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ATRIBUTOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS DE UM LATOSSOLO AMARELO
SOB DIFERENTES SISTEMAS DE MANEJO NO
CERRADO DO PIAUÍ
MARIA DA CONCEIÇÃO BEZERRA DA SILVA MATIAS
Dissertação apresentada ao Centro
de Ciências Agrárias da Universidade
Federal do Piauí, para a obtenção do
Título de Mestre em Agronomia, Área
de Concentração: Produção Vegetal
TERESINA
Estado do Piauí – Brasil
Abril - 2006
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ATRIBUTOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS DE UM LATOSSOLO AMARELO
SOB DIFERENTES SISTEMAS DE MANEJO NO
CERRADO DO PIAUÍ
MARIA DA CONCEIÇÃO BEZERRA DA SILVA MATIAS
Engenheira Agrônoma
Orientador: Prof. Dr. Adeodato Ari Cavalcante Salviano
Dissertação apresentada ao Centro
de Ciências Agrárias da Universidade
Federal do Piauí, para a obtenção do
Título de Mestre em Agronomia, Área
de Concentração: Produção Vegetal
TERESINA
Estado do Piauí – Brasil
Abril - 2006
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M433
Matias, Maria da Conceição Bezerra da Silva
Atributos químicos e biológicos de um latossolo
amarelo sob diferentes sistemas de manejo no cerrado
do Piauí. / Maria da Conceição Bezerra da Silva –
Teresina: EDUFPI, 2006.
46fl.
Dissertação (Mestrado em Agronomia) –
Universidade Federal do Piauí.
1. Plantio direto 2.Cerrado nativo 3. Biomassa
microbiana. 4. Respiração basal 5. Preparo
convencional I.Titulo.
CDD 631.51
ATRIBUTOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS DE UM LATOSSOLO AMARELO
SOB DIFERENTES SISTEMAS DE MANEJO NO
CERRADO DO PIAUÍ
Maria da Conceição Bezerra da Silva Matias
Engenheira Agrônoma
Aprovada em: 12/04/2006
Comissão julgadora:
___________________________________________
Engº. Agrº Dr. Luiz Fernando Carvalho Leite EMBRAPA Meio Norte
___________________________________________
Prof. Dr. Júlio César Azevedo Nóbrega CCA/UFPI
___________________________________________
Prof. Dr. Adeodato Ari Cavalcante Salviano (Orientador) CCA/UFPI
AGRADECIMENTOS
A Deus, por ter me dado força para seguir nesta caminhada.
Ao Dr. Adeodato Ari Cavalcante Salviano, pelas orientações,
estímulos, ensinamentos e apoio pessoal.
Ao Dr. Luiz Fernando Carvalho Leite pela valiosa colaboração,
imprescindível na execução deste trabalho.
Ao Dr. João Batista Lopes pela presteza e disponibilidade no
processamento de dados desta pesquisa.
Aos coordenadores do curso de Mestrado em Agronomia, pelo
esforço e perseverança na condução deste curso.
Ao Prefeito de Uruçuí, Francisco Filho, pelo apoio logístico.
Ao Sr. Cornélio, proprietário da Fazenda Progresso, pela acolhida
durante a coleta de solo e pelas importantes informações sobre a área
estudada.
Aos professores desta instituição, que de alguma forma colaboraram
para realização deste trabalho.
Ao amigo e conterrâneo Juraci pela amizade e disponibilidade em
contribuir na digitação e formatação de trabalhos acadêmicos.
Aos amigos Alessandra, Duarte, Francélio, Jussara, Lindomar e
Toinha pela ajuda nos trabalhos de laboratório, em especial ao Luís Carlos e
Márcio pela cooperação na realização de análises.
Aos Drs. Ademir Sérgio Ferreira de Araújo e Luiz Gonzaga
Figueiredo Júnior e ao MSc. Valdinar Bezerra dos Santos pela valiosa
contribuição na execução de trabalhos de campo.
Aos estudantes de graduação em Agronomia, Aluízio, Ana Nídia,
Maurício, Sheila e Tiago pela colaboração nos trabalhos práticos.
iv
Aos amigos Justino e Vicente pela compreensão e ajuda prestada
em trabalhos realizados durante o curso.
Aos bibliotecários da Embrapa Meio-Norte, Avelino, Gorete e Orlane,
pela presteza nas pesquisas bibliográficas e Carmem, da Biblioteca Setorial
do Centro de Ciências Agrárias, na revisão de referências bibliográficas.
Aos colegas de curso, pela amizade e companheirismo, em especial,
ao Francisco Luís (Chicão) e Melo, pela valorosa contribuição nos momentos
difíceis durante este curso.
v
A meu esposo Edvar, meus filhos Amando e
Amanda, minha sobrinha Delfina Maria, por
todo apoio, estímulo e compreensão, e Aos
meus pais, por serem os pilares da minha
vida.
Dedico.
vi
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS .............................................................................. vii
RESUMO ................................................................................................ viii
SUMMARY ............................................................................................. ix
1. INTRODUÇÃO GERAL .................................................................... 1
2. CAPÍTULO I – Indicadores químicos de um Latossolo Amarelo
distrófico da região de cerrado no Sul do Piauí sob diferentes
sistemas de manejo........................................................................... 6
Resumo .................................................................................................. 6
Summary ............................................................................................... 7
2.1. Introdução ........................................................................................ 8
2.2. Material e Métodos .......................................................................... 9
2.3. Resultados e Discussão .................................................................. 11
2.4. Conclusões ...................................................................................... 15
2.5. Referências Bibliográficas ............................................................... 16
3 CAPÍTULO II - Indicadores microbiológicos em Latossolo Amarelo
distrófico submetido a diferentes sistemas de manejo na Região do
cerrado piauiense.............................................................................. 18
Resumo ................................................................................................... 18
Summary ................................................................................................ 19
3.1. Introdução ....................................................................................... 20
3.2. Material e Métodos .......................................................................... 21
3.3. Resultados e Discussão ................................................................... 25
3.4. Conclusões....................................................................................... 29
3.5. Referências Bibliográficas ............................................................... 29
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GERAL .................................... 32
vii
LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO I
1. Histórico de uso e manejo de um Latossolo Amarelo
distrófico da região do cerrado no sul do estado do Piauí,
município de Uruçuí.. ........................................................... 10
2 Valores médios de pH em água, Al
3+
trocável, H + Al e
saturação por alumínio (m) de um Latossolo Amarelo
distrófico sob diferentes sistemas de manejo em quatro
profundidades. ..................................................................... 12
3 Valores médios de Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
e soma de bases (SB)
de um Latossolo Amarelo distrófico sob diferentes
sistemas de manejo em quatro profundidades. ................... 13
4 Valores médios de capacidade de troca de cátions a pH
7,0 (T ), saturação por bases (V), fósforo disponível (P) e
matéria orgânica (MO) de um Latossolo Amarelo distrófico
sob diferentes sistemas de manejo em quatro
profundidades. ..................................................................... 14
CAPÍTULO II
1 Histórico de uso e manejo de um Latossolo Amarelo
distrófico da região do cerrado no sul do estado do Piauí,
município de Uruçuí.. ........................................................... 23
2 Teores e estoques totais de carbono orgânico (COT) e de
nitrogênio (NT), relação C/N e densidade do solo de um
Latossolo Amarelo distrófico sob diferentes sistemas de
manejo no cerrado do sul do Piauí....................................... 27
3 Respiração basal, carbono da biomassa microbiana
(Cmic), quociente microbiano (Cmic/COT) e quociente
metabólico (qCO
2
) de um Latossolo Amarelo distrófico sob
diferentes sistemas de manejo em quatro profundidades.... 28
viii
RESUMO
A região do cerrado do Piauí é considerada a última fronteira agrícola do
País. A sua utilização de forma sustentável depende, entre outros fatores,
dos sistemas de manejo adotados. O objetivo deste trabalho foi avaliar as
alterações nos atributos químicos e biológicos de um Latossolo Amarelo
distrófico da região sul do cerrado do Piauí, submetido a diferentes sistemas
de manejo: plantio direto (PD), preparo convencional (PC) e área recém-
desmatada (ARD), tendo como referência o solo de uma área sob vegetação
de cerrado nativo (CN). Amostras de solo foram coletadas na Fazenda
Progresso no município de Uruçuí, PI, nas profundidades de 0-5; 5-10; 10-20
e 20-40 cm. Como atributos químicos foram avaliados pH em água (1:2, 5),
alumínio (Al
3+
), (H + Al), cálcio (Ca
2+
), magnésio (Mg
2+
), potássio (K
+
),
fósforo disponível (P) e matéria orgânica (MO), e determinadas a capacidade
de troca de cátions a pH 7,0 (T), a soma de bases (SB), a saturação por
bases (V) e a saturação por alumínio (m). Como atributos biológicos foram
determinados os teores e estoques totais de carbono orgânico (COT) e
nitrogênio (NT), a respiração basal, o carbono da biomassa microbiana
(Cmic) e os quocientes microbiano (Cmic/COT) e metabólico (qCO
2
). Os
dados foram submetidos à análise de variância num delineamento
inteiramente casualizado em fatorial 4x4. As diferenças entre as médias dos
tratamentos foram avaliadas pelo teste de Student-Newman-Keuls em 5% de
probabilidade. Em todas as profundidades, o teor de Al
3+
foi menor nos
sistemas PD e PC em relação à ARD e CN. Os sistemas PD e PC também
apresentaram maiores teores (p<0,05) de P disponível nas profundidades 0-
5, 10-20 e 20-40 cm. O sistema PD foi ainda maior (p<0,05) no V, no SB e
nos teores de MO, na profundidade de 10-20 cm. O Cmic no sistema PD foi
superior ao PC em 93% ao ARD em 89%, na profundidade de 10-20 cm. O
quociente microbiano foi menor nos sistemas manejados quando
comparados ao CN na profundidade de 10-20 cm. Não foram observadas
diferenças significativas nos valores da respiração basal e do quociente
metabólico entre os sistemas cultivados e a área recém-desmatada até a
profundidade de 10 cm.
