( PDF ) Desempenho de leguminosas arbóreas no estabelecimento de um sistema agroflorestal com bananeiras

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UFRRJ

INSTITUTO DE AGRONOMIA

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA

CIÊNCIA DO SOLO

TESE

Desempenho de Leguminosas Arbóreas no

Estabelecimento de um Sistema Agroflorestal com

Bananeiras

Patrícia Diniz de Paula

2008

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE AGRONOMIA

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA

CIÊNCIA DO SOLO

DESEMPENHO DE LEGUMINOSAS NO ESTABELECIMENTO DE

UM SISTEMA AGROFLORESTAL

PATRÍCIA DINIZ DE PAULA

Sob a Orientação de

Gabriel de Araújo Santos

e Co-orientação de

Eduardo Francia Carneiro Campello

José Guilherme Marinho Guerra

Tese

submetida como requisito

parcial para obtenção do grau de

Doutor em Ciências, no Curso de

Pós-

Graduação em Agronomia, Área

de Concentração em Ciência do Solo

Seropédica, RJ

Maio de 2008

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UFRRJ / Biblioteca Central / Divisão de Processamentos Técnicos

634.772

P324d

Paula, Patrícia Diniz de, 1973-

Desempenho de leguminosas arbóreas no

estabelecimento de um sistema

agroflorestal com bananeiras / Patrícia

Diniz de Paula – 2008.

80f. : il.

Orientador: Gabriel de Araújo Santos.

Tese (doutorado) – Universidade Federal

Rural do Rio de Janeiro, Curso de Pós-

Graduação em Agronomia.

Bibliografia: f. 59-78.

1. Bananeira – Adubos e fertilizantes –

Teses. 2. Agrossilvicultura – Teses. 3.

Leguminosa – Adubos e fertilizantes –

Teses. 4. Adubação verde – Teses. I

Santos, Gabriel de Araújo, 1949-. II.

Universidade Federal Rural do Rio de

Janeiro. Curso de Pós-Graduação em

Agronomia. III. Título.

É permitida a cópia parcial ou total desta Tese, desde que seja citada a fonte.

iii

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE AGRONOMIA

CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA - CIÊNCIA DO SOLO

PATRÍCIA DINIZ DE PAULA

Tese submetida como requisito parcial para obtenção do grau de Doutor em Ciências, no

Curso de Pós-Graduação em Agronomia, área de Concentração em Ciência do Solo.

TESE APROVADA EM 30/05/2008

_______________________________________

Gabriel de Araújo Santos. Ph.D. UFRRJ

(Orientador)

_______________________________________

José Guilherme Marinho Guerra. Dr. Embrapa Agrobiologia

(Co-orientador)

_______________________________________

Alexander da Silva Resende. Dr. Embrapa Agrobiologia

______________________________________

Aluísio Granato de Andrade. Dr. Embrapa Solos

_______________________________________

Silvio Nolasco de Oliveira Neto. Dr. UFV

_______________________________________

Dejair Lopes de Almeida. Dr. Embrapa Agrobiologia

DEDICATÓRIA

À minha querida e amada Gabriela

dedico

AGRADECIMENTOS

Agradeço ao Dr. Eduardo F. C. Campello pelo estímulo e atenção dispensada.

Ao Dr. Gabriel de Araújo Santos pela orientação.

Aos pesquisadores da Embrapa Agrobiologia, Dr. José Guilherme Marinho Guerra,

Dr. Bruno Alves, Dra. Elisabeth Correia, Dr. Alexander Resende e Dr. José Antônio

Espíndola, pelo apoio técnico.

A Dra. Lúcia Helena dos Anjos, pela compreensão e apoio em momentos difíceis.

Aos funcionários do Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia, Eugênio, Paulo,

Edílson, Silas, Samuel, Ébio, Enivaldo e José Pedro.

Ao técnico agrícola Ernani, pelo total e irrestrito apoio na condução do experimento

no campo.

Aos laboratoristas Altiberto, Roberto Gregio, Telmo, Fernando, Adriana, Monalisa e

Ana Paula.

Aos funcionários do Curso de Pós Graduação em Agronomia - Ciência do Solo

(CPGA-CS), Luciene, Roberto e Marquinhos.

Aos colegas e amigos pelo auxílio nos estudos e momentos de descontração.

Ao CNPQ pela bolsa concedida.

A SEAPPA-RJ pela liberação parcial para conclusão do curso.

BIOGRAFIA

PATRÍCIA DINIZ DE PAULA nasceu na cidade do Rio de Janeiro em 02 de fevereiro

de 1973. No ano de 1992 ingressou no curso de Zootecnia da Universidade Federal Rural do

Rio de Janeiro (UFRuralRJ), transferindo-se para o curso de Engenharia Agronômica no ano

de 1995, durante o qual foi bolsista de Iniciação Científica, com bolsa cedida pelo Conselho

Nacional de Pesquisa Científica (CNPQ). Em 1998 graduou-se Engenheira Agrônoma. No

período entre 1999 e 2001 participou da 1

turma do programa de Residência em Engenharia

Agronômica da UFRuralRJ, com bolsa cedida pela Prefeitura Municipal de Barra Mansa/RJ.

No ano de 2001 iniciou o curso de Mestrado em Fitotecnia, área de concentração em

Agroecologia, do Instituto de Agronomia da UFRuralRJ, sendo bolsista da CAPES. Em 2004

ingressou no curso de Doutorado em Agronomia, área de concentração em Ciência do Solo,

do Instituto de Agronomia da UFRuralRJ, com bolsa cedida pelo CNPQ. Em janeiro de 2006

foi admitida, através de concurso público, pela Secretaria de Estado de Agricultura, Pecuária,

Pesca e Abastecimento (SEAPPA-RJ), do Estado do Rio de Janeiro, onde realiza atividades

na Coordenadoria de Defesa Sanitária Vegetal.

vii

RESUMO

PAULA, Patrícia Diniz de. Desempenho de leguminosas arbóreas no estabelecimento de

um Sistema Agroflorestal com bananeiras. 2008. 80f. Tese (Doutorado em Agronomia,

Ciência do Solo). Instituto de Agronomia, Departamento de Solos, Universidade Federal

Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2008.

Os Sistemas Agroflorestais (SAF) trazem benefícios múltiplos e constituem uma alternativa

para minimizar a degradação ambiental e alcançar um desenvolvimento sustentável, devido à

diversidade de espécies. O estudo avaliou a contribuição das leguminosas arbóreas, Gliricidia

sepium e Acacia angustissima, cultivadas em aléias intercaladas com banana (Musa sp.),

utilizadas como adubos verdes na implantação de Sistema Agroflorestal. Comparou-se a

produção de biomassa, ciclagem de nutrientes, aporte de N, atividade e diversidade da fauna

edáfica e produtividade da bananeira, no SAF e com a leguminosa herbácea Pueraria

phaseoloides e adubação nitrogenada. O SAF foi implantado em maio de 2004, no Campo

Experimental da Embrapa Agrobiologia, em Seropédica, RJ. O sistema envolveu o plantio da

palmácea açaí (Euterpe oleraceae) e de bananeiras (Musa sp.), cujas mudas foram plantadas

em outubro de 2005. No ano seguinte foi plantada a espécie florestal mogno africano (Kaya

senegalensis), no centro das aléias de leguminosas. O delineamento experimental foi de

blocos casualizados com cinco tratamentos, constituídos das leguminosas acácia angustíssima

(Acacia angustissima), kudzu tropical (Pueraria phaseoloides), gliricidia (Gliricidia sepium)

dispostas nas entrelinhas da banana e do açaí; além de adubação nitrogenada, como uréia, e

cobertura viva oriunda da vegetação espontânea. Para quantificar a produção de biomassa e

liberação de N, P, Ca, Mg e K “in situ” foram cortadas as leguminosas e roçado o kudzu

tropical e a vegetação espontânea. As determinações da matéria seca remanescente, liberação

de nutrientes, constantes de decomposição e os tempos de meia vida dos resíduos vegetais

foram realizadas acondicionando-se 50g de material fresco em “litterbags”, dispostos na

superfície do solo, tomando-se amostras aos 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 60 e 75 após o início

do experimento. Acácia angustíssima e kudzu tropical apresentaram maior produção de

biomassa seca, de e 10,8 Mg. ha

-1

. Os resíduos da gliricidia resultaram em maiores constantes

de decomposição, nas duas estações do ano. A atividade e a diversidade da fauna do solo

foram avaliadas através de armadilhas do tipo pitfall e pelo método TSBF, cuja serapilheira

foi removida e retiradas amostras de solo aos 0-10, 10-20 e 20-30cm. Na área com kudzu

tropical, foi verificado o maior número de indivíduos, 416 ind/arm/dia

-1

, seguido pela

gliricídia, vegetação espontânea e Acácia angustíssima, sem diferença estatística entre os

tratamentos. Pelo método TSBF, os tratamentos com as leguminosas, na camada de 0-10 cm,

foram superiores à vegetação espontânea, com maior número de grupos de fauna nas camadas

de 0-10 cm e 10-20 cm. Em relação ao desenvolvimento vegetativo da bananeira, aos 5 meses

e 11 meses após o plantio, houve diferença na altura média do pseudocaule, no tratamento sob

Acácia angustíssima, e do diâmetro médio do pseudocaule sob Acácia angustíssima e

gliricidia. Considerando o comprimento e o diâmetro médio dos frutos de bananeiras, assim

como a produtividade e peso do cacho, peso das pencas, número de frutos por cacho e número

de pencas por cacho não houve diferença decorrente da presença dos tratamentos. A

produtividade da bananeira alcançou média de 13Mg. ha

-1

no 1

ciclo produtivo. Destaca-se

que o desempenho produtivo inicial das bananeiras não foi prejudicado pela presença das

espécies arbóreas Acacia angustissima e Gliricidia sepium.

Palavras-chave: Cultivo em aléias. Adubação verde. Musa sp. Fauna de Solo.

viii

ABSTRACT

PAULA, Patrícia Diniz de. Performance of leguminous trees in establishing an

Agroforestry System with banana crop. 2008. 80p. Thesis (Doctor Science in Agronomy,

Soil Science) Instituto de Agronomia, Departamento de Solos, Universidade Federal Rural do

Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2008.

The Agroforestry Systems (SAF) bring multiple benefits and they are an alternative to

minimize environmental degradation, and to achieve a sustainable development, due to

greatest diversity of species. This study evaluated the contribution of the leguminous trees,

Gliricidia sepium and Acacia angustissima, grown in alley cropping of banana (Musa sp.),

used as green manure in the implantation of a Agroforestry System. They were compared the

production of biomass, nutrients cycling, nitrogen intake, activity and diversity of soil fauna,

and banana productivity in the SAF, and with the usage of the legume Pueraria phaseoloides

and nitrogen fertilization. The SAF implantation occurred in May 2004, at the Research

Center of Embrapa Agrobiologia, municipality of Seropédica, Rio de Janeiro State. It was

composed of “açaí” palm (Euterpe oleraceae) and banana tree (Musa sp.), whose seedlings

were planted in October 2005. The following year it was planted the forest African mahogany

specie (Kaya senegalensis), at the centre of the legumes alleys. The experimental design was

of randomized blocks with five treatments and four repetitions. The treatments consisted of

the leguminous trees arranged between the lines of bananas and the “açaí” palm, and they

were: acacia angustíssima (Acacia angustissima), tropical kudzu (Pueraria phaseoloides), and

gliricidia (Gliricidia sepium); besides application of nitrogen as urea and spontaneous

vegetation. To quantify the production of biomass, and the release of N, P, Ca, Mg and K, the

legumes branches were cut and the kudzu tropical and spontaneous vegetation were mowed,

in the rainy and dry seasons. The determination of remaining dry matter, releasing of

nutrients, decomposition rates, and half life time of plant residues were held to 50 grams of

fresh material from litterbags, placed on the soil surface, sampled at 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30,

40, 60 and 75 days after the installation of the experiment. Acacia angustíssima and kudzu

tropical showed higher dry biomass, 9.5 and 10.8 Mg.ha

-1

, respectively. The gliricidia residues

showed the highest decomposition rates, in the two year seasons. To assess the activity and

diversity of soil fauna there were installed traps of the type pitfall and TSBF. The litter was

removed and the soil blocks were divided into three layers: 0-10, 10-20 and 20-30cm. In the

kudzu tropical area, it was verified the greatest number of individuals, 416 ind/arm/dia

-1

followed by gliricidia, spontaneous vegetation and Acacia angustíssima, with no statistical

difference between treatments. By the TSBF method, the treatments with leguminous trees, in

the 0-10cm layer, showed higher numbers than the spontaneous vegetation, with more fauna

groups in the layers of 0-10 and 10-20cm. Regarding the growing development of banana, at 5

months and 11 months after planting, there was difference in average height of the pseudo

stem in Acácia angustíssima treatment, and in the average diameter of pseudo stem in Acácia

angustíssima and gliricidia. Taken the medium length and diameter of the fruit per banana

bunch, as well as the productivity and weight of the bunch, weight of hands, number of fruit

per bunch and number of hands per bunch, there was no difference between treatments. The

productivity of banana in the first cycle has averaged 13Mg.ha

-1

. It is noted that the initial

banana crop production was not affected by the presence of the Acacia angustissima e

Gliricidia sepium trees.

Keywords: Alley cropping. Green manure. Musa sp. Soil fauna.

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1. Análise da fertilidade do solo da área experimental, realizada em abril de 2004.... 17

Tabela 2. Categorias de inibição e estimulação dos grupos da fauna de solo em resposta ao

manejo (modificado de Wardle, 1995). ............................................................................. 23

Tabela 3. Análise da fertilidade do solo da área experimental, realizada em outubro de 2007.

............................................................................................................................................ 26

Tabela 4. Produção de biomassa seca, relação C/N e teores de nutrientes, das folhas três

diferentes leguminosas e vegetação espontânea em um SAF, por ocasião da estação seca,

em maio de 2005, no município de Seropédica/RJ. ........................................................... 29

Tabela 5. Produção de biomassa fresca e seca das folhas de três diferentes leguminosas e

vegetação espontânea em um SAF, por ocasião da estação chuvosa, nos meses de março,

junho e outubro de 2006, no município de Seropédica/RJ. ............................................... 29

Tabela 6. Parâmetros da equação X = X

-kt

ajustada aos valores de matéria seca e tempos de

meia vida por ocasião dos cortes realizados durante a estação seca, e chuvosa, nos anos de

2005 e 2006, respectivamente, Seropédica/RJ................................................................... 30

Tabela 7. Parâmetros da equação X = X

-kt

ajustada aos valores de N, P, K, Ca e Mg e

respectivos tempos de meia vida por ocasião dos cortes realizados durante a estação seca,

de três diferentes leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica/RJ, 2005.................. 33

Tabela 8. Parâmetros da equação X = X

-kt

ajustada aos valores de N, P, K, Ca e Mg e

respectivos tempos de meia vida por ocasião dos cortes realizados durante a estação

chuvosa, de três diferentes leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica/RJ, 2006. . 36

Tabela 9. Capacidade de fixação de N calculada para kudzu tropical (Pueraria phaseoloides),

gliricidia (Gliricidia sepium) e acácia angustíssima (Acacia angustissima) utilizando-se

usando três diferentes espécies não fixadoras como referência para cada leguminosa,

Seropédica, 2007. ............................................................................................................... 40

Tabela 10. Biomassa seca, %N e N total das leguminosas e vegetação espontânea. .............. 40

Tabela 11. Resultados da Atividade (Ind/arm/dia), Índice de Shannon (IS), Índice V (V) e

Riquezas Total (RT) e Média (RM), dos grupos da macrofauna do solo. ......................... 41

Tabela 12. Atividade (Ind/arm/dia) dos grupos da macrofauna do solo, coletados através do

método TSBF, Seropédica, RJ. .......................................................................................... 44

Tabela 13. Índice V (V) dos grupos da macrofauna do solo. .................................................. 44

Tabela 14. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para a camada de 0-10 cm em

estudo e a porcentagem da informação retida pelos componentes principais (% variância e

% variância acumulada). Os valores entre parênteses correspondem a ordenação

decrescente dos tratamentos para Y

e Y

.......................................................................... 44

Tabela 15. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

), na camada de 0-10 cm. ............................................... 45

Tabela 16. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para a camada de 10-20 cm em

estudo e a porcentagem da informação retida pelos componentes principais (% variância e

% variância acumulada). Os valores entre parênteses correspondem a ordenação

decrescente dos tratamentos para Y

e Y

.......................................................................... 46

Tabela 17. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

) na camada de 10-20 cm. .............................................. 46

Tabela 18. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para a camada de 20-30 cm em

estudo e a porcentagem da informação retida pelos componentes principais (% variância e

% variância acumulada). Os valores entre parênteses correspondem a ordenação

decrescente dos tratamentos para Y

e Y

.......................................................................... 48

Tabela 19. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

), na camada de 20-30 cm de solo. ................................ 48

Tabela 20. Principais espécies de ervas espontâneas ocorrentes e suas respectivas famílias

(Lorenzi, 1982) em um SAF no campo experimental da Embrapa Agrobiologia,

Seropédica, RJ, 2005.......................................................................................................... 50

Tabela 21. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para os as ervas espontâneas

em estudo e, ainda, porcentagem da informação retida pelos componentes principais (%

variância e % variância acumulada). Os valores entre parênteses correspondem a

ordenação decrescente dos tratamentos para Y

e Y

. ....................................................... 51

Tabela 22. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

). ..................................................................................... 51

Tabela 23. Altura e diâmetro do pseudocaule de bananeiras consorciadas com três diferentes

leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica, 2007. .................................................. 53

Tabela 24. Proporção de cachos colhidos e época de colheita observados em bananeiras

consorciadas com três diferentes leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica, 2007.

............................................................................................................................................ 54

Tabela 25. Comprimento e diâmetro médio dos frutos observados em bananeiras

consorciadas com três diferentes leguminosas, vegetação espontânea Seropédica, 2007. 54

Tabela 26. Produtividade do cacho, peso do cacho, peso das pencas, número de frutos por

cacho e número de pencas por cacho observados em bananeiras consorciadas com três

diferentes leguminosas, vegetação espontânea Seropédica, 2007. .................................... 54

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura. 1. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2004. ........................................ 18

Figura. 2. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2004. .......................................... 18

Figura. 3. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2005. ........................................ 18

Figura. 4. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2005. .......................................... 18

Figura. 5. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2006. ........................................ 18

Figura. 6. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2006. .......................................... 18

Figura. 7. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2007. ........................................ 18

Figura. 8. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2007. .......................................... 18

Figura 9. Representação esquemática do SAF implantado no Campo Experimental da

Embrapa Agrobiologia. ...................................................................................................... 20

Figura 10. Dimensões da parcela experimental do SAF implantado no Campo Experimental

da Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ. ....................................................................... 21

Figura 11. Mapa de isolinhas para areia e umidade, e a distribuição dos tratamentos na área

de estudo: T1-Acácia angustíssima (Acacia angustissima), T2-Gliricídia (Gliricidia

sepium), T3-Kudzu tropical (Pueraria phaseoloides), T4-vegetação espontânea, composta

basicamente por capim colonião (Panicum maximum) e T5-vegetação espontânea com

adubação nitrogenada......................................................................................................... 26

Figura 12. Liberação de matéria seca dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005. ................................................................................... 30

Figura 13. Liberação de matéria seca dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006. ................................................................................... 31

Figura 14. Liberação de nitrogênio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005. ................................................................................... 34

Figura 15. Liberação de fósforo dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no município

de Seropédica/RJ, 2005...................................................................................................... 34

Figura 16. Liberação de potássio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005. ................................................................................... 35

Figura 17. Liberação de cálcio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no município

de Seropédica/RJ, 2005...................................................................................................... 35

Figura 18. Liberação de magnésio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005. ................................................................................... 36

Figura 19. Liberação de nitrogênio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006. ................................................................................... 37

Figura 20. Liberação de fósforo dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006. ................................................................................... 37

Figura 21. Liberação de potássio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006. ................................................................................... 38

Figura 22. Liberação de cálcio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006. ................................................................................... 38

Figura 23. Liberação de magnésio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006. ................................................................................... 39

Figura 24. Percentual de indivíduos coletados por armadilha/dia, do tipo Pitfall................... 42

Figura 25. Análise de componentes principais (ACP) das variáveis da fauna do solo: larvas

de coleóptera (LC), casulos de minhoca (CM), Formicidae (Fo), Isoptera (It), Diplopoda

(Di), Isopoda (Ip), Oligochaeta (Ol), Gastropoda (Ga) para gliricidia (GL), Acácia

xii

angustíssima (AC), vegetação espontânea (VE) e kudzu tropical (KD), na camada de 0-10

cm de solo. ......................................................................................................................... 45

Figura 26. Análise de componentes principais (ACP) das variáveis da fauna do solo: casulos

de minhoca (CM), Formicidae (Fo), Isoptera (It), Diplopoda (Di), Oligochaeta (Ol),

Gastropoda (Ga), Archaeognatha (Ar) e Coleóptera (Co), para gliricidia (GL), Acácia

angustíssima (AC), vegetação espontânea (VE) e kudzu tropical (KD), na camada de 10-

20 cm de solo. .................................................................................................................... 47

Figura 27. Análise de componentes principais (ACP) das variáveis da fauna do solo: larvas

de coleóptera (LC), formicidae (Fo), casulos de minhoca (CM), Diplopoda (Di) e

Oligochaeta (Ol) para os tratamentos gliricidia, acácia angustíssima, kudzu tropical e

vegetação espontânea, na camada de 20-30 cm de solo. ................................................... 48

Figura 28. Análise de componentes principais (ACP) da vegetação espontânea: Panicum

maximum (CL); Echinochloa colonum (L.) Link (CN); Commelina benghalensis L. (TR);

Cyperus sp. (TI); Galinsoga parviflora Cav (FA); Arachis pintoi (AM); Botãozinho (BO);

Emilia sp. (SE); Indigofera sp. (IN); Ageratum conyzoides (BO); Cyathula prostrata

