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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PATO BRANCO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
SONIA TOIGO
REMEDIAÇÃO MECÂNICA E BIOLÓGICA DA COMPACTAÇÃO
INICIAL DE UM NITOSSOLO VERMELHO CULTIVADO COM TRIGO
DISSERTAÇÃO
PATO BRANCO
2010
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SONIA TOIGO
REMEDIAÇÃO MECÂNICA E BIOLÓGICA DA COMPACTAÇÃO
INICIAL DE UM NITOSSOLO VERMELHO CULTIVADO COM TRIGO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós
Graduação em Agronomia da Universidade
Tecnológica Federal do Paraná, Campus Pato
Branco, como requisito parcial à obtenção do
título de Mestre em Agronomia - Área de
Concentração: Produção Vegetal.
Orientador: Dr. João Alfredo Braida
Co-Orientador: Dr. Jean Carlo Possenti
PATO BRANCO
2010
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T646r Toigo, Sonia
Remediação mecânica e biológica da compactação inicial de um nitossolo
vermelho cultivado com trigo / Sonia Toigo. Pato Branco. UTFPR, 2010
80 f. : il. ; 30 cm
Orientador: Prof. Dr. João Alfredo Braida
Co-Orientador: Prof. Dr. Jean Carlo Possenti
Dissertação (Mestrado) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Pato Branco/PR, 2010.
Bibliografia: f. 63 – 75
1. Plantio direto. 2. Escarificação do solo. 3. Cajanus cajan. 4. Raphanus sativus.
5. Física do solo I. Braida, João Alfredo. II. Possenti, Jean Carlo. III. Universidade
Tecnológica Federal do Paraná. IV. Programa de Pós-Graduação em Agronomia. V.
Título.
CDD 630
A quem é mestre por vocação, minha mãe, Teresinha Minusculi Toigo,
e a meu pai, Ari Toigo, que em sua tímida escolaridade é dono de uma
sabedoria inestimável, Dedico.
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Ari e Tere, por estarem sempre dispostos a ajudar, não
medindo esforços nos momentos em que mais precisei, primando sempre pela
educação e formação de seus filhos e principalmente pelo incentivo que nunca
faltou.
Aos meus irmãos Sandra Mara e Renato Toigo, presença incondicional de
amor, carinho, apoio e muita alegria em minha vida.
Aos meus sobrinhos, Alexsander e Bianca, que em seus inocentes gestos de
carinho são incapazes de estimar a grandeza dos estímulos que nos despertam.
A João Alfredo Braida, manifesto um já saudoso agradecimento pelos
ensinamentos, mas sobretudo, pela oportunidade de realização de um trabalho sob
sua orientação o qual possibilitou conhecer um pouco mais alguém a quem admiro,
não somente pelo notável conhecimento científico, mas especialmente, pelas
qualidades essencialmente humanas que possui e as deixa externar no convívio.
A Jean Carlo Possenti, que aceitou a tarefa de co orientar este trabalho,
abraçando-o com extrema dedicação e entusiasmo, as palavras são simples e talvez
insuficientes para agradecer.
A Universidade Tecnológica Federal do Paraná através dos professores e
funcionários, que ao receber ensinamentos e compartilharmos tarefas
estabelecemos verdadeiros elos de amizade, tornando possível uma vez mais a
conquista de novos conhecimentos, aperfeiçoamento profissional e pessoal.
Ao meu namorado Carlos Eduardo, por ouvir pacientemente os desabafos,
colaborar na execução dos mais variados trabalhos, com muita alegria encorajar-me
ou apenas por estar meu lado, pois é essa nossa escolha pelo resto da vida.
Aos meus colegas e amigos pra toda vida, Vanessa Tomazeli e Henrique
Luis, pelo auxílio nos trabalhos que realizamos juntos.
De coração agradeço!
“O que acontecer a terra, acontecerá a seus filhos”.
É a sentença dada pela natureza, que mostra ao homem tão forte a
sua grande fraqueza, por não saber conviver, desmancha para fazer,
da morte surgir riqueza.
Mexer com a terra é ter paciência pela espera. É arrancar de baixo do
pedregulho o orgulho de ser cultivador. É de certa forma ser senhor do
próprio nascimento. É ter uma infinidade de segredos neste longo e
belo relacionamento.
Não basta inventar mil artifícios se estes inventos se transformam em
vícios e modificam nossa identidade. É preciso evitar o
constrangimento e saber que o principal insumo para se produzir o
alimento, é sem dúvida nenhuma o valor da honestidade.
(ADEMAR BOGO)
RESUMO
TOIGO, Sonia. Remediação mecânica e biológica da compactação inicial de um
Nitossolo Vermelho cultivado com trigo. 76 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia)
– Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Área de Concentração: Produção
Vegetal), Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Pato Branco, 2010.
