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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
CARBONO ORGÂNICO E POLISSACARÍDEOS EM
AGREGADOS DE UM LATOSSOLO VERMELHO EUTRÓFICO
EM SEQÜÊNCIAS DE CULTURAS SOB SEMEADURA DIRETA
Márcio dos Reis Martins
Engenheiro Agrônomo
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Julho de 2008
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
CARBONO ORGÂNICO E POLISSACARÍDEOS EM
AGREGADOS DE UM LATOSSOLO VERMELHO EUTRÓFICO
EM SEQÜÊNCIAS DE CULTURAS SOB SEMEADURA DIRETA
Márcio dos Reis Martins
Orientador: Prof. Dr. José Eduardo Corá
Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências
Agrárias e Veterinárias – Unesp, Câmpus de
Jaboticabal, como parte das exigências para a
obtenção do título de Mestre em Agronomia (Produção
Vegetal).
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Julho de 2008
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Martins, Márcio dos Reis
M386c
Carbono orgânico e polissacarídeos em agregados de um
latossolo vermelho eutrófico em seqüências de culturas sob
semeadura direta / Márcio dos Reis Martins. – – Jaboticabal, 2008
xiii, 45 f. : il. ; 28 cm
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista,
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 2008
Orientador: José Eduardo Corá
Banca examinadora: Álvaro Pires da Silva, Carolina Fernandes
Bibliografia
1. Teor de carbono. 2. Manejo do solo. 3. Sistema de semeadura
direta. I. Título. II. Jaboticabal-Faculdade de Ciências Agrárias e
Veterinárias.
CDU 631.417.1
Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação –
Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação - UNESP, Câmpus de Jaboticabal.
iii
iv
DADOS CURRICULARES DO AUTOR
MÁRCIO DOS REIS MARTINS, nascido em Itamogi, estado de Minas Gerais,
em 5 de janeiro de 1982, é engenheiro agrônomo formado em janeiro de 2006 pela
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV), unidade da Universidade
Estadual Paulista (UNESP), câmpus de Jaboticabal. Cursou o ensino fundamental na
Escola Estadual “Minas Gerais” e o ensino médio na Escola Estadual “José Soares de
Araújo”, ambas em Itamogi. Durante a preparação para o vestibular de ingresso na
Agronomia foi aluno do projeto “Cursinho Equipe”, organizado por discentes da
Universidade de São Paulo de Ribeirão Preto, no ano de 2000. Durante a graduação foi
integrante do Programa de Educação Tutorial (PET). Realizou estágios
extracurriculares nas áreas de Máquinas Agrícolas no Departamento de Engenharia
Rural da FCAV; de fruticultura no Centro Nacional de Pesquisa em Mandioca e
Fruticultura da EMBRAPA no município de Cruz das Almas, BA e fez o estágio
curricular de graduação na empresa Cargill Agrícola S.A. no município de Sapezal, MT.
Iniciou estágio no laboratório de física do solo em 2002 no Departamento de Solos e
Adubos da FCAV, quando foi bolsista de iniciação científica do Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Ingressou no curso de mestrado em
Agronomia na FCAV, área de concentração em Produção Vegetal, em agosto de 2006,
como bolsista do CNPq.
v
“Só sei que nada sei”.
Sócrates
vi
Aos meus pais
dedico
vii
AGRADECIMENTOS
À Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias pela excelente formação e pela
estrutura oferecida para a realização do curso de Mestrado.
Ao CNPq pela concessão da bolsa de mestrado.
Ao professor José Eduardo Corá, pela oportunidade de realização deste trabalho, pela
brilhante orientação oferecida, pela amizade e pelos valiosos conselhos.
A todos funcionários da Fazenda de Ensino, Pesquisa e Produção da FCAV-UNESP
pelo precioso auxílio na condução do experimento no campo.
Ao Prof. José C. Barbosa do DCE/FCAV pela orientação nas análises estatísticas.
Ao professor Fernando de Ávila do DMVP/FCAV por ceder as dependências de seu
laboratório para o uso da autoclave.
Aos funcionários do DSA/FCAV: Célia, Maria Inês, Afonso, Dejair, Mauro, Luís e
Ademir, Cláudia.
A todos professores que contribuíram para a formação durante o curso de mestrado.
Aos colegas de República Renato, José Marcos e Celso, pelo convívio agradável, pelos
conselhos e pelas horas de descontração no decorrer do curso.
Aos colegas de pós-graduação Adolfo, Ricardo, José Marcos, Getúlio, Marcos pelo
convívio, sugestões e auxilio na condução do experimento de campo.
Às professoras Mara e Carolina pelas brilhantes sugestões durante o exame de
qualificação.
À Fabiana pelo apoio, amizade, companheirismo, compreensão e amor durante todos
os momentos desde o inicio do mestrado.
viii
SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO........................................................................................................1
2. REVISÃO DE LITERATURA...................................................................................3
3. MATERIAL E MÉTODOS......................................................................................14
3.1. Caracterização da área experimental ................................................................14
3.2. Amostragem do solo ..........................................................................................16
3.3. Análise de estabilidade de agregados com uso de múltiplas peneiras ..............17
3.4. Análise de estabilidade de agregados com uso de única peneira .....................18
3.5. Análises químicas ..............................................................................................19
3.6. Análises estatísticas...........................................................................................22
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................23
4.1. Estabilidade de agregados.................................................................................23
4.2. Teor de carbono orgânico e polissacarídeos nos agregados do solo................24
4.3. Distribuição de carbono orgânico e polissacarídeos nas classes de agregados31
4.4. Relação entre atributos químicos e de agregação do solo ................................32
5. CONCLUSÕES.....................................................................................................34
6. REFERÊNCIAS..........................................................................................................35
ix
LISTAS DE FIGURAS
Página
Figura 1. Extensão da área (região hachurada) no território brasileiro com
ocorrência de inverno seco e temperaturas relativamente altas .................................. 4
Figura 2. Representação do modelo de Monnier para descrição da influencia da
decomposição de resíduos orgânicos no solo sobre a estabilidade de agregados
(EA) do solo (Adaptado de ABIVEN, 2004).................................................................. 8
Figura 3. Processos de influência da planta sobre a agregação do solo ................... 10
Figura 4. Vista aérea do experimento em junho de 2008. Jaboticabal, SP. ............... 14
Figura 5. Médias mensais dos parâmetros climáticos na área do experimento
(1971–2006)............................................................................................................... 15
Figura 6. Faixas de seqüências de culturas de verão e inverno em um bloco
experimental............................................................................................................... 16
Figura 7. Extração de polissacarídeos do solo com solução de ácido sulfúrico......... 20
Figura 8. Análise fenol-sulfúrica para construção da reta padrão de
concentrações de glicose por absorbância ................................................................ 21
Figura 9. Extração de polissacarídeos do solo com solução de ácido sulfúrico
diluído (polissacarídeos menos a celulose)................................................................ 22
Figura 10. Teor de carbono orgânico total e polissacarídeos em diferentes
classes de tamanho de agregados do solo ................................................................ 31
x
LISTAS DE TABELAS
Página
Tabela 1. Porcentagem de agregados estáveis em água em diferentes classes
de tamanho e diâmetro médio ponderado (DMP), calculados a partir da análise
com múltiplas peneiras, e índice de estabilidade de agregados (IEA), calculado a
partir da análise com única peneira, em seqüências de culturas de verão ou
inverno ....................................................................................................................... 23
Tabela 2. Teor de carbono orgânico total (COT) em agregados do solo em
diferentes seqüências de culturas de verão ou inverno ............................................. 25
Tabela 3. Teor de polissacarídeos totais (PST) e de carbono constituinte de PST
(valores entre parênteses) em agregados do solo em diferentes seqüências de
culturas de verão ou inverno ...................................................................................... 27
Tabela 4. Teor de polissacarídeos extraídos em ácido diluído (PAD) e de
carbono constituinte de PAD (valores entre parênteses) em agregados do em
diferentes seqüências de culturas de verão ou inverno ............................................. 28
Tabela 5. Relação entre atributos químicos (X) e de agregação do solo (Y) ............. 32
xi
LISTAS DE ABREVIATURAS
AEA: porcentagem de agregados estáveis em água
AF: seqüência de cultivos de arroz/feijão/algodão/feijão no verão
APU: antes do peneiramento úmido
COT: Carbono orgânico total
CV: coeficiente de variação
DMP: diâmetro médio ponderado de agregados
IEA: índice de estabilidade de agregados
MV: monocultura de milho no verão
PAD: polissacarídeos extraídos em ácido diluído
RV: cultivos intercalados ano a ano de soja e milho no verão
SSD: sistema de semeadura direta
SV: monocultura de soja no verão
xii
CARBONO ORGÂNICO E POLISSACARÍDEOS EM AGREGADOS DE UM
LATOSSOLO VERMELHO EUTRÓFICO EM SEQÜÊNCIAS DE CULTURAS SOB
SEMEADURA DIRETA
RESUMO – A adaptação do sistema de semeadura direta (SSD) depende da
escolha adequada da seqüência de culturas, que devem contribuir para melhorar os
atributos solo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de seqüências de
culturas na agregação do solo e no teor de carbono orgânico e polissacarídeos em
diferentes classes de agregados estáveis em água de um Latossolo Vermelho eutrófico
sob SSD. Um experimento foi implantado em 2002 em Jaboticabal, SP. Os tratamentos
foram constituídos pela combinação de quatro seqüências de culturas de verão e sete
culturas de inverno. As seqüências de culturas de verão, semeadas em
outubro/novembro, foram: monocultura de milho; monocultura de soja; cultivos
intercalados ano a ano de soja e milho; seqüência de cultivos de
arroz/feijão/algodão/feijão. As culturas de inverno, semeadas em fevereiro/março,
repetidas todos os anos nas mesmas parcelas, foram: milho, girassol, nabo forrageiro,
milheto, feijão guandu, sorgo granífero e crotalária. A amostragem do solo foi realizada
após o quarto ano de condução do experimento, em outubro de 2006. O cultivo de
milho em monocultura no verão favoreceu a formação de agregados estáveis em água
com diâmetro entre 6,30–2,00 mm e proporcionou o maior teor de COT e PAD nessa
classe de tamanho de agregados. Isso indica que a influência das culturas sobre a
estabilidade de agregados foi intermediada pelos teores de COT e PAD. Não foi
verificada diferença na agregação do solo entre culturas de inverno utilizadas. Os
maiores teores de COT, PST e PAD foram verificados nos agregados com diâmetro
entre 2,00–1,00 mm e os menores teores nos agregados <0,25 mm.
