg de peso vivo aos dois anos, enquanto que,
alimentados somente com pastagem natural, os animais atingiram esse peso
apenas aos quatro anos.
No sul do Brasil, as consorciações de aveia-preta, centeio e azevém são
comuns. Apesar de serem três gramíneas, o consórcio permite pastoreio mais
longo que o cultivo isolado (POSTIGLIONI, 1982). Consorciações gramíneas +
leguminosas são, em geral, vantajosas na produção animal, pois proporcionam
maior rendimento de forragem do que cada espécie isoladamente. Isso se deve à
melhor distribuição sazonal e à maior qualidade de forragem durante a estação de
7
crescimento (MANNETJE et al., 1976 citados por FONTANELI; FREIRE
JÚNIOR, 1991).
Algumas espécies forrageiras de inverno podem até ser manejadas com
duplo propósito, fornecendo forragem e permitindo colheita de grãos. Com a
integração, benefícios mútuos são, geralmente, observados para a lavoura e para
a pastagem. Enquanto a lavoura melhorara a fertilidade do solo, principalmente
no caso das leguminosas, que incorporam nitrogênio ao solo, importante
benefício para a pastagem, a pastagem, por sua vez, proporciona solo mais bem
estruturado para a lavoura, em função de seu sistema radicular abundante e do
resíduo de material orgânico deixado na superfície, o qual viabiliza o SPD
(SALTON et al., 1998). Entretanto, como em todo sistema produtivo, o manejo e
as condições específicas de clima e solo podem gerar resultados diversos.
2.3 Pisoteio Animal e Compactação Solo na Integração Lavoura-
Pecuária
A presença do rebanho na pastagem tem efeitos diretos e indiretos tanto
sobre a forragem quanto sobre o solo. Os cascos dos animais causam injúrias ou
perda de vegetação, e provocam compactação da superfície do solo pela pressão
que exercem (LEWIS, 1980; BALPH; MALECHECK, 1985). Segundo
Scholefield et al. (1985), as altas pressões aplicadas ao terreno, pelos cascos dos
animais em pastejo, tendem a danificar a vegetação e deformar o solo, e a
intensidade desses efeitos é determinada, principalmente, pela quantidade de
pisoteio (número de animais e caminhar do rebanho), tipo de solo e seu teor de
água. Ainda, de acordo com Chancellor e Schmidt (1962) citados por Mulholland
e Fullen (1991), a deformação do solo depende, também, da densidade inicial do
solo e do seu teor de matéria orgânica.
Abdel-Magid et al. (1987) descrevem que a carga estática pode ser
calculada dividindo-se o peso do animal pela superfície total de contato dos cascos.
Um animal de 400Kg de peso vivo, com área média de 80 cm
2
por casco, exerceria
uma carga estática (quatro cascos em contato com o solo) de 1,25 Kg cm
-2
. Quando
8
em deslocamento (quatro cascos tocando o solo), este valor aumentaria para
2,5-5,0 Kg cm
-2
, já que a carga pode variar com a fração da área total de casco
efetivamente em contato com o terreno.
Considerando-se os valores de carga com os animais em movimento, de
dois a quatro vezes maiores que na condição estática, o caminhar dos animais,
como argumentam Scholefield et al. (1985), é um fator de alto potencial de
compactação. Brown e Evans (1973) afirmam que a quantidade de pisoteio é
determinante na compactação do solo, e que qualquer prática que reduza o
caminhar dos animais (disponibilidade de água e forragem, duração de pastejo)
deve diminuir os danos provocados à pastagem. Assim, além do peso individual
dos animais e da densidade animal, o manejo dos animais nas áreas pastejadas é
de grande importância.
Em pastagem de aveia preta + trevo subterrâneo cultivada em Podzólico
Vermelho-Escuro, com lotação elevada em curto espaço de tempo, Trein et al.
(1991) observaram compactação na camada de solo até 0,075 m de profundidade
devido ao pisoteio do gado, sendo verificados aumentos de densidade e
microporosidade do solo e diminuição de porosidade total e macroporosidade.
Embora a compactação produzida pelo pisoteio apresente a tendência de ocorrer
apenas superficialmente (FEDERA et al., 1961; SCHOLEFIELD et al., 1985),
ela pode modificar o formato da superfície do solo e causar pequenos
alagamentos com a chuva, tornando o solo mais susceptível a deformações
(MULHOLLAND; FULLEN, 1991), as quais podem, então, levar a compactação
a manifestar-se em maiores profundidades.
2.4 Influência da Compactação nas Propriedades Físicas do Solo
A compressão do solo se refere ao processo de decréscimo de volume e
deformação do solo por causas antrópicas, ou seja, quando forças externas são
aplicadas. No caso de solos saturados, a compressão é chamada de consolidação,
enquanto que para solos não saturados o processo se chama compactação
(HORN; LEBERT, 1994). No campo, sob predomínio de condições de não-
9
saturação, a compactação é o principal processo decorrente de forças de
compressão, sendo que a condição do solo resultante do processo de
compactação é conhecida como estado ou grau de compactação (HAKANSSON
et al., 1988), e o termo compressibilidade indica a resistência do solo ao
decréscimo de volume quando submetido a uma carga mecânica (HORN;
LEBERT, 1994).
No processo de compactação, o volume do solo é reduzido,
principalmente, à custa do ar, que é expelido ou pode ser comprimido. A água,
geralmente, não é deslocada a grandes distâncias, mas o potencial de água do
solo se modifica. As partículas sólidas se rearranjam, a matéria orgânica muda de
forma e as pontes ou ligações entre as partículas primárias podem ser desfeitas
(KOOLEN, 1994). A porosidade e a permeabilidade do solo diminuem e a
resistência à deformação aumenta (SOANE; OUWERKERK, 1994). Com a
redução no volume de macroporos resultante da compactação (KOOLEN, 1994),
o solo compactado pode apresentar aeração insuficiente, prejudicando raízes em
crescimento, causar a produção de compostos nocivos às plantas, como o etileno,
ou gerar perda de nitrogênio por desnitrificação (STEPNIEWSKI et al., 1994).
A compactação aumenta a densidade do solo, diminui o espaço poroso
(HORTON et al., 1994) e altera propriedades hídricas do solo que dependem dos
poros, como a infiltração e a retenção de água (KLUTE, 1982). Com o aumento
do grau de compactação, a taxa de infiltração de água (DAWIDOWSKI;
LERINK, 1990) e a condutividade hidráulica do solo (MAPA et al., 1986)
diminuem. No entanto, apesar da compactação diminuir a porosidade total, em
condição de solo não saturado a retenção de água pode ser maior no solo
compactado que no solo não compactado, por causa do aumento da
microporosidade (REICOSKY et al., 1981).
Diferentes propriedades físicas têm sido utilizadas na quantificação da
qualidade física do solo (TOPP; ZEBTCHUK, 1979) e dentre estas, a densidade
e a porosidade do solo são as propriedades físicas mais amplamente utilizadas.
Do ponto de vista biológico, um solo com boa qualidade física requer um
balanço entre aeração e retenção de água, além de resistência do solo à
10
penetração não impeditiva ao crescimento e as funções fisiológicas das raízes
(LETEY, 1985). Os resultados de Skopp et al. (1990) indicam que a máxima
atividade biológica, medida pela produção de nitrogênio disponível às plantas,
via mineralização, da matéria orgânica, ocorreu quando a saturação relativa do
solo foi de 66% ou, alternativamente, com 34% do espaço poroso do solo
ocupado com ar. Estas proporções são medidas em potencial mátrico
correspondente à capacidade de campo, considerando-se o teor de água retido e a
capacidade de aeração total do solo, em relação à porosidade total do solo.
Na avaliação de diferentes indicadores, Reynolds et al. (2002) não
verificaram diferenças entre sistemas de manejo de solo com plantio direto,
preparo convencional e solo sob mata nativa para a densidade do solo e a
porosidade do solo. Estes autores, ao explorarem os indicadores de capacidade de
aeração total do solo e capacidade de armazenamento de água no solo, reiteraram
os valores referenciais de Skopp et al. (1990), respectivamente, de 0,66 e 0,34,
em solos com teores de argila de 160 a 370 g kg
-1
, apesar dos mesmos não terem
sido constatados em solo com teor de argila de 50 g kg
-1
. Até o momento não há
registro do uso destes indicadores na avaliação da qualidade física em solos
tropicais e sub-tropicais brasileiros.
Outros indicadores de qualidade física do solo foram propostos por
Reynolds et al. (2002), tais como a porosidade no domínio dos macroporos e a
porosidade da matriz do solo, respectivamente, equivalentes aos diâmetros de
poros superiores e inferiores a 300 μm. Os autores justificam o desdobramento
destas duas classes de poros, porque elas distinguem as funções de
armazenamento e transmissão de água e ar. Paralelamente, Reynolds et al. (2002)
sugeriram os indicadores de qualidade do solo denominados capacidade de
aeração capacidade de aeração da matriz do solo e capacidade de aeração total do
solo, utilizando como referência o potencial do solo saturado e os poros
equivalentes a diâmetros inferiores a 300 μm ou drenados no potencial de -0,001
MPa, respectivamente, em relação ao potencial correspondente à capacidade de
campo.
11
2.5 O Intervalo Hídrico Ótimo
O arranjo das partículas do solo estabelece as proporções dos
componentes sólidos, líquidos e gasosos, determinando o fornecimento de água,
oxigênio e a resistência à penetração das raízes no solo. A organização destes
componentes determina a estrutura do solo (KAY, 1990), a qual controla as
propriedades físicas do solo que interferem diretamente no crescimento das
plantas. De acordo com Karlen e Stott (1994), diferentes propriedades físicas do
solo têm sido empregadas para quantificar as mudanças causadas pelo manejo do
solo. Em geral, são utilizadas propriedades físicas individualmente, não levando
em conta as possíveis interações entre elas.