Palavras-chave: cerrado nativo, plantio direto, preparo convencional,
biomassa microbiana e respiração basal.
ix
SUMMARY
The cerrado region of the Piauí State is considered the last Brazilian
agricultural frontier. Its sustainability depends, among others factors, of the
adopted management systems. The objective of this work was to evaluate
the changes in the chemical and biological attributes of a dystrophic Yellow
Latosol, under different management systems: no-tillage (NT), conventional
tillage (CT) and just-deforested area (JDA), compared to a native cerrado soil
(NC). The soil samples were collected in the Progresso Farm, in Uruçuí, PI,
at the depths of 0-5; 5-10; 10-20 and 20-40 cm. Concerning chemical
attributes, pH in water (1:2,5), Aluminum (Al
3+
), H + Al, calcium (Ca
2+
),
magnesium (Mg
2+
), potassium (K
+
), available phosphorus (P) and organic
matter (OM) were evaluated. The soil cation exchange capacity at pH 7,0 (T),
sum of basis (SB), basis saturation (V) and the saturation for aluminum (m)
were determined. Concerning biological attributes, the amounts and storage
total organic carbon (TOC) and nitrogen (TN), the basal breathing, the
microbial biomass carbon (micC) and the microbial (micC/TOC) and
metabolic (qCO2) quotients were determined. The data was submitted to the
analysis of variance in a completely randomized design, 4 x 4. The
difference among treatments averages was evaluated by the Student-
Newman-Keuls test, at 5% of probability. In all the soil depths, the Al
3 +
was
lower in the NT and CT systems. NT and CT also presented the highest
(p<0,05) available P at 0-5, 10-20 and 20-40 cm. The NT also showed
higher V, SB and OM at 10-20 cm. In the NT, the micC, was 93% and 89%
higher than in the CT and JDA, respectively, at 10-20 cm. The microbial
quotient was lower in the cropped systems than in the NC at 10-20 cm. No
significant difference for basal breathing and metabolic quotient between the
cultivated systems and the just-deforested area, until the depth of 10 cm, was
observed.
Key-words: native cerrado, no-tillage, conventional tillage, microbial biomass
and basal breathing.
1 INTRODUÇÃO GERAL
Considerando a diversidade e adversidade de climas que existem
nos trópicos do planeta e a necessidade crescente de alimentos para uma
população que já atingiu 166 milhões, no Brasil, e pouco mais de 6 bilhões,
no mundo, o cerrado torna-se uma área de importância estratégica para a
intensificação das atividades agrossilvipastoris e produção de alimentos,
fibras e energia (RESCK, 2002).
Com uma área de aproximadamente 207 milhões de hectares,
sendo potencialmente utilizáveis 136 milhões, o cerrado brasileiro, maior
bioma do país depois da Amazônia, representa a grande fronteira mundial
capaz de responder à demanda crescente por alimentos, produtos agrícolas
e agroindustriais (COSTA et al., 2002). No Piauí, o cerrado ocupa mais da
metade da área territorial. Está presente em toda região sudoeste e parte do
extremo sul, ocorrendo, ainda, manchas de áreas de domínio e transição
nas regiões centro-leste e norte do Estado (FUNDAÇÃO CEPRO, 1992).
Os Latossolos, distribuindo-se em praticamente todo o território
nacional, são as unidades de solos mais representativas do Brasil
(COELHO, 2002). Predominantes também na região do cerrado, ocupando
cerca de 56% do total (CORREIA, 2004), são solos de grande potencial para
agricultura mesmo havendo necessidade de correção do pH e da fertilidade
(CARUSO, 1997). Ocorrem normalmente em relevo plano e suave ondulado,
possuem boas propriedades físicas, como elevada profundidade efetiva e
boa drenagem, porém, apresentam limitações pela saturação por alumínio e
deficiência acentuada de micronutrientes (REATTO et al., 1997). Além disso,
mais de 95% desses solos são distróficos, ácidos (pH entre 4,0 e 5,5), com
baixa a média capacidade de troca catiônica e teores de fósforo disponíveis
extremamente baixos, quase sempre inferiores a 1mg dm
-3
(SOUSA &
LOBATO, 2004).
2
Do total da área desses solos no estado do Piauí, cerca de 77%
são adequados para algum tipo de utilização agrícola (EMBRAPA, 1989),
sendo que, para isso, é necessário integrar o manejo da fertilidade dos solos
a outras atividades com influência na conservação e disponibilidade dos
nutrientes nos sistemas agrícolas.
A partir de 1984, a intensificação da imigração para a região do
cerrado propiciou mudanças nos sistemas de produção; o modelo de cultivo
tradicional foi substituído pelo cultivo em larga escala. Essa região passou, a
partir de então, a constituir-se numa das áreas agrícolas mais dinâmicas de
todo o mundo, o que vem gerando instabilidades nesse ecossistema e, por
isso mesmo, deve ser monitorada para evitar processos de degradação,
principalmente de seus solos, cujas conseqüências são altamente
indesejáveis (COSTA et al., 2002).
O cultivo do solo acarreta a sua acidificação, e esta, após certo
período, pode se tornar fator limitante à produção vegetal. A avaliação de
práticas de manejo relacionadas ao efeito da acidez do solo e
disponibilidade de nutrientes é importante não somente por permitir a
escolha de práticas de menor efeito acidificante, mas também para estimar o
intervalo de aplicações de corretivos e fertilizantes para cada situação
específica (PAIVA et al., 1996). Portanto, o conhecimento dessas alterações,
em condições específicas de solo e clima, permite o entendimento da
potencialidade dos sistemas de manejo em relação às condições químicas
do solo e na adoção de práticas para contornar limitações advindas da sua
utilização.
A agricultura tem sido apontada como uma das principais
atividades produtivas responsáveis pela degradação do meio ambiente,
principalmente devido à grande extensão de terras envolvidas
(CAMPANHOLA et al., 1997). De acordo com REIS & RODELLA (2002), a
conversão de ecossistemas naturais para uso agrícola tem contribuído
significativamente para emissão de CO
2
para a atmosfera, sendo um dos
causadores do efeito estufa. Além disso, o manejo inadequado do solo tem
3
proporcionado aumento significativo de áreas degradadas. Fatores como, a
não utilização de práticas conservacionistas, a falta de recursos para
aquisição de insumos, a ausência de planejamento a médio e longo prazo e
a maior pressão pelo uso do solo, devido à maior demanda de alimentos
podem ser considerados decisivos para o estabelecimento desse cenário
(DIAS & GRIFFITH, 1998). Portanto, nas áreas agricultadas ou usadas como
pastagens, é fundamental a adoção de sistemas de manejo que mantenham
a qualidade do solo, da água e do ar, sendo que o solo, em particular, deve
sempre ser lembrado não como um recurso inerte, mas como um
componente do ecossistema que abriga uma infinidade de organismos
necessários à sobrevivência do homem e de todo o planeta (REATTO et al.,
1998).
Solos de regiões tropicais e subtropicais, após o desmatamento,
empobrecem rapidamente em matéria orgânica, devido à intensificação dos
processos de degradação pelos fatores climáticos e pelos sistemas de
cultivos nas terras desprovidas de vegetação nativa (BAYER &
MIELNICZUK, 1999; MUZILLI, 2004). Sendo a matéria orgânica o principal
componente da fertilidade dos solos de cerrado e os microrganismos a
fração viva e ativa da matéria orgânica (MENDES & OLIVEIRA, 2001), a
busca de práticas agrícolas que proporcionem altas produtividades, e que
também levem em consideração os diversos aspectos relativos à qualidade
ambiental não pode negligenciar o componente biológico do solo, já que este
apresenta uma estreita inter-relação com os componentes físicos e químicos
do solo (MENDES, 2002). Portanto, o estudo dos atributos químicos e
biológicos do solo e sua relação com práticas de manejo visam desenvolver
estratégias para uma utilização sustentável, com vistas a reduzir o impacto
das atividades agrícolas sobre o ambiente.
