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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
ROTAÇÃO DE CULTURAS E PROPRIEDADES FÍSICAS E MATÉRIA ORGÂNICA
DE UM LATOSSOLO
RODRIGO ARROYO GARCIA
Tese apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP – Campus de Botucatu,
para obtenção do título de Doutor em
Agronomia (Agricultura).
BOTUCATU - SP
Julho - 2010
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
ROTAÇÃO DE CULTURAS E PROPRIEDADES FÍSICAS E MATÉRIA ORGÂNICA
DE UM LATOSSOLO
RODRIGO ARROYO GARCIA
Orientador: Prof. Dr. Ciro Antonio Rosolem
Tese apresentada à Faculdade de Ciências
Agronômicas da UNESP – Campus de Botucatu,
para obtenção do título de Doutor em
Agronomia (Agricultura).
BOTUCATU - SP
Julho - 2010
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FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO
DA INFORMAÇÃO – SERVIÇO TÉCNICO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO UNESP -FCA -
FCA - LAGEADO - BOTUCATU (SP)
Arroyo Garcia, Rodrigo, 1982-
A778r Rotação de culturas e propriedades físicas e matéria
orgânica de um latossolo / Rodrigo Arroyo Garcia.- Botu-
catu : [s.n.], 2010.
xv, 146 f.: il., color., grafs., tabs.
Tese (Doutorado)-Universidade Estadual Paulista, Facul-
dade de Ciências Agronômicas de Botucatu, 2010.
Orientador: Ciro Antonio Rosolem
Inclui bibliografia.
1. Glycine max. 2. Plantas de cobertura. 3. Solo – Qua-
lidade. 4. Carbono orgânico. 5. Latossolo. I. Rosolem,
Ciro Antonio. II.
Universidade Estadual Paulista “Júlio de
Mesquita Filho” (Campus de Botucatu).Faculdade de
Ciências
Agronômicas de Botucatu. III. Título.
i
BIOGRAFIA DO AUTOR
Rodrigo Arroyo Garcia, filho de José Carlos Garcia Ortega e Rosa
Maria Arroyo Garcia, nasceu na cidade de São Caetano do Sul, Estado de São Paulo, no dia 07
de setembro de 1982.
Diplomou-se em Agronomia pela Faculdade de Ciências
Agronômicas, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, campus de Botucatu,
em 2005.
Em março de 2006, iniciou o curso de Doutorado em Agronomia área
de concentração Agricultura, no Departamento de Produção Vegetal – Agricultura, Faculdade
de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, campus
de Botucatu, obtendo o título de doutor em Julho de 2010.
ii
Aos meus pais, José Carlos e Rosa,
os quais são exemplos de conduta
e que servem de orientação em tudo
que faço na minha vida
DEDICO
À minha noiva Mariana,
pela amizade, companheirismo
e grande contribuição
na realização do trabalho
OFEREÇO
iii
AGRADECIMENTOS
À Faculdade de Ciências Agronômicas, pela formação agronômica no
curso de Graduação e toda estrutura oferecida na realização do trabalho.
Ao Prof. Dr. Ciro Antonio Rosolem, pela orientação, amizade,
ensinamentos e churrascos oferecidos de fim de ano.
À coordenação do curso de Pós-Graduação em Agricultura, pela
dedicação e qualidade de ensino.
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP),
pela concessão da bolsa de estudos durante o curso.
À Monsanto, pelo fornecimento das sementes de Cober crop.
Ao Prof. Dr. Li Yuncong, pelo auxílio nas análises de matéria
orgânica e receptividade na Universidade da Flórida.
Às funcionárias Guigin e Laura do laboratório da Universidade da
Flórida, pelo apoio e amizade.
Ao Prof. Dr. Juliano Carlos Calonego, pela amizade e pelo suporte na
determinação do intervalo hídrico ótimo.
Ao Dr. Dácio Olibone, pelo suporte na determinação do intervalo
hídrico ótimo.
Aos Professores Dr. Carlos Alexandre Costa Crusciol, Dr. Rogério
Peres Soratto e Dr. Leonardo Theodoro Büll, pela atenção e amizade.
Aos funcionários de campo do Departamento de Produção Vegetal –
Agricultura, pela amizade e auxílio na condução do experimento.
Aos funcionários do Departamento de Produção Vegetal – Agricultura,
em especial à Vera, Lana e Dorival.
Ao estagiário Rodrigo Werle, pela amizade e ajuda em diversas etapas
do experimento.
Ao Dr. José Salvador Simoneti Foloni, pela amizade e ensinamentos
desde o curso de Graduação.
Aos amigos, Gustavo, Konrad, Eduardo, Rafael, Alexandre, Fernando,
Leonard e Cesar, pelos bons momentos e companheirismo desde o curso de Graduação.
iv
Aos amigos do curso de Pós graduação Gustavo, Émerson Borghi,
Maurício, Jayme, Cláudio, Fábio e Júlio.
Aos meus pais, irmã e toda família, que sempre estiveram ao meu
lado.
Aos meus sogros Gilce Magali e Antonio Lourenço, pela amizade.
À Mariana, pela amizade, fundamental ajuda durante toda condução
do trabalho e muita paciência para lavar minhas calças sujas de terra.
A todos aqueles que, de alguma maneira, contribuíram para a
realização deste trabalho.
v
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS..............................................................................................................viii
LISTA DE FIGURAS.................................................................................................................xi
LISTA DE APÊNDICES..........................................................................................................xiv
RESUMO.....................................................................................................................................1
SUMMARY.................................................................................................................................3
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................................5
2. REVISÃO DE LITERATURA................................................................................................7
2.1. Sistema de Semeadura Direta...................................................................................7
2.2. Compactação do solo................................................................................................8
2.3. Efeito da compactação nas propriedades físicas do solo..........................................9
2.3.1. Densidade do solo......................................................................................9
2.3.2. Porosidade do solo...................................................................................10
2.3.3. Estrutura do solo......................................................................................11
2.3.4. Resistência à penetração..........................................................................12
2.4. IHO na avaliação da qualidade física do solo em SSD...........................................13
2.5. Uso de plantas de cobertura em SSD......................................................................15
2.6. Caracterização e influência da M.O. em solo manejado em SSD..........................17
3. MATERIAL E MÉTODOS...................................................................................................20
3.1. Localização da área experimental e características climáticas da região................20
3.2. Características do solo, histórico e caracterização da área experimental...............22
3.3. Tratamentos e delineamento do experimento.........................................................26
3.4. Cultivo de outono-inverno no primeiro ano agrícola (Abril-Setembro/2006)........27
3.5. Cultivo das espécies de cobertura no primeiro ano agrícola (Setembro-
Novembro/2006)...................................................................................................28
3.6. Cultivo da soja no primeiro ano agrícola (2006/2007)...........................................29
3.7. Cultivo de outono-inverno no segundo ano agrícola (Abril-Setembro/2007)........30
3.8. Cultivo das espécies de cobertura no segundo ano agrícola (Outubro-
Dezembro/2007)...................................................................................................31
vi
3.9. Cultivo da soja no segundo ano agrícola (2007/2008)............................................31
3.10. Cultivo de outono-inverno no terceiro ano agrícola (Abril-Setembro/2008).......32
3.11. Cultivo das espécies de cobertura no terceiro ano agrícola (Setembro-
Dezembro/2008)................................................................................................33
3.12. Cultivo da soja no terceiro ano agrícola (2008/2009)...........................................33
3.13. Coleta, preparo e avaliação das amostras de raízes..............................................34
3.14. Coleta, preparo e análise de amostras de terra para avaliação da fertilidade do
solo........................................................................................................................36
3.15. Determinação de frações lábeis de carbono orgânico...........................................37
3.15.1. Carbono da biomassa microbiana..........................................................37
3.15.2. Carbono solúvel em água e extraído em água quente............................38
3.16. Determinação de carbono orgânico particulado e associado aos minerais...........39
3.17. Coleta, preparo e determinação de carbono orgânico em diferentes frações
separadas por classes de tamanho.........................................................................40
3.18. Coleta, preparo e análise da estabilidade de agregados do solo...........................42
3.19. Coleta e preparo das amostras com estrutura preservada.....................................43
3.19.1. Determinação da curva de retenção da água no solo, densidade e
porosidade do solo..............................................................................44
3.19.2. Determinação do intervalo hídrico ótimo (IHO)...................................46
3.20. Análise estatística..................................................................................................48
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO...........................................................................................50
4.1. Produção de matéria seca e grãos no outono-inverno.............................................50
4.2. Matéria seca das plantas de cobertura antecedentes à soja.....................................52
4.3. Raiz.........................................................................................................................54
4.3.1. Raízes das plantas de cobertura cultivadas na primavera........................54
4.3.2. Raízes da soja em estágio de florescimento pleno...................................57
4.4. Estabilidade de agregados.......................................................................................61
4.5. Matéria orgânica do solo.........................................................................................66
4.6. Frações lábeis da matéria orgânica do solo.............................................................69
4.7. Carbono orgânico particulado.................................................................................74
4.8. Carbono orgânico nas diferentes classes de tamanho de agregados.......................77
vii
4.9. Densidade e porosidade do solo..............................................................................83
4.10. Curva de retenção de água no solo.......................................................................93
4.11. Intervalo hídrico ótimo.........................................................................................98
4.12. Produtividade da soja..........................................................................................109
5. CONCLUSÕES...................................................................................................................112
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS.................................................................................114
7. APÊNDICES........................................................................................................................138
viii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Análise granulométrica, estabilidade de agregados e atributos físicos do solo, por
ocasião da caracterização da área experimental. Março/2006...................................................23
Tabela 2. Atributos químicos no perfil do solo, por ocasião da caracterização da área
experimental. Março/2006.........................................................................................................23
Tabela 3. Espécies utilizadas na composição dos tratamentos conduzidos nos três anos
agrícolas do experimento. Botucatu-SP.....................................................................................26
Tabela 4. Produção de matéria seca de braquiária, sorgo e consórcio de sorgo + braquiária, no
primeiro ano do experimento. Setembro/2006...........................................................................51
Tabela 5. Matéria seca de braquiária, sorgo e consórcio de sorgo + braquiária, em função da
rotação de culturas, nos anos de 2007 e 2008............................................................................51
Tabela 6. Produtividade de grãos de sorgo em sistema solteiro e consorciado com braquiária,
no primeiro ano do experimento. Setembro/2006......................................................................52
Tabela 7. Produtividade de grãos de sorgo em sistema solteiro e consorciado com braquiária,
em função da rotação de culturas, nos anos de 2007 e 2008.....................................................52
Tabela 8. Produção de matéria seca das plantas de cobertura cultivadas em sucessão aos
cultivos de outono-inverno, nos três anos agrícolas. Botucatu-SP............................................53
Tabela 9. Correlação entre densidade de comprimento radicular (DCR) e matéria seca de
raízes (MSR) coletadas por ocasião do manejo das espécies de cobertua com a densidade de
comprimento radicular e matéria seca de raízes de soja amostradas em sucessão,
respectivamente..........................................................................................................................61
ix
Tabela 10. Análise de variância e valores médios de diâmetro médio ponderado (DMP),
diâmetro médio geométrico (DMG), agregados maiores que 2 mm e índice de estabilidade de
agregados (IEA), em função dos cultivos de outono-inverno e primavera, nas amostras
coletadas após manejo das plantas de cobertura de primavera, no primeiro ano do experimento.
Dezembro/2006..........................................................................................................................64
Tabela 11. Análise de variância e valores médios de diâmetro médio ponderado (DMP),
diâmetro médio geométrico (DMG), agregados maiores que 2 mm e índice de estabilidade de
agregados (IEA), em função dos cultivos de outono-inverno e primavera, nas amostras
coletadas após manejo das plantas de cobertura de primavera, no terceiro ano do experimento.
Dezembro/2008..........................................................................................................................65
Tabela 12. Teores de matéria orgânica (g dm
-3
) no perfil do solo em função dos cultivos de
outono-inverno e primavera, após o manejo das plantas de cobertura de primavera, nos anos de
2006, 2007 e 2008.....................................................................................................................68
Tabela 13. Teores (mg kg
-1
) de carbono orgânico solúvel em água (C
solúvel
H
2
O), carbono
orgânico extraído com água quente (C
ext
H
2
O quente) e carbono da biomassa microbiana
(CBM) nas camadas de 0-5 e 5-10 cm, após o manejo das plantas de cobertura conduzidas na
primavera no terceiro ano do experimento................................................................................72
Tabela 14. Teores (g kg
-1
) de carbono orgânico total (COT), carbono orgânico particulado
(COP) e carbono orgânico associado aos minerais (CAM) nas camadas de 0-5 e 5-10 cm, após
o manejo das plantas de cobertura conduzidas na primavera no terceiro ano do experimento.
Dezembro/2008..........................................................................................................................76
Tabela 15. Porcentagem (%) de agregados distribuídos nas frações maiores que 2 mm, entre
2-0,25 mm, 0,25-0,05 mm e menores que 0,05 mm, em função dos cultivos de outono-inverno
e primavera, no terceiro ano do experimento. Dezembro/2008.................................................80
x
Tabela 16. Carbono orgânico do solo (COS) de agregados livres de areia, nas frações maiores
que 2 mm, entre 2-0,25 mm, 0,25-0,05 mm e menores que 0,05 mm, em função dos cultivos
de outono-inverno e primavera, no terceiro ano do experimento.
Dezembro/2008..........................................................................................................................81
Tabela 17. Carbono orgânico do solo (COS) nas frações maiores que 2 mm, entre 2-0,25 mm,
0,25-0,05 mm e menores que 0,05 mm, considerando os teores (g kg
-1
de agregados livres de
areia) e a porcentagem (%) de cada fração, em função dos cultivos de outono inverno e
primavera, no terceiro ano do experimento. Dezembro/2008....................................................82
Tabela 18. Análise de variância e valores médios de densidade do solo (Ds), porosidade total
(Pt), microporosidade (micro) e macroporosidade (macro), em função dos cultivos de outono-
inverno e primavera, nas amostras coletadas após manejo das plantas de cobertura de
primavera, no primeiro ano do experimento. Dezembro/2006..................................................86
Tabela 19. Análise de variância e valores médios de densidade do solo (Ds), porosidade total
(Pt), microporosidade (micro) e macroporosidade (macro), em função dos cultivos de outono-
inverno e primavera, nas amostras coletadas após manejo das plantas de cobertura de
primavera, no terceiro ano do experimento. Dezembro/2008....................................................89
Tabela 20. Correlação entre os teores de carbono orgânico em diferentes frações e
propriedades físicas do solo, nas camadas de 0-5 e 5-10 cm de profundidade, em amostras de
solo coletadas 3 anos após início de diferentes rotações de culturas. Botucatu-SP...................92
Tabela 21. Análise de variância e produtividade média dos grãos de soja (kg ha
-1
) em função
dos cultivos de outono-inverno e primavera, nos anos agrícolas de 2006/2007, 2007/2008 e
2008/2009. Botucatu-SP..........................................................................................................111
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Temperaturas médias mensais e quantidade de chuvas durante a condução do
experimento.Botucatu-SP..........................................................................................................21
Figura 2. Resistência do solo à penetração (MPa) medida no campo e umidade gravimétrica
no momento do teste, nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 e 40-60 cm, por ocasião da
caracterização da área experimental. Março/2006.....................................................................24
Figura 3. Curvas características da água no solo por ocasião da caracterização da área, nas
profundidades de 0-5; 7,5-12,5; 15-20; 27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm............................................24
Figura 4. Variação do conteúdo volumétrico de água com a densidade do solo, para limites
críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC), resistência do solo à
penetração (RP) e ponto de murcha permanente (PMP), por ocasião da caracterização da área
experimental, nas camadas de 7,5-12,5 cm e 27,5-32,5 cm. IHO: intervalo hídrico ótimo.
Março/2006................................................................................................................................25
Figura 5. Esquema para determinação dos teores de carbono solúvel em água (Csol. H
2
O) e
carbono extraído em água quente (C
ext.
H
2
O quente).................................................................39
Figura 6. Densidade de comprimento radicular e matéria seca de raízes coletadas por ocasião
do manejo das espécies de cobertura conduzidas na primavera, nas diferentes rotações de
culturas, nos anos de 2006 (A), 2007 (B) e 2008 (C). B: braquiária; S:sorgo; B+S: braquiária +
sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.....................................................56
Figura 7. Densidade de comprimento radicular e matéria seca de raízes de soja em estágio R2
de desenvolvimento, nas diferentes rotações de culturas, nos anos de 2007 (A), 2008 (B) e
2009 (C). B: braquiária; S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M:
milheto; P: pousio......................................................................................................................60
xii
Figura 8. Teores de carbono orgânico solúvel em água, carbono orgânico extraído com água
quente e carbono da biomassa microbiana nas camadas de 0-5 e 5-10 cm, nas diferentes
rotações de culturas, após o manejo das plantas de cobertura conduzidas na primavera, no
terceiro ano do experimento. B: brachiaria ruziziensis; CC: cober crop; C: crotalária juncea;
M: milheto; P: pousio; S: sorgo.................................................................................................73
Figura 9. Curvas características da água no perfil do solo no primeiro ano do experimento, em
função de diferentes rotações de culturas. Dezembro/2006. B: braquiária; S:sorgo; B+S:
braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.................................96
Figura 10. Curvas características da água no perfil do solo no terceiro ano do experimento,
em função de diferentes rotações de culturas. Dezembro/2008. B: braquiária; S:sorgo; B+S:
braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.................................97
Figura 11. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para limites
críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC), resistência do solo à
penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha permanente (PMP), na camada de 7,5-12,5 cm,
três anos após diferentes rotações de culturas. IHO: intervalo hídrico ótimo.
Dezembro/2008........................................................................................................................102
Figura 12. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para limites
críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC), resistência do solo à
penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha permanente (PMP), na camada de 7,5-12,5 cm,
três anos após diferentes rotações de culturas. IHO: intervalo hídrico ótimo.
Dezembro/2008........................................................................................................................103
Figura 13. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para limites
críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC), resistência do solo à
penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha permanente (PMP), na camada de 27,5-32,5 cm,
três anos após diferentes rotações de culturas. IHO: intervalo hídrico ótimo.
Dezembro/2008........................................................................................................................104
xiii
Figura 14. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para limites
críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC), resistência do solo à
penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha permanente (PMP), na camada de 27,5-32,5 cm,
três anos após diferentes rotações de culturas. IHO: intervalo hídrico ótimo.
Dezembro/2008........................................................................................................................105
Figura 15. Densidade do solo crítica (IHO=0) nas camadas de 7,5-12,5 e 27,5-32,5 cm de
profundidade, no terceiro ano do experimento. B: brachiaria ruziziensis; CC: cober crop; C:
crotalária juncea; M: milheto; P: pousio; S: sorgo. Dezembro/2008.......................................106
xiv
LISTA DE APÊNDICES
Apêndice 1. Coeficientes de determinação e parâmetros calculados da curva característica da
água no solo, no primeiro ano do experimento, nas profundidades de 0-5; 7,5-12,5; 15-20;
27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm. Dezembro/2006.............................................................................138
Apêndice 2. Coeficientes de determinação e parâmetros calculados da curva característica da
água no solo, no terceiro ano do experimento, nas profundidades de 0-5; 7,5-12,5; 15-20; 27,5-
32,5 e 47,5-52,5 cm. Dezembro/2008......................................................................................140
Apêndice 3. Estimativa dos parâmetros de regressão para a resistência do solo à penetração
em função do conteúdo volumétrico da água e densidade do solo, no terceiro ano do
experimento (RP = dθ
v
e
Ds
f
). Dezembro/2008........................................................................142
Apêndice 4. Estimativa dos parâmetros de regressão para o conteúdo volumétrico de água no
solo em função da densidade e do potencial mátrico, no terceiro ano do experimento (θ
V
= exp
(a + b Ds) Ψ
c
. Dezembro/2008................................................................................................143
Apêndice 5. Valores de pH (A) e teores de H+Al (B), matéria orgânica (C), cálcio (D),
magnésio (E), potássio (F) e fósforo (G) no perfil do solo, após manejo das plantas de
cobertura conduzidas na primavera, no primeiro ano agrícola. Dezembro/2006. B: braquiária;
S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.......144
Apêndice 6. Valores de pH (A) e teores de H+Al (B), matéria orgânica (C), cálcio (D),
magnésio (E), potássio (F) e fósforo (G) no perfil do solo, após manejo das plantas de
cobertura conduzidas na primavera, no segundo ano agrícola. Dezembro/2007. B: braquiária;
S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.......145
xv
Apêndice 7. Valores de pH (A) e teores de H+Al (B), matéria orgânica (C), cálcio (D),
magnésio (E), potássio (F) e fósforo (G) no perfil do solo, após manejo das plantas de
cobertura conduzidas na primavera, no terceiro ano agrícola. Dezembro/2008. B: braquiária;
S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.......146
1
RESUMO
O manejo inadequado do solo ocasiona a formação de camadas
compactadas que prejudicam o desenvolvimento radicular das plantas, diminuindo a
disponibilidade de água e nutrientes, enquanto que o acúmulo de carbono pode melhorar a
qualidade do solo. Em sistemas com semeadura direta (SSD), com a menor mobilização do
solo, pode-se usar, em rotação, plantas com sistema radicular vigoroso, capaz de crescer em
condições adversas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a ação de espécies de cobertura,
gramíneas e uma leguminosa, em rotação com a cultura da soja, nos atributos físicos de um
Latossolo, no acúmulo de carbono, nas diferentes frações da matéria orgânica e na produção
da soja, em semeadura direta, ao longo de três anos. O experimento foi conduzido em um
Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa, na Fazenda Experimental Lageado,
Unesp/Botucatu, nos anos agrícolas de 2006/2007, 2007/2008 e 2008/2009. No outono-
inverno foram estabelecidas parcelas com braquiária (Brachiaria ruziziensis), sorgo granífero
(Sorghum bicolor) e sorgo consorciado com braquiária. Na primavera, foram cultivados, em
subparcelas, milheto (Pennisetum glaucum), cober crop [Sorghum bicolor (L.) Moench x
Sorghum sudanense Piper Stapf], crotalária (Crotalaria juncea) ou pousio. A soja foi cultivada
como safra de verão. Em março do primeiro ano foram retiradas amostras para caracterização
da área experimental. Após o manejo das espécies cultivadas na primavera, no primeiro e
terceiro ano, foram retiradas amostras indeformadas nas camadas de 0-5; 7,5-12,5; 15-20;
27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm para determinação da densidade do solo, porosidade e curva de
2
retenção de água no solo. Nas mesmas épocas, a estabilidade de agregados foi avaliada em
amostras coletadas nas camadas de 0-5 e 5-10 cm. No terceiro ano do experimento, o intervalo
hídrico ótimo (IHO) foi determinado nas profundidades de 7,5-12,5 e 27,5-32,5 cm. Assim
como para o IHO, as avaliações para caracterização da matéria orgânica foram realizadas
apenas no terceiro ano, nas profundidades de 0-5 e 5-10 cm. As raízes das plantas de cobertura
de primavera foram amostradas no dia anterior ao manejo químico, nos três anos agrícolas, nas
profundidades de 0-5; 5-10; 10-20; 20-40 e 40-60 cm. As raízes de soja foram coletadas nas
mesmas profundidades, quando a lavoura encontrava-se em estágio R2, nos três anos agrícolas.
A produtividade de grãos de sorgo safrinha e da soja safra também foi avaliada. As melhorias
proporcionadas pelas rotações de culturas nas propriedades físicas do solo se extendem para
camadas mais profundas com a sucessão dos cultivos. As espécies de cobertura conduzidas na
primavera apresentam efeitos mais rápidos e consistentes do que o cultivo de outono-inverno.
A produção de fitomassa e o crescimento vigoroso das raízes das espécies utilizadas em
rotação têm influência positiva na formação de macroagregados num solo com estrutura
degradada, com reflexos em outras características físicas do solo, como a porosidade e a
retenção de água. A rotação das culturas soja e crotalária, apesar da maior oferta de nitrogênio,
não acumula matéria orgânica no solo comparada ao uso só de gramíneas. O cultivo da
braquiária e das plantas de cobertura cober crop ou milheto tem efeito positivo nas frações de
carbono do solo. O IHO e a densidade do solo crítica na camada de 7,5-12,5 cm foram
influenciados somente pelo cultivo de primavera, de forma geral, na seguinte ordem: cober
crop = milheto > crotalária > pousio. A melhoria das condições físicas do Latossolo ocorre
com aportes de matéria seca, em média, menores do que os preconizados na literatura para
viabilizar o SSD. O fracionamento da matéria orgânica demonstra grande sensibilidade em
avaliar o efeito positivo do cultivo da braquiária e das plantas de cobertura nas frações de
carbono do solo, as quais atuam nas propriedades físicas do solo.
Palavras chave: Glycine max, intervalo hídrico ótimo, qualidade física do solo, carbono
orgânico, plantas de cobertura.
3
CROP ROTATION AND SOIL PHYSICAL PROPERTIES AND ORGANIC MATTER
OF AN OXISOL. Botucatu, 2010. 146p. Tese (Doutorado em Agronomia/Agricultura) –
Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita
Filho”.
Author: RODRIGO ARROYO GARCIA
Adviser: CIRO ANTONIO ROSOLEM
SUMMARY
Compacted layers resulting from inappropriate soil management may
impair root growth, thus decreasing water and nutrient acquisition by crops. Conversely, soil
quality is improved with soil carbon accumulation. In areas under no-till, crop rotation with
plants with vigorous root systems may alleviate soil compaction, as well as increase soil
carbon. In this experiment the effects of cover crops on soil physical properties, carbon
accumulation, organic matter quality and soybean production under no-till in a compacted soil
were studied for three years. The experiment was conducted on a clayey Rhodic Ferralsol,
Lageado Experimental Farm, Unesp/Botucatu, in 2006/2007, 2007/2008 and 2008/2009.
Congo grass (Brachiaria ruziziensis), grain sorghum (Sorghum bicolor) and a mix of both
were cropped during fall-winter. Then, in the spring, pear millet (Pennisetum glaucum), cober
crop [Sorghum bicolor (L.) Moench x Sorghum sudanense Piper Stapf] and indian hemp
(Crotalaria juncea) were cropped and a treatment under fallow was set on sub-plots. Soybean
was cropped as a summer crop. In March of the first year, samples were taken for
characterization of the area. Right after spring crops were chemically desiccated in 2006 and
2008, undisturbed soil samples were taken from the layers 0-5; 7.5-12.5; 15-20; 27.5-32.5 and
47.5-52.5 cm to determine bulk density, porosity and water retention curve. At the same time,
samples taken from the depths 0-5 and 5-10 cm were used to determine aggregate stability. In
the third year, least limiting water range (LLWR) was evaluated in the 7.5-12.5 and 27.5-32.5
cm soil layers. Organic matter characterization was done in the third year, in the depths of 0-5
and 5-10 cm. Roots of spring crops were sampled in the layers 0-5; 5-10; 10-20; 20-40 and 40-
60 cm, one day before chemical desiccation in all growing seasons. Soybean roots were
4
sampled in the same depths at R2 each year. Sorghum and soybean yields in winter and
summer, respectively, were also evaluated. Crop rotation improves soil physical properties
deeper in the profile as the experiment progressed. Cover crops grown in spring affect soil
properties faster and more consistently than species cropped in fall/winter. Phytomass
production and vigorous root growth of the species in rotation increase macro-aggregate
formation in a degraded soil. Hence, other physical attributes can be improved such as
porosity and water retention capacity. In soybean rotations including indian hemp, the higher
N supply does not increase soil organic matter accumulation as compared with grasses.
Cultivating congo grass and the cover crops cober crop or millet positively affects soil carbon
fractions. Both the least limiting water range and critical soil porosity in the depth 7.5-12.5 cm
are affected only by spring crops, according to the following order: cober crop = millet >
indian hemp > fallow. Physical attributes of the oxisol are improved by amounts of phytomass
lower than those reported in the literature as required for no tillage success. Organic matter
fractionation is very sensitive to detect positive effects of congo grass and other cover crops
on soil carbon fractions, which affect soil physical properties.
________________________________
Key words: Glycine max, least limiting water range, soil physical quality, organic carbon,
cover crops.
5
1. INTRODUÇÃO
O Sistema de Semeadura Direta (SSD) está consolidado em todas as
regiões agrícolas do Brasil, devido aos inúmeros benefícios econômicos e ambientais
proporcionados pelas suas práticas conservacionistas, podendo também influenciar
positivamente os atributos físicos, químicos e biológicos do solo. No entanto, a exploração
intensiva do solo, em condições inadequadas de umidade e com baixo aporte de resíduos
vegetais na superfície, acaba proporcionando camadas compactadas no solo, já que não há
revolvimento mecânico da camada superficial. Esse impedimento mecânico do solo influencia
negativamente o crescimento radicular das espécies cultivadas, assim como o armazenamento
de água disponível para as plantas, proporcionando quedas na produtividade, principalmente
em condições ambientais adversas.
A escolha de espécies vegetais na composição da rotação de culturas
com as espécies comerciais, é uma alternativa para manter ou melhorar a qualidade física do
solo, pelo uso de plantas com crescimento radicular volumoso e agressivo, além de elevada
produção de fitomassa da parte aérea. Desse modo não haveria a necessidade de revolvimento
mecânico do solo para descompactá-lo, sendo mantidos os benefícios oriundos do sistema de
semeadura direta, que visa manter o solo coberto ao longo do ano e sem revolvimento. As
raízes, após penetrarem em camadas compactadas do solo e sofrerem o processo de
decomposição, criam bioporos no perfil do solo, facilitando o crescimento de raízes das
culturas sucessoras assim como o movimento de água, ar e fertilizantes.
6
A matéria orgânica do solo, proveniente do crescimento radicular e do
constante aporte de palha na superfície do solo, tem papel fundamental na melhoria de suas
propriedades físicas, atuando na maior agregação. A partir de seu efeito sobre a agregação do
solo, indiretamente são afetadas as demais características físicas, como a densidade, a
porosidade, a aeração, a capacidade de retenção e a infiltração de água, entre outras, que são
fundamentais à capacidade produtiva do solo. A manutenção de resíduos vegetais na
superfície do solo também é de fundamental importância na capacidade do solo em receber
cargas sem sofrer deformação.
Assim, uma rotação de culturas adequada pode melhorar as
características físicas do solo e propiciar um ambiente mais favorável para o crescimento
radicular. Esses efeitos estão direta ou indiretamente ligados às modificações da matéria
orgânica do solo que, por sua vez, depende do aporte de carbono e nitrogênio no sistema.
Este trabalho teve como objetivo avaliar a ação de espécies de
cobertura, gramíneas e uma leguminosa, em rotação com a cultura da soja, nos atributos
físicos de um Latossolo, no acúmulo de carbono, nas diferentes frações da matéria orgânica e
na produtividade da soja, em semeadura direta, ao longo de três anos.
7
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Sistema de Semeadura Direta
Um dos maiores avanços no processo produtivo da agricultura
brasileira foi a introdução do Sistema de Semeadura Direta (SSD) no sul do Brasil, a partir do
início da década de 1970 (LOPES et al., 2004). Este sistema é caracterizado pelo não
revolvimento do solo, exceto nos sulcos de semeadura, e manutenção dos restos culturais
sobre a superfície do solo (AMARAL et al., 2004). Seu objetivo básico inicial foi controlar a
erosão hídrica. Em solos de igual declividade, o SSD pode reduzir em até 75% as perdas de
solo e em 20% as perdas de água, em relação às áreas onde há revolvimento do solo
(OLIVEIRA et al., 2002). Ainda quanto aos aspectos ambientais, o SSD tem recebido grande
atenção à maior capacidade desse sistema em armazenar carbono de forma mais estável no
solo, contribuindo na menor emissão de gases causadores do efeito estufa (ABDALLA et al.,
2010).