As propriedades físicas do solo para o crescimento das plantas podem ser
divididas em duas categorias (LETEY, 1985). Aquelas diretamente relacionadas
com o desenvolvimento das plantas (conteúdo de água do solo, aeração do solo,
resistência do solo à penetração das raízes, e temperatura), e aquelas
indiretamente relacionadas (textura do solo, densidade do solo, agregação, e
porosidade do solo). As propriedades físicas diretamente relacionadas ao
crescimento das plantas são importantes porque determinam a taxa dos processos
fisiológicos, ligados com o crescimento radicular, com a fotossíntese e com o
crescimento foliar. Já as propriedades indiretamente relacionadas são as mais
utilizadas para avaliar os impactos dos sistemas de manejo sobre a estrutura dos
solos, e os efeitos destas propriedades sobre a produtividade das culturas ocorrem
por sua influência sobre a retenção de água, aeração, temperatura e resistência do
solo à penetração das raízes, ou seja, pela sua influência sobre as propriedades
diretamente relacionadas com o desenvolvimento das plantas.
O conceito de água disponível (AD) é amplamente utilizado em estudos
de efeitos dos sistemas de manejo na condição física do solo. AD incorpora uma
ampla variação de tamanhos de poros, e sua utilização como indicador da
qualidade do solo para o crescimento das plantas implica assumir que, dentro
destes limites, não ocorre nenhum outro tipo de limitação. No entanto, a AD ou
12
mais precisamente o potencial em que a água se encontra no solo, exerce um
efeito ainda mais crítico sobre o crescimento vegetal, pois atua como uma
“variável de equilíbrio” afetando de forma positiva ou negativa os efeitos da
aeração, resistência do solo à penetração, e temperatura do solo (LETEY, 1985).
Portanto, dependendo da condição estrutural do solo, entre o limite superior e
inferior da AD podem ocorrer limitações por excessiva resistência do solo à
penetração das raízes, aeração deficiente ou pela temperatura do solo.
A temperatura do solo exerce grande influência no crescimento e
desenvolvimento das plantas. Ela atua sobre processos fisiológicos, atividade de
microrganismos, reações químicas, difusão de solutos e gases, dentre outros
processos relevantes ao ambiente do solo. No entanto, segundo Sanchez (1976),
os efeitos da temperatura têm sido mais relatados em regiões de clima temperado
com invernos rigorosos. Em regiões tropicais, a temperatura do solo raramente
apresenta-se como fator limitante ao desenvolvimento das plantas.
Na ausência de limitações térmicas, as condições físicas na interface
solo-raiz são controladas pela disponibilidade de água, aeração e resistência à
penetração, cujas magnitudes são determinadas pela estrutura do solo (LETEY,
1985; BOONE, 1988; HADAS, 1997). A dependência e a inter-relação entre
estes fatores dificultam o estabelecimento de um nível ótimo destes em relação à
produtividade das culturas (LETEY, 1985). De maneira geral, condições físicas
do solo favoráveis ao crescimento das plantas têm sido associadas com uma
porosidade de aeração mínima de 10% (GRABLE; SIEMER, 1968; GLINSKI;
LIPIEC, 1990), na qual a difusão de oxigênio no solo torna-se limitante ao
funcionamento das raízes. Apesar de várias pesquisas apontarem a resistência do
solo à penetração como uma variável física muito sensível à condição estrutural
do solo (EHLERS et al., 1983; HAMBLIN, 1985; STIRZAKER et al., 1996), um
valor de resistência do solo à penetração de 2,0 MPa tem sido comumente
associado como impeditivo para o crescimento das raízes (TAYLOR et al., 1966)
e da parte aérea das plantas (TARDIEU, 1994; WEAICH et al., 1996).
Letey (1985), em uma tentativa para integrar várias propriedades físicas
em um único parâmetro desenvolveu o conceito do “non-limiting water
13
range” (NLWR), que mais tarde foi aprimorado por Silva et al. (1994), sendo
rebatizado como “least limiting water range” (LLWR). No Brasil, o “LLWR” foi
utilizado pela primeira vez por Tormena et al. (1998b) e recebeu o nome de
“intervalo hídrico ótimo” (IHO). O IHO integra três fatores diretamente
associados com crescimento das plantas em uma única variável, e é considerado
como um excelente índice na avaliação da qualidade física do solo para o
crescimento das plantas (SILVA; KAY, 1996; SHARMA; BHUSHAN, 2001;
WU et al., 2003; LAPEN et al., 2004).
O IHO refere-se à faixa de conteúdo de água no solo em que não
ocorrem limitações hídricas ao crescimento das plantas por causa da
disponibilidade de água, aeração e resistência do solo á penetração das raízes
(SILVA et al., 1994; TOPP et al., 1994; TORMENA et al., 1998b, 1999; LEÃO
et al., 2005; SILVA et al., 2006). O IHO é um parâmetro físico do solo que
integra numa única medida os efeitos da estrutura do solo nos fatores físicos que
diretamente influenciam o crescimento das raízes e da parte aérea das plantas.
Apresentando como limite superior a umidade do solo na capacidade de campo
(θ
CC
), ou o conteúdo de água em que a aeração do solo torna-se insuficiente para
suprir a necessidade da planta (θ
PA
), e como limite inferior o conteúdo de água no
ponto de murcha permanente (θ
PMP
), ou o conteúdo de água em que a resistência
do solo à penetração torna-se limitante (θ
RP
) (SILVA et al., 1994).
Para cada valor de densidade do solo é calculado um valor de IHO.
Assim, em alguns casos podem ocorrer valores de densidade do solo em que são
nulos os valores do IHO, e neste caso, este valor de densidade do solo está
associado com condições estruturais do solo restritivas para o crescimento
radicular, passando a receber o nome de densidade do solo crítica (SILVA et al.,
1994). A ocorrência da densidade crítica foi constatada por vários autores em
solos com diferentes texturas e manejo (SILVA et al., 1994; TORMENA et al.,
1998b, 1999ab; IMHOFF et al., 2001; BENJAMIN et al., 2003; LEÃO et al.,
2004; CAVALIERI et al., 2006).
Existem quatro possibilidades para se calcular o IHO e estas dependem
dos valores dos parâmetros envolvidos na sua determinação. Wu et al. (2003)
14
ilustraram de forma simplificada estas quatro possibilidades, as quais são
apresentadas abaixo.
a) Se (θ
PA
≥ θ
CC
) e (θ
RP
≤ θ
PMP
):
IHO = θ
CC
- θ
PMP
;
b) Se (θ
PA
≥ θ
CC
) e (θ
RP
≥ θ
PMP
):
IHO = θ
CC
- θ
RP
;
c) Se (θ
PA
≤ θ
CC
) e (θ
RP
≤ θ
PMP
):
IHO = θ
PA
- θ
PMP
;
d) Se (θ
PA
≤ θ
CC
) e (θ
RP
≥ θ
PMP
):
IHO = θ
PA
- θ
RP
;
O IHO é descrito como um índice da qualidade física e estrutural do solo
para o crescimento das plantas (SILVA et al., 1994; WU et al., 2003). Os
resultados obtidos por Silva e Kay (1997a) demonstram que o IHO é
positivamente correlacionado com o conteúdo de matéria orgânica e
negativamente com a densidade do solo. A degradação da estrutura do solo
resulta numa redução do IHO, de tal maneira que, aumenta a probabilidade das
raízes das culturas serem expostas à ocorrência de limitações físicas no solo
(SILVA; KAY, 1997b). Estes resultados sugerem que a compactação e/ou a
redução nos teores de matéria orgânica nos solos aumentam a probabilidade de
ocorrência de condições físicas impróprias para o crescimento das plantas. Por
exemplo, o crescimento de plantas de milho foi negativamente correlacionado
com a magnitude do IHO e com a freqüência de ocorrência da umidade do solo
fora dos seus limites (SILVA; KAY, 1996). Estes resultados demonstram o
potencial do IHO para a avaliação dos efeitos das práticas de manejo na
qualidade física do solo.
Apesar da grande utilidade do IHO como indicador da qualidade física
do solo, ainda existem poucas pesquisas a seu respeito. Benjamin et al. (2003)
salientam que os dados necessários para construção do IHO são extensos e
consomem tempo para acumulá-los. Esses autores argumentam ainda que o uso
do IHO como ferramenta auxiliar na tomada de decisões de manejo do solo deve
ser difundido, porém, para que isto seja possível é necessário melhorarias na
15
tecnologia de coletas dos dados, que devem ser rápidas, precisas e principalmente
baratas.
Segundo Reichert et al. (2003), lavouras cultivadas em solos que
apresentam reduzido IHO são mais vulneráveis à queda de produtividade por
falta ou excesso de água do que àquelas cultivadas em solos com elevado valor
de IHO. Para esses autores, o IHO é um grande avanço na área de biofísica do
solo e recomendam seu uso como um índice físico integrador da qualidade física
do solo. Neste sentido, várias pesquisas realizadas no Brasil, em diferentes
culturas e sistemas de manejo, têm apontado o IHO como um excelente índice na
avaliação da qualidade física do solo (TORMENA et al., 1998b, 1999b;
IMHOFF et al., 2001; ARAUJO et al., 2004; LEÃO et al., 2004; CAVALIEIRI
et al., 2006). No entanto, a utilização do IHO, na avaliação da qualidade física do
solo em sistemas de integração de pecuária com lavouras em semeadura direta,
não tem sido feita no Brasil. Práticas de manejo que favorecem o acúmulo de
matéria orgânica no solo, como no caso da semeadura direta, tendem a
proporcionar condições físicas menos restritivas às plantas, uma vez que, em
virtude da cobertura do solo pela palha, é esperado que ocorram com maior
freqüência umidades dentro dos limites do IHO.