A compactação do solo é comumente observada em lavouras em que foi adotado o
sistema de plantio direto. Sua origem está relacionada ao acúmulo do efeito das
pressões produzidas pelo trânsito de máquinas agrícolas e/ou de animais. A
compactação do solo impõe restrições ao desenvolvimento das culturas e
compromete seu potencial produtivo, basicamente por reduzir a disponibilidade de
água às plantas, por dificultar as trocas gasosas e o suprimento de oxigênio às
raízes e por reduzir o volume de solo explorado pelas raízes em função da elevada
impedância mecânica. Este trabalho foi realizado na área experimental da
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Campus Dois Vizinhos. Os
objetivos do estudo foram avaliar as alterações nas propriedades físicas do solo e os
efeitos sobre a produtividade da cultura do trigo em um Nitossolo Vermelho
distroférrico submetido a três níveis iniciais de compactação. O delineamento
experimental foi o de blocos ao acaso com três repetições com parcelas
subdivididas. Os níveis de compactação do solo utilizados foram distribuídos nas
parcelas principais sendo caracterizados como: plantio direto contínuo (PDC); plantio
direto escarificado (PDE); plantio direto com compactação adicional (PDA). Nas sub-
parcelas aplicaram-se quatro sistemas de manejo: PD + escarificacão antecedendo
a implantação da cultura de verão; cultivo de guandu-anão (Cajanus cajan L.) no
outono; cultivo de nabo forrageiro (Raphanus sativus L.) no outono; e plantio direto
contínuo. A escarificação reduziu a densidade do solo na profundidade de 0,05 –
0,10 m, em relação aos níveis de compactação PDC e PDA, mas não incrementou o
rendimento. O sistema de manejo do solo utilizando a escarificação promoveu
alterações significativas nas propriedades físicas do solo, porosidade total e
resistência à penetração e aumentou o número de grãos por espigueta. A
produtividade do trigo não foi sensível às variações de resistência à penetração,
densidade e porosidade do solo resultantes de diferentes níveis de compactação
iniciais do solo e dos sistemas de manejo de recuperação do solo.
Palavras-chave: Plantio direto, escarificação do solo, Cajanus cajan, Raphanus
sativus, física do solo.
ABSTRACT
TOIGO, Sonia. Mechanical and biological remediation of the initial compaction on an
Oxisol cultivated with wheat. 76 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia) – Programa
de Pós-Graduação em Agronomia (Área de Concentração: Produção vegetal),
Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Pato Branco, 2010.
Soil compaction is usually observed in soil cultivated at no-tillage system. Soil
compaction is caused by accumulation of pressure exerted by machines and animal
that travels on the soil. Soil compacted affect the crops development and yield,
mainly because decrease the water disponibility, reduce the soil aeration and restrict
root growth because increase the soil resistance to penetration. This study was
performed at the experimental area of Federal Technological University of Paraná
(UTFPR), Campus Dois Vizinhos, State of Paraná, Brazil. The present study was
carried out with the objective of evaluating the change in soil physical properties and
a Wheat grain yield in an Oxisol (Nitossolo Vermelho distroférrico, Brazilian Soil
Classification System) submited to three initials compaction levels. The experimental
design was a two-factors split-plot arranged in complete random blocks, with three
repetitions. The main plots had three compaction levels: continuous no-tillage (PDC);
no tillage with chiseling (PDE); no tillage with additional compaction (PDA). The sub-
plots had the soil management systems: chiseling every two years; oil seed radish
(Raphanus sativus L.) cultivated every two years, in the Fall; pigeon pea (Cajanus
cajan L.) cultivated every two years, in the Fall; and a control treatment without green
manure and chiseling. The results showed that the chiseling reduced bulk density at
depth 0,05 – 0,10 m, compared with levels continuous no-tillage and additional
compaction, but, did not enhance performance the wheat. The soil chiseling or cover
crops cultive showed effects on the physics soil properties evaluated, total porosity
and resistance to penetration and increased the number of grains per spikelet The
wheat yield wasn’t sensitive to changes on physics soil properties observed in the
soil with different initial levels compaction and soil management systems.
Keywords: no-tillage. soil chiseling. Cajanus cajan. Raphanus sativus. soil physic.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Precipitação mensal observada nos meses de condução do experimento,
nos anos de 2008 e 2009. UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010. ..........30
Figura 2 – Parcelas com nabo forrageiro (A) e guandu anão (B)aos 60 dias após a
semeadura. UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010. ................................34
Figura 3 - Vista parcial do experimento, quando a cultura do trigo estava no estádio
de perfilhamento (A) e pré-antese (B). UTFPR, Campus Dois Vizinhos,
2010. .........................................................................................................36
Figura 4 - Valores médios de Resistência à Penetração (MPa) de um NITOSSOLO
VERMELHO em função dos níveis de compactação inicial do solo em
diferentes profundidades. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010. ................... 49
Figura 5 - Valores médios de Resistência à Penetração (MPa) de um NITOSSOLO
VERMELHO em função dos sistemas de manejo de recuperação do solo
em diferentes profundidades. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010. ............. 50
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Resistência à penetração (Rp), densidade do solo (Ds), porosidade total
(PT), macroporosidade (Pma) e microporosidade (Pmi) do NITOSSOLO
VERMELHO Distroférrico úmbrico, em função dos níveis de compactação.
UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010......................................................32
Tabela 2 – Características químicas do solo utilizado no experimento (média de três
repetições). UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010.................................. 32
Tabela 3 – Produção de biomassa (matéria verde - MV e matéria seca - MS) da
parte aérea e composição nutricional (%) das espécies de plantas de
cobertura de solo cultivadas no outono/inverno. Média de 9 repetições.
UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010. ................................................... 35
Tabela 4 - Valores médios de densidade (Mg.m
-3
) de um Nitossolo Vermelho em
função do nível de compactação, sistema de manejo em diferentes
profundidades. UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010. .......................... 40
Tabela 5 - Valores médios de porosidade total (%) de um Nitossolo Vermelho em
função do nível de compactação, sistema de manejo e profundidade.
UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010. ................................................... 43
Tabela 6 - Valores médios de macroporos (%) de um Nitossolo Vermelho em função
do nível de compactação, sistema de manejo e profundidade. UTFPR,
Campus Dois Vizinhos, 2010. ..................................................................46
Tabela 7 - Valores médios de microporos (%) de um Nitossolo Vermelho em função
do nível de compactação, sistema de manejo e profundidade. UTFPR,
Campus Dois Vizinhos, 2010. ................................................................. 48
Tabela 8 – Médias das variáveis que compõe o rendimento de trigo cultivado em um
Nitossolo Vermelho em função do nível de compactação inicial e sistemas
de manejo de recuperação do solo. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
.................................. ................................................................................54
Tabela 9 – Rendimento de grãos, peso de mil grãos e peso hectolitro de trigo
cultivado em um Nitossolo Vermelho sob diferentes níveis de
compactação inicial e sistemas de manejo de recuperação do solo.
UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010. ............................................................56
LISTA DE SIGLAS
ANOVA Análise da variância
Cfa Clima subtropical com verão quente
CONAB Companhia Nacional de Abastecimento
CV Coeficiente de variação
Ds Densidade do solo
FAO Organização das Nações Unidas para Agricultura e alimentação
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatistica
INMET Instituto Nacional de Meteorologia
NC Níveis de compactação
PD Plantio direto
PDA Plantio direto com compactação adicional
PDC Plantio direto contínuo
PDE Plantio direto escarificado
PH Peso Hectolitro
Pma Macroporosidade
Pmi Microporosidade
PT Porosidade total
Rp Resistência à penetração
SIMEPAR Sistema Meteorológico do Paraná
SM Sistemas de Manejo
SPD Sistema Plantio Direto
UTFPR Universidade Tecnológica Federal do Paraná
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 11
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................... 14
2.1 PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO E OS FATORES DE
CRESCIMENTO DE PLANTAS ..........................................................................
14
2.2 SISTEMA PLANTIO DIRETO E A COMPACTAÇÃO DO SOLO .................
15
2.2.1 Densidade do Solo .................................................................................... 17
2.2.2 Porosidade do Solo ................................................................................... 18
2.2.3 Resistência à Penetração ..........................................................................
21
2.3 RECUPERAÇÃO DE SOLOS COMPACTADOS ......................................... 22
2.3.1 Escarificação ............................................................................................. 22
2.3.2 Plantas Descompactadoras .......................................................................
23
2.4 CULTURA DO TRIGO .................................................................................. 25
2.4.1 Aspectos Gerais ........................................................................................ 25
2.4.2 Determinação do Rendimento Potencial ................................................... 26
3 MATERIAIS E MÉTODOS .............................................................................. 29
3.1 CARACTRISTICAS GERAIS DA ÁREA DE ESTUDO ................................. 29
3.2 TRATAMENTOS E DELINEAMENTO EXPERIMENTAL ............................. 30
3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................
32
3.4 AVALIAÇÕES ............................................................................................... 37
3.4.1 Densidade e Porosidade do Solo .............................................................. 37
3.4.2 Resistência à Penetração ..........................................................................
37
3.4.3 Produção da Cultura Teste ........................................................................
37
3.5 ANÁLISE ESTATISTICA .............................................................................. 38
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................... 39
4.1 DENSIDADE DO SOLO ............................................................................... 39
4.2 POROSIDADE TOTAL ................................................................................. 42
4.3 MACROPOROSIDADE ................................................................................ 44
4.4 MICROPOROSIDADE ..................................................................................
47
4.5 RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO .................................................................
49
4.6 COMPONENTES DE RENDIMENTO .......................................................... 51
4.7 RENDIMENTO DE GRÃOS ..........................................................................
55
5 CONCLUSÕES ............................................................................................... 58
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 59
REFERENCIAS .................................................................................................. 61
APÊNDICES .......................................................................................................
73
13
1 INTRODUÇÃO
O sistema plantio direto, atualmente, está presente em mais da metade
das lavouras de grãos brasileiras, chegando a índices de 90% da área plantada no
caso das lavouras de soja e de trigo no estado do Paraná.
Na região Sudoeste do Paraná, cujos solos são caracteristicamente
argilosos ou muito argilosos, o sistema plantio direto também já é o sistema
predominante nas áreas de lavoura, em muitas das quais há mais de uma década.
Mais recentemente, em função do aumento da produção leiteira observado nesta
região, tornou-se comum a utilização de sistemas de integração lavoura-pecuária, de
modo que as lavouras recebem cultivo de grãos no verão, semeados no sistema
plantio direto, e pastagens no inverno, que são pastoreadas diretamente pelos
animais. Assim, nestas áreas, além do tráfego das máquinas, o solo recebe a
aplicação de cargas superficiais resultantes do trânsito dos animais no inverno.
Quando a pressão exercida por máquinas, equipamentos ou animais é
superior à capacidade de suporte de carga do solo, ocorrerá compactação. Quando
o tráfego acontece em condições de umidade elevada, a probabilidade de ocorrência
de compactação é maior ainda, pois o solo torna-se menos consistente. A
compactação altera a estrutura do solo, modifica suas relações massa/volume,
interferindo na distribuição do tamanho de seus poros e eleva a resistência que o
solo oferece à penetração das raízes. Como resultados, são observados reflexos
sobre a infiltração, o armazenamento e a disponibilidade de água às plantas, com
implicações negativas sobre a produção das culturas.
A ocorrência de variações de produtividade entre as safras agrícolas
estão geralmente vinculadas à manifestação de fenômenos climáticos, porém em
alguns casos podem estar relacionadas às mudanças na dinâmica da água
provocadas pela compactação do solo, justificando-se assim a intensificação de
estudos relativos ao assunto. Sua importância cresce à medida que interfere no
processo de crescimento e desenvolvimento das plantas, uma vez que as
propriedades dos solos que as suportam interferem em diversos fatores de
crescimento. A textura, a estrutura, a porosidade e a consistência do solo atuam
indiretamente no crescimento vegetal, pois atuam sobre a dinâmica do movimento
14
de água e gases, a condição térmica e a resistência do solo à penetração de raízes,
que são fatores de crescimento propriamente ditos (LETEY, 1985).