(CA); Sida carpinifolia (VA); Pueraria phaseoloides (KD); Phyllanthus niruri L. (QP);

Chloris sp. (PG); Momosdica charantia L (MC); Mimosa pudica L (DO); Malvastrum

coromandelianum (GU) para os tratamentos Gliricidia sepium (GL); Acacia angustíssima

(AC), vegetação espontânea (VE) e Pueraria phaseoloides (KD). ................................... 52

Figura 29. Parcelas de Acacia angustissima, Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia,

Seropédica/RJ, 2005........................................................................................................... 74

Figura 30. Parcelas de Pueraria phaseoloides, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005. .................................................................................. 74

Figura 31. Parcelas com vegetação espontânea, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005. .................................................................................. 75

Figura 32. Parcelas com Gliricidia sepium, Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia,

Seropédica/RJ, 2005........................................................................................................... 75

Figura 33. Poda da Acacia angustissima e confecção de “litter bags”, Campo Experimental

da Embrapa Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005. .............................................................. 76

Figura 34. Poda da Gliricidia sepium e confecção de “litter bags”, Campo Experimental da

Embrapa Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005.................................................................... 76

Figura 35. Roçada do Pueraria phaseoloides e confecção de “litter bags”, Campo

Experimental da Embrapa Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005. ....................................... 77

Figura 36. Armadilhas do Tipo Pitfall, Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia,

Seropédica/RJ, 2005........................................................................................................... 77

Figura 37. Blocos “TSBF” para coleta de fauna de solo, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005. .................................................................................. 78

Figura 38. Bananeiras sob as aléias de Gliricidia sepium, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2006. ................................................................................. 78

Figura 40. Bananeiras sob as aléias de Acacia angustissima, Campo Experimental da

Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2006. .................................................................. 79

Figura 41. Bananeira em produção nas parcelas com Pueraria phaseoloides, Campo

Experimental da Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2007. ...................................... 80

xiii

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO...................................................................................................................... 1

2. REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................................ 2

2.1. Potencial de Utilização de Leguminosas Arbóreas em Sistemas Agrícolas Tropicais ... 2

2.2. O Estado da Arte dos Sistemas Agroflorestais no Brasil................................................ 4

2.3. O Aporte de Matéria Orgânica em Sistemas Agroflorestais (SAF) e o Papel da Fauna

do Solo na Ciclagem de Nutrientes e ................................................................................... 10

2.4. A Produção de Banana (Musa sp.) em Sistemas Agroflorestais (SAF)........................ 12

2.4.1. Aspectos gerais do mercado de banana ................................................................. 12

2.4.2. O cultivo e nutrição da bananeira (Musa sp.)........................................................ 14

3. MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................... 17

3.1. Localização e Caracterização Edafoclimática da Área Experimental .......................... 17

3.2. Delineamento Experimental.......................................................................................... 19

3.3. Determinação da Produção de Biomassa Seca das Folhas e Análise Química de Tecido

das Espécies Vegetais .......................................................................................................... 21

3.4. Taxa de Decomposição “in situ” dos Resíduos Vegetais da Parte Aérea das Espécies

Vegetais................................................................................................................................ 21

3.5. Estimativa da Fixação Biológica de N

(FBN) ............................................................. 22

3.6. Determinação da Atividade e Diversidade da Fauna do Solo....................................... 23

3.7. Determinação da Comunidade de Plantas Espontâneas................................................ 24

3.8. Tratos Culturais............................................................................................................. 24

3.9. Determinação dos Atributos Físicos do Solo ................................................................ 24

3.10. Análise Estatística ....................................................................................................... 24

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................ 25

4.1. Atributos Físicos e Fertilidade do Solo, realizados durante a condução do experimento

no campo, nos anos de 2005 e 2007, respectivamente. ....................................................... 25

4.2. Produção de Biomassa e Liberação de Nutrientes da Parte Aérea das três Leguminosas

e Vegetação Espontânea....................................................................................................... 27

4.3. Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) ....................................................................... 39

4.4. Determinação da Fauna de Solo.................................................................................... 40

4.5. Avaliação da Comunidade de Ervas Espontâneas ........................................................ 49

4.6. Componentes da Produção da Bananeira...................................................................... 52

5. CONCLUSÕES ................................................................................................................... 55

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................. 56

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................. 57

8. ANEXOS.............................................................................................................................. 74

1. INTRODUÇÃO

A situação atual de devastação ambiental, explicitada pela erosão e a perda da

fertilidade natural dos solos, a diminuição da diversidade biológica, a diminuição das fontes

de água potável e mais recentemente o aquecimento global, vem mostrar que esses fatores

estão ligados direta ou indiretamente à retirada da cobertura florestal. Algumas linhas de

pesquisa em Agroecologia vêm aplicando práticas conservacionistas, que visam o equilíbrio e

a melhoria das condições químicas, físicas e biológicas do solo e do meio ambiente, aliados à

atividade da agricultura.

Os Sistemas Agroflorestais (SAF) fazem parte de uma dessas correntes da

agroecologia, onde há o resgate do componente arbóreo nos sistemas agrícolas, o que tornaria

esses sistemas do ponto de vista ambiental, mais próximos dos agroecossistemas sustentáveis.

Os estudos em SAF são, talvez, aqueles que exijam a maior mudança de paradigma

para serem devidamente compreendidos, em uma nova visão de mundo, onde não é apenas a

adoção de novas técnicas, mas numa mudança constante que começa no ser que irá fazer parte

desse diferente sistema de produção agrícola. A formação de um arranjo agroflorestal deve ser

criteriosa, para que as culturas de interesse agronômico expressem seu potencial de produção,

assegurando renda ao produtor.

Os SAF podem apresentar desenhos ou arranjos simples, com poucas espécies por

unidade de área, ou complexos, com grande diversidade de espécies, cujos benefícios nem

sempre são fáceis de quantificar. Podem ainda, se basear na sucessão natural das florestas,

desde as pioneiras, passando pelas secundárias, até atingir as espécies clímax, ou apenas se

caracterizar por consórcios ou cultivos em aléias, desde que se faça presente o componente

florestal em conjunto com as espécies agrícolas.

Por outro lado, a bananeira é uma espécie cultivada normalmente em grandes sistemas

monoculturais e também de forma extrativista, em locais adjacentes às áreas de proteção

ambiental, em áreas de capoeiras e de mata ciliar, e aparentemente mostra adaptabilidade

quando em consórcio com espécies arbóreas. Além disso, se configura como uma das culturas

mais importantes do estado do Rio de Janeiro, sendo produzida na maior parte dos municípios

fluminenses. Uma preocupação é como se deve conduzir a produção de banana em regiões

limítrofes aos parques de proteção ambiental e em regiões do Estado, outrora cobertas por

Mata Atlântica e que hoje se caracterizam por vastos campos de pastagens degradadas, como

no caso do Vale do Paraíba e das regiões Norte e Noroeste fluminenses. A implantação de

Sistemas Agroflorestais pode vir a ser uma alternativa para os cultivos agrícolas nessas áreas,

podendo se caracterizar por cultivos em aléias intercalares de arbóreas, ou em sistemas mais

complexos, com maior utilização de espécies diferentes numa mesma área.

Deve-se considerar que em os SAF são formados não apenas para que o ponto clímax

seja exclusivamente a recomposição da cobertura florestal, mas também para incentivar a

presença de espécies arbóreas em todas as fases dos processos de implantação do sistema.

Essas fases podem ser estanques, ou seja, uma produção agrícola em sistemas de aléias pode

se perpetuar, desde que satisfaça as necessidades sociais, econômicas e ambientais locais, ou

continuar evoluindo, sendo modificado, inserindo-se outras espécies, na medida em que se

adquira conhecimento, prática e sensibilidade, oferecendo assim um caráter dinâmico e

evolutivo ao sistema.

Face ao exposto o presente estudo objetivou avaliar a contribuição das leguminosas

arbóreas, Gliricidia sepium e Acacia angustissima cultivadas em aléias intercaladas com a

cultura da bananeira, utilizadas também como adubos verdes na implantação de um Sistema

Agroflorestal.

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1. Potencial de Utilização de Leguminosas Arbóreas em Sistemas Agrícolas Tropicais

As fontes de nitrogênio para as plantas podem ser oriundas da adição de fertilizantes

minerais e orgânicos, pela água das chuvas ou pela fixação biológica de nitrogênio (FBN).

Em linhas gerais, a FBN envolve a redução do N2 atmosférico através da enzima nitrogenase,

que é encontrada em bactérias de vida livre ou em simbiose com algumas plantas. A

associação entre leguminosas e bactérias dos gêneros Rhizobium e Bradyrhizobium apresenta-

se como uma das formas mais eficientes de acrescentar nitrogênio ao solo.

Segundo Derpsch et al. (1991) a quantidade de nitrogênio fixado por leguminosas

varia em função das espécies utilizadas e das condições de clima e de solo, podendo chegar a

mais de 100 kg de N/ha. Características edafoclimáticas podem influenciar diretamente na

fixação biológica de nitrogênio. A aplicação de fertilizantes nitrogenados e a elevada acidez

do solo tendem a inibir a nodulação e a atividade dos nódulos em leguminosas (Franco &

Neves, 1992).

As leguminosas utilizadas como adubos verdes podem ser perenes ou anuais.

Geralmente as espécies perenes são utilizadas em consórcios, pela sua capacidade de rebrota,

sendo fonte de matéria orgânica ao longo do ciclo das culturas consorciadas. Já as espécies

anuais, freqüentemente são utilizadas em pré-cultivos, ou seja, preparando o terreno para a

implantação de outras culturas.

Vários estudos relatam o uso leguminosas herbáceas perenes, especialmente

consorciadas com espécies frutíferas, utilizadas como cobertura viva do solo (Guerra &

Teixeira, 1997). Perin (2001) estudou os efeitos da cobertura viva sob os atributos físicos do

solo e Espíndola (2006), num ensaio utilizando as leguminosas herbáceas perenes Arachis

pintoi, Pueraria phaseoloides e Macroptilium atropurpureum, pesquisou os efeitos da

cobertura viva na produção de bananeira da cultivar Nanicão, demonstrando a viabilidade da

utilização dessas leguminosas, utilizadas como adubo verde na produção da bananeira.

A Gliricidia sepium é uma espécie arbórea pertencente à família Leguminosae, sub-

família Faboideae (Papilionoideae). Outras espécies associadas ao gênero Gliricidia são a G.

maculata que é nativa da península de Yucatán, no México e G. guatemalensis, nativa de

regiões altas da região do México Meridional, Guatemala, El Salvador, Honduras e,

possivelmente, a Nicarágua (Hughes, 1987). É uma espécie nativa, desde o México até o norte

da América do Sul e foi introduzida na região tropical da África, no sudeste da Ásia, na

América do Sul e no Caribe (National Academy of Sciences, 1980; Parrota, 1992). Parrota

(1992) relata que o nome do gênero Gliricidia, em latim significa "mata-ratos" e o nome

específico, sepium, significa "cercas vivas", indicando uma das possíveis formas de sua

utilização.

A Gliricidia sepium é uma árvore caducifólia, com folhagem sobre galhos grossos e

irregulares que, com freqüência, se curvam para baixo, podendo atingir de 12 a 15 metros de

altura, com um tronco curto, de diâmetro até 30 cm, sem espinhos (Parrota, 1992).

Apresenta flores reunidas em inflorescências axilares e terminais, as pétalas são de cor

lilás-rósea ou branca, (Hughes, 1987; Parrota, 1992; Kill & Drumond, 2000). As

inflorescências surgem no início da primavera (Hughes, 1987). As plantas em floração

apresentam um efeito paisagístico muito grande, cujas flores, são muito visitadas por insetos,

principalmente abelhas do gênero Apis. Os frutos são vagens chatas, que geralmente são de

cor verde pálido, podendo apresentar tonalidades róseo-arroxeadas em função da exposição

solar (Drumond et al., 1999). As sementes são elípticas, achatadas, brilhantes, de coloração

pardo clara a escura e 10 mm de largura (Little, 1983). Apresentam dormência tegumentar

quando armazenadas por mais de um ano (Drumond et al., 1999). Nas folhas há a presença de

cumarina, substância aromática encontrada em alguns condimentos, conferindo-lhes um odor

adocicado. Os folíolos são oblongo-ovalados, coniformes na base, agudos no ápice e de

comprimento médio de 4 a 6 cm (Drumond et al., 1999).

A Gliricidia sepium é conhecida comumente como gliricidia no Brasil, madre de

cacao em Honduras, Porto Rico e Costa Rica, provavelmente devido a sua utilização para

sombreamento em plantações de cacau, mata-ratón na Colômbia, por suas raízes serem

utilizadas como veneno para roedores e cocoite no México (National Academy of Sciences,

1980; Hughes, 1987; Parrota, 1992).

A Gliricidia sepium possui boa adaptabilidade, capacidade de rebrota e crescimento

rápido, se adapta às elevadas altitudes, que vão desde o nível do mar até 1.500 metros,

apresentando boa plasticidade a diferentes zonas ecológicas (Little, 1983). É uma espécie que

tolera a seca, mas não resiste a geadas (Little, 1983; Hughes, 1987; Franco, 1988).

Temperaturas anuais entre 22 e 28ºC são características das áreas de distribuição natural e

artificial da espécie, com temperaturas máximas entre 34 e 41ºC e mínimas variando entre 14

e 20ºC (Webb et al., 1984).

A gliricídia cresce em uma variedade de tipos de solo, desde solos arenosos e

pedregosos até Vertissolos profundos de cores escuras. Desenvolve-se em áreas de declives

acentuados e compete bem com ervas daninhas (Hughes, 1987; Neves et al., 2004). Tolera

solos ácidos, porem o pH na maioria de suas áreas de distribuição é de 5,5 a 7,0 (Baggio &

Heuveldop, 1982; Hughes, 1987).

Budowski & Russo (1993) listaram 92 espécies utilizadas como cercas vivas na Costa

Rica, onde buscaram resgatar parte do conhecimento empírico dos agricultores nesta prática.

As espécies mais indicadas para uso como moirão vivo são aquelas que apresentam

capacidade de enraizamento por estaquia, resistência a podas e ao fogo, boa capacidade de

rebrota, maior durabilidade e crescimento rápido, entre outras características. E concluíram

que existem poucas espécies de leguminosas com capacidade de enraizamento das estacas.

A Acacia angustissima é uma espécie arbórea da família Leguminosae, sub família

Mimosaceae. Teve a sua origem em Belize, na América Central (Dzowela, 1994). Embora

ainda haja pouco estudo sobre a A.angustissimahá um novo interesse na utilização desta

espécie em sistemas agroflorestais, devido ao seu elevado potencial de crescimento e fixação

de nitrogênio. Ela ocorre em regiões tropicais e subtropicais do México e no sul do Panamá

(Turner, 1996). Também é encontrada no sudeste da Ásia, especialmente Indonésia, Austrália,

onde é utilizada em experimentos. Há estudos para determinar o seu potencial como forragem

ou cobertura morta em países tropicais como Zimbabué, Etiópia, Haiti, Nova Guiné, Brasil e

Indonésia.

Turner (1996) realizou um estudo sobre Acacia angustissima e citou seis variedades

relacionadas (angustissima; hirta; suffruticosa; chisosiana; leucothrix e oaxacana). Ela pode

atingir 2 a 7 m de altura, possuindo um tronco curto (McVaugh, 1987). As folhas são

assimétricas (Turner, 1996). As inflorescências são elipsoidal, esbranquiçadas a rosadas

(McVaugh, 1987). Ocorrem durante todo o ano, e foram observadas no final da estação seca

em ensaios realizados no Zimbabué (Dzowela, 1994). A vagem é oblonga com 3 a 6 cm de

comprimento e 6 a 9 mm de largura, verdes, transformando em marrom café quando

amadurecem (Dzowela, 1994).

A A. Angustissima é encontrada em encostas, em encostas de pedras e em pastagens

com outros arbustos. É freqüentemente encontrada em florestas decíduas tropicais (McVaugh,

1987). Podendo crescer até 2600 metros do nível do mar (Brook et al., 1992). Tolera climas

frios e solos ácidos (Dzowela, 1994). Também a períodos de seca, possivelmente devido ao

seu substancial volume de raízes, mantendo uma folhagem verde, ao longo de 8 meses de

seca, observados na Indonésia (Gutteridge et al., 1994).

Acacia angustissima cresce rapidamente e responde bem ao corte regular. No entanto,

ela produz ramos fracos que podem quebrar com a ocorrência de ventos moderados (Brook et

al., 1992). Esta capacidade de crescer rapidamente resultou em estudos para composição de

cultivo em aléias e sistemas silvipastoris (McVaugh, 1987).

A capacidade de competição com ervas espontâneas é uma preocupação entre alguns

pesquisadores, sobre a conveniência de sua utilização em sistemas agroflorestais (Bray &

Palmer, 1997). As plantas daninhas podem suprimir precocemente o crescimento e o

estabelecimento das plântulas (Maasdorp & Gutteridge, 1986).

Acacia angustissima produz grandes quantidades de folhagem com potencial

forrageiro. A arquitetura da copa da árvore permite suportar freqüentes cortes com uma alta

taxa de crescimento e recuperação (Gutteridge et al., 1994). Na produção de biomassa

demonstrou-se o intervalo entre 10,3 a 11,4 toneladasde matéria seca por hectare (Brook et

al., 1992; Dzowela et al., 1997) no espaçamento de 2 metros. No espaçamento de 3 m, a

biomassa aumenta para um intervalo de 11,5 a 12,4 toneladasde matéria seca por hectare

(Brook et al., 1992). Estes números baseiam-se em podas na altura de 50 cm acima do solo.

Algumas pesquisas mostram que as estacas de A. Angustissima podem conter níveis

elevados de N, P, K, mas devido a um elevado teor taninos (6% sobre a massa seca), a

proteína é menos acessível para o gado, sendo mal degradadas no rúmen das vacas (Dzowela,

1994). Bray & Palmer (1997) encontraram resultados semelhantes observando que A.

angustissima produziu uma biomassa significativamente superior a outras leguminosas

arbustivas, Leucaena spp., Calliandra calothyrsus, Gliricidia sepium, Cajuns cajan, e

Sesbania spp. E concluiu que, embora A. Angustissima tenha o potencial para produzir um

alto rendimento foliar, o alto conteúdo de tanino limita o valor nutricional para animais.

Embora A. Angustissima não seja comumente utilizada em sistemas agroflorestais na

sua região nativa, é uma importante espécie medicinal para os índios Tzotzil e Tzeltal Maya

no México. Ela se configura como uma importante espécie utilizada na cura e tratamento de

diarréia. Ela também é usada como tratamento de reumatismo e lesões cutâneas, e é relatada

inibindo o crescimento de tumores malignos. Testes mostram também que A. Angustissima

possui um leve efeito antimicrobiano sobre Escherichia coli e Staphylococcus aureus, a casca

amarga e adstringente é também utilizada no México para fermentação na tomada de bebidas

alcoólicas (Graham, 1991). Em testes laboratoriais A. Angustissima demonstrou inibir

completamente o crescimento de Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Klebsiella

pneumoniae, e Candida albicans (Hoffman et al., 1993 citados por Brook et al., 1993). Isto

indica que a A. Angustissima tem o potencial para ser utilizado em aplicações contra doenças

humanas causadas por bactérias e leveduras.

A Gliricidia sepium e a A. angustissima são leguminosas arbóreas que possuem um

potencial de utilização em SAF, especialmente pelas características de ambas as espécies de

crescimento rápido e produção expressiva de biomassa. Elas podem fazer parte do sistema,

como adubos verdes, preparando o terreno para o estabelecimento de outras espécies ou em

consórcios, quando cultivadas em aléias intercalares.

2.2. O Estado da Arte dos Sistemas Agroflorestais no Brasil

A pesquisa e a promoção dos Sistemas Agroflorestais (SAF) começou no final da

década de 70 (Nair, 1989). Em 1977 foi criado o Centro Internacional de Pesquisa

Agroflorestal (ICRAF), em Nairobi, Kenya. Por volta de 1983, o agricultor suíço Ernst

Gotsch iniciou seus trabalhos no Brasil. A REBRAF, Instituto Rede Brasileira Agroflorestal

que promove a adoção no Brasil de alternativas agroflorestais, foi criada em 1990 (Hoffmann,

2005).

Inicialmente o enfoque foi sobre a descrição, as possíveis vantagens e desvantagens

biológicas e socioeconômicas e o inventário de SAF tradicionais (Budowski, 1982; Nair,

1989). Posteriormente começou-se a avaliar a produtividade dos SAF já existentes, e mais

recentemente as interações entre as espécies componentes do sistema, com o objetivo de

melhorar o manejo e a rentabilidade e reduzir os riscos (Beer et al., 2003).

No final dos anos 90, a crescente preocupação internacional sobre os temas

ambientais, resultou em tratados, como por exemplo, o Protocolo de Quioto, que dentre outras

premissas, enfatizou os serviços ambientais como um modo de uso alternativo da terra.

Imediatamente se reconheceu nos SAF inúmeras vantagens sobre os monocultivos, para

responder a essa demanda de uma agricultura multifuncional e provedora de serviços

ambientais importantes (Beer et al., 2003).

As práticas agroflorestais ocupam espaço tanto no preenchimento de lacunas

ambientais (aumento da biodiversidade, produção e qualidade da água, amparo à fauna,

reciclagem de nutrientes, produção de matéria orgânica) como sociais (oferta de empregos,

melhoria da saúde) e econômicas (diversificação na oferta de produtos, valorização da

paisagem e da produção) (Altieri, 2002).

Vivan (1998) afirma que os SAF são uma alternativa para minimizar a degradação

ambiental, numa perspectiva de desenvolvimento sustentável, devido à maior diversidade de

espécies no sistema. Dessa forma, há melhor utilização dos recursos naturais disponíveis

(nutrientes, água e luz), e o componente arbóreo, geralmente, contribui para proteção e

melhoria do solo e manutenção do processo de ciclagem direta de nutrientes.