Palavras-Chave: Agregação do solo, Carboidratos do solo, Estrutura do solo, Matéria
orgânica do solo, Rotação de culturas
xiii
ORGANIC CARBON AND POLYSACCHARIDES IN AGGREGATES OF AN RHODIC
OXISOL IN CROP SEQUENCES UNDER NO-TILLAGE
SUMMARY – A better performance of the no-tillage system in tropical regions
depends on the choice of suitable crop sequences in summer and winter. These crops
should contribute to improvement of soil properties. The objective of this work was to
assess crop sequences effects on soil aggregation and organic carbon and
polysaccharide contents in water-stable aggregate size classes of a Rhodic Oxisol under
no-tillage. An experiment was established in Jaboticabal town, São Paulo state, in 2002.
Treatments were constituted for a combination of four crop sequences in summer and
seven crop sequences in the winter. Crop sequences in the summer were: corn
monoculture (CC); soybean monoculture (SS); soybean/corn/soybean/corn sequence
(SC) and rice/bean/cotton/bean sequence (RB), seeded in October/November. Winter
crops were: corn, sunflower, oilseed radish, millet, pigeonpea, sorghum and sunn hemp,
seeded in February/March. Soil sampling took place after forth year after experiment
implantation, in October 2006. The MV sequence in summer increased the percentage
of 6,30–2,00 mm water-stable aggregates and provided the highest total organic carbon
and diluted-acid-extractable polysaccharides contents in the same aggregate size class.
These results suggest that crop effects on soil aggregate stability can be mediated by
total organic carbon and diluted-acid-extractable polysaccharides. The winter crops do
not influence soil aggregation. The highest and lowest total organic carbon, total
polysaccharides and diluted-acid-extractable polysaccharides contents was verified,
respectively, in 2,00–1,00 mm and <0,25 mm water-aggregate soil size classes.
Keywords: Crop rotation, Soil aggregation, Soil carbohydrates, Soil organic matter, Soil
structure
1
1. INTRODUÇÃO
O sistema de semeadura direta (SSD) é utilizado em aproximadamente 100
milhões de hectares no mundo (FEBRAPDP, 2008). Apesar disso, o SSD ainda
necessita ser mais bem adaptado às regiões tropicais, com inverno quente e seco,
comuns nas regiões sudeste e centro-Oeste do Brasil. Para isso, a escolha de culturas
adaptadas para compor o sistema assume fundamental importância. Deve-se levar em
consideração, para essa escolha, além do retorno econômico, a manutenção e/ou
melhoria dos atributos químicos e físicos do solo que contribuam para a sua capacidade
produtiva.
No SSD, o manejo físico do solo é praticamente restrito à ação das culturas na
estrutura do solo. Isso está relacionado à alteração de compostos orgânicos que atuam
como agentes cimentantes dos agregados. A decomposição de resíduos vegetais, a
liberação de exudatos pelos sistemas radiculares das plantas e a influência que as
plantas exercem sobre os microorganismos do solo, são formas de influência das
plantas sobre a agregação do solo. Por sua vez, os microoganismos influenciam
indiretamente a estabilidade dos agregados do solo por meio da liberação de
compostos orgânicos (gomas e mucilagens) ou diretamente, como a junção de
pequenos agregados por hifas de fungos.
A influência do manejo do solo sobre a estabilidade de seus agregados é
condicionada ao tamanho dos agregados. Na estabilização de microagregados há forte
participação de constituintes minerais, como os hidróxidos de ferro e alumínio. Na
estabilização de macroagregados (agregados >0,25 mm), há importante participação de
agentes cimentantes orgânicos, possíveis de serem alterados por fatores como o
sistema de semeadura ou a rotação de culturas. Os agentes cimentantes orgânicos de
agregados do solo podem ser classificados em: persistentes, que são componentes
aromáticos associados aos cátions metais polivalentes e polímeros fortemente sorvidos;
temporários, principalmente raízes e hifas de fungos; e transientes, constituídos
principalmente por polissacarídeos.
2
Em alguns trabalhos, foi demonstrado que os polissacarídeos facilmente
hidrolisáveis representam os agentes cimentantes mais ativos na agregação de
partículas do solo.
Em condições tropicais, já foi demonstrada a influência da matéria orgânica total
na estabilidade de agregados do solo. Entretanto, pouco foi estudado sobre a influência
de polissacarídeos ou de suas frações facilmente hidrolisáveis na estabilidade de
agregados do solo. A influência do manejo do solo no aumento da estabilidade de
agregados de solos tropicais, em decorrência do aumento de agentes cimentantes
orgânicos no solo, pode ocorrer de uma maneira diferente daquela para solos de
regiões temperadas.
Correlações positivas entre estabilidade de agregados e teor de polissacarídeos
do solo foram verificadas em vários países, principalmente naqueles de regiões
temperadas e/ou com o solo sob sistema convencional de preparo. Portanto, pesquisas
são necessárias para elucidação do papel de polissacarídeos na estabilidade de
agregados de solos tropicais submetidos ao SSD.
A hipótese do presente trabalho é que as culturas em SSD, sob condições de
clima tropical com inverno quente e seco, influenciam a agregação do solo e essa
influência é intermediada pela produção de polissacarídeos e carbono orgânico no solo.
O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de seqüências de culturas na
agregação do solo e no teor de carbono orgânico e polissacarídeos em diferentes
classes de agregados estáveis em água de um Latossolo Vermelho eutrófico sob SSD.
3
2. REVISÃO DE LITERATURA
O manejo do solo é o conjunto de operações realizadas com o objetivo de
propiciar condições favoráveis à semeadura, ao desenvolvimento e à produção das
plantas cultivadas, por tempo ilimitado (EMBRAPA, 2004). É uma prática que tem sido
utilizada há milhares de anos e sua história se confunde com a própria história da
humanidade (SZMRECSÁNYI, 1977; OLIVEIRA, 1989).
Por volta dos séculos XVIII e XIX, o crescimento populacional e a queda da
fertilidade dos solos no continente europeu, após séculos de cultivo intensivo,
causaram, dentre vários problemas, a escassez de alimentos (OLIVEIRA, 1989;
ROMEIRO, 1992). Conseqüentemente, houve nessa época a intensificação da adoção
de sistemas de rotação de culturas com plantas forrageiras (leguminosas e gramíneas).
As atividades de pecuária e agricultura se integraram (ROMEIRO, 1992). Esta fase é
conhecida como Primeira Revolução Agrícola ou Primeira Revolução Verde e é um
marco histórico da evolução de técnicas de manejo do solo visando a melhoria da
qualidade de seus atributos (ROMEIRO, 1992).
No Brasil, a intensificação da agricultura resultou em forte degradação dos solos.
Isso foi intensificado principalmente após a década de 60 (GONZALEZ & COSTA,
1998).
No sul do Brasil, o uso intensivo do solo com preparo superficial excessivo e
queima de resíduos vegetais proporcionavam grande quantidade de perdas do solo por
erosão. Isso modificou as características originais dos solos (MACHADO & BRUM,
1978; CARPENEDO & MIELNICZUK, 1990) e foi um dos principais motivos para a
consolidação do sistema de semeadura direta (SSD) naquela região.
O SSD é o processo de semeadura em solo minimamente revolvido, no qual a
semente é colocada em sulcos ou covas com largura e profundidade suficientes para
sua adequada cobertura e contato com o solo (MUZILI, 1991).
No Brasil, a adoção desse sistema foi possível devido à intensificação do uso de
herbicidas e a evolução de sua tecnologia. Destaca-se, nesse contexto, o uso do 2,4-D
4
na década de 1940, do paraquat na década de 1950 e do glifosato nas últimas décadas
(AMARANTE JÚNIOR et al., 2003; BROMILOW, 2003). Além disso, a importação de
tecnologias dos Estados Unidos na década de 1960, principalmente referente à
adaptação de semeadoras, contribuiu para a consolidação do SSD no Brasil após a
década de 1970 (IEA, 2008).
Após essa fase de introdução do SSD no sul do Brasil, o sistema tem se
expandido para outras regiões brasileiras com condições edafoclimáticas diferentes
daquelas da região sul. A implantação do sistema tem acontecido em regiões onde há
concentração de chuvas no período do verão e temperaturas relativamente altas no
inverno. Considerando-se a classificação climática do Brasil baseando-se nos critérios
de Koppen (1936), é possível verificar que essas condições climáticas possuem ampla
ocorrência no Brasil (Figura 1).
Figura 1. Extensão da área (região hachurada) no território brasileiro com ocorrência de inverno
seco e temperaturas relativamente altas.
Portanto, essa expansão trouxe a necessidade de melhor adaptação do SSD
para essas condições.