16
3 MATERIAL E MÉTODOS
As amostragens foram realizadas na Fazenda Experimental da Coamo –
Cooperativa Agroindustrial, localizada no município de Campo Mourão - PR,
situado a 24°02’38” de latitude sul e 52°22’40” de longitude a oeste, com relevo
praticamente plano ou suave ondulado com altitudes que variam de 600-650 m
(EMBRAPA, 1984), e com médias anuais de temperatura e precipitação de 20°C
e 1.340 mm, respectivamente. Nessa região, o tipo climático dominante, segundo
a classificação de Köppen, é o Cfa (subtropical úmido mesotérmico). O solo
utilizado nesse estudo é classificado como Latossolo Vermelho distroférrico
(NEIRO et al., 2003). A análise granulométrica realizada na camada de 0-0,15 m
indicou valores médios de 850 g kg
-1
de argila, 120 g kg
-1
de silte e 30 g kg
-1
de
areia, classe textural muito argiloso (EMBRAPA, 1999).
Os tratamentos foram implantados em 2002 e constituídos de quatro
níveis de altura da forragem mantidos durante o pastejo: 0,07 (T7); 0,14 (T14);
0,21 (T21); e 0,28 m (T28), e um tratamento-testemunha que consistiu de uma
área na unidade experimental em que o gado não teve acesso. Sendo que a área
experimental possuía pastejo contínuo com aveia mais azevém e soja há quatro
anos. Houve monitoramento semanal da altura das plantas na pastagem e, quando
houve indicação de modificação da altura, o número de animais nas unidades
experimentais foi modificado. Quando diminuiu a altura das plantas, o número de
animais foi reduzido, e em caso de aumento da altura, o número de animais foi
incrementado. Apesar de não haver uma taxa fixa de lotação, manteve-se sempre
um mínimo de três animais por unidade experimental. Os animais excedentes a
estes três foram chamados de flutuantes ou reguladores, pois sua presença ou
ausência é que regulou a altura da pastagem.
Como unidades experimentais, foram consideradas piquetes delimitados
por cerca elétrica na área cultivada, os quais tiveram áreas de diferentes
tamanhos. Quanto maior a altura a ser mantida, maior é a área do piquete, a fim
de utilizar um número mínimo de animais por piquete (três), possibilitando que,
17
nos piquetes em que a altura da forragem for maior, haja um nível mínimo de
pisoteio. Considerando-se duas repetições por tratamento, foram formados oito
piquetes, totalizando cerca de 8 ha de área de estudo. A área de cada piquete,
para os diferentes tratamentos, foi: tratamento de 0,07m de altura da forragem
(T7), 0,50 e 0,52 ha; 0,14 m de altura (T14), 0,80 e 0,80 ha; 0,21 m de altura
(T21), 1,10 e 1,06 ha; 0,28 m de altura (T28), 1,74 e 1,56 ha. A Figura 1 mostra a
área experimental de 8,09 ha e os piquetes com os diferentes tratamentos de
altura de forragem na área experimental.
T7
T7
T14
T14
T21
T28
T28
T21
Rodovia
0,50 ha
0,80 ha
0,52 ha
0,80 ha
1,10 ha
1,06 ha
1,74 ha
1,56 ha
Figura 1 – Croqui da área experimental e a distribuição das unidades experimentais
dos diferentes tratamentos de manejo das forrageiras de inverno.
Para caracterizar o efeito do pisoteio sobre o grau de compactação do
18
solo, amostras indeformadas de solo foram retiradas, em cada tratamento, nas
profundidades de 0,0-0,07 e 0,075-0,15 m, utilizando cilindros de aço com
0,05 m de comprimento e 0,05m de diâmetro, os quais foram inseridos no solo
por meio de força hidráulica utilizando um amostrador (Figura 2). A amostragem
da área experimental foi realizada em novembro de 2005.
Figura 2 – Estratégia de coleta de amostras indeformadas na área experimental.
Foram coletadas 36 amostras em cada tratamento e profundidade
totalizando 72 amostras por tratamento. Os cilindros retirados que continham a
amostra foram embrulhados em papel alumínio para evitar ressecamento. Após a
coleta, as amostras foram encaminhadas para o laboratório onde permaneceram
sob refrigeração (±5°C) para inibir a atividade microbiológica bem como eventos
que modificam a estrutura do solo, como a germinação de sementes ou a
atividade de insetos e minhocas até a sua preparação para análise.
No laboratório, as amostras foram preparadas recebendo um pedaço de
19
tecido sintético na extremidade inferior, fixado por atilho de borracha,
considerando-se os pesos do atilho e do tecido. Na primeira fase da seqüência
em laboratório, as 72 amostras de cada tratamento foram simultaneamente
saturadas por 24-48 h. Em seguida, as amostras foram pesadas e submetidas aos
potenciais de -0,001; -0,006 MPa utilizando uma mesa de tensão (OLIVEIRA,
1968) e -0,01 MPa utilizando placas porosas e extratores de Richards (TOPP et
al., 1993).
Em seguida, foi determinada a curva de retenção de água (CRA)
seguindo-se os procedimentos adotados por Silva et al. (1994). As amostras
foram divididas em 12 grupos de três amostras por profundidade. Após serem
novamente saturadas, elas foram pesadas (condição saturada) e cada grupo de
quatro amostras por tratamento e profundidade foi submetido aos potencias:
-0,002; -0,004; -0,006; -0,008, utilizando-se de uma mesa de tensão (OLIVEIRA,
1968) e placas porosas e extratores de Richards (TOPP et al., 1993) para os
potenciais de -0,010; -0,030; -0,050; -0,07; -0,1; -,02; -0,4; e -1,5 MPa.
Ao cessar a drenagem de água (equilíbrio hidráulico), as amostras
tiveram os pesos novamente anotados (precisão em centésimos de grama) e foi
feita a determinação da resistência do solo à penetração (CRS). Cada amostra
teve a resistência determinada por um penetrômetro controlado por computador,
com as seguintes características: haste de penetração com ponta cônica de 4
milímetros de diâmetro e semi-ângulo de 30°; deslocamento da haste em
velocidade constante de 0,01 m por minuto; e freqüência de leitura de resistência
de um valor a cada 0,75 segundo. As amostras foram posicionadas no
penetrômetro de forma que a ponta cônica se desloque ao longo do eixo
longitudinal no centro dos cilindros, e o valor médio de resistência para cada
amostra foi calculado somente com valores relativos aos 0,03 m centrais das
amostras, ou seja, foram descartados 0,01 m de cada extremidade da amostra.
Após a determinação da resistência à penetração, as amostras foram
levadas para estufa a ±105°C por 24 horas e transferidas para dessecadores e em
seguida foram pesadas em balança analítica. A partir da massa do solo seco e do
volume total calculado para cada cilindro, a densidade do solo foi obtida por
20
meio da equação 1 (CULLEY, 1993). O teor de água na saturação (
θ
v,
m
3
m
-3
) foi
obtido multiplicando a Ds pelo teor gravimétrico de água na condição de
saturação (
θ
s
,Mg Mg
-1
), sendo este valor considerado equivalente à porosidade
total do solo (TOPP et al., 1993).
D
s
= M
s
/V
t
(1)
em que: D
s
= densidade do solo (Mg m
-3
); M
s
= massa solo seco em estufa (Mg);
V
t
= volume total amostra (m
3
).
Para a determinação do IHO, é necessário descrever matematicamente as
curvas de retenção de água e de resistência do solo. A curva de retenção de água,
no solo (CRA), expressa pela relação entre o potencial mátrico (ψ) e o conteúdo
de água (θ), foi estimada utilizando a função proposta por Ross et al. (1991),
descrita na equação 2:
θ = a ψ
b
(2)
Para a quantificação do IHO, é necessário incorporar a Ds na descrição
matemática da CRA, uma vez que a Ds permite descrever a variabilidade da
estrutura solo. Desta forma, a equação 1 toma a forma da equação 3, a qual foi
utilizada por Silva et al. (1994) e Betz et al. (1998).
ln (θ) = ln(a + b*Ds) + c ln(ψ) (3)
em que θ = conteúdo volumétrico de água (m
3
m
-3
), ψ = potencial matricial (MPa),
a, b e c são coeficientes obtidos no ajuste do modelo. Este modelo foi aplicado a
cada tratamento e o efeito de profundidade foi avaliado considerando-a como
variável “dummy” ou de classe, assumindo valor igual a 0 para a profundidade de
0-0,075 m e valor igual a 1 para a profundidade de 0,075-0,15 m.
A resistência do solo à penetração (RP) varia com o conteúdo de água (θ)
e com a densidade do solo (Ds), e desta relação funcional entre a RP (Ds, θ)
21
pode-se determinar a curva de resistência do solo (CRS). A CRS foi ajustada por
meio de um modelo não-linear utilizado por Busscher (1990) e Silva et al.
(1994). O modelo utilizado é descrito na equação 4.
RP = d θ
e
Ds
f
(4)
ou, com a transformação logarítmica do mesmo, resulta na equação 5:
lnRP = lnd + e lnθ + f ln Ds (5)
em que RP é a resistência do solo à penetração (MPa), θ é a umidade do solo (m
3
m
-3
) e Ds é a densidade do solo (Mg m
-3
), e d, e, e f são os coeficientes de ajuste
do modelo. O efeito de profundidade foi avaliado seguindo o mesmo
procedimento para a curva de retenção de água no solo.