Os SAF podem ainda prover um habitat e recursos para espécies de plantas e animais,

mantendo a conexão entre as diferentes paisagens, facilitando o movimento de animais,

sementes e pólen (Beer et al., 2003). São uma ferramenta complementar para a conservação,

ao ser incorporados no manejo das paisagens, para conservar e proteger os fragmentos de

bosques remanescentes, aumentar a cobertura arbórea das fazendas agrícolas e conectar áreas

de proteção ambiental, funcionando como corredores ecológicos (Beer et al., 2003; Schroth et

al., 2004).

O isolamento de áreas protegidas em unidades de conservação de uso restrito, muitas

vezes, não são capazes de manter as características dos principais habitats do mundo, sendo

necessário que estes ecossistemas possam ser conectados através de corredores de

biodiversidade, através de sistemas de produção que se caracterizem pelo uso sustentável da

biodiversidade, ao mesmo tempo em que sejam capazes de gerar alternativas de renda que

possam fazer frente aos sistemas de uso de solo tradicionais. Desse modo, os SAF seriam

capazes, em maior ou menor grau, de prover parte destes serviços, não da mesma forma que

os ecossistemas primários, mas sem dúvida, de maneira muito mais expressiva do que os

sistemas agrícolas ou florestais tradicionais, baseados em monoculturas (Fearnside, 2002).

Os SAF apresentam ainda várias vantagens frente aos sistemas monoculturais tais

como a utilização mais eficiente do espaço, a redução da erosão, sustentabilidade da produção

e estímulo à economia de produção, com base participativa e principalmente, o plantio de

árvores em lavouras e pastagens constitui uma forma de reposição, embora diminuta, da

cobertura florestal destruída durante o avanço da fronteira agrícola (Botero & Barker, 2002).

Uma prática muito utilizada em conservação do solo, as barreiras vivas podem ser

combinadas com outras práticas de conservação como terraços e cordões vegetados. Também,

podem ser usadas para recuperação ou estabilização de solos em terrenos muito inclinados ou

para proteção de fontes de água (Beer et al., 2003).

O melhoramento do solo em um SAF pode ser vinculado ao crescimento de árvores

fixadoras de nitrogênio, de árvores e arbustos com raízes extensas que aumentam a

disponibilidade de nutrientes por meio, respectivamente, da fixação biológica e da reciclagem

de nutrientes das camadas profundas até a superfície do solo, bem como devido a acumulação

de matéria orgânica no solo através da adição de serapilheira (Rao et al., 1998).

Os sistemas agroflorestais são classificados de diferentes maneiras, variando de acordo

com sua estrutura espacial, desenho no tempo, importância relativa e a função dos diferentes

componentes, objetivos da produção e características socioeconômicas predominantes. Por

exemplo, quanto à sua composição, esses sistemas podem ser classificados como sistemas

agrissilviculturais (árvores e culturas); silvipastoris (árvores e animais); agrissilvipastoris

(árvores, culturas e animais).

A classificação dos SAF adotada pelo ICRAF e Centro Agronômico Tropical de

Investigación y Enseñanza (CATIE) (OTS/CATIE, 1986) e pela Rede Brasileira Agroflorestal

(REBRAF), se baseia no tipo de componentes incluídos e na associação entre eles. Os

sistemas são classificados em seqüenciais, simultâneos ou complementares.

Nos SAF seqüenciais os cultivos agrícolas anuais e as plantações de árvores se

sucedem no tempo. Nesta categoria se incluem os sistemas de agricultura migratória com

intervenção e manejo de capoeiras; sistemas silvagrícolas rotativos (capoeiras melhoradas

com espécies arbóreas de rápido crescimento); sistema taungya (cultivos anuais consorciados

apenas temporariamente com árvores, durante os primeiros anos de implantação). Já nos SAF

simultâneos há integração espaço - temporal de cultivos anuais e perenes com árvores

madeiráveis ou de uso múltiplo e/ou pecuária, incluem as associações de árvores com cultivos

anuais ou perenes; hortos caseiros mistos e sistemas agrissilvipastoris (OTS/CATIE, 1986).

Os SAF complementares podem ser desenhados sob a forma de cercas vivas e cortinas

quebra-vento; fileiras de árvores para delimitar uma unidade de produção ou gleba ou servir

de proteção para outros componentes e outros sistemas. Nos sistemas simultâneos, os

componentes agropecuários e florestais sempre se encontram presentes em uma mesma

unidade do terreno. O mais comum é o sistema de cultivo em aléias, que associa renques de

árvores a faixas com culturas anuais ou perenes (OTS/CATIE, 1986).

No Brasil, os SAF são conhecidos e usados secularmente na Amazônia e na região

cacaueira do Sul da Bahia. Embora desenvolvidos empiricamente, dois outros sistemas são

tradicionalmente conhecidos, a agricultura de corte e queima que se intercala com um período

de pousio, e os pomares caseiros com arranjos variados (Yared, 2004).

Em um levantamento realizado por Vasconcelos et al. (2004), foram relatados a

existência de 133 trabalhos publicados sobre a região Amazônica, dos quais aproximadamente

70% corresponderam aos sistemas silviagrícolas.

Entre os assuntos abordados, os trabalhos sobre manejo de SAF e solos, biomassa e

nutrientes são os mais freqüentes.

Nos temas solo-biomassa-nutrientes muitos trabalhos referem-se à produção de

biomassa (Corrêa et al., 2004), exportação de nutrientes, (Correia & Oliveira, 2000),

caracterização e avaliação de plantas invasoras (Mota & Vieira, 2000). Também são

contemplados trabalhos na linha sócio econômica (Sá et al., 2004), serviços ambientais

(Russo & Pádua, 2001), revisão de literatura e ensino e capacitação agroflorestal (Dubois,

1989; Baggio, 1999; Miranda et al., 2004), e modelos estatísticos (Carvalho et al., 2001).

Entre as espécies frutíferas mais freqüentes nos trabalhos com SAF estão o

cupuaçuzeiro (Theobroma grandiflorum), seguido da pupunheira (Bactris gassipaes) com

aproveitamento dos frutos e palmito, bananeira (Musa sp.), açaizeiro (Euterpe oleraceae),

cacaueiro (Theobroma cacao) e capoerão (Colubrina glandulosa), genipapo (Genipa

americana), acerola (Malphigia glabra), castanha do pará (Berthollettia excelsa) e araça-boi

(Eugenia stipitata). Entre as anuais, mandioca, arroz, milho e caupi. As espécies florestais

mais citadas são a seringueira (Hevea brasiliensis), teca (Tectona grandis), mogno (Swietenia

macrophylla), eucalipto (Eucalyptus sp.), ingá (Inga edulis), Eugenia stipitata, Gliricidia

sepium, Vismia cayennensis, Acacia mangium, Sclerolobium paniculatum, Inga edulis, Acacia

angustissima (ligeirinha), Jacaranda copaia, Albizia guachapelle, Bagassa guianensis, Senna

reticulata e Acacia auriculiformis.

A pesquisa em SAF na Região Nordeste é incipiente. Siqueira et al. (2006),

publicaram um artigo, no qual revelam que nas regiões mais úmidas do Nordeste havia

tradicionalmente sistemas complexos de consórcios de culturas envolvendo frutíferas,

hortaliças e pequenos animais, mas nunca se caracterizaram como SAF, a exceção dos SAF

envolvendo a cultura do cacau (Theobroma cacau) no sul da Bahia.

Alvim e Nair (1986) e May et al. (1985), descreveram alguns cultivos envolvendo caju

(Anacardium occidentalis), coco (Cocos nucifera), babaçu (Orbignya martiniana), carnaúba

(Copernica prunifera) e dendê (Elaeis guianensis). Outras experiências agroflorestais no

Nordeste são relatadas por Peneireiro (2004 a b), Siqueira e Trindade Neto (2004), Bolfe et al.

(2005, a b); Dias & Soares (2006); Zaia (2006); Moreira et al. (2006) e Vaz (2006) cujos

trabalhos enfocam o manejo de SAF já estabelecidos, e outros trabalhos envolvendo

desenvolvimento participativo e associativismo (Siqueira et al., 2006; Blanes et al., 2006).

Na Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC), em Ilhéus, BA, Sacramento (2001)

pesquisou o uso de especiarias em SAF, utilizando as espécies pimenta-do-reino (Piper

nigrum L.), cravo-da-índia (Syzygium aromaticum L.), canela (Cinnamomum zeylanicum),

noz moscada (Myristica fragrans L.), cardamomo (Elletaria cardamomum L.), pimenta-da-

jamaica (Pimenta dióica ), pimenta-horticola (Capsicum sp.) e baunilha (Vanilla fragrans).

Atualmente, destaca-se a condução de áreas com SAF sucessionais em uma unidade

de produção, localizada em Piraí do Norte, sul da Bahia, pertencente a Ernest Gotsch,

agrônomo e produtor rural, que há cerca de 20 anos vem investindo em SAF na região.

Segundo Siqueira et al. (2006), a fazenda encontra-se no bioma Mata Atlântica e serve para

estudos agroflorestais que resultam trabalhos acadêmicos, monografias, dissertações e teses.

Na região Centro Oeste, a pesquisa em SAF concentra-se em sistemas silvipastoris

(Miller & Pedroso, 2006), recuperação de áreas degradadas e de matas ciliares (Souza &

Araújo, 2000) e de capacitação agroflorestal (Bezerra et al., 2004). Segundo Daniel (2003),

em um diagnóstico realizado sobre a situação do desenvolvimento de SAF no Mato Grosso do

Sul, os resultados obtidos demonstraram que esta área de investigação é pouco prestigiada na

região, e que não há linha de pesquisa específica, além da pouca articulação de instituições

públicas e privadas.

As instituições de ensino que ministram a disciplina SAF são a Universidade Federal

de Mato Grosso do Sul no Curso de Mestrado em Agronomia, a Universidade Federal de

Mato Grosso, no Curso de Engenharia Florestal, o qual possui em sua grade curricular a

disciplina optativa Agro-silvicultura, e a Escola Agrotécnica Federal de Cáceres (MT), onde

são desenvolvidos experimentos com SAF (Daniel, 2003). Alguns trabalhos em

assentamentos e comunidades indígenas também são descritos como parte de ações

governamentais, no entorno de Unidades de Conservação e Terras Indígenas (Bezerra et al.,

2004).

Segundo Daniel (2003) e Nicodemo et al. (2004), no que tange aos SAF, aqueles que

incluem componentes animais (Sistemas Agrissilvipastoris e Silvipastoris) apresentam maior

potencial de aplicação em Mato Grosso do Sul. Daniel (2003), também sugere sistemas que

incluam tanto espécies florestais nativas quanto exóticas (eucalipto, pinheiros, grevíleas,

cássias e outros) no componente lenhoso, associadas às culturas tradicionais como soja,

milho, arroz, mandioca, abacaxi, plantas medicinais, etc. As conclusões do diagnóstico

realizado por Daniel (2003) indicam que são raras as pesquisas concluídas ou em

desenvolvimento em SAF na região e que, a rigor, não há informações a respeito de SAF

suficientes para sustentar a adoção dos sistemas por parte dos agricultores e que há falta de

um planejamento de atividades de pesquisa relacionadas ao tema.

O uso de árvores em divisas, é talvez o tipo de sistema Silvipastoril mais encontrado

na Região Centro-Oeste e especialmente em Mato Grosso do Sul. O plantio de grevílea

(Grevillea robusta) também relatado por Silva et al. (1998), sansão-do-campo (sabiá),

guajuvira (Patagonula americana), tucum e a macaúba (Acrocomia aculeata), ou exóticas

como a gliricidia (Daniel, 2003).

Pott & Pott (2000) sugerem uma lista de plantas nativas potenciais para SAF em Mato

Grosso do Sul, formada de 116 espécies lenhosas nativas, principalmente frutíferas para

consumo humano e para a fauna, além de fins madeirreiros, forrageiros, medicinais, matéria

prima para artesanato, apícolas, mata ciliar e eventuais utilidades específicas como produção

de fibra, tanino, óleo comestível, aromática e ornamental. Os autores destacam como mais

importantes, por suas múltiplas utilidades: bocaiúva (Acrocomia aculeata), buriti (Mauritia

flexuosa), chico-magro (Guazuma ulmifolia), cumbaru (Dipteryx alata), embaúba (Cecropia

pachystachya), ingá (Inga vera), jatobás (Hymenaea courbaril e H. stigonocarpa), pequi

(Caryocar brasiliense), periquiteira (Trema micrantha) e tarumã (Vitex cymosa). São também

recomendados o cumbarú ou barú (Dipteryx alata), além do buriti (Mauritia flexuosa),

piaçava e gueroba (Ribeiro et al., 2001).

Por outro lado, a literatura indica várias espécies de potencial econômico da própria

fisionomia do cerrado, os exemplos destacados são: a sucupira preta (Bowdichia virgilioides),

a faveira (Dimorphandra mollis), o pacari (Lafoensia pacari), o pequi (Caryocar brasiliense),

a mama cadela (Brosimum gaudichaudii), a pimenta de macaco (Xylopia aromatica), o

gonçalo-alves (Astronium fraxinifolium), a mangaba (Hancornia speciosa) e o murici

(Byrsonima verbascifolia) (Ratter et al., 1997).

Por outro lado, no estado de Mato Grosso, Passos et al. (2000) relatam grande número

de trabalhos com SAF. Trabalhos desenvolvidos por Jurandir Melado na Fazenda Ecológica

Santa Fé do Moquém, em Nossa Senhora do Livramento, MT, que preconiza o melhoramento

de pastagens no interior da vegetação de cerrado são citados por Daniel et al. (1999).

Na região sudeste os trabalhos com SAF são realizadas com enfoques diversos.

Segundo Garcia et al. (2001), as pesquisas com sistemas silvipastoris estão concentradas no

Estado de Minas Gerais, em áreas de reflorestamento com Eucalyptus sp., com a utilização de

leguminosas forrageiras como o Calopogonium mucunoides consorciadas com gramíneas,

especialmente Panicum maximum, Brachiaria decumbens e Brachiaria brizantha. Estes

autores observaram que áreas de topografia acidentada da Zona da Mata de Minas Gerais, a

consorciação do eucalipto com B. decumbens tem proporcionado maior produção de madeira

em relação à monocultura de eucalipto.

Uma experiência realizada no município de Unaí, em Minas Gerais, consistiu de uma

modificação do sistema de reflorestamento da fazenda, que passou um sistema agroflorestal

em que o eucalipto (Eucalyptus urophylla) foi consorciado com grãos (CENTRO, 1992). Na

área experimental pertencente a CAF Florestal Ltda, no município de Dionísio, no Estado de

Minas Gerais, estudo sobre o plantio de leguminosas com eucalipto como alternativa para a

manutenção da produtividade florestal (Netto et al., 1992). No município de Peçanha, no Vale

do Rio Doce, no Estado de Minas Gerais, estudou-se o sistema agroflorestal com Eucalyptus

grandis (Passos et al., 1992). Tsukamoto Filho (2003) desenvolveu uma tese sobre fixação de

carbono em SAF com eucalipto, na região do cerrado de Minas Gerais. Na Universidade

Federal de Viçosa, algumas teses foram defendidas (Dubè, 1999; Daniel, 2000; Tsukamoto

Filho, 2003), cujo enfoque abrangeu os SAF.

As espécies arbóreas leucena (Leucaena leucocephala) e gliricídia (Gliricidia sepium)

são citadas na literatura, compondo SAF (Garcia et al., 2001).

Além dos sistemas silvipastoris, os SAF envolvendo a cultura do café também são

uma constante no Estado de Minas Gerais. Arato et al. (2000), pesquisaram a utilização de

sistema agroflorestal com café visando à recuperação de uma área degradada no município de

Viçosa, Zona da Mata de Minas Gerais.

Geralmente estes trabalhos enfocam inventário florestal, riqueza de espécies arbustivo-

arbóreas, restauração de áreas degradadas, controle biológico de pragas e doenças do cafeeiro

e consórcios com outras espécies agronômicas, como a bananeira.

No estado de São Paulo, Sampaio et al. (2001) estudaram a produção, partição e

biomassa do açaizeiro na fase juvenil em função da intensidade de irradiância disponível em

diferentes sistemas agroflorestais, utilizando fileiras de Leucena (Leucaena leucocephala),

cacaueiro (Theobroma cacao) e guarantã (Esenbeckia leiocarpa) e seringueiras (Hevea

brasiliensis).

A Certificação Agroflorestal foi alvo de uma palestra proferida por Pinto (2000) e

Jovchelevich (2000), que mostrou a atuação do Instituto Biodinâmico (IBD), na certificação

de sistemas de produção agroflorestais, principalmente a cultura do café. Segundo

Jovchelevich (2000), em São Paulo, Espírito Santo, Pernambuco, Bahia, Rondonia e Minas

Gerais existem exemplos de café agroflorestal em diferentes intensidades de manejo. Há

fazendas que estão trabalhando apenas com espécies de leguminosas exóticas, as quais são

plantadas na linha do café e podadas anualmente após a colheita. Outros produtores trabalham

com regeneração natural e plantio de espécies nativas. Outra parte do manejo é o uso de

espécies arbóreas para semi sombreamento do café.

Leão & Engel (2000) realizam pesquisas na Unesp de Botucatu sobre balanço de

carbono em SAF.

No Estado do Rio de Janeiro, destacam-se a Universidade Estadual do Norte

Fluminense (UENF), através do grupo liderado pelo pesquisador Antonio Carlos da Gama-

Rodrigues, cujos enfoques são ciclagem de nutrientes (Gama-Rodrigues, 2004), a Embrapa

Agrobiologia e Solos e a Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, cujos enfoques são de

monitoramento de módulos agroflorestais (Reis et al., 2002; Paula et al., 2005; Silva et al,

2006; Nóbrega et al., 2006; Campello et al., 2006; Paula et al., 2006), uso de leguminosas

arbóreas consorciadas ou em aléias, visando recuperação de áreas degradadas (Dias et al.,

2002; Campello et al., 2005), manejo agroflorestal em áreas de reserva legal de Mata

Atlântica e sistemas silvipastoris, recomposição florestal e seqüestro de carbono (May et al.,

2005; Oliveira et al., 2005; Oliveira Neto et al., 2006).

As espécies florestais mais citadas em trabalhos desenvolvidos no Estado do Rio de

Janeiro são: Angustíssima (Acacia angustissima), Cedro (Cedrela sp.), Acácia (Acacia

mangium), Copaíba (Copaifera langsdorffii), Acácia (Acacia holosericia), Guapuruvu

(Schizolobium parahyba), Albízia (Albizia lebbek) Ipê (Tabebuia sp.), Angico vermelho

(Anadenanthera macrocarpa), Jacarandá (Dalbergia nigra), Bracatinga (Mimmosa floculosa),

Jatobá (Hymenaea courbaril), Cinamomo (Melia azedarach), Gliricídia (Gliricídia sepium),

Ingá (Inga uruguensis), Sombreiro (Clitoria fairchildiana), Ingá (Inga edulis), Urucum (Bixa

orelana) e Orelha de negro (Enterolobium contortisiliquum). E frutíferas: Abacaxi (Ananas

comosus), Açaí (Euterpe oleracea), Banana (Musa sp.), Cana-de-açúcar (Sacharum

officinarum), Biribá (Duguetia marcgraviana), Mamão (Carica papaya), Café (Coffea

arábica), Maracujá (Passiflora sp.), Cajá manga (Spondias sp.), Cajá-mirim (Spondias

mombin), Camu-camu (Mirciaria dúbia), Fruta-do-conde (Anona squamosa), Graviola

(Annona muricata), Jaca (Artocarpus eterofolia), Palmito juçara (Euterpe edulis), e Pupunha

(Bactris gassipae).

Vieira et al. (2001) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) avaliaram o

desempenho econômico de um sistema agroflorestal na região de Florianópolis – SC, cujas

espécies arbóreas utilizadas foram: Tucaneira (Cytharexillium milliantum), Corticeira

(Eritrina falcata), Olandi (Calophyllum brasiliensis), Inga (Inga uruguensis e Inga sesselis) e

Licurana (Hyeronima alchorneoides). Entre as linhas de árvores foram plantadas culturas

agrícolas de feijão preto (Phaseolus vulgaris), e milho verde (Zea mays), em sistema de

plantio direto, usando como cobertura de solo a aveia preta (Avena sativa).

Vivan (2002), da Emater–RS, abordou em palestra a extensão rural em Sistemas

Agroflorestais e afirmou: “de todas as intervenções humanas nos sistemas naturais, os

Sistemas Agroflorestais são um exemplo de grande demanda de contextualização e

necessidade de incorporação do saber local em sua concepção, implantação e manejo. Mesmo

a mais simplificada das práticas agroflorestais, como a instalação e manejo de uma cerca-viva

em uma pastagem, necessita de um saber ecológico local e de uma rotina de manejo que pode

necessitar de modificações sutis, mas decisivas dentro mesmo de uma microregião. Talvez

seja por isso a grande dificuldade no desenvolvimento de pesquisas em SAF, a parceria com o

saber local”.

Castro et al. (1999) observam que o reconhecimento do valor potencial dos sistemas

agroflorestais está em crescimento no Brasil, mas a utilização desses sistemas ainda é muito

baixa, e depende da geração de maior volume de informações e da divulgação dos seus

benefícios sociais, econômicos e ambientais.

2.3. O Aporte de Matéria Orgânica em Sistemas Agroflorestais (SAF) e o Papel da

Fauna do Solo na Ciclagem de Nutrientes

A manutenção da produtividade dos agroecossistemas tropicais depende, em grande

parte, do processo de transformação da matéria orgânica e, por conseguinte, o componente

biológico ocupa papel preponderante deste processo. Neste contexto a fauna edáfica é o

reservatório definido como biomassa microbiana do solo e são responsáveis pela

decomposição e mineralização dos resíduos vegetais e pela imobilização temporária de macro

e micronutrientes (Gama-Rodrigues, 1999).

A população de organismos edáficos está relacionada à dependência direta dos fatores

ambientais e, quando favoráveis essa população aumenta (Silveira Neto et al., 1976).