O tipo de cultura, condições ambientais, sistemas de cultivo e
preparo do solo e sucessões de culturas são alguns dos fatores que
promovem alterações na comunidade microbiana do solo (SANTOS, 2003),
cuja presença e tamanho da população têm fundamental importância nas
vias e processos de decomposição da matéria orgânica do solo
4
(ANDERSON et al., 1989; VARGAS & SCHOLLES, 2000). Segundo
FREIXO et al. (2002), na região do cerrado, as altas temperaturas podem
contribuir para um declínio acelerado nos estoques da matéria orgânica,
enquanto as arações profundas expõem os microrganismos do solo às altas
temperaturas, reduzindo sua atividade no solo (HANNAS, 1997).
A maior parte do carbono orgânico fixado pelas plantas na
fotossíntese, cerca de 55 a 75%, retorna para atmosfera na forma de CO
2
(MARTINS & HAIDER, 1986), devido a biomassa microbiana do solo,
responsável pela decomposição e mineralização dos resíduos vegetais no
solo, que utiliza esses materiais como fontes de nutrientes e energia para
formação e desenvolvimento de suas células, bem como para síntese de
substâncias orgânicas no solo. Assim, a manutenção da produtividade dos
ecossistemas agrícolas depende, em grande parte, dessa biomassa (GAMA-
RODRIGUES, 1999). O desmatamento e práticas agrícolas intensivas como
arações e gradagens aumentam a transferência de carbono da biomassa
para atmosfera (DERPSCH, 1997; PICCOLO, 2000). A rápida degradação
da matéria orgânica em um solo submetido ao preparo convencional, na
região do cerrado do oeste da Bahia, foi comprovada por SILVA et al.
(1994). Por não implicar em revolvimento do solo pelas operações de
preparo e possibilitar a manutenção dos resíduos vegetais sobre a
superfície, o sistema de plantio direto (SPD) minimiza a oxidação da matéria
orgânica e assegura seu suprimento contínuo na camada superior do perfil
do solo (MUZILLI, 2004; CONCEIÇÃO et al., 2005).
O carbono da biomassa microbiana, representando o
compartimento ativo da matéria orgânica do solo, é apontado como um dos
indicadores mais sensíveis ao efeito das práticas de manejo (LEITE et al.,
2003). Portanto, a análise e o conhecimento dos processos em que a
biomassa microbiana está envolvida têm servido de base para
compreendermos a dinâmica da matéria orgânica do solo, a disponibilidade
de nutrientes e como estes são influenciados pelos sistemas de manejo e
pelas mudanças no ambiente (STEVENSON, 1994).
5
Este estudo teve por objetivo avaliar as alterações nos atributos
químicos e biológicos de um Latossolo Amarelo distrófico da região do
cerrado piauiense, submetido aos sistemas, plantio direto (PD), preparo
convencional (PC) e área recém-desmatada, ainda não cultivada, (ARD),
tendo como referência o solo de uma área sob vegetação de cerrado nativo
(CN).
6
2 CAPÍTULO I
Indicadores químicos de um Latossolo Amarelo distrófico da região de cerrado
no Sul do Piauí sob diferentes sistemas de manejo
1
Chemical indicators of a dystrophic Yellow Latosol of a cerrado region of the Piauí State
under different management systems
Maria da Conceição Bezerra da Silva Matias
2
Adeodato Ari Cavalcante Salviano
3
Luiz
Fernando de Carvalho Leite
4
RESUMO
A região do cerrado do Piauí é considerada a última fronteira agrícola do País. A sua
utilização de forma sustentável depende, entre outros fatores, dos sistemas de manejo
adotados. O objetivo deste trabalho foi verificar as alterações nos atributos químicos de um
Latossolo Amarelo distrófico da região do cerrado piauiense sob diferentes sistemas de
manejo: Plantio direto (PD); Preparo convencional (PC) e Área recém-desmatada, ainda não
cultivada (ARD), tendo como referência uma área sob vegetação de cerrado nativo (CN).
Foram coletadas amostras de solo, na Fazenda Progresso no município de Uruçuí, PI, nas
profundidades de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-40 cm. Foram avaliados, pH em água, Al
3+
, H + Al,
Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, P disponível e MO, e determinadas a capacidade de troca de cátions a pH
1
Parte da dissertação apresentada a Universidade Federal do Piauí, para obtenção do grau de mestre em
Produção Vegetal.
2
Engenheira Agrônoma, Universidade Federal do Piauí – Centro de Ciências Agrárias, Campus Agrícola da
Socopo, Teresina, PI.
3
Professor, Doutor do Departamento de Engenharia Agrícola e Solos da Universidade Federal do Piauí, Campos
Agrícola da Socopo, Teresina, PI.
4
Engenheiro Agrônomo, Pesquisador da Embrapa Meio Norte, Av. Duque de Caxias, Bairro Buenos Aires,
Teresina, PI.
7
7,0 (T), a soma de bases (SB), a saturação por bases (V) e a saturação por alumínio (m). Os
dados foram submetidos à análise de variância num delineamento inteiramente casualizado
em fatorial 4x4. As diferenças entre as médias dos tratamentos foram avaliadas pelo teste de
Student-Newman-Keuls em 5% de probabilidade. Em todas as profundidades, o teor de Al
3+
foi menor nos sistemas PD e PC em relação à ARD e CN. Os sistemas PD e PC também
apresentaram maiores teores (p<0,05) de P disponível nas profundidades 0-5, 10-20 e 20-40
cm. O sistema PD foi ainda maior (p<0,05) no V, no SB e nos teores de MO, na profundidade
de 10-20 cm.
Palavras-chave: cerrado nativo, plantio direto, preparo convencional.
SUMMARY
The cerrado region of the Piauí State is considered the last Brazilian agricultural frontier. Its
sustainability depends, among others factors, of the adopted management systems. The
objective of this work was to evaluate the changes in the chemical attributes of a dystrophic
Yellow Latosol the region of the Piauí State, under different management systems: no-tillage
(NT), conventional tillage (CT) and just-deforested area (JDA), compared to a native cerrado
soil (NC). The soil samples were collected in the Progresso Farm, in Uruçuí, PI, at the depths
of 0-5; 5-10; 10-20 and 20-40 cm. pH in water (1:2,5), Al
3+
, H + Al, Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, available
P and organic matter (OM) were evaluated. The soil cation exchange capacity at pH 7,0 (T),
sum of basis (SB), basis saturation (V) and the saturation for aluminum (m) were determined.
The data was submitted to the analysis of variance in a completely randomized design, 4 x
4.The difference among treatments averages was evaluated by the Student-Newman-Keuls
test, at 5% of probability. In all the soil depths, the Al
3 +
was lower in the NT and CT
8
systems. NT and CT also presented the highest (p<0,05) available P at 0-5, 10-20 and 20-40
cm. The NT also showed higher V, SB and OM at 10-20 cm.
Key words:, no tillage, conventional tillage, native cerrado.
2.1 Introdução
Considerando a diversidade e adversidade de climas que existem nos trópicos do
planeta e a necessidade crescente de alimentos para uma população que já atingiu 166
milhões, no Brasil, e pouco mais de 6 bilhões, no mundo, o cerrado brasileiro torna-se uma
área de importância estratégica para a intensificação das atividades agrossilvipastoris e
produção de alimentos, fibras e energia (RESCK, 2002).
No Piauí, o cerrado ocupa mais da metade da área territorial Existem mais de 8
milhões de hectares de cerrado, sendo 5 milhões agricultáveis e 3 milhões adequados para o
cultivo em grande escala (FUNDAÇÃO CEPRO, 1992).
Nesse ecossistema, os Latossolos são as unidades de solos mais representativas
(COELHO, 2002; CORREIA, 2004). Do total da área desses solos no estado do Piauí, cerca
de 77% são adequados para algum tipo de utilização agrícola (EMBRAPA, 1989). Apesar de
serem de grande potencial para agricultura apresentam limitações quanto à fertilidade
(CARUSO, 1997; REATTO et al., 1997). Além disso, mais de 95% são distróficos com níveis
de pH entre 4,8 e 5,2, indicando a típica condição ácida desses solos (LOPES &
GUILHERME, 1994; PAIVA et al., 1996; SOUSA & LOBATO, 2004). Aliado a estas
limitações, tem sido utilizado, na maior parte dessas áreas, no Estado, sistemas de manejo
convencionais, especialmente com revolvimento intensivo do solo, o que tem favorecido a
intensificação dos processos de erosão e compactação do solo e diminuindo a qualidade deste.