Atualmente, a área manejada sob esse sistema de cultivo é crescente,
sendo difundida em todas as regiões produtoras de grãos no Brasil. Tal sucesso do sistema
baseia-se nos inúmeros benefícios provenientes dessa prática conservacionista, como o menor
gasto com combustível, quando comparado ao excessivo consumo pelas máquinas agrícolas
no processo de revolvimento do solo em sistema convencional de cultivo (CAIRES, 2003). Os
efeitos de boas práticas conservacionistas, através do SSD, também podem ser constatados nas
8
propriedades físico-hídricas, químicas e biológicas do solo. Quanto aos atributos físico-
hídricos, destaca-se o maior armazenamento de água no perfil do solo (BENJAMIN et al.,
2003). Nos atributos químicos do solo, a reciclagem de nutrientes é intensa, diminuindo as
perdas por lixiviação (GARCIA et al., 2008; REDDY et al., 2009). Alterações provocadas
pelo plantio direto e sistemas de rotação de culturas podem afetar as populações de bactérias
fixadoras de N
2
e também de outros microrganismos do solo, dada a grande variação na
incorporação dos resíduos, afetando diretamente a mineralização da matéria orgânica do solo
(WANG et al., 2007; SIMMONS & COLEMAN, 2008;).
O sistema de produção integrado entre lavoura e pecuária é uma
atividade crescente, em grande parte, devido à maior demanda mundial por alimentos, sem que
haja abertura de novas fronteiras agrícolas. Portanto, através da recuperação de pastos
degradados pela agricultura, o SSD também vem ganhando espaço nessa modalidade de
produção. Além do mais, há um melhor aproveitamento das chuvas de verão pelas forrageiras
(BALBINOTI JUNIOR et al., 2009). O sistema integrado agrosilvipastoril, ou seja, com
produção de floresta, gado e lavoura, na mesma área de produção, segue mesma tendência,
devido à maior sustentabilidade do sistema quanto aos aspectos ambientais e maior
diversificação de atividades na propriedade (NEVES et al., 2004).
2.2. Compactação do solo
O termo compactação do solo refere-se ao processo que descreve o
decréscimo de volume ocupado por uma certa massa de solo não saturado quando uma
determinada pressão externa é aplicada, a qual pode ser causada pelo tráfego de máquinas
agrícolas, equipamentos de transporte ou animais (LIMA, 2004). Para a pedologia, a
compactação do solo é definida como uma alteração no arranjo de partículas constituintes do
solo (CAMARGO & ALLEONI, 1997). Em solos compactados, o desenvolvimento das
plantas é menor e isto tem sido atribuído ao impedimento mecânico ao crescimento radicular,
o qual resulta em menor volume de solo explorado, menor absorção de água e nutrientes e,
conseqüentemente, menor produção das culturas (KAISER et al., 2009).
O processo de compactação depende de fatores externos e internos.
Os fatores externos são caracterizados pelo tipo, intensidade e freqüência de carga aplicada,
9
enquanto que os fatores internos são: a umidade, textura, estrutura, densidade inicial do solo e
matéria orgânica (DIAS JUNIOR et al., 1999).
A gota de chuva é considerada uma fonte natural de compactação,
pois quando cai sobre o solo descoberto, poderá compactá-lo e desagregá-lo aos poucos. A
formação do selamento superficial deve-se a dois mecanismos: (1) fragmentação física dos
agregados do solo e seu adensamento; (2) dispersão físico-química e migração das partículas
de argila em profundidade, onde se alojam, obstruindo os poros (BORTOLOZZO & SANS,
2001).
Outra fonte de compactação do solo é o peso do veículo agindo sobre
a superfície do solo, o qual origina uma força externa que causa reorganização das suas
partículas, que passam a ocupar menor volume. Nos atuais sistemas de produção o trânsito de
máquinas é intenso, sendo que em alguns cultivos anuais são necessárias mais de 20
aplicações de agrotóxicos (SAXON et al, 1988). Além disso, a intensa mobilização dos solos
tropicais traz como conseqüência sua desagregação superficial, sujeita à formação de uma fina
crosta resultante da dispersão das partículas do solo, e ainda outra camada subsuperficial
compactada, resultante tanto da pressão exercida pelo peso dos implementos agrícolas, como
pela ação direta dos pneus. Esses efeitos são acentuados com baixo aporte de resíduos vegetais
na superfície do solo e em condições inadequadas de umidade, nas quais o solo apresenta
maior plasticidade (SWAN et al., 1987).
No sistema de integração lavoura pecuária também pode ocorrer
compactação das camadas superficiais do solo pelo pisoteio animal, principalmente quando o
pastejo é realizado em condições de alta umidade do solo (GUIMARÃES et al., 2009).
2.3. Efeito da compactação nas propriedades físicas do solo
2.3.1. Densidade do solo
A presença de uma estrutura maciça e adensada nas camadas
superficial e subsuperficial são comuns na maioria dos solos cultivados intensivamente, com
valores de densidade do solo (Ds) mais elevados e, aeração, penetração e proliferação de
raízes também prejudicadas. Assim, a Ds pode variar consideravelmente, dependendo da
10
textura, dos teores de M.O e da freqüência de cultivo (LIPIEC & HATANO, 2003). Para
solucionar o problema de altos valores de densidade, alguns agricultores têm utilizado a
subsolagem nas operações de preparo do solo para a semeadura, precedendo a outras
operações convencionalmente utilizadas com a finalidade de aliviar a compactação (CASTRO
FILHO et al., 1993).
Não existe consenso sobre o nível crítico da densidade do solo, ou
seja, o valor acima do qual o solo é considerado compactado. A Ds varia de acordo com as
características do solo, sendo que em solos argilosos varia de 1,0 a 1,45 Mg m
-3
para
condições de mata e muito compactados, respectivamente, e para solos arenosos apresentam
Ds variáveis entre 1,25 a 1,70 Mg m
-3
(TORRES & SARAIVA, 1999). Torres et al. (1998)
compararam o desempenho da soja em um Nitossolo Vermelho com diferentes níveis de
compactação na camada de 8 a 16 cm, e constataram que o efeito da compactação variou entre
os anos. Nos anos de melhor distribuição de chuvas, não ocorreu efeito da compactação sobre
a produtividade da soja. No entanto, nos anos mais secos o rendimento da soja foi afetado
entre valores de densidade do solo de 1,27 a 1,33 g dm
-3
.
2.3.2. Porosidade do solo
A porosidade do solo é uma propriedade física do solo que sofre
grandes alterações com a compactação. Pesquisas realizadas em várias regiões apontam
alterações significativas com a compactação no decréscimo da porosidade, da continuidade, do
número e tamanho dos poros, e da difusão de gases, com reduções significativas
principalmente no volume dos macroporos (NOVAK et al., 1992). Com relação à distribuição
e tamanho dos poros, a microporosidade é responsável pela capacidade de retenção de água e
solutos no solo, enquanto que a macroporosidade influencia diretamente a capacidade de
infiltração, a drenabilidade do solo e sua capacidade de aeração (ABID & LAL, 2008).
A redução da porosidade, e em especial da macroporosidade, dificulta
a infiltração de água, aumentando o escorrimento superficial e as perdas de água e de terra,
levando ao empobrecimento da fertilidade da camada arável. Assim, o crescimento superficial
das raízes em solo compactado, ou seja, confinada nos primeiros centímetros do perfil,
dificulta o abastecimento hídrico e nutricional das plantas (STEINHARDT, 1983; MORAES
11
et al., 1995), ocasionando perda de produtividade. Portanto, a compactação do solo tem seu
efeito na produtividade das culturas agravado em anos de baixos índices pluviométricos
(TORRES & SARAIVA, 1999). Segundo Hatano et al. (1988), existe uma estreita relação
entre porosidade do solo e crescimento radicular. Vomocil & Flocker (1966) sugerem uma
macroporosidade mínima ao redor de 0,10 m
3
m
-3
para o crescimento e o desenvolvimento
satisfatório das plantas.
No SSD, em geral, os solos apresentam após três a quatro anos,
maiores valores de densidade e microporosidade na camada superficial, e menores valores de
macroporosidade e porosidade total, quando comparado com o preparo convencional. Isto
ocorre, sobretudo pelo arranjamento natural do solo não mobilizado, e pela pressão provocada
pelo trânsito de máquinas e implementos agrícolas, em particular quando realizado em solos
argilosos e com teores elevados de umidade (SILVEIRA & STONE, 2003). No entanto, em
um estudo de longo prazo (20 anos), Siqueira et al. (2009) constataram valores de densidade e
porosidade do solo satisfatórios.
2.3.3. Estrutura do solo
Segundo Resende et al. (1995), a estrutura do solo pode ser definida
como sendo o arranjo das partículas, ou seja, das frações argila, silte e areia, tendo a M.O
papel fundamental nesse processo. Na avaliação da estrutura do solo, o fator primordial a ser
considerado diz respeito à estabilidade dos agregados, a qual é dependente das forças que
ligam as partículas e também, da natureza e magnitude das forças desagregantes aplicadas
nesta avaliação (BEARE & BRUCE, 1993).
Albuquerque et al. (1995) afirmam que dentre as propriedades físicas
do solo, a estrutura é uma das propriedades mais sensíveis ao manejo e sua qualidade pode ser
analisada segundo variáveis relacionadas com sua forma e com sua estabilidade. Um dos
efeitos da compactação é a modificação da estrutura do solo, podendo limitar a adsorção e a
absorção de nutrientes, a infiltração e a distribuição de água, resultando em problemas no
estabelecimento e no crescimento das raízes (FLOWERS & LAL, 1998; KLEIN et al., 1998;
IMHOFF, 2002). Richart et al. (2005) afirmaram que a estrutura do solo é modificada em
função da compactação, sendo que os macroagregados são destruídos e o solo apresenta
12
estrutura degradada, podendo impedir o crescimento de raízes e diminuir o volume de solo
explorado pelo sistema radicular.
Geralmente, as práticas de manejo têm maior impacto sobre os
agregados de solos arenosos do que de solos argilosos. Silva & Mielniczuk (1997) verificaram
redução do diâmetro médio ponderado (DMP) dos agregados de 71% num Argissolo
Vermelho (220 g kg
-1
de argila) e de 47% num Latossolo Roxo (680 g kg
-1
argila), quando
passaram de uma condição de campo nativo para preparo convencional com culturas anuais,
submetidos à aração e gradagem. Por outro lado, os mesmos autores verificaram aumento da
estabilidade de agregados em ambos os solos quando submetidos ao sistema de semeadura
direta. O DMP dos agregados passou de 0,61 mm, no Argissolo, e de 1,76 mm, no Latossolo,
em preparo convencional, para 0,91 e 1,90 mm, respectivamente, em plantio direto. Em
termos relativos, o aumento ocorrido na estabilidade de agregados do solo em plantio direto
foi de 49 e 8%, respectivamente, no Argissolo franco-arenoso e no Latossolo argiloso.
Segundo Dufranc et al. (2004), pode-se esperar baixa estabilidade de agregados em solos com
altos teores de areia fina, da mesma forma que se pode esperar alta estabilidade de agregados
em solos com alto teor de argila. Em contrapardida, Calonego & Rosolem (2008) observaram
forte influência do cultivo de plantas de cobertura na maior agregação de um Nitossolo
argiloso degradado.
2.3.4. Resistência à penetração
A resistência do solo à penetração é apontada como um dos fatores
limitantes ao desenvolvimento e estabelecimento das culturas, pois ela expressa o grau de
compactação do solo; varia com o tipo de solo e com a espécie cultivada. Alguns parâmetros
são importantes para a quantificação da resistência à penetração, tais como a densidade e o
conteúdo de água do solo (SILVA et al., 1994). A densidade apresenta uma relação direta com
a resistência (BORGES et al., 1999), enquanto que o conteúdo de água influência
negativamente a resistência (TORMENA et al., 1998; LEÃO et al., 2005).
Em áreas onde o sistema de semeadura direta é adotado, a ausência de
revolvimento tem provocado um aumento da densidade do solo que refletirá em maior
resistência à penetração (SILVA et al., 2000). Silva et al. (2004) observaram que a distribuição
13
da compactação do solo neste sistema ocorre de maneira sistemática, sendo maior nas laterais
da lavoura, diminuindo para o centro, em função do tráfego de máquinas.
Com relação aos níveis críticos de resistência, na literatura vários
valores são adotados, devido principalmente às variações quanto ao teor de água por ocasião
do teste além dos equipamentos utilizados não representarem fielmente o comportamento das
raízes em condições de solos compactados. Silva et al. (2002a) relatam que um valor de 2,0
MPa de resistência à penetração do solo têm sido associado a condições impeditivas para o
crescimento das raízes e da parte aérea das plantas.
De acordo com Dexter & Watts (2000), a compactação do solo é mais
prejudicial em solo seco, sendo que em condições de maior umidade pode haver crescimento
radicular em valores de resistência à penetração superiores a 4,0 MPa. Assim, como há
divergências na literatura quanto ao nível crítico de resistência à penetração, muitos
pesquisadores, utilizam o valor de 2,0 MPa como o limite crítico. Beutler & Centurion (2004),
objetivando avaliar o efeito da compactação do solo no desenvolvimento radicular e na
produtividade da soja em Latossolo Vermelho de textura média, verificaram que no maior
nível de resistência à penetração (camada de 0,0-0,20 m) ocorreram mudanças na distribuição
do sistema radicular e que houve aumento da espessura das raízes na camada mais compactada.
Também foi verificada maior produçao de raízes finas, estimulada pelo aumento da resistência
à penetração.
Segundo Marschner (1995), em solo compactado o número de
macroporos é reduzido e a densidade é maior, o que, em solo seco, resulta em maior
resistência física ao crescimento das raízes e em solo úmido, ocasiona falta de oxigênio para a
respiração das raízes.
2.4. IHO na avaliação da qualidade física do solo em SSD
Na literatura encontram-se trabalhos que evidenciam que os sistemas
de manejo que proporcionam menor valor de IHO expõem as culturas a uma freqüência maior
de situações de estresse por excesso ou falta de água, podendo afetar a produtividade das
culturas (KAY, 1990; SILVA & KAY, 1996; LAPEN et al., 2004; FREDDI et al., 2008;).
14
A tentativa de definição de limites críticos a partir dos quais ocorrem
danos no desenvolvimento das culturas é uma condição difícil de ser conseguida, pois os
fatores diretos que afetam o desenvolvimento das plantas (oxigênio, água, temperatura e
impedimento mecânico) não são influenciados apenas pela estrutura do solo (densidade do
solo, estado de agregação e porosidade), mas também pelas condições climáticas, que variam
de ano para ano (DEXTER, 1988).
Portanto, mantendo-se um solo com uma mesma densidade por longos
períodos, quando o ano for seco, o solo poderá ter maior resistência à penetração, menor
disponibilidade de água e maior disponibilidade de O
2
. No entanto, em condições de maior
umidade, a resistência à penetração poderá ser menor e a disponibilidade de água maior,
porém, a concentração de O
2
pode ser deficiente. Dessa forma, certa densidade do solo pode
ser crítica num ano e não no outro (TORRES & SARAIVA, 1999).
O reconhecimento dessas interações sugere que a avaliação da
qualidade física do solo deva ser feita por meio de parâmetros que integrem os atributos
físicos do solo relacionados com o crescimento das plantas, tendo a água como uma variável
de equilíbrio, amenizando ou agravando os efeitos da aeração e da resistência à penetração
(LETEY, 1985).
O crescimento das plantas é afetado quando alguns atributos físicos
do solo atingem valores-limite, como porosidade de aeração inferior a 10% (GRABLE &
SIEMER, 1968), resistência à penetração das raízes superior a 2 MPa (TAYLOR et al., 1966)
e quantidade de água no solo que não esteja entre a capacidade de campo e o ponto de murcha
permanente, ou seja, entre os potenciais de -0,01 MPa e -1,5 MPa, respectivamente (CASSEL
& NIELSEN, 1986). A interação entre esses atributos em uma única variável foi quantificada
por Silva et al. (1994) como “Least Limiting Water Range” que foi traduzido por Tormena et
al. (1998) como “Intervalo Hídrico Ótimo” (IHO). De acordo com os autores, o crescimento
das raízes é menos restrito dentro desse intervalo, que tem como limite superior o teor de água
no solo na condição de capacidade de campo (CC) ou o teor de água em que a porosidade de
aeração (PA) seja igual a 10%. Como limite inferior, pode-se ter o teor de água do solo na
condição de ponto de murcha permanente (PMP) ou o teor de água em que a resistência do
solo à penetração seja igual a 2,0 MPa.
15
O aumento da Ds do solo, por exemplo, afeta mais severamente os
teores de água para proporcionar PA e RP satisfatórias do que os teores de água na CC e no
PMP, indicando que o IHO é um parâmetro mais sensível às mudanças estruturais no solo que
a água disponível (SILVA et al., 1994; ZOU et al., 2000; BLAINSKI et al., 2009). Além do
mais, o PMP é uma característica intrínseca do solo, apresentando pouca variação em função
da maior compactação do solo (KLEIN et al., 2009).
Portanto, a água no solo necessária para que não ocorram limitações
ao crescimento vegetal, seja para atender as condições de água disponível ou a PA mínima e
também uma RP não impeditiva, variam com o estado de compactação do solo, que pode ser
medido por valores de densidade do solo (SILVA et al., 1994).
Diversos trabalhos apontam um IHO maior em sistemas com
revolvimento do solo, já que a macroporosidade e a resistência à penetração tornam-se
favoráveis após o revolvimento do solo. No entanto, essa condição é momentânea, e a
diminuição do IHO é rápida em função do aumento dos valores de densidade do solo. Em
contrapartida, em SSD consolidado, a maior estruturação do solo proporciona menores
variações do IHO em função do aumento da compactação, além de apresentar valor de
densidade do solo crítica maior (valor de Ds em que o IHO=0). Esse comportamento também
é comprovado em áreas de mata nativa (ARAUJO et al., 2004; LEÃO et al., 2006).
2.5. Uso de plantas de cobertura em SSD
No sistema convencional de preparo do solo há compactação
subsuperficial devido à carga aplicada ao longo dos anos pelos equipamentos de preparo do
solo (20-30 cm), ao passo que em SSD, a compactação ocorre nos primeiros centímetros do
perfil (5-15 cm), devido ao efeito cumulativo das pressões exercidas pelas máquinas
trafegando sobre o solo, além da acomodação natural das partículas, já que não há
revolvimento de solo (PEDROTTI et al., 2001). No caso do sistema de ILP, essa camada mais
compactada também localiza-se nos primeiros centímetros do perfil do solo, devido ao efeito
adicional da compactação pelo pisoteio animal em condições inadequadas de água no solo
(GUIMARÃES et al., 2009). Portanto, a camada compactada do solo sob SSD coincide com a
região de maior crescimento radicular das espécies cultivadas.
16
Como para a viabilidade do SSD objetiva-se a constante manutenção
de resíduos na superfície do solo, uma alternativa para melhora da qualidade física do solo
baseia-se na escolha de espécies que tenham sistema radicular vigoroso, com capacidade de
crescer em solos com alta resistência à penetração, criando poros por onde as raízes da cultura
subseqüente possam crescer (SILVA & ROSOLEM, 2001).
O aporte de matéria seca e conseqüentemente de M.O promovido
tanto pela parte aérea quanto radicular das plantas de cobertura, em SSD, atuam como agentes
agregantes das partículas individualizadas do solo, promovendo a formação de agregados mais
estáveis (CALONEGO & ROSOLEM, 2008), aumentando a porosidade do solo, a infiltração
e retenção de água e diminuindo a densidade e o escorrimento superficial. Os efeitos
diferenciados das plantas de cobertura quando comparados às culturas anuais, nas
propriedades químicas do solo, também são consideráveis, com destaque para a absorção de
nutrientes em camadas profundas do perfil do solo (GARCIA et al., 2008), velocidade de
liberação dos nutrientes dos resíduos vegetais (ROSOLEM et al., 2005), absorção de formas
pouco disponíveis e associações com microrganismos do solo (PAUL & CLARK, 1996).
As gramíneas, como braquiárias, milheto, sorgo, cober crop, capim pé
de galinha produzem um sistema radicular volumoso, com grande capacidade de explorar o
perfil do solo. Em contrapartida, espécies com sistema radicular pivotante, como o guandu,
crotalária e o nabo forrageiro, produzem menor quantidade de bioporos, apesar de possuírem
maior capacidade de romper camadas compactadas (FOLONI et al., 2006). No trabalho de
Calonego (2007), as plantas de cobertura apresentaram capacidade diferenciada quanto à
exploração do perfil de um solo argiloso e compactado.
Silva & Rosolem (2002) observaram que o aumento da densidade do
solo até 1,60 Mg m
-3
não impediu o crescimento radicular de aveia preta, guandu, milheto,
mucuna preta, soja, sorgo e tremoço. No entanto, a soja cultivada em seguida, não apresentou
crescimento radicular abaixo da camada compactada na densidade mais alta, mas, com relação
aos vasos deixados em pousio, o cultivo anterior de adubos verdes aumentou a produção de
matéria seca e o acúmulo de nutrientes na parte aérea das plantas de soja. Gonçalves et al.
(2006) compararam o crescimento radicular de amaranto, milheto ADR 500, capim pé-de-
galinha e kenaf, com camadas intermediárias de solo compactado, e observaram no momento
da desmontagem dos vasos que o milheto ADR 500 e o amaranto foram as espécies que se
17
destacaram na produção de massa seca da parte aérea e conseguiram desenvolver-se nas
camadas compactadas e abaixo delas.
2.6. Caracterização e influência da M.O em solo manejado em SSD
A matéria orgânica do solo engloba os resíduos vegetais em estágios
variados de decomposição, a biomassa microbiana, as raízes e a fração mais estável,
denominada húmus, as quais influenciam nas características químicas, físicas e biológicas do
solo (BRAGAGNOLO & MIELNICZUK, 1990). Por ter papel essencial na sustentabilidade
do sistema solo, o estoque do C orgânico total (COT) ou da matéria orgânica do solo, têm sido
utilizados como indicadores de sua qualidade. Recentemente, a determinação dessas
quantidades tem ganhado atenção devido ao solo incorporar C, e, conseqüentemente, diminuir
a emissão de gases causadores do efeito estufa (GULDE et al., 2008).
Porém, a dinâmica da matéria orgânica do solo ou o carbono orgânico
total têm mostrado baixa sensibilidade às mudanças promovidas pelos sistemas de manejo, o
que levou à utilização do estudo dos compartimentos do COT que são mais sensíveis ao
manejo do solo, como melhores indicadores dessa dinâmica (XAVIER et al., 2006; DOU et al.,
2008).
A biomassa microbiana do solo, a matéria orgânica mineralizável, o
carbono orgânico particulado, carbono dissolvido em água e extraído em água quente, têm
sido caracterizados como frações lábeis da matéria orgânica do solo e com maior sensibilidade
quanto à detecção do efeito de manejo na qualidade do solo (LADD et al., 1994). Essas
frações, em geral, apresentam tempo de residência menor no solo quando comparadas às
formas mais recalcitrantes, variando de semanas a anos (PAUL et al., 2001). Nesse sentido,
Conceição et al. (2005) avaliaram os compartimentos do COT e verificaram que o C orgânico
particulado (COP) foi mais sensível às alterações promovidas no solo por diferentes sistemas
de manejo.
O carbono contido nas diferentes frações do solo, separadas por
tamanho, também é um indicador do grau de proteção da matéria orgânica do solo, que está
menos suscetível ao ataque dos microrganismos, elevando os estoques de C no solo
(BALABANE & PLANTE, 2004).
18
A biomassa microbiana do solo é a fração viva da matéria orgânica,
sendo assim, responsável por processos bioquímicos e biológicos no solo e, por conseguinte,
sensivelmente influenciada pelas condições impostas pelo meio (DOU et al., 2008). Em áreas
com maior deposição de resíduos orgânicos no solo e com grande quantidade de raízes, ocorre
aumento populacional e da atividade da biomassa microbiana. A biomassa microbiana também
representa o compartimento central do ciclo do C no solo e pode funcionar como catalisador
na decomposição do C orgânico (CATTELAN & VIDOR, 1990).
Entre as características químicas afetadas pela matéria orgânica,
destacam-se a disponibilidade de nutrientes para as culturas, a CTC e a complexação de
elementos tóxicos e micronutrientes, fundamentais em solos tropicais, na sua maioria
altamente intemperizados e ácidos (FAGERIA & BALIGAR, 2008). Em relação à capacidade
de troca catiônica (CTC), a fração húmica da M.O apresenta em torno de 400-800 cmol
c
kg
-1
,
sendo bem superiores do que os constituintes minerais do solo.
A principal característica física do solo afetada pela matéria orgânica
é a agregação. A partir do seu efeito sobre a agregação do solo, indiretamente são afetadas as
demais propriedades físicas do solo, como a densidade, a porosidade, a aeração, a capacidade
de retenção e a infiltração de água, entre outras, que são fundamentais à capacidade produtiva
do solo (BAYER & MIELNICZUC, 2008).
Na formação e estabilização de agregados (microagregados) várias
formas de ligação ocorrem concomitantemente. As macromoléculas húmicas apresentam uma
grande quantidade de radicais orgânicos que interagem de forma distinta com a superfície do
mineral. Adicionalmente às ligações eletrostáticas e pontes de cátions, outras formas de
atração ocorrem, como pontes de hidrogênio e forças de van der Waals (BAYER &
MIELNICZUC, 2008). Outra categoria de compostos orgânicos importante na estabilização de
agregados (microagregados) são os polissacarídeos. Os polissacarídeos do solo são mucilagens
provenientes do metabolismo microbiano e da decomposição de raízes, resíduos vegetais e
animais e da exsudação radicular (GUERRA et al., 2008). No entanto, os polissacarídeos
provenientes do metabolismo microbiano apresentam maior efeito cimentante nos
microagregados do solo, devido ao maior peso molecular desses compostos provenientes do
metabolismo (GUERRA et al., 2008).
19
Em relação à estabilidade dos macroagregados, formados a partir da
união de microagregados, os componentes orgânicos mais importantes são as hifas de fungos e
uma fração da matéria orgânica com pequeno grau de decomposição, denominada de matéria
orgânica leve ou matéria orgânica particulada. Portanto, o efeito desses componentes acaba
sendo de caráter mecânico. No caso das hifas de fungos, por exemplo, os micélios distribuídos
por todo o solo contribuem para enlaçar e unir os microagregados (EASH et al., 1994).
De forma geral, os compostos orgânicos apresentam densidade
inferior aos constituintes minerais do solo, contribuindo para a diminuição da densidade do
solo através do incremento de carbono orgânico no solo. Além do mais, a porosidade inter e
intra- agregados é elevada, afetando positivamente a dinâmica de gases e água no solo
(BAYER & MIELNICZUC, 2008).
20
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Localização da área experimental e características climáticas da região
O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental Lageado da
Faculdade de Ciências Agronômicas/UNESP, em Botucatu-SP, nas safras agrícolas de
2006/2007, 2007/2008 e 2008/2009. A localização da área está definida pelas seguintes
coordenadas geográficas: latitude 22°49’S, longitude 48°25’W e altitude de 786 metros. O
clima da região, segundo classificação de Köppen, é do tipo Cwa, que significa clima
mesotérmico com inverno seco. A estação seca é bem definida e ocorre entre os meses de
maio a setembro. A precipitação média anual é de aproximadamente 1.514 mm, com
temperatura média do mês mais quente superior a 22 ºC e a do mês mais frio entre 3 e 18 ºC.
Na figura 1 estão apresentadas as quantidades de chuva e as temperaturas médias mensais nos
anos agrícolas de 2006/2007, 2007/2008 e 2008/2009, registradas pela estação agro-
metereológica localizada próxima à área experimental.
21
Figura 1
. Temperaturas médias mensais e quantidade de chuvas durante a
condução do experimento. Botucatu-SP.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Abr Mai Jun Jul Ago Set Out NovDez Jan Fev Mar
Chuva, mm
0
5
10
15
20
25
Temperatura, °C
Chuva, mm
Temperatura, °C
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Abr Mai Jun Jul Ago Set Out NovDez Jan Fev Mar
Chuva, mm
0
5
10
15
20
25
30
Temperatura, °C
Chuva, mm
Temperatura, °C
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Abr Mai Jun Jul Ago Set Out NovDez Jan Fev Mar
Chuva, mm
0
5
10
15
20
25
30
Temperatura, °C
Chuva, mm
Temperatura, °C
2006/2007
2007/2008
2008/2009
22
3.2. Características do solo, histórico e caracterização da área experimental
O solo da área experimental apresenta relevo suave ondulado e foi
classificado como Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa (EMBRAPA, 2006), e
pela classificação da FAO (2006), como Rhodic Ferralsol. A área vinha sendo cultivada por
sete anos, em Sistema de Seemadura Direta, com a rotação feijão/aveia-preta, sendo o feijão
como cultura de verão, e a aveia-preta cultivada no outono-inverno.
Em março de 2006, após a colheita do feijão e antes da demarcação
das parcelas experimentais, foram abertas quatro trincheiras em locais representativos,
escolhidos de maneira aleatória, para coleta de amostras deformadas nas profundidades 0-5, 5-
10, 10-20, 20-40 e 40-60 cm, e volumétricas nas profundidades 0-5, 7,5-12,5, 15-20, 27,5-32,5
e 47,5-52,5 cm. Para as amostras indeformadas, nas camadas de 0-5, 15-20 e 47,5-52,5 cm,
foram retirados dois anéis por profundidade, em cada trincheira. Para as camadas de 7,5 a 12,5
e 27,5 a 32,5 cm foram retiradas, além dos dois anéis, mais 8 anéis para determinação do
intervalo hídrico ótimo. As profundidades de 7,5-12,5, 15-20, 27,5-32,5 e 47,5-52,5 foram
obtidas por anéis volumétricos retirados no centro das camadas de 5-15, 10-25, 20-40 e 40-60
cm, respectivamente.
Nas amostras deformadas determinou-se a granulometria nas camadas
de 0-10, 10-20 e 20-40 cm, conforme procedimentos apresentados por Embrapa (1997), e
análises químicas de rotina para determinar a fertilidade no perfil do solo (0-5, 5-10, 10-20,
20-40 e 40-60 cm), de acordo Raij et al. (2001). Os dados referentes às análises
granulométricas e dos atributos químicos do perfil do solo estão apresentados nas tabelas 1 e 2,
respectivamente.
Nas amostras volumétricas avaliou-se a densidade do solo, a
macroporosidade, a microporosidade e a porosidade total do solo (EMBRAPA, 1997),
conforme dados apresentados na tabela 1.
Torrões de solo foram coletados nas camadas de 0-5 e 5-10 cm para
avaliação da estabilidade de agregados via úmida (KIEHL, 1979; EMBRAPA, 1997), sendo
determinados os parâmetros índice de estabilidade de agregados (IEA), diâmetro médio
ponderado (DMP), diâmetro médio geométrico (DMG) e proporção de agregados maiores que
2 mm (Tabela 1).
23
Granulometria
Areia Argila Silte
Profundidade (cm)
-------------------- g kg
-1
--------------------
Textura do solo
0-10 489 415 96 Argilosa
10-20 435 462 103 Argilosa
20-40 385 509 106 Argilosa
Estabilidade de agregados
DMP DMG Agregados > 2mm IEA
Profundidade (cm)
---------- mm ---------- -------------------%-----------------
0-5 2,75 2,35 65 87,4
5-10 2,57 2,18 54 85,0
Atributoss físicos do solo
Ds Pt Micro Macro
Profundidade (cm)
----Mg m
-3
---- ----------------------m
3
m
-3
----------------------
0-5 1,35 0,43 0,33 0,10
7,5-12,5 1,41 0,41 0,34 0,07
15-20 1,39 0,41 0,32 0,09
27,5-32,5 1,25 0,45 0,32 0,13
47,5-52,5 1,25 0,45 0,33 0,12
DMP: diâmetro médio ponderado; DMG: diâmetro médio geométrico; IEA: índice de estabilidade de agregados;
Ds: densidade do solo; Pt: porosidade total; Micro: microporosidade; Macro: macroporosidade.