Seguindo esse princípio, as populações da fauna edáfica manifestam, por meio das

características das suas comunidades, as condições do ambiente, podendo servir como

indicadores de qualidade do solo (Sautter, 1998). Dessa forma, o manejo antrópico do solo

modifica as características físico-químicas e a biota edáfica (Decaëns et al., 1994; Curry et al.,

1995; Coleman & Hendrix, 2000). Estas modificações geralmente ocorrem nos índices de

diversidade e densidade populacionais, características que têm sido utilizadas como

indicadores das condições do solo (Coleman & Hendrix, 2000). Um dos grupos da fauna

edáfica que tem merecido destaque como indicador biológico é a Ordem Collembola. Isto

porque colêmbolos são indivíduos extremamente sensíveis, o que permite que manifestem

rapidamente as conseqüências às variações ambientais em suas populações (Coleman &

Hendrix, 2000). Esta característica sugere que estes organismos sejam bons indicadores

biológicos.

Os ecossistemas de regiões temperadas e tropicais são muito diferentes e um dos

aspectos principais é com respeito à ciclagem de nutrientes. Nas regiões temperadas, os solos,

de uma maneira geral, são mais férteis e a maior parte dos nutrientes minerais está

armazenada no solo, inclusive a matéria orgânica, que se acumula naturalmente por causa das

taxas de decomposição mais baixas (Engel, 1999).

Nas regiões tropicais, a maior parte dos nutrientes não está disponível de forma

imediata, e encontra-se armazenada na própria biomassa, não há grande acúmulo de matéria

orgânica no solo, uma vez que a decomposição desta é muito rápida, os solos, em geral, são

pobres, muito lixiviados e tendem a ser ácido. Logo, a destruição da cobertura florestal e da

matéria orgânica do solo, por si só, remove a maior parte do estoque de nutrientes dos

ecossistemas, levando a uma diminuição de sua fertilidade e capacidade produtiva (Santos &

Camargo, 1999; Engel, 1999; Gama-Rodrigues, 2004).

As variações nas concentrações de nutrientes entre a folhagem e a serapilheira serão

indicadoras da intensidade de ciclagem biogeoquímica dos nutrientes contidos na serapilheira

(Reis & Barros, 1990; Leite et al., 1998; Gama-Rodrigues & Barros, 2002).

A biomassa dos ecossistemas florestais tropicais varia de acordo com as suas

condições edafoclimáticas, os processos de transferências dentro dos compartimentos

processam-se por meio da água (chuva, escorrimento dos troncos, lavagem das folhas e da

serapilheira, percolação e escorrimento lateral) e através da matéria orgânica (produção de

resíduos vegetais, decomposição e liberação de nutrientes) (Fassbender, 1993; Gama-

Rodrigues, 1997; Cunha, 2002).

Estes sistemas caracterizam-se por ser um mecanismo eficiente de ciclagem de

nutrientes, compondo sistemas de ciclo “fechado” de nutrientes com pequena perda ou ganho

relativo destes e altas taxas de ciclagem interna no sistema solo-planta. Ao contrário, muitos

sistemas agrícolas representam sistemas abertos, comparativamente, com altas perdas de

nutrientes, enquanto a ciclagem de nutrientes em sistemas agroflorestais situar-se-ia entre

esses “extremos” (Nair et al., 1999).

Na ciclagem de nutrientes em sistemas agroflorestais, é importante observar o conceito

de “sistemas”, posto que um sistema é uma entidade ou um todo, quando um dos

componentes se altera pode influir sobre todo o restante. Cada tipo de sistema agroflorestal

deve ser avaliado como um sistema único, pois sua adoção dependerá da demanda sócio-

econômica em nível local ou regional. A presença de árvores introduz novas interações e uma

dinâmica diferente em comparação aos sistemas agrícolas (Engel, 1999).

O melhoramento do solo em SAF está vinculado ao crescimento de árvores fixadoras

de nitrogênio, de árvores e arbustos de raízes profundas que aumentam a disponibilidade de

nutrientes através da fixação biológica de nitrogênio, ciclagem de nutrientes de camadas

profundas até a superfície do solo e acumulação de matéria orgânica no solo (Rao et al.,

1998).

Beer et al. (2003) descrevem sobre a pesquisa em SAF na África, onde inicialmente se

enfocou as formas de se manter a fertilidade do solo em sistemas de cultivos anuais, ao usar

espécies de leguminosas arbóreas, como por exemplo, nos SAF em zonas de savana, em

cultivos em aléias.

Entretanto, Carter (1995) considera que, apesar do incremento na produtividade e na

fertilidade do solo, a adoção dos sistemas de cultivo em aléias por parte dos agricultores é

incipiente devido à alta necessidade de mão de obra, a falta de mercado, o uso familiar dos

produtos provenientes dos cultivos e o longo tempo requerido para o retorno financeiro.

Em áreas onde se derruba e queima a vegetação, em curtos espaços de tempo, a

árvores podem evitar a perda da fertilidade do solo (Anderson & Sinclair, 1993). A

disponibilidade de N, determinada pelo conteúdo de N inorgânico do solo, a mineralização

aeróbica de N entre 0-20 cm de profundidade e o N fixado na biomassa, podem ser

significativamente mais altos depois de uma rotação de árvores fixadoras de N

, devido a

maior acumulação de material orgânico, armazenamento de nutrientes na biomassa, maior

densidade e distribuição vertical das raízes, que ajudam a manter as reservas de nutrientes ao

reduzir a lixiviação e/ou “bombear” os nutrientes das camadas mais profundas até a superfície

do solo (Beer et al., 2003). Szott & Palm (1994) citados por Beer et al. (2003), afirmam que as

árvores de crescimento rápido podem acelerar a restauração das reservas de P, K, Ca e Mg na

camada superior do solo, onde podem ser aproveitados pelos cultivos agrícolas.

As árvores sombreando os cultivos perenes, por exemplo, café e cacau, aportam folhas

e resíduos de podas que cobrem o solo, reduzem o impacto da chuva, a velocidade de

escorrimento e erosão, melhoram a estrutura, o conteúdo de N e a retenção de nutrientes no

solo (Beer et al., 2003).

Em função da importância da Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) na ciclagem de

nutrientes, especialmente o nitrogênio, foram desenvolvidas diferentes metodologias para

quantificar tal processo (Peoples et al., 1989). Incluem-se aí aferições da diferença de N

acumulado entre planta fixadora e não fixadora (Urquiaga & Boddey, 1987), redução de

acetileno (Hardy et al., 1968), abundância relativa de ureídos na seiva das plantas (Alves,

1996) assim como técnicas isotópicas envolvendo N

marcado (Ruschel et al., 1975), diluição

isotópica, (Boddey et al., 1994) e abundância natural de

N (Shearer & Kohl, 1986).

Técnicas baseadas no

N possibilitam uma melhor compreensão da dinâmica do N no

sistema solo-planta-atmosfera. Na natureza, todos os elementos químicos possuem isótopos.

O nitrogênio possui somente dois isótopos estáveis de ocorrência natural, um de peso atômico

14 e outro 15. Na atmosfera, 96,337% e 0,3663% dos átomos são de

N e

respectivamente. Uma planta fixadora de N

tem duas fontes principais de N, sendo o N

disponível no solo e o N do ar via FBN (Peoples et al., 1989).

Shearer & Kohl (1986) destacam como vantagem do método de abundância natural, o

fato de não haver necessidade da adição de nitrogênio marcado, evitando os problemas de

inibição da fixação biológica de nitrogênio e de estabilidade da marcação ao longo do tempo.

2.4. A Produção de Banana (Musa sp.) em Sistemas Agroflorestais (SAF)

A partir do contato com a tradição asiática de SAF, os portugueses já haviam instalado

no século XVII os sistemas multiestratificados, incluindo a bananeira e várias espécies do

trópico e subtrópico (Landauer, 1990; Anderson, 1993).

A bananeira se caracteriza por ser uma cultura amplamente utilizada em arranjos

agroflorestais. Numa pesquisa realizada no estado do Pará, Ribeiro et al. (2004) relataram que

a cultura da bananeira está presente em 66% das unidades de produção agroflorestais.

Segundo Vivan (2002), a sombra produzida pelos estratos dominantes atua como um

importante redutor dos danos ocasionados pelo fungo Mycosphaerella musicola, causador da

Sigatoka Amarela. As podas regulam o nível de sombra e o material resultante, juntamente

com adubações orgânicas e o manejo da cobertura herbácea, fertilizam o sistema. Avaliações

preliminares apontam para a eficiência desses SAF em melhorar os níveis de cobertura do

solo, reduzir impactos de doenças fúngicas e criar alternativas de renda, mantendo

produtividades niveladas com os padrões regionais (Vivan, 2000).

Os Sistemas Agroflorestais envolvendo bananeiras, quando manejados de forma

adequada, podem se configurar como alternativas eficientes de uso da terra, devido a

capacidade de otimizar os efeitos benéficos das interações que ocorrem entre os componentes

arbóreos e a banana, aproveitando ao máximo o rendimento da área, diminuindo o uso de

agroquímicos, reduzindo a contaminação dos recursos d’água e solos, e a perda da

biodiversidade (Nair, 1989).

2.4.1. Aspectos gerais do mercado de banana

De acordo com dados da FAO (Organização das Nações Unidas para a Agricultura e

Alimentação), a Índia é o maior produtor mundial de banana, enquanto o Brasil ocupa o 2º

lugar, com cerca de 9% do que é produzido mundialmente. A bananicultura ocorre em todos

os estados brasileiros e é prática comum entre os agricultores familiares (FAO, 2007).

O brasileiro consome 7 kg de banana/ano, segundo os dados da última 'Pesquisa de

Orçamento Familiar' (POF) 2002/2003, do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

(IBGE, 2003). Também segundo a FAO, entre os anos de 1992 e 2002, a produção de banana

brasileira, em milhões de toneladas, sofreu pouca variação. O Brasil, nos últimos dez anos

manteve uma produção média de 5,7 milhões de toneladas ao ano, havendo um decréscimo na

produção entre 1996 e 2000. Avaliando os dados do IBGE (2001), entre os anos de 1940 e

2001, a produção brasileira de banana sofreu um aumento espetacular na década passada,

principalmente entre os anos de 1998 e 2001.

Quanto à produtividade, no Brasil foi de 12,5 Mg. ha

-1

, enquanto a Costa Rica teve

uma produtividade de 46,6 Mg. ha

-1

e o Equador de 32,7 Mg. ha

-1

(FAO, 2004).

No Brasil, as três regiões de destaque no cultivo de bananas são o Nordeste, Sudeste e

Norte (IBGE, 2002). O Estado que concentrou a maior produção de banana foi São Paulo,

com 18% da produção nacional, com produção destinada aos principais centros consumidores

brasileiros, com destaque, a capital paulista.

A Região Nordeste é a principal região geográfica produtora de banana do Brasil,

representando 34% da produção nacional. Esta posição se deve ao estado da Bahia, segundo

maior estado produtor de banana depois de São Paulo, com 12% da produção total. A

produção nordestina está mais focada na produção da variedade “pacovan” e atende

principalmente as capitais nordestinas, exceto o sul da Bahia, onde se encontra um pólo forte

de produção de prata anã e no Estado do Rio Grande do Norte, onde se encontra um pólo forte

de produção de nanica voltada para a exportação, principalmente para o mercado europeu

(Furlaneto et al., 2005).

O Rio de Janeiro ocupa o 9° lugar nacional em área colhida de banana (24.295 ha) e o

13° em quantidade produzida (160.916 ton) de acordo com dados do Instituto Brasileiro de

Geografia e Estatística (IBGE, 2004). Entretanto, se considerarmos os dados do

Acompanhamento Sistemático da Produção Agrícola – ASPA, referentes a 2005 (Emater-Rio,

2005), verifica-se que houve uma diminuição da área plantada em 14% (20.892,2 ha), porém,

ocorreu um acréscimo de 8,1% na quantidade produzida (173.995,7 ton). Destacam-se os

municípios de Mangaratiba, Itaguaí, Trajano de Morais, Paracambi, Seropédica, Macaé,

Cachoeiras de Macacu e Rio de Janeiro (Emater-Rio, 2005).

A cultura tem grande importância social, pois além da geração de empregos e ser uma

das culturas mais plantadas no país, é uma importante fonte de alimento. Além disso, 99% da

fruta produzida é consumida no mercado interno, fazendo parte do hábito alimentar da

população. A bananicultura ocupa grande quantidade de mão-de-obra, embora seja explorada,

na maioria das vezes, de forma extrativista. Os produtores fluminenses, em grande parte,

empregam mão-de-obra familiar e revelam deficiências em relação ao emprego de tecnologia.

A falta de assistência é outro problema, que tem acarretado baixa produtividade.

As principais variedades plantadas no Brasil são do grupo Prata e Nanicão. Os

principais gargalos, segundo Nascente (2003), são a alta incidência de pragas e doenças

(moleque, nematóides, Mal-do-Panamá, Sigatoka Negra e Sigatoka Amarela), baixo nível de

tecnologia utilizado na produção e na pós-colheita e falta de capacitação dos agentes da

cadeia produtiva.

No Estado do Rio de Janeiro, há grande diversidade de material genético cultivado,

embora predomine o plantio das variedades do tipo Prata, devido não só à adaptação

climática, mas também à preferência dos consumidores.

A banana é caracterizada por ser um produto perecível, tornando importante que sua

comercialização seja rápida, racional e com cuidados para reduzir as perdas e, ainda, para que

o produto chegue ao seu destino em boas condições. A qualidade da fruta é essencial não

apenas para a exportação, mas também para o mercado interno, pois muitos supermercados já

diferenciam os preços de produtos perecíveis, caso das frutas, através da marca e, obviamente,

da qualidade (Anuário Estatístico, 1998).

A estrutura de comercialização da banana no Brasil, de acordo com Fagundes &

Yamanishi (2001), consiste, quase sempre, na participação direta do produtor e do comprador,

sendo que as Centrais de Abastecimento (CEASA’s) centralizam a distribuição dos produtos

nas capitais dos Estados.

Em termos de origem da banana comercializada no Estado do Rio de Janeiro, 87,27%

são provenientes de outros Estados, destacando-se o Estado de Minas Gerais, responsável por

mais de 40% do abastecimento do mercado interno do Rio de Janeiro (CEASA-RJ, 2006). O

percentual comercializado com procedência do Estado do Rio de Janeiro é de 13%, com um

total de 456.000 toneladas de produtos (CEASA-RJ, 2006).

Segundo Fagundes & Yamanishi (2001), a quantidade de banana ofertada no país é

grande; no entanto, a qualidade do produto, em determinados locais, ainda é baixa,

contribuindo para que o preço, principalmente para o produtor, seja baixo. A baixa qualidade

da banana e a adoção de estruturas precárias de produção e comercialização são consideradas

entraves à exportação da fruta pelo país.

2.4.2. O cultivo e nutrição da bananeira (Musa sp.)

A bananeira (Musa sp.) é uma frutífera pertencente à família Musaceae, cultivada em

diversos países de clima tropical. Seus frutos apresentam boa aceitação pelos consumidores,

sendo altamente energéticos e contendo quantidades consideráveis de vitaminas e minerais

(Medina et al., 1995). As cultivares de banana comestíveis originaram-se no continente

asiático, existindo relatos sobre sua chegada na Europa por volta do século X D.C, e os

portugueses levaram mudas de bananeira da costa oeste africana para a América do Sul no

início do século XVI D.C. (Morton, 1987).

Trata-se de uma planta herbácea, com tronco curto e subterrâneo denominado rizoma,

onde se inserem raízes adventícias e fibrosas. O pseudocaule é formado pela união das

bainhas foliares, apresentando na sua extremidade folhas longas e largas. Sua inflorescência

possui conjunto de flores que quando reunidas formam uma penca, com um número variável

de frutos. Durante seu desenvolvimento ocorre a formação de rebentos (perfilhos) na base da

planta, permitindo a renovação do bananal (Dantas et al., 1997).

A diversidade genética encontrada no gênero Musa permitiu a formação de vários

cultivares de bananeira, cuja seleção favorece a expressão de características como aumento da

produtividade e resistência a pragas e doenças (Alves, 1990). A bananeira é classificada em

grupos genômicos (combinações variadas de genomas das espécies Musa acuminata e Musa

balbisiana) e subgrupos (complexo de cultivares oriundos de um único clone, através de

mutação (Alves et al., 1995). De acordo com esses autores, as cultivares mais usadas no

Brasil pertencem aos grupos genômicos AAA (subgrupo Cavendish) e AAB (subgrupos Prata

e Terra).

A bananeira é propagada vegetativamente, por meio de mudas desenvolvidas a partir

de gemas do rizoma. A escolha de mudas de boa qualidade constitui um fator fundamental

para o sucesso da implantação do bananal (Souza et al., 1997). Mais recentemente, as técnicas

de cultura de tecidos têm favorecido a obtenção de material livre de vírus e outros patógenos

transmissíveis pelos métodos de propagação convencionais (Marciani-Bendezú et al., 1988).

A cultivar Prata Ken, lançada no Nordeste com o nome de Pacovan Ken é um

tetraplóide AAAB, obtida pelo cruzamento entre o diplóide M53 (AA) com a cultivar

Pacovan (AAB), pertencente ao subgrupo prata. A cultivar foi obtida na Embrapa Mandioca e

Fruticultura, avaliada e selecionada como resistente a Sigatoka-amarela e ao Mal-do-panamá.

Na Embrapa Amazônia Ocidental, foi avaliada e selecionada para resistência a Sigatoka-negra

(Gasparotto et al., 2001). É uma cultivar que produz frutos cujo formato e sabor assemelham-

se em muito com frutos das cultivares do subgrupo prata (Gasparotto et al., 2001).

A bananeira é uma planta de crescimento rápido e que necessita para seu

desenvolvimento e produção que o solo apresente altos teores de nutrientes disponíveis. Esses

podem ser fornecidos, em parte, pelo solo e pela própria ciclagem no sistema solo-planta

(Soto, 1992).

Em cultivos de alto rendimento (70 Mg. ha

-1

ano

-1

) e para as condições da América

Central, López & Espinosa (1995) estimaram que a quantidade de nutrientes exportada com

os frutos seria superior a 400 kg ha

-1

ano

-1

de K, 125 de N e 15 de P. Esses autores destacaram

que a manutenção de rendimentos elevados ao longo do tempo depende da reposição dos

nutrientes exportados.

A absorção e exportação de nutrientes pela cultura (frutos+engaço) foram objetos de

estimativa em vários trabalhos, entretanto, há grande variação entre os valores determinados

pelos diversos autores. Fatores como variedade, manejo da cultura, condições edafoclimáticas

e métodos de amostragem empregados em cada trabalho têm muito efeito sobre os resultados

obtidos. Na literatura, há unanimidade em relação à importância da nutrição nitrogenada e

potássica para a bananeira. O N tem papel fundamental no crescimento e desenvolvimento da

cultura, determinando em grande parte o porte da planta e o rendimento de frutos. O

suprimento de N normalmente não atende as necessidades nutricionais das bananeiras, mesmo

nos solos férteis cultivados com bananeira na América Central; em quantidade acumulada na

biomassa, o N só é superado pelo K, que é considerado o elemento-chave da nutrição das

bananeiras, interferindo diretamente na fotossíntese, translocação de fotossintetizados, no

equilíbrio hídrico da planta e frutos, entre outras funções. A deficiência de K afeta a qualidade

e quantidade de frutos, bem como a resistência das plantas a estresses bióticos (pragas e

doenças) e abióticos (frio e seca) (López & Espinosa, 1995).

A preocupação com a sustentabilidade dos cultivos de bananeira, pelo menos em

relação à fertilidade do solo, é antiga. A grande acumulação de K na biomassa das plantas e a

exportação desse nutriente pelos frutos implicam que, mesmo em solos com boas reservas de

K, sejam necessárias adubações potássicas em doses elevadas, sem as quais o rendimento da

cultura declinará rapidamente (Uexküll, 1985).

Trabalhos pioneiros de pesquisa em adubação de bananeira para as condições de

cultivo de São Paulo foram realizados por Cunha & Fraga Jr. (1963). Na década de 40, esses

autores encontraram extensos bananais no litoral norte paulista que haviam sido abandonados

por apresentarem produção muito baixa devido, entre outras causas, ao esgotamento das

reservas de nutrientes essenciais do solo. Baseados em um conjunto de experimentos,

detectaram respostas mais significativas à aplicação de potássio, seguidas por respostas, em

menor magnitude, ao nitrogênio. Gallo et al. (1972) destacaram a importância do manejo

cuidadoso da fertilidade do solo como condição para manutenção de rendimentos elevados

desta fruteira ao longo do tempo. Ao compararem a adubação comumente aplicada à cultura

com as quantidades de nutrientes absorvidos e exportados, estes autores constataram que todo

o potássio adicionado seria removido pelos cachos. Já naquela época, os autores acreditavam

que a sustentabilidade da produção estaria ameaçada na hipótese de o pseudocaule vir a ser

aproveitado pela indústria como matéria prima para a extração de fibras, sem a adequada

reposição dos nutrientes.

Saes (1995), em um trabalho com ‘Nanicão’ no Vale do Ribeira (SP), mesmo

aplicando potássio regularmente, detectou diminuição no teor de K de 2,3 mmolc dm

-3

(amostragem inicial) para 0,8 mmolc dm

-3

e 0,6 mmolc dm

-3

, respectivamente. Estes

resultados são indicadores de que a perenidade dos cultivos de bananeira pode ser

comprometida em conseqüência do esgotamento acelerado das reservas de nutrientes do solo.

No caso do N, a aplicação de doses acima das exigidas pela planta representa não só

desperdício, como também pode causar a produção de cachos menores e com problemas de

enchimento dos frutos, apesar da aparência sadia das plantas (Robinson, 1996). A queda de

frutos das pencas já amadurecidas “finger drop” tem sido associada à nutrição desbalanceada

de N. Esse problema de pós-colheita é comum em áreas tropicais, na estação úmida e com

baixo suprimento de potássio. O excesso de N pode também retardar a frutificação,

produzindo cachos com pencas muito espaçadas e alta suscetibilidade aos danos decorrentes

do manuseio e transporte (Robinson, 1996).