9
A integração do manejo da fertilidade do solo ao processo produtivo permite conciliar
a elevação constante da produtividade das culturas com a preservação dos recursos naturais.
Para isso, é preciso identificar os fatores limitantes e avaliar a disponibilidade dos nutrientes
no solo, uma vez que estes diferem em função de vários fatores, tais como: material de
origem, condições climáticas, relevo e principalmente de sistemas de manejo adotados, os
quais podem atuar positiva ou negativamente, conduzindo a ganhos ou perdas de fertilidade
(BAYER & MIELNICZUK, 1999; SANTOS, 2003; MUZILLI, 2004).
Neste trabalho objetivou-se verificar as alterações nos atributos químicos de um
Latossolo Amarelo distrófico da região do cerrado no sul do estado do Piauí, em decorrência
do sistema de manejo, plantio direto (PD), preparo convencional (PC) e área recém-
desmatada, ainda não cultivada (ARD), tendo como referência o solo de uma área adjacente
sob vegetação de cerrado nativo (CN).
2.2 Material e Métodos
O estudo foi realizado em áreas da Fazenda Progresso, localizada no município de
Uruçuí, mesorregião do cerrado do sudoeste do estado do Piauí (7
o
29
`
S, 44
o
14
’
W e altitude
de 470 m). Segundo dados coletados na estação meteorológica da região de Uruçuí,
compreendendo valores médios do período de 1962 a 1987, o clima da região é do tipo Aw no
sistema Köppen, com temperatura média de 26,5 ºC, precipitação anual de 1200 mm, com
estação chuvosa de outubro a abril, sendo janeiro a março o trimestre mais chuvoso, com
ocorrência de veranicos. O solo é classificado como Latossolo Amarelo distrófico, textura
média (JACOMINE, 1986).
Foram avaliados, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm, quatro sistemas
de manejo do solo (Tabela 1), sendo as amostragens, nos diferentes sistemas de manejo,
10
efetuadas no ano agrícola de 2004/2005 durante a fase de desenvolvimento vegetativo da
cultura da soja.
Em cada sistema de manejo foram abertos, aleatoriamente, quatro mini-perfis com
profundidade de 60 cm, 50 cm de largura e 80 cm de comprimento, cada um constituindo uma
repetição. Nas profundidades de 0 – 5; 5 – 10; 10 – 20 e 20 – 40 cm foram retiradas seis
amostras simples para formar uma composta por profundidade. Para obtenção das amostras na
área de cerrado nativo, foi definido, no terço médio, um transecto de aproximadamente 200
m, ao longo do qual foram selecionados oito pontos de coleta (dois por repetição), nos quais
foram abertos os mini perfis com 60 cm de profundidade, 80 cm de largura e 100 cm de
comprimento. Nestes também, por profundidade, foram retiradas seis amostras simples para
formar uma composta.
Tabela 1 - Histórico de uso e manejo de um Latossolo Amarelo distrófico da região do
cerrado no sul do estado do Piauí, município de Uruçuí.
Sistema de manejo Símbolo Histórico de uso e manejo
Preparo convencional PC
Área desmatada há aproximadamente vinte anos e cultivada sob
sistema de preparo convencional com revolvimento intensivo
do solo. A partir do ano agrícola 2001/2002 vem sendo
cultivada com soja, utilizando no preparo do solo grade pesada,
intermediária e niveladora, sendo que no ano de 2002/2003 foi
feito também uma subsolagem No ano agrícola 2001/2002 o
solo foi corrigido com três toneladas de calcário (PRNT 70 a
75%) e no ano seguinte com uma tonelada de gesso. Para o
manejo da fertilidade foram efetuadas as seguintes adubações:
ano agrícola 2001/2002 400 kg ha
-1
de NPK 00 – 20 – 20 e 150
kg ha
-1
de k
2
0 em cobertura; ano agrícola 2002/2003 (400 kg ha
-
1
de NPK 02 – 20 – 20 e 150 kg ha
-1
de k
2
0 em cobertura); ano
agrícola 2003/2004 (400 kg ha
-1
de NPK 02- 24 – 12 e 150 kg
ha
-1
de k
2
0 em cobertura) e ano agrícola 2004/2005 (400 kg ha
-1
de NPK 00 - 20 –02)
Plantio direto PD
Área com mesmo histórico de uso e manejo da área de preparo
convencional até o ano agrícola 2001/2002. No ano agrícola
2002/2003 foi implantado o sistema plantio direto com o cultivo
da soja, utilizando o milheto na formação da palhada. Neste
mesmo ano a área foi adubada com 600 kg ha
-1
de super simples
e 170 kg ha
-1
K
2
0 em cobertura.
Área reçém-desmatada ARD
Área ainda não cultivada, onde a coleta de amostras de solo foi
feita quinze dias após o desmatamento.
Cerrado nativo CN
Área sob vegetação de cerrado nativo, também selecionada para
amostragem de solo, por se tratar de um sistema em equilíbrio.
11
Na caracterização química foram determinados os seguintes atributos: pH em água
(1:2,5), por potenciometria; potássio, por fotometria de chama, fósforo disponível, por
colorimetria em presença de ácido ascórbico, após extração com solução de Mehlich-1, de
acordo com EMBRAPA (1997); os cátions trocáveis, Ca
2+
, Mg
2+
, Al
3+
, e H + Al, conforme
método recomendado por VAN RAIJ et al. (2001) e MO pelo método indireto do carbono
orgânico total (método Walkley & Black) com aquecimento externo, como descrito por
YEOMANS & BREMNER (1988).
A partir dos dados obtidos, procedeu-se a quantificação da capacidade de troca de
cátions a pH 7,0 (T), a percentagem de saturação por base (V), a percentagem de saturação
por alumínio (m) e a matéria orgânica (MO), segundo EMBRAPA (1997).
O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado em esquema
fatorial 4x4. As fontes de variação foram: os sistemas de manejos (parcelas), as profundidades
(subparcelas) e suas interações. As análises estatísticas foram efetuadas pelo uso do software
estatístico SAS (1986). As médias obtidas foram comparadas pelo teste de Student-Newman-
Keuls, a 5%.
2.3 Resultados e Discussão
Os sistemas PD e PC apresentaram os maiores valores de pH do solo em relação ao
ARD até a profundidade de 20 cm (Tabela 2). Quando comparados ao CN as diferenças
ocorreram nas profundidades de 0-5 cm e 10-20 cm. Estes resultados refletem o efeito da
aplicação de calcário nos sistemas cultivados. Em Latossolo de cerrado, sob PD, ALLEONI et
al. (2005) observaram que a calagem na superfície ou com incorporação não influenciou a
correção da acidez do subsolo (20-40 cm).
12
O Al
3+
apresentou maiores teores nos sistemas ARD e CN quando comparados aos
sistemas PD e PC nas diferentes profundidades (Tabela 2) o que evidencia as altas
concentrações de Al
3+
nos sistemas não cultivados de solos de cerrado (SOUSA & LOBATO,
2004) e sua redução nos sistemas PD e PC decorrente dos efeitos da calagem e gessagem.
Tabela 2 – Valores médios de pH em água, Al
3+
trocável, H + Al e saturação por alumínio (m)
de um Latossolo Amarelo distrófico sob diferentes sistemas de manejo em quatro
profundidades.
Sistemas de
manejo
pH H
2
O Al
3+
H + Al m
(1:2,5)
_______________
cmol
c
dm
-3
_______________
_______
%
_______
0-5 cm
PD 5,45 Aa 0,25 Ba 10,72 Ba 5,82 Cb
PC 5,22 Aa 0,19 Bc 10,95 Ba 4,34 Cc
ARD 4,72 Ba 1,54 Aa 17,00 Aa 58,84 Aa
CN 4,75 Ba 1,74 Aa 12,65 Ba 42,60 Bb
5-10 cm
PD 5,18 Aa 0,12 Ba 9,20 Ca 3,96 Cb
PC 5,15 Aa 0,20 Bc 9,55 Cb 5,36 Cc
ARD 4,72 Ba 1,74 Aa 15,38 Aa 64,17 Aa
CN 4,85 BAa 1,59 Aa 11,95 Ba 56,26 Ba
10-20 cm
PD 5,08 Aa 0,11 Ca 9,38 Ba 3,06 Db
PC 5,08 Aa 0,45 Bb 8,70 Bbc 14,10 Cb
ARD 4,75 Ba 1,76 Aa 12,92 Ab 67,93 Aa
CN 4,80 Ba 1,81 Aa 13,98 Aa 59,63 Ba
20-40 cm
PD 4,70 Ab 0,40 Ba 6,90 Cb 22,12 Ca
PC 4,65 Ab 0,62 Ba 8,30 Cc 31,24 Ca
ARD 4,98 Ab 1,66 Aa 11,90 Bb 69,72 Aa
CN 4,92 Aa 1,94 Aa 15,82 Aa 59,65 Ba
PD: Plantio direto; PC: Preparo convencional; ARD: Área recém-desmatada: CN: Cerrado nativo.