De forma análoga ao cálculo do teor volumétrico de água na condição de
saturação, foi calculado o teor volumétrico de água do solo após equilíbrio com o
potencial de -0,006 MPa (60 cm coluna de água), sendo este valor considerado
equivalente à microporosidade do solo (CARTER; BALL, 1993). A
macroporosidade foi calculada por diferença, subtraindo-se o teor de água
equivalente à microporosidade do teor de água equivalente à porosidade total.
Todos os índices físicos abaixo foram obtidos, conforme Reynolds et al. (2002):
a porosidade do domínio dos macroporos do solo, que consiste no volume de
poros do solo com equivalentes diâmetros de maior ou igual a 300 µm, foi
calculada pela diferença entre a umidade na saturação e a umidade a -0,001 MPa;
a porosidade do domínio da matriz do solo expressa pelo volume de poros do
solo com equivalentes diâmetros menor a 300 µm, foi determinada pela umidade
existente no potencial de -0,001 MPa; a capacidade de ar do solo foi calculada
pela diferença entre a umidade na saturação e a umidade na tensão de -0,01 MPa,
sendo um índice de aeração na base total do solo; também foi calculada a
capacidade de ar na matriz do solo, dado pela diferença entre a umidade na
tensão de -0,001 MPa e -0,006 MPa.
22
O intervalo hídrico ótimo do solo (IHO) foi determinado conforme Silva
et al. (1994): calculando um valor de IHO para cada amostra, e os valores críticos
para o crescimento das plantas são os seguintes: (1) em relação ao potencial
mátrico, a capacidade de campo ou o teor de água do solo no potencial de
-0,01
MPa (θ
CC
) (HAISE et al., 1955), e o ponto de murcha permanente ou o teor de
água do solo no potencial de -1,5 MPa (θ
PMP
) (SAVAGE et al., 1996); (2) em
relação à resistência do solo à penetração, o teor de água do solo em que a
resistência à penetração (θ
RP
) atingir 2,5 MPa (TAYLOR et al., 1966); (3) em
relação à porosidade de aeração, o teor de água do solo em que a porosidade de
aeração (θ
PA
) for igual a 10% (GRABLE; SIEMER, 1968). O valor da θ
PA
em que
a porosidade de aeração é de 0,10 m
3
m
-3
ou 10% foi obtido por [1-(Ds/Dp)-0,1].
A densidade de partícula (Dp) foi estimada pelo método do balão volumétrico
conforme Embrapa (1997), utilizado valor médio de 2,85 Mg m
-3
determinado
para as amostras de todos os tratamentos.
Os ajustes de CRA e CRS foram feitos com a rotina PROC REG e
PROC GLM do programa SAS (STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM
INSTITUTE, 1986). Para os dados de densidade e porosidade do solo, foi
utilizado o intervalo de confiança da média (p < 0,05), como critério decisório,
para indicar diferenças estatisticamente significativas entre os tratamentos. A
não-sobreposição dos limites superior e inferior do intervalo de confiança indica
diferenças significativas entre os tratamentos conforme Payton et al. (2000).
23
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os valores médios de Ds, nas camadas de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m, são
mostrados na Figura 3. Na camada de 0-0,075 m, a densidade foi
significativamente menor no tratamento-testemunha, e não foi constatada
diferença estatisticamente significativa com o tratamento T28. O caminhamento
dos animais aumentou a densidade do solo nesta camada, mas não se verificaram
diferenças significativas da densidade entre os tratamentos T7, T14, T21 e T28.
Verifica-se que com o aumento do pisoteio animal na altura de corte menor
ocorre uma tendência de aumento na densidade do solo. Estes resultados são
compatíveis com os de Bertol et al. (2000) que também verificaram o incremento
da densidade em função do pisoteio animal.
Na camada de 0,075-0,15 m, não se verificaram diferenças significativas
entre os tratamentos, mas os valores de densidade do solo são em geral mais altos
do que os resultados encontrados na camada de 0-0,075 m, sugerindo que estes
resultados decorrem dos efeitos de manejo, a exemplo de Tormena et al. (1998a)
e que o pisoteio dos animais não influenciou a densidade do solo nessa camada.
Esta afirmação é apoiada pelos resultados verificados no tratamento-testemunha
que apresenta diferença estatisticamente significativa entre as duas camadas
amostradas. A concentração dos efeitos do pisoteio dos animais na camada
superficial pode ser verificada nos tratamentos T28 a T7, verificando-se que não
há diferenças de densidade entre as camadas de 0-0,075 m e 0,075-0,015 m,
evidenciando que a presença dos animais nas áreas de cultivo mantém a
compactação próxima à superfície.
24
1,15
1,17
1,19
1,21
1,23
1,25
1,27
1,29
1,31
1,33
1,35
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T estemunha
T ratam entos
Densidade do solo, Mg m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
0,00
Figura 3 – Valores médios de densidade do solo na camada de 0-0,075m e
0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de confiança da
média (p < 0,05).
Os resultados obtidos estão de acordo com Chappell et al. (1971) e
Greenwood et al. (1997) que indicam que os efeitos da compactação pelo
pisoteio animal concentram-se na camada de 5 cm. O estudo de Trein et al.
(1991), que avaliou os efeitos do pisoteio do gado (elevada lotação e curtos
períodos de pastejo) sobre algumas características físicas do solo, também
conclui que a compactação ficou restrita na camada superficial.
Com a presença dos animais para o pastejo das forrageiras de inverno,
verifica-se redução deste gradiente e uma crescente homogeneização da condição
física do solo (densidade do solo similar entre as camadas) na camada até 0,15 m
uniformizando a densidade no perfil com maiores valores. Em face disso, pode-
se afirmar que, em tratamentos com maior intensidade de pastejo ou maior
pisoteio animal, as culturas estarão mais sujeitas aos estresses de natureza física
desde a emergência até a plena produção de grãos, com maiores riscos de perdas
de produtividade associada às variações climáticas. Nos tratamentos com menor
intensidade de pastejo, o efeito direto dos cascos dos animais pode estar sendo
25
compensado pela maior atividade radicular das culturas de inverno de modo a
manter menor densidade do solo na camada superficial. Isto pode ser ainda
evidenciado pelas diferenças de densidade entre as camadas de 0-0,075 m e
0,075-0,15 m nos tratamentos T14, T21 e T28.
A análise da Figura 3 indica que com elevadas lotações ou manutenção
de reduzida altura de corte das forrageiras de inverno ocorre a compactação da
camada superficial do solo. A variação da densidade do solo entre os tratamentos
na camada de 0,075-0,15 m e fornece indicações de que esta camada não foi
influenciada pelo pisoteio animal. Em sistemas de manejo que não incluem o
pastejo de forrageiras de inverno, tem-se verificado que os efeitos do tráfego de
máquinas se distribuem numa maior profundidade, em geral até 0,20 m ou 0,25
m (TORMENA; ROLOFF, 1996; HAJABBASI et al., 1997; HARTEMINK,
1998; CAVANAGE et al., 1999), a exceção do uso de máquinas com elevadas
cargas por eixo que compactam camadas do solo em subsuperfície abaixo da
zona radicular. O efeito pretérito da compactação, pelo tráfego de máquinas e uso
de implementos antes da adoção do plantio direto, é evidenciado pelos elevados
valores de densidade da camada de 0,0-0,075 m. Por outro lado, o efeito do
tráfego dos animais no pastejo de inverno, como no caso do tratamento T7, foi
suficiente para causar elevação de densidade do solo em níveis similares por
causa das máquinas, verificado pela semelhança dos valores desta variável nas
duas camadas amostradas.
A variação do volume total de poros, nos tratamentos, é apresentada na
Figura 4. Na camada superficial, verifica-se uma pequena variação entre os
tratamentos (0,539 m
3
m
-3
a 0,574 m
3
m
-3
), e uma elevada variabilidade nos
tratamentos. A porosidade total, por definição, é inversamente proporcional a
densidade do solo, como poder ser verificado comparando as Figuras 3 e 4.
26
0,52
0,53
0,54
0,55
0,56
0,57
0,58
0,59
0,60
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T estemunha
T rat ament os
Porosidade total m
3
m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
0,00
Figura 4 – Valores médios de porosidade total do solo na camada de 0-0,075m e
0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de confiança da
média (p < 0,05).
O tratamento-testemunha apresentou os maiores valores de porosidade
total em relação aos tratamentos T21, T14 e T7, denotando o impacto da
compactação pelo pisoteio animal naqueles tratamentos em eliminar parte da
porosidade do solo. Verifica-se que tratamento-testemunha não difere
significativamente do tratamento T28 na camada de 0-0,075 m de profundidade e
este não apresentou diferenças para os demais tratamentos (Figura 4). No entanto,
a redução da porosidade total com a compactação do solo em outros sistemas de
manejo foi também relatada por Machado e Brum (1978), Albuquerque et al.
(1995) e Araújo et al. (2004). Na camada de 0,075-0,15 m, não se verificam
diferenças entre os tratamentos, uma vez que os limites do intervalo de confiança
da média se sobrepõem. A camada de 0,075-0,15 m apresentou os menores valores
de porosidade total em virtude da maior densidade do solo, evidenciando mais uma
vez a relação inversa entre as duas variáveis. Esses resultados estão em acordo
com os valores obtidos por Albuquerque et al. (1995).
Os valores médios de microporosidade do solo (volume de água retido na
27
tensão de 60 hPa) das camadas de 0,00-0,075 e 0,075-0,15 m são mostrados na
Figura 5.
0,40
0,41
0,42
0,43
0,44
0,45
0,46
0,47
0,48
0,49
0,50
0,51
0,52
0,53
0,54
0,55
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T estemunha
T ratament os
Microporosidade, m
3
m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
0,00
Figura 5 – Valores médios de microporosidade do solo na camada de 0-0,075 m e
0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de confiança da
média (p < 0,05).