A manutenção de área foliar ativa por mais tempo é uma luta constante para os

produtores de banana, sendo que a primeira preocupação é com o controle de doenças

foliares. Entretanto, Teixeira et al. (2001), observaram que mesmo com controle adequado da

Sigatoka-amarela, a senescência das folhas em bananeiras, entre a época da emissão da

inflorescência e a colheita dos cachos, é acelerada em condições de desequilíbrio nutricional

de N e K além da falta de água. Em contrapartida, a adubação potássica favorece a

manutenção de folhas ativas, especialmente sob condições de sequeiro.

O equilíbrio entre os cátions e teores adequados de K e N disponíveis no solo são,

segundo Delvaux (1995), as condições químicas mais importantes para o cultivo de

bananeiras visando a obtenção de altos rendimentos produtivos.

Embora haja um crescente aumento de trabalhos científicos realizados com diversos

arranjos, observou-se que trabalhos científicos relacionados ao cultivo de bananeiras em

faixas consorciadas com leguminosas arbóreas, considerando as informações coletadas na

literatura, são escassas, especialmente nas condições brasileiras. Desta forma, espera-se que

este estudo, além de ser uma fonte de informação científica seja também uma fonte de

inspiração para futuros trabalhos com Sistemas Agroflorestais.

3. MATERIAL E MÉTODOS

3.1. Localização e Caracterização Edafoclimática da Área Experimental

O experimento foi implantado em área pertencente à Empresa Brasileira de Pesquisa

Agropecuária (Embrapa), no Centro Nacional de Pesquisa de Agrobiologia (CNPAB),

localizado no município de Seropédica (coordenadas 22º 45' S e 43º 42' W e altitude de 33m),

estado do Rio de Janeiro, Brasil.

O solo no qual o experimento foi implantado é um Argissolo Vermelho Amarelo. Na

Tabela 1 encontram-se os resultados de análise química de amostras de solo coletadas nas

profundidades de 0-20 e 20-40 cm de profundidade, realizada em abril de 2004, por ocasião

da implantação do experimento.

Nas Figuras 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 encontram-se representadas as médias mensais de

temperatura, precipitações pluviométricas, umidade relativa e evaporação total ocorridas entre

os anos de 2004 a 2007, no município de Seropédica, RJ, sendo os dados coletados na Estação

Experimental da Pesagro em Seropédica, RJ.

Tabela 1. Análise da fertilidade do solo da área experimental, realizada em abril de 2004.

Bloco/profundidade

+Mg

disponível

cmol

/dm

Mg/dm

5,3

0,0

3,0

2,2

0,8

5,1

0,2

2,6

1,5

1,1

5,1

0,2

3,8

2,5

1,3

4,9

0,3

2,8

1,7

1,1

III

5,2

0,1

3,8

2,6

1,2

III

5,0

0,3

2,8

1,8

1,0

5,1

0,2

3,4

2,4

1,0

4,8

0,3

2,5

1,8

0,7

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Temperatura (

100

120

140

160

180

200

Pluviosidade (mm)

Fig. 1. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2004.

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Umidade Relativa (%)

100

120

140

160

Evaporação (mm)

Fig. 2. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2004.

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Temperatura (

100

150

200

250

Pluviosidade (mm)

Fig. 3. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2005.

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Umidade Relativa (%)

100

120

140

160

180

Evaporação (mm)

Fig. 4. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2005.

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Temperatura (0C)

100

150

200

250

300

Pluviosidade (mm)

Fig. 5. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2006.

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Umidade (%)

100

120

140

160

Evaporação (mm

)

Fig. 6. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2006.

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Temperatura (0C)

100

150

200

250

Pluviosidade (mm)

Fig. 7. Temperatura e Precipitação Pluviométrica ano de 2007.

Temperatura Precipitação Pluviométrica

Janeiro

Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

Agosto

Setembro

Outubro

Novembro

Dezembro

Meses

Umidade (%)

100

120

140

160

180

200

Evaporação (mm

)

Fig. 8. Umidade relativa e Evaporação Total no ano de 2007.

Umidade Evaporação

3.2. Delineamento Experimental

A implantação do SAF ocorreu em abril do ano de 2004. Antes do plantio das espécies

foram realizadas uma aração e a marcação de 20 parcelas com dimensões de 9 x 9m cada,

totalizando 1620 m

de área experimental. O delineamento experimental adotado foi de blocos

casualizados com 5 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos constituíram-se de aléias de

leguminosas dispostas nas entrelinhas de bananeiras (Musa sp.) e de açaizeiros (Euterpe

oleraceae) e foram: Acácia angustíssima (Acacia angustissima); Gliricidia (Gliricidia

sepium); Kudzu tropical (Pueraria phaseoloides); além de um tratamento que constou de

vegetação espontânea com adubação nitrogenada das bananeiras e vegetação espontânea. A

vegetação espontânea é formada pelo capim colonião (Panicum maximum), representados na

figura 9.

As mudas das bananeiras foram transplantadas em outubro de 2005, no espaçamento

de 3 x 3m, correspondendo a 16 plantas de bananeira por parcela, num total de 400 plantas na

área experimental. Para aferição das análises foram utilizadas na área útil, quatro plantas de

bananeira por parcela. Em novembro de 2006 foi plantada a espécie florestal Mogno africano

(Kaya senegalensis), no centro das aléias de leguminosas, correspondendo a um indivíduo por

parcela (Figura 10).

No plantio do açaí e das leguminosas foi feita uma adubação com 100g de fosfato de

rocha (30 kg/ha P

) e 10 g de FTE-BR12 na cova de cada cultura. No plantio das

bananeiras foi realizada adubação com 5 kg de esterco bovino por cova (120 kg N total/ha),

sendo esta adubação repetida três meses após o plantio, mantendo-se a mesma dose e tendo

sido realizada em cobertura. Em agosto de 2006, foi realizada a adubação de cobertura com

300g de termofosfato (130 kg/ha P

) e 50 g de sulfato de potássio (60 kg/ha K

O) em todos

os tratamentos, e de 45 g de uréia (50 kg/ha N) apenas nas parcelas referentes ao tratamento

com N sintético, baseando-se na análise do solo e na recomendação de adubação para a

cultura da bananeira no estado do Rio de Janeiro (Almeida et al., 1988).

Adubação nitrogenada

Gliricidia sepium

Vegetação espontânea

Pueraria p

haseoloides

Acacia angustíssima

Adubação nitrogenada

Vegetação espontânea

Pueraria phaseoloides

Acacia angustíssima

Gliricidia sepium

Adubação nitrogenada

Pueraria phaseoloides

Acacia angustíssima

Gliricidia sepium

Vegetação espontânea

Vegetação es

pontânea

Adubação nitrogenada

Acacia angusíssima

Pueraria phaseoloides

Gliricidia sepium

Legenda:

Bananeira – Musa sp.

Açaí - Euterpe oleraceae

Leguminosas arbóreas - Gliricidia sepium ou Acacia angustissima

Leguminosa herbácea – Pueraria phaseoloides

Vegetação espontânea

Figura 9. Representação esquemática do SAF implantado no Campo Experimental da

Embrapa Agrobiologia.

BLOCO I BLOCO II BLOCO III BLOCO IV

9 m

3 m

Legenda:

Bananeira - Musa sp.

Açaizeiro - Euterpe oleraceae

Leguminosas

Mogno africano - Kaya senegalensis

Figura 10. Dimensões da parcela experimental do SAF implantado no Campo Experimental

da Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ.

3.3. Determinação da Produção de Biomassa Seca das Folhas e Análise Química de

Tecido das Espécies Vegetais

As leguminosas arbóreas foram podadas na altura de 1m do solo, separando-se folhas

e galhos. O kudzu tropical e a vegetação espontânea foram roçados em uma área de 1 m

delimitada com auxílio de um quadro de PVC com dimensões de 1m x 1m. Sub amostras da

biomassa fresca foram coletadas, secas em estufa de ventilação forçada de ar, à 65

C, para

determinação da biomassa seca. As amostras foram processadas em moinho tipo Willey

(peneira de 2mm), e encaminhadas ao laboratório para determinação de N, P, K, Ca e Mg.

3.4. Taxa de Decomposição “in situ” dos Resíduos Vegetais da Parte Aérea das Espécies

Vegetais

A avaliação da decomposição dos resíduos vegetais foi iniciada após o corte da parte

aérea da plantas, nos anos de 2005 e 2006. Logo após o corte, foram retiradas amostras para a

determinação da biomassa seca e fresca e dos teores de N, P, K, Ca e Mg. A avaliação da

decomposição dos resíduos vegetais foi realizada acondicionando-se 50 g de material fresco

9 m

3 m

Área útil= 9m

Acacia angustissima

Pueraria phaseoloides

Gliricidia sepium

em sacolas confeccionadas com tela plástica (“litterbags”) com abertura de malha de 4 mm,

permitindo assim a passagem de microrganismos e alguns invertebrados.

As sacolas foram dispostas na superfície do solo e as taxas de decomposição e

liberação de nutrientes foram monitoradas através de coletas realizadas aos 0, 5, 10, 15, 20,

25, 30, 40, 60 e 75 dias após a instalação no campo. Em cada data de coleta a quantidade

remanescente das sacolas foi levada ao laboratório e retiradas as partículas de solo. Após esta

etapa, foram acondicionados em sacos de papel, e levados à estufa de ventilação forçada de

ar, a 65

C, até o material alcançar massa constante para determinação de massa seca.

O material seco foi processado em moinho do tipo Willey (abertura de peneira de 20

mesh). Foi então realizada a análise de N de acordo com o método preconizado por Bremner

& Mulvaney (1982). P e K foram determinados a partir da digestão nítrico-perclórica

(Bataglia et al., 1983). A determinação do P foi feita por colorimetria através da formação da

cor azul do complexo fosfato - molibdato em presença de ácido ascórbico, e do K por

espectrofometria de absorção atômica (Embrapa, 1997). As determinações de Ca e Mg foram

feitas por espectrofotometria de absorção atômica (Bataglia et al., 1983).

A decomposição dos resíduos e liberação de nutrientes seguiu o modelo exponencial

simples utilizado por Rezende et al. (1999):

X=X

-kt

Onde X é a quantidade de matéria seca ou nutriente remanescente após um período de tempo

t, em dias; X

é a quantidade de matéria seca ou nutriente inicial; e k é uma constante de

decomposição. A constante de decomposição ou valor k é calculada através da seguinte

equação:

k= -ln (X/ X

)/t

O tempo de meia vida expressa o período de tempo necessário para que a metade dos resíduos

se decomponha ou para que metade dos nutrientes contidos nesses resíduos seja liberada. De

acordo com Rezende et al. (1999), é possível calcular os tempos de meia vida através da

equação:

1/2

= ln(2)/k

onde t

1/2

é o tempo de meia vida da matéria seca ou nutriente.

3.5. Estimativa da Fixação Biológica de N

(FBN)

A técnica da abundância natural do

N baseia-se na hipótese de que o N do solo é

levemente enriquecido em

N em comparação ao N

do ar (Shearer & Kohl, 1986), sendo que

o N da atmosfera possui 99,6337% de átomos de

N e 0,3663% de átomos de

N (Junk &

Svec, 1958, citados por Alves, 1996).

Nas transformações que o nitrogênio sofre no sistema solo-planta,

(mineralização/imobilização; nitrificação/desnitrificação), pode-se observar pequenas

variações na composição isotópica (

N e

N) no solo e nas plantas. Estas variações são

muito pequenas, então, convencionou-se que cada unidade de delta

N seria a abundância

natural dividida por mil, ou seja, 0,0003663 átomos % de

N em excesso.

As espécies capazes de obter do ar a maior parte do nitrogênio necessário para sua

nutrição apresentarão valores de δ

N bem próximos a zero, uma vez que a maior parte virá

do N do ar que por sua vez é o padrão da técnica, e possui 0,3663 % de

N, ou seja, zero

unidade de delta

N em excesso. E, as plantas não fixadoras crescendo no mesmo solo terão

valores de δ

N mais elevados e próximos aos do solo, uma vez que toda ou a maior parte do

N necessário para o seu desenvolvimento será derivado do solo.

Na ocasião dos cortes das leguminosas espécies não leguminosas foram coletadas nas

parcelas para serem utilizadas como testemunhas para a quantificação da FBN. São elas a

tiririca (Cyperus rotundus), açaí (Euterpe oleracea); serralha (Emilia sp.) capim colonião,

(Panicum maximum); eucalipto grandis (E. grandis), eucalipto citriodora (E. citriodora). Para

o cálculo da quantificação da FBN utilizou-se um valor médio de B igual a –1,00, para todas

as leguminosas, baseando-se nos dados apresentados por Boddey et al. (2000) para diversos

tipos de leguminosas de cobertura na região tropical.

FBN% = (δ

Ncontrole - δ

Nfixadora) x 100

(δ

Ncontrole – B)

3.6. Determinação da Atividade e Diversidade da Fauna do Solo

Para avaliar a atividade e a diversidade da macrofauna edáfica e epígea, foram

instaladas armadilhas do tipo pitfall (Moldenke, 1984) e TSBF (Tropical Soil Biology and

Fertility) (Anderson & Ingram, 1993), antes da instalação da cultura da banana e durante o

seu ciclo. Em cada parcela foram dispostas duas armadilhas situadas diagonalmente na área

útil da parcela. Após a coleta, as armadilhas foram levadas ao laboratório para a triagem da

macrofauna capturada e identificação em nível dos grandes grupos taxonômicos. As

alterações da comunidade da fauna epígea nos diferentes sistemas foram avaliadas utilizando-

se o índice V de Wardle & Parkinson (1991). A fórmula utilizada para este índice foi:

V = 2d M -1

d M + d SM

Onde: V= índice de mudança; d= densidade; M=com o manejo; SM=sem o manejo

A vegetação espontânea foi considerada a área sem manejo, enquanto os tratamentos

com as diferentes leguminosas foram considerados como parte integrante do sistema de

manejo.

Tabela 2. Categorias de inibição e estimulação dos grupos da fauna de solo em resposta

ao manejo (modificado de Wardle, 1995).

Categoria

Índice V

Inibição Extrema (IE)

0,67

Inibição Moderada (IM)

0,33

> V >

0,67

Inibição Leve (IL)

0,05 > V >

0,33

Sem Alteração (SA)

0,05 < V < 0,05

Estimulação Leve (EL)

0,05 < V < 0,33

Estimulação Moderada (EM)

0,33 < V < 0,67

Estimulação Extrema (EE)

V> 0,67

O Índice de Diversidade de Shannon (H) leva em consideração a riqueza das espécies

e sua abundância relativa, sendo definido por:

H=Spi. log pi

em que pi = ni/N; ni = valor de importância de cada espécie ou grupo; N = total dos valores de

importância.

Os dados relativos ao número de indivíduos por metro quadrado e o respectivo erro-

padrão da média foram obtidos a partir da média dos grupos, em cada tratamento.

A riqueza total (RT) é definida como número de grupos taxonômicos, encontrados em

cada tratamento. A riqueza média (RM) representa o número médio de grupos da fauna

coletados por amostra, em cada tratamento.

O método proposto pelo programa TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility) descrito

por Anderson & Ingram (1993) consiste em delimitar blocos de solo para captura da fauna do

solo. Foi utilizado 1 bloco de solo por parcela, totalizando 20 blocos de 25cm x 25cm x 30cm

de profundidade. A serapilheira foi removida e os blocos foram divididos em três camadas: 0-

10 cm; 10-20 cm e 20-30 cm. Posteriormente, o solo foi triado manualmente para retirada,

quantificação e identificação dos macroinvertebrados.

3.7. Determinação da Comunidade de Plantas Espontâneas

A amostragem para determinação das espécies de plantas espontâneas foi realizada em

três pontos da área útil de cada parcela, com o auxílio de um quadro de PVC, com dimensão

de 1,0 x 1,0m. As ervas espontâneas foram cortadas próximas ao solo e classificadas

conforme a espécie.

3.8. Tratos Culturais

Não foi observada a ocorrência de doenças na cultura da banana, entretanto, em

relação às pragas, especificamente a formiga cortadeira, foi utilizado o inseticida Mirex-S,

cujo controle foi insatisfatório prejudicando o desenvolvimento das mudas de açaí. Houve

vários replantios de mudas, provocando a desuniformidade no ‘stand’ de plantas,

inviabilizando as aferições previstas na cultura do açaí.

3.9. Determinação dos Atributos Físicos do Solo

Apesar de não um dos focos principais do presente estudo, avaliou-se a variabilidade

espacial da textura, da densidade de partículas e do conteúdo de água no solo da área

experimental, em um levantamento realizado durante a disciplina de Física dos Solos,

oferecida no Curso de Pós-graduação em Agronomia-Ciência do Solo.

As amostras de solo foram coletadas no dia 08 de agosto de 2005 em uma grade

regular de 5 x 5 m, totalizando 99 pontos de amostragem, na camada de 0,0 – 0,10 m. As

análises da umidade gravimétrica do solo (g g

-1

), da textura (g kg

-1

) e da densidade de

partículas do solo (kg dm

-3

) foram realizadas no Laboratório de Física do Solo da UFRRJ de

acordo com EMBRAPA (1997). A umidade do solo foi apresentada em porcentagem.

3.10. Análise Estatística

Nos dados referentes à decomposição de nutrientes, as curvas de liberação de matéria

seca e as equações matemáticas foram obtidas através do Excel.

Para avaliação da fauna do solo e comunidade de ervas espontâneas utilizou-se o

método multivariado denominado Análise dos Componentes Principais (ACP). Na

interpretação dos resultados da ACP, além dos escores dos dois primeiros componentes

principais (Y

e Y

), também foram utilizados os valores de coeficientes de correlação linear

entre as variáveis originais e os dois componentes. Utilizou-se do programa Canoco (Ter

Braak & Smilauer, 2002) para a realização da ACP.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1. Atributos Físicos e Fertilidade do Solo, Durante a Condução do Experimento no

Campo, em 2005 e 2007

Destaca-se inicialmente que é necessário compreender como os atributos físicos

interferem no desenvolvimento das culturas, bem como sua variação no espaço, visto que eles

desempenham importante papel dentre as propriedades do solo (Warrick & Nielsen, 1980).

Para a caracterização de solos, a textura e a densidade de partículas são consideradas

elementos de grande importância na tomada de decisão, na identificação e na classificação,

pois se constituem numa das características físicas mais estáveis do solo (Eguchi et al., 2002).

Por outro lado, a textura influencia na retenção de água, onde as forças de adsorção

dependem, basicamente, da espessura do filme de água que recobre as partículas, a qual varia

de acordo com sua superfície específica. Assim, a retenção de água é maior em solos argilosos

e com alto teor de matéria orgânica (Silva et al., 2005). O balanço de água no solo também

está relacionado com a sua cobertura. Cintra (1988), constatou que a manutenção da cobertura

vegetal sobre o solo proporciona uma maior conservação da umidade quando comparado com

o solo sem cobertura.

Na Figura 11 são apresentados os mapas de isolinhas para a distribuição espacial da

areia e da umidade na área de estudo, juntamente com os tratamentos. Observou-se que, de

modo geral, a variabilidade do teor de areia foi relativamente pequena (4g kg

-1

). Os

tratamentos que apresentaram teores mais elevados de areia tendem a ter menores teores de

umidade no solo em função da menor quantidade de argila. A densidade de partículas será

mais baixa nas áreas com valores mais elevados de areia. Áreas com teores mais elevados de

areia possuem poros maiores e a água é drenada rapidamente.

Os tratamentos dispostos sobre áreas mais homogêneas podem apresentar melhor

desempenho que os tratamentos dispostos sobre áreas com maior gradiente de variação. A

umidade do solo possui valores mais elevados nas áreas com os tratamentos onde não havia

vegetação espontânea, sendo composta por capim colonião. Nos demais tratamentos a

umidade assume valores mais baixos. A baixa umidade na camada estudada (0,0 – 0,10 m)

pode ser atribuídos à ação direta dos fatores climáticos sobre o solo (Siqueira & Vieira, 2005).

Os resultados da análise da fertilidade do solo são apresentados na Tabela 3.

Observou-se que, após os três anos de cultivo na área experimental houve um decréscimo

geral nos teores de nutrientes, com exceção para o Al

+++

. Esse fator foi, provavelmente,

decorrente da extração dos nutrientes por parte das culturas que compõem o SAF. A

deposição de matéria orgânica, via podas da parte aérea das leguminosas, talvez não tenha

sido suficiente para repor os elementos extraídos por estas mesmas culturas. O tempo de

deposição também pode não ter sido suficiente para elevar a quantidade de nutrientes do solo.

No processo de ciclagem dos nutrientes, os elementos depositados no solo foram reutilizados

para o crescimento, manutenção e produção das culturas ali presentes.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Distância X, m

Distância Y, m

68 69 70 71 72

Areia (g. kg

-1

)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Distância X, m

Distância Y, m

5 6 7 8 9

Umidade (%)

Figura 11. Mapa de isolinhas para areia e umidade, e a distribuição dos tratamentos na área

de estudo: T1-Acácia angustíssima (Acacia angustissima), T2-Gliricídia (Gliricidia

sepium), T3-Kudzu tropical (Pueraria phaseoloides), T4-vegetação espontânea,

composta basicamente por capim colonião (Panicum maximum) e T5-vegetação

espontânea com adubação nitrogenada.

Tabela 3. Análise da fertilidade do solo da área experimental, realizada em outubro de

2007.