Médias com letras diferentes, maiúsculas para sistemas de manejo em profundidade e minúsculas para
profundidades em cada sistema de manejo, diferem entre si pelo teste de Student-Newman-Keuls a 5%
de probabilidade.
Na profundidade de 10-20 cm o PD apresentou menores teores de Al
3+
do que o PC.
Esse resultado pode estar refletindo o maior efeito da complexação do alumínio
proporcionado pelo aumento da matéria orgânica nessa profundidade no sistema PD (Tabela 4).
A saturação por alumínio (m) foi superior no ARD ao longo do perfil do solo (Tabela
2), o que pode estar associado a maior CTC efetiva (t) nesse sistema em relação aos demais e
13
maiores teores de Al
3+
em relação ao PD e PC. Os maiores teores de Ca
2+
nos sistemas sob
cultivo (PD e PC) em relação aos não cultivados, independentemente da profundidade, e de
Mg
2+
(Tabela 3) nas profundidades de 5-10 e 10-20 cm, são decorrentes da prática da
calagem. No sistema PD, os teores de Ca
2+
foram superiores aos do PC apenas na
profundidade de 10-20 cm, fato que sugere uma melhor distribuição desse cátion em
profundidade (Tabela 3).
Tabela 3 – Valores médios de Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
e soma de bases (SB) de um Latossolo Amarelo
distrófico sob diferentes sistemas de manejo em quatro profundidades.
Sistemas de
manejo
Ca
2
+
Mg
2
+
K
+
SB
_______________________
cmol
c
dm
-3
_____________________
_____
%
_____
0-5 cm
PD 3,05 Aa 1,18 Aa 0,32 Aa 4,64 Aa
PC 2,50 Aa 1,20 Aa 0,32 Aa 4,12 Aa
ARD 0,55 Ba 0,40 Ba 0,09 Ba 1,09 Ca
CN 0,84 Ba 1,36 Aa 0,04 Ba 2,34 Ba
5-10 cm
PD 2,30 Aa 0,98 Aa 0,29 Aa 3,65 Aa
PC 2,30 Aa 1,10 Aa 0,23 Ab 3,70 Aa
ARD O,35 Bba 0,52 Ba 0,04 Bb 0,95 Bba
CN 0,61 Ba 0,50 Bb 0,04 Ba 1,23 Bb
10-20 cm
PD 2,20 Aa 1,20 Aa 0,21 Aba 3,69 Aa
PC 1,30 Bb 1,02 Aa 0,18 Ab 2,56 Bb
ARD 0,32 Cba 0,45 Ba 0,02 Bb 0,83 Cba
CN 0,64 Ca 0,45 Bb 0,04 Ba 1,22 Cb
20-40 cm
PD 0,70 Ab 0,50 Ab 0,17 Ab 1,42 Ab
PC 0,55 Ac 0,68 Ab 0,11 Ac 1,39 Ac
ARD 0,25 Bb 0,42 Aa 0,01 Bb 0,72 Bb
CN 0,60 Aa 0,59 Ab 0,03 Ba 1,30 Ab
PD: Plantio direto; PC: Preparo convencional; ARD: Área recém-desmatada: CN: Cerrado nativo.
Médias com letras diferentes, maiúsculas para sistemas de manejo em profundidade e minúsculas para
profundidades em cada sistema de manejo, diferem entre si pelo teste de Student-Newman-Keuls a 5%
de probabilidade.
Para os teores de K
+
e a SB (Tabela 3) foram verificados também valores mais
elevados nos sistemas sob cultivo (PD e PC) que nos não cultivados (ARD e CN) reflexos de
práticas de correção e adubação nos sistemas sob cultivo. Alterações nas características
químicas de um Latossolo Vermelho-Escuro distrófico, sob vegetação de cerrado, quando
14
submetido a diferentes sistemas de uso, foram constatadas por ALVARENGA & DAVIDE
(1999) nos agroecossistemas com culturas anuais, sendo os resultados atribuídos à calagem e
à fertilização.
Tabela 4 Valores médios de capacidade de troca de cátions a pH 7,0 (T), saturação por bases
(V), fósforo disponível (P) e matéria orgânica (MO) de um Latossolo Amarelo distrófico sob
diferentes sistemas de manejo em quatro profundidades.
Sistemas de
manejo
T V P MO
cmol
c
dm
-3
% mg dm
-3
dag Kg
-1
0-5 cm
PD 15,36 Aa 29,94 Aa 55,55 Aa 3,40 Ba
PC 15,07 Aa 27,32 Aa 60,98 Aa 3,06 Ba
ARD 18,09
Aa 6,00 Ca 2,10 Ba 4,57 Aa
CN 14,99 Aa 16,01 Ba 0,03 Ba 2,93 Ba
5-10 cm
PD 12,85 Ba 28,15 Aa 82,75 Aa 2,89 Aa
PC 13,25 Bb 27,88 Aa 64,12 Aa 2,63 Aa
ARD 16,32 Aa 5,82 Ba 2,18 Ba 2,72 Ab
CN 13,18 Ba 9,52 Bb 0,02 Ba 2,16 Ab
10-20 cm
PD 13,06 BAa 28,14 Aa 35,28 Aa 3,10 Aa
PC 11,26 Bc 22,88 Bb 22,05 Bb 2,07 Bab
ARD 13,76 BAb 6,07 Ca 1,48 Ca 2,28 Bab
CN 15,20 Aa 8,15 Cb 0,03 Ca 1,55 Bcb
20-40 cm
PD 8,32 Cb 17,20Ab 33,30 Aa 1,34 Bb
PC 9,69 CBd 14,35 Ac 3,88 Bb 1,45 Bc
ARD 12,62 Bb 5,65 Ba 1,65 Ba 2,41 Ab
CN 17,12 Aa 7,79 Bb 0,02 Ba 1,34 Bc
PD: Plantio direto; PC: Preparo convencional; ARD: Área recém-desmatada: CN: Cerrado nativo.
Médias com letras diferentes, maiúsculas para sistemas de manejo em profundidade e minúsculas para
profundidades em cada sistema de manejo, diferem entre si pelo teste de Student-Newman-Keuls a 5%
de probabilidade.
No geral, os maiores teores de bases verificados nos sistemas sob cultivo (PD e PC)
contribuiu para elevação da percentagem de saturação por bases (V) em todas as
profundidades quando comparados aos não cultivados (Tabela 4).
Os teores de P disponível (Tabela 4), em todas as profundidades, foram também
maiores nos sistemas cultivados em função da aplicação de fertilizantes fosfatados para o
cultivo da soja. Entre os sistemas PD e PC observaram-se diferenças em relação ao P somente
15
nas profundidades de 10-20 e 20-40 cm. Os maiores teores de P no PD está associado à
provável diminuição na perda de solo por erosão e o aumento no P orgânico, devido à
presença dos resíduos na superfície do solo. Estes resultados evidenciam a possibilidade de se
reduzir, no sistema PD, os gastos com fertilizantes fosfatados, uma vez que, superado o nível
crítico de P no solo, este poderá ser mantido com menores quantidades de fertilizante
aplicado, em relação ao preparo convencional.
Para a MO o ARD apresentou os maiores teores nas profundidades de 0-5 cm e 20-
40 cm. Isso sugere o desequilíbrio ocasionado no solo em função do desmatamento que
provocou grande movimentação de solo pela retirada das raízes. Além disso, a permanência
dos restos vegetais na superfície do solo por ocasião da coleta de amostras, provavelmente
contribuiu para esses resultados. Isso não é corroborado com outros estudos em que o
desequilíbrio ocasionado no solo por ocasião do desmatamento favorece a oxidação da
matéria orgânica do solo (MENDES, 2002). O comportamento semelhante entre PC e PD
pode ser atribuído ao tempo de adoção desse último, ainda curto, para apresentar
diferenciações.
2.4 Conclusões
A aplicação de calcário nos sistemas PD e PC aumentou os valores de pH em água,
Ca
2+
e Mg
2+
até a profundidade de 10-20 cm;
O PD promoveu aumentos na saturação por bases (V), na soma de bases (SB) e
matéria orgânica (MO) na profundidade de 10-20 cm, com valores superiores aos do CN.
A aplicação de fertilizantes nos sistemas PD e PC, elevou os teores de P e K ao longo
do perfil, com diferenças entre si nos teores de P a partir de 20 cm, com maiores valores no
PD.
16
2.5 Referências Bibliográfica
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de acordo com doses e formas de aplicação de calcário. Revista Brasileira de Ciência do
Solo, Viçosa, v. 29, n.6, 2005.