Na camada de 0,00-0,075 m, o tratamento T21 apresentou maior valor de
microporosidade, diferenciando apenas dos tratamentos T7 e testemunha. A
variação dos valores de microporosidade é muito pequena entre os tratamentos
(47-50%), mas o maior valor em T21 indica que a magnitude da compactação
causada pelo pisoteio resultou em transformações de poros para a classe de
microporos comparado a testemunha. Por outro lado, o efeito do pisoteio intenso
pelo casco dos animais com cisalhamento do solo pode ter contribuído para a
eliminação dos poros de maior tamanho e para a ocorrência de poros irregulares
em tamanho e continuidade, reduzindo a possibilidade de saturação completa da
porosidade e o que explica a redução significativa da microporosidade em T7 ao
comparar com T21. A redução da microporosidade do solo, com o pisoteio dos
28
animais também, foi constatado por Marchezan et al. (1998). Em relação à
testemunha, as diferenças entre T21 devem-se a maior proporção de macroporos
por causa da menor densidade do solo nessa camada, no tratamento-testemunha,
como já discutido anteriormente.
Tais resultados estão em acordo com Silva e Kay (1997a), ou seja, a
microporosidade é fortemente influenciada pela textura e pelo teor de carbono
orgânico e é muito pouco influenciada pela compactação originada do tráfego de
máquinas e neste caso, de animais. Os trabalhos de Araújo et al. (2004),
Albuquerque (1995) e Da Ros et al. (1997) indicam que a microporosidade não é
afetada pela compactação causada pelas máquinas ou pelo pisoteio animal em
áreas de pastejo como atestam os resultados de Bertol et al. (2000) e Trein et al.
(1991).
Na camada de 0,075-0,015 m, os valores médios são muito similares
entre os tratamentos (Figura 5), mas menores do que os da camada de 0-0,075 m,
denotando uma maior capacidade de armazenamento de água na camada de
0,00-0,075 m. Os reduzidos valores de microporosidade, no tratamento T7,
podem estar relacionados à não-completa saturação do solo em virtude da maior
irregularidade e menor continuidade do sistema poroso. Entre as profundidades,
os valores encontrados mostram que para o tratamento-testemunha e T28 não
apresentam diferença em seus valores médios enquanto que para os tratamentos
T7, T14 e T21 apresentaram diferença significativa quando comparados seus
valores entre as profundidades.
Os valores médios para a macroporosidade do solo (poros drenados na
tensão de 60 hPa), nas camadas de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m, são mostrados na
Figura 6. Destaca-se a elevada variabilidade dos dados, indicada pela magnitude
do intervalo de confiança da média, em especial na camada de 0,0-0,075 m dos
tratamentos T28 e testemunha. Há indicações de que o pisoteio animal promove
maior homogeneização da estrutura do solo, via redução da macroporosidade.
29
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,12
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T est emunha
T ratamentos
Macroporosidade, m
3
m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
0,00
Figura 6 – Valores médios de macroporosidade do solo na camada de 0-0,075 m
e 0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de confiança da
média (p < 0,05).
A redução da macroporosidade explica a redução da porosidade total do
solo nos tratamentos T7, T14 e T21 verificada na Figura 5 em acordo com outros
autores (BERTOL et al., 2000; ALBUQUERQUE, 1995; Da ROS et al., 1997).
Considerando a variação dos dados (Figura 6), os tratamentos T7, T14 e T21
apresentam entre 5-6% de macroporosidade muito abaixo do valor de 10%,
preconizado por Grable e Siemer (1968) como o mínimo necessário para uma
adequada difusão de oxigênio e outros gases no solo. A macroporosidade do
tratamento-testemunha difere do tratamento de T7, T14 e T21, os quais são
similares ao tratamento T28. Na camada de 0,075-0,15 m, os resultados são
bastante heterogêneos (Figura 6), não havendo comportamento dos dados que
revele o efeito sistemático do pisoteio animal decorrente dos diferentes
tratamentos. No tratamento T7, a maior macroporosidade em relação ao
tratamento T14 pode ser decorrente da maior quantidade de azevém no
tratamento T7.
30
Na camada de 0,075-0,15 m, os valores em geral são maiores do que na
camada de 0-0,075 m para os tratamentos T7, T14 e T21, em virtude da forte
influência do pisoteio animal na camada de 0,0-0,075 m. O tratamento-
testemunha apresenta diferença em relação ao tratamento T14 que apresentou o
menor valor de macroporosidade. Entre as profundidades, os tratamentos que
apresentam diferença estatística são os tratamentos T7 e T21.
Houve redução da macroporosidade com o aumento da densidade do
solo gerada pelo pisoteio animal, também observado por Vizzotto et al. (2000),
Marchezan et al. (1998) e Bertol et al. (2000). Quando há adensamento do solo
pela pressão mecânica exercida pelo tráfego de animais, o volume de macroporos
é expressivamente reduzido, com alguma mudança positiva na microporosidade,
via alteração no diâmetro dos poros e redução da porosidade total (BAVER et al.,
1972). A drástica redução da macroporosidade em solos cultivados decorrente do
aumento da compactação também foi evidenciada pelo aumento da densidade do
solo (BORGES et al., 1999; KAY; ANGERS, 1999). Os resultados demonstram
que em nenhum tratamento foram obtidos resultados com macroporosidade
(porosidade de aeração) superior ao mínimo de 0,10 m
3
m
-3
considerado restritivo
ao desenvolvimento radicular (VOMOCIL; FLOCKER, 1961), embora esse
valor limite, dependa do tipo de planta e do nível de atividade biológica do solo
(GUPTA et al., 1989).
A discriminação da porosidade e da capacidade de ar, no domínio da
matriz do solo e no domínio dos macroporos, foi feita considerando o limite entre
ambos à tensão de 10 hPa ou o equivalente diâmetro de poro de 0,3 mm,
determinado a partir da equação da capilaridade (BRADY; WEILL, 2002). Desta
forma, conforme Reynolds et al. (2002), o volume de poros com diâmetro menor
que 0,3 mm equivale aos poros no domínio da matriz do solo e o volume de
poros com diâmetro maior que 0,3 mm estabelece o domínio dos macroporos
com poros estabelecidos pelos espaços entre agregados, vazios deixados pela
decomposição de raízes e àqueles formados pela atividade de mesofauna do solo.
Apesar de a literatura indicar diferentes classes de tamanho de poros enquadrados
na classe de macroporos, o tamanho de poros equivalente à tensão de 10 hPa ou
31
0,3 mm foi utilizado por Topp et al. (1997) para distinguir macroporos de poros
da matriz do solo. O objetivo de distinguir este dois domínios de poros é porque
poros da matriz e macroporos podem atuar distintamente em relação à
capacidade de funcionamento do solo em termos de armazenamento de água e ar,
e assim, comparar os efeitos dos tratamentos de manejo estabelecidos nesse
sistema de integração lavoura-pecuária.
São mostrados, na Figura 7, os valores médios da porosidade do domínio
dos macroporos do solo (poros drenados entre a saturação e a tensão de 10 hPa)
nas camadas de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m. Esta categoria de poros é responsável
pela rápida drenagem e entrada de ar no solo imediatamente após uma chuva ou
irrigação.
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T est em unha
T ratam ent os
Porosidade do dom inio dos macroporos do solo, m
3
m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
Figura 7 – Valores médios de porosidade do domínio do macroporos do solo na
camada de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o
intervalo de confiança da media (p < 0,05).
Na camada de 0-0,075 m, os maiores valores ocorrem nos tratamentos-
testemunha e T28, os quais diferem significativamente dos tratamentos T7, T14 e
32
T21. Estes resultados demonstram que o pisoteio animal promoveu forte redução
dos poros de maior diâmetro, também verificado em relação ao volume de poros
drenados à tensão de 60 hPa, em concordância com diversos autores que
mostram a redução dos poros de maior diâmetro em função da compactação do
solo. Com a compactação, o volume anteriormente ocupado por estes poros
passou a ser ocupado com sólidos, justificando o aumento da densidade do solo
pelo pisoteio animal mostrado na Figura 3.
Na camada de 0,075-0,15 m de profundidade (Figura 7), os tratamentos-
testemunha, T7 e T14 apresentam baixos valores desta variável, retratando o
efeito da compactação decorrente de máquinas e equipamentos com verificados
nas variáveis anteriormente apresentadas. A prolificidade do sistema radicular do
azevém potencializada pela menor compactação superficial permitiu incremento
dessa categoria de poros nesses tratamentos. Quando são analisadas as diferenças
entre as profundidades, os tratamentos T7, T14, T21 e T28 não apresentam
diferença entre as profundidades analisadas, e somente o tratamento-testemunha
apresenta diferença significativa entre as profundidades de 0-0,075 m e
0,075-0,15 m. Para os tratamentos que condicionaram maiores valores de
densidade do solo, constatou-se a redução dos valores da porosidade do domínio
dos macroporos do solo em acordo com Reynolds et al. (2002).
Os valores médios de porosidade do domínio da matriz do solo (teor de
água retido na tensão de 10 hPa) são apresentados na Figura 8. Na camada de
0,00-0,075 m , o tratamento T28 apresenta maior valor da porosidade do domínio
da matriz do solo, sendo seu valor médio estatisticamente igual ao tratamento de
T21. Os valores dessa variável nos tratamentos testemunha, T7 e T14 não são
estatisticamente diferentes, considerando a sobreposição dos limites do intervalo
de confiança. Os resultados sugerem que o pisoteio animal, nos tratamentos T21
e T28, tiveram um efeito positivo ao incrementar a porosidade considerada por
Reynolds et al. (2002) como no domínio da matriz do solo.
33
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T est em unha
T rat am ent os
Porosidade do dominio da matriz do solo, m
3
m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
0,00
Figura 8 – Valores médios de porosidade do domínio da matriz do solo na
camada de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o
intervalo de confiança da média (p < 0,05).