Bloco/profundidade

+Mg

disponível

cmol

/dm

Mg/dm

5,0

0,4

2,5

2,0

0,5

5,0

0,5

2,1

1,7

0,5

5,1

0,2

2,7

2,0

0,7

5,0

0,6

2,2

1,7

0,5

III

5,0

0,3

2,6

2,0

0,6

III

5,0

0,4

2,0

1,5

0,5

5,0

0,3

3,0

1,9

0,7

5,0

0,4

2,0

1,5

0,5

T1 T3 T4

4.2. Produção de Biomassa e Liberação de Nutrientes da Parte Aérea das três

Leguminosas e Vegetação Espontânea

Os dados relativos à produção de biomassa e liberação de nutrientes encontram-se nas

Tabelas 4 e 5. O maior acúmulo de biomassa ocorreu no ano de 2005, quando foi realizada a

primeira poda após um ano da implantação do experimento. No ano seguinte foram feitas três

podas, nos meses de março, junho e outubro. A poda realizada no mês de março mostrou

valores maiores que nos outros meses, possivelmente por ter sido realizada no final da estação

chuvosa, favorecendo assim o maior acúmulo de massa verde nas leguminosas.

Na primeira poda realizada em maio de 2005, a Acácia angustíssima e o kudzu

tropical (Pueraria phaseoloides) apresentaram maiores produções de biomassa seca, 9,5 e

10,8 Mg. ha

-1

, respectivamente (Tabela 4), quando comparadas com a gliricidia (Gliricidia

sepium) e a vegetação espontânea, na mesma época.

Na poda realizada em março de 2006, as leguminosas Acácia angustíssima, gliricidia e

kudzu tropical apresentaram maiores valores de biomassa fresca, 9,75; 15,5 e 16,5 Mg. ha

-1

respectivamente, quando comparadas com a vegetação espontânea (Tabela 5). No mês de

junho, os valores de biomassa não diferiram entre as leguminosas e vegetação espontânea. Já

no mês de outubro o kudzu tropical se destacou com maiores valores de biomassa fresca e

seca, 23,30 e 7,32 Mg. ha

-1

respectivamente (Tabela 5).

Em relação à composição química dos resíduos vegetais da parte aérea, a avaliação

realizada no ano de 2005 mostrou que as leguminosas apresentaram maiores teores de N e Ca

(Tabela 4). Como não houve grandes variações em relação aos teores de C, os valores

calculados para a relação C:N foram conseqüentemente maiores para a vegetação espontânea,

composta basicamente por capim colonião (Panicum maximum).

Segundo Espíndola (2001), o aporte da biomassa e a decomposição dos resíduos das

leguminosas pode ser uma fonte de carbono e nutrientes para a biota do solo e posteriormente

para as plantas, destacando a importância da sincronização entre a liberação de nutrientes

pelas plantas em consórcio e sua demanda pelas culturas principais. Esses nutrientes são

liberados pela decomposição dos resíduos das árvores, por meio das podas. Kang et al. (1990)

enfatizam que repetidas aplicações desse material aumentariam o conteúdo de matéria

orgânica do solo e o sistema radicular profundo das árvores seria capaz de extrair nutrientes

de camadas profundas do solo, deixando-os ao alcance para o crescimento das culturas através

da ciclagem.

A gliricídia é uma leguminosa arbórea, resistente à seca, que vem sendo cultivada

como fonte de forragem e lenha em propriedades rurais. Em razão de sua alta capacidade de

fixar nitrogênio atmosférico (Bala et al., 2003) e de produzir biomassa, em condições de baixa

disponibilidade hídrica. É uma planta que pode ser capaz de melhorar a fertilidade do solo e

de aumentar a produtividade das culturas agrícolas associadas, quando usada como adubo-

verde (Barreto & Fernandes, 2001), por isso, essa espécie pode ser ideal para o cultivo em

aléias (Palm et al., 2001; Vanlauwe et al., 2005).

Barreto & Fernandes (2001), num estudo nos tabuleiros costeiros de Sergipe,

relataram a grande contribuição da gliricídia para o cultivo em aléias, em função da

produtividade de biomassa seca (de 5,8 Mg ha

-1

, na média de quatro anos) e de alta riqueza

nutricional, contribuindo com 160 kg ha

-1

por ano de nitrogênio para o sistema. Essa

leguminosa, assim como a acácia angustíssima, além de demonstrar uma expressiva produção

de biomassa possui também uma extraordinária capacidade de rebrota.

A acácia angustíssima, por tratar-se de uma leguminosa que apresenta rápido

crescimento, associada às elevadas taxas de sobrevivência (Locatelli et al., 1992; Costa et al.,

1998), bem como a altos teores de N, tem despertado o interesse para uso em sistemas silvo

pastoris.

A capacidade de produção de resíduos da parte aérea de cada espécie modifica-se com

a fase de desenvolvimento da planta ou do ecossistema florestal, supondo-se o aumento na

produção de serapilheira em função do aumento da idade da floresta, até que atinja a

maturidade ou clímax (Gonzalez & Gallardo, 1986).

Andrade (1997) avaliou povoamentos homogêneos de Mimosa caesalpiniifolia,

Acacia mangium e Acacia holosericea com quatro anos de idade, em Seropédica, RJ e

demonstrou uma produção anual de 9 a 10 Mg. ha

-1

de serapilheira.

Em relação aos teores de nutrientes, Silva et al. (2007) observaram valores de teores

de N semelhantes aos apresentados na tabela 4, para acácia angustíssima e gliricidia, 4,14 % e

2,93 %, respectivamente, em um estudo realizado em Seropédica, RJ. Esses mesmos autores

elaboraram um banco de dados, disponível em www.cnpab.embrapa.br/adubacao_verde,

correlacionando a composição química e a velocidade de decomposição de plantas para

adubação verde. Acessando-se esse mesmo banco de dados observa-se que os valores dos

teores de nitrogênio para acácia angustíssima variaram entre 2,6 % e 3,83% (Rodrigues et al.,

1999; Cattanio, 2002; Costa et al., 2004; Silva et al., 2004); para gliricidia os valores de N

estão entre 2,5% e 3,85% (Costa, 1998; Silva et al., 2004 e Bianchi et al., 2005), e para o

kudzu tropical estão entre 2,48 % e 3,68% (Calegari et al., 1992; Urquiaga & Zapata, 2000;

Martins et al., 2003; Ribeiro et al., 1999 e Espíndola et al., 1997), esses dados concordam com

os valores de nitrogênio obtidos no presente estudo, 3,50%, 3,05% e 2,95% para acácia

angustíssima, gliricidia e kudzu tropical, respectivamente (Tabela 4).

Caldeira et al. (2000), num estudo com acácia-negra (Acacia mearnsii) observaram um

alto teor de N nas folhas, que pode ser justificado pela capacidade que a mesma possui, como

espécie leguminosa, de fixar N

e pelo efeito sinérgico da ação das bactérias diazotróficas e

micorrizas (Franco et al., 1992). Segundo Auer & Silva (1992), a acácia-negra, em solos

tropicais, pode fixar até 200kg de N ha ano

-1

Já a gliricídia e a canafístula apresentaram os valores de acúmulo de N em torno de 89

kg. ha

-1

em um experimento com adição de P e de 74 kg. ha

-1

no experimento sem adição de

P, realizado por Queiroz et al. (2007).

Pouca informação foi encontrada sobre A. Angustissima sendo usado dentro dos

sistemas agrícolas em florestas nativas. Em Nova Guiné, ensaios foram realizados utilizando

A. Angustissima num sistema de intercalado com batata doce. Acacia angustissima supriu

suficientemente o N, P, K para a cultura, mas, devido ao rápido crescimento da cultura

sombreada, inibiu o rendimento do tubérculo (Brook et al., 1993). Esse efeito também foi

observado sobre o crescimento vegetativo da bananeira no presente estudo.

Durante outros ensaios, seu potencial como fonte de matéria orgânica tem sido

questionado, devido à presença de compostos secundários que ligam o N e resultam em baixa

qualidade (decomposição lenta). Isso pode significar ter mais efeitos residuais que poderiam

beneficiar a cultura subseqüente, ou seja, uma boa fonte de N para ajudar a construir a matéria

orgânica no solo (Dzowela, 1994; Mafongoya et al., 1997). Estes benefícios em longo prazo

poderiam superar o baixo retorno inicial de nutrientes ao solo ao longo de vários anos. A lenta

decomposição das podas pode ter valor para suprimir crescimento de plantas daninhas em

culturas associadas.

A produção de biomassa das leguminosas Acacia angustissima e Gliricidia sepium,

tanto quanto da Pueraria phaseoloides foi variável de um ano para outro e por vezes, superior

ao relatado em outras pesquisas, demonstrando que essas espécies podem responder muito

diversamente aos diferentes tipos de manejo e às diferentes condições edafoclimáticas.

Tabela 4. Produção de biomassa seca, relação C/N e teores de nutrientes, das folhas três

diferentes leguminosas e vegetação espontânea em um SAF, por ocasião da estação

seca, em maio de 2005, no município de Seropédica/RJ.

Espécie Biomassa

Seca

(Mg.ha

-1

)

C/N

Folhas

Cálcio Magnésio Fósforo Potássio C N

g/kg

Acacia angustissima 9,5 a 11,2 c 10,71 b 2,65 c 1,57 a 11,37 b 52,70 a 35,00 a

Gliricidia sepium 5,8 b 15,7 bc 16,91 a 5,77 a 3,08 a 16,75 a 50,43 b 30,90 a

Pueraria

phaseoloides

10,8 a

(1)

20,0 b 13,33 b 3,82 b 1,44 a 12,62 b 51,36 a 29,50 a

Vegetação

espontânea

(2)

3,8 b 40,0 a 5,12 c 3,25 bc 3,07 a 20,62 a 49,58 b 10,50 b

(

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem entre si pelo teste

de Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade.

(2)

Formada por capim colonião (panicum maximum)

Tabela 5. Produção de biomassa fresca e seca das folhas de três diferentes leguminosas e

vegetação espontânea em um SAF, por ocasião da estação chuvosa, nos meses de

março, junho e outubro de 2006, no município de Seropédica/RJ.

Espécies Biomassa Fresca (Mg. ha

) Biomassa Seca (Mg. ha

)

Março junho outubro total março junho outubro

Total

Acacia angustissima 9,75 ab

6,00 a 6,67 b 22,42 b 4,05 a 2,16 a 2,59 b 8,80 b

Gliricidia sepium 16,50 a 4,30 a 2,70 b 23,50 b 4,53 a 0,90 a 0,65 b 6,08 b

Pueraria phaseoloides 15,50 a

(1)

6,12 a 23,30 a 44,92 a 4,83 a 1,94 a 7,32 a 14,09 a

Vegetação

espontânea

(2)

5,00 b 7,34 a 3,76 b 16,10 c 1,29 b 1,90 a 0,97 b 4,16 b

(

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem entre si pelo teste

de Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade.

(2)

Formada por capim colonião (panicum maximum)

Quanto aos tempos de meia vida e às constantes de decomposição, observou-se que a

decomposição dos resíduos foi ligeiramente mais lenta durante a estação seca (Tabela 6 e

Figura 12), devido, provavelmente, às condições climáticas associadas a menores

precipitações pluviométricas durante esse período.

Na estação seca a gliricidia apresentou menor tempo de meia vida e a acácia

angustíssima o maior tempo, também observado na estação chuvosa, presumindo-se que estas

leguminosas arbóreas diferenciam-se quanto à decomposição dos resíduos de suas respectivas

biomassas (Tabela 6). Os valores para o kudzu tropical e vegetação espontânea foram

intermediários, variando apenas entre a estação seca e chuvosa.

A extração de nutrientes dos solos tropicais é bastante influenciada pelo regime

hídrico do solo, devido ao efeito que a água exerce na decomposição da matéria orgânica e no

transporte de nutrientes para a superfície das raízes. Além da precipitação total, a distribuição

das chuvas ao longo do ano também influencia a taxa de deposição, verificando-se com

freqüência, uma maior taxa de deposição no período seco (Swamy & Proctor, 1994). Proctor

(1983) adverte que além dos fatores ambientais inesperados, que podem interferir na precisão

dos resultados de queda de resíduos da parte aérea, a falta de uma metodologia padronizada

também acarreta diferenças nesses valores, dificultando a comparação entre ecossistemas.

Segundo Correia & Andrade (1999), alguns trabalhos consideram apenas as folhas

para avaliar o aporte da serapilheira, enquanto outros incluem folhas, estruturas reprodutivas e

galhos finos, ou galhos grossos e troncos, restos de animais e fezes, que dificulta a

comparação dos experimentos. Desse modo, Anderson & Ingram (1993) sugeriram, com o

objetivo de padronizar estes estudos, considerar como componentes da serapilheira as

seguintes frações: folhas, galhos com diâmetro menor que 2 cm, estruturas reprodutivas

(flores e frutos) e refugo (fragmentos menores que 5 mm).

Tabela 6. Parâmetros da equação X = X

-kt

ajustada aos valores de matéria seca e

tempos de meia vida por ocasião dos cortes realizados durante a estação seca, e

chuvosa, nos anos de 2005 e 2006, respectivamente, Seropédica/RJ.

Espécies

Parâmetros da equação de decomposição

(dia

–1

)

(1)

(dias)

Estação Seca

Acacia

angustissima

0,007

0,66

Gliricidia sepium

0,029

0,86

Pueraria phaseoloides

0,020

0,87

Vegetação espontânea

0,013

0,73

Estação chuvosa

Acacia angustissima

0,012

0,61

Gliricidia sepium

0,048

0,76

Pueraria phaseoloides

0,029

0,75

Vegetação espontânea

0,034

0,76

(1)

= tempo de meia vida

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

Matéria seca remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 12. Liberação de matéria seca dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

Matéria seca remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 13. Liberação de matéria seca dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006.

Considerando-se o tempo de meia vida obtido na época seca, a liberação de N, P e K

foi equivalente, exceto para Ca e Mg, que foram liberados após (Tabela 7). A partir dos

valores k, estabeleceu-se a seguinte ordem de liberação:

K > P> N > Mg > Ca

Os três principais indicadores utilizados para medir a decomposição da camada da

serapilheira são a respiração do solo, o valor k, relacionado à quantidade de material que cai

do dossel e a que está depositada sobre o solo (serapilheira), e as avaliações diretas, através

das medidas da perda de massa em “litterbags” para o estudo da decomposição (Anderson &

Swift, 1983).

Algumas críticas são atribuídas ao uso do valor k em ecossistemas que não atingiram o

equilíbrio entre o material depositado e o material decomposto (Anderson & Swift, 1983),

podendo causar uma grande amplitude entre os diversos materiais testados em diferentes

condições edafoclimáticas.

A velocidade de liberação de nutrientes dos resíduos culturais durante o processo de

decomposição depende da localização e da forma em que esses nutrientes se encontram no

tecido vegetal. O potássio, que se encontra em componentes não estruturais e na forma iônica

no vacúolo das células das plantas (Marschner, 1995), é rapidamente lixiviado logo após o

manejo das plantas de cobertura, com pequena dependência dos processos microbianos.

No caso do fósforo, cuja maior parte encontra-se na planta, associada a componentes

orgânicos do tecido vegetal (Marschner, 1995), sua liberação está intimamente ligada ao

processo de decomposição pelos microrganismos do solo.

Os principais fatores que afetam a taxa de mineralização dos compostos orgânicos são

as condições edafoclimáticas (temperatura, umidade, pH, teores de O

e de nutrientes no solo)

e a qualidade do substrato (Paul & Clark, 1996).

A rápida liberação de K confirma os resultados de Da Ros (1993) e Schomberg &

Steiner (1999), e pode ser atribuída ao fato de o K ser um elemento que não está associado a

nenhum componente estrutural do tecido vegetal (Marschner, 1995). Schomberg & Steiner

(1999) observaram que, com precipitações elevadas, houve maior liberação de K nas

leguminosas do que nas gramíneas. Segundo esses autores, mecanismos físicos (chuva) e

químicos (qualidade do resíduo) estão envolvidos na liberação do nutriente e que, em razão da

elevada taxa de liberação de K dos resíduos culturais, parte dele poderá ser perdido no solo

pela lixiviação. Nesse sentido, o K talvez seja o elemento cuja redução do prazo de

implantação das culturas em sucessão seja mais importante para minimizar as suas perdas.

Ao contrário do que se observou para K, detectou-se longos tempos de meia vida para

Ca (Tabela 7). A lenta liberação desse nutriente deve-se, provavelmente ao fato do Ca ser um

dos constituintes da lamela média da parede celular (Taiz & Zeiger, 1991), formando um dos

componentes mais recalcitrantes dos tecidos vegetais (Figura 17).

Considerando-se a época seca, a gliricidia obteve os menores tempos de meia vida em

todos os nutrientes estudados, e a vegetação espontânea, os maiores tempos de meia vida para

nitrogênio, cálcio e magnésio (Tabela 7).

Na liberação de fósforo e potássio, observou-se menores valores para acácia

angustíssima e kudzu tropical (Tabela 7). O nitrogênio apresenta um ciclo dinâmico, ou seja,

esse nutriente tem uma grande mobilidade no solo, enquanto o fósforo, que forma compostos

menos solúveis em água, se move de modo mais lento de um compartimento para outro; desse

modo, o P mostrou valores intermediários de velocidade de decomposição nas espécies

avaliadas (Figura 15). Essa diferença entre as constantes de decomposição está associada ao

modo como cada um desses materiais responde as condições edafoclimáticas e a ação da

macrofauna do solo.

Considerando-se a avaliação realizada na época seca, os tempos de meia vida da

liberação dos nutrientes foi menor em todas as espécies estudadas, quando comparadas com a

época chuvosa (Tabela 8). A gliricidia novamente demonstrou os menores tempos de meia

vida para todos os nutrientes estudados (Tabela 8).

Silva et al. (2006), em um estudo comparativo entre a composição química e a

velocidade de decomposição e liberação de nitrogênio de folhas de dez espécies florestais,

observaram também menores tempos de meia vida na decomposição de massa seca para

gliricidia e eritrina (Erythrina poeppigiana), 21 e 19 dias, respectivamente e liberação de

nitrogênio, com tempo de meia vida 15 dias para ambas as espécies, quando comparadas com

Acacia auriculiformis, Acacia holosericea, Albizia guachapele, Abizia saman, Brachiaria

decumbens, Inga semialata, Mimosa caesalpiniifolia e Syzygium cumini.

Demonstrou também a grande amplitude nas velocidades de decomposição das

diferentes espécies, onde os valores referentes ao tempo de meia vida variaram de menos de

vinte dias, no caso da Erytrhina poeppigiana a mais de 200, no caso de Inga semialata (Silva,

et al., 2006).

Paulino et al. (2006) realizaram um estudo com gliricidia em Campos dos Goytacazes

e concluíram que a dinâmica de decomposição dos resíduos de gliricidia é elevada,

apresentando uma liberação de nutrientes mais rápida inicialmente, e tendendo ao decaimento

com o tempo.

A sincronização entre a demanda e a oferta de nutrientes em Sistemas Agroflorestais é

um dos grandes desafios na condução dessa atividade. A gliricidia demonstrou ser uma

leguminosa com maiores taxas de decomposição da biomassa seca e também na liberação de

nutrientes, quando comparada com a acácia angustíssima, kudzu tropical e vegetação

espontânea. Por outro lado, os menores valores de taxa de decomposição apresentados pela

acácia angustíssima podem ser interessantes, dependendo da cultura a ser consorciada com

essa arbórea, a liberação mais lenta dos nutrientes poderá favorecer a médio e longo prazo o

desenvolvimento da cultura consorciada.

Tabela 7. Parâmetros da equação X = X

-kt

ajustada aos valores de N, P, K, Ca e Mg e

respectivos tempos de meia vida por ocasião dos cortes realizados durante a estação

seca, de três diferentes leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica/RJ, 2005.

Espécies

Nutriente

k (dia

–

)

(1)

(dias)

Acacia angustissima

0,016

0,76

Gliricidia sepium

0,032

0,91

Pueraria phaseoloides

0,015

0,79

Vegetação espontânea

0,014

0,69

Acacia angustissi

0,027

0,65

Gliricidia sepium

0,042

0,79

Pueraria phaseoloides

0,026

0,81

Vegetação espontânea

0,035

0,91

Acacia angustissima

0,040

0,82

Gliricidia sepium

0,064

0,85

Pueraria phaseoloides

0,046

0,86

Vegetação esp

ontânea

0,051

0,80

Acacia angustissima

0,019

0,76

Gliricidia sepium

0,030

0,83

Pueraria phaseoloides

0,015

0,75

Vegetação espontânea

0,012

0,72

Acacia angustissima

0,023

0,82

Gliricidia sepium

0,415

0,86

Puer

aria phaseoloides

0,019

0,78

Vegetação espontânea

0,016

0,77

(1)

= tempo de meia vida.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

N remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 14. Liberação de nitrogênio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

P remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 15. Liberação de fósforo dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no município

de Seropédica/RJ, 2005.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

K remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 16. Liberação de potássio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

Ca remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 17. Liberação de cálcio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no município

de Seropédica/RJ, 2005.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

Mg remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 18. Liberação de magnésio dos resíduos vegetais ao longo da estação seca, no

município de Seropédica/RJ, 2005.

Tabela 8. Parâmetros da equação X = X

-kt

ajustada aos valores de N, P, K, Ca e Mg e

respectivos tempos de meia vida por ocasião dos cortes realizados durante a estação

chuvosa, de três diferentes leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica/RJ,

2006.

Espécies

Nutriente

k (dia

–

)

(1)

(dias)

Acacia a

ngustissima

0,030

0,89

Gliricidia sepium

0,052

0,68

Pueraria phaseoloides

0,033

0,73

Vegetação espontânea

0,025

0,66

Acacia angustissima

0,028

0,86

Gliricidia sepium

0,055

0,64

Pueraria phaseoloides

0,005

0,72

Vege

tação espontânea

0,014

0,72

Acacia angustissima

0,042

0,82

Gliricidia sepium

0,083

0,85

Pueraria phaseoloides

0,054

0,85

Vegetação espontânea

0,058

0,72

Acacia angustissima

0,011

(2)

Gliricidia sepium

0,063

0,8

Pueraria phaseoloides

0,030

0,72

Vegetação espontânea

0,032

0,70

Acacia angustissima

0,018

0,76

Gliricidia sepium

0,063

0,77

Pueraria phaseoloides

0,029

0,73

Vegetação espontânea

0,036

0,72

(1)

= tempo de meia vida.