ALVARENGA, M. I. N. & DAVIDE, A. C. Características físicas e químicas de um
Latossolo Vermelho-Escuro e a sustentabilidade de agroecossistemas. Revista Brasileira de
Ciência do Solo, Viçosa, v. 23, n. 4, p. 933-942, 1999.
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EMBRAPA. Piauí – Recursos naturais – solos. In: Diagnóstico e prioridades de pesquisa
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EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo.
2 ed. Rio de Janeiro: Embrapa, 1997, 212p.
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LOPES S. & GUILHERME, L. R. G. Solos sob cerrado: Manejo da fertilidade para a
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17
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SANTOS, V. B. dos. Matéria orgânica e biomassa microbiana de um Planossolo sob
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de Pós-graduação em Agronomia, Área de Concentração: Solos, Universidade Federal de
Pelotas.
SOUSA, D. M. G. DE & LOBATO, E. Correção da acidez do solo. In: ----- (Eds.). Cerrado:
correção do solo e adubação. Embrapa: Brasília, 2004, Cap. 3, p. 81-96.
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VAN RAIJ, B. et al. Análise química para avaliação da fertilidade de solos tropicais.
Campinas: IAC, 2001. 284p.
YEOMANS, J. C. & BREMNER, J. M. A rapid and precise method for routine determination
of organic carbon in soil. Comm. Soil Sci. Plant anal, v. 19, p. 1467-1476, 1988.
3 CAPÍTULO II
Indicadores microbiológicos em Latossolo Amarelo distrófico submetido a diferentes
sistemas de manejo na Região do Cerrado Piauiense
1
Microbiological indicators in dystrophicYellow Latosol under the different management
systems of the Cerrado region Piauí State
Maria da Conceição Bezerra da Silva Matias
2
Adeodato Ari Cavalcante Salviano
3
Luiz
Fernando de Carvalho Leite
4
RESUMO
Por suas características, a região do cerrado brasileiro, é a grande fronteira agrícola do mundo,
capaz de responder de maneira imediata à crescente demanda por produtos agrícolas. O
objetivo deste estudo foi quantificar as alterações nos atributos microbiológicos de um
Latossolo Amarelo distrófico no cerrado do Piauí sob diferentes sistemas de manejo: plantio
direto (PD), preparo convencional (PC), área recém-desmatada e uma área adjacente, sob
vegetação de cerrado nativo (CN), tomada como referência. Amostras de solo foram coletadas
na Fazenda Progresso, município de Uruçuí, PI, nas profundidades de 0-5; 5-10; 10-20 e 20-
40. Foram determinados os teores e estoques totais de carbono orgânico (COT) e nitrogênio
1
Parte da dissertação apresentada a Universidade Federal do Piauí, para obtenção do grau de mestre em
Produção Vegetal.
2
Engenheira Agrônoma, Universidade Federal do Piauí – Centro de Ciências Agrárias, Campus Agrícola da
Socopo, Teresina, PI.
3
Professor, Doutor do Departamento de Engenharia Agrícola e Solos da Universidade Federal do Piauí, Campos
Agrícola da Socopo, Teresina, PI.
4
Engenheiro Agrônomo, Pesquisador da Embrapa Meio Norte, Av. Duque de Caxias, Bairro Buenos Aires,
Teresina, PI.
19
(NT), a respiração basal, o carbono da biomassa microbiana (Cmic) e os quocientes
microbiano (Cmic/COT) e metabólico (qCO
2
). Os dados foram submetidos à análise de
variância num delineamento inteiramente casualizado em fatorial 4x4. As diferenças entre as
médias dos tratamentos foram avaliadas pelo teste de Student-Newman-Keuls a 5% de
probabilidade. O Cmic no sistema PD foi superior ao PC em 98% e ao ARD, em 89%, na
profundidade de 10-20 cm. O quociente microbiano foi menor nos sistemas manejados
quando comparados ao CN na profundidade de 10-20 cm. Não foram observadas diferenças
significativas nos valores da respiração basal e do quociente metabólico entre os sistemas
cultivados e a área recém-desmatada até a profundidade de 10 cm.
Palavras-chave: plantio direto, biomassa microbiana, respiração basal.
SUMMARY
For its characteristics, the cerrado region of the Brazilian , is the great agricultural frontier of
the world, capable to reply in immediate way to the increasing demand for agricultural
products. The objective of this study was to quantify the changes in the microbiological
attributes of a dystrophic Yellow Latosol, under different management systems: no-tillage
(NT), conventional tillage (CT) and just-deforested area (JDA), compared to a native cerrado
soil (NC). The soil samples were collected in the Progresso Farm, in Uruçuí, PI, at the depths
of 0-5; 5-10; 10-20 and 20-40 cm. the amounts and storage total organic carbon (TOC) and
nitrogen (TN), the basal breathing, the microbial biomass carbon (micC) and the microbial
(micC/TOC) and metabolic (qCO2) quotients were determined. The data was submitted to the
analysis of variance in a completely randomized design, 4 x 4. The difference among
treatments averages was evaluated by the Student-Newman-Keuls test, at 5% of probability.
20
In the NT, the micC, was 93% and 89% higher than in the CT and JDA, respectively, at 10-20
cm. The microbial quotient was lower in the cropped systems than in the NC at 10-20 cm. No
significant difference for basal breathing and metabolic quotient between the cultivated
systems and the just-deforested area, until the depth of 10 cm, was observed.
Key-words: no-tillage, microbial biomass, basal breathing.
3.1 Introdução
Com uma área de aproximadamente 207 milhões de hectares, sendo potencialmente
agricultáveis 136 milhões, o cerrado brasileiro, maior bioma do país depois da Amazônia,
representa a grande fronteira mundial capaz de responder à demanda crescente por alimentos,
produtos agrícolas e agroindustriais (COSTA et al., 2002).
No Piauí, o cerrado ocupa mais da metade da área territorial. Está presente em toda
região sudoeste e parte do extremo sul (FUNDAÇÃO CEPRO, 1992). Os Latossolos,
predominantes nesse ecossistema, são de grande potencial para agricultura, mesmo havendo
necessidade de correção do pH e da fertilidade (REATTO et al., 1997). Da área total desses
solos no estado, cerca de 77% são adequados para algum tipo de utilização agrícola
(EMBRAPA, 1989).
Por se tratar de ecossistema onde os estoques de matéria orgânica são considerados
baixos (MENDES, 2002; CORREIA, 2004), a retirada da vegetação natural e o subsequente
preparo do solo para implantação de agroecossistemas, em função do revolvimento do solo,
promoverá uma redução nesses estoques, devido a desagregação das partículas do solo que
termina por expor a matéria orgânica, anteriormente inacessível, ao ataque dos
microrganismos (HANNAS, 1997; FREIXO et al., 2002; REIS & RODELLA, 2002).
Enquanto que, o uso de práticas conservacionistas, como o plantio direto, por não revolver o
21
solo e deixar os resíduos de culturas na superfície, associado a sistemas de cultivo com
rotação de culturas e o uso de espécie com elevado potencial de biomassa têm contribuído
significativamente para o incremento da matéria orgânica do solo, devido a redução nas
perdas de carbono na forma de CO
2
e, consequentemente para melhoria da qualidade do solo
(CORAZZA, 1999; AMADO et al., 2001; BAYER et al., 2004).
Para monitorar os impactos dos diversos agroecossistemas nos Latossolos do cerrado
tem sido recomendada a utilização de indicadores, como por exemplo, a biomassa microbiana
do solo e a respiração basal do solo, os quais podem fornecer índices que permitirão avaliar a
dinâmica da matéria orgânica do solo e consequentemente, refletir sobre tendências de
mudanças que estão ocorrendo a médio e longo prazo (GAMA-RODRIGUES, 1999;
MENDES & OLIVEIRA, 2001; D`ANDRÉA, 2004). A falta de informações sobre a
biomassa microbiana e seu papel na ciclagem de nutrientes nos cerrados tropicais contrasta
com a abundância de informações nos ecossistemas das regiões temperadas e mesmo em
outras regiões do Brasil (MENDES, 2002). Em se tratando do cerrado do Piauí, praticamente
estes dados ainda são inexistentes.
O objetivo do presente trabalho foi verificar os efeitos dos sistemas de manejo:
plantio direto; preparo convencional e área recém-desmatada, nos teores e estoques de
carbono orgânico e nitrogênio total e nos teores de carbono microbiano e na atividade dos
microrganismos, num Latossolo Amarelo distrófico da região do cerrado do Piauí, tendo
como referência uma área sob vegetação de cerrado nativo.