5
A adaptação do SSD depende essencialmente da escolha das culturas mais
adequadas para cada região. Além de fatores relacionados à adaptação fisiológica das
culturas, como o fotoperiodismo, vários outros fatores são levados em consideração
para escolha de culturas. Dentre eles, destacam-se o retorno econômico, a
disponibilidade de sementes, prevenção de problemas fitossanitários, adequação da
propriedade e potencial de melhoria de atributos do solo. A escolha correta de uma
cultura ou de uma seqüência temporal de culturas, em diferentes épocas do ano ou em
anos sucessivos, pode proporcionar melhorias em atributos relacionados à estrutura do
solo. Essa melhoria é dependente da alteração do conteúdo de matéria orgânica no
solo, um dos seus principais reservatórios na natureza.
O conteúdo global de carbono estimado para camada de 1 m de solo a partir da
superfície é de 1200 e 1500 Gt, enquanto a estimativa para quantidade de carbono na
vegetação é de aproximadamente 600 Gt e na atmosfera é de 720 Gt (ESWARAN et
al., 1993; SKJEMSTAD et al., 1998). Dessa quantidade global, uma importante fração
está associada às partículas minerais da camada mais superficial. Esse carbono
proporciona condições físico-químicas adequadas ao crescimento do sistema radicular
das plantas e dos microorganismos do solo.
Segundo OADES & WATERS (1991), a matéria orgânica é o principal agente
estabilizante de agregados do solo. EDWARDS & BREMNER (1967) sugerem um
modelo no qual as unidades elementares da estrutura, chamadas de microagregados
(<0,25 mm), são agrupadas em macroagregados estáveis pela ação cimentante de
frações lábeis da matéria orgânica. Os agentes cimentantes de microagregados são
compostos de material orgânico mais recalcitratante e constituintes inorgânicos
(TISDALL & OADES, 1982; DUIKER et al, 2003).
Os agentes cimentantes orgânicos do solo podem ser classificados em
transientes, constituídos principalmente por polissacarídeos; temporários,
principalmente raízes e hifas de fungos; e persistentes, como os componentes
aromáticos resistentes associados com cátions metais polivalentes e polímeros
fortemente sorvidos (TISDALL & OADES, 1982).
6
Como fonte desses agentes cimentantes orgânicos, são importantes todas as
plantas, vivas ou mortas influenciando, dessa forma, a estrutura do solo (ANGERS &
CARON, 1998). Vários mecanismos de influência das plantas sobre a estrutura do solo
são conhecidos, principalmente aqueles relacionados à influência sobre a agregação do
solo (ABIVEN, 2004; ABIVEN et al., 2007, 2008).
Os efeitos das plantas sobre a estabilidade de agregados do solo são
freqüentemente atribuídos à influência das plantas sobre as diferentes frações da
matéria orgânica do solo. Dentre essas frações são conhecidas a biomassa de
microorganismos (TISDALL & OADES, 1979; MILLER & JASTROW, 1990; ABIVEN et
al., 2007, 2008), os compostos hidrofóbicos (CAPRIEL et al. 1990) e os polissacarídeos
facilmente hidrolisáveis (ANGERS & MEHUYS, 1989; LIU et al, 2005).
A influência das plantas sobre o crescimento de fungos no solo também é um
importante processo indireto de ação sobre a estabilidade de agregados do solo. Os
fungos de hifas formam um grupo a parte em potencial de agregação do solo (DEGENS
et al., 1996). Hifas de fungos podem agir na agregação do solo devido à camada de
material amorfo, provavelmente polissacarídico, no qual grande número de partículas
do solo ficam aderidas (TISDALL & OADES, 1982; DEGENS et al., 1996). Segundo
ABIVEN (2004), os fungos são os microorganismos dominantes da camada superficial
do solo. Eles se desenvolvem sobre um amplo espectro de substratos e são os
principais agentes presentes durante a decomposição da celulose e da lignina no solo
formando ramificações no solo por meio do crescimento de hifas. A ação dessas
ramificações ocorre por um mecanismo denominado como “cross-linking” (DEGENS et
al., 1996). Por esse mecanismo as hifas juntam grandes partículas, como os grãos de
areia ou macroagregados (>0,25 mm). Nesse caso, a estabilidade dos agregados
depende da resistência à tração que as hifas possuem para manter as partículas juntas.
Além disso, uma parte das hifas de fungos é composta por materiais recalcitrantes,
como a quitina e a glomalina, o que lhes permite permanecer no solo mesmo após a
morte dos fungos (ZHU & MILLER, 2003).
Uma outra forma de influência indireta das plantas na agregação do solo ocorre
pela produção de compostos hidrofóbicos durante a formação de agregados a partir de
7
fragmentos de resíduos vegetais no solo. Esses compostos impedem a entrada rápida
de água nos agregados, o que diminui a destruição deles (CAPRIEL et al. 1990;
PICCOLO & MBAGWU, 1999).
Além disso, o secamento do solo pelas raízes também pode agir sobre a
estabilidade de agregados do solo conjuntamente com o material orgânico cimentante
produzido na rizosfera. O secamento que ocorre na zona de produção de mucilagem
contribui para a maior eficiência dos agentes cimentantes por meio do aumento da
sorção de materiais em superfícies coloidais (CARON et al., 1992).
Além desses efeitos, os sistemas radiculares de muitas espécies de plantas
formam um denso emaranhado em solos (ANGERS & CARON, 1998), cujo o efeito na
formação de agregados estáveis do solo é bem conhecido (BRADFIELD, 1937;
TISDALL & OADES 1982; SILVA & MIELNICZUK, 1997). Além disso, a estabilidade de
agregados do solo também é favorecida pelo comprimento de raízes (THOMAS et al.,
1986; MILLER & JASTROW, 1990).
Por outro lado, as raízes também podem ter um efeito de diminuição do tamanho
dos agregados no solo. A penetração de raízes pode proporcionar a fragmentação do
solo visto que isso cria zonas de falha (WHITELEY & DEXTER, 1983). A maior
proporção de pequenos agregados em solos vegetados que em solos não vegetados
podem ser resultado da quebra de grandes agregados pela penetração de raízes
(MATERECHERA et al., 1994).
Em trabalho desenvolvido por SILVA & MIELNICZUK (1997) em solos do Rio
Grande do Sul (Latossolo Vermelho eutroférrico e Argissolo Vermelho distrófico) e
cultivados sob sistema convencional de semeadura com soja, trigo, setária, capim-
pangola, siratro, e em SSD com aveia e milho, foi verificado que a densidade de raízes
apresentou alta correlação com a estabilidade de agregados do solo. Esse efeito foi
atribuído às renovações periódicas do sistema radicular das plantas e a ação de
exudatos no solo.
A proteção física proporcionada por resíduos das culturas também possui
influência sobre a agregação do solo (WOHLENBERG et al., 2004; MULUMBA & LAL,
8
2008). Plantas vivas ou resíduos vegetais sobre a superfície do solo absorvem a
energia cinética das gotas de chuva, reduzindo a destruição de agregados superficiais.
Além disso, durante a decomposição de resíduos vegetais são sintetizados
vários tipos de substâncias que podem agir na cimentação de partículas minerais do
solo. A magnitude desse efeito é relacionada à facilidade de decomposição do material
(TISDALL et al., 1978; OADES, 1984). Um modelo desenvolvido por Monnier (1965),
citado por ABIVEN et al., (2008), nomeado de “Pouloud”, foi proposto para predizer a
estabilidade de agregados em função das características de um substrato orgânico em
decomposição no solo. Esse modelo é representado pela seguinte função log-normal:
⋅
−⋅=
2
ln
exp)(
2
CB
t
AtEA
em que EA é a estabilidade de agregados como uma função do tempo t e A, B e C são
os parâmetros de formato, escala e magnitude da função. Graficamente, esse modelo é
representado pela Figura 2.
t
EA
B
A
C
Composição da matéria
orgânica do solo
A=
f (-lignina)
B=f (polissacarídeos extraíveis)
C=f (celulose+hemicelulose)
Figura 2. Representação do modelo de Monnier para descrição da influência da decomposição
de resíduos orgânicos no solo sobre a estabilidade de agregados (EA) do solo (Adaptado de
ABIVEN, 2004).
9
Portanto, a facilidade de decomposição do material vegetal, representada pelos
parâmetros A, B e C do modelo apresentado na Figura 2, é um dos principais
parâmetros que influenciam a estabilidade de agregados do solo e está relacionada à
natureza do material vegetal (BRADY, 1989). Dessa forma, a quantidade e a qualidade
da biomassa são fatores diretamente relacionados às culturas que influenciam a
estabilidade de agregados do solo.
GOLCHIN et al. (1994) apresentaram um modelo para a formação e
estabilização de agregados durante a decomposição de resíduos vegetais. Eles
propuseram que pequenos fragmentos de resíduos vegetais em contato com o solo são
colonizados inicialmente por microorganismos que adsorvem partículas minerais, o que
é favorecido pela produção de exudatos. Dessa forma, ao redor de fragmentos de
resíduos vegetais, colônias de microorganismos podem se estabelecer e criar uma rede
capaz de estabilizar agregados da ordem de milímetros (DE LEO et al., 1997). Mesmo
após a morte dos microorganismos, os constituintes orgânicos dos restos celulares
ainda continuam adsorvidos à fase mineral do solo, contribuindo para a estabilidade de
agregados do solo (CHANTIGNY et al., 1997).
Em trabalhos recentes realizados no Brasil, foi verificada a influência de culturas
sobre a estabilidade de agregados do solo. Em trabalho desenvolvido por CUNHA et al.
(2007) em Goiás, em um Latossolo Vermelho distrófico com 614 g kg
-1
de argila,
78 g kg
-1
de silte e 308 g kg
-1
de areia, foi verificado que a associação de soja com a
braquiária contribuiu para aumentar a estabilidade dos agregados do solo.