(2)

ND = dados não ajustados ao modelo exponencial simples de acordo com análise

de regressão (p<0,05).

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

N remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 19. Liberação de nitrogênio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

P remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 20. Liberação de fósforo dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

K remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 21. Liberação de potássio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

Ca remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 22. Liberação de cálcio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006.

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Dias após o corte

Mg remanescente (%)

Gliricidia Cudzu tropical Angustíssima Vegetação espontânea

Figura 23. Liberação de magnésio dos resíduos vegetais ao longo da estação chuvosa, no

município de Seropédica/RJ, 2006.

4.3. Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN)

O cultivo de leguminosas, em geral, tende a elevar o teor de matéria orgânica do solo e

reduzir a necessidade de fertilização com N. Normalmente, as leguminosas contêm em seus

tecidos de 2,0 a 2,8% de N. Assim, uma produção em torno de 10 toneladas de matéria seca

por hectare, significaria uma contribuição em N da ordem de 200 a 280 kg ha

-1

ano

-1

, sendo de

60 a 80% provenientes da FBN (Urquiaga et al., 1997).

Todavia, um dos principais problemas na quantificação da transferência de N em

consórcios entre leguminosas e não-leguminosas, reside na pequena quantidade de N-

transferido, quando comparada com aquela oriunda de outras fontes (Jensen, 1995). Desta

forma, resultados de pesquisas sobre a quantificação da transferência de N tem demonstrado

valores variáveis, desde nulo a até mais de 80% (Broadbent et al., 1982).

Para se avaliar a FBN através do método da abundância natural, parte-se da premissa

que as leguminosas, que obtêm o N

para sua nutrição, apresentarão valores de δ

N próximos

à zero, sendo que a maior parte virá do N do ar que por sua vez e possui 0,3663 % de

N, ou

seja, zero unidade de delta

N em excesso. As plantas não fixadoras crescendo no mesmo

solo terão valores de δ

N mais elevados e próximos aos do solo, uma vez que toda ou a

maior parte do N necessário para o seu desenvolvimento será derivado do solo.

No presente estudo, os valores de d

N das leguminosas foram semelhantes aos das

testemunhas não fixadoras, possivelmente devido à presença de N remanescente no solo. Esse

N pode ter sido procedente da adição de estercos e também de trabalho sobre a utilização de

leguminosas como coberturas vivas em experimentos anteriores, os quais devem ter inibido a

FBN (Tabela 9).

Pelos valores de d

N das leguminosas, quando comparadas com os das testemunhas

não fixadoras, supõe-se que embora a FBN possa ter sido inibida, os valores de nitrogênio

adicionado ao solo, provenientes das leguminosas, foram expressivos (Tabela 10).

Tabela 9. Capacidade de fixação de N calculada para kudzu tropical (Pueraria

phaseoloides), gliricidia (Gliricidia sepium) e acácia angustíssima (Acacia

angustissima) utilizando-se usando três diferentes espécies não fixadoras como

referência para cada leguminosa, Seropédica, 2007.

% FBN

Espécies

Testemunhas

Pueraria phaseo

loides

(1)

Cyperus rotundus

(2)

Emilia sp.

Panicum maximum

Médias

3,36

7,53 13,20

8,73 32,22

12,17 16,26

6,21

Gliricidia sepium

Eucalyptus grandis

Eucalyptus citriodora

Euterpe oleraceae

21,09

7,45 7,22

17,97 13,31

5,24 13,87

6,31

Acac

ia angustíssima

Eucalyptus grandis

Eucalyptus citriodora

Euterpe oleraceae

8,23

4,51 9,31

18,64 28,38

10,52 14,12

7,02

(1)

N leguminosas = Pueraria phaseoloides -+7,10±0,86; Gliricidia sepium - +4,88±0,17; Acacia angustíssima

- +4,54±0,28;

(2)

N testemunhas = Cyperus rotundus - +7,21±0,54; Emilia sp. - +8,01±0,33; Panicum maximum -

+10,85±1,5;

Eucalyptus grandis - +5,85±0,68; Eucalyptus citriodora - +6,03±1,54; Euterpe oleraceae - +5,57±0,26;

Eucalyptus grandis -+4,94±0,53; Eucalyptus citriodora - +5,52±1,04; Euterpe oleraceae - +6,70±1,22.

Tabela 10. Biomassa seca, %N e N total das leguminosas e vegetação espontânea.

spécie

Biomassa Seca

(Mg.ha

)

(

)

N total

(kg.ha

)

Acacia angustissima

10,8 a

(1)

3,50 a

378,0

Pueraria phaseoloides

9,5 a

2,95 a

280,0

Gliricidia sepium

5,8 b

3,09 a

180,0

Vegetação espontânea

3,8 b

1,05 b

40,0

(1)

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem

entre si pelo teste de scott knott ao nível de 5% de probabilidade.

4.4. Determinação da Fauna de Solo

A fauna do solo exerce um papel importante na decomposição da matéria orgânica e

conseqüentemente na disponibilidade de nutrientes para o sistema.

Na avaliação utilizando-se as armadilhas do tipo pitfall, foi coletado o maior número

de indivíduos por armadilha dia

-1

(416 ind/arm/dia

-1

), na área com kudzu tropical, seguido

pela gliricidia, vegetação espontânea e acácia angustíssima, embora não tenha havido

diferença estatística entre os tratamentos (Tabela 11).

O grupo formicidae foi o mais abundante em todos os sistemas, representando 74%

nas parcelas com kudzu tropical, 59 % em acácia angustíssima, 69 % em gliricidia e 58 % em

vegetação espontânea (Figura 24). Outros grupos com grande ocorrência foram: ácaros, cuja

maior atividade foi encontrada na área com kudzu, colêmbolos, com maior atividade na

vegetação espontânea e diplópodes, também com maior atividade no kudzu.

As parcelas com kudzu tropical apresentaram o maior valor para o índice de Shannon,

embora não tenha havido diferença estatística em nenhum dos parâmetros estudados, sugere-

se que com este tipo de cobertura há um incremento da fauna epígea do solo (Tabela 11).

As parcelas com acácia angustíssima apresentaram maior riqueza total (19 grupos),

também observado por Leitão-Lima & Teixeira (2002), num estudo da macrofauna do solo

em capoeiras naturais e enriquecidas com leguminosas arbóreas, no município de Igarapé-

Açu, no estado do Pará.

As formigas são um importante componente da biodiversidade tropical e dos sistemas

agrícolas. Elas compreendem uma larga fração de biomassa animal e são os mais importantes

predadores em sistemas agroflorestais (Delabie et al., 2007). Ecologicamente, elas podem

indicar a capacidade de resiliência em ecossistemas alterados.

A aplicação do índice V mostrou que a fauna de solo como um todo foi estimulada

pelo plantio do kudzu tropical, não demonstrando alteração em relação à vegetação

espontânea e nas áreas sob gliricidia e acácia angustíssima (Tabela 11).

Em relação à composição da comunidade da fauna de solo, observou-se que alguns

grupos característicos da fauna residente do solo, ocorreram exclusivamente na área com

leguminosas, tais como: larvas de Coleoptera, Diplopoda e Symphyla.

Quanto à funcionalidade dos grupos de fauna, as coberturas vegetais não se

diferenciaram, apresentando organismos saprófagos, predadores e que exercem

simultaneamente estas duas funções. O único grupo que esteve presente e que tem, também,

como hábito alimentar a fitofagia foi o Collembola, encontrado em todas as coberturas

vegetais (Figura 24).

Tabela 11. Resultados da Atividade (Ind/arm/dia), Índice de Shannon (IS), Índice V (V)

e Riquezas Total (RT) e Média (RM), dos grupos da macrofauna do solo.

Espécies

Ind/Arm./dia

I. S.

Acacia angustissima 194 + 10 2,31 -0,082 (SA)

(2)

19 13,5 a

(1)

Gliricidia sepium 251 + 9 2,25 0,045 (SA) 17 14,2 a

Pueraria phaseoloides 416 + 14 1,81 0,290 (EL) 17 13,0 a

Vegetação espontânea 229 + 13 2,10 - 17 12,5 a

(1)

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem entre

si pelo teste de scott knott ao nível de 5% de probabilidade.

(2)

IE- Inibição extrema, IM- Inibição moderada, IL- Inibição leve, SA- Sem alteração, EL- Estimulação leve,

EM- Estimulação moderada, EE- Estimulação extrema.

Na Tabela 12 são apresentados os dados referentes ao número de indivíduos coletados

através da técnica TSBF, nas profundidades de 0-10 cm; 10-20 cm e 20-30 cm. Os maiores

valores de números de indivíduos se concentraram nas camadas de 0-10 cm e 10-20 cm, nos

tratamentos com acácia angustíssima e kudzu tropical.

As espécies de superfície do solo vivem sob resíduos orgânicos, movimentam-se com

agilidade, apresentam acuidade visual, sensores desenvolvidos e corpo pigmentado. Esta

fauna é afetada pela cobertura vegetal e pelas práticas culturais. Podem penetrar no solo

através de rachaduras ou de cavidades naturais. As espécies-praga alimentam-se de sementes,

de plantas na região do colo ou da coroa, e, algumas vezes, da parte aérea. Nesse ambiente,

ocorrem os predadores, os parasitóides, os decompositores de material orgânico e se

estabelecem os mais importantes eventos relacionados ao controle natural das populações de

espécies-praga (Gassen, 1999).

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Acari

Formicidae

Collembola

Diplopoda

Grupos da macrofauna

Indivíduos/armadilha/dia

Angustíssima Cudzu Gliricidia Vegetação espontânea

Figura 24. Percentual de indivíduos coletados por armadilha/dia, do tipo Pitfall.

Num estudo sobre a distribuição vertical de grupos de fauna de solo, Leitão-Lima &

Teixeira (2002) verificaram, nas parcelas com Acacia mangium, as maiores porcentagens da

mesofauna na camada de 0 a 5 cm do solo: 72,18%, 67,11%, 78,85% e 72,22%, dos grupos

Acari, Collembola, Protura e Symphyla, respectivamente. Assim como em Inga edulis,

também houve predomínio da fauna na camada 0 a 5cm para Acari, Collembola e,

principalmente, Symphyla.

Quando se aplicou o índice V, o resultado mostrou estimulação extrema (EE) da fauna

edáfica nos tratamentos 0-10 cm e 10 -20 cm, quando comparada com a vegetação espontânea

(Tabela 13). No caso da gliricidia, observou-se que na camada de 0-10 cm houve inibição da

quantidade de indivíduos, o que pode ser explicado por a gliricidia apresentar compostos

tóxicos, suas raízes são utilizadas como veneno para roedores e atividade nematicida (Parrota,

1992; Coimbra et al., 2006).

Por outro lado, dois fatores podem ter interferido na colonização da fauna de solo sob

o porte herbáceo do kudzu, as condições microclimáticas da interface serapilheira-solo,

promovendo um aumento no número de indivíduos e a qualidade da serapilheira depositada

pela acácia angustíssima.

Os grupos de fauna de solo que mais ocorreram na camada de 0-10 cm estão

apresentados na Tabela 15. Na Análise de Componentes Principais (ACP) os três primeiros

componentes principais foram responsáveis por 67,8% da informação contida no conjunto das

oito variáveis originais com respectivas contribuições de 28,4%; 20,9 e 18,6% para Y1, Y2 e

Y3 (Tabela 14).

Houve diferenças entre a composição da macrofauna do solo nas parcelas sob acácia

angustíssima e kudzu tropical, das parcelas com gliricídia e vegetação espontânea (Figura 25).

Os grupos que mais ocorreram na camada de 0 a 10 cm foram diplopoda, isopoda,

isoptera, oligochaeta, formicidae e gastropoda, associando-se a presença desses grupos a

acácia angustíssima e ao kudzu tropical (Figura 25). Nesta mesma camada, a presença de

casulos de minhoca e larvas de coleoptera foi observada mais nas parcelas com gliricídia e

vegetação espontânea (Figura 25). Diplopoda e isopoda foram os que mais ocorreram nas

áreas com acácia angustíssima e kudzu, o que pode ser observado através dos altos valores de

coeficientes de correlação (Tabela 15).

Os animais da macrofauna do solo apresentam diâmetro corporal entre 2 e 20 mm e

podem pertencer a quase todas as ordens encontradas na mesofauna, excetuando-se Acari,

Collembola, Protura e Diplura e incluindo Annelida e Coleoptera. São animais de grande

mobilidade que exercem importante papel no transporte de materiais, tanto para confecção de

ninhos e tocas, quanto para construção de galerias que alcançam profundidades variáveis no

solo. Suas principais funções são: a fragmentação do resíduo vegetal e sua redistribuição, a

predação de outros invertebrados e a contribuição direta na estruturação do solo (Swift et al.,

1979).

Além da classificação com base nas dimensões corporais, a fauna do solo pode,

também, ser classificada com base em aspectos funcionais. Os saprófagos (Blattodea,

Dermaptera, Diplopoda, Diplura, Isopoda, Psocoptera e Symphyla) caracterizam-se por se

alimentarem diretamente dos resíduos de plantas, fragmentando-os; os predadores (Araneae,

Chilopoda, Pseudoscorpionida e Hymenoptera) alimentam-se de outros organismos; as larvas

de insetos (larvas de Diptera, Coleoptera, Lepidoptera e Neuroptera), os grupos Coleoptera,

Collembola e Thysanoptera e os insetos sociais (Formicidae e Isoptera) podem ser tanto

saprófagos como predadores. Os grupos Diptera, Homoptera, Heteroptera e Trichoptera são

classificados como não-edáficos e sem funcionalidade conhecida (Correia et al., 1995).

A degradação da serapilheira é um processo contínuo, podendo ter início antes mesmo

do material atingir o solo, podendo abrigar, ainda na própria árvore, microrganismos e insetos

que iniciam o processo de decomposição, as folhas também liberam carboidratos, ácidos

orgânicos, aminoácidos e nutrientes, que podem ser lixiviados, sofrer intemperismo pela

ruptura mecânica dos detritos e a ação biológica, que seria a fragmentação gradual e oxidação

dos detritos pelos organismos vivos (Correia & Andrade, 1999).

Correia & Oliveira (2000) observaram que nos ecossistemas florestais naturais existe

uma abundante comunidade de artrópodes, sendo a macrofauna dominada por insetos sociais

(formigas e cupins) e a mesofauna por ácaros e colêmbolos. Neste tipo de ecossistema 50%

ou mais da fauna está associada à serapilheira, já que o principal aporte é proveniente da parte

aérea. Em ecossistemas tipo savana, como as pastagens, por apresentarem maior aporte de

matéria orgânica pelas raízes, a comunidade é dominada por grupos endógeos, como as

minhocas. Os plantios arbóreos monoespecíficos possuem densidades totais inferiores aos

ecossistemas florestais nativos, que representa uma menor diversidade da fauna de solo.

Os grupos de fauna diplopodas e isopodas vivem na matéria orgânica e na parte

superior do solo e segundo David (1999), o seu papel na reciclagem de nutrientes é

provavelmente o mais importante. Estes grupos são caracterizados pela atividade saprofítica,

Ashwini et al. (2006) afirmam que a decomposição da matéria orgânica e a liberação de

nutrientes ocorrem pela sinergia da microflora saprofítica e os invertebrados, em particular os

diplópodes.

Hashimoto et al. (2004) atribuem aos diplópodes, grande influência sobre a

decomposição da matéria orgânica devido ao seu tamanho corporal e biomassa, embora estes

autores afirmem não existir estudos quantitativos sobre o consumo de serapilheira e o

movimento da matéria orgânica, promovida por estes indivíduos.

A palatabilidade da serapilheira por diplópodes foi correlacionada com conteúdos de

carboidratos e nitrogênio, e níveis de umidade (Sakwa, 1974).

Tabela 12. Atividade (Ind/arm/dia) dos grupos da macrofauna do solo, coletados através

do método TSBF, Seropédica, RJ.

Espécies

Ind/Arm./dia

Profundidade (cm)

Acacia angustissima 3584 +53 2480+20 80+ 1,0

Gliricidia sepium 272+ 4 352+ 3 160+ 1,0

Pueraria phaseoloides 2032 +17 2624+40 112+ 0,6

Vegetação espontânea 672+ 8 176+ 2 320+ 3,0

Tabela 13. Índice V (V) dos grupos da macrofauna do solo.

Espécies

I.V.

Profundidade (cm)

Acacia angustissima 0,68 (EE) 0,87 (EE) -0,86 (IE)

Gliricidia sepium -0,42 (IM) 0,33 (EM) -0,86 (IE)

Pueraria phaseoloides 0,50 (EM) 0,87 (EE) -0,90 (IE)

Vegetação espontânea

(2)

IE- Inibição extrema, IM- Inibição moderada, IL- Inibição leve, SA- Sem alteração, EL- Estimulação leve,

EM- Estimulação moderada, EE- Es timulação extrema.

Tabela 14. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para a camada de 0-10 cm

em estudo e a porcentagem da informação retida pelos componentes principais (%

variância e % variância acumulada). Os valores entre parênteses correspondem a

ordenação decrescente dos tratamentos para Y

e Y

Espécies

Ordem

Acacia angustissima 0,350 2 0,101 2

Gliricidia sepium -0,584 4 -0,210 3

Pueraria phaseoloides 0,352 1 -0,531 4

Vegetação espontânea -0,117 3 0,640 1

Variância (%) 28,4 20,9

Variância acumulada (%)

28,4 49,3

Tabela 15. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

), na camada de 0-10 cm.

Grupos de fauna

Casulos de minhoca

0,29

0,81

Diplopod

0,86

0,27

Formicidae

0,43

0,44

Gastropoda

0,27

0,33

Isopoda

0,68

0,20

Isoptera

0,53

0,32

Larvas de coleóptera

0,47

0,68

Oligochaeta

0,48

0,18

Figura 25. Análise de componentes principais (ACP) das variáveis da fauna do solo: larvas

de coleóptera (LC), casulos de minhoca (CM), Formicidae (Fo), Isoptera (It),

Diplopoda (Di), Isopoda (Ip), Oligochaeta (Ol), Gastropoda (Ga) para gliricidia (GL),

Acácia angustíssima (AC), vegetação espontânea (VE) e kudzu tropical (KD), na

camada de 0-10 cm de solo.

Na Tabela 17, estão apresentados os dados referentes à ACP para a camada de 10-20

cm. Os três primeiros componentes principais foram responsáveis por 68% da informação

com respectivas contribuições de 31,0%; 20,8% e 16,4% para Y

e Y

. Nesta camada a

acácia angustíssima se destacou dos demais tratamentos, observando-se maiores quantidades

de formicidae, diplopoda, archaeognatha, casulo de minhoca e oligochaeta (Figura 26).

Casulos de minhoca e archaeognatha foram os grupos que mais ocorreram nas parcelas com

acácia angustíssima (Tabela 18).

Analisar a composição e importância de determinados grupos funcionais da

comunidade talvez seja a abordagem que mais contribua para a compreensão da capacidade

reguladora da fauna de solo nos ecossistemas. Essa funcionalidade pode estar relacionada

apenas à atividade alimentar, no caso de grupos tróficos (Linden et al., 1994) ou relacionar o

tipo de alimento com a localização no perfil do solo (Faber, 1991; Lavelle et al., 1992).

A comunidade de invertebrados de solo pode sofrer a influência de uma

heterogeneidade vertical, já que o solo é um ambiente estratificado, com um gama de

diferentes microhabitats no litter e no perfil do solo, e portanto com um grande número de

grupos funcionais associados (Lavelle et al., 1992). A heterogeneidade pode ser também

horizontal, gerada por um mosaico de condições microclimáticas e de qualidade de recursos,

geralmente associadas a uma maior complexidade da vegetação. Um aspecto importante é que

a própria ação da fauna do solo cria uma série de novos recursos tanto tróficos, quanto

espaciais (Swift et al., 1979).

As minhocas podem responder de maneira diferenciada à aplicação de coberturas, de

acordo com os hábitos das diferentes espécies. As que habitam a superfície serão sem dúvida

alguma, positivamente afetadas pelo uso de coberturas, enquanto as que se localizam mais

profundamente no perfil responderão mais favoravelmente à incorporação dos resíduos ao

solo (Fraser, 1994).

Tabela 16. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para a camada de 10-20

cm em estudo e a porcentagem da informação retida pelos componentes principais

(% variância e % variância acumulada). Os valores entre parênteses correspondem

a ordenação decrescente dos tratamentos para Y

e Y

Espécies

Ordem

Acacia angustissima 0.631 1 0,696 1

Gliricidia sepium -0.046 2 -0,515 4

Pueraria phaseoloides -0.147 3 0,053 2

Vegetação espontânea -0.438 4 -0,234 3

Variância (%)

31,0

20,8

Variância acumulada (%)

31,0

51,8

Tabela 17. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

) na camada de 10-20 cm.

Grupos de fauna

Archaeognatha

0,80

0,26

Casulo de minhoca

0,86

0,01

Coleóptera

0,11

0,57

Diplopoda

0,67

,27

Formicidae

0,19

0,68

Isoptera

0,31

0,64

Larvas de coleóptera

0,21

0,19

Oligochaeta

0,66

0,51

Figura 26. Análise de componentes principais (ACP) das variáveis da fauna do solo: casulos

de minhoca (CM), Formicidae (Fo), Isoptera (It), Diplopoda (Di), Oligochaeta (Ol),

Gastropoda (Ga), Archaeognatha (Ar) e Coleóptera (Co), para gliricidia (GL), Acácia

angustíssima (AC), vegetação espontânea (VE) e kudzu tropical (KD), na camada de

10-20 cm de solo.

Na camada de 20 a 30 cm houve um decréscimo do número total de indivíduos

(Tabela 18) quando comparadas com as camadas de 0-10 cm e 10-20 cm. Na Análise dos

Componentes Principais, os três primeiros componentes foram responsáveis por 79,5% da

informação com respectivas contribuições de 35,7%, 22,9% e 20,9% para Y

e Y

(Tabela

19).