Como alternativa para implantar sistemas de rotação de culturas com
as pastagens, os produtores tem utilizado a cultura do trigo, visando obter
rendimentos com a produção de grãos. Entretanto, resultados de pesquisas tem
mostrado que esta espécie apresenta sensibilidade às variações do estado de
compactação do solo (SECCO et al., 2005), em função das alterações sobre as
propriedades físicas do solo, interferindo negativamente sobre o rendimento de
grãos. Faz-se necessário, então, estudos que colaborem para a definição de limites
críticos ao desenvolvimento desta importante cultura, pois estudos realizados nas
condições de clima e solo da região Sudoeste do Paraná, que contemplem tais
objetivos ainda são escassos.
Portanto, este trabalho se insere em um esforço para aprofundar o
conhecimento sobre o comportamento das plantas crescendo em solos
compactados, bem como de alternativas para minorar a degradação física do solo. É
necessário identificar os limites críticos para características físicas do solo, de forma
a garantir que solos sob sistema plantio direto possuam condições não limitantes à
aeração do solo e suprimento de oxigênio às raízes, à infiltração e ao
armazenamento de água, de forma a atender a demanda das plantas.
A recuperação de solos compactados requer a aplicação de medidas
que permitem o rompimento da camada compactada e, depois, o estabelecimento
de um sistema poroso que resista às cargas aplicadas sobre o solo. O rompimento
da camada compactada pode ser alcançado com a utilização de equipamentos
como o subsolador ou escarificador, dependendo da profundidade em que a mesma
se situe. Entretanto, o efeito desse tipo de operação é temporário, uma vez que não
há modificações na estrutura do solo e, assim, logo depois de realizada a operação
o solo está muito susceptível à compactação.
Com vistas a superar essa limitação das operações meramente
mecânicas, têm-se estudado o uso de plantas que possuem um sistema radicular
capaz de crescer em solos compactados, como o guandu-anão e o nabo forrageiro.
Assim, essas plantas, sendo capazes de atravessar a camada compactada com
suas raízes, construiriam um conjunto de canais, que se manteriam efetivos após o
seu apodrecimento. Esses canais, por serem verticais estariam menos sujeitos ao
efeito destruidor da aplicação de cargas superficiais e, ainda, funcionariam como
15
passagem para a infiltração de água e para penetração das raízes das culturas
subseqüentes, através da camada compactada.
De maneira geral, no Sul do Brasil, o intervalo de tempo entre a
colheita de culturas de verão, como soja e milho, e a semeadura da cultura trigo, no
inverno, pode atingir cem dias. Diversas espécies vegetais, principalmente
leguminosas, têm sido avaliadas para serem cultivadas nesse período, objetivando,
fundamentalmente, disponibilizar nutrientes à cultura de trigo (ROSSATO, 2004). Há
evidências de que a introdução de espécies consideradas descompactadoras neste
período de entressafra (outono) possibilitaria a recuperação das propriedades físicas
de solos compactados, com benefícios sobre a produção da cultura comercial, de
modo superior ou equivalente ao preparo com escarificação.
Assim, a proposta deste trabalho consistiu em avaliar a eficiência da
utilização dos métodos, biológico e mecânico, na melhorias das propriedades físicas
de um NITOSSOLO VERMELHO e no incremento do rendimento da cultura do trigo,
cultivado em sistema de plantio direto (SPD) sob três níveis iniciais de compactação.
Os objetivos específicos foram:
1. Avaliar a influência de diferentes condições físicas do solo, impostas
pelos diferentes níveis de compactação e sistemas de manejo do solo, sobre a
produção de trigo (Triticum aestivum L.).
2. Avaliar o efeito da inclusão de plantas recuperadoras do solo, nabo
forrageiro (Raphanus sativus L.) e guandu-anão (Cajanus cajan L.), no sistema de
rotação de culturas durante a entressafra de outono, sobre as propriedades físicas
do solo;
3. Analisar as propriedades físicas do solo após as intervenções com
equipamentos de escarificação mecânica;
4. Determinar a duração das modificações nos atributos físicos
induzidos pelas escarificações.
16
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO E OS FATORES DE CRESCIMENTO
DE PLANTAS
O crescimento das plantas é regulado por um conjunto de fatores
essenciais que incluem luz, água, calor, oxigênio, nutrientes essenciais (N, P, K, Ca,
Mg, S, Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo e Cl) (GIANELLO; GIASSON, 2004), e algo que lhes
de sustentação. De maneira geral, para as plantas cultivadas, o solo é o elemento
de sustentação, além de ser a fonte primeira de água e nutrientes e do oxigênio
necessário à respiração das raízes (REICHART; TIMM, 2004).
Assim, para um perfeito crescimento e desenvolvimento das plantas, é
necessário que o solo ofereça condições adequadas para um crescimento irrestrito
do sistema radicular, disponibilizando água, oxigênio e nutrientes em quantidades
suficientes e de acordo com as necessidades da planta ao longo de todo seu ciclo
de vida.
A existência de fluxos adequados de água, nutrientes e oxigênio até o
sistema radicular, bem como, a ausência de impedimento mecânico capaz de
restringir seu crescimento, é determinada pelas propriedades físicas do solo,
especialmente, por uma condição estrutural que determine um sistema poroso
contínuo e com poros de diferentes tamanhos ao longo de todo o perfil (CAMARGO;
ALLEONI, 2006).