Para detectar uma possível camada de impedimento físico ao
crescimento radicular, foi determinada a resistência mecânica à penetração (RP) ao longo do
perfil, com penetrógrafo eletrônico, com célula de carga, desenvolvido por Santos & Lanças
(1999). Um valor médio de RP foi obtido como resultado de 20 testes executados em pontos
escolhidos aleatoriamente, procurando representar toda a área experimental (Figura 2). O teor
pH M.O. P
resina
H+Al
K Ca Mg SB CTC V% Profundidade
(cm)
CaCl
2
g dm
-3
mg dm
-3
---------------------- mmol
c
dm
-3
--------------------
0-5 5,6 30 42 26 1,4 33 20 54 80 67
5-10 5,0 25 8 34 0,5 21 15 37 70 52
10-20 5,3 18 12 30 0,6 25 17 43 72 59
20-40 4,2 16 4 98 0,3 8 6 14 113 13
40-60 4,4 18 4 57 0,4 11 9 20 77 26
Tabela 1
. Análise granulométrica, estabilidade de agregados e atributos físicos no perfil do
solo, por ocasião da caracterização da área experimental. Março/2006.
Tabela 2
. Atributos químicos no perfil do solo, por ocasião da caracterização da área
experimental. Março/2006.
24
de água no perfil do solo também foi determinado por ocasião do teste de resistência à
penetração no campo (Figura 2). Nas amostras não deformadas com estrutura preservada
também foi determinada a curva de retenção de água no solo (Figura 3).
Figura 2
. Resistência do solo à penetração (MPa) medida no campo e umidade gravimétrica
no momento do teste, nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 e 40-60 cm, por
ocasião da caracterização da área experimental. Março/2006.
Figura 3
. Curvas características da água no solo por ocasião da caracterização da área, nas
profundidades de 0-5; 7,5-12,5; 15-20; 27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm. Março/2006.
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10
Resistência à penetração (MPa)
Profundidade (cm)
159 g kg
-1
(0-5 cm)
167 g kg
-1
(5-10 cm)
179 g kg
-1
(10-20 cm)
271 g kg
-1
(20-40 cm)
299 g kg
-1
(40-60 cm)
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
Potencial matricial (kPa)
Água no solo (m
3
m
-3
)
0-5 cm
7,5-12,5 cm
15-20 cm
27,5-32,5 cm
47,5-52,5 cm
0.1
1 10 100 1000
10000
25
O intervalo hídrico ótimo (IHO) foi delimitado com o método
proposto por Silva et al. (1994), em amostras volumétricas provenientes das profundidades de
7,5-12,5 e 27,5-32,5 cm (Figura 4).
Figura 4
. Variação do conteúdo volumétrico de água com a densidade do solo, para
limites críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC),
resistência do solo à penetração (RP) e ponto de murcha permanente (PMP),
por ocasião da caracterização da área experimental, nas camadas de 7,5-12,5
cm e 27,5-32,5 cm. IHO: intervalo hídrico ótimo. Março/2006.
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
27,5-32,5 cm
7,5-12,5 cm
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo, Mg m
-3
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
IHO
IHO
26
3.3. Tratamentos e delineamento do experimento
Os tratamentos foram constituídos pelo sorgo granífero (Sorghum
bicolor) e braquiária (Brachiaria ruziziensis) cultivado no outono-inverno, combinado com
espécies de cobertura: milheto (Penninsetum americanum (L.) Leek), crotalária juncea
(Crotalaria juncea L.), cober crop [Sorghum bicolor (L.) Moench x Sorghum sudanense Piper
Stapf] e pousio conduzidos na primavera, antecedendo a cultura de verão soja (Glycine max
(L.) Merril). Desse modo, a disposição dos tratamentos está apresentada na tabela 3.
Tratamentos Outono-inverno Primavera Verão
1 Braquiaria ruziziensis Cober crop Soja
2 Braquiaria ruziziensis Crotalária juncea Soja
3 Braquiaria ruziziensis Milheto Soja
4 Braquiaria ruziziensis Pousio Soja
5 Sorgo granífero Cober crop Soja
6 Sorgo granífero Crotalária juncea Soja
7 Sorgo granífero Milheto Soja
8 Sorgo granífero Pousio Soja
9 Sorgo + Brachiaria Cober crop Soja
10 Sorgo + Brachiaria Crotalária juncea Soja
11 Sorgo + Brachiaria Milheto Soja
12 Sorgo + Brachiaria Pousio Soja
O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com quatro
repetições em esquema de parcelas subdivididas. As parcelas foram cultivadas com braquiária,
sorgo e braquiária consorciada com sorgo. Nas subparcelas cultivou-se o milheto, o cober crop,
a crotalária juncea e o pousio. A soja foi cultivada como safra de verão em todas as parcelas.
A área foi dividida em quatro blocos com 49 m de comprimento por 21 m de largura, sendo
cada parcela com 49 m de comprimento por 5 m de largura. As subparcelas continham 10 m
de comprimento por 5 metros de largura, sendo a área útil constituída pela área central
desprezando-se 1 m de cada extremidade. As subparcelas foram separadas por uma distância
Tabela 3
. Espécies utilizadas na composição dos tratamentos conduzidos nos três anos
agrícolas do experimento. Botucatu-SP.
27
de 3 m no sentido da largura e por 3 m no sentido do comprimento. Houve também um
carreador de 4 m entre os blocos para facilitar o acesso com veículos. As dimensões das
parcelas e dos carreadores foram estipuladas para possibilitar as operações de pulverização.
3.4. Cultivo de outono-inverno no primeiro ano agrícola (Abril-Setembro/2006)
Em abril de 2006, após colheita do feijão cultivado na área e coleta de
amostras deformadas e não deformadas de solo para a caracterização inicial, foram
demarcados os blocos e as parcelas experimentais e, no dia 19/04/2006, foram semeadas as
culturas de braquiária, sorgo e ambas consorciadas.
Utilizou-se uma semeadora modelo Personale-DRILL-13 da empresa
Semeato, equipada com discos de corte de palha com 16" de diâmetro e com discos sulcadores
defasados (13” e 14” de diâmetro) para as sementes. As culturas foram semeadas com
espaçamento entrelinhas de 17 cm para a braquiária solteira e 51 cm no caso do sorgo solteiro
e consorciado com braquiária. As sementes de sorgo foram tratadas com os fungicidas
Carboxin – Thiram (200 mL 100 kg
-1
de sementes, do produto comercial Vitavax Thiram
SC
®
). Na semeadura da braquiária utilizaram-se 2,5 kg ha
-1
de sementes puras viáveis. O
sorgo foi semeado utilizando-se 10 kg ha
-1
de sementes. Não houve aplicação de adubo na
condução das culturas na entressafra. No caso das parcelas com sistema consorciado, as
sementes da braquiária foram depositadas na caixa de adubo da semeadora, sendo distribuídas
na mesma linha de semeadura do sorgo.
No dia 15/06/2006, fez-se uma pulverização com inseticida
Metamidofós (0,5 L ha
-1
do produto comercial Metamidofós Fersol 600
®
) para o controle de
lagarta no sorgo. A aplicação foi feita com pulverizador de barras, munidas com bicos tipo
leque, modelo 110-04, marca Tej-Jet, espaçados em 0,5 m, com pressão de trabalho de 50 lbf
cm
-2
. Todas as aplicações de defensivos foram realizadas com o mesmo pulverizador.
A colheita de grãos de outono-inverno foi efetuada no dia 11/09/2006.
Para a determinação da produtividade de grãos, foram colhidas, no caso do sorgo, em cada
parcela experimental, 3 linhas de 8 m de comprimento, com a colhedora de parcelas
automotriz da marca Wintersteiger SeedMech, modelo Nursery Master Elite. Para
determinação da produtividade de grãos o teor de água foi corrigido para 13%. Para a
28
braquiária foi determinada somente a massa da matéria seca, assim como nas parcelas com
cultivo de sorgo e sorgo consorciado com braquiária, que também tiveram a produção de
fitomassa determinada no mesmo dia da colheita de grãos. Com o intuito de determinar a
matéria seca da parte aérea das plantas cultivadas no outono-inverno, foram coletadas de cada
parcela 3 subamostras com quadros de madeira (0,5 x 0,5 m). As amostras de massa vegetal
foram desidratadas em estufa de aeração forçada a 60ºC por 72 horas.
3.5. Cultivo das espécies de cobertura no primeiro ano agrícola (Setembro-
Novembro/2006)
Logo após a colheita de outono-inverno e amostragens de matéria
seca, a área experimental foi manejada quimicamente com o herbicida pós-emergente não
seletivo Gliphosate (3,0 L ha
-1
do produto comercial Gliz
®
) mais 0,3 L ha
-1
de 2-4 D (DMA
®
).
Doze dias após esse manejo (26/09/2006), foram semeadas nas subparcelas as espécies de
cobertura: cober crop, crotalária e milheto. Utilizou-se a mesma semeadora descrita
anteriormente, com 13 linhas espaçadas em 17 cm. A semeadora foi regulada para uma
distribuição de 12 kg ha
-1
de sementes de cober crop e milheto e 25 kg ha
-1
de crotalária juncea.
As plantas foram cultivadas sem o fornecimento de fertilizantes e foram manejadas com
aplicação de defensivos para o controle de pragas e doenças. No caso das subparcelas
mantidas em pousio, aos 30 dias após a semeadura das espécies de cobertura, a área foi roçada
para não haver infestação de plantas daninhas no cultivo em sucessão. Esse manejo nas
subparcelas mantidas em pousio foi realizado nos três anos do experimento.
Aos 59 DAE (dias após a emergência) das espécies de cobertura, fez-
se a dessecação química das plantas com o herbicida pós-emergente não seletivo Gliphosate
(2,5 kg ha
-1
do produto comercial Roundup WG
®
). Após a dessecação não foi utilizado
manejo mecânico da palhada e os restos vegetais tiveram acamamento natural. Esse
procedimento foi adotado para minimizar a taxa de decomposição da cobertura sobre o solo.
Com o intuito de determinar a matéria seca da parte aérea produzida pelas plantas de cobertura,
cultivadas em sucessão às espécies de outono-inverno, foram coletadas de cada subparcela 3
subamostras com quadros de madeira (0,5 x 0,5 m), um dia antes da dessecação. As
29
subparcelas mantidas em pousio tiveram a produção de fitomassa considerada como nula nos
três anos de experimento.
3.6. Cultivo da soja no primeiro ano agrícola (2006/2007)
No dia 02/12/2006, semeou-se a soja (var. Embrapa 48), com linhas
espaçadas de 51 cm. Na semeadura da soja foram aplicados 350 kg ha
-1
do formulado 0-20-10.
A semeadura foi efetuada com distribuição de 18 sementes por metro (Germinação: 90%). As
sementes foram tratadas com os fungicidas 30 Carboxin – Thiram (200 mL para cada 100 kg
de sementes, do produto comercial Vitavax Thiram SC
®
), com os micronutrientes cobalto e
molibdênio (200 mL para cada 100 kg de sementes do produto comercial Profol – Cobol
®
) e
com inoculante (produto comercial Biomax
®
). No dia 18/12/2006, com a soja no estágio
vegetativo entre V2 e V3, segundo escala proposta por Fehr et al. (1971), fez-se a aplicação do
herbicida seletivo Cloransulam-Metil (47,6 g ha
-1
do produto comercial Pacto
®
) para o
controle de plantas daninhas de folhas largas. Após três dias dessa aplicação, fez-se uma nova
pulverização com herbicida para o controle de plantas daninhas de folhas estreitas, utilizando
o graminicida Haloxifop-R, Éster Metílico (400 mL ha
-1
do produto comercial Verdict R
®
).
Ainda com as plantas no estágio vegetativo, no dia 25/01/2006, foi aplicado o inseticida
Deltamethrin (0,75 L ha
-1
do produto comercial Decis 25CE
®
) para o controle de insetos
desfolhadores.
Em estágio R2, segundo escala proposta por Fehr et al. (1971), foram
coletados em cada unidade experimental os terceiros trifólios plenamente desenvolvidos a
partir do ápice das plantas, para determinação do estado nutricional. Essas amostras foram
desidratadas em estufa de aeração forçada a 60ºC por 72 horas, para determinação em
laboratório dos macronutrientes no tecido vegetal das plantas, seguindo metodologia descrita
por Malavolta et al. (1997). Os resultados obtidos (não apresentados) foram considerados
adequados para a cultura da soja (MALAVOLTA et al., 1997).
Na fase de enchimento de grãos da soja, no dia 01/03/2007, fez-se
outra pulverização com inseticida, utilizando Metamidofós (1,0 L ha
-1
do produto comercial
Metamidofós Fersol 600
®
) para controle do percevejo-verde (Nezara viridula) e da largarta-da
30
soja (Anticarsa gemmattalis). Aplicou-se, também, o fungicida Triazol (0,5 L ha
-1
do produto
comercial Folicur
®
) para controlar as doenças de final de ciclo e a ferrugem asiática.
No dia 08/04/2007, efetuou-se a colheita dos grãos com a colhedora
de parcelas descrita anteriormente (item 3.4), coletando-se as três linhas centrais, de 8 m de
comprimento, de cada subparcela. Para determinação da produtividade de grãos o teor de água
foi corrigido para 13%.
3.7. Cultivo de outono-inverno no segundo ano agrícola (Abril-Setembro/2007)
Dois dias antes da semeadura do segundo ano das culturas de outono-
inverno foi realizado manejo químico com o herbicida pós-emergente não seletivo Gliphosate
(1,0 kg ha
-1
do produto comercial Roundup WG
®
) mais 0,2 L ha
-1
de 2-4 D (DMA
®
). A
semeadura foi realizada no dia 11/04/2007. As sementes de sorgo foram tratadas com os
fungicidas Carboxin – Thiram (200 mL 100 kg
-1
de sementes, do produto comercial Vitavax
Thiram SC
®
). Os espaçamentos e quantidades de sementes utilizadas foram as mesmas do
primeiro ano de condução dessas espécies no outono-inverno. Não houve necessidade de
nenhum manejo químico durante a condução das culturas para controle de espécies daninhas,
pragas e doenças.
A colheita das culturas de outono-inverno foi efetuada no dia
19/09/2007. Para a determinação da produtividade de grãos, foram colhidas, no caso do sorgo,
em cada parcela experimental, 3 linhas de 8 m de comprimento. Para determinação da
produtividade de grãos o teor de água foi corrigido para 13%. Para a braquiária foi
determinada somente a massa da matéria seca, assim como nas parcelas com cultivo de sorgo
e sorgo consorciado com braquiária, que também tiveram a produção de fitomassa
determinada no mesmo dia da colheita de grãos. Com o intuito de determinar a matéria seca da
parte aérea das plantas cultivadas no outono-inverno, foram coletadas de cada parcela 3
subamostras com quadros de madeira (0,5 x 0,5 m). As amostras de massa vegetal foram
desidratadas em estufa de aeração forçada a 60ºC por 72 horas.
31
3.8. Cultivo das espécies de cobertura no segundo ano agrícola (Outubro-
Dezembro/2007)
Sete dias após a colheita de outono-inverno e as amostragens de
massa verde, a área experimental foi manejada quimicamente com o herbicida pós-emergente
não seletivo Gliphosate (2,0 L ha
-1
do produto comercial Gliz
®
) mais 0,5 L ha
-1
de 2-4 D
(DMA
®
). Em função do atraso das primeiras chuvas de primavera, a semeadura das espécies
de cobertura de solo só foi realizada no dia 20/10/2007, com espaçamento de 17 cm
entrelinhas. Assim como no primeiro ano, foram utilizados 12, 12 e 25 kg ha
-1
de sementes de
cober crop, milheto e crotalária, respectivamente. Novamente não foi adicionado fertilizante
no cultivo dessas espécies. Aos 46 DAE das espécies de cobertura, fez-se a dessecação
química das plantas com o herbicida pós-emergente não seletivo Gliphosate (2,5 kg ha
-1
do
produto comercial Roundup WG
®
).
Objetivando-se determinar a massa da matéria seca da parte aérea
produzida pelas plantas de cobertura, foram coletadas de cada subparcela 3 subamostras com
quadros de madeira (0,5 x 0,5 m), um dia antes da dessecação.
3.9. Cultivo da soja no segundo ano agrícola (2007/2008)
No dia 15/12/2007, semeou-se a soja (var. Embrapa 48), com linhas
espaçadas de 51 cm. Na semeadura da soja foram aplicados 400 kg ha
-1
do formulado 4-14-8.
A semeadura foi efetuada com distribuição de 18 sementes por metro (Germinação = 90%). As
sementes foram tratadas com os fungicidas 30 Carboxin – Thiram (200 mL para cada 100 kg
de sementes, do produto comercial Vitavax Thiram SC
®
), com os micronutrientes cobalto e
molibdênio (200 mL para cada 100 kg de sementes do produto comercial Profol – Cobol
®
) e
com inoculante (produto comercial Biosoja
®
). No dia 07/01/2008, com a soja no estágio
vegetativo V2, fez-se a aplicação do herbicida seletivo com nome comercial Cobra
®
(0,65 L
ha
-1
), com princípio ativo Lactofen, para o controle de plantas daninhas de folhas largas. Já no
dia 17/01/2008, fez-se uma pulverização com os produtos comerciais Metafós
®
(0,8 l ha
-1
), do
grupo químico Metamidofós, e Poast
®
(1,25 L ha
-1
), do grupo químico Oxima ciclohexano,
para controle de insetos desfolhadores e plantas invasoras de folha estreita, respectivamente.
32
Em estágio R2, foram coletados em cada unidade experimental os terceiros trifólios
plenamente desenvolvidos a partir do ápice das plantas, para determinação dos teores de
macronutrientes. Essas amostras foram desidratadas em estufa de aeração forçada a 60ºC por
72 horas, para determinação em laboratório seguindo metodologia descrita por Malavolta et al.
(1997), onde foram detectados níveis adequados dos macronutrientes para a cultura da soja
(MALAVOLTA et al., 1997).
A partir do florescimento da soja, foram realizadas três pulverizações
com intervalos de 20 dias, para prevenção da ferrugem asiática da soja, doenças de final de
ciclo e controle do percevejo-verde (Nezara viridula) e da lagarta da soja (Anticarsa
gemmattalis). As seguintes combinações comerciais de inseticidas e fungicidas foram
utilizadas: 0,4 L ha
-1
de Keschet
®
+ 0,6 L ha
-1
de Ópera
®
(Epoxiconazol); 0,8 L ha
-1
de
Metafós
®
(Metamidofós) + 0,3 L ha
-1
de Priori Xtra
®
(Estrobilurina) e 0,4 L ha
-1
de Keschet
®
+ 0,5 L ha
-1
de Rovral
®
(Dicarboxamina).
No dia 05/04/2008, efetuou-se a dessecação da soja com o intuito de
antecipar a colheita, com o uso de um desfolhante com nome comercial Finale
®
(Glufosinato
de amônio), na dose de 2 l ha
-1
. A colheita dos grãos foi realizada no dia 12/04/2008,
coletando-se mecanicamente as três linhas centrais, de 8 m de comprimento, de cada
subparcela. Para determinação da produtividade de grãos o teor de água foi corrigido para 13%.
3.10. Cultivo de outono-inverno no terceiro ano agrícola (Abril-Setembro/2008)
A semeadura das culturas de outono-inverno foi realizada no dia
20/04/2007. As sementes de sorgo foram tratadas com os fungicidas Carboxin – Thiram (200
mL 100 kg
-1
de sementes, do produto comercial Vitavax Thiram SC
®
). Na semeadura da
braquiária utilizaram-se 2,5 kg ha
-1
de sementes puras viáveis. O sorgo foi semeado
utilizando-se 10 kg ha
-1
de sementes. Os espaçamentos utilizados foram os mesmos dos dois
anos anteriores de condução dessas espécies na entressafra. No dia 25/05/2008, fez-se uma
pulverização com inseticida Metamidofós (0,5 L ha
-1
do produto comercial Metamidofós
Fersol 600
®
) para o controle de lagarta no sorgo.
A colheita das culturas de outono-inverno foi efetuada no dia
22/09/2007. Para a determinação da produtividade de grãos, foram colhidas, no caso do sorgo,
33
em cada parcela experimental, 3 linhas de 8 m de comprimento. Para determinação da
produtividade de grãos o teor de água foi corrigido para 13%. Para a braquiária foi
determinada somente a massa da matéria seca, assim como nas parcelas com cultivo de sorgo
e sorgo consorciado com braquiária, que também tiveram a produção de fitomassa
determinada no mesmo dia da colheita de grãos. Foram coletadas de cada subparcela 3
subamostras com quadros de madeira (0,5 x 0,5 m). As amostras de massa vegetal foram
desidratadas em estufa de aeração forçada a 60ºC por 72 horas e pesadas posteriormente.
3.11. Cultivo das espécies de cobertura no terceiro ano agrícola (Setembro-
Dezembro/2008)
Cinco dias após a colheita de inverno e as amostragens de biomassa, a
área experimental foi manejada quimicamente com o herbicida pós-emergente não seletivo
Gliphosate (2,0 L ha
-1
do produto comercial Gliz
®
) mais 0,4 L ha
-1
de 2-4 D (DMA
®
). Em
função da ocorrência das primeiras chuvas de primavera, a semeadura das espécies de
cobertura de solo foi realizada no dia 22/09/2007. Assim como nos anos anteriores, foram
utilizados 12, 12 e 25 kg ha
-1
de sementes de cober crop, milheto e crotalária, respectivamente.
Não foi adicionado fertilizante no cultivo dessas espécies.
Objetivando-se determinar a massa da matéria seca da parte aérea
produzida pelas plantas de cobertura, foram coletadas de cada subparcela 3 subamostras com
quadros de madeira (0,5 x 0,5 m), um dia antes da dessecação. No dia 5/12/2008 foi feito o
manejo químico das plantas, utilizando o herbicida pós-emergente não seletivo Gliphosate (2,5
kg ha
-1
do produto comercial Roundup WG
®
). Dois dias após o manejo químico a área foi
roçada devido à grande quantidade de fitomassa produzida pelas plantas. Esse procedimento
foi adotado para que se fosse possível a semeadura da soja em sucessão.
3.12. Cultivo da soja no terceiro ano agrícola (2008/2009)
No dia 11/12/2008, semeou-se a soja (var. Conquista), com linhas
espaçadas de 51 cm. Na semeadura da soja foram aplicados 350 kg ha
-1
do formulado 0-20-10.
A semeadura foi efetuada com distribuição de 17 sementes por metro (Germinação = 90%).
34
No terceiro ano de cultivo de soja não foi utilizada a variedade Embrapa 48, devido à presença
de cancro da haste na área experimental, no cultivo anterior dessa cultura granífera. As
sementes foram tratadas com os fungicidas 30 Carboxin – Thiram (200 mL para cada 100 kg
de sementes, do produto comercial Vitavax Thiram SC
®
), com os micronutrientes cobalto e
molibdênio (200 mL para cada 100 kg de sementes do produto comercial Profol – Cobol
®
) e
com inoculante (produto comercial Biosoja
®
). No dia 04/01/2009, com a soja no estágio
vegetativo V2, fez-se a aplicação do herbicida seletivo com nome comercial Cobra
®
(na dose
0,5 L ha
-1
), com princípio ativo Lactofen, para o controle de plantas daninhas de folhas largas.
Já no dia 17/01/2008, fez-se uma pulverização com os produtos comerciais Metafós
®
(0,8 L
ha
-1
), do grupo químico Metamidofós, e Poast
®
(1,5 L ha
-1
), do grupo químico Oxima
ciclohexano, para controle de insetos desfolhadores e plantas invasoras de folha estreita,
respectivamente. Em estágio R2, foram coletados em cada unidade experimental os terceiros
trifólios plenamente desenvolvidos a partir do ápice das plantas, para determinação dos teores
de macronutrientes. Essas amostras foram desidratadas em estufa de aeração forçada a 60ºC
por 72 horas, para determinação em laboratório seguindo metodologia descrita por Malavolta
et al. (1997), onde foram constatados teores adequados de macronutrientes (MALAVOLTA et
al., 1997).
A partir do estágio R2 da soja, foram realizadas três aplicações
espaçadas de 20 dias, para prevenção da ferrugem asiática da soja, doenças de final de ciclo e
controle da largarta da soja (Anticarsa gemmattalis) e percevejo marrom (Euschistus heroes).
As seguintes combinações comerciais de inseticidas e fungicidas foram utilizadas: 0,4 L ha
-1
de Keschet
®
+ 0,3 L ha
-1
de Priori Xtra
®
(Estrobilurina); 0,8 L ha
-1
Metafós
®
(Metamidofós) +
0,5 L ha
-1
de Ópera
®
(Epoxiconazol) e 0,4 L ha
-1
Keschet
®
+ 0,5 L ha
-1
de Rovral
®
(Dicarboxamina). A colheita dos grãos foi realizada no dia 19/04/2009, coletando-se
mecanicamente as três linhas centrais, de 8 m de comprimento, de cada subparcela. Para
determinação da produtividade de grãos o teor de água foi corrigido para 13%.
3.13. Coleta, preparo e avaliação das amostras de raízes
Foram coletadas amostras de raízes, tanto das espécies de cobertura
cultivadas na primavera como da soja, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 e 40-60
35
cm, nos três anos de condução do experimento. As raízes das plantas de cobertura foram
amostradas no dia anterior à dessecação química, ou seja, junto com as coletas de fitomassa da
parte aérea. As raízes foram amostradas na linha de semeadura, com quatro subamostras por
unidade experimental.
Quanto às raízes de soja, foram coletadas amostras na linha e na
entrelinha de semeadura, quando a cultura apresentava-se no estágio R2 de desenvolvimento.
As subamostras da linha e da entrelinha de semeadura foram misturadas para representar todo
o espaçamento entre fileiras. Dessa forma, foram retiradas 4 subamostras na entrelinha e
quatro na linha de semeadura, totalizando 8 subamostras para compor uma amostra composta.
Durante todas as amostragens do experimento, sempre se tomou o
devido cuidado para as amostras não serem retiradas em local onde já tinham sido abertas as
trincheiras para coleta de amostras indeformadas. Para amostrar raízes das camadas de 0-5, 5-
10 e 10-20 cm de profundidade, utilizou-se um trado do tipo caneca (haste de aço maciça com
700 mm de comprimento por 25 mm de diâmetro, acoplada a uma caneca coletora cilíndrica,
de aço, com 100 mm de comprimento por 80 mm de diâmetro interno). Para amostragem das
camadas de 20-40 e de 40-60 cm foi utilizado um tubo de aço com 900 mm de comprimento
por 70 mm de diâmetro, e com espessura de parede de 2 mm. Fez-se um corte oblongo nos
primeiros 20 cm do tubo de aço, desse modo seria mais fácil a retirada do solo + raízes
coletadas.
Após a coleta das amostras, as porções de solo contendo as raízes
foram acondicionadas em sacos plásticos, amarrados e congeladas a -2ºC, para em seguida
serem lavadas e analisadas. Após o descongelamento dos torrões, as amostras foram
despejadas em peneiras com malha de 1 mm e lavadas com jatos de água dirigidos para a
retirada de todo o solo das amostras.
Utilizou-se uma pinça para separar as raízes de impurezas, como
caules e folhas. Em seguida, as raízes, ainda contendo impurezas, foram colocadas em bacias
com água, para que os fragmentos mais leves flutuassem e com isso fossem facilmente
retirados com pequenas peneiras e uso da pinça. Para todas as amostras de raízes coletadas, o
mesmo operador ficou responsável pela lavagem das raízes, minimizando os erros. Em
seguida, as amostras foram acondicionadas em recipientes plásticos, submersas em solução
36
aquosa contendo 30 % de álcool etílico para aumentar o tempo de conservação, e armazenadas
sob refrigeração a 2ºC.
As amostras de raízes devidamente processadas e armazenadas foram
encaminhadas a um “scanner” de leitura ótica (modelo Scanjet 4C/T, marca HP), na resolução
de 250 dpi, e tiveram suas imagens digitalizadas e analisadas com o programa “Win Mac
Rhizo” versão 3.8-b (Regente Instrument Inc., Quebec, Canadá), para determinar a densidade
de comprimento radicular (cm de raiz por cm
3
de solo coletado), baseado no método de
Tennant (1975). Em seguida as amostras de raízes foram colocadas em sacos de papel e secas
em estufa de aeração forçada a 60ºC por 48h, para determinação da massa da matéria seca
produzida pelo sistema radicular em cada profundidade do perfil do solo.
3.14. Coleta, preparo e análise de amostras de terra para avaliação da fertilidade do
solo
Entre três e cinco dias após o manejo químico das espécies de
cobertura de primavera, foram coletadas amostras de solo para determinação da fertilidade do
solo, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 e 40-60, nos anos de 2006, 2007 e 2008.
Por ocasião da caracterização da área (Março/2006), as amostras foram retiradas das quatro
paredes das trincheiras já abertas para coleta de amostras não deformadas. Já para as coletas
após manejo químico das plantas de cobertura, nos anos de 2006, 2007 e 2008, essa
amostragem foi realizada de forma aleatória, com quatro subamostras por subparcela.
Para coletar terra das camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de
profundidade, utilizou-se um trado do tipo caneca (haste de aço maciça com 700 mm de
comprimento por 25 mm de diâmetro, acoplada a uma caneca coletora cilíndrica, de aço, com
100 mm de comprimento por 40 mm de diâmetro interno). Para amostragem das camadas de
20-40 e de 40-60 cm foi utilizado um tubo de aço com 900 mm de comprimento por 50 mm de
diâmetro. Fez-se um corte oblongo nos primeiros 20 cm do tubo de aço, desse modo seria mais
fácil a retirada do solo contido dentro do tubo.
Essas amostras foram colocadas em sacos plásticos identificados,
abertos e colocadas para secar ao ar. Após secagem, as amostras foram destorroadas e
passadas em peneira com malha de 2 mm, para serem submetidas às análises químicas e
37
determinados os valores de pH e teores de matéria orgânica, H+Al, P, Ca, Mg e K, seguindo
procedimentos propostos por Raij et al. (2001).
3.15. Determinação de frações lábeis de carbono orgânico
As determinações das frações lábeis de carbono orgânico (carbono
solúvel em água, carbono extraído em água quente e carbono da biomassa microbiana) foram
efetuadas apenas nas amostras de solo coletadas nas camadas de 0-5 e 5-10 cm, após o manejo
das plantas de cobertura em dezembro de 2008, no terceiro ano agrícola. Antes de todas as
análises para avaliação de carbono orgânico, testes preliminares foram realizados em algumas
amostras para verificar a presença da forma inorgânica, através do pré-tratamento com HCl
(0,5M), não sendo detectada a presença de carbono inorgânico. Essa avaliação foi conduzida
de acordo com metodologia proposta por Harris et al. (2001). Portanto, a leitura de carbono
total foi considerada como carbono orgânico. As análises das frações lábeis de carbono
orgânico foram conduzidas no Tropical Research and Education Center, University of Florida.
3.15.1. Carbono da biomassa microbiana
A determinação do carbono da biomassa microbiana (CBM) foi
realizada de acordo com Vance et al. (1987). Cada amostra foi trabalhada em triplicata para
aumentar a precisão dos resultados obtidos no laboratório. Antes de iniciar as análises, as
amostras foram incubadas por sete dias com o teor de água a 80% da capacidade de campo.
As amostras foram divididas em 3 subamostras, sendo uma para
fumigação seguida de extração, outra para extração sem fumigação e uma sub-amostra para
determinação da umidade do solo (em estufa à 105-110ºC por 24h). Os valores da biomassa
microbiana do solo foram corrigidos, tendo como base o solo seco à 105-110ºC.