Nesta camada a acácia angustíssima, a gliricidia e o kudzu tropical apresentaram

maiores valores do número de indivíduos da fauna do solo, especialmente larvas de

coleóptera, formicidae e casulos de minhoca (Figura 27), e os grupos que mais ocorreram

foram formicidae e casulos de minhoca (Tabela 19).

Tabela 18. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para a camada de 20-30

cm em estudo e a porcentagem da informação retida pelos componentes principais

(% variância e % variância acumulada). Os valores entre parênteses correspondem

a ordenação decrescente dos tratamentos para Y

e Y

Espécies

Ordem

Acacia angustissima -0,3087 3 0,0389 2

Gliricidia sepium 0,3155 2 0,1563 1

Pueraria phaseoloides 0,5304 1 0,0084 3

Vegetação espontânea -0,5372 4 -0,2037 4

Variância (%)

35,7

22,9

Variância acumulada (%)

35,7

58,6

Tabela 19. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

), na camada de 20-30 cm de solo.

Grupos de fauna

Casulos de minhoca

0,85

0,26

Diplopoda

0,38

0,36

Formicidae

0,65

0,63

Larvas de coleóptera

0,47

0,50

Oligochaeta

0,49

0,53

Figura 27. Análise de componentes principais (ACP) das variáveis da fauna do solo: larvas

de coleóptera (LC), formicidae (Fo), casulos de minhoca (CM), Diplopoda (Di) e

Oligochaeta (Ol) para os tratamentos gliricidia, acácia angustíssima, kudzu tropical e

vegetação espontânea, na camada de 20-30 cm de solo.

4.5. Avaliação da Comunidade de Ervas Espontâneas

Na Tabela 20 são apresentadas as espécies de ervas espontâneas que ocorreram na área

experimental. Os valores da Análise dos Componentes Principais são apresentados na tabela

21, os três primeiros componentes foram responsáveis por 48,5% da informação, com

respectivas contribuições de 21,2%; 14,5 e 12,8% para Y

e Y

Na Figura 28 são mostradas a ervas espontâneas que ocorreram nos tratamentos com

kudzu tropical e vegetação espontânea, que foram: Capim colonião (Panicum maximum),

serralha (Emilia sp), guanxuma (Malvastrum coromandelianum), capim pé de galinha

(Chloris sp.), fazendeiro (Galinsoga parviflora) e dormideira (Mimosa pudica L.).

Já nas parcelas com gliricidia e acácia angustíssima observou-se a ocorrência de

coloninho (Echinochloa colonum (L.) Link), quebra pedra (Phyllanthus niruri L.), amendoim

forrageiro (Arachis pintoi), tiririca (Cyperus sp), kudzu tropical (Pueraria phaseoloides),

picão roxo (Ageratum conyzoides), carrapicho (Cyathula prostrata), vassourinha (Sida

carpinifolia), trapoeraba (Commelina benghalensis L.), melão de São Caetano (Momosdica

charantia L.) e indigófera (Indigofera sp.).

Nos tratamentos com kudzu tropical e vegetação espontânea, as ervas espontâneas que

ocorreram em maior quantidade foram capim colonião (Panicum maximum) e serralha (Emilia

sp.) (Tabela 22).

Nas parcelas com gliricidia e acácia angustíssima houve uma maior diversidade de

ervas espontâneas, menor ocorrência e a supressão do capim colonião, causado provavelmente

pelo sombreamento promovido leguminosas arbóreas, assim como nos tratamentos com

kudzu tropical, as ervas foram suprimidas pelo porte herbáceo dessa leguminosa.

A vegetação espontânea era composta basicamente por capim colonião (Panicum

maximum), conhecido como um problema nas áreas de produção agrícola devido a sua

capacidade de rebrote e agressividade, o difícil controle requer maior utilização de mão de

obra e uso de herbicidas.

A total erradicação das ervas espontâneas como forma de manejo nos sistemas

agrícolas tem sido foco de freqüentes discussões relacionadas à sustentabilidade do sistema de

produção. A infestação crescente de ervas espontâneas nos sistemas agrícolas causa prejuízos

às lavouras, com decréscimos acentuados da produtividade, quer pela competição direta por

fatores de produção, quer pelos compostos alelopáticos liberados no meio (Almeida, 1988;

Akobundu, 1989; Martins & Pitelli, 1994).

Nos monocultivos, até o estabelecimento da cultura, sobram espaços que são

facilitados pela ocupação de ervas espontâneas, o que não ocorre nos SAF, onde a área é

intensamente ocupada por arranjos de espécies diferentes que exercem maior pressão de

controle sobre essas plantas (Sousa, 1995).

Os tipos de associações e formas de arranjos de culturas nos sistemas agroflorestais

influenciam a densidade, freqüência e acúmulo de biomassa das ervas espontâneas, podendo

também minimizar a competição e otimizar a produção das áreas cultivadas (Schulz et al.,

1994). De acordo com Jimenez-Ávila (1979), Nestel (1992) e Beer et al. (2003), a

arborização, promovendo restrição à incidência de radiação solar, inibe a infestação e altera a

composição da população das ervas espontâneas.

Nos SAF as ervas espontâneas podem atuar como indicadoras que ajudam a identificar

os locais onde existe entrada de luz em excesso, falta ou excesso de umidade, ou baixa

fertilidade. Desse modo, deve-se, portanto, ajustar um manejo adequado para cada uma dessas

situações identificadas. As gramíneas pioneiras podem estar indicando pontos de entrada de

luz acima do normal no bananal.

Silva et al. (2006), verificaram em cafezais mantidos a pleno sol e à sombra, as

espécies com maiores densidades e freqüências foram Brachiaria brizanta, Panicum

maximum, Commelina benghalensis e Sida cordifolia, maiores índices de freqüência e

densidade foram observados para as espécies classificadas como monocotiledôneas

(Brachiaria brizanta e Panicum maximum).

Eiszner et al. (1995) observaram na Nicarágua, uma menor incidência de ervas

espontâneas cafezais arborizados com mamoeiros e pinha. Nesse estudo a sombra promovida

pelas plantas de mamoeiro, além de reduzir a incidência das ervas espontâneas, minimizaram

os efeitos negativos da elevada incidência de radiação solar.

A menor densidade de espécies classificadas como dicotiledôneas pode estar associada

ao efeito competitivo da maior produção de biomassa pelas plantas monocotiledôneas, o que

propiciaria maior cobertura de solo, dificultando assim a emergência de outras ervas

espontâneas (Souza et al., 2003).

Algumas ervas espontâneas são consideradas benéficas, que costumam crescer em

áreas de solos mais equilibrados e com certo nível de sombreamento, Vivan (2000) cita

algumas como a Erechtites valerianaefolia, Comelina spp. e Piper gaudichaudianum.

Tabela 20. Principais espécies de ervas espontâneas ocorrentes e suas respectivas

famílias (Lorenzi, 1982) em um SAF no campo experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2005.

NOME COMUM

NOME CIENTÍFICO

FAMÍLIA

Colonião Panicum maximum GRAMINAEAE

Coloninho Echinochloa colonum (L.) Link GRAMINAEAE

Trapoeraba Commelina benghalensis L. COMMELINACEAE

Tiririca Cyperus sp CYPERACEAE

Amendoim forrageiro

Arachis pintoi

LEGUMINOSAE

Fazendeiro Galinsoga parviflora Cav. COMPOSITAE

Serralha Emilia sp COMPOSITAE

Indigófera Indigofera sp LEGUMINOSAE

Picão roxo

Ageratum conyzoides

COMPOSITAE

Carrapicho Cyathula prostrata

AMARANTHACEAE

Vassourinha Sida carpinifolia MALVACEAE

Cudzu tropical Pueraria phaseoloides LEGUMINOSAE

Quebra pedra Phyllanthus niruri L. EUPHORBIACEAE

Pé de galinha Chloris sp. GRAMINAEAE

Melão de São Caetano

Momosdica charantia

L CUCURBITÁCEA

Dormideira

Mimosa pudica

L LEGUMINOSAE

Guanxuma

Malvastrum coromandelianum

MALVACEAE

Tabela 21. Valores dos dois componentes principais (Y

e Y

) para os as ervas

espontâneas em estudo e, ainda, porcentagem da informação retida pelos

componentes principais (% variância e % variância acumulada). Os valores entre

parênteses correspondem a ordenação decrescente dos tratamentos para Y

e Y

Espécies

Ordem

Acacia angustissima -0,9368 4 -0,1696 3

Gliricidia sepium -0,656 3 -0,8882 4

Pueraria phaseoloides 0,1324 2 1,1976 1

Vegetação espontânea 1,4604 1 -0,1398 2

Variância (%)

21,2

14,5

Variância acumulada (%)

21,2

35,7

Tabela 22. Coeficientes de correlação linear entre as variáveis e os dois primeiros

componentes principais (Y

e Y

Espécies

Nome científico

Colonião (CL)

Panicum maximum

0,92

0,09

Coloninho (CN)

Echinochloa colonum (L.) Link

0,77

0,10

Trapoeraba (TR)

Commelina benghalensis L.

0,01

0,65

Tiririca (TI)

Cyperus sp

0,38

0,02

Fazendeiro (FA)

Galinsoga parviflora Cav

0,45

0,66

Amendoim forrageiro (AM)

Arachis pintoi

0,41

0,50

Botãozinho (BO)

(1)

0,48

0,25

Serralha (SE)

Emilia sp.

0,68

0,11

Indigófera

(IN)

Indigofera sp

0,03

0,64

Picão Roxo (BR)

Ageratum conyzoides

0,48

0,16

Carrapicho (CA)

Cyathula prostrata

0,32

0,34

Vassourinha (VA)

Sida carpinifolia

0,16

0,43

Kudzu tropical (KD)

Pueraria phaseoloides

0,44

0,01

Quebra pedra (QP)

Phyllanthus niruri L.

0,56

0,48

Capim pé de galinha (PG)

Chloris sp.

0,31

0,03

Melão de São Caetano (MC)

Momosdica charantia L

0,14

0,57

Dormideira (DO)

Mimosa pudica L

0,10

0,24

Guanxuma (GU)

Malvastrum coromandelianum

0,33

0,10

(1)

Espécie não identificada

Figura 28. Análise de componentes principais (ACP) da vegetação espontânea: Panicum

maximum (CL); Echinochloa colonum (L.) Link (CN); Commelina benghalensis L.

(TR); Cyperus sp. (TI); Galinsoga parviflora Cav (FA); Arachis pintoi (AM);

Botãozinho (BO); Emilia sp. (SE); Indigofera sp. (IN); Ageratum conyzoides (BO);

Cyathula prostrata (CA); Sida carpinifolia (VA); Pueraria phaseoloides (KD);

Phyllanthus niruri L. (QP); Chloris sp. (PG); Momosdica charantia L (MC); Mimosa

pudica L (DO); Malvastrum coromandelianum (GU) para os tratamentos Gliricidia

sepium (GL); Acacia angustíssima (AC), vegetação espontânea (VE) e Pueraria

phaseoloides (KD).

4.6. Componentes da Produção da Bananeira

O desenvolvimento vegetativo da bananeira medido aos 5 e 11 meses após o

transplantio foi negativamente influenciado pela presença das leguminosas arbóreas, na altura

média do pseudo caule, no tratamento sob acácia angustíssima e o diâmetro médio do

pseudocaule, nos tratamentos sob acácia angustíssima e gliricidia, foram menores do que os

demais tratamentos aos 5 meses e tendência semelhante foi detectada aos 11 meses, porém,

com menor intensidade pela gliricídia (Tabela 23). Esse desenvolvimento pode ter sido

afetado por fatores como competição por nutrientes e água e, possivelmente um

sombreamento dessas leguminosas arbóreas sobre a cultura da banana.

Ao longo do experimento foi observado que a alta densidade de plantio das

leguminosas arbóreas, no inicio da implantação do SAF, pode ter sido determinante em um

efeito competitivo que teve impacto direto no desenvolvimento inicial das bananeiras.

Outro aspecto relevante que determinou o menor desenvolvimento inicial das

bananeiras pode ter sido o teor de umidade do solo. Notou-se que a distribuição de umidade

na área experimental variou nos diferentes tratamentos, mostrando-se mais elevado nas áreas

com cobertura viva formada pela vegetação (Figura 11). Notou-se também expressivo

declínio da taxa de precipitação pluviométrica, nos anos de 2005 e 2006 em relação ao de

2004 (Figuras 4 e 6) o que pode também ter contribuído para os resultados observados.

A pluviosidade é de importância primordial para o desenvolvimento da bananeira, que

é exigente em relação ao consumo de água, devido a necessidade de alto índice de hidratação

dos tecidos das plantas. As taxas de precipitação em torno de 1900 mm, com boa distribuição

das chuvas no decorrer do ano, propiciam condições de alta produtividade e qualidade dos

frutos (Nascente, 2003).

O início da colheita dos frutos não foi influenciado pela espécie de cobertura vegetal

(Tabela 24), todavia, aos 20 meses após o transplantio, a proporção de cachos colhidos na

presença de gliricídia foi menor do que nos demais tratamentos.

Em relação ao comprimento e diâmetro médios dos frutos de bananeiras, não foram

detectadas diferenças em decorrência dos tratamentos (Tabela 25). De forma semelhante a

produtividade e o peso médio dos cachos, peso das pencas, número de frutos por cacho e

número de pencas por cacho (Tabela 26) também não foram influenciados pelos tratamentos,

indicando que a presença das leguminosas arbóreas não acarretou prejuízo aos atributos da

produção no início do 1

ciclo produtivo das bananeiras.

Segundo Gasparotto et al. (2001) as principais características fitotécnicas da cultivar

Prata Ken incluem o tempo por ocasião do 1

ciclo, o número de dias do plantio ao

florescimento (26 meses), peso médio dos cachos (20 kg), número médio de pencas por cacho

(7,3) e peso médio de pencas (18,5).

Embora os parâmetros fitotécnicos encontrados no presente estudo, tenham se

configurado aquém do que foi preconizado para a cultivar Prata Ken (Gasparotto et al., 2001),

a produtividade das bananeiras foi, em média de 13,0 Mg. ha

-1

, equivalente à produtividade

média brasileira de 12,5 Mg. ha

-1

(FAO, 2002). Também foi semelhante aos resultados

encontrados por Espíndola (2006), com a cultivar nanicão, ao avaliar o estudo de leguminosas

herbáceas como coberturas vivas de solo.

A bananeira é uma planta bastante exigente em nutrientes, principalmente potássio, e

em ordem de importância o nitrogênio, cálcio, magnésio, enxofre e o fósforo (Nascente,

2003).

A decomposição e liberação de nutrientes por parte das leguminosas testadas

demonstraram maior liberação de K seguida de N e P, o que pode vir a ser benéfico para as

bananeiras a médio e longo prazos.

Tabela 23. Altura e diâmetro do pseudocaule de bananeiras consorciadas com três

diferentes leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica, 2007.

Espécie

Altura

(m)

Diâmetro do

pseudocaule

(cm)

Altura (m)

Diâmetro

pseudocaule (cm)

5 meses após o plantio

11 meses após o plantio

Acacia angustissima 1,15 b

(1)

7,50 c 1,80 b 15,90 c

Gliricidia sepium 2,40 a 14,31 b 2,85 ab 27,70 b

Pueraria phaseoloides 2,60 a 24,50 a 3,85 a 38,05 a

Vegetação espontâne

2,35 a

23,30 a

3,40 a

33,80 ab

Adubação nitrogenada

2,40 a

24,34 a

3,25 ab

30,35 b

(1)

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem entre

si pelo teste de Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade.

Tabela 24. Proporção de cachos colhidos e época de colheita observados em bananeiras

consorciadas com três diferentes leguminosas e vegetação espontânea, Seropédica,

2007.

Espécie

Época de colheita

(meses após transplantio)

Proporção de c

achos

colhidos

(%)

Acacia angustissima

18 a

(1)

56 a

Gliricidia sepium

20 a

37 b

Pueraria phaseoloides

18 a

56 a

Vegetação espontânea

19 a

62 a

Adubação nitrogenada

19 a

50 a

(1)

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem entre

si pelo teste de Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade.

Tabela 25. Comprimento e diâmetro médio dos frutos observados em bananeiras

consorciadas com três diferentes leguminosas, vegetação espontânea Seropédica,

2007.

pécie

Comprimento da banana

(cm)

Diâmetro da banana

(cm)

Acacia angusti

ssima

18,17 a

(1)

14,47 a

Gliricidia sepium

16,35 a

14,23 a

Pueraria phaseoloides

16,98

14,02 a

Vegetação espontânea

17,25 a

14,00 a

Adubação nitrogenada

17,17 a

14,24 a

(1)

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem entre

si pelo teste de Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade.

Tabela 26. Produtividade do cacho, peso do cacho, peso das pencas, número de frutos

por cacho e número de pencas por cacho observados em bananeiras consorciadas

com três diferentes leguminosas, vegetação espontânea Seropédica, 2007.

Espécie

Produtividade

Peso do

cacho

Peso das

pencas

Frutos

por cacho

Pencas por

cacho

Mg.

Há

(kg)

Acacia angustissima 14 a

(1)

13 a 2 a 70 a 5 a

Gliricidia sepium 13,5 a 12 a 2 a 78 a 5 a

Pueraria phaseoloides 12 a 10 a 2 a 70 a 5 a

Vegetação espontânea 12 a 11 a 2 a 60 a 5 a

Adubação nitrogenada 13 a 12 a 2 a 70 a 5 a

(1)

Os valores representam médias de 4 repetições; médias seguidas de letras iguais nas colunas não diferem entre

si pelo teste de Scott Knott ao nível de 5% de probabilidade.

5. CONCLUSÕES

As leguminosas e a vegetação espontânea possuem diferentes padrões de

decomposição dos resíduos;

Todas as espécies avaliadas apresentam rápida liberação de K e lenta liberação de Ca;

As altas taxas de produção de biomassa da Gliricidia sepium e da A. angustissima

podem favorecer em longo prazo o aumento da fertilidade do solo e a disponibilidade de

nutrientes para as culturas intercalares;

O tempo de meia vida curto para Gliricidia sepium pode favorecer as culturas

intercalares;

Ajustes no manejo de podas e nas densidades de consórcios com leguminosas arbóreas

devem ser realizados para evitar possíveis competições com a cultura de interesse

agronômico;

A Gliricidia sepium inibiu a atividade da macrofauna do solo na camada de 0-10 cm;

Os maiores valores de números de indivíduos da macrofauna do solo se concentraram

nas camadas de 0-10 cm e 10-20 cm, nos tratamentos com A. angustissima e Pueraria

phaseoloides;

As leguminosas arbóreas Gliricidia sepium e A. angustissima e a herbácea Pueraria

phaseoloides favoreceram a supressão de ervas espontâneas;

O desenvolvimento vegetativo da bananeira foi inibido nas áreas cultivadas sob aléias

de Gliricidia sepium e A. angustissima ;

Não houve diferenças entre os tratamentos testados sobre a produção da bananeira.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O estudo prévio da área a ser manejada e um critério minucioso na elaboração do

arranjo agroflorestal são imprescindíveis para minimizar as adversidades que podem ocorrer

ao longo da linha de pesquisa com SAF. A gama de informações que se pretende coletar, sem

excluir as informações que vão surgindo ao longo do tempo, também devem ser bem

definidas, pois o volume de informações a que se pode chegar é grande, e assim, corre-se o

risco de subestimar um ou outro aspecto. Por ser um sistema dinâmico envolvendo múltiplas

variáveis, o tempo também é um fator extremamente importante, principalmente quando se

tratar de culturas perenes. Ou a interação entre estas e culturas anuais, pois isto pode acarretar

subestimativa das respostas que poderiam advir com o tempo.

A lógica do SAF é certamente viável na dimensão ambiental, todavia, tornam-se

necessários trabalhos envolvendo desenhos de forma a se detectar benefícios nas dimensões

social e econômica.

Em unidades de produção de base familiar os SAF podem ser geradores de segurança,

pela em face de possibilidade de gerar produtos diversificados, em decorrência da

multiplicidade possível de culturas.

Destaca-se, também, que no trabalho de pesquisa com SAF é desejável que, cada vez

mais, seja realizado de forma participativa, pois a soma e a troca dos saberes é, sem dúvida, o

maior ganho que se pode adquirir.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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256 p. (Tropical Forestry Papers, 15).

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na Amazônia. In: Congresso Brasileiro de Sistemas Agroflorestais, 5. “SAF: desenvolvimento

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Sistemas Agroflorestais, 2006, Campos dos Goytacazes. Sistemas Agroflorestais: Bases

Científicas para o Desenvolvimento Sustentável. Campos dos Goytacazes: Universidade

Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, 2006. v. 1. p. 1-4.

8. ANEXOS

Figura 29. Parcelas de Acacia angustissima, Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia,

Seropédica/RJ, 2005.

Figura 30. Parcelas de Pueraria phaseoloides, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005.

Figura 31. Parcelas com vegetação espontânea, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005.

Figura 32. Parcelas com Gliricidia sepium, Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia,

Seropédica/RJ, 2005.

Figura 33. Poda da Acacia angustissima e confecção de “litter bags”, Campo Experimental

da Embrapa Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005.

Figura 34. Poda da Gliricidia sepium e confecção de “litter bags”, Campo Experimental da

Embrapa Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005.

Figura 35. Roçada do Pueraria phaseoloides e confecção de “litter bags”, Campo

Experimental da Embrapa Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005.

Figura 36. Armadilhas do Tipo Pitfall, Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia,

Seropédica/RJ, 2005.

Figura 37. Blocos “TSBF” para coleta de fauna de solo, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica/RJ, 2005.

Figura 38. Bananeiras sob as aléias de Gliricidia sepium, Campo Experimental da Embrapa

Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2006.

Figura 39. Bananeira consorciadas com Pueraria phaseoloides, Campo Experimental da

Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2006.

Figura 40. Bananeiras sob as aléias de Acacia angustissima, Campo Experimental da

Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2006.

Figura 41. Bananeira em produção nas parcelas com Pueraria phaseoloides, Campo

Experimental da Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ, 2007.

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