Em geral, em solos compactados, ocorre uma redução da porosidade
total, especialmente de macroporos, ao menos em uma determinada camada do
perfil, observando-se redução da taxa de infiltração de água no solo e uma
diminuição na quantidade de água disponível às plantas. Além disso, em períodos
de chuvas intensas pode haver dificuldades nas trocas gasosas entre o solo e a
atmosfera e, em períodos secos, dificuldades para a penetração de raízes (BRAIDA,
2004).
Portanto, o estado de compactação do solo pode alterar os fatores
físicos que garantem as condições ideais ao crescimento vegetal. Quando a
estrutura do solo é alterada, há influência direta sobre a movimentação de água,
17
transferência de calor, aeração, resistência à penetração e, também, no fluxo de
nutrientes (LETEY, 1985).
Muitos trabalhos têm relatado diminuição da produção de diversas
culturas, devido à compactação do solo (SECCO et al., 2009; COLLARES et al.,
2008). A redução de produtividade nestas condições, na maioria das situações está
associada à condição hídrica, pois quando este fator é suprimido, com o uso da
irrigação, por exemplo, a correlação entre o rendimento de grãos e os indicadores da
compactação, como a densidade e a macroporosidade, desaparecem (GUBIANI,
2008).
2.2 SISTEMA PLANTIO DIRETO E A COMPACTAÇÃO DO SOLO
O SPD tem avançado sistematicamente nos últimos anos, motivado,
entre outras razões, pelos benefícios creditados ao sistema no que se refere ao
controle das perdas de solo por erosão hídrica, com reduções que chegam a índices
de 98% (AMARAL et al., 2008). O sucesso é atribuído à palha presente na superfície
do solo que dissipa a energia cinética das gotas da chuva, o que desfavorece a
primeira etapa do processo erosivo que é a desagregação do solo. Além disso, ao
aportar material que intensifica a atividade biológica do solo, verificam-se reflexos
positivos sobre as condições químicas e físicas do solo (CASSOL; LIMA, 2003).
No estado do Paraná, dos 350 mil hectares cultivados com trigo, 89,9%
são manejados no sistema plantio direto (IGNACZAK et al., 2005). Considerando
que, atualmente, as principais limitações relacionadas à fertilidade química do solo
estão melhores esclarecidas para o sistema, o monitoramento da qualidade física,
nas áreas de plantio direto ganha importância, pois há uma forte evidência de que
essa condição possa ser um dos principais determinantes da variabilidade de
rendimento observada nas lavouras (SANTI, 2007).
Conforme destacam Reichert et al. (2003), solos com boa qualidade
física apresentam uma boa capacidade de infiltração de água, baixo escoamento
superficial e adequada porosidade de aeração. A estas características são atribuídas
uma adequada retenção e disponibilização de água e, um adequado enraizamento
das plantas.
Neste contexto, há a expectativa de que o intervalo compreendido
dentro da faixa de umidade volumétrica ótima para o desenvolvimento das culturas,
18
seja maior no plantio direto do que nos sistemas que envolvem uma maior
mobilização do solo, como observou Lima et al. (2006). Isso porque, a maior
atividade biológica e a ausência da operação de preparo condicionam o
aparecimento e a permanência de canais e galerias contínuas ao longo do perfil do
solo, refletindo em maior condutividade hidráulica do solo com conseqüente
elevação da água armazenada.
Além disso, solos sob plantio direto, em função do não revolvimento e
da manutenção da palhada na superfície, apresentam um enriquecimento de matéria
orgânica (LOVATO et al., 2004; CONCEIÇÃO et al., 2005), especialmente nas
camadas mais superficiais, com efeitos significativos sobre as condições físicas do
solo (BRAIDA, 2004).
Entretanto, apesar dos inegáveis benefícios do estabelecimento de
uma rede de canais contínuos ao longo do perfil do solo, bem como do acúmulo de
matéria orgânica, os solos manejados no sistema plantio direto adquirem condições
físicas diferentes, mas não necessariamente melhores, daqueles solos submetidos
ao preparo convencional.
Neste sentido, a adoção do sistema plantio direto, principalmente em
solos de textura argilosa, tem despertado preocupação para uma provável
degradação estrutural do solo, subsidiada por dados de pesquisa que demonstram
redução da macroporosidade (BEUTLER et al., 2004), elevação da densidade do
solo (COSTA et al., 2003; REINERT et al., 2008), e elevação da resistência à
penetração (TOIGO et al., 2007; MARTINAZZO, 2006).
Tais condições revelam um processo de compactação superficial, a
partir do qual, a aeração e a taxa de infiltração de água são reduzidas,
consequentemente, o escoamento superficial de água pode aumentar e o
crescimento das plantas ser reduzido em virtude da restrição imposta ao
crescimento de raízes, da diminuição da disponibilidade de água e aeração
deficiente (REICHERT et al., 2007).
A compactação do solo, é apontada como um dos principais problemas
ocasionados pela ausência do revolvimento do solo associada ao tráfego intensivo
de máquinas agrícolas e ou animais. Soane e Ouwerkerk (1994) a definem com
sendo um processo de densificação no qual a porosidade e a permeabilidade são
reduzidas e a resistência do solo é aumentada.