No estado do Mato Grosso do Sul, SALTON et al. (2008) verificaram que
sistemas de manejo do solo com pastagem permanente ou em rotação com lavoura sob
SSD favoreceram a formação de agregados estáveis de maior tamanho, em relação a
sistemas apenas com lavouras ou com lavouras em rotação com pastagens em ciclos
maiores que três anos. Em comparação ao solo da condição natural, verificou-se
naquele trabalho que o diâmetro médio ponderado dos agregados foi semelhante ao
solo submetido à rotação lavoura-pastagem em ciclos de dois anos ou com pastagem
permanente.
10
Uma síntese dos principais processos de influência das plantas sobre a
estabilidade de agregados do solo é apresentada na Figura 3.
microorganismos
mucilagens
Compostos liberados durante a
decomposição de resíduos vegetais e
ação de fragmentos vegetais
Ação direta
(ex.: ação física
de raízes)
Planta
Agregação do solo
exudatos do sistema
radicular
microorganismosmicroorganismos
mucilagensmucilagens
Compostos liberados durante a
decomposição de resíduos vegetais e
ação de fragmentos vegetais
Compostos liberados durante a
decomposição de resíduos vegetais e
ação de fragmentos vegetais
Compostos liberados durante a
decomposição de resíduos vegetais e
ação de fragmentos vegetais
Ação direta
(ex.: ação física
de raízes)
Ação direta
(ex.: ação física
de raízes)
Planta
Agregação do solo
exudatos do sistema
radicular
exudatos do sistema
radicular
Figura 3. Processos de influência da planta sobre a agregação do solo.
Na maioria dos processos representados na Figura 3, destaca-se a participação
direta ou indireta de uma representativa fração da matéria orgânica: os carboidratos. Eles
estão presentes nas estruturas das células microbianas e vegetais e são importantes
constituintes das substâncias produzidas por ambos tipos de células, tais como gomas e
mucilagens.
Na natureza, os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes. Cada ano, a
fotossíntese converte mais que 100 Gt de CO
2
e H
2
O em carboidratos na forma de
celulose e outros produtos de plantas. Polímeros de carboidratos insolúveis servem como
elementos de proteção e de estrutura nas paredes celulares de microorganismos e
plantas (NELSON & COX, 2000).
11
Carboidratos são predominantemente poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou
substâncias que produzem tais substâncias por hidrólise. A maioria dos carboidratos pode
ser representada pela fórmula (CH
2
O)
n
. Também podem conter N, P e S. Existem três
classes de tamanho de carboidratos: monossacarídeos, oligossacarídeos e
polissacarídeos. Monossacarídeo, ou açúcar simples, consiste de uma unidade de
poliidroxialdeído ou poliidroxicetona, sendo que o mais abundante na natureza é o açúcar
de seis carbonos D-glicose, também conhecido com dextrose. Oligossacarídeo consiste
de uma curta cadeia de unidades de monossacarídeos agrupadas por ligações chamadas
glicosídicas. Os polissacarídeos são polímeros de açúcar contendo mais de 20 unidades
de monossacarídeos. A celulose e o amido são os dois mais abundantes polissacarídeos
vegetais, sendo que ambos são compostos por unidades de D-glicose, diferindo apenas
no tipo de ligação glicosídica. Isso lhes confere diferentes papéis biológicos e diferentes
resistências à modificação estrutural de suas cadeias por agentes químicos, físicos ou
microbiológicos (NELSON & COX, 2000).
No solo, o grupo dos polissacarídeos é o principal representante dos
carboidratos. Os outros grupos são muito transientes por serem rapidamente
degradados pela atividade microbiana do solo ou lixiviados do solo pela água da chuva
ou irrigação. Polissacarídeos representam aproximadamente um quarto da matéria
orgânica no solo (OADES, 1978).
Além da celulose e do amido, outros polissacarídeos como a pectina, a inulina, o
glicogênio e quitina também estão freqüentemente presentes no solo. Polissacarídeos
são fortemente adsorvidos por argilas cauliníticas e montmoriloníticas no solo. Essa
adsorção pode ocorrer tanto nas superfícies dos minerais quanto em espaços
interlamelares dos minerais (PARFITT & GREENLAND, 1970).
Os polissacarídeos são ligados às argilas por pontes de hidrogênio formadas
entre os grupos OH dos polissacarídeos e átomos de oxigênio da fase sólida do solo
(KOHL & TAYLOR, 1961). Íons, como Fe
3+
, Al
3+
, Sr
2+
, Ca
2+
, Mg
2+
e Na
+
, participam da
adsorção de polissacarídeos às argilas (EDWARDS & BREMNER, 1967; DONTSOVA &
BIGHAM, 2005). Essa adsorção pode estar relacionada à ligação de polissacarídeos
12
aniônicos por meio desses cátions às cargas negativas das argilas (DONTSOVA &
BIGHAM, 2005).
O fato dos microorganismos não serem facilmente movimentados junto com o
movimento da água no solo indica que eles são ligados às argilas do solo ou
substâncias húmicas. Esse mecanismo pode ser favorecido pela produção de
mucilagens no solo, que é um material predominantemente constituído de
polissacarídeos. Isso também pode explicar a junção de plaquetas de argila às células
microbianas do solo (OADES, 1984).
Uma outra evidencia da ação cimentante de polissacarídeos foi verificada em
trabalho desenvolvido por CHESHIRE et al. (1983). Esses autores verificaram que a
oxidação seletiva de polissacarídeos no solo por periodato causou desagregação do
solo tanto maior quanto mais intensa foi a oxidação.
Polissacarídeos extracelulares microbianos são encontrados na rizosfera de
plantas e podem agir como material cimentante da mesma forma que os
polissacarídeos de origem vegetal (ANGERS & CARON, 1998; ROBERSON et al.,
1991). Polissacarídeos extracelulares são bioprodutos originários da utilização de
carbono dos resíduos vegetais pelos microorganismos do solo e podem ter suas
quantidades alteradas rapidamente e significativamente em resposta ao aumento da
quantidade de carbono no solo (ROBERSON et al., 1991).
A taxa de metabolismo de carboidratos no solo é influenciada por substâncias
fúlvicas não sacarídicas associadas (CHESHIRE et al. 1992). Dessa forma, a influência
de diferentes resíduos vegetais sobre a fração fúlvica da matéria orgânica também pode
contribuir para a modificação no teor e ação cimentante de polissacarídeos no solo.
A ausência de um estoque de substâncias orgânicas menos lábeis no solo pode
resultar em uma ação muito transiente dos carboidratos sobre a agregação do solo.
Essa hipótese foi levantada por ADESODUN et al. (2001), que verificaram um aumento
no diâmetro médio ponderado (DMP) de agregados do solo com o passar do tempo,
após adição de fertilizante (480 kg ha
-1
de NPK 12:12:17), resíduos de arroz (10 t ha
-1
)
e esterco bovino (10 t ha
-1
), e diminuição nos teores de carboidratos solúveis em ácido,
solúveis em água quente e solúveis em água fria. Os autores verificaram que a
13
estabilidade de agregados variou fracamente tanto com as frações de carboidratos
quanto com carbono orgânico do solo. Nesse caso, foi concluído que os estoques de
carboidratos no solo não foram muito efetivos como agentes estabilizantes de
agregados no solo.
Por outro lado, em parte inicial de um estudo conduzido por CHANEY & SWIFT
(1984), envolvendo 26 solos no Reino Unido, esses autores verificaram que os teores
de areia, silte, argila, nitrogênio, ferro e capacidade de troca de cátions, não
influenciaram a estabilidade de agregados do solo. Na segunda parte do trabalho,
estudando a relação de componentes da matéria orgânica e a agregação em 120 solos,
os autores verificaram alta correlação dos teores de carboidratos do solo com a
estabilidade de agregados dos solos.
Estudos dessa natureza, porém em condições edafoclimáticas tropicais, podem
contribuir para a elucidação da alteração da agregação do solo em sistemas de manejo
específicos. A alteração de conteúdos de polissacarídeos no solo por culturas
organizadas temporalmente em esquemas de rotação ou sucessão pode ser o principal
processo para se manter ou melhorar a estrutura do solo sob SSD.
14
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Caracterização da área experimental
O experimento foi instalado em 2002 em Jaboticabal, SP, em latitude 21°14′S,
longitude 48°17′W e altitude de 550 metros (Figura 4).
Figura 4. Vista aérea do experimento em junho de 2008. Jaboticabal, SP.
15
O clima do local é classificado, segundo critérios de KÖPPEN (1936), como Aw,
denominado clima tropical de inverno seco, no qual a temperatura do mês mais quente
é superior a 22 °C e a do mês mais frio é inferior a 18 °C. A precipitação anual média
(1971–2006) é de 1417 mm, com distribuição anual mostrando concentração no período
de outubro-março e relativa seca no período de abril-setembro (Figura 5).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês
Temperatura (°C)
0
50
100
150
200
250
300
Precipitação (mm)
Precipitação Temperatura mínima Temperatura máxima
Figura 5. Médias mensais dos parâmetros climáticos na área do experimento (1971–2006)
O solo da área experimental foi classificado como um Latossolo Vermelho
eutrófico, de acordo com os critérios do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos
(EMBRAPA, 2006). Na camada de 0–20 cm, os teores médios de argila, silte e areia,
foram de 555, 63 e 381 g kg
-1
, respectivamente, determinados pelo método da pipeta
(GEE & BAUDER, 1986).
16
O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com três repetições.
Os tratamentos, casualizados em faixas, foram constituídos pela combinação de quatro
seqüências de culturas de verão e sete culturas de inverno, totalizando 28 parcelas por
bloco experimental. Cada parcela teve 40 m de comprimento por 15 m de largura (600
m
2
). A bordadura foi constituída de 10 m no início e no final do comprimento e 2,5 m de
cada lateral, constituindo uma parcela útil de 20 x 10 m.