Este incremento em T21 e T28 deve-se à transformação de poros maiores
em poros de menores diâmetros quando comparados à testemunha, mas ainda
com poros na classe de macroporos. Por outro lado, comparado aos tratamentos
T7 e T14, o pisoteio excessivo reduziu a porosidade total via redução da
macroporosidade, o que se refletiu no volume total de poros determinados pela
matriz do solo. Estes resultados são corroborados pelos de Reynolds et al. (2002)
que verificaram diferenças entre sistemas de manejo de uso e manejo do solo,
demonstrando que solos, cujos manejos estabeleciam melhores condições físicas
do solo, implicavam num aumento dos valores dessa variável.
Os maiores valores da porosidade, no domínio da matriz do solo em T21
e T28, refletem os efeitos positivos do menor pisoteio animal comparado aos
tratamentos T7 e T14 resultando em menores modificações no sistema poroso.
Também, destaca-se o efeito positivo da maior atividade radicular das culturas de
aveia e, especialmente do azevém, em virtude das melhores condições físicas do
34
solo na camada superficial de 0-0,075 m nesses tratamentos. Entre as
profundidades avaliadas, constatou-se que somente no tratamento-testemunha
ocorreu diferença estatística entre os valores dessa variável, justificado pela
reduzida densidade da camada superficial em relação à camada de 0,075-0,15 m.
Os valores médios para a capacidade de aeração total do solo (poros
drenados entre a saturação e a tensão de 100 hPa) e capacidade de ar da matriz do
solo (poros drenados entre a tensão de 10 hPa e 60 hPa) nas camadas de 0-0,075
e 0,075-0,015m de profundidade são mostrados nas Figuras 9 e 10.
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T estem unha
T ratamentos
Capacidade de ar do solo, m
3
m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
Figura 9 – Valores médios da capacidade de ar do solo nas camadas de 0-0,075
m e 0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de confiança da
média (p < 0,05).
Na camada de 0-0,075 m, os maiores valores da capacidade total de ar no
solo em T28 e testemunha indicam maior continuidade dos poros nestes
tratamentos, ainda que T28 não defira dos tratamentos T21, T14 e T7. Na
camada de 0,075-0,15 m, a capacidade total de ar no solo é similar entre os
tratamentos.
35
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T est emunha
T rat amentos
Capacidade de ar da matriz do solo, m
3
m
-3
0-0,075 m
0,075-0,15 m
Figura 10 – Valores médios da capacidade de ar da matriz do solo nas camadas
de 0-0,075 m e 0,075-0,15 m. As barras representam o intervalo de
confiança da média (p < 0,05).
Em relação à capacidade de ar da matriz do solo, em que se excluem os
poros drenados até a tensão de 10 hPa, na camada de 0-0,075 m (Figura 10), os
resultados mostram dois grupos distintos: os tratamentos T7 e T14 e os
tratamentos T21, T28 e testemunha. Já na camada de 0,075-0,15 m, o tratamento
T28 se diferencia do tratamento-testemunha e a testemunha se diferencia dos
tratamentos T7, T21 e T28. Variáveis relacionadas à estrutura do solo associada
aos efeitos do manejo das forrageiras, a maior presença da cultura do azevém nos
tratamentos com pastejo em relação à testemunha, aos efeitos do pisoteio animal
em intensidade variável com a lotação, condicionam a variação de resultados
entre os tratamentos e entre as camadas em cada um dos tratamentos.
Considerando uma capacidade de ar em torno de 0,10 m
3
m
-3
como o mínimo
adequado para a aeração das raízes nas camadas estudadas (TOPP et al., 1997;
36
SILVA et al., 1994), na camada de 0-0,075, apenas os tratamentos T21, T28 e
testemunha podem ser considerados como apresentando boas condições de
aeração (Figura 9).
Para o cálculo do intervalo hídrico ótimo (IHO), as amostras
indeformadas obtidas nos diferentes tratamentos e profundidades de amostragem
são submetidas em diferentes potenciais de forma que se obtenha uma variação
de densidade do solo (Ds), de umidade (θ) e de resistência do solo à penetração
(RP). Os parâmetros físicos do solo determinados para cada tratamento e
profundidade são demonstrados na Tabela 1. As variáveis Ds, θ e RP
apresentaram ampla faixa de valores, desejável para a modelagem da curva de
retenção de água e de curva de resistência do solo. Constatou-se a ocorrência de
elevados valores do coeficiente de variação para a resistência do solo à
penetração, os quais estão associados ao gradiente de umidade do solo obtido em
função dos diferentes potenciais aplicados e, também, em virtude da variação dos
valores de densidade do solo. Resultados semelhantes foram encontrados em
diversas pesquisas (SILVA et al., 1994; TORMENA et al., 1998b, 1999b;
IMHOFF et al., 2001; LEÃO et al., 2004; LEÃO et al., 2005; CAVALIERI et al.,
2006).
Tabela 1 – Parâmetros físicos do solo determinados de cada tratamento, nas
amostras com estrutura não deformada.
Variável Média Desvio-padrão Mínimo Máximo CV (%)
37
T7 – 0-0,075 m
Ds (Mg m
-3
) 1,31 0,05 1,18 1,40 3,94
θ (m
3
m
-3
) 0,43 0,06 0,36 0,54 14,12
RP (MPa) 3,98 1,98 1,59 9,83 49,81
T7 – 0,075-0,15 m
Ds (Mg m
-3
) 1,30 0,05 1,19 1,44 4,19
θ (m
3
m
-3
) 0,42 0,06 0,31 0,54 14,71
RP (MPa) 3,61 2,04 1,14 11,28 56,50
T14 – 0-0,075 m
Ds (Mg m
-3
) 1,29 0,05 1,18 1,39 3,94
θ (m
3
m
-3
) 0,43 0,06 0,31 0,53 14,30
RP (MPa) 3,86 1,96 0,49 9,75 50,74
T14 – 0,075-0,15 m
Ds (Mg m
-3
) 1,32 0,05 1,20 1,42 3,81
θ (m
3
m
-3
) 0,43 0,06 0,36 0,54 14,45
RP (MPa) 3,62 1,65 1,37 7,63 45,51
T21 – 0-0,075 m
Ds (Mg m
-3
) 1,27 0,05 1,16 1,40 4,31
θ (m
3
m
-3
) 0,43 0,06 0,34 0,54 14,70
RP (MPa) 3,47 1,46 0,43 6,79 42,09
T21 – 0,075-0,15 m
Ds (Mg m
-3
) 1,29 0,04 1,16 1,37 3,35
θ (m
3
m
-3
) 0,42 0,06 0,34 0,55 15,13
RP (MPa) 3,33 1,80 1,04 7,78 54,16
T28 – 0-0,075 m
Ds (Mg m
-3
) 1,26 0,08 1,00 1,40 7,50
θ (m
3
m
-3
) 0,41 0,07 0,33 0,60 17,75
RP (MPa) 3,77 2,37 0,55 10,87 62,87
T28 – 0,075-0,15 m
Ds (Mg m
-3
) 1,31 0,06 1,15 1,44 4,79
θ (m
3
m
-3
) 0,41 0,06 0,32 0,53 15,39
RP (MPa) 3,43 1,46 0,59 6,59 42,60
Testemunha – 0-0,075 m
Ds (Mg m
-3
) 1,21 0,07 0,95 1,34 6,45
θ (m
3
m
-3
) 0,42 0,06 0,32 0,54 15,28
RP (MPa) 2,63 1,43 0,77 6,26 54,52
Testemunha – 0,075-0,15 m
Ds (Mg m
-3
) 1,29 0,04 1,21 1,38 3,48
θ (m
3
m
-3
) 0,43 0,05 0,33 0,53 13,66
RP (MPa) 3,03 1,71 1,21 9,59 56,41
N = 36; Ds = densidade do solo; θ = conteúdo de água; RP = resistência do solo à penetração.
Os ajustes matemáticos dos dados aos modelos da curva de resistência do
solo e da curva de retenção de água são apresentados na Tabela 2. Apesar do
reduzido coeficiente de determinação do modelo matemático ajustado à curva de
resistência do solo para alguns tratamentos na camada de 0,00-0,075 m, os
38
valores de F são altamente significativos (p < 0,001). Para a curva de retenção de
água o modelo matemático ajustado aos dados explicou acima de 80% da
variabilidade do conteúdo de água para os tratamentos, a exceção do tratamento
T28.
Tabela 2 – Ajuste das equações da curva de resistência do solo à penetração e da
curva de retenção de água.