Acondicionaram-se 20g de terra em frascos com capacidade para 150
ml, que foram transferidos para dessecador, juntamente com um frasco contendo 20 ml de
CHCl
3
isento de etanol, permanecendo sob fumigação em sala de incubação mantida no escuro,
com temperatura controlada (28ºC), por 24h. As amostras sem fumigação sofreram os mesmos
procedimentos, mas sem a presença de CHCl
3.
Logo após, o CHCl
3
foi removido por
38
aspirações sucessivas. Em seguida, acrescentou-se nas amostras 80 ml de K
2
SO
4
(0,5 mol L
-1
)
com o pH ajustado na faixa de 6,5 a 6,8, procedendo-se a extração em agitador com
movimento circular horizontal à 220 rpm por 30min. A solução foi filtrada para determinação
dos teores de carbono. O carbono contido nos extratos de sulfato de potássio, com e sem
fumigação, foram determinados por um analisador Liqui-TOC (Elementar Analysensysteme,
Germany).
O cálculo da CBM é dado pela fórmula:
CBM (mg kg
-1
) = FC . kc
-1
(equação 1),
Sendo: CBM = carbono da biomassa microbiana do solo em mg de C por kg de terra; FC =
diferença entre a quantidade de C (mg kg
-1
) recuperada no extrato da amostra fumigada e a
recuperada na amostra não fumigada; kc = fator de correção.
O fator de correção (kc) em situações que exijam maior exatidão deve
ser calculado para cada tipo de solo. Como para os solos do Brasil o fator ainda não foi
determinado, pode-se utilizar o valor 0,33 preconizado por Sparling & West (1988), a fim de
expressar a fração do C microbiano recuperado após o processo de fumigação- extração. As
análises do carbono da biomassa microbiana foram conduzidas no Tropical Research and
Education Center, University of Florida.
3.15.2. Carbono solúvel em água e extraído em água quente
As determinações dessas frações foram seqüenciais de acordo com o
trabalho de Ghani et al. (2003) e esquematizada conforme a figura 5. O carbono contido nos
extratos após centrifugação e filtragem foi determinado por um analisador Liqui-TOC
(Elementar Analysensysteme, Germany). As análises de carbono solúvel em água e extraído
em água quente foram conduzidas no Tropical Research and Education Center, University of
Florida.
39
3.16. Determinação de carbono orgânico particulado e associado aos minerais
As determinações de carbono orgânico particulado, associado aos
minerais e total, foram efetuadas apenas nas amostras de solo coletadas nas camadas de 0-5 e
5-10 cm, após o manejo das plantas de cobertura em dezembro de 2008, no terceiro ano
agrícola.
O fracionamento físico da matéria orgânica foi realizado segundo
Cambardella & Elliot (1992), sendo os procedimentos assim descritos brevemente: foram
pesados 20 g de solo, colocados em frascos do tipo “snap-cap” de 180 mL e adicionados 80
3g de solo
Adição de 30 ml de água
30 min. de extração em 30
rpm a 20°C
Centrifugação em 3000
rpm
Filtragem
sobrenadante
Análise C
sol.
H
2
O
Adição de 30 ml de água
nos sedimentos
16 horas de extração em
30 rpm a 80°C
Centrifugação em 3000
rpm
Filtragem
sobrenadante
Análise C
ext
H
2
O
quente
Figura 5
. Esquema para determinação dos teores de carbono solúvel em água
(Csol. H
2
O) e carbono extraído em água quente (C
ext.
H
2
O quente).
40
mL de solução dispersante de hexametafosfato de sódio (5 g L
-1
); as amostras foram então
agitadas por 15 h em agitador horizontal; posteriormente, a suspensão foi passada em peneira
de 0,053 mm com auxílio de jato de água, sendo o material retido na peneira seco em estufa a
50ºC até massa constante; depois de mensurada a massa, o material foi moído em gral de
porcelana e, posteriormente, teve o seu teor de C orgânico determinado, sendo este
considerado o C orgânico particulado (COP); o C orgânico associado aos minerais (CAM) foi
calculado pela diferença entre o carbono orgânico total (COT) e o COP. As amostras tiveram
os teores de carbono total determinadas via combustão seca por um analisador C/H/N/S
(Elementar Analysensysteme, Germany). As análises de carbono orgânico particulado e
associado aos minerais foram conduzidas no Tropical Research and Education Center,
University of Florida.
3.17. Coleta, preparo e determinação de carbono orgânico em diferentes frações
separadas por classes de tamanho
As determinações de carbono orgânico nas diferentes frações,
separadas por tamanho, foram realizadas apenas nas amostras de solo coletadas nas camadas
de 0-5 e 5-10 cm, após o manejo das plantas de cobertura em dezembro de 2008, no terceiro
ano agrícola.
No perfil exposto pelas trincheiras abertas no terceiro ano, foram
retirados, com o auxílio de espátula, torrões de solo com dimensões aproximadas de 5 cm de
altura por 10 cm de comprimento e 10 cm de largura, nas profundidades de 0-5 e 5-10 cm. As
amostras foram acondicionadas em sacos plásticos e posteriormente pré-selecionadas em um
jogo de peneiras sobrepostas, tendo as peneiras superior e inferior malhas de 8 e 4 mm
respectivamente. Para a separação das diferentes frações, utilizou-se a porção que passou pela
malha de 8 mm e ficou retida na de 4 mm.
Adiante, também serão detalhados os procedimentos para avaliação da
estabilidade de agregados (DMP, DMG, IEA), por ocasião da caracterização da área
experimental e após manejo das plantas de cobertura, no primeiro e terceiro anos agrícolas.
A distribuição de tamanho de agregados via úmida foi determinada
seguindo os procedimentos propostos por Elliot (1986). As análises foram feitas em duplicata,
41
onde 40g de solo seco ao ar (passado em peneira de 4 mm) foram colocados na superfície de
um conjunto de peneiras (2; 0,25 e 0,05 mm), as quais foram submersas em água deionizada
por 5 min para permitir a saturação dos agregados. A seguir, o conjunto de peneiras sofreu 25
oscilações verticais por minuto em água destilada em uma amplitude vertical de 3 cm. O
material retido em cada peneira foi vagarosamente lavado e colocado em recipientes de
alumínio. A fração menor que 0,05 mm foi coletada após centrifugação por 5 min em 4000
rpm e então transferida para os recipientes de alumínio. Este procedimento resultou nas
seguintes frações: >2 mm (macroagregados grandes), 0,25-2 mm (macroagregados pequenos),
0,25-0,05 mm (microagregados) e < 0,05 mm (fração silte + argila). Todas as frações foram
secas a 60 °C por 48 horas e pesadas. Cada fração de agregados foi expressa por porcentagem
em relação ao peso total do solo.
Os conteúdos de areia nas frações >0,05 mm foram determinados pela
dispersão de uma subamostra de cada fração em uma solução de hexametafosfato de sódio (5
g L
-1
). Essas subamostras foram agitadas por 18 horas, seguidas por novo peneiramento na
mesma malha na qual os agregados foram obtidos (SIX et al., 2002). A areia remanescente foi
seca e pesada.
Os teores de carbono orgânico (g kg
-1
) de agregados livres de areia
foram calculados de acordo com a equação:
COS livre de areia
fração
= ___(COS)
fração___
(equação 2),
(1- (porção areia))
fração
Sendo: COS= carbono orgânico do solo
Os conteúdos de carbono orgânico dos agregados, em g kg
-1
de solo,
foram calculados pela multiplicação dos teores de carbono livres de areia em cada fração pela
proporção da massa de solo em de cada fração de agregado. As amostras tiveram os teores de
carbono total determinadas via combustão seca por um analizador C/H/N/S (Elementar
Analysensysteme, Germany). As análises de carbono orgânico nas diferentes classes separadas
por tamanho foram conduzidas no Tropical Research and Education Center, University of
Florida.
42
3.18. Coleta, preparo e análise da estabilidade de agregados do solo
No perfil exposto pelas trincheiras abertas na caracterização da área e
após o manejo químico das espécies de primavera no primeiro (2006) e terceiro (2008) anos,
foram retirados, com o auxílio de espátula, torrões de solo com dimensões aproximadas de 5
cm de altura por 15 cm de comprimento e 10 cm de largura, nas profundidades de 0-5 e 5-10
cm. As amostras foram acondicionadas em sacos plásticos e posteriormente pré-selecionadas
em um jogo de peneiras sobrepostas, tendo as peneiras superior e inferior malhas de 8 e 4 mm,
respectivamente. Para a avaliação da estabilidade dos agregados utilizou-se a porção que
passou pela malha de 8 mm e ficou retida na de 4 mm.
Os agregados do solo pré-selecionados foram avaliados quanto à
estabilidade de agregados via úmida, conforme Kemper & Chepil (1965), utilizando o
aparelho de oscilação vertical (YODER, 1936). O aparelho movimenta verticalmente 4
conjuntos de peneiras imersos em água apresenta um motor elétrico acoplado a um redutor de
velocidade, tendo uma polia com eixo excêntrico, com 30 ciclos por minuto (MULLER, 2002).
Ligado ao eixo excêntrico há uma haste vertical com a função de sustentar quatro jogos de
peneira e de mergulhar cada jogo em um tanque contendo água. Os jogos de peneiras são
ajustados de tal forma que, quando ocorrer a oscilação vertical (3,5 cm), a amostra de solo
depositada inicialmente no tamis superior mergulhe totalmente e depois suba até aflorar no
nível da água.
Cada conjunto foi composto por 5 peneiras com as seguintes malhas:
2,0, 1,0, 0,5, 0,25 e 0,105 mm. Duas subamostras de 25 gramas foram retiradas de cada
amostra, uma para o tamisamento e uma para determinar o teor de água do solo no momento
da avaliação. As amostras para tamisamento, após serem pesadas, foram umedecidas
levemente por meio de um borrifador de água. Esperou-se 10 minutos para que a umidade
dentro dos agregados fosse uniformizada, e em seguida depositou-se as amostras na peneira
superior do conjunto (malha de 2 mm). O tamisamento mecânico em água foi realizado por 15
minutos. Após esse tempo de peneiramento, supõe-se que os falsos agregados se desfaçam
inteiramente e que os agregados verdadeiros vão passando para as peneiras inferiores onde
serão retidos pelas malhas menores que suas dimensões. Finalmente, o material contido em
cada peneira foi passado para potes de alumínio, com ajuda de jatos de água, levado para secar
43
em estufa a 105-110ºC por 48h, e pesado em balança com precisão de centésimo de grama.
Uma sexta classe de agregados foi considerada como agregados menores que 0,105 mm, pela
diferença entre massa de solo inicial e o somatório de solo retido em cada peneira.
Obtido o peso de solo seco de cada classe de agregados, bem como o
peso seco total das amostras, por meio da determinação do teor de água do solo, os valores de
DMP (diâmetro médio ponderado) e DMG (diâmetro médio geométrico) foram determinados.
Calculou-se, também, o índice de estabilidade dos agregados (IEA) (CASTRO FILHO et al.,
1998). Quanto maior for a porcentagem de agregados grandes, retidos nas peneiras com
malhas maiores, maior será o DMP. O DMG representa uma estimativa da classe de agregados
de maior ocorrência. O IEA representa a medida de agregação total do solo e não considera a
distribuição por classe de agregados. Quanto maior a quantidade de agregados menores que
0,105 mm, menor será o IEA. Essas propriedades foram calculadas por meio das seguintes
equações:
DMP= ∑
n
i=1
(xi . wi) (equação 3),
Sendo: xi = diâmetro médio das classes; wi = proporção de cada classe em relação ao total.
DMG= exp∑
n
i=1
wp . log xi (equação 4),
∑
n
i=1
wi
Sendo: wp = peso dos agregados de cada classe (g).
IEA = ((peso da amostra seca – wp25)/peso da amostra seca) . 100 (equação 5),
Sendo: wp25 = peso dos agregados menores que 0,25 mm.
3.19. Coleta e preparo das amostras com estrutura preservada
Para determinar a densidade do solo, a macro e a microporosidade, a
porosidade total e a curva característica da água do solo, foram coletadas amostras
indeformadas de solo, por meio de anéis volumétricos de inox com 5,0 cm de altura por 4,8
cm de diâmetro interno, nas camadas de 0-5; 7,5-12,5 (cento da camada de 5-15 cm); 15-20
44
(cento da camada de 10-25 cm); 27,5-32,5 (cento da camada de 20-40 cm) e 47,5-52,5 cm
(cento da camada de 40-60 cm), sendo duas amostras por profundidade. Utilizou-se um
suporte de aço para os anéis (“castelinho”) e marreta de 1 kg. As amostras foram retiradas
antes de iniciar o experimento (Março/2006), para caracterização da área, e após o manejo das
espécies de cobertura nos anos de 2006 e 2008. Foram abertas trincheiras com dimensões
aproximadas de 40 cm de largura por 60 cm de comprimento e 60 cm de profundidade. Ao
fechar as trincheiras, uma estaca foi fixada no centro da trincheira para evitar a realização de
novas amostragens no mesmo local. Após a coleta das amostras, ainda no campo, foi retirado
o excesso de solo dos bordos dos anéis, com o auxílio de um estilete. Em seguida, os anéis
volumétricos foram vedados com tampas plásticas para evitar possíveis danos e deformações,
e armazenados em refrigerador a 2ºC, até serem processados.
Para determinar o intervalo hídrico ótimo (IHO), foram utilizadas 8
amostras por camada de amostragem, nas profundidades de 7,5-12,5 e de 27,5-32,5 cm. No
entanto, o IHO só foi determinado na caracterização da área experimental e nas amostras
coletadas após manejo das plantas de cobertura no terceiro ano agrícola. Portanto, na
caracterização do experimento e no terceiro ano agrícola foram retiradas 24 amostras por
trincheira, e no segundo ano do experimento, em que não houve determinação do IHO, foram
retiradas 10 amostras por trincheira, sendo duas para cada profundidade, para determinação da
curva de retenção de água.
3.19.1. Determinação da curva de retenção da água no solo, densidade e porosidade
do solo
Para determinar a curva característica da água no solo (CRA), a
densidade (Ds), a macroporosidade (Mp), a microporosidade (mp) e a porosidade total do solo
(Pt), foram utilizados os métodos descritos em Embrapa (1997). As amostras coletadas com
estrutura preservada foram saturadas em bandejas plásticas com água ao redor de 2/3 da altura
dos anéis. Para evitar perda de solo, foi colocado um tecido de poliester, que permite apenas a
passagem de água, no fundo de cada anel e fixado com elástico de borracha.
Após 72 horas de imersão das amostras, e com todos os poros do solo
ocupados pela água, iniciou-se a drenagem das amostras, submetendo-as às tensões de 0,002;
45
0,004; 0,006; 0,01; 0,033; 0,1; 0,5 e 1,5 MPa, também representados por 2; 4; 6; 10; 33; 100;
500 e 1500 kPa, respectivamente. Para obtenção dos potenciais matriciais (Ym) de -0,002, -
0,004 e -0,006 MPa utilizou-se mesa de tensão adaptada de Kiehl (1979). Os potenciais
mátricos de -0,01, -0,033, -0,1, -0,5 e de -1,5 MPa, ou seja, com as maiores tensões aplicadas,
foram obtidas pelo posicionamento das amostras sobre placas porosas em câmaras de Richards
(KLUTE, 1986). A extração de água das amostras nas câmaras de Richards foi realizada por
meio de compressor com capacidade para 20 bars.
A água retida no solo em cada potencial foi determinada pesando as
amostras no ponto de saturação, ou seja, no ponto de maior Ψm (Ψm = 0) e após aplicação de
cada tensão. Após extração de água com tensão de 1,5 MPa e pesagem, as amostras foram
colocadas para secar a 105-110 ºC, por 48 horas, em estufa com aeração forçada para, em
seguida, serem determinados os pesos secos das amostras com volume de solo conhecido.
Com a umidade volumétrica obtida em cada potencial matricial, a
curva de retenção foi determinada por meio de ajuste dos dados originais, utilizando a função
(equação 6) proposta por Genuchten (1980), e o software SWRC, desenvolvido por Dourado
Neto et al. (1990). A equação considera o potencial mátrico (Ψ), como variável independente
e a umidade volumétrica (θ), como variável dependente.
θ
θθ
θ
V
= θ
θθ
θr + ((θ
θθ
θs - θ
θθ
θr) / (1 + (αΨ
αΨαΨ
αΨ)
n
)
m
) (equação 6),
Sendo: θ
V
= umidade volumétrica do solo em cada potencial matricial (m
3
m
-3
); θ
r
= umidade
volumétrica do solo no potencial matricial de 1,5 MPa (m
3
m
-3
) ; θ
s
= umidade volumétrica do
solo saturado (m
3
m
-3
); Ψ
= potencial matricial (MPa); α, n, m = coeficientes da equação.
Pela diferença obtida da massa das amostras saturadas com água e
secas a 105-110 ºC, e com o volume conhecido dos anéis volumétricos, a porosidade total foi
determinada (EMBRAPA, 1997) e expressa em m
3
m
-3
.
Com o objetivo de determinar a densidade do solo, a massa das
amostras secas a 105-110ºC foi dividida pelo volume do anel volumétrico (BLAKE &
HARTGE, 1986), e os resultados apresentados em Mg m
-3
.
46
A microporosidade (mp) e a macroporosidade (Mp), expressas em m
3
m
-3
, foram determinadas utilizando o teor de água retida nas amostras submetidas à tensão de
0,006 MPa, considerando que essa tensão é suficiente para retirar toda a água retida nos
macroporos. A água restante retida a maiores tensões representa o volume de microporos
(EMBRAPA, 1997). Portanto, conhecendo a porosidade total e a microporosidade foi possível
calcular a macroporosidade (porosidade total = macro + microporos).
3.19.2. Determinação do intervalo hídrico ótimo (IHO)
A determinação do IHO foi conforme descrito em Silva et al. (1994),
sendo calculado um valor de IHO para cada amostra coletada, em função da densidade do solo.
Considerando valores que não sejam restritivos ao crescimento das plantas, valores críticos de
umidade do solo foram associados quanto ao potencial mátrico, resistência do solo à
penetração e porosidade de aeração, representados, respectivamente, pelo teor de água na
capacidade de campo, ou teor de água do solo no potencial matricial de –0,01 MPa (θ
cc
)
(HAISE et al., 1955); pelo teor de água no ponto de murcha permanente, ou teor de água do
solo no potencial de –1,5 MPa (θ
PMP
) (RICHARDS, 1965); pelo teor de água do solo em que a
resistência à penetração (θ
RP
) atinge 2 MPa (TAYLOR et al., 1966); e pelo teor de água do
solo em que a porosidade de aeração (θ
PA
) seja de 10% (GRABLE & SIEMER, 1968).
No laboratório, as amostras foram devidamente preparadas e saturadas
com água em uma bandeja, contendo uma lâmina de água cobrindo 2/3 da altura das amostras.
Cada um dos 8 grupos de amostras (1 grupo: 12 tratamentos x 4 repetições x 2 profundidades)
foi submetido a uma das seguintes tensões: 0,002; 0,004; 0,006 MPa em mesa de tensão
adaptada; e 0,01; 0,033; 0,1; 0,5 e 1,5 MPa em câmaras de pressão. O tempo para equilíbrio
variou desde 48 horas para a menor tensão (0,002 MPa), até trinta dias para a maior tensão
aplicada às amostras (1,5 MPa ou 1500 kPa).
Após atingir o equilíbrio as amostras foram submetidas ao teste de
resistência à penetração e, em seguida, secas em estufa a 105-110ºC, por 48 horas, para
determinar a umidade gravimétrica (EMBRAPA, 1997). A umidade volumétrica (θ
v
) foi
obtida multiplicando-se a umidade gravimétrica pela densidade do solo (REICHARDT &
47
TIMM, 2004). As amostras coletadas nas profundidades de 7,5-12,5 e 27,5-32,5 cm no
terceiro ano agrícola, utilizadas para determinação da CRA, após a determinação do teor de
água no potencial matricial de -1,5 MPa, foram utilizadas para o teste de resistência à
penetração.
Com o gradiente de tensão ao qual as amostras foram submetidas, foi
obtido um gradiente de umidade e, conseqüentemente, um gradiente de RP, sendo este o
princípio das curvas de retenção de água e de resistência à penetração do solo para determinar
o IHO.
Para obter os valores de θ
CC
e θ
PMP
foi utilizado o modelo matemático
referente à equação 7, proposta por Silva et al. (1994), para ajuste dos dados originais, a qual
inclui a variável Ds na função empregada por Ross et al. (1991).
θ
θθ
θ
V
= exp (a + b Ds) Ψ
ΨΨ
Ψ
c
(equação 7),
Sendo: θ
V
= umidade volumétrica do solo (m
3
m
-3
); Ds = densidade do solo (Mg m
-3
); Ψ =
potencial matricial; a, b, c = coeficientes da equação.
Diferentemente da metodologia utilizada para determinar a CRA,
anteriormente, em que a mesma amostra foi submetida às diferentes tensões, para obter os
limites do IHO, foi necessário ter uma amostra para cada tensão utilizada, para estabelecer um
gradiente de umidade entre as amostras, justificando a necessidade da coleta de 8 amostras por
camada de amostragem para cálculo do IHO já que ao serem avaliadas quanto à RP no
penetrógrafo eletrônico as amostras são desestruturadas, não podendo ser mais utilizadas.
Para o teste de resistência à penetração utilizou-se um penetrômetro
de bancada da marca Marconi, e modelo MA 933. Esse penetrógrafo é composto por uma
célula de carga com capacidade de 20 kg acoplada na extremidade de uma haste mecânica,
movimentado verticalmente por uma rosca-sem-fim. Uma ponteira metálica com diâmetro de
6 mm e com ponta cônica com semi-ângulo de 30º e área da base de 0,1256 cm
2
foi utilizada
para penetrar as amostras.
A velocidade de deslocamento vertical da haste foi de 1,0 cm min
-1
até a profundidade de 5,0 cm. As medidas obtidas a partir da superfície da amostra até 1,0 cm
48
de profundidade e o último centímetro do anel em profundidade, foram descartadas. Foi obtido
um valor de RP a cada segundo de penetração da ponteira, obtendo um total de 180 valores (1-
4 cm), dos quais foi retirado um valor médio de RP por amostra. As leituras foram obtidas por
meio de um sistema automatizado de aquisição de dados.
O valor crítico de umidade do solo (θ) para que a RP não ultrapasse
2,0 MPa (θ
RP
) para cada amostra com densidade conhecida foi obtido pela relação funcional
entre a RP, teor volumétrico de água (θ
V
) e densidade do solo (Ds), ajustando os dados
originais por meio da equação 8, proposta por Busscher (1990).
RP = dθ
v
e
Ds
f
(equação 8),
Sendo: RP = resistência à penetração (MPa); θ
V
= teor volumétrico de água da amostra (m
3
m
-
3
); Ds = densidade do solo (g cm
-3
); d, e, f = coeficientes da equação.
Assim, para obter o valor de θ
RP
, substitui-se RP, na equação 8, pelo
valor de 2,0 MPa, considerado como limitante para efeito de cálculo do IHO.
Por fim, o valor de θ
PA
é obtido por meio da equação 9.
θ
θθ
θ
PA
= θ
θθ
θ
SAT
– 0,1 (equação 9),
Sendo: θ
PA
= teor de água do solo em que a porosidade de aeração é igual a 10% (0,1 m
3
m
-3
);
θ
SAT
= (1-Ds/2,65), sendo Ds o valor da densidade do solo (Mg m
-3
) e 2,65 o valor da
densidade média das partículas em solos argilosos (g cm
-3
) (IMHOFF et al., 2002).
3.20. Análise estatística
Para os atributos químicos do solo, matéria orgânica, estabilidade de
agregados, produtividade de matéria seca e grãos, crescimento radicular, porosidade,
densidade do solo e teores de carbono orgânico, os dados originais foram submetidos à análise
de variância, e as médias foram comparadas estatisticamente pelo teste t, no nível de 5 % de
probabilidade.
49
O IHO foi calculado utilizando a planilha eletrônica do Excel,
proposta por Leão & Silva (2004), representado pela diferença entre o limite superior e
inferior dos teores de água em que ocorrem os parâmetros físicos considerados, sendo o limite
superior o menor valor de θv entre θ
CC
e θ
PA
, e o limite inferior o maior valor entre θ
PMP
e θ
RP
.
Para o ajuste das equações 7 e 8 e obtenção dos coeficientes a, b, c, d, e, f, foi utilizado o
software estatístico SigmaPlot 8.0.
O ajuste do modelo matemático para determinar a curva característica
da água no solo foi realizado utilizando o software SWRC (Soil Water Retention Curve –
versão 3.00 beta) desenvolvido por Dourado Neto et al. (1990). Os limites do IHO referentes à
curva de retenção e a resistência à penetração foram ajustados utilizando o software Sigma
Plot 8.0. O IHO foi determinado utilizando planilha eletrônica do Excel desenvolvida por
Leão & Silva (2004).
50
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Produção de matéria seca e grãos no outono-inverno
A produção de matéria seca dos cultivos de outono-inverno foi baixa
nas três safras agrícolas (Tabelas 4 e 5), devido às condições climáticas da região,
caracterizada por baixa disponibilidade de chuvas (Figura 1). Em todas as situações a
produção de massa vegetal no sistema consorciado foi superior, mesmo após o segundo ano do
experimento, em que o cultivo estava sob influência das diferentes espécies conduzidas na
primavera (Tabela 5). Houve interação significativa apenas para a produção de matéria seca no
ano de 2008, no entanto, foi efetuado o desdobramento para a variável matéria seca (Tabela 5)
e grãos de sorgo (Tabela 7) nos anos de 2007 e 2008.
A produtividade de grãos do sorgo granífero foi baixa nos três anos de
experimento (Tabelas 6 e 7). A produtividade média de grãos de sorgo cultivado na safrinha
na região Sudeste é de aproximadamente 2300 kg ha
-1
(EMBRAPA, 2010), sendo bem
superior aos dados obtidos. Em contrapartida, deve-se ressaltar que não foi aplicado
fertilizante nos cultivos de outono-inverno. A produtividade de grãos não foi afetada pelo
cultivo simultâneo da braquiária, nos três anos do experimento (Tabelas 6 e 7). As diferentes
plantas de cobertura utilizadas nas rotações também não afetaram os valores obtidos para os
grãos de sorgo. Esses resultados reforçam a idéia da possibilidade do consórcio de forrageiras
com o sorgo, em sistemas integrados entre lavoura e pecuária, sem que ocorram prejuízos na
51
produtividade da cultura granífera. De acordo com Borghi & Crusciol (2007), a integração
agricultura-pecuária tem sido proposta como forma de promover inovações tecnológicas à
pecuária e de proporcionar a recuperação de solos degradados. Nesta modalidade de produção,
destacam-se o cultivo de milho ou sorgo em consórcio com espécies forrageiras como as
braquiárias, uma vez que as plantas forrageiras apresentam sistema radicular profundo e
considerável tolerância à deficiência hídrica. Este sistema é realizado com o objetivo de
fornecimento de forragem para alimentação animal durante o período da seca e palha para
viabilizar a semeadura direta na safra seguinte. Em pesquisas realizadas nos Estados de Goiás,
Bahia e Mato Grosso, Kluthcouski et al. (2000) verificaram que o milho, em consórcio com a
Brachiaria brizantha, sofreu reduções de produtividade inferiores a 3%.
Braquiária (B) Sorgo (S) S+B
----------------------------------- kg ha
-1
---------------------------------
2012c
(1)
2975b 5081a
Cultivo de outono-inverno (2007)
Cultivo de primavera
Braquiária (B) Sorgo (S) S+B
----------------------------- kg ha
-1
-----------------------------
Cober crop 1822Ca
(1)
2804Ba 4958Aa
Crotalária 1863Ca 2771Ba 4985Aa
Milheto 1925Ca 2529Ba 5069Aa
Pousio 1850Ca 2723Ba 4964Aa
Cultivo de outono-inverno (2008)
Cultivo de primavera
Braquiária Sorgo S+B
----------------------------- kg ha
-1
-----------------------------
Cober crop 1790Ca 3135Ba 5480Aa
Crotalária 2158Ba 2501Ba 4928Aa
Milheto 2414Ba 2898Ba 4970Aa
Pousio 2181Ba 2539Ba 5363Aa
Tabela 4
. Produção de matéria seca de braquiária, sorgo e consórcio de sorgo
+ braquiária, no primeiro ano do experimento. Setembro/2006.
(1)
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste t a 5%.
Tabela 5
. Matéria seca de braquiária, sorgo e consórcio de sorgo + braquiária, em
função da rotação de culturas, nos anos de 2007 e 2008.
(1)
Médias seguidas de letras iguais, maiúsculas na linha e minúsculas na coluna, não diferem entre si pelo
teste t a 5%.
52
Sorgo Sorgo+Braquiária
-------------------- kg ha
-1
--------------------
1361a
(1)
1354a
Cultivo de outono-inverno (2007)
Cultivo de primavera
Sorgo Sorgo+Braquiária
------------------ kg ha
-1
------------------
Cober crop 1684Aa
(1)
1820Aa
Crotalária 1737Aa 1854Aa
Milheto 1818Aa 1639Aa
Pousio 1945Aa 1785Aa
Cultivo de outono-inverno (2008)
Cultivo de primavera
Sorgo Sorgo+Braquiária
------------------ kg ha
-1
------------------
Cober crop 1640Aa 1505Aa
Crotalária 1468Aa 1573Aa
Milheto 1572Aa 1657Aa
Pousio 1589Aa 1552Aa
4.2. Matéria seca das plantas de cobertura antecedentes à soja
As produções de matéria seca do cober crop e milheto foram
superiores à crotalária, nos três anos agrícolas (Tabela 8). No entanto, no terceiro ano do
experimento, o desempenho do milheto foi superior ao cober crop quando cultivado após o
sistema consorciado, atingindo valores expressivos, da ordem de 14230 kg ha
-1
. Como as
subparcelas mantidas em pousio foram conduzidas sem a infestação de plantas daninhas,
tiveram a produção de fitomassa bem inferiores, consideradas como nula.
Tabela 6
. Produtividade de grãos de sorgo em sistema solteiro e
consorciado com braquiária, no primeiro ano do
experimento. Setembro/2006.
(1)
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si pelo teste t a 5%.
Tabela 7
. Produtividade de grãos de sorgo em sistema solteiro e consorciado com
braquiária, em função da rotação de culturas, nos anos de 2007 e 2008.
(1)
Médias seguidas de letras iguais, maiúsculas na linha e minúsculas na coluna, não diferem entre si pelo
teste t a 5%.
53
Cultivo de primavera (2006) Cultivo de
outono-inverno
Cober crop Crotalária Milheto Pousio
------------------------------------ kg ha
-1
----------------------------------
Braquiária (B) 4813Aa 1747Ab 5047Aa 0Ac
Sorgo (S) 5254Aa 1600Ab 4840Aa 0Ac
S+B 5280Aa 1807Ab 4527Aa 0Ac
Cultivo de primavera (2007) Cultivo de
outono-inverno
Cober crop Crotalária Milheto Pousio
------------------------------------ kg ha
-1
----------------------------------
Braquiária (B) 3458Aa 1600Ab 3385Aa 0Ac
Sorgo (S) 3408Aa 1559Ab 3415Aa 0Ac
S+B 3351Aa 1695Ab 3142Aa 0Ac
Cultivo de primavera (2008)
Cober crop Crotalária Milheto Pousio
Cultivo de
outono-inverno
------------------------------------ kg ha
-1
----------------------------------
Braquiária (B) 11419Aa 4922Ab 11804Aa 0Ac
Sorgo (S) 9108Aa 4397Ab 12250Aa 0Ac
S+B 10525Ab 4569Ac 14230Aa 0Ad
A maior produção de matéria seca das espécies C
4
(milheto e cober
crop) justifica-se pela maior eficiência fisiológica no aproveitamento da energia luminosa em
relação às plantas C
3
(crotalária), e comprometem menos nitrogênio (N) para a formação dos
complexos enzimáticos de fixação do CO
2
, sobrando mais N para a formação de novos tecidos
(MARSCHNER, 1995; TAIZ & ZEIGER, 2002; ROSOLEM et al., 2005). Sendo assim, as
gramíneas C
4
apresentam maior capacidade para aproveitar o nitrogênio do solo, pois são mais
aptas fisiologicamente para crescer.