As seqüências de culturas de verão, semeadas em outubro/novembro, foram:
monocultura de milho (Zea mays L.) (MV); monocultura de soja (Glicine max (L.) Merrill)
(SV); cultivos intercalados ano a ano de soja e milho (RV); seqüência de cultivos de arroz
(Oryza sativa L.)/feijão (Phaseolus vulgaris L.)/algodão (Gossypium hirsutum L.)/feijão
(AF). As culturas de inverno, semeadas em fevereiro março e repetidas em todos os anos
nas mesmas parcelas, foram: milho, girassol (Helianthus annuus L.), nabo forrageiro
(Raphanus sativus L.), milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke), feijão guandu
(Cajanus cajan (L.) Millsp), sorgo granífero (Sorghum bicolor (L.) Moench) e crotalária
(Crotalaria juncea L.), semeadas em fevereiro-março. A Figura 6 mostra a distribuição das
parcelas em um bloco experimental.
Figura 6. Faixas de seqüências de culturas de verão e inverno em um bloco experimental.
3.2. Amostragem do solo
17
A amostragem do solo foi realizada após o quarto ano de condução do
experimento, em 20 de outubro de 2006, antes da semeadura das culturas de verão do
ano agrícola 2006/2007. Em cada parcela, foram coletadas, aleatoriamente, com uma pá
reta, 20 sub-amostras de solo na camada de 0–5 cm de profundidade para compor uma
amostra composta. A coleta e o transporte ocorreram de modo a minimizar a destruição
dos agregados coletados.
3.3. Análise da estabilidade de agregados com uso de múltiplas peneiras
As amostras compostas foram destorroadas e peneiradas manualmente na mesma
umidade em que foram obtidas do campo. Os agregados que passaram pela peneira com
abertura de 6,30 mm e que ficaram retidos em peneira com abertura de 2,00 mm foram
secos ao ar por 48 h. Esse material foi utilizado para a determinação da estabilidade de
agregados em água usando uma modificação do método de YODER (1936). Para tal, 20 g
de agregados com diâmetros entre 6,30–2,00 mm foram transferidos para um conjunto de
três peneiras. A superior com aberturas de 2,00 mm foi encaixada sobre outras duas
peneiras com aberturas de 1,00 mm e 0,25 mm, formando um conjunto em ordem
decrescente de acordo com suas respectivas aberturas. O jogo de peneiras com os
agregados foi diretamente imerso em água em aparelho para a oscilação vertical
(YODER, 1936) durante 15 min, ajustado para 31 ciclos min
-1
, com amplitude de oscilação
de 35 mm. As análises de cada amostra foram realizadas em triplicata.
Os agregados retidos em cada peneira e a fração que passou pela peneira de
menor abertura de malha (<0,25 mm) durante o peneiramento úmido foram transferidos
para cápsulas de alumínio previamente taradas. Esse material foi levado para estufa à
temperatura de 40 °C por 48 h. Em seguida, foi realizada a pesagem e o solo foi
armazenado para posteriores determinações de carbono orgânico total e polissacarídeos.
Para correção de umidade, 1 g de cada uma dessas frações foi levado para estufa a
105 °C por 24 h.
Além disso, considerando-se que partícula primária não deve ser considerada
como agregado (KEMPER & ROSENAU, 1986), foi feita a subtração das quantidades de
18
areia com diâmetro maior que o limite inferior de cada classe de tamanho de agregados
estáveis em água. Para determinação dessas quantidades, 2 g das frações retidas em
cada peneira foram transferidos para frascos para a dispersão lenta em agitador rotatório
de Wiegner, a 60 ciclos por min, por 16 h, usando 100 mL de NaOH 0,1 mol L
-1
.
Posteriormente, a suspensão foi passada nas mesmas peneiras que retiveram os
agregados durante o peneiramento úmido. Os materiais retidos nessas peneiras foram
transferidos para béqueres, levados para estufa a 105 °C por 24 h e pesados.
Com os dados de peso de agregados retidos em cada peneira, umidade das
amostras e teor de areia, calculou-se a proporção de agregados estáveis em água de
cada classe de tamanho (w
i
) em relação à massa inicial das amostras.
O diâmetro médio ponderado (DMP) foi calculado de acordo com os procedimentos
descritos por KEMPER & ROSENAU (1986), da seguinte forma:
∑
=
⋅=
4
1
)(DMP
i
ii
wx
em que, x
i
é o diâmetro médio de agregados da i-ésima classe de tamanho.
Quando o coeficiente de variação (CV) dos valores de DMP referentes às três
replicatas de cada amostra foi maior que 10%, repetiu-se a análise de estabilidade de
agregados.
3.4. Análise da estabilidade de agregados com uso de uma única peneira
Um segundo método, mais rápido e mais simples que o primeiro, foi utilizado para
determinação da estabilidade de agregados em água. O método proposto nesse caso foi o
descrito por KEMPER & ROSENAU (1986). Nesse caso, parte das amostras compostas
coletadas no campo foram secas à sombra por 24 h e peneiradas. Os agregados que
passaram pela peneira com aberturas de 2,00 mm e que foram retidos em peneira com
aberturas de 1,00 mm foram separados para análise. Dessa amostra, foi pesada uma
alíquota de 4 g e transferida para peneira com aberturas de 0,25 mm. Essa peneira foi
19
levada para oscilação vertical em água no mesmo aparelho utilizado no método descrito
anteriormente, porém, ajustado para 35 ciclos min
-1
, com amplitude de oscilação de 1,3
cm, durante 3 min.
Após a análise, os agregados retidos na peneira com aberturas de 0,25 mm
foram transferidos para latas de alumínio, previamente taradas. Posteriormente, as latas
com os agregados foram levadas à estufa a 105 °C por 24 h. Também foi realizada a
correção de umidade e de areia >0,25 mm, seguindo os mesmos procedimentos
descritos no 3.3.
Com os dados de massa de agregados retidos na peneira com aberturas de
0,25 mm e a massa de areia >0,25 mm, calculou-se o índice de estabilidade de
agregados (IEA), em porcentagem, como descrito por KEMPER (1965), da seguinte
forma:
mm) 0,25 areia de massa(seca) amostra da (massa
mm) 0,25 areia de massa(mm)0,25 agregados de (massa
100IEA
>−
>
−
>
⋅=
Foram repetidas as análises das amostras cujo coeficiente de variação entre os
valores de IEA das três replicatas foi maior que 10%.
3.5. Análises químicas
Os teores de carbono orgânico total (COT), polissacarídeos totais (PST) e
polissacarídeos extraídos em ácido diluído (PAD), foram determinados nas amostras do
solo antes do peneiramento úmido (agregados com diâmetro entre 6,30–2,00 mm) e
nos agregados estáveis em água após serem submetidos ao peneiramento úmido nas
classes com diâmetros entre 6,30–2,00 mm; 2,00–1,00 mm; 1,00–0,25 mm e <0,25 mm.
Para avaliar a correlação entre IEA e COT, PST e PAD, também foi feita a
determinação dos teores desses três atributos químicos agregados entre 2,00–1,00 mm
antes da análise de estabilidade de agregados com uso de única peneira.
20
O teor de COT foi determinado pelo método de WALKLEY & BLACK (1934) e os
teores de polissacarídeos, pelo método proposto por LOWE (1993).
Para a determinação dos teores de PST no solo, utilizou-se um pré-tratamento
das amostras com H
2
SO
4
12 mol L
-1
, à temperatura ambiente, seguida por hidrólise com
H
2
SO
4
0,5 mol L
-1
. Para isso, 0,5 g de solo foi transferido para erlenmeyer de 250 mL,
ao qual foram adicionados 4 mL de H
2
SO
4
12 mol L
-1
. Depois de 2 h de repouso, foram
adicionados 92 mL de água destilada para diluição da solução de H
2
SO
4
a 0,5 mol L
-1
.
Logo em seguida, o frasco foi autoclavado por 1 h a 103 kPa, produzindo temperatura
de aproximadamente 121 °C. Depois de frio, o conteúdo foi filtrado em papel-filtro
quantitativo de filtragem lenta para um balão volumétrico de 250 mL. Utilizou-se água
destilada para lavar os resíduos até completar o volume do balão. Um esquema dessa
parte inicial da determinação de polissacarídeos é apresentado na Figura 7.
Figura 7. Extração de polissacarídeos do solo com solução de ácido sulfúrico.
0,5 g
de solo
Repouso
de 2 h
9
2
m
L
d
e
á
g
u
a
d
e
s
t
i
l
a
d
a
Filtragem
lenta (filtro
nº2
250 mL
Análise
Colorimétrica
Fenol – sulfúrica
Autoclave, 1h,
103 kPa,
121°C
Esfria-
mento
4 mL de
H
2
SO
4
12
mol L
-1
0,5 g
de solo
0,5 g
de solo
Repouso
de 2 h
Repouso
de 2 h
9
2
m
L
d
e
á
g
u
a
d
e
s
t
i
l
a
d
a
9
2
m
L
d
e
á
g
u
a
d
e
s
t
i
l
a
d
a
Filtragem
lenta (filtro
nº2
250 mL
Filtragem
lenta (filtro
nº2
250 mL
Análise
Colorimétrica
Fenol – sulfúrica
Autoclave, 1h,
103 kPa,
121°C
Autoclave, 1h,
103 kPa,
121°C
Esfria-
mento
Esfria-
mento
4 mL de
H
2
SO
4
12
mol L
-1
4 mL de
H
2
SO
4
12
mol L
-1
21
Desse conteúdo, foi pipetado 1 mL e transferido para um tubo de ensaio e, logo
em seguida, foi adicionado 1 mL de solução de fenol a 5% (massa/volume), seguido
pela adição de 5 mL de H
2
SO
4
concentrado (96%, massa/massa). Depois de 10 min de
repouso, os tubos de ensaio foram colocados em bandeja com água (25–30 °C) por
25 min. As soluções tiveram suas absorbâncias medidas em um espectrofotômetro a
490 nm. A conversão dos valores de absorbância em polissacarídeos, em g kg
–1
, foi
realizada a partir de um curva padrão construída com valores de absorbância e
concentrações iniciais conhecidas de glicose. Essa segunda parte da determinação de
polissacarídeos é apresentada na Figura 8.