19
A pressão exercida pelas máquinas ou animais sobre o solo é o agente
causador da compactação. No caso das máquinas agrícolas utilizadas nas várias
etapas do processo de produção, a compactação ocorre tanto pelo número
exagerado de operações (SILVA et al., 2006; NOVAK et al., 1992) como pelo
simples tráfego sobre o solo (SILVA et al., 2007), especialmente quando é realizado
em solo sob condições inadequadas, como, por exemplo o excesso de umidade.
Hakansson e Petelkau (1994), mencionam que máquinas que possuem
elevado peso por eixo, são responsáveis pela aplicação de altas pressões de
contato sobre o solo, conduzindo a compactação subsuperficial, além disso, a
repetição de passadas possui efeitos cumulativos. Já a compactação superficial
estaria mais relacionada à pressão de inflação dos pneus.
De acordo com Hillel (1998), a compactação é uma conseqüência
indesejada da mecanização que reduz a produtividade biológica do solo e, em casos
extremos, o torna inadequado ao crescimento de plantas.
Silva (2003) conduziu um estudo com o objetivo principal de relacionar
os estados de compactação identificados em lavouras sob plantio direto com
algumas propriedades físicas do solo e produtividade de trigo. Os resultados
encontrados demonstraram que a produtividade do trigo foi reduzida em 18 % ou
0,42 Mg.ha
-1
no tratamento com maior estado de compactação em relação à
produtividade na situação de menor estado de compactação.
Assim sendo, é necessário identificar parâmetros de qualidade do solo
que permitam o monitoramento e a identificação de problemas nas áreas de lavoura,
de modo que se estabeleçam estimativas realistas do comprometimento da
produção resultantes das alterações imprimidas ao solo, em função dos manejos
adotados. Finalmente, estas informações serão úteis para a tomada de decisão
sobre possíveis intervenções no manejo do solo com vistas ao estabelecimento de
uma agricultura mais sustentável.
2.2.1 Densidade do Solo
A densidade do solo (Ds) é a razão entre massa do solo seco e o
volume e reflete, portanto, o equilíbrio entre as fases sólida, líquida e gasosa
(BRADY, 1989), além de ser indicativa da estrutura do solo e ser usada como
medida do estado de compactação do solo (REICHART; TIMM, 2004), processo no
20
qual, é observado aumento da densidade em função da eliminação do espaço vazio
ocupado pelo ar (PINTO, 2006).
A textura exerce influência sobre os valores de densidade (REICHERT
et al., 2009), solos argilosos naturalmente tendem a ter densidade de 1,0 a 1,3 g.cm
-
3
(MELLO, 2002; KIEHL, 1979).
A Ds é um critério fundamental para o estudo da compactação, apesar
de não afetar diretamente o crescimento das plantas. No entanto, em função de seu
aumento ocorrem mudanças em outras propriedades como alteração do espaço
poroso, principalmente os macroporos, influindo em aspectos relacionados à
disponibilidade de água às plantas, aeração e a resistência do solo à penetração
(SOANE; OURWERKERK, 1994).
O uso e o manejo do solo alteram a sua densidade. Quando não há
mobilização da superfície no preparo do solo, os valores de densidade são mais
altos (SECCO et al., 2005). Bertol et al. (2004), observaram aumento de 19% da
densidade em sistema de semeadura direta comparada ao sistema convencional.
Limites de densidade do solo aceitáveis para crescimento e rendimento
de culturas adequado, evitando ou minimizando a degradação ambiental ainda não
estão esclarecidos. Entretanto, Reichert et al. (2003), com base na teoria do
intervalo hídrico ótimo, citam que valores de Ds associados ao estado de
compactação com alta probabilidade de oferecer riscos de restrição ao crescimento
radicular situam-se em torno de 1,25 e 1,30 Mg.m
-3
para solos argilosos (>60 %
argila).
Collares (2005), determinou que a densidade do solo restritiva a
produtividade do feijão e do trigo, cultivados em um Latossolo argiloso, foi de 1,4 a
1,5 Mg.m
-3
, respectivamente. Secco et al., (2009) ao compararem estados de
compactação encontraram rendimento de trigo 18,35 % inferior para o tratamento
com maior estado de compactação, caracterizado por apresentar valor de densidade
de 1,62 Mg.m
-3
e resistência a penetração de 2,65 MPa.
2.2.2 Porosidade do Solo
A porosidade é a fração volumétrica do solo ocupada com ar e, ou,
água, representando o local onde circulam e ocorrem os processos dinâmicos
envolvendo a solução (água e nutrientes) e o ar do solo (BRADY, 1989).
21
Trata-se de uma propriedade que reflete a qualidade estrutural do solo,
e consequentemente, do ambiente radicular, descrevendo os fatores geométricos
dos poros, pois são resultados de partículas grandemente variáveis em tamanho,
forma e características superficiais (KLAR, 1984). De acordo com a proposta de
Kiehl (1979) destaca-se a separação dos poros em duas classes: macroporos,
quando os poros têm diâmetro maior do que 0,06 mm, e microporos, quando os
poros são menores do que 0,06 mm.
A macroporosidade, em solos argilosos, é formada, basicamente, pelos
espaços existentes entre agregados, e por galerias produzidas pela atividade
biológica, incluindo o crescimento de raízes que aproximam os agregados e os
unem (HILLEL, 1998). Tradicionalmente, definem-se os macroporos como
responsáveis pela rápida drenagem da água gravitacional do solo, assumindo
importância na redução do risco da erosão, ao evitar que a água escorra em
superfície, além de condicionarem a circulação de gases para a respiração das
raízes (MELLO, 2002).