As chuvas antecipadas de primavera, bem como a melhor distribuição
ao longo do cultivo de primavera no terceiro ano (Figura 1), proporcionaram melhores
condições para o desenvolvimento das plantas de cobertura, as quais apresentaram produções
satisfatórias de matéria seca para a viabilidade do SSD. Esses resultados assemelham-se aos
obtidos por Torres et al. (2008), onde a produção de fitomassa do milheto e sorgo forrageiro
foram superiores à crotalária, em um experimento conduzido por 110 dias sob condições de
Tabela 8
. Produção de matéria seca das plantas de cobertura cultivadas em sucessão aos
cultivos de outono-inverno, nos três anos agrícolas. Botucatu-SP.
(1)
Médias seguidas de letras iguais, maiúsculas na coluna e minúsculas na linha, não diferem entre si pelo
teste t a 5%.
54
cerrado. No SSD é indispensável que o esquema de rotação de culturas, além de propiciar
grande quantidade de matéria fresca, promova, na superfície do solo, a manutenção
permanente de uma quantidade considerável de matéria seca. No entanto, Fiorin (1999) relata
que o aporte de matéria seca a ser adicionado na superfície do solo deve estar em torno de 10 e
12 t ha
-1
.
4.3. Raiz
4.3.1. Raízes das plantas de cobertura cultivadas na primavera
As plantas de cobertura apresentaram diferentes potenciais na
exploração do perfil do solo, nos três anos de experimento (Figura 6). Para as duas variáveis
analisadas do sistema radicular (densidade de comprimento radicular e matéria seca de raízes),
as diferenças entre as espécies foram constatadas até a camada de 40-60 cm de profundidade.
Como era esperada, a produção de raízes nas condições de pousio foi menor.
As diferenças são mais evidentes nas camadas superficiais do solo, em
que as rotações envolvendo o cultivo de cober crop ou milheto apresentaram maior
crescimento radicular (Figura 6). Esse comportamento foi consistente nos três anos de
experimentação. Isso é desejável em um solo conduzido em SSD onde as camadas
compactadas são mais superficiais, devido à ausência de mobilização do solo (PEDROTTI et
al., 2001).
As raízes, ao encontrarem uma camada de impedimento, se entortam e
crescem paralelamente à superfície do solo. Isto causa um desenvolvimento superficial e raso,
prejudicando o suprimento de água, de nutrientes e enfraquecendo a sustentação da planta
(JORGE, 1985). Em contrapartida, pode haver a proliferação de raízes laterais, as quais são
mais finas e capacitadas para o crescimento em pontos de menor fraqueza. Por sua vez,
Materechera et al. (1992) mostraram que existe uma influência significativa do aumento da
densidade do solo sobre o diâmetro médio radicular, e diferentes capacidades de crescimento
entre as espécies, nessas condições adversas.
Rosolem et al. (2002) observaram maior e menor crescimento
radicular abaixo da camada compactada para o milheto e crotalária, respectivamente. Os
55
autores relatam que as gramíneas foram mais sensíveis ao aumento da densidade do solo que
leguminosas, no entanto, em termos quantitativos, as gramíneas superaram as demais espécies
em quantidade de raízes na camada compactada, o que de fato corrobora os resultados obtidos
no experimento em questão, em que o crescimento radicular das gramíneas foi maior que o da
crotalária (Figura 6). Portanto, a quantidade de raízes produzidas nas camadas compactadas
acaba sendo mais importante que a sensibilidade da espécie quanto à resistência do solo, pois a
quantidade de bioporos formados no solo com a decomposição das raízes será maior.
Ao longo dos anos, observa-se que o crescimento radicular foi maior
no segundo ano do experimento (Figura 6B), mesmo com as plantas sendo cultivadas por um
período menor, decorrente do atraso das chuvas de primavera (Figura 1). O maior crescimento
radicular pode ser explicado pela menor umidade do solo e a tentativa das plantas em
explorarem um maior volume de solo, devido aos menores índices pluviométricos. Nessas
condições climáticas adversas, as diferenças no crescimento radicular entre as espécies foram
aumentadas (Figura 6B).
56
DMS
DMS
DMS
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 1000 2000 3000 4000
Matéria seca de raízes (g m
-3
)
DMS
DMS
DMS
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10
Densidade de comprimento radicular (cm cm
-3
)
Profundidade (cm)
DMS
DMS
DMS
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 1000 2000 3000 4000
Matéria seca de raízes (g m
-3
)
DMS
DMS
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10
Densidade de comprimento radicular (cm cm
-3
)
Profundidade (cm)
DMS
DMS
DMS
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10
Densidade de comprimento radicular (cm cm
-3
)
Profundidade (cm)
DMS
DMS
DMS
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 1000 2000 3000 4000
Matéria seca de raízes (kg m
-3
)
A
B
C
B/CC
B/C
B/M
S/CC
S/C
S/M
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B+S/P
S/P
B/P
Figura 6
. Densidade de comprimento radicular e matéria seca de raízes coletadas por
ocasião do manejo das espécies de cobertura conduzidas na primavera, nas
diferentes rotações de culturas, nos anos de 2006 (A), 2007 (B) e 2008 (C). B:
braquiária; S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M:
milheto; P: pousio. DMS: diferença mínima significativa.
57
4.3.2. Raízes da soja em estágio de florescimento pleno
Conforme apresentado na figura 7, o crescimento radicular da soja foi
influenciado pela rotação de culturas, nos três anos agrícolas. No primeiro ano de experimento,
a densidade de comprimento radicular foi afetada até a camada de 20-40 cm (Figura 7A),
sendo que para o segundo e terceiro ano, os efeitos dos cultivos anteriores no desenvolvimento
de raízes de soja limitaram-se até a camada de 10-20 e 5-10 cm de profundidade,
respectivamente. Por ocasião da caracterização da área experimental, constatou-se a presença
de camadas compactadas e possivelmente restritivas ao crescimento radicular das culturas
graníferas (Tabela 1; Figura 2). Segundo Rosolem et al. (1994), há um decréscimo no
crescimento radicular da soja a partir da densidade do solo de 1,25 Mg m
-3
, porém, o
crescimento só é completamente inibido quando a densidade do solo chegar em 1,72 Mg m
-3
.
Borges et al. (1988) constataram redução no crescimento radicular de cinco variedades de soja
à medida que o nível de compactação foi elevado, e, a partir da densidade de 1,35 Mg m
-3
, não
observaram crescimento das raízes abaixo da camada compactada. Portanto, a influência da
rotação de culturas no crescimento radicular da soja é de vital importância para a maior
exploração do perfil do solo com restrições à penetração radicular.
De fato, o cultivo anterior das plantas de cobertura de primavera
influenciou positivamente o crescimento radicular da lavoura de soja (Tabela 9). A partir do
segundo ano agrícola, foram observadas correlações significativas entre o crescimento
radicular das plantas de cobertura e o desenvolvimento de raízes de soja conduzida em
sucessão. Esses efeitos benéficos foram constatados para a densidade de crescimento radicular
e para a matéria seca de raízes, até a camada de 10 cm de profundidade (Tabela 9). Entre os
tratamentos, o cultivo de cober crop e milheto apresentaram maiores benefícios no
crescimento da soja em sucessão.
Apesar das raízes de soja serem influenciadas pelas plantas de
cobertura apenas nas camadas mais superficiais do solo, nos dez centímetros iniciais do perfil
do solo localiza-se a área de maior atuação do sistema radicular das plantas cultivadas, além
de ser a camada que mais frequentemente limita o desenvolvimento de raízes em solos
manejados no SSD. O sistema radicular das plantas de cobertura, ao morrerem e iniciarem o
processo de decomposição, deixam canais no solo, favorecendo o crescimento em
58
profundidade das raízes da cultura seguinte, promovendo a exploração mais uniforme do perfil
do solo (TORRES & SARAIVA, 1999).
Os canais verticais contínuos no solo servem como orientação,
ligando a superfície do solo às camadas mais profundas, proporcionando maior colonização
das raízes em profundidade e facilitando o fluxo de água e gases (EHLERS et al., 1983). São
vários os estudos na tentativa do desenvolvimento de penetrômetros que caracterizem
adequadamente a impedânica física do solo (BEUTLER et al., 2007), no entanto, esses
equipamentos utilizados na medição da resistência do solo à penetração não são aptos a
avaliarem os efeitos benéficos proporcionados pelos bioporos, pois rompem as camadas
compactadas de forma contínua e sem explorarem os pontos de menor resistência do solo,
assim como ocorre para o crescimento das raízes de plantas (BIANCHINI et al., 2002).
Os bioporos resultantes do crescimento radicular de culturas
antecessoras apresentam um microclima mais favorável ao crescimento das raízes. Na medida
em que há incremento de matéria orgânica no solo proveniente do sistema radicular das
plantas cultivadas, através de exsudados radiculares, atividade microbiana ou mesmo pelo
processo de decomposição das raízes mortas, essa matéria orgânica funciona como fonte de
nutrientes, e também pode atuar na complexação de metais como o Al e Mn, reduzindo o
efeito tóxico para as plantas e favorecendo o crescimento das raízes sucessoras (BAYER &
MIELNICZUK, 2008).
Adicionalmente à complexação de metais pesados por substâncias
húmicas, a diminuição da toxidez de elementos tóxicos é influenciada pela presença de ácidos
orgânicos de baixo peso molecular na solução do solo. A concentração desses ácidos na
solução do solo varia de 0,01 a 5 mmol L
-1
, valor bastante elevado quando comparado à
concentração de metais traços. A meia vida desses ácidos no solo é muito curta, talvez horas,
entretanto eles são continuamente produzidos e liberados pelos microrganismos e raízes,
principalmente no sistema plantio direto, onde o aporte de resíduos vegetais é maior. Algumas
substâncias húmicas, principalmente os ácidos húmicos, através de ligações de esfera interna,
indisponibilizam o Al tóxico por longos períodos, sendo esse um fator limitante ao
crescimento radicular das plantas cultivadas (BAYER & MIELNICZUC, 2008). Portanto, o
crescimento radicular das plantas de cobertura pode favorecer o desenvolvimento das raízes da
soja em sucessão através do seu efeito sobre os atributos físicos, químicos e biológicos do solo.
59
Silva & Rosolem (2002) observaram que o aumento da compactação
do solo não impediu o crescimento radicular de aveia preta, guandu, milheto, mucuna preta,
soja, sorgo e tremoço. No entanto, a soja cultivada em seguida, não apresentou crescimento
radicular abaixo da camada compactada na densidade mais alta, mas, com relação aos vasos
deixados em pousio, o cultivo anterior de adubos verdes aumentou a produção de matéria seca
e o acúmulo de nutrientes na parte aérea das plantas de soja. Esses resultados assemelham-se
em parte aos resultados obtidos no experimento em questão, em que o desenvolvimento
radicular da soja foi influenciado pelas raízes das plantas de cobertura (Figura 7; Tabela 9); em
contrapartida, os teores e acúmulos de nutrientes na parte aérea das plantas de soja não foram
alterados, nos três anos de experimento (dados não apresentados).
Em função da maior exploração do perfil do solo pelas raízes de soja,
afetadas pelo crescimento radicular das plantas de cobertura, esperava-se maior absorção de
nutrientes pelas plantas, o que não ocorreu (dados não mostrados). Para Johnson et al. (1990) e
Foloni et al. (2006), para entender melhor o efeito da compactação sobre o crescimento
radicular e a produtividade da soja, deve-se considerar que, mesmo ocorrendo uma camada
compactada que impeça o desenvolvimento radicular ao longo do perfil do solo, a
produtividade poderá ser razoável, desde que não haja limitações de água e de nutrientes na
zona de distribuição das raízes; e, o efeito de um mesmo valor de densidade do solo sobre o
desenvolvimento da soja, varia entre os anos, devido ao caráter aleatório do clima,
principalmente das chuvas.
60
DMS
DMS
DMS
NS
NS
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10
Densidade de comprimento radicular (cm cm
-3
)
Profundidade (cm)
DMS
NS
NS
NS
NS
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10
Densidade de comprimento radicular (cm cm
-3
)
Profundidade (cm)
DMS
DMS
NS
NS
NS
0
10
20
30
40
50
60
0 1000 2000 3000 4000
Matéria seca de raízes (kg m
-3
)
NS
NS
NS
NS
NS
0
10
20
30
40
50
60
0 1000 2000 3000 4000
Matéria seca de raízes (g m
-3
)
C
DMS
NS
DMS
NS
NS
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10
Densidade de comprimento radicular (cm cm
-3
)
Profundidade (cm)
NS
DMS
NS
NS
NS
0
10
20
30
40
50
60
0 1000 2000 3000 4000
Matéria seca de raízes (g m
-3
)
B
B/CC
B/C
B/M
S/CC
S/C
S/M
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B+S/P
S/P
B/P
A
Figura 7
. Densidade de comprimento radicular e matéria seca de raízes de soja em estágio
R2 de desenvolvimento, nas diferentes rotações de culturas, nos anos de 2007 (A),
2008 (B) e 2009 (C). B: braquiária; S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober
crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio. DMS: diferença mínima significativa.
NS: não significativo.
61
2006-2007 2007-2008 2008-2009
Profundidade (cm)
DCR MSR DCR MSR DCR MSR
0-5 ns ns 0,68** ns 0,89** 0,51**
5-10 ns ns 0,79** 0,58* 0,65* ns
10-20 ns ns ns ns ns ns
20-40 ns ns ns ns ns ns
40-60 ns ns ns ns ns ns
4.4. Estabilidade de agregados
Mesmo no primeiro ano de avaliação da estabilidade de agregados, o
cultivo das plantas de cobertura antecedente à coleta das amostras melhorou alguns parâmetros
avaliados, como o diâmetro médio ponderado (DMP) e a proporção de agregados maiores que
2 mm. Em contrapartida, a melhor estruturação do solo avaliada através da agregação do solo
restringiu-se à profundidade 0-5 cm (Tabela 10). Para o DMP, as três espécies utilizadas como
plantas de cobertura foram superiores ao pousio. Quando analisada a proporção de agregados
maiores que 2 mm, o cultivo de milheto proporcionou efeitos similares ao cober crop; no
entanto, proporcionou agregados significativamente maiores em comparação à leguminosa.
Segundo Hakanson et al. (1988), as plantas de cobertura com elevada capacidade de fixação
de carbono e que também possuam sistema radicular volumoso e agressivo, podem trazer
benefícios na estruturação do solo mesmo em curtos intervalos de cultivo.
Por ocasião da análise da estabilidade de agregados após o terceiro
ano de rotações de culturas, observaram-se efeitos nos 10 centímetros iniciais do perfil do solo
(Tabela 11). As espécies conduzidas no outono-inverno diferiram consideravelmente. Para a
camada de 0-5 cm, o sistema consorciado entre braquiária e sorgo proporcionou maior DMP, e
na avaliação do DMG, o sistema integrado foi superior à cultura granífera e similar à
forrageira solteira. Na segunda camada de solo avaliada (5-10 cm), os agregados maiores que
Tabela 9
. Correlação entre densidade de comprimento radicular (DCR) e matéria seca
de raízes (MSR) coletadas por ocasião do manejo das espécies de cobertua
com a densidade de comprimento radicular e matéria seca de raízes de soja
amostradas em sucessão, respectivamente.
* e **: significativo a 5 e 1 % de probabilidade pelo
teste t, respectivamente. ns: não significativo.
62
2 mm sofreram influência parecida em função da presença da forrageira, independente da
modalidade de cultivo.
As gramíneas de cobertura de primavera (cober crop e milheto)
proporcionaram maior efeito agregante nos 10 centímetros de solo avaliados, com o cultivo
por três anos consecutivos dessas espécies (Tabela 11). Somente na avaliação dos agregados
maiores que 2 mm na camada de 0-5 cm, o cultivo da crotalária foi superior à ausência de
plantas de cobertura. Esses resultados demonstram que, além da ausência de revolvimento do
solo preconizada pelo SSD, a manutenção de um considerável aporte de resíduos vegetais na
superfície do solo, somada ao contínuo crescimento radicular pelo cultivo de plantas, é
fundamental na melhoria e manutenção de uma boa agregação do solo.
Segundo Oliveira et al. (2004) há correlação altamente significativa
entre o aumento no teor de matéria orgânica e o aumento da estabilidade de agregados até 0,10
m de profundidade. Para Huang et al. (2010), a aplicação de resíduos orgânicos via adubos
verdes, na presença ou ausência de fertilizantes inorgânicos, influenciou na maior agregação
do solo, com a formação de grande quantidade de macroagregados.
A quantidade de restos vegetais mantidos na superfície do solo tem
grande influência na maior agregação do solo, pois mesmo não havendo revolvimento da
camada arável no SSD, a mobilização dos centímetros iniciais no processo de semeadura, é
um fator que atua na incorporação de quantidade considerável de resíduos vegetais,
influenciando na maior agregação dos constituintes sólidos do solo nas camadas superficiais.
Portanto, a maior produção de fitomassa das gramíneas de cobertura nos três anos de
experimento, principalmente no último ano agrícola (tabela 8), influenciaram fortemente a
estrutura do solo, avaliada pela estabilidade de agregados.
A agregação do solo também pode ter seu efeito acelerado pela
exploração radicular no perfil do solo, que, no processo de crescimento, promove a
aproximação das partículas à medida que as raízes exercem pressão sobre as partículas
minerais no seu avanço pelo espaço poroso. A absorção de água pelas raízes também causa
secamento na região adjacente às raízes, promovendo aumento na força de coesão entre as
partículas (ZONTA et al., 2006). Essas informações estão de acordo com os resultados obtidos
nas avaliações do crescimento radicular das plantas de cobertura, onde as subparcelas com
maior crescimento radicular na camada de 0-10 cm, em comprimento e massa (Figura 6),
63
apresentaram efeitos positivos na estabilidade de agregados (Tabela 11). No trabalho de
Calonego & Rosolem (2008), os autores atribuem a maior agregação do solo pelas
características do sistema radicular do triticale cultivado na entressafra, quando comparado ao
girassol.
Segundo Mielniczuk (1999), a maior densidade de raízes das
monocotiledôneas em relação às dicotiledôneas e a distribuição mais uniforme do sistema
radicular favorecem a distribuição dos exsudados no solo, os quais apresentam efeito
aglutinador dos constituintes sólidos do solo. Além do mais, a maior quantidade de raízes no
solo serve como maior disponibilidade de substrato para a atividade de microrganismos, os
quais têm papel fundamental na liberação de polissacarídeos de origem microbiana, com
maior efeito agregante no solo (BAYER & MIELNICZUK, 2008). De acordo com as
características do crescimento das raízes da braquiária e das coberturas de primavera cober
crop e milheto, essas espécies, de forma geral, proporcionaram melhorias em alguns
parâmetros de agregação do solo, como DMP, DMG e agregados maiores que 2 mm, até a
profundidade de 10 cm, sendo que os cultivos de primavera geraram benefícios mais rápidos,
ou seja, no primeiro ano agrícola (Tabelas 10 e 11). Com a maior agregação, além da maior
proteção do solo contra agentes desagregantes (SEVERIANO et al., 2008), outros parâmetros
do solo relacionados diretamente ao crescimento das plantas podem ser afetados positivamente,
como a resistência do solo à penetração e o movimento de água e gases no perfil do solo.
64
DMP DMG Agregados > 2mm IEA
Tratamentos
------------ mm ------------- ----------------- % -----------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 2,90 2,36 72,56 89,72
Sorgo (S) 2,83 2,41 70,56 89,15
S+B 2,88 2,53 71,25 89,85
Primavera
Cober crop 2,96a
(1)
2,46 72,08ab 90,54
Crotalária 2,89a 2,35 71,00b 90,10
Milheto 2,97a 2,49 75,83a 91,50
Pousio 2,68b 2,31 66,17c 86,17
Probab. F
(1)
Outono-Inverno (I) 0,6430 0,6841 0,7533 0,8466
Primavera (P) 0,0004 0,1680 0,0015 0,0861
IxP 0,1258 0,0982 0,5938 0,1080
CV
Outono-Inverno 7,85 11,47 4,40 11,11
Primavera 9,12 10,96 7,55 5,85
5-10 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 2,68 2,19 65,00 90,32
Sorgo (S) 2,57 2,09 63,18 85,75
S+B 2,64 2,21 68,29 89,12
Primavera
Cober crop 2,79 2,24 66,67 88,88
Crotalária 2,69 2,23 67,50 91,18
Milheto 2,77 2,35 62,75 91,19
Pousio 2,63 2,09 63,92 84,00
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,1815 0,3167 0,7824 0,2234
Primavera (P) 0,0921 0,1862 0,2475 0,1080
IxP 0,3652 0,7739 0,8402 0,1635
CV
Outono-Inverno 5,89 18,41 13,00 9,25
Primavera 6,45 11,64 7,66 8,15
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
Tabela 10
. Análise de variância e valores médios de diâmetro médio ponderado (DMP),
diâmetro médio geométrico (DMG), agregados maiores que 2 mm e índice
de estabilidade de agregados (IEA), em função dos cultivos de outono-
inverno e primavera, nas amostras coletadas após manejo das plantas de
cobertura de primavera, no primeiro ano do experimento. Dezembro/2006.
65
DMP DMG Agregados > 2mm
IEA
Tratamentos
------------- mm ------------- ----------------- % -----------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 3,10b
(1)
2,70ab 72,70 90,70
Sorgo (S) 3,18b 2,58b 71,63 89,99
S+B 3,43a 2,79a 72,06 90,15
Primavera
Cober crop 3,32a 2,73 77,18a 91,45
Crotalária 3,15b 2,68 74,75a 90,18
Milheto 3,39a 2,69 74,67a 90,98
Pousio 3,04b 2,59 65,91b 88,50
Probab. F
(1)
Outono-Inverno (I) 0,0031 0,0419 0,7607 0,6291
Primavera (P) 0,0002 0,0621 0,0003 0,0730
IxP 0,1119 0,6006 0,8477 0,9386
CV
Outono-Inverno 7,20 5,73 9,88 8,12
Primavera 8,39 7,82 5,63 9,96
5-10 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 2,94 2,63 73,56a 90,26
Sorgo (S) 2,89 2,55 67,25b 88,29
S+B 3,01 2,61 74,88a 91,85
Primavera
Cober crop 3,08a 2,62 78,33a 89,50
Crotalária 2,84b 2,60 68,00b 90,29
Milheto 2,98a 2,61 77,67a 90,42
Pousio 2,80b 2,49 63,17b 89,50
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,5386 0,5261 0,0423 0,3760
Primavera (P) 0,0082 0,9315 0,0318 0,3808
IxP 0,7981 0,9824 0,0925 0,6603
CV
Outono-Inverno 7,79 8,65 8,79 8,88
Primavera 5,99 9,23 6,25 8,93
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
Tabela 11
. Análise de variância e valores médios de diâmetro médio ponderado (DMP),
diâmetro médio geométrico (DMG), agregados maiores que 2 mm e índice
de estabilidade de agregados (IEA), em função dos cultivos de outono-
inverno e primavera, nas amostras coletadas após manejo das plantas de
cobertura de primavera, no terceiro ano do experimento. Dezembro/2008.
66
4.5. Matéria orgânica do solo
Apesar das diferenças encontradas entre os tratamentos nas produções
de fitomassa seca da parte aérea e do crescimento radicular das plantas, a matéria orgânica do
solo não foi afetada pelas plantas cultivadas no outono-inverno e/ou na primavera. Esses
resultados confirmaram-se em todos os anos agrícolas, até a profundidade de 60 cm do perfil
do solo (Tabela 12). Em contrapartida, no terceiro ano, houve tendência de acréscimo da
matéria orgânica pelas plantas de cobertura de primavera nas camadas de 0-5 e 5-10 cm, com
probabilidade do teste F ao redor de 6 e 8%, respectivamente (Tabela 12).
A avaliação isolada da matéria orgânica do solo muitas vezes não é
um bom indicador do efeito do manejo nas propriedades do solo pois, em muitos casos,
alterações nos estoques de matéria orgânica do solo levam muitos anos para serem detectados,
como no caso de Blanco-Canqui et al. (2010), em que as rotações de culturas e os sistemas de
preparo do solo, após 33 anos de experimento, tiveram grandes efeitos nos atributos físico-
hídricos do solo, com atuação menos considerável nos valores da matéria orgânica do solo.
Por ocasião da caracterização da área experimental, os teores de
matéria orgânica nas camadas de 0-5 e 5-10 cm de profundidade foram de 30 e 25 g dm
-3
(Tabela 2), respectivamente, e, apesar de não serem feitas comparações dos tratamentos ao
longo dos anos com a análise inicial do solo, observou-se que a matéria orgânica do solo foi
incrementada até o final do experimento, pois os teores ultrapassaram 32 g dm
-3
na camada
mais superficial do solo para todos os tratamentos (Tabela 12).
No terceiro ano de experimento, o cultivo de cober crop, milheto e
crotalária na primavera, acrescentou ao solo na camada de 0-5 cm, cerca de 0,59; 0,40 e 0,41
Mg ha
-1
de carbono orgânico, respectivamente, em comparação ao solo mantido em pousio
(Tabela 12). Essas quantidades são consideráveis, podendo influenciar nos atributos físicos do
solo, o que de fato ocorreu, conforme análise da estabilidade de agregados no terceiro ano
agrícola (Tabela 11). A probabilidade do teste F para o cultivo de primavera foi menor que 9%
nas camadas de 0-5 e 5-10 cm (Tabela 12).
Os sistemas de manejo e rotações de culturas que proporcionam maior
produção de fitomassa e aumento nos estoques de M.O no solo, apresentam maior capacidade
de suporte de carga, sem alterar o IHO, por exemplo, além de promoverem expressivas
67
melhorias na qualidade do solo. Segundo Silva et al. (2002b), a desagregação do solo diminui
substancialmente a capacidade do solo de receber carga, sendo essa capacidade aumentada em
até 4 vezes no SSD. Este aspecto está relacionado com a permanência da continuidade dos
poros, resultante da decomposição das raízes, liberação de exsudados radiculares, atividade
biológica do solo mais efetiva e maior cobertura do solo pelos resíduos vegetais.
O incremento dos estoques de carbono no solo ao longo dos anos
resulta em considerável retirada de CO
2
da atmosfera, contribuindo para a mitigação do efeito
estufa (ABDALLA et al, 2010). O SSD é uma prática agrícola conservacionista que promove
o aumento do teor de carbono orgânico no solo (COS), tanto pelo aporte constante de material
vegetal, como pela redução da taxa de decomposição da M.O., devido à maior proteção do
carbono já incorporado nas camadas superficiais do solo, diminuindo as perdas de C via
oxidação da matéria orgânica (BAYER & MIELNICZUK, 2008).
68
0-5 cm 5-10 cm 10-20 cm 20-40 cm 40-60 cm
Tratamento
2006
Outono-Inverno
Braquiária (B) 29,46 26,23 24,83 23,70 22,25
Sorgo (S) 30,39 26,80 24,85 23,73 22,48
S+B 29,43 26,55 25,30 23,78 23,02
Primavera
Cober crop 30,42 26,67 25,33 23,57 23,00
Crotalária 28,76 26,65 25,33 23,67 22,34
Milheto 30,70 27,67 24,67 24,00 22,99
Pousio 28,65 26,40 24,63 23,71 21,97
Probab. F
Outono-Inverno (I)
0,8412 0,9124 0,2934 0,7415 0,9458
Primavera (P) 0,3841 0,7915 0,4125 0,2745 0,9417
IxP 0,9155 0,4815 0,8814 0,4897 0,7825
CV
Outono-Inverno 14,12 11,28 25,88 14,21 22,45
Primavera 12,84 13,15 21,09 11,87 19,09
2007
Outono-Inverno
Braquiária (B) 30,00 26,10 23,63 22,95 21,85
Sorgo (S) 30,30 26,25 23,95 22,50 21,50
S+B 30,50 26,23 23,88 22,00 21,25
Primavera
Cober crop 32,00 26,67 24,33 22,93 21,00
Crotalária 29,67 26,00 23,41 22,33 22,00
Milheto 31,00 26,67 24,00 23,00 22,00
Pousio 28,40 25,43 23,62 22,70 21,14
Probab. F
Outono-Inverno (I)
0,4568 0,3945 0,8412 0,9425 0,4896
Primavera (P) 0,1254 0,2574 0,4567 0,9714 0,7548
IxP 0,7458 0,6987 0,1939 0,7694 0,6987
CV
Outono-Inverno 18,25 17,25 23,21 19,24 11,07
Primavera 11,05 14,25 24,29 15,07 16,16
continua…
Tabela 12
. Teores de matéria orgânica (g dm
-
3
) no perfil do solo em função dos cultivos de
outono-inverno e primavera, após o manejo das plantas de cobertura de
primavera, nos anos de 2006, 2007 e 2008. Botucatu, SP.
69
continuação da tabela 12…
0-5 cm
5-10 cm 10-20 cm 20-40 cm 40-60 cm
Tratamento
2008
Outono-Inverno
Braquiária (B) 33,25 28,88 24,90 22,75 20,25
Sorgo (S) 33,65 28,41 25,11 22,96 20,98
S+B 33,66 28,12 24,50 21,95 19,41
Primavera
Cober crop 35,66 29,25 25,33 22,08 20,13
Crotalária 34,62 28,93 24,33 22,58 19,75
Milheto 34,33 29,33 24,75 22,91 20,42
Pousio 32,27 27,40 24,90 22,67 20,50
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,9451 0,7419 0,9147 0,2874 0,8709
Primavera (P) 0,0614 0,0871 0,8746 0,3547 0,8317
IxP 0,4743 0,6841 0,6123 0,1997 0,2848
CV
Outono-Inverno 12,25 20,09 9,84 11,13 9,99
Primavera 18,06 17,14 14,62 14,29 11,28
4.6. Frações lábeis da matéria orgânica do solo
Os resultados referentes às frações lábeis da matéria orgânica do solo,
por ocasião das amostras coletadas no terceiro ano agrícola, estão apresentados na tabela 13.
As diferentes espécies vegetais utilizadas nas rotações de culturas ocasionaram efeitos nos
diferentes compartimentos da matéria orgânica até a camada de 10 cm.
Na camada mais superficial do solo, o carbono solúvel em água e o
carbono da biomassa microbiana foram superiores no sistema de cultivo simultâneo no
outono-inverno, sendo que na camada de solo seguinte (5-10 cm), a presença da braquiária,
independente da modalidade de cultivo, proporcionou maiores teores de carbono microbiano
em relação ao cultivo do sorgo granífero solteiro.