Glicose
1000 µg mL
–1
20
µg mL
–1
30
µg mL
–1
40
µg mL
–1
50
µg mL
–1
60
µg mL
–1
Medida da
absorbância
(690 nm)
Tubos de
ensaio
1 mL
1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
Branco
1 mL de
água
destilada
20 min
adição de 1 mL de fenol (5%)
adição 5 mL H
2
SO
4
p.a.
Glicose
1000 µg mL
–1
Glicose
1000 µg mL
–1
20
µg mL
–1
30
µg mL
–1
40
µg mL
–1
50
µg mL
–1
60
µg mL
–1
20
µg mL
–1
30
µg mL
–1
40
µg mL
–1
50
µg mL
–1
60
µg mL
–1
30
µg mL
–1
40
µg mL
–1
50
µg mL
–1
60
µg mL
–1
Medida da
absorbância
(690 nm)
Tubos de
ensaio
Tubos de
ensaio
1 mL
1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
1 mL
1 mL 1 mL 1 mL 1 mL1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
Branco
1 mL de
água
destilada
Branco
1 mL de
água
destilada
20 min20 min
adição de 1 mL de fenol (5%)
adição 5 mL H
2
SO
4
p.a.
Figura 8. Análise fenol-sulfúrica para construção da reta padrão de concentrações de glicose
por absorbância.
Para determinação do teor de polissacarídeos extraídos em ácido diluído
(polissacarídeos menos a celulose), foram seguidos os mesmos procedimentos
22
utilizados para determinação de polissacarídeos totais, exceto o pré-tratamento das
amostras com H
2
SO
4
12 mol L
-1
com posterior diluição, que foi substituída pela adição
direta de H
2
SO
4
0,5 mol L
-1
ao erlenmeyer contendo a alíquota 0,5 g de solo (Figura 9).
0,5 g
de solo
1
0
0
m
L
d
e
H
2
S
O
4
0
,
5
m
o
l
L
-
1
Filtragem
lenta (filtro
nº2
250 mL
Análise
Colorimétrica
Fenol – sulfúrica
Esfria-
mento
Autoclave, 1h,
103 kPa,
121°C
0,5 g
de solo
1
0
0
m
L
d
e
H
2
S
O
4
0
,
5
m
o
l
L
-
1
Filtragem
lenta (filtro
nº2
250 mL
Análise
Colorimétrica
Fenol – sulfúrica
Esfria-
mento
Autoclave, 1h,
103 kPa,
121°C
Figura 9. Extração de polissacarídeos do solo com solução de ácido sulfúrico diluído
(polissacarídeos menos a celulose).
3.6. Análises estatísticas
Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo
teste de Tukey (P < 0,05). Foram realizados testes de correlação de Pearson entre os
atributos de agregação do solo (porcentagem de agregados do solo estáveis em água
em diferentes classes de tamanho, IEA e DMP) e atributos químicos do solo (COT, PST
e PAD).
23
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Estabilidade de agregados
Verifica-se que, após o peneiramento úmido, 41,1%, no máximo, de agregados
com diâmetros entre 6,30–2,00 mm ficaram estáveis em água (Tabela 1).
Tabela 1. Porcentagem de agregados estáveis em água em diferentes classes de tamanho e
diâmetro médio ponderado (DMP), calculados a partir da análise com múltiplas peneiras,
e índice de estabilidade de agregados (IEA), calculado a partir da análise com única
peneira, em seqüências de culturas de verão ou inverno
Agregados estáveis em água (mm)
Tratamento
6,30–2,00 2,00–1,00 1,00–0,25 < 0,25
IEA DMP
––––––––––––––––––––––––––––%––––––––––––––––––––––––––––
Mm
Culturas de verão (V)
MV
a
41,1 a
b
12,3 23,0 23,6 b 79,9 a 2,06 a
SV 34,0 ab 13,7 26,8 25,5 b 75,4 b 1,82 ab
RV 33,2 ab 12,3 26,7 27,7 b 72,5 c 1,77 ab
AF 26,4 b 12,2 29,4 32,1 a 68,2 c 1,50 b
Teste F 9,91
**
1,47
ns
3,21
ns
18,43
**
20,80
**
10,10
**
CV (%) 26 22 25 14 3 19
Culturas de inverno (I)
Milho 33,7 12,5 25,4 28,3 71,6 1,78
Girassol 34,2 10,8 27,3 27,8 71,7 1,79
Nabo forrageiro 32,3 14,3 26,7 26,7 74,4 1,75
Milheto 33,4 11,2 27,2 28,2 73,8 1,76
Feijão guandu 31,6 12,9 27,1 28,3 72,4 1,71
Sorgo 36,9 12,8 25,4 25,0 77,4 1,91
Crotalária 33,6 13,8 26,3 26,3 76,8 1,80
Teste F 0,43
ns
2,23
ns
0,43
ns
0,53
ns
1,36
ns
0,40
ns
CV (%) 26 23 16 22 5 19
Interação V×I
Teste F 1,30
ns
0,65
ns
0,46
ns
1,37
ns
0,82
ns
1,19
ns
a
MV: monocultura de milho no verão; SV: monocultura de soja no verão; RV: rotação soja/milho no verão; AF: rotação
arroz/feijão/algodão/feijão no verão.
b
Valores seguidos por letras diferentes na mesma coluna são significativamente diferentes pelo
teste de Tukey (P < 0,05).
**
P < 0,05;
ns
não significativo;
**
P < 0,05;
*
P < 0,05;
ns
não significativo.
24
O maior valor da razão de variância F para IEA em comparação com DMP
mostram que a análise usando o método rápido proposto por KEMPER & ROSENAU
(1986), com uso de agregados com diâmetros entre 2,00–1,00 mm sobre peneira com
aberturas de 0,25 mm, possui maior sensibilidade aos efeitos das diferentes seqüências
de culturas.
4.2. Teor de carbono orgânico e polissacarídeos nos agregados do solo
Assim como ocorreu para os atributos de agregação, não foram verificadas
interações entre os efeitos de seqüências de culturas de verão e de inverno sobre os
teores de COT e de polissacarídeos nos agregados do solo (Tabela 2).
Os maiores teores de COT nos agregados do solo antes do peneiramento úmido
foram verificados nas seqüências MV e SV e os menores teores na seqüência AF
(Tabela 2). Depois do peneiramento úmido, os teores de COT nos agregados estáveis
em água das classes de tamanho entre 6,30–2,00 mm, 2,00–1,00 mm e 1,00–0,25 mm
não foram influenciados pelas seqüências de culturas de verão. Na classe de
agregados estáveis em água <0,25 mm, os maiores teores de COT foram verificados na
seqüência SV.
A cultura da crotalária no inverno proporcionou os maiores teores de COT nos
agregados antes do peneiramento úmido e o milho proporcionou os menores.
Entretanto, não foram verificados efeitos das culturas de inverno nos teores de COT nos
agregados estáveis em água depois do peneiramento úmido.
O teor de PST nos agregados do solo não foi influenciado pelas seqüências de
culturas de verão (Tabela 3). No entanto, o cultivo de sorgo e feijão guandu no inverno
proporcionou os maiores teores de PST em agregados antes do peneiramento úmido
em comparação à cultura do milho no inverno. Os teores de PST em agregados
estáveis em água depois do peneiramento úmido não foram influenciados pelas
seqüências de culturas.
25
Tabela 2. Teor de carbono orgânico total (COT) em agregados do solo em diferentes
seqüências de culturas de verão ou inverno
Agregados estáveis em água (mm)
Tratamento
Agregados
APU
a
6,30–2,00 2,00–1,00 1,00–0,25 < 0,25
–––––––––––––––––––––––––––––––g kg
–1
–––––––––––––––––––––––––––––––
Culturas de verão (V)
MV 21,8 a
b
26,3 26,6 20,2 12,6 ab
SV 21,9 a 26,2 27,4 20,2 13,6 a
RV 20,1 ab 25,0 25,8 19,4 12,1 b
AF 19,2 b 23,8 25,5 18,8 11,8 b
Teste F 6,32
*
3,17
ns
1,45
ns
1,76
ns
19,51
**
CV (%) 11 12 12 12 9
Culturas de inverno (I)
Milho 19,3 b 23,3 25,3 19,7 12,2
Girassol 20,1 ab 24,3 26,9 20,2 12,5
Nabo forrageiro 20,1 ab 25,5 27,1 21,0 12,9
Milheto 21,1 ab 25,4 25,8 18,9 12,2
Feijão guandu 21,3 ab 26,2 26,5 19,6 12,4
Sorgo 21,5 ab 26,6 26,7 19,3 12,5
Crotalária 21,8 a 26,1 25,9 19,0 12,8
Teste F 3,80
*
2,56
ns
0,95
ns
1,44
ns
0,79
ns
CV (%) 8 10 9 11 8
Interação V×I
Teste F 1,05
ns
1,29
ns
1,28
ns
1,36
ns
1,03
ns
a
APU: antes do peneiramento úmido com diâmetros entre 6,30-2,00 mm; MV: monocultura de milho no verão; SV:
monocultura de soja no verão; RV: rotação soja/milho no verão; AF: rotação arroz/feijão/algodão/feijão no verão.
b
Valores seguidos
por letras diferentes na mesma coluna são significativamente diferentes pelo teste de Tukey (P < 0,05).
**
P < 0,05;
*
P < 0,05;
ns
não
significativo.