É imprescindível que no espaço poroso do solo exista uma proporção
mínima de poros livres de água de 10% ou 0,1 m
3
m
-3
, para evitar deficiência na
aeração do sistema radicular das plantas (KLEIN, 2008). Em solos severamente
compactados, sob condições de elevada umidade, a aeração insuficiente é um dos
fatores que limitam o crescimento radicular, em função de que o oxigênio disponível
na rizosfera, pode ser limitante para o desempenho dos processos metabólicos da
planta. Consequentemente, há uma redução do volume de solo explorado pelo
sistema radicular, com reflexos sobre a disponibilidade de nutrientes e água
acessados pelas raízes.
O manejo destinado ao solo, resulta em modificações significativas
sobre a porosidade, com efeitos de maior magnitude sobre os poros interagregados
enquanto os poros dentro dos agregados sofrem pequenas alterações em razão da
sua maior estabilidade (SILVA, 2003).
O tráfego de máquinas, notadamente produz alterações neste sentido,
como, observaram Tormena, Roloff e Sá (1998), em estudo no qual constataram que
a porosidade de aeração foi reduzida, em média, 91% na entrelinha trafegada,
comparada àquela sem tráfego. Os valores médios de porosidade de aeração foram
de 0,01 e 0,014 m
3
m
-3
, na área com tráfego, e de 0,165 e 0,203 m
3
m
-3
, na área sem
22
tráfego. Fontanela (2008) constatou que o tráfego tornou o solo menos permeável ao
ar, afetando a continuidade e distribuição de tamanho de poros.
A redução da macroporosidade é um dos primeiros indicativos da
ocorrência do processo de compactação. Durante a passagem dos maquinários
agrícolas sobre o solo, os espaços vazios são reduzidos em tamanho e tem sua
forma modificada, além de serem interrompidos e até mesmo, desaparecerem
completamente. Os efeitos são mais pronunciados nos poros de maior diâmetro, ou
seja, os macroporos. A porosidade total, também é reduzida, mas em menor
proporção, visto que, há incremento da microporososidade (KOOISTRA;TOVEY,
1994).
Neste sentido, Klein e Libardi (2002), estudando as alterações na
densidade do solo e sua implicação na porosidade total e de aeração, observaram
que áreas cultivadas em sistema de sequeiro e irrigadas, em comparação com a
mata, tiveram a sua estrutura modificada, com efeitos mais pronunciados na
profundidade de 0,10 m, onde constataram redução da porosidade total em torno de
12 %, enquanto os macroporos foram reduzidos em 24 %, evidenciando a maior
suscetibilidade dos macroporos em sofrer alterações.
Os microporos são definidos como poros de armazenamento de água.
Menor volume total de poros e maior microporosidade são comuns em solos
compactados (VEIGA, 2005). Essas modificações sobre a geometria porosa podem
significar aumento da retenção de água, conforme observou Rosa (2009), ao avaliar
as implicações da adoção do plantio direto sobre as propriedades físico-hídricas de
um Latossolo Argiloso. O aumento do tempo de implantação (plantio direto há 14
anos) elevou a microporosidade, resultando em maior retenção de água.
No entanto, em algumas situações, não significa que essa água esteja
necessariamente disponível para as plantas, pois existem situações em que estes
poros sofrem intensa redução e a água pode permanecer retida com energia muito
alta, sendo, portanto, indisponível às plantas (KLEIN et al., 2009).
A maior proporção de microporos encontrados no plantio direto pode
determinar, em períodos prolongados de precipitação, condições de aeração
deficiente podendo dificultar o crescimento radicular, com reflexos sobre o
desenvolvimento inicial das culturas. Além disso, a condutividade do solo saturada é
reduzida, favorecendo o escoamento superficial de água em chuvas de alta
intensidade (SANTI, 2007).
23
2.2.3 Resistência à Penetração
Um dos indicadores de compactação no solo é a resistência do solo à
penetração (Rp), que descreve a resistência física que o solo oferece a algo que
tenta se mover através dele, como as raízes em crescimento. A Rp exerce grande
influência sobre o desenvolvimento vegetal, uma vez que o crescimento das raízes,
tal como a produtividade das culturas, variam de forma inversamente proporcional
ao seu valor (LIMA et al., 2010; GIRARDELLO, 2010).
Além de constituir-se em um bom indicativo da qualidade física do solo,
é intensivamente utilizada como medida do estado de compactação do solo, pela
praticidade e rapidez na obtenção dos resultados, úteis para avaliar camadas de
maior resistência em profundidade (SILVA, 2003).
A resistência mecânica à penetração em uma área agrícola pode vir a
comprometer a sua capacidade produtiva por reduzir ou impedir o crescimento do
sistema radicular e, conseqüentemente, da parte aérea das plantas. Inicialmente são
observados redução da matéria seca de raízes, para posteriormente reduzir a
matéria seca da parte aérea e por último a produção de grãos (BEUTLER;
CENTURION, 2004).
A presença de zonas compactadas no solo restringe o crescimento
radicular naquele ponto e as raízes são induzidas a crescer em outra direção, como
constatou Collares, et al. (2008), em tratamento com compactação adicional a Rp
restringiu o crescimento de raízes, concentrando-o na camada superficial até os 0,10
m, com indícios claros de deformação e aparecimento significativo de raízes
secundárias.
Solos cultivados a vários anos sob plantio direto, tendem a apresentar
maiores valores de Rp na camada de 0,07 a 0,15 m (ABREU et al., 2003). O tráfego
mais intenso define, ainda, aumento da resistência a penetração nas laterais da
lavoura, ditas cabeceiras, reduzindo-se para o centro da lavoura (SILVA et al.,
2004).