Com relação às plantas de cobertura antecedentes à soja, independente
da espécie cultivada, os teores de carbono solúvel em água e o carbono microbiano foram
incrementados em relação ao pousio na camada de 0-5 cm. No entanto, entre as espécies
cultivadas, na camada de 5-10, o cober crop apresentou maior quantidade de carbono
proveniente da biomassa microbiana do que a leguminosa (Tabela 13). Apesar de proporcionar
70
restos vegetais mais propensos à decomposição microbiana e maior liberação de compostos
solúveis, a produção de fitomassa da crotalária foi inferior ao longo dos anos (Tabela 8), sendo
possivelmente o fator quantidade de resíduos vegetais o responsável pela menor quantidade de
C na fração microbiana. A quantidade de palha sobre o solo é regulada por dois fatores
principais: relação C/N do material vegetal da palhada e pelo manejo que lhe é dado. Com
respeito ao primeiro fator, a relação C/N é inerente à espécie e reflete a velocidade com que a
decomposição do material pode se processar. Quanto a essa característica, as plantas podem
ser agrupadas em duas classes, uma de decomposição rápida (exemplo: leguminosas) e a outra
de decomposição lenta (exemplo: gramíneas), sendo bem aceito um valor de relação C/N
próximo a 25 como de referência na separação entre elas (ALVARENGA et al., 2001).
A maior fração de todo o carbono orgânico que entra no solo é aquela
oriunda do resíduo de plantas, já que essas contêm 15-16% de celulose, 10-30% de
hemicelulose, 5-30% de lignina e 2-15% de proteína. Substâncias como açúcares, ácidos
orgânicos, aminoaçúcares e aminoácidos podem constituir 10% do peso seco. Eles são
prontamente lixiviados dos resíduos das plantas e rapidamente utilizados pelos
microorganismos (PAUL & CLARK, 1996). No processo de decomposição realizado pelos
microorganismos, parte do carbono é liberada para a atmosfera na forma de CO
2
e o restante
torna-se constituinte da matéria orgânica do solo, podendo também sofrer perdas por erosão
e/ou lixiviação (SANTOS, 1984). Essa porção de matéria morta representa aproximadamente
96% do total de C orgânico do solo, sendo que o restante é constituído pela biomassa
microbiana.
A biomassa microbiana é a fração viva da matéria orgânica do solo
composta por bactérias, fungos, actinomicetos, protozoários e algas. Ela é um importante
componente na avaliação da qualidade do solo porque atua nos processos de decomposição
natural interagindo na dinâmica dos nutrientes e regeneração da estabilidade dos agregados
(FRANZLUEBBERS et al., 1999). A biomassa microbiana é influenciada pelas variações
sazonais de umidade e temperatura, pelo manejo do solo, pelo cultivo e, também, pelos
resíduos vegetais. Representa pequena parte da fração ativa da matéria orgânica (DE LUCA,
1998), constituindo apenas 2% a 5% do C orgânico do solo. Apesar disso, é mais sensível que
os teores de C orgânico para aferir alterações na matéria orgânica causadas pelas práticas de
71
cultivo (GAMA-RODRIGUES, 1999). Segundo Barreto et al. (2008), quanto maior a relação
carbono microbiano/carbono total do solo, melhor sua qualidade estrutural.
Mesmo com a ausência de interação significativa entre as fontes de
variação (cultivo de outono-inverno e primavera), na figura 8 estão apresentados os teores das
frações lábeis de carbono no solo, nas diferentes rotações de culturas, onde é evidenciado,
principalmente na camada de 0-5 cm, o efeito das espécies no carbono solúvel em água e
microbiano.
72
C
solúvel
H
2
O C
ext
H
2
O quente CBM
Tratamentos
-------------------------- mg kg
-1
----------------------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 39,56b
(1)
121,25 321,31b
Sorgo (S) 36,18b 119,62 300,19b
S+B 60,50a 115,13 410,81a
Primavera
Cober crop 45,75a 115,08 347,42a
Crotalária 50,05a 119,33 364,17a
Milheto 52,43a 121,08 354,15a
Pousio 33,41b 116,25 293,32b
Prabab. F
Outono-Inverno (I) 0,0174 0,6265 0,0214
Primavera (P) 0,0477 0,9399 0,0081
IxP 0,3819 0,9895 0,6414
CV
Outono-Inverno 11,15 7,65 7,96
Primavera 11,86 15,52 6,98
5-10 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 26,25 84,63 261,00a
Sorgo (S) 25,38 86,25 231,87b
S+B 29,93 79,34 263,30a
Primavera
Cober crop 24,30 84,08 268,00a
Crotalária 26,17 80,21 246,75b
Milheto 24,50 83,69 264,42ab
Pousio 25,75 81,82 219,05c
Prabab. F
Outono-Inverno (I) 0,4670 0,5713 0,0382
Primavera (P) 0,7859 0,9604 0,0184
IxP 0,9959 0,5556 0,1478
CV
Outono-Inverno 19,55 27,65 10,05
Primavera 20,98 15,46 7,87
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
Tabela
13
. Teores (mg kg
-
1
) de carbono orgânico solúvel em água (C
solúvel
H
2
O), carbono
orgânico extraído com água quente (C
ext
H
2
O quente) e carbono da biomassa
microbiana (CBM) nas camadas de 0-5 e 5-10 cm, após o manejo das plantas
de cobertura conduzidas na primavera no terceiro ano do experimento.
73
0
100
200
300
400
500
B/C
C
B/C
B/M
B/
P
S/C
C
S
/
C
S/M
S/P
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B
+
S/P
Carbono orgänico (mg kg
-1
)
C solúvel água
C ext água quente
C microbiano
0-5 cm
0
100
200
300
400
500
B/C
C
B
/
C
B/M
B/
P
S/C
C
S
/
C
S/M
S/P
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B+S/P
Carbono orgânico (mg kg
-1
)
C solúvel água
C ext água quente
C microbiano
5-10 cm
Figura 8
. Teores de carbono orgânico solúvel em água, carbono orgânico
extraído com água quente e carbono da biomassa microbiana nas
camadas de 0-5 e 5-10 cm, nas diferentes rotações de culturas, após
o manejo das plantas de cobertura conduzidas na primavera, no
terceiro ano do experimento. B: brachiaria ruziziensis; CC: cober
crop; C: crotalária juncea; M: milheto; P: pousio; S: sorgo.
74
4.7. Carbono orgânico particulado
O fracionamento físico da matéria orgânica do solo, três anos após o
início do experimento, está apresentado na tabela 14. Por meio desse modelo de caracterização
da matéria orgânica, foram obtidas as frações carbono orgânico particulado e associado aos
minerais, bem como o carbono orgânico total.
Na determinação da matéria orgânica do solo no terceiro ano do
experimento (Tabela 12), com a metodologia proposta por Raij et al. (2001), apesar de notadas
tendências de aumento nos teores na camada de 0-10 cm, em função do cultivo das plantas de
cobertura, não ocorreram diferenças significativas. Em contrapartida, na avaliação do COT
obtido pelo fracionamento da MO, observou-se aumento nos estoques de carbono nas camadas
de 0-5 e 5-10 cm pelo cultivo das coberturas de primavera (Tabela 12). Esse fato pode ser
atribuído pelas diferentes metodologias adotadas na avaliação de carbono, pois para a
determinação do COT foi utilizado o procedimento de combustão via seca, considerado
padrão, o que poderia diferenciar os resultados obtidos (RHEINHEIMER et al., 2008).
Com relação ao COP e ao CAM, após três anos, essas frações foram
afetadas apenas pelo cultivo de primavera. Para a camada de 0-5 cm, a crotalária, o milheto e o
cober crop geraram maiores concentrações de carbono em relação às subparcelas mantidas em
pousio. Em contrapartida, na camada de solo subseqüente, as gramíneas de cobertura foram
superiores à leguminosa. A utilização de sistemas de manejo que promovam diferentes aportes
de biomassa vegetal pode ser identificada por meio da fração particulada da M.O., sendo
possível esta ser utilizada como ferramenta para avaliar a qualidade do solo, principalmente
em um curto período de tempo (CONCEIÇÃO et al., 2005).
O fracionamento granulométrico da M.O (CAMBARDELLA &
ELLIOTT, 1992) consiste na separação de duas frações orgânicas: o carbono orgânico
particulado (COP) e o carbono orgânico associado aos minerais (CAM). O COP é a fração da
M.O. separada por dispersão e peneiramento do solo associada à fração areia, sendo
caracterizado como partículas derivadas de resíduos de plantas e hifas com estrutura celulares
reconhecíveis, cuja permanência no solo está condicionada à proteção física desempenhada
pelos agregados (Golchin et al., 1994). O CAM é a fração da M.O. associada às frações silte e
argila do solo, sendo definida como a fração da M.O. que interage com a superfície de
75
partículas minerais, formando os complexos organominerais, estando protegida pelo
mecanismo de proteção coloidal (CHRISTENSEN, 2000). No trabalho conduzido por oito
anos por Loss et al. (2009), os autores observaram teores de COP na camada de 0-5 cm 26%
maiores na rotação berinjela/milho em sistema plantio direto quando comparada à sucessão
feijão/milho sob sistema convencional. Bayer et al. (2009) observaram maior taxa de sequestro
de carbono e aumento nas relações de carbono lábil (COP/CAM) nos sistemas envolvendo o
cultivo de mucuna-preta, em relação aos sistemas com plantas de cobertura de inverno.
Segundo os autores, esses resultados estariam relacionados a maior produção de fitomassa e
crescimento radicular da mucuna preta ao longo dos oito anos de experimento.
Salton et al. (2002) afirmaram que, em um sistema de integração
lavoura-pecuária em SSD, ocorre aporte diferenciado de resíduos vegetais em relação aos
sistemas puros de produção de grãos, tanto na superfície quanto no perfil do solo pelas raízes.
De acordo com a intensidade de pastejo, ocorre maior crescimento radicular tanto da pastagem
quanto da cultura de grãos integrante do sistema e, com isso, o aporte de matéria orgânica em
profundidade é influenciado (SOUZA et al., 2008). No trabalho de Souza et al. (2009), a
fração representada pelo COP, aponta que na área com maior intensidade de pastejo está
havendo a degradação da matéria orgânica a partir do terceiro ano, em função de sua tendência
de queda. No entanto, intensidades de pastejo moderadas em sistemas de integração pastagem
de gramíneas-soja em plantio direto promovem aumento nos estoques de COT e COP. De
certa forma, esses resultados são condizentes com o experimento em questão, em que o maior
crescimento radicular (Figura 6) e de fitomassa pelas plantas de cobertura (Tabela 8)
influenciaram nos valores de COP (Tabela 14).
76
COT COP CAM
Tratamentos
-------------------------- g kg
-1
----------------------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 19,29 6,84 12,45
Sorgo (S) 19,02 4,98 14,04
S+B 19,67 6,98 12,69
Primavera
Cober crop 20,42a
(1)
5,89a 14,53a
Crotalária 20,15a 6,49a 13,66a
Milheto 19,95a 6,55a 13,40a
Pousio 15,37b 3,87b 11,50b
Prabab. F
Outono-Inverno (I) 0,9125 0,1001 0,0930
Primavera (P) 0,0211 0,0028 0,0246
IxP 0,5841 0,4871 0,5831
CV
Outono-Inverno 4,98 15,68 6,35
Primavera 5,04 5,18 15,77
5-10 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 16,09 2,88 13,21
Sorgo (S) 15,22 2,45 12,77
S+B 16,88 2,34 14,54
Primavera
Cober crop 16,90a 2,25a 14,65a
Crotalária 14,30b 1,34b 12,96b
Milheto 18,10a 2,35a 15,75a
Pousio 13,99b 1,08b 12,91b
Prabab. F
Outono-Inverno (I) 0,3895 0,2931 0,1547
Primavera (P) 0,0349 0,0001 0,0274
IxP 0,8415 0,4126 0,9128
CV
Outono-Inverno 4,89 6,54 6,97
Primavera 4,65 5,81 6,76
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
Tabela 14
. Teores (g kg
-
1
) de carbono orgânico total (COT), carbono orgânico particulado
(COP) e carbono orgânico associado aos minerais (CAM) nas camadas de 0-
5 e 5-10 cm, após o manejo das plantas de cobertura conduzidas na
primavera no terceiro ano do experimento. Dezembro/2008.
77
4.8. Carbono orgânico nas diferentes classes de tamanho de agregados
A distribuição de agregados nas frações maiores que 2 mm, entre 2-
0,25 mm, 0,25-0,05 mm e menores que 0,05 mm, três anos após as diferentes rotações de
culturas, está apresentada na tabela 15.
Como descrito anteriormente, na determinação da estabilidade de
agregados também foi avaliada a porcentagem de agregados maiores que 2 mm (item 3.18), no
entanto, essa variável foi determinada novamente no terceiro ano de experimento, pois nesse
caso, o objetivo foi avaliar o teor de carbono nas diferentes frações. Apesar da metodologia e
equipamentos diferentes, observou-se resultados similares para a porcentagem de agregados
maiores que 2 mm, por ocasião das análises efetuadas no terceiro ano agrícola (Tabelas 11 e
15).
Na camada de 0-5 cm, o cultivo das plantas de cobertura apresentou
maior quantidade de macroagregados. Consequentemente, a porcentagem da fração menor que
0,05 mm foi maior nas subparcelas mantidas em pousio na primavera. Para a camada de 5-10
cm, dentre as plantas de cobertura, as gramíneas foram superiores à crotalária, e com relação
ao cultivo de outono-inverno, a presença da braquiária elevou a porcentagem de agregados
maiores que 2 mm (Tabelas 11 e 15).
O cultivo das coberturas de primavera, bem como a presença da
braquiária, em sistema solteiro ou consorciado incrementou os teores de carbono orgânico na
fração representada pelos macroagregados grandes, na camada de 0-5 cm de profundidade
(Tabela 16). Para a camada subseqüente do perfil do solo, esse efeito foi observado somente
pelas espécies de primavera. No trabalho desenvolvido por Diekow et al. (2005), os autores
constataram maiores teores de carbono na fração areia para a rotação envolvendo leguminosas,
comparada à área em pousio ou rotação apenas com gramíneas. Os autores atribuíram esse fato
à maior produção de massa vegetal pelas leguminosas ao longo dos anos. Os teores de carbono
nessa fração alcançaram 30% do COT na camada de 0-2,5 cm. No trabalho supracitado,
também é destacada a importância do armazenamento de carbono na fração areia do solo, pois
as frações mais finas apresentam capacidade limitada no armazenamento de carbono,
tornando-se saturadas. Do mesmo modo, a diminuição nas concentrações de carbono nas
78
menores frações do solo indica a degradação do solo, pela maior exposição do carbono à
oxidação pelo ataque microbiano.
Chan et al. (2002) relataram que a estabilidade dos microagregados,
particularmente os menores que 0,05 mm, está relacionada aos teores de carbono na fração
<0,053mm, enquanto que a estabilidade dos macroagregados é determinada por algumas
formas temporárias da matéria orgânica do solo, como raízes e hifas de fungos, as quais são
mais sensíveis às práticas agrícolas. Assim como o carbono orgânico particulado, os teores de
carbono nas frações granulométricas representadas pelos macroagregados, são variáveis mais
sensíveis na avaliação da qualidade do solo, e recentemente, têm sido utilizadas como
parâmetros na determinação dos estoques de carbono do solo. Huang et al. (2010) destacam
que em solos com predominância de óxidos de ferro e alumínio e caulinita na fração argila, os
incrementos de carbono orgânico na fração argila levam muitos anos, pois a matéria orgânica
não atua como agente principal na agregação de microagregados.
A quantidade de carbono orgânico em cada fração granulométrica,
levado em consideração a porcentagem de cada fração bem como o seu teor, está apresentado
na tabela 17. Na camada de 0-5 cm, o cultivo de braquiária na entressafra elevou as
quantidades de carbono armazenadas nos macroagregados grandes (> 2 mm). Tal efeito
também foi observado através da condução das plantas de cobertura na primavera, no entanto,
até 10 cm de profundidade (Tabela 17).
O cultivo de sorgo solteiro no outono-inverno apresentou maiores
quantidades de carbono na fração menor que 0,05, na camada de 5-10 cm. De fato, isso
indicaria maiores quantidades de carbono armazenadas nessa fração do solo, com maior
estabilidade devido às ligações organominerais com os minerais de argila. No entanto, essa
diferença constatada estaria mais relacionada com as maiores proporções de agregados nessa
fração, pois, apesar de não diferir significativamente, o cultivo de sorgo solteiro apresentou
cerca de 22 e 28% mais agregados nessa fração, quando comparado à braquiária solteira e
consorciada, respectivamente (Tabela 15), afetando as quantidades de C nesse compartimento
(Tabela 17).
De forma geral, os efeitos proporcionados pelas diferentes rotações de
culturas restringiram-se basicamente no carbono dos macroagregados grandes, sem nenhum
efeito nas classes intermediárias (Tabelas 16 e 17). Chakraborty et al. (2010) afirmam que a
79
fração acima de 250 µm, composta pelos macroagregados, contém a fração mais ativa do
carbono e sensível ao uso do solo e práticas agrícolas. Esta fração contém as adições recentes
de carbono no solo (CARTER, 2002). A classe dos microagregados na fração 53–250 µm é
uma estrutura mais estável de armazenamento de C, sendo considerada uma classe de
decomposição mais lenta que as frações maiores (SIX et al, 2000). Em outras palavras, a
classe de microagregados, em termos de estabilidade do carbono orgânico, estaria entre os
macroagregados e a fração silte-argila. A interação entre os minerais de argila e as substâncias
húmicas promove a estabilidade do C dentro da classe silte-argila. As argilas criam pequenos
poros (<1 µm), onde a matéria orgânica pode ser armazenada e permanecer menos suscetível à
decomposição microbiana (BRADY & WEIL, 2008).
Portanto, em um solo manejado em SSD, a produção de fitomassa e o
crescimento radicular volumoso das espécies utilizadas em rotação podem ter efeito
relativamente rápido na formação dos macroagregados do solo, principalmente em solos com
estrutura degradada. Por conseguinte, outros atributos físicos do solo podem ser influenciados,
como a porosidade e a capacidade em reter água (BAYER & MIELNICZUC, 2008).
80
> 2 mm 2-0,25 mm 0,25-0,05 mm < 0,05 mm
Tratamentos
-------------------------------- % do solo -----------------------------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 58,67 13,31 15,13 12,89
Sorgo (S) 58,10 12,78 15,50 12,71
S+B 58,45 13,90 15,75 11,99
Primavera
Cober crop 61,75a
(1)
13,17 14,70 10,42b
Crotalária 59,80a 14,08 15,58 10,53b
Milheto 59,35a 13,55 14,67 11,88b
Pousio 52,73b 14,67 16,92 15,68a
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,8735 0,8417 0,7794 0,7029
Primavera (P) 0,0001 0,1731 0,1140 0,0007
IxP 0,8888 0,9872 0,8300 0,9830
CV
Outono-Inverno 8,97 20,07 6,19 22,04
Primavera 5,36 18,18 16,24 25,55
5-10 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 50,15a 14,94 25,62 10,81
Sorgo (S) 46,45b 14,57 24,49 13,83
S+B 51,75a 14,62 24,09 10,05
Primavera
Cober crop 52,76a 15,80 24,85 7,23
Crotalária 47,45b 15,75 25,75 9,25
Milheto 52,30a 15,17 24,70 7,86
Pousio 43,66b 15,08 25,20 10,11
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,0022 0,1553 0,9929 0,0625
Primavera (P) 0,0412 0,8560 0,2321 0,0911
IxP 0,2128 0,4910 0,8360 0,4522
CV
Outono-Inverno 8,90 20,72 6,73 19,19
Primavera 7,69 9,02 6,95 10,14
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
Tabela 15
. Porcentagem (%) de agregados distribuídos nas frações maiores que 2 mm,
entre 2-0,25 mm, 0,25-0,05 mm e menores que 0,05 mm, em função dos
cultivos de outono-inverno e primavera, no terceiro ano do experimento.
Dezembro/2008.
81
> 2 mm 2-0,25 mm 0,25-0,05 mm < 0,05 mm
Tratamentos
---------------- COS (g kg
-1
de agregados livres de areia) ------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 23,13a
(1)
5,56 7,13 28,43
Sorgo (S) 19,38b 5,88 7,52 29,60
S+B 24,43a 5,65 8,25 29,40
Primavera
Cober crop 24,15a 5,65 8,25 28,29
Crotalária 23,83a 5,58 7,84 29,40
Milheto 23,50a 5,75 7,40 28,99
Pousio 18,00b 5,80 7,80 29,88
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,0012 0,8336 0,4890 0,1697
Primavera (P) 0,0091 0,9785 0,8288 0,1212
IxP 0,5321 0,9390 0,9938 0,6953
CV
Outono-Inverno 5,25 8,81 13,03 11,34
Primavera 8,63 19,75 16,14 7,57
5-10 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 18,70 6,68 8,94 26,00
Sorgo (S) 17,91 7,05 8,39 27,04
S+B 20,27 6,83 8,87 27,41
Primavera
Cober crop 20,40a 6,80 9,08 25,87
Crotalária 19,81a 6,70 8,62 27,88
Milheto 19,74a 6,93 7,45 26,50
Pousio 14,49b 7,04 8,93 27,49
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,1911 0,8336 0,4890 0,1697
Primavera (P) 0,0020 0,9785 0,8098 0,1212
IxP 0,2533 0,9390 0,9938 0,6953
CV
Outono-Inverno 6,92 12,12 12,99 11,34
Primavera 8,07 25,05 16,42 8,55
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
Tabela 16
. Carbono orgânico do solo (COS) de agregados livres de areia, nas frações
maiores que 2 mm, entre 2-0,25 mm, 0,25-0,05 mm e menores que 0,05
mm, em função dos cultivos de outono-inverno e primavera, no terceiro
ano do experimento. Dezembro/2008.
82
> 2 mm 2-0,25 mm 0,25-0,05 mm < 0,05 mm
Tratamentos
----------------- COS (g kg
-1
de solo) ---------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 13,39a
(1)
0,74 1,23 3,68
Sorgo (S) 11,94b 0,77 1,18 3,79
S+B 14,15a 0,79 1,27 3,58
Primavera
Cober crop 14,92a 0,77 1,20 3,04
Crotalária 14,18a 0,65 1,23 3,09
Milheto 13,97a 0,85 1,16 3,92
Pousio 9,50b 0,84 1,32 4,68
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,0339 0,7508 0,7349 0,7884
Primavera (P) 0,0120 0,3130 0,5728 0,0584
IxP 0,5071 0,8192 0,9899 0,9881
CV
Outono-Inverno 10,14 25,29 7,82 20,12
Primavera 8,28 22,28 21,06 23,09
5-10 cm
Inverno
Braquiária (B) 9,48 0,99 2,20 2,72b
Sorgo (S) 8,12 1,10 2,07 3,30a
S+B 10,50 1,00 2,18 2,46b
Primavera
Cober crop 10,76a 1,02 2,25 2,89
Crotalária 10,03a 0,90 2,05 2,70
Milheto 10,35a 1,07 2,12 2,97
Pousio 6,38b 1,06 2,17 3,49
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,0825 0,5084 0,5014 0,0319
Primavera (P) 0,0104 0,9307 0,5414 0,0922
IxP 0,0998 0,7894 0,9728 0,8553
CV
Outono-Inverno 13,19 22,01 13,19 20,03
Primavera 9,14 29,41 14,93 24,81
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
Tabela 17
. Carbono orgânico do solo (COS) nas frações maiores que 2 mm, entre 2-
0,25 mm, 0,25-0,05 mm e menores que 0,05 mm, considerando os teores (g
kg
-1
de agregados livres de areia) e a porcentagem (%) de cada fração, em
em função dos cultivos de outono-inverno e primavera, no terceiro ano do
experimento.
Dezembro/200
8.
83
4.9. Densidade e porosidade do solo
Os dados referentes à densidade do solo, porosidade total,
macroporosidade e microporosidade, no primeiro ano agrícola, estão apresentados na tabela 18.
Somente os macroporos foram alterados pelo cultivo das plantas de cobertura, com efeitos
positivos até a camada de 7,5-12,5 cm. No entanto, nas camadas mais profundas do perfil do
solo, a densidade e a porosidade do solo não foram influenciadas pelas rotações de culturas.
Apesar do efeito limitar-se na macroporosidade do solo no primeiro ano agrícola, o uso de
plantas de cobertura com crescimento vigoroso é fundamental em um esquema de rotação de
culturas em SSD, pois a quantidade de macroporos é de suma importância para o movimento
de água e gases no perfil do solo, favorecendo um ambiente mais propício ao desenvolvimento
radicular.
A porosidade do solo é uma propriedade física do solo que sofre
grandes alterações com a compactação. Pesquisas realizadas em várias regiões apontam
alterações significativas com a compactação no decréscimo da porosidade, da continuidade do
número e tamanho dos poros, com reduções significativas principalmente no volume dos
macroporos (NOVAK et al., 1992). O uso de escarificadores também é uma prática que visa a
descompactação do solo, atuando principalmente na diminuição da resistência à penetração e
aumento dos macroporos (SECCO et al., 2005). No trabalho de Genro Junior et al. (2009),
apesar da rotação de culturas não alterar a densidade e a macroporosidade do solo, a inclusão
da crotalária como planta de cobertura elevou a produtividade da cultura principal, e, segundo
os autores, isso estaria relacionado a melhor distribuição dos poros grandes no perfil do solo,
resultantes do crescimento radicular da cultura anterior.
Após o manejo das plantas de cobertura no terceiro ano agrícola, em
dezembro/2008, os atributos físicos do solo apresentaram maiores variações em função da
aplicação dos tratamentos, sendo as variáveis afetadas pelas espécies conduzidas no outono-
inverno bem como pelas plantas de cobertura de primavera (Tabela 19). Porém, as parcelas
(cultivo de outono-inverno) tiveram menor influência, sendo apenas a densidade do solo
diminuída no sistema sorgo+braquiária na camada de 0-5 cm.
Em contrapartida, o uso das plantas de cobertura em rotação alterou a
densidade do solo na camada de 7,5-12,5cm e teve forte influência nos macroporos do solo até
84
a camada de 15-20 cm, sendo que na camada 7,5-12,5, a porosidade total e os microporos
também foram incrementados. Esses resultados evidenciam a melhora da qualidade física do
solo, quando comparada à caracterização física do solo da área experimental, principalmente
na camada de 7,5-12,5 cm, com valores iniciais de 1,41 Mg m
-3
e 0,07 m
3
m
-3
, para a densidade
do solo e volume de macroporos, respectivamente (Tabela 1). Existe uma estreita relação entre
porosidade do solo e crescimento radicular, sendo considerada uma macroporosidade mínima
de 0,10 m
3
m
-3
para o crescimento e o desenvolvimento satisfatórios das plantas (VOMOCIL
& FLOCKER, 1966). Normalmente os solos arenosos apresentam alta macroporosidade e,
dependendo da preservação dos teores de matéria orgânica e da atividade biológica, tendem a
proporcionar condições satisfatórias ao crescimento radicular. Nos solos argilosos, a situação é
bem mais complexa. Em condições naturais esses solos possuem boa quantidade de poros
grandes, em torno de 15 a 25%, porém em condições de cultivo, a macroporosidade diminui
drasticamente, o que de fato ocorre com o experimento em questão, onde a porcentagem de
macroporos não ultrapassa os 13% no perfil do solo (Tabelas 1, 18 e 19). Para preservar a
qualidade do solo e eliminar a necessidade de mobilizações nesse sistema, é recomendado o
uso da rotação de culturas, a qual diminui a densidade e aumenta a porosidade, a
condutividade hidráulica saturada e a estabilidade de agregados do solo, conforme constatado
por Albuquerque et al. (1995) e Campos et al. (1995), em Latossolo Vermelho distrófico
argiloso, e por Wohlenberg et al. (2004), em Argissolo Vermelho- Amarelo.
O cultivo das gramíneas de cobertura cober crop e milheto
proporcionou maior volume de microporos na camada de 7,5-12,5 cm. No entanto, esse
aumento não é proveniente da diminuição da porosidade total e/ou do volume de macroporos,
pois essas variáveis também foram elevadas (Tabela 19). A microporosidade é responsável
pela capacidade de retenção de água e solutos no solo, enquanto que a macroporosidade
influencia diretamente a capacidade de infiltração, a drenabilidade do solo e sua capacidade de
aeração (ABID & LAL, 2008). Portanto, uma quantidade total de poros, assim como um
equilíbrio entre as classes de tamanhos são fundamentais para que as plantas não sofram
restrições ao desenvolvimento das raízes.
Os solos agrícolas funcionam como um sistema complexo que retém e
transmite água, ar, nutrientes e calor às sementes e plantas, de maneira que é fundamental um
ambiente físico favorável ao crescimento radicular, para maximizar a produção das culturas
85
(LETEY, 1985). Nas regiões tropicais, sistemas de preparo com mínima perturbação do solo e
que propiciem a manutenção de resíduos na superfície são necessários para o controle da
erosão e melhora da agregação do solo (LAL, 2000).
Na tabela 20 estão apresentadas as correlações entre os teores de
carbono orgânico, em diversas frações, e alguns parâmetros para avaliação da qualidade física
do solo. De forma geral, o carbono orgânico total, particulado, microbiano e teores na fração
maior que 2 mm apresentaram correlação significativa com algum dos parâmetros físicos do
solo, nas camadas de 0-5 e/ou 5-10 cm.
No sistema de semeadura direta, a manutenção dos resíduos na
superfície do solo e a capacidade em aumentar a matéria orgânica no solo, principalmente nas
camadas superficiais, são características favoráveis do sistema que afetam a melhor agregação
do solo. Por sua vez, essa propriedade do solo pode atuar na melhoria de outras características
do solo, como a densidade, porosidade, aeração e o movimento de água no perfil do solo, que
são fundamentais para o desenvolvimento das plantas cultivadas (BAYER & MIELNICZUC,
2008).
Três anos após o início do experimento, o cultivo de sorgo
consorciado com braquiária ou mesmo a forrageira solteira, nas estações de outono-inverno,
em rotação com as plantas de cobertura de primavera, com maior destaque para o cober crop e
milheto, através da maior produção de fitomassa ao longo dos anos (Tabela 8) e maior
crescimento radicular nas camadas superficiais do solo (Figura 6), tiveram maior influência
nos atributos físicos do solo (Tabelas 11, 13, 14, 15, 16, 17 e 19), em função do aumento dos
teores de carbono até a camada de 10 cm (Tabela 20).
86
Ds Pt Micro Macro
Tratamentos
---- Mg m
-3
---- --------------------- m
3
m
-3
----------------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,35 0,42 0,33 0,10
Sorgo (S) 1,35 0,43 0,32 0,11
S+B 1,33 0,43 0,33 0,10
Primavera
Cober crop 1,35 0,43 0,33 0,10a
(1)
Crotalária 1,35 0,42 0,32 0,10a
Milheto 1,33 0,43 0,33 0,10a
Pousio 1,36 0,41 0,32 0,09b
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,5005 0,7537 0,3500 0,2925
Primavera (P) 0,1589 0,2006 0,2878 0,0116
IxP 0,9409 0,9350 0,6565 0,9087
CV
Outono-Inverno 8,68 15,16 19,00 4,62
Primavera 6,04 7,49 10,54 16,37
7,5-12,5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,40 0,41 0,33 0,08
Sorgo (S) 1,40 0,42 0,34 0,08
S+B 1,39 0,41 0,33 0,08
Primavera
Cober crop 1,39a 0,42 0,33 0,08a
Crotalária 1,42b 0,41 0,33 0,08a
Milheto 1,39a 0,42 0,33 0,08a
Pousio 1,42b 0,41 0,35 0,07b
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,3153 0,8741 0,4716 0,1215
Primavera (P) 0,0207 0,5806 0,1469 0,0425
IxP 0,9687 0,4518 0,5962 0,6987
CV
Outono-Inverno 8,56 5,84 7,39 8,75
Primavera 9,09 5,32 6,65 18,44
continua…
Tabela 18
. Análise de variância e valores médios de densidade do solo (Ds), porosidade
total (Pt), microporosidade (micro) e macroporosidade (macro), em função
dos cultivos de outono-inverno e primavera, nas amostras coletadas após
manejo das plantas de cobertura de primavera, no primeiro ano do
experimento.
Dezembro/2006.