26
Tabela 3. Teor de polissacarídeos totais (PST) e de carbono constituinte de PST (valores entre
parênteses) em agregados do solo em diferentes seqüências de culturas de verão ou
inverno
Agregados estáveis em água (mm)
Tratamento
Agregados
APU
a
6,30–2,00 2,00–1,00 1,00–0,25 < 0,25
–––––––––––––––––––––––––––––––g kg
–1
–––––––––––––––––––––––––––––––
Culturas de verão (V)
MV 12,9 (5,2)
b
14,6 (5,8) 15,8 (6,3) 14,5 (5,8) 9,2 (3,7)
SV 12,5 (5,0) 13,9 (5,6) 15,0 (6,0) 13,1 (5,2) 8,9 (3,6)
RV 11,4 (4,6) 12,8 (5,1) 13,9 (5,6) 12,9 (5,2) 7,8 (3,1)
AF 11,5 (4,6) 13,0 (5,2) 13,5 (5,4) 12,5 (5,0) 8,2 (3,3)
Teste F 1,72
ns
2,29
ns
2,71
ns
3,79
ns
4,25
ns
CV (%) 22 19 20 16 17
Culturas de inverno (I)
Milho 10,9 (4,6) b 12,5 (5,0) 14,0 (5,6) 13,3 (5,3) 8,2 (3,3)
Girassol 11,5 (4,8) ab 13,3 (5,3) 14,9 (6,0) 13,7 (5,5) 8,4 (3,4)
Nabo forrageiro 12,1 (5,0) ab 13,5 (5,4) 14,7 (5,9) 14,0 (5,6) 8,7 (3,5)
Milheto 12,4 (5,0) ab 13,9 (5,6) 14,9 (6,0) 13,2 (5,3) 8,8 (3,5)
Feijão guandu 12,6 (5,0) a 14,1 (5,6) 14,8 (5,9) 13,1 (5,2) 8,7 (3,5)
Sorgo 12,7 (5,1) a 14,3 (5,7) 14,8 (5,9) 13,0 (5,2) 8,4 (3,4)
Crotalária 12,5 (5,0) ab 13,5 (5,4) 13,8 (5,5) 12,5 (5,0) 8,5 (3,4)
Teste F 3,90
*
2,38
ns
0,60
ns
1,80
ns
0,92
ns
CV (%) 9 10 14 9 8
Interação V×I
Teste F 1,50
ns
1,43
ns
1,31
ns
0,91
ns
0,97
ns
a
APU: antes do peneiramento úmido; MV: monocultura de milho no verão; SV: monocultura de soja no verão; RV: rotação
soja/milho no verão; AF: rotação arroz/feijão/algodão/feijão no verão.
b
Valores entre parênteses se referem à quantidade de
carbono constituinte de polissacarídeos considerando a proporção (em massa) C:CH
2
O = 0,40. Valores seguidos por letras
diferentes na mesma coluna são significativamente diferentes pelo teste de Tukey (P < 0,05).
*
P < 0,05;
ns
não significativo
Os maiores teores de PAD nos agregados antes do peneiramento úmido e nos
agregados estáveis em água depois do peneiramento úmido foram verificados na
seqüência MV, com exceção à classe de agregados <0,25 mm, em que os teores de
PAD não foram influenciados pelas culturas de verão (Tabela 4).
Não foram verificadas diferenças entre as culturas de inverno em relação a
influência sobre os teores de PAD nos agregados do solo antes e depois do
peneiramento úmido.
A distribuição anual de chuvas característica da região pode ter contribuído para
que não houvesse influência das culturas de inverno nos atributos avaliados, pois é um
27
fator determinante na produção de biomassa pelas culturas (DOORENBOS & KASSAM,
1979). As precipitações se concentraram durante o ciclo das culturas de verão, com
70% das chuvas no período entre outubro e fevereiro (Figura 5). Por outro lado, durante
o ciclo das culturas de inverno, houve escassez de água, acarretando em menor
produção de biomassa. Conseqüentemente, houve menor quantidade de agentes
cimentantes no solo proporcionado pelas culturas de inverno. Além disso, não houve
semeadura das culturas de inverno no penúltimo ano antes da amostragem do solo, o
que foi ocasionado pelo atraso do ciclo de culturas do verão, contribuindo para a menor
influência das culturas de inverno. Os menores teores de COT e PST nos agregados do
solo antes do peneiramento úmido podem ser explicados pela sensibilidade do milho à
escassez de água.
É possível observar uma semelhança de resultados de IEA ou DMP e teores de
PAD nos agregados do solo (Tabelas 1 e 4). Isso pode ser verificado pelos maiores
valores para ambos atributos observados em MV e pelos menores valores verificados
em AF. Isso indica que PAD intermediou a influência das seqüências de culturas verão
sobre a estabilidade de agregados do solo. Essa ação está de acordo com outros
trabalhos que mostram a ação de polissacarídeos facilmente hidrolisáveis sobre a
estabilidade de agregados do solo (HAYNES & SWIFT, 1990; ROBERSON et al., 1995;
LIU et al., 2005). Essa ação pode ser atribuída à adsorção dos polissacarídeos nos
minerais de argila (PARFITT & GREENLAND, 1970; GU & DONER, 1992; WATTEL-
KOEKKOEK et al., 2001), principalmente na presença de cátions divalentes no solo.
Em trabalho desenvolvido por LIU et al. (2005) em um Gleysol no Canadá, com
297 g kg
–1
de argila, 668 g kg
–1
de silte e 35 g kg
–1
de areia, após 8 meses de cultivo de
culturas de cobertura em sistema convencional de preparo do solo, foi verificado, em
comparação com os resultados obtidos no presente trabalho, menores teores de COT
(17,4–19,9 g kg
–1
), de PST (8,95–10,75 g kg
–1
) e de PAD (7,34–10,21 g kg
–1
). Além
disso, a faixa de variação do teor de PST obtida no presente trabalho é diferente
daquela obtida por SPACCINI et al. (2004), que verificaram ampla faixa de variação
(3,5–32,6 g kg
–1
) em solos da Nigéria (Cambissolo e Argilssolos) de floresta, com
cultivo de milho, arroz, ou incorporados com vários tipos de resíduos orgânicos, tais
28
como esterco bovino ou ramos e folhas de espécies como gliricídia (Gliricidia sepium
(Jacq). Walp) e feijão guandu. Por outro lado, DALAL & HENRY (1988) verificaram
reduzida variação do teor de carboidratos (3,1–6,6 g kg
–1
) em solos da Austrália
(Cambisols e Vertisols), incorporados com resíduos de trigo.
Tabela 4. Teor de polissacarídeos extraídos em ácido diluído (PAD) e de carbono constituinte
de PAD (valores entre parênteses) em agregados do solo em diferentes seqüências de
culturas de verão ou inverno
Agregados estáveis em água (mm)
Tratamento
Agregados
APU
a
6,30–2,00 2,00–1,00 1,00–0,25 < 0,25
–––––––––––––––––––––––––––––––g kg
–1
–––––––––––––––––––––––––––––––
Culturas de verão (V)
MV 11,7 (4,7) a 12,6 (5,0) a
b
13,5 (5,4) a 12,5 (5,0) a 7,9 (3,2)
SV 11,1 (4,4) ab 11,5 (4,6) ab 12,2 (4,9) ab 10,9 (4,4) ab 7,6 (3,0)
RV 9,8 (3,9) ab 10,7 (4,3) b 11,2 (4,5) b 10,1 (4,0) b 6,8 (2,7)
AF 9,4 (3,8) b 10,9 (4,4) ab 11,4 (4,6) b 11,0 (4,4) ab 7,1 (2,8)
Teste F 5,12
*
5,05
*
6,34
*
5,69
*
2,65
ns
CV (%) 20 16 16 17 18
Culturas de inverno (I)
Milho 9,9 (4,0) 11,2 (4,5) 11,9 (4,8) 11,1 (4,4) 7,3 (2,9)
Girassol 10,2 (4,1) 11,0 (4,4) 12,3 (4,9) 11,3 (4,5) 7,3 (2,9)
Nabo forrageiro 10,2 (4,1) 11,2 (4,5) 11,6 (4,6) 11,7 (4,7) 7,4 (3,0)
Milheto 10,6 (4,2) 11,3 (4,5) 12,8 (5,1) 11,4 (4,6) 7,5 (3,0)
Feijão guandu 10,9 (4,4) 11,6 (4,6) 12,1 (4,8) 11,3 (4,5) 7,4 (3,0)
Sorgo 10,9 (4,4) 12,5 (5,0) 12,5 (5,0) 10,7 (4,3) 7,1 (3,0)
Crotalária 10,8 (4,3) 11,1 (4,4) 11,3 (4,5) 10,5 (4,2) 7,5 (3,0)
Teste F 1,32
ns
1,70
ns
0,67
ns
1,46
ns
0,67
ns
CV (%) 11 12 18 11 8
Interação V×I
Teste F 1,13
ns
1,38
ns
1,12
ns
1,07
ns
1,15
ns
a
APU: antes do peneiramento úmido; MV: monocultura de milho no verão; SV: monocultura de soja no verão; RV: rotação
soja/milho no verão; AF: rotação arroz/feijão/algodão/feijão no verão.
b
Valores entre parênteses se referem à quantidade de
carbono constituinte de polissacarídeos considerando a proporção (em massa) C:CH
2
O = 0,40. Valores seguidos por letras
diferentes na mesma coluna são significativamente diferentes pelo teste de Tukey (P < 0,05).
**
P < 0,05;
*
P < 0,05;
ns
não
significativo.