3.2 Material e Métodos
O estudo foi realizado em áreas da Fazenda Progresso, localizada no município de
Uruçuí, mesorregião do cerrado do sudoeste do estado do Piauí (7
o
29
`
S, 44
o
14
’
W e altitude
22
de 470 m). Segundo dados coletados na estação meteorológica da região de Uruçuí,
compreendendo valores médios do período de 1962 a 1987, o clima da região é do tipo Aw no
sistema Köppen, com temperatura média de 26,5 ºC, precipitação anual de 1.200 mm, com
estação chuvosa de outubro a abril, sendo janeiro a março o trimestre mais chuvoso, com
ocorrência de veranicos. O solo é classificado como Latossolo Amarelo distrófico, textura
média JACOMINE (1986).
Foram avaliados, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm, quatro sistemas
de manejo do solo (Tabela 1).
As amostragens, nos diferentes sistemas de manejo, foram efetuadas no ano agrícola
de 2004/2005 durante a fase de desenvolvimento vegetativo da cultura da soja. Em cada
sistema de manejo foram abertos, aleatoriamente, quatro mini-perfis com profundidade de 60
cm, 50 cm de largura e 80 cm de comprimento, cada um constituindo uma repetição. Nas
profundidades de 0 – 5; 5 – 10; 10 – 20 e 20 – 40 cm foram retiradas seis amostras simples
para formar uma composta por profundidade. Para obtenção das amostras na área de cerrado
nativo, foi definido, no terço médio, um transecto de aproximadamente 200 m, ao longo do
qual foram selecionados oito pontos de coleta (dois por repetição), nos quais foram abertos os
mini perfis com 60 cm de profundidade, 80 cm de largura e 100 cm de comprimento. Nestes
também, por profundidade, foram retiradas seis amostras simples para formar uma composta.
23
Tabela 1 - Histórico de uso e manejo de um Latossolo Amarelo distrófico da região do
cerrado no sul do estado do Piauí, município de Uruçuí.
Sistema de manejo Símbolo Histórico de uso e manejo
Preparo convencional PC
Área desmatada há aproximadamente vinte anos e cultivada sob
sistema de preparo convencional com revolvimento intensivo
do solo. A partir do ano agrícola 2001/2002 vem sendo
cultivada com soja, utilizando no preparo do solo grade pesada,
intermediária e niveladora, sendo que no ano de 2002/2003 foi
feito também uma subsolagem No ano agrícola 2001/2002 o
solo foi corrigido com três toneladas de calcário (PRNT 70 a
75%) e no ano seguinte com uma tonelada de gesso. Para o
manejo da fertilidade foram efetuadas as seguintes adubações:
ano agrícola 2001/2002 400 kg ha
-1
de NPK 00 – 20 – 20 e 150
kg ha
-
1
de k
2
0 em cobertura; ano agrícola 2002/2003 (400 kg ha
-
1
de NPK 02 – 20 – 20 e 150 kg ha
-1
de k
2
0 em cobertura); ano
agrícola 2003/2004 (400 kg ha
-
1
de NPK 02- 24 – 12 e 150 kg
ha
-1
de k
2
0 em cobertura) e ano agrícola 2004/2005 (400 kg ha
-1
de NPK 00 - 20 –02)
Plantio direto PD
Área com mesmo histórico de uso e manejo da área de preparo
convencional até o ano agrícola 2001/2002. No ano agrícola
2002/2003 foi implantado o sistema plantio direto com o cultivo
da soja, utilizando o milheto na formação da palhada. Neste
mesmo ano a área foi adubada com 600 kg ha
-1
de super simples
e 170 kg ha
-1
K
2
0 em cobertura.
Área reçem-desmatada ARD
Área ainda não cultivada, onde a coleta de amostras de solo foi
feita quinze dias após o desmatamento.
Cerrado nativo CN
Área sob vegetação de cerrado nativo, também selecionada para
amostragem de solo, por se tratar de um sistema em equilíbrio.
Para avaliar os atributos biológicos, nos diferentes sistemas de manejo, amostras de
solo, em cada profundidade, foram retiradas, etiquetadas e acondicionadas em sacos plásticos.
Em seguida, foram preparadas para as seguintes determinações: carbono orgânico total;
nitrogênio total; carbono da biomassa microbiana e atividade microbiana. Também foram
coletadas amostras, com auxílio de anéis volumétricos com capacidade de 163 cm
3
, para
determinação da densidade do solo. Estes valores foram utilizados no cálculo dos estoques de
carbono orgânico total e nitrogênio total, baseado numa equivalência com a massa do solo
(LEITE, 2002).
24
As amostras de solo coletadas para avaliação do carbono orgânico total e nitrogênio
total foram secas ao ar, destorroadas, maceradas e passadas em peneira de 2 mm de malha
(TFSA) para posterior execução das análises. Para determinação da biomassa microbiana, a
fim de preservar a atividade dos microrganismos, as amostras, ao serem retiradas, foram
mantidas em caixa de isopor refrigeradas com blocos de gelo em seu interior e encaminhadas
ao laboratório, onde permaneceram sob refrigeração (± 4 ºC) até a execução das análises.
O carbono orgânico total (COT) foi determinado por oxidação da matéria orgânica
com dicromato de potássio na presença de ácido sulfúrico concentrado (Método Walkley-
Black), e titulação com sulfato ferroso amoniacal na presença do indicador fenolfetaleína,
conforme método descrito por YEOMANS & BREMNER (1988). O nitrogênio total (NT) foi
quantificado por destilação Kjedahl conforme procedimentos descritos por SILVA (1981).
Com os valores obtidos determinou-se a relação entre carbono orgânico total e nitrogênio total
(relação C/N).
Os estoques de C em cada profundidade amostrada foram calculados a partir da
expressão: EstC = (COT x Ds x e), em que EstC é o estoque de carbono orgânico total em
determinada profundidade; COT é o teor de carbono orgânico total; Ds é a densidade do solo
em cada profundidade e e a espessura da camada considerada. O cálculo dos estoques de N
total foi efetuado seguindo a seguinte expressão: EstN = (NT x Ds x e), em que EstN é o
estoque de N total do solo em determinada profundidade e NT o teor de N total.
O carbono da biomassa microbiana do solo (Cmic) foi determinado pelo método
irradiação-extração utilizando na eliminação dos microrganismos um forno de microondas
com freqüência de microondas de 2450 MHz e energia a 900W por 180s (ISLAM & WEIL,
1998; FERREIRA et al., 1999).
Para quantificação do carbono da biomassa microbiana foi utilizada a respectiva
equação: Cmic = (C
I
– C
NI
) / Kc = µg g
-1
de C no solo onde: Cmic é o carbono da biomassa
25
microbiana; C
I
é o carbono da amostra irradiada; C
NI
é o carbono da amostra não irradiada e
K
c
= 0,33, fator de correção proposto por Sparling & West (1988).
A taxa de respiração basal foi determinada pela quantificação do dióxido de carbono
(CO
2
) liberado no processo de respiração microbiana, pelo método da incubação-extração,
conforme ALEF & NANNIPIERI (1995).
O quociente metabólico (qCO
2
) foi calculado pela razão entre a taxa de respiração
basal e o carbono da biomassa microbiana (ANDERSON & DOMSCH, 1993), sendo
expresso em µg CO
2
/µg Cmic g
-1
dia
-1
. Para refletir os aportes de carbono orgânico total e a
conversão de substratos orgânicos para o carbono da biomassa microbiana foi calculado o
quociente microbiano (Cmic/COT) de acordo com SPARLING (1992), pela expressão: Cmic/
COT = (Cmic)/(COT))/10, sendo Cmic/COT = quociente microbiano (%); Cmic: carbono da
biomassa microbiana (µg g
-1
); COT: carbono orgânico total (g Kg
-1
).
O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado em fatorial 4x4.
As fontes de variação foram os sistemas de manejos (parcelas), as profundidades
(subparcelas) e suas interações. As análises estatísticas foram efetuadas pelo uso do software
estatístico SAS (1986). As médias obtidas foram comparadas pelo teste de Student-Newman-
Keuls, a 5%.
3.3 Resultados e Discussão
Os teores de COT no PD foram superiores (p<0,05) ao CN na profundidade de 10-20
cm. Esse acréscimo foi suficiente para alterar os estoques de carbono, que já se mostraram
superiores a partir da profundidade de 5-10 cm (Tabela 2). O PC só foi superior ao CN na
profundidade de 5-10 cm para os estoques de carbono. Com isso constatou-se que o sistema
plantio direto minimizou a oxidação da matéria orgânica, assegurando seu suprimento na
26
camada superficial do perfil do solo. Por outro lado, o revolvimento do solo pelo uso de
implementos no PC, agiu desagregando o solo e expondo a matéria orgânica ao ataque dos
microrganismos, que aliados às altas temperaturas, favoreceram o processo de decomposição
da mesma. Estes resultados concordam com CONCEIÇÃO et al. (2005), segundo os quais, os
métodos de preparo do solo interferem tanto na quantidade de C orgânico como na sua
distribuição ao longo do perfil do solo.