87
continuação da tabela 18…
Ds Pt Micro Macro
Tratamentos
---- Mg m
-3
---- --------------------- m
3
m
-3
----------------------
15-20 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,39 0,42 0,32 0,09
Sorgo (S) 1,42 0,41 0,31 0,10
S+B 1,40 0,42 0,33 0,09
Primavera
Cober crop 1,40 0,42 0,32 0,09
Crotalária 1,40 0,42 0,32 0,09
Milheto 1,40 0,43 0,33 0,09
Pousio 1,40 0,41 0,32 0,09
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,8089 0,5501 0,3795 0,6786
Primavera (P) 0,9517 0,2943 0,2824 0,5722
IxP 0,7817 0,9811 0,9280 0,9197
CV
Outono-Inverno 4,99 6,44 6,72 16,39
Primavera 9,02 7,10 11,20 21,27
27,5-32,5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,26 0,44 0,32 0,12
Sorgo (S) 1,26 0,44 0,31 0,13
S+B 1,25 0,44 0,31 0,12
Primavera
Cober crop 1,26 0,44 0,32 0,13
Crotalária 1,24 0,44 0,31 0,13
Milheto 1,26 0,44 0,31 0,13
Pousio 1,26 0,44 0,31 0,12
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,5810 0,8242 0,8385 0,1705
Primavera (P) 0,8348 0,8969 0,9469 0,5792
IxP 0,9766 0,8561 0,4842 0,4898
CV
Outono-Inverno 6,29 14,15 23,06 33,28
Primavera 5,34 6,19 7,89 12,65
continua…
88
continuação da tabela 18…
Ds Pt Micro Macro
Tratamentos
---- Mg m
-3
---- --------------------- m
3
m
-3
----------------------
47,5-52,5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,25 0,46 0,34 0,12
Sorgo (S) 1,26 0,46 0,33 0,13
S+B 1,25 0,46 0,33 0,13
Primavera
Cober crop 1,25 0,46 0,34 0,13
Crotalária 1,26 0,46 0,33 0,13
Milheto 1,26 0,46 0,34 0,12
Pousio 1,26 0,45 0,33 0,12
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,5660 0,9242 0,9524 0,9699
Primavera (P) 0,4069 0,9169 0,9629 0,7281
IxP 0,1258 0,8561 0,5009 0,3967
CV
Outono-Inverno 8,64 13,53 14,44 15,09
Primavera 7,99 9,12 10,90 17,41
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
89
Ds Pt Micro Macro
Tratamentos
---- Mg m
-3
---- --------------------- m
3
m
-3
----------------------
0-5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,31a
(1)
0,45 0,34 0,12
Sorgo (S) 1,32a 0,44 0,33 0,12
S+B 1,26b 0,47 0,35 0,12
Primavera
Cober crop 1,29 0,49a 0,37 0,12a
Crotalária 1,30 0,45b 0,34 0,11a
Milheto 1,29 0,49a 0,37 0,12a
Pousio 1,33 0,44b 0,34 0,10b
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,0055 0,0913 0,4464 0,4843
Primavera (P) 0,0702 0,0404 0,0834 0,0012
IxP 0,9510 0,9159 0,8295 0,0651
CV
Outono-Inverno 8,88 5,46 16,06 25,92
Primavera 9,25 7,90 10,60 11,81
7,5-12,5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,38 0,44 0,34 0,10
Sorgo (S) 1,38 0,44 0,34 0,10
S+B 1,38 0,45 0,34 0,11
Primavera
Cober crop 1,36a 0,48a 0,37a 0,11a
Crotalária 1,36a 0,44ab 0,33b 0,11a
Milheto 1,36a 0,48a 0,37a 0,11a
Pousio 1,39b 0,43b 0,34b 0,09b
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,3485 0,8097 0,1800 0,0777
Primavera (P) 0,0130 0,0005 0,0061 0,0072
IxP 0,9229 0,9128 0,8954 0,9320
CV
Outono-Inverno 6,97 5,88 8,15 7,45
Primavera 8,01 7,19 10,29 16,20
continua…
Tabela 19
. Análise de variância e valores médios de densidade do solo (Ds), porosidade
total (Pt), microporosidade (micro) e macroporosidade (macro), em função
dos cultivos de outono-inverno e primavera, nas amostras coletadas após
manejo das plantas de cobertura de primavera, no terceiro ano do
experimento. Dezembro/2008.
90
continuação da tabela 19…
Ds Pt Micro Macro
Tratamentos
---- Mg m
-3
---- --------------------- m
3
m
-3
----------------------
15-20 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,35 0,44 0,34 0,10
Sorgo (S) 1,37 0,44 0,34 0,10
S+B 1,38 0,45 0,34 0,11
Primavera
Cober crop 1,36 0,45 0,34 0,11a
Crotalária 1,37 0,45 0,34 0,10b
Milheto 1,38 0,45 0,34 0,11a
Pousio 1,37 0,45 0,35 0,10b
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,4366 0,1685 0,8297 0,5526
Primavera (P) 0,2075 0,2862 0,7187 0,0003
IxP 0,8205 0,9711 0,9212 0,8811
CV
Outono-Inverno 4,89 6,73 19,30 8,55
Primavera 6,05 7,33 9,83 14,19
27,5-32,5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,27 0,43 0,32 0,11
Sorgo (S) 1,26 0,42 0,32 0,10
S+B 1,26 0,43 0,32 0,11
Primavera
Cober crop 1,27 0,42 0,32 0,10
Crotalária 1,26 0,43 0,32 0,11
Milheto 1,27 0,42 0,32 0,11
Pousio 1,25 0,43 0,33 0,10
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,7803 0,3146 0,6799 0,7617
Primavera (P) 0,7154 0,4823 0,8498 0,7739
IxP 0,8195 0,8593 0,8870 0,8916
CV
Outono-Inverno 8,51 7,59 13,36 7,43
Primavera 12,19 6,67 8,35 14,37
continua…
91
continuação da tabela 19…
Ds Pt Micro Macro
Tratamentos
---- Mg m
-3
----
--------------------- m
3
m
-3
----------------------
47,5-52,5 cm
Outono-Inverno
Braquiária (B) 1,26 0,46 0,35 0,12
Sorgo (S) 1,26 0,44 0,33 0,12
S+B 1,27 0,45 0,33 0,12
Primavera
Cober crop 1,27 0,44 0,32 0,12
Crotalária 1,26 0,45 0,34 0,11
Milheto 1,26 0,46 0,34 0,12
Pousio 1,25 0,46 0,34 0,12
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,9136 0,8184 0,2802 0,7797
Primavera (P) 0,9169 0,3821 0,4256 0,7231
IxP 0,8960 0,3083 0,8324 0,9897
CV
Outono-Inverno 5,02 5,32 5,12 5,70
Primavera 4,61 5,13 8,68 14,64
(1)
Médias seguidas de letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste t a 5% de probabilidade.
92
0-5 cm
Variáveis
Ds Macro Micro Pt Agregados >2mm Dsc
COT ns ns ns
r = 0,66*
ns -
CAM ns ns ns ns ns -
COP
r =-0,72** r = 0,59**
ns ns
r = 0,88*
-
C
solúvel
H
2
O ns ns ns ns ns -
C
ext.
H
2
O quente ns ns ns ns ns -
Cmic ns ns ns ns ns -
C
fração
> 2 mm ns
r =0,84*
ns ns ns -
C
fração
2-0,25 ns ns ns ns ns -
C
fração
0,25-0,05 ns ns ns ns ns -
C
fração
< 0,05 mm ns ns ns ns ns -
5-10 cm
Variáveis
Ds Macro Micro Pt Agregados >2mm Dsc
COT
r =-0,61**
ns ns
r =0,69*
ns ns
CAM ns ns ns ns ns ns
COP ns
r =0,77** r =0,49*
ns
r =0,92* r=0,48*
C
solúvel
H
2
O ns ns ns ns ns ns
C
ext.
H
2
O quente ns ns ns ns ns ns
Cmic ns ns ns
r =0,62* r =0,88**
ns
C
fração
> 2 mm ns
r =0,85* r =0,53*
ns ns
r=0,57*
C
fração
2-0,25 ns ns ns ns ns ns
C
fração
0,25-0,05 ns ns ns ns ns ns
C
fração
< 0,05 mm ns ns ns ns ns ns
Tabela 20
. Correlação entre os teores de carbono orgânico em diferentes frações e
propriedades físicas do solo, nas camadas de 0-5 e 5-10 cm de profundidade,
em amostras de solo coletadas 3 anos após início de diferentes rotações de
culturas.
Botucatu
-
SP.
COT: carbono orgânico total; CAM: carbono associado aos minerais; COP: carbono orgânico
particulado; C
solúvel
H
2
O: carbono solúvel em água; C
ext.
H
2
O quente: carbono extraído em água
quente; Cmic: carbono da biomassa microbiana; C
fração
> 2 mm: carbono na fração maior que 2
mm; C
fração
2-0,25: carbono na fração entre 2 e 0,25 mm; C
fração
0,25-0,05: carbono na fração entre
0,25-0,05 mm; C
fração
< 0,05 mm: carbono na fração menor que 0,05 mm; Ds: densidade do solo;
Macro: macroporosidade; Micro: microporosidade; Pt: porosidade total; Agregados > 2 mm:
porcentagem de agregados maiores que 2 mm; Dsc: densidade do solo crítica. * e **: significativo
a 5 e 1% d
e probabilidade pelo teste t, respectivamente.
ns: não significativo.
93
4.10. Curva de retenção de água no solo
As curvas características de retenção de água no solo, nas camadas de
0-5; 7,5-12,5; 15-20; 27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm, nos anos de 2006 e 2008, estão apresentadas
nas figuras 9 e 10, respectivamente.
No primeiro ano agrícola, o comportamento das curvas de retenção de
água no perfil do solo foi pouco alterado pelos tratamentos. Esses resultados são coerentes
com as análises de porosidade do solo na primeira avaliação. Com exceção da
macroporosidade até a camada de 7,5-12,5 cm, não ocorreram alterações no volume total de
poros bem como nos microporos nas camadas de solo avaliadas (Tabela 18).
Pequena diferença entre as rotações de culturas pode ser notada
somente nas camadas de 0-5 e 7,5-12,5 cm de profundidade (Figura 9). Na camada de 0-5 cm,
nas condições de solo saturado (Ψ=0), os tratamentos sem o cultivo de plantas de cobertura
apresentaram menor retenção de água (Figura 9). O volume total de água retido no solo nas
condições de saturação (Ψ=0) é influenciado pela porosidade total do solo. No entanto, no
primeiro ano agrícola, a porosidade total não foi aumentada na camada de 0-5 cm pelo cultivo
das coberturas de solo, apesar de constatada a tendência (Tabela 18).
Na camada de 7,5-12,5 cm de profundidade, com o aumento das
tensões aplicadas até 100 kPa, ou seja, potenciais matriciais mais negativos, os tratamentos
com pousio durante a primavera apresentaram maior quantidade de água retida no solo. A
análise da porosidade do solo no primeiro ano de experimento, na camada de 7,5-12,5 cm
(Tabela 18), indica menor quantidade de macroporos na ausência das plantas de cobertura, o
que pode ter influenciado na maior retenção de água em função dos potenciais matriciais mais
negativos, pois os macroporos são drenados de forma mais rápida com o aumento da tensão
aplicada nas amostras indeformadas. Esse comportamento da retenção de água em solos
compactados foi bem caracterizado nas camadas mais superficiais do solo por ocasião da
caracterização da área experimental (Figura 3).
As curvas de retenção de água no solo, nas amostras indeformadas
coletadas no terceiro ano agrícola, evidenciam maior influência das rotações de culturas, até a
camada de 15-20 cm (Figura 10). Para a profundidade de 7,5-12,5 cm, a retenção de água nas
condições de potencial matricial nulo foi menor nas rotações com pousio na primavera, em
94
função do menor volume de poros nesses tratamentos, conforme apresentado na tabela 19. No
caso da profundidade de 15-20 cm, as amostras coletadas na rotação com sistema consorciado
no outono-inverno e milheto como planta de cobertura, apresentaram maior retenção de água
com o solo saturado, apesar de a porosidade total ser igual para todas as rotações (Tabela 19).
De acordo com Reichardt & Timm (2004), as curvas de retenção de
água referente aos tratamentos com pousio, na camada de 7,5-12,5 cm, são características de
solos menos estruturados, pois há uma menor retenção de água com o solo saturado. Esse
comportamento é observado até a tensão de 100 kPa, representada pelos teores de água na
capacidade de campo (Figura 10). No entanto, a partir da tensão de 333 kPa (potenciais
matriciais mais negativos), a umidade do solo nos tratamentos com pousio é maior, em função
da maior proporção dos microporos em relação aos macroporos (Tabela 19). A maior
concentração de raízes das plantas de cobertura nas camadas superficiais (Figura 6) pode ter
atuado na maior estruturação do solo e retenção de água nos potenciais matriciais mais
elevados, até a capacidade de campo (Figura 10). Segundo Reeve & Carter (1991), solos
compactados caracterizam-se por apresentar menor retenção de água nas baixas tensões,
devido à redução promovida na porosidade total, principalmente no volume de macroporos,
que ficam preenchidos com água gravitacional nos maiores potenciais matriciais (potenciais
menos negativos). Em compensação, é comum o aumento na retenção de água nos menores
potenciais (potenciais mais negativos) devido ao incremento na microporosidade, aumentando
o volume de água capilar e laminar.
Os teores de água no potencial matricial mais negativo (-1500 kPa),
representado pelo ponto de murcha permanente, foram próximos, mesmo nas camadas mais
superficiais, onde o efeito das plantas de cobertura foi maior nos atributos físicos do solo
(Tabela 19). Em solos mais compactados, devido à maior proporção de microporos,
responsáveis em reter a água do solo com maior energia, era esperado maior retenção de água
na tensão de 15 MPa. No entanto, o cultivo das plantas de cobertura teve influência nos teores
de carbono orgânico do solo na camada de 0-10 cm, o que também pode influenciar na maior
retenção de água nas maiores tensões. Além do mais, na camada de 7,5-12,5 cm, os valores de
porosidade total e microporos foram maiores em função da presença do cober crop e milheto
(Tabela 19). Contudo, mesmo apresentando condições físicas mais desfavoráveis três anos
após o início da rotação de culturas, as subparcelas mantidas em pousio na primavera não
95
reteram mais água na tensão representada pelo ponto de murcha permanente. Em contrapartida,
Cavalieri et al. (2006) argumentam que o aumento na densidade do solo promove aumento da
água retida no PMP, pois após o solo ser submetido à tensão de 1,5 MPa, a água restante
apresenta-se retida por adsorção, ao redor dos colóides do solo.
Melo et al. (2004) verificaram que a aplicação de biossólidos e o
aumento nos teores de matéria orgânica altera a retenção de água no solo somente em algumas
tensões, nos dois Latossolos avaliados. A retenção de água do solo é característica específica
de cada solo, sendo resultado da ação conjunta e complexa de vários fatores, como o teor e
mineralogia da fração argila (FERREIRA et al., 1999), teor de matéria orgânica, estrutura
(REICHARDT, 1988) e densidade do solo (BEUTLER et al., 2002).
Dexter (2004) estudou o coeficiente angular no ponto de inflexão da
curva de retenção (índice S), e concluiu que o valor do índice S apresenta relação direta e
indireta com a matéria orgânica e com a compactação do solo, respectivamente. Assim,
maiores valores de S indicam a existência de solos com melhor qualidade estrutural. Apesar do
índice S não ser determinado no experimento em questão, o comportamento das curvas nas
rotações envolvendo ausência de planta de cobertura, nas camadas de 0-5 e 7,5-12,5 cm,
assemelha-se ao estudo de Dexter (2004), com menor inflexão das curvas, caracterizadas por
menor volume de água com o solo saturado e maior retenção com a aplicação de tensões mais
elevadas (Figura 10).
96
Figura 9
. Curvas características da água no perfil do solo no primeiro ano do experimento,
em função de diferentes rotações de culturas. Dezembro/2006. B: braquiária;
S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P:
pousio.
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
1 10 100 1000 10000 100000
Água no solo (m
3
m
-3
)
0-5 cm
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
1 10 100 1000 10000 100000
Potencial matricial (kPa)
27,5-32,5 cm
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
1 10 100 1000 10000 100000
7,5-12,5 cm
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
1 10 100 1000 10000 100000
Potencial matricial (kPa)
Água no solo (m
3
m
-3
)
47,5-52,5 cm
B/CC
B/C
B/M
S/CC
S/C
S/M
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B+S/P
S/P
B/P
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1 10 100 1000 10000 100000
Água no solo (m
3
m
-3
)
15-20 cm
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
97
Figura 10
. Curvas características da água no perfil do solo no terceiro ano do
experimento, em função de diferentes rotações de culturas. Dezembro/2008.
B: braquiária; S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C:
crotalária; M: milheto; P: pousio.
B/CC
B/C
B/M
S/CC
S/C
S/M
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B+S/P
S/P
B/P
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1 10 100 1000 10000 100000
Potencial matricial (kPa)
Água no solo (m
3
m
-3
)
47,5-52,5 cm
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
1 10 100 1000 10000 100000
Água no solo (m
3
m
-3
)
0-5 cm
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
1 10 100 1000 10000 100000
Potencial matricial (kPa)
27,5-32,5 cm
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1 10 100 1000 10000 100000
Água no solo (m
3
m
-3
)
15-20 cm
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1 10 100 1000 10000 100000
7,5-12,5 cm
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
0,1 1 10
100 1000 10000
98
4.11. Intervalo hídrico ótimo
A determinação do intervalo hídrico ótimo, efetuada após o manejo
das plantas de cobertura no terceiro ano agrícola, na camada de 7,5-12,5 cm, está apresentada
nas figuras 11 e 12. Para a camada de 27,7-32,5 cm, as representações do IHO para os doze
tratamentos do experimento estão mostradas nas figuras 13 e 14.
As estimativas dos parâmetros de regressão para o conteúdo
volumétrico de água no solo em função da densidade e do potencial mátrico, assim como as
estimativas dos parâmetros de regressão para a resistência do solo à penetração (RP) em
função do conteúdo volumétrico da água e densidade do solo, estão apresentadas nos
apêndices 3 e 4, respectivamente.
De forma geral, em todos os tratamentos e nas duas profundidades do
solo avaliadas, o IHO foi inferior à água disponível (CC-PMP) em função do aumento dos
valores de densidade do solo (Figuras 11, 12, 13 e 14). Isso demonstra que em solos cultivados,
muitas vezes, mesmo com os teores de água no solo entre a capacidade de campo e o ponto de
murcha permanente, o crescimento das plantas cultivadas pode ser afetado por outros atributos
físicos do solo, como uma resistência limitante ao crescimento radicular ou uma porosidade de
aeração insatisfatória. Segundo Araújo et al. (2004), em solos degradados, além da redução da
quantidade de água disponível, a taxa de difusão de oxigênio e a resistência do solo à
penetração podem limitar o crescimento das plantas na faixa de potenciais que determina a
disponibilidade de água no solo. Desta forma, a caracterização dos efeitos dos sistemas de uso
e manejo sobre a degradação e qualidade física do solo é mais bem quantificada por medidas
integradoras destas modificações (SILVA et al., 1994; TORMENA et al., 1998).
Alguns estudos comparando sistemas de cultivo com áreas sob mata
nativa evidenciam adequadamente esses efeitos (ARAUJO et al., 2004; LEÃO et al., 2006).
Nas áreas naturais, em praticamente todas as variações de densidade do solo (Ds), o IHO
apresenta como limite superior e inferior os valores de umidade correspondentes a CC e ao
PMP, respectivamente, corroborando as indicações de que solos sob mata nativa apresentam
excelentes condições físicas (REYNOLDS et al., 2002).
Devido à maior compactação e desagregação das camadas mais
superficiais no SSD, a profundidade de 7,5-12,5 cm, mesmo após três anos de rotações de
99
culturas, continuou apresentando menores valores de IHO, ou seja, maiores chances de
condições inadequadas para o desenvolvimento radicular das plantas nessa camada do solo
(Figuras 11, 12, 13 e 14). Na camada de 7,5-12,5 cm, os teores de água no solo para atender as
necessidades das plantas quanto à resistência à penetração e a porosidade de aeração foram
fortemente influenciados pelo aumento da Ds, ou seja, com a compactação do solo (Figuras 11
e 12). De maneira geral, é necessário aumentar os valores de umidade do solo para aumentar a
lamina de água entre as partículas do solo e reduzir o atrito entre as partículas, e com isso ser
possível manter a RP limitante de 2 MPa, mesmo aumentando os valores de densidade do solo.
Quanto à aeração, em solos com elevado grau de compactação e com redução da porosidade
total e de macroporos, o volume de ar do solo pode restringir o crescimento das plantas em
valores de umidade inferiores àquele correspondente a CC. Nessa situação, o secamento do
solo é necessário para que um maior volume de poros seja preenchido por ar e atinja um nível
de aeração adequado. No entanto, na camada de 27,5-32,5 cm, a porosidade de aeração não foi
o limite superior do IHO para toda a variação de Ds obtida (Figuras 13 e 14). De acordo com
Topp et al. (1994) e Imhoff et al. (2001), a RP é o fator que mais reduz o IHO em solos sob
diferentes condições de textura e manejo.
Quanto à diferenciação dos tratamentos na camada de 7,5-12,5 cm de
profundidade, observam-se maiores amplitudes do IHO em função do cultivo das plantas de
cobertura de primavera (Figuras 11 e 12). A presença das gramíneas de cobertura na primavera
(cober crop e milheto), cultivadas por três safras, proporcionou uma maior amplitude de água
no solo sem que ocorram restrições que possam afetar diretamente o desenvolvimento das
plantas. Com relação à crotalária, essa planta de cobertura proporcionou valores intermediários
de IHO, sendo inferiores aos obtidos no solo conduzido com gramíneas, no entanto, superiores
ao solo mantido em pousio durante a primavera (Figuras 11 e 12). Devido à influência do
cultivo no outono-inverno em alguns atributos do solo, no terceiro ano agrícola (Tabelas 11 e
19), era de se esperar que o sistema consorciado com sorgo granífero e braquiária ruziziensis
ou mesmo a forrageira solteira, apresentassem maior amplitude nos teores de água sem que
ocorressem restrições às plantas, de acordo com os parâmetros do IHO. No entanto, na camada
de 7,5-12,5 cm de profundidade, somente as plantas de cobertura de primavera que
apresentaram influência nas condições propostas pelo IHO (Figuras 11 e 12). Deve-se ressaltar
também, que, apesar do cultivo de outono-inverno ter influenciado em algumas frações da
100
M.O e propriedades físicas do solo, os efeitos das plantas de cobertura de primavera, em geral,
foram mais consistentes (Tabelas 11, 13, 14, 15, 16, 17 e 19).
As maiores amplitudes do IHO nos tratamentos com cober crop e
milheto na primavera devem-se, principalmente, pelos incrementos nos teores de água
relativos à capacidade de campo e os menores teores de água para que a resistência à
penetração se tornasse limitante, portanto, aumentando o IHO.
Quanto à RP, nos tratamentos sem plantas antecedentes à safra
granífera de verão, além da RP ser o limite inferior do IHO em toda a variabilidade da Ds, a
maior compactação do solo, avaliado através do aumento da Ds, exigiram que os teores de
água para manter a RP em 2MPa fossem aumentados mais drasticamente quando comparado
aos demais tratamentos (Figuras 11 e 12). Normalmente, a RP é o limite inferior do IHO nos
solos cultivados, sendo afetada pelo aumento da Ds. Essa situação é agravada nos solos
argilosos, mais propensos à compactação. No trabalho desenvolvido por Kaiser et al. (2009),
em um Latossolo Vermelho argiloso, mesmo considerando a RP de 3MPa como limitante,
essa substituiu o PMP como limite inferior do IHO para uma Ds de 1,28Mg m
-3
.
Para romper a compactação, destaca-se, entre outros métodos, a
escarificação mecânica com subsolador, que torna o solo mais solto, sem inverter as camadas,
diminuindo as restrições à penetração das raízes no perfil do solo. No entanto, essa não é uma
prática desejável no SSD. Em contrapartida, no SSD com o cultivo de plantas de cobertura
com sistema radicular vigoroso, devido aos bioporos deixados no perfil com a morte das raízes,
os quais orientam o crescimento radicular em profundidade da cultura sucessora, a RP
limitante para o crescimento das plantas pode ser superior à RP restritiva em sistemas com
revolvimento do solo, em que a mobilização do solo causa a interrupção da continuidade dos
macroporos e dos canais (CALONEGO, 2007). Assim, se fosse considerada uma RP limitante
superior a 2 MPa para os manejos envolvendo o cultivo de plantas de cobertura, certamente
aumentaria o IHO nesses tratamentos.
Cunha et al. (2004) verificaram que a resistência mecânica do solo à
penetração é afetada pela presença de braquiária em sistema de rotação de culturas,
apresentando menores valores de resistência à penetração, 2,3 a 2,7 MPa, na profundidade de
15 a 35 cm, contra 2,9 a 3,3 MPa para mesma profundidade no tratamento sem braquiária.
Portanto, as espécies vegetais utilizadas em rotação têm a capacidade de influenciar na RP, o
101
que de fato, pode ter ocorrido na camada de 7,5-12,5 cm, devido ao maior crescimento de
raízes nas camadas superficiais do solo (Figura 6). Deste modo, seriam necessários menores
teores de água para serem atendidas as exigências da RP como limite inferior do IHO (Figuras
11 e 12).
Solos que possuem como limite superior do IHO o teor de água retida
na CC podem ter o IHO aumentado com o incremento da matéria orgânica, devido à
propriedade da M.O de reter grande quantidade de água em sua elevada microporosidade
(“efeito esponja”), o que é de suma importância em solos com elevada macroporosidade e
baixa quantidade de microporos. Já em solos com maior volume de microporos e baixa
macroporosidade, com elevada retenção de água na CC, que pode limitar a PA de 10 %, o
aumento da M.O auxilia na formação de macroagregados, equilibrando a relação entre macro e
microporos, aumentando o IHO em situações em que a PA é o limite superior de água no solo
para o máximo crescimento das plantas. No experimento em questão, apesar da porosidade de
aeração sofrer grande influência pelo aumento da Ds, sendo necessários menores teores de
água para atingir uma aeração de 10% (característica dos solos argilosos), os teores de água
retidos na CC foram responsáveis pelo limite superior do IHO na grande maioria dos valores
de Ds obtidos (Figuras 11, 12, 13 e 14). Portanto, o aumento dos teores de carbono orgânico e
da agregação do solo promovidos pela presença do milheto e do sorgo forrageiro, na camada
de 0-10 cm, influenciaram na maior retenção de água correspondente à CC. Silva & Kay
(1997) relataram a influência do carbono orgânico no aumento do IHO. Esses resultados
condizem com a microporosidade e a porosidade total do solo na camada de 7,5-12,5 cm no
terceiro ano agrícola (tabela 19), as quais foram aumentadas pela presença das gramíneas
forrageiras como plantas de cobertura. Blainski et al. (2009), trabalhando em um solo com
73% de argila, também verificaram reduções nos teores de água para satisfazer uma PA de
10%. Em contrapartida, somente com uma Ds de 1,38Mg m
-3
a θ
PA
substituiu a θ
CC
.
A densidade do solo crítica (Dsc), ou seja, em que o intervalo hídrico
ótimo é zero, está apresentada na figura 15, para as camadas de 7,5-12,5 cm e 27,5-32,5 cm de
profundidade. A Dsc foi definida, segundo Silva & Kay (1997), como aquela em que o IHO é
igual a zero, ou seja, aquela na qual o limite inferior cruza com o limite superior do intervalo,
a partir da qual ocorreriam limitações severas ao desenvolvimento das plantas, independente
da umidade do solo.
102
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
Braquiária/Cober Crop
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo (Mg m
-3
)
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo (Mg m
-3
)
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
Braquiária/Crotalária
Braquiária/Milheto Braquiária/Pousio
Sorgo/Cober Crop Sorgo/Crotalária
IHO IHO
IHO
IHO
IHO
IHO
Figura 11
. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para
limites críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC),
resistência do solo à penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha
permanente (PMP), na camada de 7,5-12,5 cm, três anos após diferentes
rotações de culturas. IHO: intervalo hídrico ótimo. Dezembro/2008.
103
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo (Mg m
-3
)
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo (Mg m
-3
)
RP
CC
PMP
PA
Sorgo/Pousio Sorgo/Milheto
B+S/Cober Crop B+S/Crotalária
B+S/Milheto
B+S/Pousio
IHO
IHO
IHO
IHO
IHO
IHO
Figura 12
. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para
limites críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC),
resistência do solo à penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha
permanente (PMP), na camada de 7,5-12,5 cm, três anos após diferentes
rotações de culturas. B+S: Braquiária + Sorgo. IHO: intervalo hídrico
ótimo. Dezembro/2008.
104
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo, Mg m
-3
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
Braquiá
ria/Cober Crop
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
Braquiária/Crotalária
Braquiária/Milheto
Braquiária/Pousio
Sorgo/Cober Crop
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo, Mg m
-3
RP
CC
PMP
PA
Sorgo/Crotalária
IHO
IHO
IHO
IHO
IHO
IHO
Figura 13
. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para
limites críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC),
resistência do solo à penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha
permanente (PMP), na camada de 27,5-32,5 cm, três anos após diferentes
rotações de culturas. IHO: intervalo hídrico ótimo. Dezembro/2008.
105
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
Sorgo/Milheto
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
Sorgo/Pousio
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
RP
CC
PMP
PA
B+S/Crotalária
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo, Mg m
-3
Água no solo, cm
3
cm
-3
RP
CC
PMP
PA
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55
Densidade do solo, Mg m
-3
RP
CC
PMP
PA
B+S/Cober Crop
B+S/Milheto B+S/Pousio
IHO
IHO
IHO
IHO
IHO
IHO
Figura 14
. Variação do conteúdo de água volumétrico com a densidade do solo, para
limites críticos da porosidade de aeração (PA), capacidade de campo (CC),
resistência do solo à penetração de 2 MPa (RP) e ponto de murcha
permanente (PMP), na camada de 27,5-32,5 cm, três anos após diferentes
rotações de culturas. B+S: Braquiária + Sorgo. IHO: intervalo hídrico
ótimo. Dezembro/2008.
106
Na camada amostrada mais superficialmente, os resultados
evidenciam maiores Dsc para as rotações envolvendo as gramíneas de cobertura (cober crop e
milheto), e, em um plano secundário, o cultivo da crotalária na primavera. O solo mantido em
pousio na primavera, além de apresentar valores inferiores ao uso das plantas de cobertura,
1.25
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
B
/
C
C
B
/
C
B
/
M
B
/
P
S
/
C
C
S
/
C
S
/
M
S
/
P
B
+
S
/
C
C
B
+
S
/
C
B
+
S
/
M
B
+
S
/
P
Densidade do solo crítica (Mg m
-3
)
7,5-12,5 cm
1.25
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
B
/
C
C
B
/
C
B
/
M
B
/
P
S
/
C
C
S
/
C
S
/
M
S
/
P
B
+
S
/
C
C
B
+
S
/
C
B
+
S
/
M
B
+
S
/
P
Densidade do solo crítica (Mg m
-3
)
27,5-32,5 cm
Figura 15
. Densidade do solo crítica (IHO=0) nas camadas de
7,5-12,5 e 27,5-32,5 cm de profundidade, no terceiro
ano do experimento. B: brachiaria ruziziensis; CC:
cober crop; C: crotalária juncea; M: milheto; P:
pousio; S: sorgo. Dezembro/2008.
Dsc inicial
Dsc inicial
107
manteve uma Dsc com valores próximos à caracterização da área experimental, ao redor de
1,35 Mg m
-3
, indicando a eficiência das plantas de cobertura na recuperação de solos
compactados, proporcionando melhores condições para o desenvolvimento das culturas
sucessoras.