Tratamento Curva de Resistência do Solo Curva de Retenção de Água
T7
0-0,075 m
RP= 0,129758 Ds
5,01776
θ
-2,32068
F = 44,57; P = 0,0001; r
2
= 0,72
T7
0,075-0,15 m
RP = 0,042164 Ds
6,81612
θ
-2,88958
F = 106,5; P = 0,0001; r
2
= 0,86
θ = e
(-1,11285 + 0,50168 Ds)
ψ
(-0,068411)
F = 256,46; P = 0,0001; r
2
= 0,88
T14
0-0,075 m
RP = 0,083953 Ds
7,22308
θ
-2,11517
F = 21,47; P = 0,0001; r
2
= 0,56
T14
0-0,075 m
RP = 0,062480 Ds
6,04148
θ
-2,66663
F = 79,11; P = 0,0001; r
2
= 0,82
θ = e
(-0,90115 + 0,34085 Ds)
ψ
(-0,06785)
F = 196,59; P = 0,0001; r
2
= 0,85
T21
0-0,075 m
RP = 0,107173 Ds
5,34981
θ
-2,45088
F = 27,81; P = 0,0001; r
2
= 0,62
T21
0-0,075 m
RP= 0,042403 Ds
7,62625
θ
1/-2,58448
F = 83,68; P = 0,0001; r
2
= 0,83
θ = e
(-0,68740 + 0,19153 Ds)
ψ
(-0,07078)
F = 251,87; P = 0,0001; r
2
= 0,87
T28
0-0,075 m
RP=0,219883*Ds
5,25328
θ
-1,61705
F = 30,76; P = 0,0001; r
2
= 0,65
T28
0-0,075 m
RP = 0,058338 Ds
6,09219
θ
-2,59359
F = 70,51; P = 0,0001; r
2
= 0,81
θ = e
(-0,58972 + 0,10180 Ds)
ψ
(-0,07234)
F = 102,78; P = 0,0001; r
2
= 0,74
Testemunha
0-0,075 m
RP = 0,091135 Ds
6,78827
θ
-2,23664
F = 102,5; P = 0,0001; r
2
= 0,86
Testemunha
0,075-015 m
RP = 0,054637 Ds
6,85042
θ
-2,50425
F = 37,10; P = 0,0001; r
2
= 0,69
θ = e
(-0,85358 + 0,31332 Ds)
ψ
(-0,06706)
F = 554,68; P = 0,0001; r
2
= 0,92
No ajuste dos modelos aos dados, verificou-se que houve diferenças
significativas da profundidade na curva de resistência do solo à penetração
(Tabela 2). Com exceção do tratamento-testemunha, os coeficientes de
determinação dos modelos de resistência foram menores na camada superficial,
em razão da, provavelmente, maior variabilidade estrutural imposta pela forte
interação existente entre o pisoteio animal, crescimento das raízes e outras
formas de atividade biológica, os quais determinam outras variáveis que
39
influenciam a resistência do solo à penetração, além da umidade e densidade.
Nesse sentido, aumentos na densidade dos agregados resultam em alterações na
resistência que não-capturadas pelo modelo ajustado. Já em profundidade, os
coeficientes de determinação foram maiores que 80%, similar àqueles obtidos
por outros autores em solos diferentes (TORMENA et al., 1998b, 1999; LEÃO et
al., 2004; CAVALIERI et al., 2006). Para a curva de retenção, não se verificou
efeito estatisticamente significativo da profundidade de amostragem (p > 0,05),
indicando que a retenção de água é similar nas camadas do perfil amostrado de
cada tratamento e que a densidade do solo capturou os efeitos dos tratamentos.
A resistência do solo à penetração é alterada com a degradação da
estrutura do solo (MURPHY et al., 1995), o que a qualifica como um indicador
mais sensível que a densidade do solo no estudo de comparação de sistemas de
manejo do solo. No entanto, a resistência do solo varia com a densidade do solo e
umidade no momento em que for efetuada a medida. Desta forma, a interpretação
mais adequada da resistência pode ser feita com o modelo proposto por Busscher
et al. (1990), uma vez que este leva em conta a densidade e umidade do solo no
ajuste dos dados.
São mostrados, na Tabela 2, os coeficientes do modelo de resistência
obtidos no ajuste da resistência em função da umidade e densidade do solo.
Todos os coeficientes foram estatisticamente significativos (p < 0,05), de forma
que se pode afirmar que a resistência depende da densidade e da umidade do
solo. Os coeficientes demonstram que a resistência variou positivamente com a
densidade do solo e negativamente com o conteúdo de água, estando em
concordância com os resultados obtidos por vários autores (SILVA et al., 1994;
TORMENA et al., 1998b; TORMENA et al., 1999; IMHOFF et al., 2000; LEÃO
et al., 2004; CAVALIERI et al., 2006). O aumento da resistência à penetração
com o decréscimo da umidade é um processo bem conhecido e deve-se a um
aumento na coesão entre as partículas do solo, o qual é magnificado pelo
aumento na densidade do solo. A partir da estimativa dos coeficientes
apresentados na Tabela 2, foram obtidos os conteúdos de água em que a
resistência à penetração atingiu 2,5 MPa (U
RP
), valor considerado impeditivo para
o crescimento das raízes.
40
Para a curva de retenção de água, o sinal positivo do coeficiente
relacionado com a densidade do solo indica que a retenção de água aumenta com
o aumento da densidade do solo, corroborando os resultados obtidos por
Tormena et al. (1998b, 1999) e Araújo (2004) neste mesmo solo. O efeito da Ds
na retenção de água ocorre por causa da sua influência na porosidade total e na
distribuição dos tamanhos de poros (RICHARD et al., 2001). Os modelos
ajustados aos dados da curva de retenção de água foram utilizados para estimar
os teores de água na capacidade de campo (CC) ou tensão de 100 hPa e no ponto
de murcha permanente ou tensão de 15000 hPa (PMP). O teor de água no solo
em que a porosidade de aeração é de 10% (U
PA
) foi obtido subtraindo da
porosidade total o valor de 0,10 m
3
m
-3
.
O conteúdo de água nos limites crítico do IHO para os tratamentos e
camadas estudadas está mostrado nas Figuras 11 a 15. Em todos os tratamentos, foi
constatado que, com o aumento da densidade, ocorreu também aumento da U
RP
e
decréscimo na U
PA
(Figura 11-15), corroborando os resultados obtidos em diversas
pesquisas (SILVA et al., 1994; TORMENA et al., 1998, 1999a; IMHOFF et al.,
2001; ARAÚJO et al., 2004; LEÃO et al., 2004). Constata-se que o conteúdo de
água em que a resistência à penetração é igual a 2,5 MPa (U
RP
) foi superior ao
conteúdo de água correspondente ao ponto de murcha permanente (θ
PMP
) para todos
os tratamentos, indicando que a resistência à penetração é uma variável de grande
importância no controle da qualidade física desses solos. Por outro lado, a U
PA
determinou o limite superior, a partir de valores de densidade variáveis com os
tratamentos, indicando que o aumento na densidade implica em maior perda de água
do solo para que a aeração seja suficiente.
41
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45
Conteúdo de água, m
3
m
-3
CC
PMP
URP
UPA
A
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45
Densidade do solo, Mg m
-3
Conteúdo de água, m
3
m
-3
B
Figura 11 – Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do solo nos
42
níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de murcha
permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e porosidade de
aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m (A) e 0,075-0,15 m
(B) no tratamento T7. A área hachurada representa o Intervalo
Hídrico Ótimo (IHO).
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45
Conteúdo de água, m
3
m
-3
CC
PMP
URP
UPA
A
43
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45
Densidade do solo, Mg m
-3
Conteúdo de água, m
3
m
-3
B
Figura 12 – Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do solo nos
níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de murcha
permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e porosidade de
aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m (A) e 0,075-0,15 m
(B) no tratamento T14. A área hachurada representa o Intervalo
Hídrico Ótimo (IHO).
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45
Conteúdo de água, m
3
m
-3
CC
PMP
URP
UPA
A
44
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45
Densidade do solo, Mg m
-3
Conteúdo de água, m
3
m
-3
B
Figura 13 – Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do solo nos
níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de murcha
permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e porosidade de
aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m (A) e 0,075-0,15 m
(B) no tratamento T21. A área hachurada representa o Intervalo
Hídrico Ótimo (IHO).
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,05 1,15 1,25 1,35 1,45
Conteúdo de água, m
3
m
-3
CC
PMP
URP
UPA
A
45
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,05 1,15 1,25 1,35 1,45
Densidade do solo, Mg m
-3
Conteúdo de água, m
3
m
-3
B
Figura 14 – Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do solo nos
níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de murcha
permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e porosidade de
aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m (A) e 0,075-0,15 m
(B) no tratamento T28. A área hachurada representa o Intervalo
Hídrico Ótimo (IHO).
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,05 1,15 1,25 1,35 1,45
Conteúdo de água, m
3
m
-3
CC
PMP
URP
UPA
A
46
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1,05 1,15 1,25 1,35 1,45
Densidade do solo, Mg m
-3
Conteúdo de água, m
3
m
-3
B
Figura 15 – Variação do conteúdo de água (m
3
m
-3
) com a densidade do solo nos
níveis críticos da capacidade de campo (CC), ponto de murcha
permanente (PMP), resistência à penetração (URP) e porosidade de
aeração (UPA) nas profundidades de 0-0,075 m (A) e 0,075-0,15 m
(B) no tratamento testemunha. A área hachurada representa o
Intervalo Hídrico Ótimo (IHO).
Na camada de 0,0-0,075 m, os resultados indicam que o IHO foi
reduzido no tratamento T7 em virtude do efeito da resistência do solo à
penetração, a qual estabeleceu a substituição da CC antes mesmo da UPA. Para
os outros tratamentos, o limite superior do IHO se constitui na CC para maior
parte dos valores de Ds e para Ds entre 1,25 e 1,26 Mg m
-3
a UPA substitui a CC
como limite superior do IHO. Observa-se que nessa camada a URP substitui o
PMP a partir das Ds > 1,12 Mg m-3 para os tratamentos T28 e testemunha. Nos
outros tratamentos, como já salientado, a URP determina o limite inferior do IHO
em toda faixa de Ds. A análise das Figuras de 11 a 15 mostra redução gradativa
do IHO a partir do tratamento T28, que não é diferente do tratamento-
testemunha, em direção ao tratamento T7. Estes resultados mostram que o efeito
do pisoteio excessivo dos animais resulta numa perda da qualidade física do solo.
No tratamento T7, degradação física do solo é muita elevada e certamente
47
predispõe as culturas a estresses de resistência sob secamento do solo e de
aeração sob condições prolongadas de elevada umidade do solo. Ressalta-se que
a disponibilidade de água entre a CC e PMP não sofre variação entre os
tratamentos, mas os tratamentos com reduzida altura de corte das forrageiras
impõem restrições de aeração e resistência entre os limites de disponibilidade de
água. Esses resultados estão em acordo com aqueles de outras pesquisas que
avaliam o IHO, já citados nesse trabalho.