29
Além dos diferentes tipos de fontes de polissacarídeos no solo, a diferente
natureza e quantidade de minerais de argila associados aos compostos orgânicos em
diferentes solos pode ser um dos principais fatores que explica a diferença entre os
resultados de outros trabalhos e do presente trabalho. DONTSOVA & BIGHAM (2005)
observaram um aumento de duas vezes na sorção de um polissacarídeo (xantana) em
superfícies de caulinita em relação à superfície de esmectita. Esses autores também
verificaram que a sorção desse polissacarídeo aos minerais de argila se relacionou com
outras propriedades, tais como a área superficial dos minerais e capacidade de troca de
cátions. Dessa forma, a variação desses atributos em diferentes solos pode explicar as
diferentes relações entre carboidratos e atributos de agregação nos diferentes
trabalhos.
Considerando a proporção em massa C:CH
2
O em carboidratos igual a 0,40, é
possível verificar que, no presente trabalho, a quantidade de carbono constituinte de
PST representou, em média, 23% do COT (Tabelas 2 e 3). Por sua vez, PST foi
constituído em 81–90% por PAD. Esses resultados indicam grande participação de
polissacarídeos de cadeias não-celulósicas no solo. Dessa forma, polissacarídeos
facilmente hidrolisáveis originários dos resíduos vegetais, como a pectina e o amido, e
de microorganismos, como a dextrana e a xantana, representaram a maior parte dos
polissacarídeos do solo.
A composição química do material que origina polissacarídeos é um dos
principais fatores que influenciam seus teores no solo (OADES, 1984). WISNIEWSKI &
HOLTZ (1997) verificaram que a relação C/N dos resíduos de milho foi igual a 43/1. É
uma das mais altas relações C/N dentre os resíduos de culturas utilizadas no Brasil em
sistema de semeadura direta (AITA et al. 2001; HEINRICHS et al., 2001; TORRES et
al., 2005). Portanto, os resíduos produzidos na seqüência MV podem ter contribuído
para a menor decomposição microbiana de PAD originário dos resíduos vegetais,
aumentando os seus teores e contribuindo para maior estabilidade de agregados do
solo.
Além disso, a intensidade de decomposição dos resíduos das culturas é
dependente da diversidade microbiana do solo. Os decompositores no solo são
30
constituídos por quatro grupos principais: celulolíticos, hemicelulolíticos, pectinolíticos e
ligninolíticos (GHIZELINI, 2005). Quanto maior é a diversidade microbiana, mais rápida
é a degradação dos resíduos (TAUK, 1990). Dessa forma, a maior diversidade de
resíduos devido aos cultivos intercalados anualmente de três diferentes culturas de
verão (arroz, feijão e algodão) na seqüência AF, em comparação aos resíduos
produzidos apenas pelo cultivo de milho na seqüência MV, pode ter proporcionado
maior diversidade microbiana do solo, o que provocou uma degradação mais intensa
dos compostos orgânicos do solo, resultando na menor estabilidade de agregados do
solo em AF.
No entanto, para a tomada de decisão sobre a escolha de seqüências de
culturas, outros aspectos agronômicos, além daqueles relacionados à influencia sobre
os atributos físicos do solo, devem ser considerados. A alternância de culturas é
considerada como uma das estratégias para o controle de doenças e ervas invasoras
(BUHLER et al., 1997; SANTOS et al., 2000). Todavia, quando o objetivo principal da
adoção do sistema de semeadura direta é a melhoria de atributos físicos do solo,
principalmente quando se deseja recuperar áreas fisicamente degradadas pela erosão
hídrica, o uso de culturas com maior potencial para o aumento de estabilidade de
agregados deve ser considerado.
É conhecido que a ação do sistema radicular das culturas também tem influência
na estabilidade de agregados do solo (MILLER & JASTROW 1990; SILVA &
MIELNICZUK, 1997). Isso ocorre por meio da produção de exudatos (MOREL et al.,
1991), do secamento do solo pelas raízes (MATERECHERA et al. 1992) e do
favorecimento da atividade microbiana, também responsável pela produção de agentes
cimentantes (OADES, 1984; OADES & WATERS, 1991; IVANOV & CHU, 2008). A
diferença de quantidade e taxa de renovação de raízes entre as diferentes seqüências
de culturas pode ter contribuído para a diferença observada no teor de COT e
polissacarídeos nos agregados do solo e sobre sua estabilidade.
Um outro fator importante relacionado à influência das seqüências de culturas
sobre a estabilidade de agregados do solo é a quantidade de resíduos vegetais sobre a
superfície do solo. MULUMBA & LAL (2008) verificaram relação significativa entre
31
quantidade de cobertura do solo com o DMP (R
2
=0,87). Dessa forma, a maior
permanência de resíduos do milho sobre o solo em decorrência de sua menor taxa de
decomposição, devido a sua maior relação C/N, contribuiu para a maior estabilidade de
agregados do solo em MV. (citar dados da tese do Corá)
4.3. Distribuição de carbono orgânico e polissacarídeos nas classes de
agregados
Considerandos-e a média de teores entre todas as seqüências de culturas (verão
ou inverno) para cada classe de tamanho de agregados do solo, verificaram-se os
maiores teores de COT, PST e de PAD nos agregados com diâmetro entre 2,00–
1,00 mm e os menores teores nos agregados <0,25 mm (Figura 9).
b
b
b
a
a
a
b
b
c
c
c
d
0
5
10
15
20
25
30
COT PST PAD
Atributos químicos do solo
Teor (g kg
–1
)
AEA 6,30–2,00 mm
AEA 2,00–1,00 mm
AEA 1,00–0,25 mm
AEA <0,25 mm
Figura 10. Teor de carbono orgânico total e polissacarídeos em diferentes classes de tamanho
de agregados do solo. As médias com as mesmas letras sobre as colunas para os
mesmos atributos químicos não diferem entre si pelo teste de Tukey (P < 0,05). AEA:
agregados estáveis em água; COT: carbono orgânico total; PST: polissacarídeos totais;
PAD: polissacarídeos extraídos em ácido diluído.
32
Os menores teores de COT e polissacarídeos em agregados <0,25 mm também
foram verificados em vários outros trabalhos realizados (ELLIOT, 1986; BEARE, 1994;
PUGET et al., 1995; ANGERS & GIROUX, 1996; LIU et al., 2005). A variação no teor de
COT e de polissacarídeos em agregados de diferentes classes de tamanho pode ser
devido a um acúmulo de produtos da decomposição de resíduos vegetais em algumas
classes de tamanho de agregados (GUGGENBERGER et al., 1995) e à maior presença
de hifas de fungos e pequenas raízes em macroagregados (TISDALL & OADES, 1982).
4.4. Relação entre atributos químicos e de agregação do solo
O valor de IEA e de DMP se correlacionou positivamente com os teores de COT,
PST e PAD (Tabela 5). A porcentagem de agregados com diâmetro entre 6,30–
2,00 mm se correlacionou positivamente com o teor de PST e a porcentagem de
agregados <0,25 mm correlacionou-se negativamente com os teores de COT, PST e
PAD. Esses resultados de correlação mostram que, quando se considera outras fontes
de variação da estabilidade de agregados dos solo além da influência de culturas, é
possível verificar a ação tanto de COT quanto de polissacarídeos no aumento da
agregação do solo.
Tabela 5. Correlação entre atributos químicos e de agregação do solo
Atributo dependente COT
a
PST PAD
IEA 0,71
***
0,51
***
0,70
***
DMP 0,26
*
0,32
**
0,25
*
AEA 6,30–2,00 mm ns 0,27
*
Ns
AEA 2,00–1,00 mm 0,41
***
0,26
*
Ns
AEA 1,00–0,25 mm ns –0,29
**
Ns
AEA < 0,25 mm –0,56
***
–0,38
***
–0,33
**
a
COT: carbono orgânico total; PST: polissacarídeos totais; PAD: polissacarídeos extraídos em ácido diluído; r: coeficiente de
correlação de Pearson; IEA: índice de estabilidade de agregados; DMP: diâmetro médio ponderado de agregados. AEA:
porcentagem de agregados estáveis em água nas diferentes classes de tamanho.
***
P < 0,001;
**
P < 0,01;
*
P < 0,05; ns: não
significativo.
33
Os resultados do presente trabalho discordam daqueles obtidos por SPACCINNI
et al. (2004). Esses autores verificaram que o DMP não se correlacionou com o teor de
carboidratos do solo, mas teve correlação positiva com COT em um Cambissolo
(540 g kg
–1
de argila) e em um Argissolo (740 g kg
–1
de argila). Em outro solo (Argissolo
com 660 g kg
–1
de argila), os autores verificaram correlação positiva de DMP com o teor
de carboidratos do solo, sem correlação com o teor de COT do solo. A intensidade de
ação de compostos orgânicos no solo depende da quantidade e do tipo de minerais de
argila no solo (DUIKER et al., 2003). Portanto, a variação de atributos mineralógicos,
tais como a quantidade de óxidos e hidróxidos de ferro pouco cristalinos pode ter
contribuído para os diferentes resultados de relação entre atributos químicos e de
agregação do solo no presente trabalho e no trabalho de SPACCINNI et al. (2004).
34
5. CONCLUSÕES
1) O cultivo de milho em monocultura no verão favoreceu a formação de
agregados estáveis em água com diâmetro entre 6,30–2,00 mm e proporcionou o maior
teor de carbono orgânico total e polissacarídeos extraídos em ácido diluído nessa
classe de tamanho de agregados. Isso indica que a influência das culturas sobre a
estabilidade de agregados foi intermediada pelos teores de carbono orgânico total e
polissacarídeos extraídos em ácido diluído no solo.
2) Não foi verificada diferença na agregação do solo entre culturas de inverno
utilizadas: milho, girassol, nabo forrageiro, milho, guandu, sorgo e crotalária.
3) Os maiores teores de COT, PST e PAD foram verificados nos agregados com
diâmetro entre 2,00–1,00 mm e os menores teores nos agregados <0,25 mm.
35
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