Assim como para a amplitude do IHO, a Dsc na camada de 27,5-32,5
cm sofreu poucas alterações em função das diferentes rotações de culturas, pois os efeitos dos
cultivos limitaram-se nas camadas mais superficiais do perfil do solo.
A Dsc pode ser considerada um “semáforo” da qualidade estrutural do
solo. As condições de umidade ideais, para o desenvolvimento e crescimento das plantas,
ocorrem entre os limites superior e inferior do IHO. As condições são limitantes quando
ficam acima ou abaixo dos limites do IHO, e críticas ao crescimento das plantas quando a
densidade do solo estiver acima da densidade onde o IHO é nulo (SILVA & KAY, 1996,
1997; COLLARES et al., 2006). A densidade crítica obtida por meio do IHO auxilia na
tomada de decisões diante das condições de manejo adotadas ou a serem adotadas em
determinado solo (FREDDI et al., 2009; KAISER et al., 2009). No trabalho de Leonel et al.
(2007), o IHO diminuiu com o aumento da compactação, pela RP, até atingir Dsc de 1,40 Mg
m
-3
, valor próximo a Ds de 1,32 Mg m
-3
, a partir da qual a produtividade em casca do
amendoim decresceu no campo. Assim, o IHO foi útil no monitoramento da qualidade física
do solo para a cultura do amendoim (LEONEL et al., 2007).
Os tratamentos com cultivo das plantas de cobertura, com Dsc mais
elevadas, indicam uma melhor estruturação do solo, em que mesmo com o aumento da
compactação, as chances em que não ocorram restrições ao crescimento das plantas, seja por
resistência à penetração, aeração ou umidade inadequada, são maiores. Em contrapartida, solos
menos estruturados e desagregados, representados pelos tratamentos mantidos no pousio na
primavera, valores de Dsc crítica baixos indicam que com pequeno aumento da densidade do
solo as plantas estarão sempre em condições inadequadas para o desenvolvimento,
independente dos teores de água no solo (Figuras 11 e 12).
A maior Dsc na camada de 7,5-12,5 cm foi obtida repetindo por três
anos o cultivo de sorgo consorciado com braquiária como safra de outono-inverno e com a
utilização do milheto como espécie de cobertura antecedendo a soja. Esse tratamento permitiu
um valor de Dsc igual a 1,45 Mg m
-3
, em virtude da baixa necessidade de aumento no teor de
108
volumétrico de água para manter a RP em 2 MPa e incremento dos teores de água na
capacidade de campo. Um elevado valor de Dsc permite que grande parte das amostras
coletadas para determinação do IHO esteja com Ds abaixo da Dsc, o que, de acordo com Silva
& Kay (1997), reduz a probabilidade de ocorrência de condições altamente restritivas ao
crescimento radicular.
Os valores de Dsc na camada de 7,5-12,5 cm apresentaram correlação
positiva com os teores de carbono orgânico da camada de 5-10 cm, das amostras coletadas no
terceiro ano agrícola (Tabela 20). Os teores de carbono orgânico particulado e os teores de
carbono orgânico na fração >2mm foram as frações que apresentaram efeito benéfico na Dsc.
Portanto, o fracionamento físico da matéria orgânica, atualmente amplamente estudado devido
à maior sensibilidade aos efeitos de práticas agrícolas nos estoques de carbono no solo (DOU
et al., 2008; GULDE et al., 2008), também mostrou-se como bom indicador de melhorias da
qualidade física do solo e estreita relação com o IHO, através do aumento da Dsc (Tabela 20).
O aumento da M.O e da estruturação do solo, aumenta a Ds crítica, ou seja, aumenta a Ds em
que o IHO se iguala a zero, pelo fato de aumentar o IHO e por aumentar a capacidade do solo
em receber cargas sem sofrer deformações plásticas. Além disso, o aumento da M.O e da
agregação do solo diminui a Ds e a RP reduzindo o teor de água no solo que propicie a RP
crítica de 2 MPa, que comumente é o limite inferior do IHO em solos argilosos compactados.
Para Peche Filho (1999), o material orgânico presente no solo, mas que ainda não entrou em
processo acelerado de decomposição tem o papel de prevenção contra a compactação, pois
aumenta a compressibilidade, propiciando aeração e diminuindo o efeito do rearranjamento
das partículas do solo causado pelo tráfego de máquinas agrícolas.
Considerando os valores de Dsc como ferramenta para avaliar o efeito
dos tratamentos na qualidade estrutural do solo, pode-se dizer que as rotações envolvendo o
cultivo de plantas de cobertura por três anos consecutivos, com maior destaque para as
gramíneas, propiciaram na camada de 7,5 a 12,5 cm, os melhores resultados, sendo que com o
cultivo de primavera antecedendo a soja obtiveram-se os maiores incrementos nos valores de
Dsc (Figura 15). Esses resultados corroboram as afirmações de Calonego (2007), em que o
cultivo de primavera, antecedente à soja, proporcionou maiores ganhos nos valores de Dsc em
relação ao cultivo de outono-inverno.
109
4.12. Produtividade da soja
A produtividade de grãos de soja, nas safras agrícolas de 2006/2007,
2007/2008 e 2008/2009, não diferiu em função dos cultivos de outono-inverno e primavera. A
interação das causas de variação também não foi significativa (Tabela 21). Mesmo
comportamento foi obtido para a média da produtividade da soja nos três anos agrícolas
(Tabela 21). Por outro lado, o efeito do cultivo de primavera na produtividade da soja ao longo
dos anos, avaliado pela probabilidade de F, mostra uma tendência de possíveis ganhos em
produtividade, no caso da continuidade do experimento, com valores de 37, 28 e 13%, para as
safras 2006/2007, 2007/2008 e 2008/2009, respectivamente. A soma da produtividade da soja
nos três anos agrícolas, afetada pelas plantas de cobertura de primavera, apresentou uma
probabilidade de F de 10%. Esses resultados demonstram que em períodos mais longos de
avaliação, o cultivo de plantas de cobertura antecedentes à soja pode proporcionar ganhos
mais consideráveis na produtividade de grãos.
A produtividade de grãos foi aumentada pelas rotações de culturas ao
longo do experimento, no entanto, esse comportamento foi constatado em todos os tratamentos.
No terceiro ano agrícola foi utilizado um cultivar de soja diferente das duas safras anteriores.
Esse material pode ter sido responsável pelos maiores ganhos de produtividade no último ano
agrícola (Tabela 21). Portanto, as maiores produtividades no último ano do experimento,
obtidas em todas as situações, podem não estar relacionadas com os atributos físicos do solo e
com a matéria orgânica nas camadas mais superficiais, que de forma geral, depois de três anos
de rotação de culturas, foram melhorados em todos os tratamentos, principalmente naqueles
com cultivo de sorgo consorciado ou braquiária solteira no outono-inverno, combinados com
as plantas de cobertura em sucessão, com maior ênfase para o cober crop e milheto (Tabelas
11, 13, 14, 15, 16, 17 e 19). O maior crescimento de raízes de soja nas camadas de 0-5 e 5-10
cm, influenciado pelas plantas de cobertura, proporcionou maior volume de solo explorado, o
que também não significou incrementos na produtividade de grãos.
De acordo com os limites propostos pelo IHO, em que não há
restrições ao desenvolvimento das plantas, quanto à aeração, resistência à penetração do
sistema radicular e água disponível, as plantas de soja cultivadas nas rotações envolvendo as
plantas de cobertura, apresentaram menores chances de sofrerem alguma restrição ao
110
desenvolvimento, devido à maior amplitude nos teores de água do IHO na camada de 7,5-12,5
cm (Figuras 11 e 12). Em contrapartida, mesmo com condições mais favoráveis ao
desenvolvimento da soja, os tratamentos supracitados não apresentaram ganhos em
produtividade (Tabela 21). O crescimento aéreo do milho foi diminuído de acordo com o
aumento da freqüência que os teores de água estivessem fora dos limites do IHO (SILVA &
KAY, 1996). Segundo os autores, o desenvolvimento vegetal apresenta relação inversa ao
número de medições dos teores de água no solo fora do IHO.
No experimento em questão, não foram monitorados diariamente os
teores de água no solo. Dessa forma, não é possível concluir se durante o desenvolvimento da
soja, mesmo em condições de menor IHO, a água do solo esteve fora do limite inferior ou
superior, prejudicando o desenvolvimento da soja. Além do mais, os estágios de
desenvolvimento das plantas, em que ocorrem as limitações propostas pelo IHO, também são
importantes para relacionar o IHO com a produtividade das culturas. A cultura da soja
apresenta considerável tolerância a algumas adversidades climáticas no estágio de
desenvolvimento vegetativo. Por outro lado, as mesmas restrições podem gerar perdas
consideráveis no rendimento de grãos se ocorrerem nos estágios de pegamento de vagens e/ou
enchimento de grãos (EMBRAPA, 2008). Durante a condução do experimento, nos três anos
agrícolas, a distribuição de chuvas foi considerada adequada, não ocorrrendo períodos longos
por estresse hídrico (Figura 1).
No experimento desenvolvido por Klein & Camara (2007), as
limitações propostas pelo IHO não afetaram o desenvolvimento e o rendimento de grãos da
cultura da soja, em razão das condições climáticas favoráveis durante todo o ciclo da cultura,
conduzida em um Latossolo Vermelho sob plantio direto.
No SSD, solos com densidade abaixo da crítica e com
macroporosidade próximas de 10 %, apresentam menor efeito sobre o crescimento radicular,
mesmo que a resistência do solo à penetração esteja acima de 2 MPa (COLLARES et al.,
2006), pois os poros resultantes dos cultivos anteriores representam os caminhos preferenciais
ao crescimento das raízes (STIRZAKER et al., 1996; RASSE & SMUCKER, 1998),
permitindo que as camadas mais profundas do solo sejam ocupadas na busca de água e
nutrientes. A bioporosidade pode ser aumentada com o uso de plantas de cobertura com
sistema radicular capaz de romper camadas compactadas e formar poros novos, contínuos e
111
estáveis (ABREU et al., 2004; KAISER et al., 2009). Dessa forma, nem sempre se observa
resposta nas produtividades de grãos quando o solo mantém resistência de 2 MPa por
determinado período.
Mesmo na ausência de plantas de cobertura na primavera, devido à
ausência de revolvimento do solo, as subparcelas mantidas em pousio também podem ter
apresentado bioporos resultantes dos cultivos anteriores, no entanto, em menores quantidades.
Apesar de menor desenvolvimento radicular da soja em sucessão ao pousio (Figura 7), o perfil
do solo explorado pode ter proporcionado condições suficientes para o crescimento da lavoura
de soja.
Produtividade (kg ha
-1
)
Tratamentos
2006/2007 2007/2008 2008/2009 Total
Outono-Inverno
Braquiária (B) 2865 3014 3448 9327
Sorgo (S) 2867 3005 3338 9210
S+B 2840 3067 3430 9337
Primavera
Cober crop 2856 3115 3437 9408
Crotalária 2865 3102 3497 9464
Milheto 2903 3098 3499 9500
Pousio 2806 2946 3354 9106
Probab. F
Outono-Inverno (I) 0,8133 0,8326 0,9820 0,7821
Primavera (P) 0,3680 0,2785 0,1280 0,1007
IxP 0,9271 0,9552 0,9618 0,8841
CV
Outono-Inverno 4,70 15,01 12,58 7,84
Primavera 4,62 6,78 8,99 8,25
Tabela 21
. Análise de variância e produtividade média dos grãos de soja (kg ha
-
1
) em
função dos cultivos de outono-inverno e primavera, nos anos agrícolas de
2006/2007, 2007/2008 e 2008/2009. Botucatu-SP.
112
5. CONCLUSÕES
As melhorias proporcionadas pelas rotações de culturas nas
propriedades físicas do solo se extendem para camadas mais profundas com a sucessão dos
cultivos. As espécies de cobertura conduzidas na primavera apresentam efeitos mais rápidos e
consistentes do que o cultivo de outono-inverno.
A produção de fitomassa e o crescimento vigoroso das raízes das
espécies utilizadas em rotação têm influência positiva na formação de macroagregados num
solo com estrutura degradada, com reflexos em outras características físicas do solo, como a
porosidade e a retenção de água.
A rotação das culturas soja e crotalária, apesar da maior oferta de
nitrogênio, não acumula mais matéria orgânica no solo comparada ao uso só de gramíneas.
O cultivo da braquiária e das plantas de cobertura cober crop ou
milheto tem efeito positivo nas frações de carbono do solo.
O IHO e a densidade do solo crítica na camada de 7,5-12,5 cm foram
influenciados somente pelo cultivo de primavera, de forma geral, na seguinte ordem: cober
crop = milheto > crotalária > pousio.
A melhoria das condições físicas do Latossolo ocorreu com aportes de
matéria seca, em média, menores do que os preconizados na literatura para viabilizar o SSD.
113
O fracionamento da matéria orgânica demonstra grande sensibilidade
em avaliar o efeito positivo do cultivo da braquiária e das plantas de cobertura nas frações de
carbono do solo, as quais atuam nas propriedades físicas do solo.
114
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
ABDALLA, M.; JONES, M.; WILLIAMS, M. Simulation of N
2
O fluxes Irish arable soils:
effect of climate change and management. Biology and Fertility of Soils, v.46, p.247-260,
2010.
ABID, M.; LAL, R. Tillage and drainage impact on soil quality. I: Aggregate stability, carbon
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APÊNDICES
Parâmetros da curva: θ
V
= θr + ((θs - θr) / (1 + (αΨ)
n
)
m
)
Rotações
(1)
α n m Өr Өs
R
2
0-5 cm
B/CC 0,0108 1,114 0,608 0,215 0,440 0,99**
B/C 0,0325 1,521 0,241 0,210 0,430 0,99*
B/M 0,0280 1,489 0,259 0,214 0,425 0,99**
B/P 0,0026 0,320 3,332 0,219 0,416 0,98**
S/CC 0,0031 0,338 2,225 0,217 0,433 0,97**
S/C 0,0189 1,429 0,428 0,224 0,420 0,99**
S/M 0,0285 1,511 0,229 0,220 0,432 0,99**
S/P 0,0037 0,389 3,698 0,215 0,411 0,99**
B+S/CC 0,0029 0,345 3,325 0,214 0,430 0,99**
B+S/C 0,0121 1,400 0,412 0,220 0,420 0,98*
B+S/M 0,0091 0,599 0,712 0,211 0,424 0,99**
B+S/P 0,0029 0,325 3,421 0,223 0,415 0,99**
7,5-12,5 cm
B/CC 0,0026 0,881 0,295 0,240 0,412 0,96**
B/C 0,0139 0,992 0,309 0,239 0,423 0,99**
B/M 0,0289 1,459 0,089 0,236 0,418 0,99**
B/P 0,0002 0,428 3,998 0,241 0,410 0,99**
S/CC 0,0081 0,889 0,300 0,234 0,429 0,98**
S/C 0,0094 0,893 0,329 0,235 0,420 0,99**
S/M 0,0009 0,525 1,269 0,232 0,419 0,99**
S/P 0,0008 0,499 2,897 0,238 0,411 0,99*
B+S/CC 0,0113 0,759 0,287 0,240 0,428 0,99**
B+S/C 0,0088 0,612 0,421 0,241 0,420 0,99**
B+S/M 0,0091 0,399 0,629 0,240 0,424 0,99*
B+S/P 0,0021 0,881 1,298 0,238 0,418 0,99**
15-20 cm
B/CC 0,0026 0,465 1,891 0,229 0,420 0,98**
B/C 0,0198 0,889 0,298 0,240 0,423 0,99**
B/M 0,0127 0,712 0,589 0,231 0,418 0,99**
B/P 0,0031 0,559 1,356 0,241 0,418 0,99**
S/CC 0,0254 0,998 0,256 0,232 0,426 0,99**
S/C 0,0058 0,512 1,425 0,231 0,421 0,99**
S/M 0,0047 0,666 1,099 0,230 0,420 0,98**
S/P 0,0165 1,455 0,225 0,238 0,411 0,98**
B+S/CC 0,0133 1,554 0,199 0,240 0,428 0,99**
B+S/C 0,0059 0,645 1,125 0,230 0,421 0,99**
B+S/M 0,0024 0,329 2,498 0,240 0,423 0,97**
B+S/P 0,0099 0,784 0,499 0,238 0,418 0,99**
continua…
Apêndice 1
. Coeficientes de determinação e parâmetros calculados da curva característica
da água no solo, no primeiro ano do experimento, nas profundidades de 0-5;
7,5-12,5; 15-20; 27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm. Dezembro/2006.
139
continuação do apêndice 1…
Parâmetros da curva: θ
V
= θr + ((θs - θr) / (1 + (αΨ)
n
)
m
)
Rotações
(1)
α n m Өr Өs
R
2
27,5-32,5 cm
B/CC 0,0825 0,389 0,998 0,221 0,440 0,99**
B/C 0,0694 0,325 1,845 0,232 0,436 0,99**
B/M 0,1025 0,985 0,689 0,229 0,444 0,99**
B/P 0,0045 0,256 3,589 0,222 0,440 0,96*
S/CC 0,0059 0,299 3,845 0,227 0,426 0,98**
S/C 0,0091 0,689 1,352 0,231 0,441 0,99**
S/M 0,3250 3,225 0,045 0,233 0,442 0,99**
S/P 0,0458 2,224 0,125 0,223 0,433 0,99**
B+S/CC 0,0099 0,785 1,125 0,231 0,442 0,99*
B+S/C 0,1009 1,325 0,488 0,222 0,445 0,98**
B+S/M 0,0081 0,577 0,697 0,228 0,446 0,99**
B+S/P 0,0069 0,425 1,116 0,225 0,442 0,99**
47,5-52,5 cm
B/CC 0,0825 0,722 0,589 0,234 0,462 0,99**
B/C 0,1225 1,065 0,269 0,231 0,465 0,99**
B/M 0,0478 0,652 0,994 0,228 0,452 0,98**
B/P 0,0235 0,588 0,998 0,230 0,461 0,98**
S/CC 0,0051 0,412 1,204 0,226 0,465 0,97**
S/C 0,0089 0,444 1,025 0,231 0,471 0,99*
S/M 0,0761 0,659 0,895 0,224 0,459 0,99**
S/P 0,0981 0,842 0,458 0,223 0,452 0,99**
B+S/CC 0,1026 0,9856 0,394 0,223 0,458 0,98**
B+S/C 0,0843 0,759 0,564 0,222 0,469 0,99**
B+S/M 0,0128 0,497 1,087 0,220 0,458 0,99**
B+S/P 0,0035 0,298 1,256 0,225 0,461 0,98**
(1)
B: braquiária; S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.
140
Parâmetros da curva: θ
V
= θr + ((θs - θr) / (1 + (αΨ)
n
)
m
)
Rotações
(1)
α n m Өr Өs
R
2
0-5 cm
B/CC 0,0032 0,652 0,702 0,225 0,450 0,99**
B/C 0,0021 0,525 0,822 0,230 0,453 0,99**
B/M 0,0127 0,786 0,321 0,214 0,456 0,99**
B/P 0,0002 0,452 3,751 0,219 0,418 0,99**
S/CC 0,0042 0,432 0,784 0,217 0,449 0,99**
S/C 0,0028 0,601 0,589 0,224 0,450 0,99*
S/M 0,0091 0,543 0,732 0,228 0,440 0,98**
S/P 0,0002 0,289 4,238 0,215 0,415 0,98**
B+S/CC 0,0089 0,540 0,689 0,218 0,444 0,99**
B+S/C 0,0690 2,498 0,289 0,220 0,438 0,99**
B+S/M 0,0811 3,873 0,243 0,210 0,455 0,99**
B+S/P 0,0004 0,324 2,872 0,220 0,422 0,99**
7,5-12,5 cm
B/CC 0,0713 1,239 0,091 0,241 0,445 0,98**
B/C 0,0008 0,229 2,872 0,240 0,442 0,99**
B/M 0,0568 1,158 0,107 0,236 0,453 0,99**
B/P 0,0003 0,211 4,181 0,240 0,429 0,99**
S/CC 0,0023 0,603 0,329 0,234 0,439 0,99**
S/C 0,0012 0,458 0,512 0,235 0,441 0,99**
S/M 0,0048 0,821 0,412 0,232 0,438 0,97**
S/P 0,0001 0,199 3,151 0,238 0,425 0,99**
B+S/CC 0,0029 0,611 0,832 0,243 0,452 0,99**
B+S/C 0,0039 0,756 0,289 0,241 0,455 0,99**
B+S/M 0,0590 2,011 0,093 0,244 0,462 0,99*
B+S/P 0,0005 0,281 3,981 0,238 0,437 0,99**
15-20 cm
B/CC 0,0019 0,709 0,716 0,239 0,454 0,99**
B/C 0,0008 0,301 2,813 0,238 0,461 0,99**
B/M 0,0028 0,698 0,486 0,239 0,465 0,99**
B/P 0,0004 0,298 3,918 0,243 0,433 0,99**
S/CC 0,0051 0,567 0,812 0,233 0,444 0,99**
S/C 0,0049 0,813 0,499 0,231 0,440 0,98**
S/M 0,0025 0,711 0,672 0,232 0,461 0,99**
S/P 0,0001 0,183 4,813 0,237 0,443 0,99**
B+S/CC 0,0492 1,321 0,225 0,241 0,473 0,99**
B+S/C 0,0891 2,846 0,386 0,239 0,455 0,99**
B+S/M 0,0092 1,099 1,179 0,239 0,471 0,99**
B+S/P 0,0002 0,245 4,129 0,238 0,454 0,99**
continua…
Apêndice 2
. Coeficientes de determinação e parâmetros calculados da curva característica
da água no solo, no terceiro ano do experimento, nas profundidades de 0-5;
7,5-12,5; 15-20; 27,5-32,5 e 47,5-52,5 cm. Dezembro/2008.
141
continuação do apêndice 2…
Parâmetros da curva: θ
V
= θr + ((θs - θr) / (1 + (αΨ)
n
)
m
)
Rotações
(1)
α n m Өr Өs
R
2
27,5-32,5 cm
B/CC 0,0452 0,815 0,299 0,222 0,441 0,99**
B/C 0,0235 0,616 0,591 0,230 0,436 0,99**
B/M 0,0089 0,409 0,401 0,228 0,443 0,96**
B/P 0,0011 0,328 0,953 0,222 0,440 0,99**
S/CC 0,0333 0,911 0,212 0,226 0,433 0,99*
S/C 0,0421 0,581 0,449 0,230 0,445 0,98**
S/M 0,0512 0,722 0,742 0,232 0,442 0,99**
S/P 0,0041 0,422 0,801 0,224 0,432 0,99**
B+S/CC 0,0643 0,921 0,281 0,235 0,441 0,99**
B+S/C 0,0091 0,609 0,308 0,222 0,445 0,99**
B+S/M 0,0231 0,492 0,422 0,221 0,446 0,99**
B+S/P 0,0031 0,434 0,510 0,225 0,442 0,99**
47,5-52,5 cm
B/CC 0,0634 0,887 0,289 0,225 0,462 0,99**
B/C 0,0911 0,906 0,514 0,230 0,455 0,99**
B/M 0,0376 0,818 0,301 0,228 0,451 0,99*
B/P 0,0441 0,719 0,553 0,228 0,460 0,99**
S/CC 0,0421 0,821 0,361 0,225 0,465 0,97**
S/C 0,0297 0,798 0,447 0,233 0,471 0,99**
S/M 0,0369 0,813 0,442 0,224 0,461 0,99**
S/P 0,0357 0,873 0,501 0,223 0,452 0,99**
B+S/CC 0,0864 0,843 0,285 0,226 0,458 0,99**
B+S/C 0,0761 0,679 0,348 0,222 0,464 0,99**
B+S/M 0,0651 0,697 0,462 0,230 0,459 0,98**
B+S/P 0,0421 0,802 0,333 0,224 0,463 0,99**
(1)
B: braquiária; S:sorgo; B+S: braquiária + sorgo; CC: cober crop; C: crotalária; M: milheto; P: pousio.
142
Parâmetros
Tratamentos
a b c r
2
7,5 a 12,5 cm
Braquiária/Cober crop 0,0209 -2,139 6,663 0,82**
Braquiária/Crotalária 0,0222 -2,226 6,821 0,77**
Braquiária/Milheto 0,0168 -2,314 7,011 0,62**
Braquiária/Pousio 0,0160 -2,229 7,290 0,77**
Sorgo/Cober crop 0,0211 -2,103 6,661 0,93**
Sorgo/Crotalária 0,0098 -2,400 9,001 0,88**
Sorgo/Milheto 0,0107 -2,751 7,002 0,94*
Sorgo/Pousio 0,0220 -1,702 9,120 0,92*
B+S/Cober crop 0,0112 -2,109 7,003 0,65**
B+S/Crotalária 0,0103 -2,313 9,012 0,63**
B+S/Milheto 0,0251 -2,450 4,811 0,71**
B+S/Pousio 0,0232 -2,313 6,412 0,82**
27,5 a 32,5 cm
Braquiária/Cober crop 0,0131 -3,071 6,003 0,89**
Braquiária/Crotalária 0,0123 -3,041 6,124 0,71**
Braquiária/Milheto 0,0120 -3,002 6,223 0,67**
Braquiária/Pousio 0,0092 -3,125 7,002 0,83**
Sorgo/Cober crop 0,0145 -3,202 5,302 0,94**
Sorgo/Crotalária 0,0121 -3,421 6,012 0,92**
Sorgo/Milheto 0,0123 -3,008 6,112 0,90**
Sorgo/Pousio 0,0218 -2,881 6,450 0,94**
B+S/Cober crop 0,0184 -2,643 6,009 0,68**
B+S/Crotalária 0,0126 -2,771 7,241 0,76**
B+S/Milheto 0,0289 -2,983 7,451 0,97**
B+S/Pousio 0,0192 -3,281 6,004 0,84**
* e **: significativo a 5 e 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste F.
Apêndice 3
. Estimativa dos parâmetros de regressão para a resistência do solo à
penetração em função do conteúdo volumétrico da água e densidade do
solo, no terceiro ano do experimento (
RP = d
θ
v
e
Ds
f
).
Dezembro/2008.
143
Parâmetros
Tratamentos
d e f r
2
7,5 a 12,5 cm
Braquiária/Cober crop -1,698 0,313 -0,065 0,92**
Braquiária/Crotalária -1,528 0,300 -0,049 0,87**
Braquiária/Milheto -1,814 0,291 -0,011 0,83**
Braquiária/Pousio -1,945 0,351 -0,018 0,92**
Sorgo/Cober crop -1,592 0,225 -0,061 0,81**
Sorgo/Crotalária -1,791 -0,310 -0,068 0,76**
Sorgo/Milheto -1,814 -0,293 -0,009 0,89**
Sorgo/Pousio -1,621 0,225 -0,066 0,90**
B+S/Cober crop -0,998 0,271 -0,083 0,75**
B+S/Crotalária -1,710 0,222 -0,081 0,84**
B+S/Milheto -1,811 0,292 -0,021 0,79**
B+S/Pousio -1,723 0,381 -0,062 0,95**
27,5 a 32,5 cm
Braquiária/Cober crop -1,719 0,264 -0,066 0,92**
Braquiária/Crotalária -1,700 -0,472 -0,072 0,77**
Braquiária/Milheto -1,598 0,261 -0,077 0,78**
Braquiária/Pousio -1,592 0,223 -0,081 0,93**
Sorgo/Cober crop -1,661 0,313 -0,044 0,87**
Sorgo/Crotalária -2,025 0,381 -0,081 0,88**
Sorgo/Milheto -1,629 -0,261 -0,066 0,80**
Sorgo/Pousio -0,889 -0,311 -0,088 0,67**
B+S/Cober crop -1,528 0,374 -0,038 0,95**
B+S/Crotalária -1,721 0,271 -0,058 0,90**
B+S/Milheto -1,439 0,422 -0,091 0,64**
B+S/Pousio -1,631 -0,281 -0,071 0,94**
* e **: significativo a 5 e 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste F.
Apêndice 4
. Estimativa dos parâmetros de regressão para o conteúdo volumétrico de
água no solo em função da densidade e do potencial mátrico, no terceiro
ano do experimento (
θ
V
= exp (a + b Ds)
Ψ
c
. Dezembro/2008.
144
0
10
20
30
40
50
60
2 3 4 5 6 7 8
pH
Profundidade (cm)
(A)
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120
H+Al (mmol
c
dm
-3
)
(B)
0
10
20
30
40
50
60
10 15 20 25 30 35 40
Matéria orgânica (g dm
-3
)
Profundidade (cm)
(C)
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Cálcio (mmol
c
dm
-3
)
(D)
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Magnésio (mmol
c
dm
-3
)
Profundidade (cm)
(E)
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7
Potássio (mmol
c
dm
-3
)
(F)
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Fósforo (mg dm
-3
)
Profundidade (cm)
(G)
Apêndice 5
. Valores de pH (A) e teores de
H+Al (B), matéria orgânica
(C), cálcio (D), magnésio (E),
potássio (F) e fósforo (G) no
perfil do solo, após manejo
das plantas de cobertura
conduzidas na primavera, no
primeiro ano agrícola.
Dezembro/2006. B:
braquiária; S:sorgo; B+S:
braquiária + sorgo; CC: cober
crop; C: crotalária; M:
milheto; P: pousio.
B/CC
B/C
B/M
S/CC
S/C
S/M
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B+S/P
S/P
B/P
145
0
10
20
30
40
50
60
2 3 4 5 6 7 8
pH
Profundidade (cm)
(A)
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120
H+Al (mmol
c
dm
-3
)
(B)
0
10
20
30
40
50
60
10 15 20 25 30 35 40
Matéria orgânica (g dm
-3
)
Profundidade (cm)
(C)
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Cálcio (mmol
c
dm
-3
)
(D)
DMS
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Magnésio (mmol
c
dm
-3
)
Profundidade (cm)
(E)
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7
Potássio (mmol
c
dm
-3
)
(F)
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Fósforo (mg dm
-3
)
Profundidade (cm)
(G)
Apêndice 6
. Valores de pH (A) e
teores de H+Al (B),
matéria orgânica (C),
cálcio (D), magnésio
(E), potássio (F) e
fósforo (G) no perfil do
solo, após manejo das
plantas de cobertura
conduzidas na
primavera, no segundo
ano agrícola.
Dezembro/2007. B:
braquiária; S:sorgo;
B+S: braquiária + sorgo;
CC: cober crop; C:
crotalária; M: milheto;
P: pousio.
B/CC
B/C
B/M
S/CC
S/C
S/M
B+S/CC
B+S/C
B+S/M
B+S/P
S/P
B/P
146
Apêndice 7
. Valores de pH (A) e
teores de H+Al (B),
matéria orgânica (C),
cálcio (D), magnésio (E),
potássio (F) e fósforo (G)
no perfil do solo, após
manejo das plantas de
cobertura conduzidas na
primavera, no terceiro
ano agrícola.
Dezembro/2008. B:
braquiária; S:sorgo; B+S:
braquiária + sorgo; CC:
cober crop; C: crotalária;
M: milheto; P: pousio.
DMS
0
10
20
30
40
50
60
2 3 4 5 6 7 8
pH
Profundidade (cm)
(A)
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120
H+Al (mmol
c
dm
-3
)
(B)
DMS
0
10
20
30
40
50
60
10 15 20 25 30 35 40
Matéria orgânica (g dm
-3
)
Profundidade (cm)
(C)
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Cálcio (mmol
c
dm
-3
)
(D)
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Magnésio (mmol
c
dm
-3
)
Profundidade (cm)
(E)
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7
Potássio (mmol
c
dm
-3
)
(F)
DMS
DMS
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Fósforo (mg dm
-3
)
Profundidade (cm)
(G)
B/CC
B/C
B/M
S/CC
S/C
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B+S/CC
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