A degradação física e estrutural do solo, no tratamento T7, implica em
estabelecer limite de oferta de forragem de inverno sob pastejo em sistema de
integração lavoura-pecuária. No tratamento com baixa carga animal equivalente
ao tratamento T28, verifica-se melhoria na qualidade física do solo na camada
superficial, visto que a carga animal não compactou excessivamente o solo e
manteve as condições físicas adequadas para a recuperação da forrageira de
inverno mantendo bom crescimento e renovação do sistema radicular. Além
disso, é possível que o sistema radicular fino e abundante da cultura do azevém
esteja contribuindo para a manutenção e recuperação da qualidade estrutural do
solo que eventualmente sofreu alguma degradação pelo tráfego dos animais.
Na camada de 0,075-0,15 m tanto CC como UPA determinaram o limite
superior do IHO, obviamente que com o aumento da Ds a UPA substitui a CC
como limite superior do IHO. Os valores de Ds, em que UPA substitui a CC
como limite inferior, variam entre 1,25-1,27 Mg m
-3
entre os diferentes
tratamentos. Por outro, o limite inferior do IHO é determinado pela URP em
todos os tratamentos, indicando que nesse solo, a resistência do solo à penetração
desempenha papel importante na qualidade física do solo. Nessa camada, é
provável que os efeitos do pisoteio animal não tenham contribuído para alterar a
densidade e outras propriedades físicas do solo, uma vez que a faixa de valores
de densidade do solo é muito similar entre os tratamentos. No entanto, pode-se
verificar que nos tratamentos T21 e T28 (Figuras 13 e 14) há um efeito positivo
destes tratamentos em reduzir a Ds, bem como a umidade do solo em que a RP
atinge o valor crítico. As razões para comportamento físico do solo diferenciado,
nesses tratamentos, podem estar relacionadas a uma melhoria da atividade
48
biológica via maior atividade e crescimento das raízes da cultura da aveia e
posteriormente do azevém, em função das diferenças de ciclo vegetativo entre as
duas culturas. É possível que outros efeitos relacionados com a deposição de
fezes e urina dos animais possam ter contribuído para a melhoria das condições
físicas e químicas importantes para maior atividade de microrganismos e da
mesofauna do solo, com efeitos na estrutura do solo.
A maior amplitude do IHO, nos tratamentos T21 e T28, em relação à
testemunha indicam que a integração lavoura-pecuária cria um ambiente físico
positivo no solo em função de uma carga animal que mantenha adequada
cobertura viva do solo, com produção de energia para recompor a área foliar
consumida pelos animais e para mais intensa renovação radicular. Nesses
tratamentos, o maior valor do IHO no perfil amostrado possibilita menores riscos
de estresses de natureza física nesse solo em função das variações na
disponibilidade de água em virtude do clima.
O IHO corresponde ao intervalo de umidade na qual as plantas não
possuem restrições ao seu crescimento e desenvolvimento, variando conforme a
densidade do solo. O valor de densidade, no qual ocorre interseção das linhas
referentes aos limites superior e inferior, ou seja, em que o IHO é igual a zero, foi
denominado por Silva et al. (1994) utilizado por Imhoff et al. (2001) como
densidade do solo crítica (Dsc). A Dsc serve para avaliar quantitativamente a
limitação física do solo para o crescimento e desenvolvimento das plantas,
indicando condições altamente restritivas ao crescimento radicular. Os valores de
densidade do solo crítica para cada tratamento e profundidade são mostrados na
Tabela 3.
Tabela 3 – Valores de densidade do solo crítica.
Tratamento Densidade do solo crítica (Mg m
-3
)
T7 0-0,075 m 1,24
T7 0,075-0,15 m 1,29
T14 0-0,075 m 1,27
T14 0-0,075 m 1,29
T21 0-0,075 m 1,25
T21 0-0,075 m 1,29
49
T28 0-0,075 m 1,25
T28 0-0,075 m 1,30
Testemunha 0-0,075 m 1,26
Testemunha 0,075-015 m 1,30
Na Figura 16 é apresentada a percentagem das amostras em que a
densidade do solo está acima da densidade crítica.
20
30
40
50
60
70
80
90
100
7 cm 14 cm 21 cm 28 cm T est em unha
T rat am entos
Am ostras com Densidad e > Densidade Critica,%
0-0,075 m
0,075-0,15 m
Figura 16 – Percentagem das amostras com densidade do solo acima da
densidade do solo crítica.
Verifica-se que ocorre redução progressiva da proporção de amostras
com valores de Ds > Dsc do tratamento T7 em direção à testemunha. O valor de
Dsc foi 1,25 Mg m
-3
no tratamento T7 na camada de 0,0-0,075 m e variou entre
1,27-1,29 Mg m
-3
para os outros tratamentos e camadas, exceto em T28 na
camada de 0,075-0,15 m que foi de 1,31 Mg m
-3
. Esses valores de densidade
crítica são superiores aos obtidos por Tormena et al. (1998b, 1999b) em um
Latossolo de textura muito argilosa, mas com mineralogia diferente. Em solo sob
rotação e sucessão, Araújo (2004) também verificou que os valores de Dsc foram
menores do que os obtidos nesse estudo.
50
Entre os tratamentos com pastejo, o T28 apresenta as menores
proporções, mas ainda com elevação substancial em relação à testemunha. A
freqüência de amostras com Ds > Dsc é muito alta nos solos com pastejo no
inverno, sendo acima de 70% na camada superficial dos tratamentos T21, T14 e
T7. Mesmo com a ausência de tráfego de animais, o tratamento-testemunha
mantém cerca de 30% das amostras com densidade do solo acima da densidade
do solo crítica. No tratamento T7, na camada de 0-0,075 m, observa-se que 94%
das amostras apresentam Ds maior que a densidade do solo crítica, quando que
na profundidade de 0,075-0,15 m o percentual dos valores da densidade do solo
que ultrapassam o valor da densidade crítica é de 64%. Esses resultados apontam
para a necessidade de controle rigoroso de entrada de animais na área sob
pastejo, nas condições ideais de umidade para compactação, bem como num
acompanhamento criterioso da qualidade física dos solos sob integração lavoura-
pecuária. As propriedades físicas do solo, em especial a densidade, sofrem
grande variação sazonal. Em sistemas conservacionistas, como no caso da
semeadura direta, em virtude do mínimo revolvimento do solo, a tendência é que
a densidade se estabilize com o tempo.
Na camada de 0,075-0,15 m, a distribuição das proporções de amostras
com Ds > Dsc não mostra um comportamento sistemático ligado ao tráfego e
compactação pelo pisoteio animal, ainda que a testemunha apresente a menor
percentagem de amostras com Ds > Dsc. Esses resultados são suportes à
afirmação de que a compactação pelo tráfego dos animais bovinos ocorre
concentrada na camada superficial, e nesse estudo, na camada de 0,0-0,075 m.
Nesse estudo, a resistência à penetração foi o fator que assumiu maior
importância relativa na redução do IHO, corroborando a maioria das pesquisas
realizadas nesse tema. O estabelecimento de níveis críticos das propriedades
físicas do solo para o crescimento das plantas é bastante complexo e de certa
forma até subjetivo, pois envolve a integração de variáveis relacionadas com o
solo, clima e planta. Os valores para os limites críticos utilizados no cálculo do
IHO foram obtidos da literatura, como indicado em Silva et al. (1994), Topp et
al. (1994) e Tormena et al. (1998b, 1999). Leão et al. (2005) argumentam que,
51
para a definição dos limites críticos do IHO, é recomendado que se mudem os
valores dos limites críticos conforme as condições experimentais e o
conhecimento dos processos ou fenômeno envolvidos nos limites críticos. Nesse
sentido, a utilização do valor de resistência do solo à penetração de 2,5 MPa
como valor crítico é questionado visto às excelentes produtividades obtidas
nesses solos, em especial na área experimental. Existem pesquisas que
demonstraram que as raízes das culturas podem crescer sob condição de RP >2 ,5
MPa (EHLERS et al., 1983; TOPP et al., 1994), enquanto outras afirmam que o
crescimento radicular pode ser restringido sob condições de RP < 2,0 MPa
(BENGOUGH; MULLINS, 1990).
52
5 CONCLUSÕES
1. O pisoteio excessivo dos animais resulta numa perda da qualidade
física do solo.
2. Nos tratamentos com menores alturas de corte, verifica-se aumento na
densidade do solo. Na camada de 0,075-0,15 m não se verificaram diferenças
significativas entre os tratamentos, mas os valores de densidade do solo são em
geral mais altos do que os resultados encontrados na camada de 0-0,075 m,
sugerindo que esses resultados decorrem dos efeitos de manejo e que o pisoteio
animal não influenciou a densidade do solo nessa camada.
3. Com o aumento da densidade causada pela compactação do pisoteio
animal, na área pastejada, ocorreu diminuição da porosidade total e da
macroporosidade. A microporosidade foi pouco influenciada pela compactação
causada pelo pisoteio animal.
4. O IHO é reduzido com o aumento da densidade devido ao conteúdo de
água em que a resistência à penetração é igual a 2,5 MPa ter sido o limite inferior
do IHO para todos os tratamentos, indicando que a resistência à penetração é
uma variável de grande importância no controle da qualidade física desses solos.
5. No tratamento T7, degradação física do solo é muita elevada e
certamente predispõe as culturas a estresses de resistência sob secamento do solo
e de aeração sob condições prolongadas de elevada umidade do solo.
6. Ocorreu redução progressiva da proporção de amostras com valores de
Ds > Dsc do tratamento T7 em direção à testemunha.
53
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