Entre os tratamentos, os estoques de COT foram maiores no PD nas profundidades
de 5-10 (12,15 Mg ha
-1
) e 10-20 cm (19,75 M ha
-1
) (Tabela 2). Nos sistemas não perturbados
pelo preparo do solo, como o PD, os resíduos culturais são depositados na superfície do solo
e, após a decomposição, promovem o aumento do estoque de COT na camada superficial, o
que pode ser complementado pela decomposição das raízes, mais abundantes na superfície.
Por outro lado, na profundidade de 20-40 cm, a ARD apresentou maiores estoques
de COT. Por se tratar de uma área ainda não cultivada, existe uma variabilidade muito grande
nos constituintes do solo, principalmente em relação aos microrganismos, o que
possivelmente refletiu nesses resultados. Isso está de acordo com VARGAS & SCHOLLES
(2000) quando afirmam que em diferentes sistemas de manejo do solo, a microbiota recebe
estímulos diferenciados devidos à composição dos resíduos das espécies vegetais e aos
métodos de preparo, o que resulta em diferenças na atividade microbiana, na relação
mineralização – imobilização do nitrogênio e nas taxas de decomposição dos resíduos.
27
Tabela 2 Teores e estoques totais de carbono orgânico (COT) e de nitrogênio (NT), relação
C/N e densidade do solo de um Latossolo Amarelo distrófico sob diferentes sistemas de
manejo no cerrado do sul do Piauí.
Sistemas
d
e manejo
COT
g
Kg
-1
NT
g
Kg
-1
Densidade
K
g dm
-3
Est. COT
M
g ha
-1
Est. NT
M
g ha
-1
C/N
0-5cm
PD 19,75 aB 1,00 aB 1,43 aA 14,22 aA 0,71 bA 20 baA
P
C 17,75 aB 0,97 aB 1,44 aA 12,65 aA 0,70 cA 18 Aa
ARD 26,50aA 1,57 aA 1,10 cB 14,40 aA 0,86 bA 17 aA
CN 17,00aB 1,10 aB 1,31 aA 11,12 aA 0,72 bA 15 aA
5-10cm
PD 16,75 aA 0,82 aA 1,45 aA 12,15 aA 0,60 bA 20 baA
PC 15,25 aA 0,85 aA 1,43 aA 10,90 bA 0,68 cA 17 aA
ARD 15,75 bA 1,02 bA 1,21 bB 9,52 bBA
0,62 cA 15 aA
CN 12,50 bA 0,87 baA 1,26 aB 7,92 bB 0,55 bA 14 aA
10-20cm
PD 18,00 aA 0,82 aA 1,51 aA 19,75 bA 1,24 aA 23 aA
PC 12,00 bBA 0,85 aA 1,56 aA 13,50 cBA 1,32 aA 15 aBA
ARD 13,25 bBA 0,95 bA 1,28 baC 12,25 cBA
1,22 aA 14 aBA
CN 9,00 bB 0,88 baA 1,35 aB 8,75 cB 1,18 aA 10 aB
20-40cm
PD 7,75 bB 0,75 aA 1,50 aA 8,50 bB 1,13 aA 10 bB
PC 8,50 cB 0,70 aA 1,45 aBA 9,00 cB 1,02 bA 12 aB
ARD 14,00 bA 0,70 bA 1,31 aC 13,25 cA 0,92 bA 20 aA
CN 7,75 bB 0,75 bA 1,34 aCB 8,50 cB 1,02 aA 11 aB
PD: Plantio direto; PC: Preparo convencional; ARD: Área recém-desmatada: CN: Cerrado
nativo. Médias com letras diferentes, maiúsculas para sistemas de manejo em profundidade e
minúsculas para profundidades em cada sistema de manejo, diferem entre si pelo teste de
Student-Newman-Keuls a 5% de probabilidade.
Os teores e estoques de NT não foram alterados significativamente pelos PC e PD ao
longo do perfil em relação ao CN (Tabela 2). Isso pode estar relacionado ao tempo de adoção
do plantio direto, apenas três anos, e aos aportes de plantas de cobertura (milheto), que não
foram suficientes para promover alterações positivas no nitrogênio total do solo. Resultados
similares foram observados por D`ANDRÉA et al. (2004).
O carbono da biomassa microbiana (Cmic) no sistema PD foi superior ao PC e ao
ARD na profundidade de 10-20 cm, 93 e 89%, respectivamente (Tabela 3). Esse acréscimo
demonstrou que, com a utilização de sistemas de manejo conservacionistas, é possível
aumentar os estoques de matéria orgânica do solo, mesmo em condições climáticas favoráveis
28
à rápida decomposição microbiana e num solo de textura média, como no presente estudo, no
qual é mínima a proteção física da matéria orgânica. AMADO et al. (2001) afirmam que a
agricultura, desde que utilizada com sistemas conservacionistas, mostra potencial para fixação
líquida de CO
2
atmosférico, mesmo quando comparado a sistemas naturais não perturbados,
como o campo natural.
Tabela 3 Respiração basal, carbono da biomassa microbiana (Cmic), quociente microbiano
(Cmic/COT) e quociente metabólico (qCO
2
) de um Latossolo Amarelo distrófico sob
diferentes sistemas de manejo em quatro profundidades.
Sistemas de
manejo
Respiração basal
µ
µµ
µg CO
2
Cmic dia
-1
Cmic
µ
µµ
µg g
-1
Cmic/COT
%
qCO
2
µ
µµ
µg CO
2
Cmic dia
-1
0-5cm
PD 33,73 aA 219,95 aA 1,12 aA 0,153aA
PC 17,93 aA 140,30 aA 0,81 aA 0,128 aA
ARD 24,93 aA 343,68 aA 1,27 aA 0,007 aA
CN 2,15 aA 255,50 aA 1,61 aA 0,008 aA
5-10cm
PD 25,95 aA 117,50 aA 0,69 aA 0,221 aA
PC 19,82 aA 206,50 aA 1,30 aA 0,096 aA
ARD 15,72 aA 133,60 aA 0,86 aA 0,118 aA
CN 0,85 bB 240,20 aA 1,89 aA 0,004 bA
10-20cm
PD 21,12 aB 309,05 aA 1,90 aB 0,068 aB
PC 16,48 aB 159,58 aB 1,36 aB 0,103 aB
ARD 33,28 aA 162,93 aB 1,25 aB 0,204 aA
CN 0,68 bC 284,00 aA 3,14 aA 0,002 bB
20-40cm
PD 15,85 aA 137,73 aA 1,79 aA 0,115 aA
PC 16,55 aA 226,63 aA 2,72 aA 0,073 aA
ARD 17,02 aA 123,73 aA 0,93 aA 0.137 aA
CN 0,65 bB 238,58 aA 3,46 aA 0,002bA
PD: Plantio direto; PC: Preparo convencional; ARD: Área recém-desmatada: CN: Cerrado
nativo. Médias com letras diferentes, maiúsculas para sistemas de manejo em profundidade e
minúsculas para profundidades em cada sistema de manejo, diferem entre si pelo teste de
Student-Newman-Keuls a 5% de probabilidade.
O quociente microbiano (Cmic/COT) foi menor em todos os sistemas de manejo em
relação ao CN, na profundidade de 10-20 cm, indicando que a disponibilidade da matéria
orgânica para os microrganismos é baixa nesses sistemas (Tabela 3). Isso provavelmente estar
associado aos baixos teores de Cmic nos sistemas com revolvimento do solo e ao pouco
tempo de adoção do PD, não suficiente para apresentar diferenças significativas.
29
Os sistemas cultivados na profundidade de 10-20 cm apresentaram valores de
respiração basal superiores aos de cerrado nativo (Tabela 3). Provavelmente em função do
acréscimo de matéria orgânica e melhoria da condição de fertilidade do solo nesses sistemas
em relação ao CN. Considerando-se que os estoques de C no PD (19,75 Mg. ha
-1
) foram
superiores em relação ao CN (8,75 Mg.ha
-1
), pode-se estimar que o uso de um sistema de
manejo conservacionista pode promover acúmulo de carbono orgânico no solo, e assim
contribuir para o seqüestro CO
2
.
3.3 Conclusões
As maiores alterações na atividade microbiana, decorrentes dos sistemas de manejo
adotados, ocorreram na profundidade de 10-20 cm, sendo que o sistema ARD contribuiu para
a emissão de CO
2
para atmosfera;
A adoção do PD, mesmo recente (três anos), aumentou os estoque de C em relação
PC e ARD, inclusive ao CN, sendo este efeito restrito à profundidade de 10-20 cm;
O carbono da biomassa microbiana indicou, na profundidade de 10-20 cm, potencial
do sistema PD para recuperar a MO e, consequentemente contribuir para o seqüestro do
carbono no solo;
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