Os valores críticos experimentais e citados na literatura de resistência
mecânica à penetração nos quais ocorre impedimento mecânico ao
desenvolvimento do sistema radicular limitando a produtividade das culturas são
divergentes e variam com o tipo de solo e espécie em estudo. Genericamente, são
24
apresentados valores que vão de 1.5 MPa (PEDROTTI, et al., 2001) até 3.0 MPa
(REICHERT et al., 2007).
Suzuki (2005) ao avaliar o sistema radicular da soja em diferentes
manejos, caracterizados por apresentarem distintos estados de compactação, em
um Latossolo Vermelho distrófico típico considerou que o valor de 2 MPa,
considerado por muitos autores, crítico para o desenvolvimento radicular, é
subestimado, já que observou raízes em profundidades maiores do que a
profundidade que apresentou resistência de 2 MPa.
Decréscimos de produtividade na cultura da soja foram reportados por
Beutler et al. (2007), ao avaliarem o efeito do tráfego quando a resistência a
penetração atingiu valores de 2,33 MPa. Secco (2003), estudando o efeito de
estados de compactação em um Latossolo Vermelho distrófico e num Latossolo
Vermelho distroférrico, ambos manejados sob sistema de plantio direto, verificou que
o estado mais intenso de compactação, com valores de densidade de 1,62 e 1,54
Mg.m
-3
e de resistência à penetração de 2,65 e 3,26 MPa, proporcionou decréscimos
na produtividade do trigo de 18,35 e 34,05 %, respectivamente. Carvalho et al.
(2006), observou que valores de Rp variando entre 1,29 a 2,87 MPa não restringiram
a produtividade de grãos da cultura do feijão.
2.3 RECUPERAÇÃO DE SOLOS COMPACTADOS
2.3.1 Escarificação
Frente ao problema da compactação do solo, alguns agricultores, ainda
que esporadicamente, utilizam a mobilização do solo através de escarificadores e
subsoladores visando corrigir essa limitação. A vantagem da utilização destes
implementos comparados ao uso do arado ou grade, está no fato destes não
promoverem uma inversão de camadas, obtendo-se com isto, menor alteração da
estrutura do solo (RECOMENDAÇÕES ..., 2003).
A escarificação reduz os efeitos negativos da compactação, diminuindo
a densidade do solo e sua resistência à penetração (ABREU et al., 2004), melhora o
ambiente do solo para o armazenamento e movimento de água, fatores que
promovem maiores produtividades de plantas (VEIGA et al., 2006). Conforme
resultados apresentados por Rosa (2009), o solo escarificado por dois anos
25
apresentou boas condições estruturais para o desenvolvimento das culturas, pois
apresentou menor densidade na linha de tráfego e maior porosidade total.
Camara e Klein (2005), verificaram que a escarificação resultou em
uma capacidade significativamente maior de condução da água, com valores oito
vezes superiores ao plantio direto. Tal fato, estaria relacionado à ocorrência de
superfícies mais rugosas, que poderiam estar incrementando a infiltração de água
no solo, diminuindo o escoamento superficial e os riscos de erosão hídrica.
A cultura do trigo respondeu positivamente as alterações nas
propriedades físicas do solo, provocadas pela escarificação, produzindo, em média,
0,7 Mg.ha
-1
a mais, comprovando o efeito positivo da escarificação do solo sobre o
desenvolvimento e o rendimento da cultura do trigo (KLEIN et al., 2008).
O emprego da escarificação em solos com camadas compactadas
resultou em efeitos positivos sobre suas propriedades físicas (PIKUL JR; AASE,
1999; AKINCI et al., 2004; OLESEN; MUNKHOLM, 2007). Entretanto, Pikul Jr. e
Aase (1999), trabalhando com um solo franco-arenoso verificaram que depois de 2,5
anos, apesar de ainda existir diferenças nas propriedades físicas do solo, o
rendimento do trigo na área escarificada não foi diferente das áreas sob plantio
direto contínuo. Isso foi corroborado por Diaz-Zorita (2000) e Akinci et al. (2004), que
verificaram que os efeitos da escarificação desapareceram, quase completamente, a
partir do segundo ano de sua realização, respectivamente, em solos de textura
franca e de textura argila siltosa.
Portanto, com base nos trabalhos citados acima é possível inferir que o
efeito desse tipo de operação é temporário, pois, depois de realizada a operação o
solo estará novamente susceptível à compactação, uma vez que a capacidade de
suporte de carga do solo é reduzida (menor pressão de preconsolidação) (VEIGA et
al., 2006).
2.3.2 Plantas Descompactadoras
A inclusão de plantas de cobertura no sistema agrícola, pode modificar
positivamente as propriedades do solo, como elevar a macroporosidade, a
porosidade total e reduzir a densidade do solo (ARGENTON, 2005). Estas
alterações, relacionam-se com a melhoria da qualidade física do solo, constituindo-
26
se em método alternativo à escarificação mecânica, denominada, segundo Nicoloso
et al. (2008), como método biológico.
O uso do método biológico, como potencialmente capaz de aliviar o
problema da compactação, está fundamentado na atuação do sistema radicular
pivotante característico de algumas espécies. Após sofrer decomposição, as raízes
deixam canais responsáveis pelo aumento do espaço poroso do solo, principalmente
os macroporos, que facilitam o movimento de água e promovem a difusão de gases
(JIMENEZ et al., 2008).
Poros formados pela ação das raízes no solo são mais estáveis, pois
durante a decomposição dessas, pela ação de microrganismos, são gerados
materiais que atuam como cimentantes nas paredes desses poros, proporcionando
maior durabilidade, se comparados com aqueles formados por implementos
mecânicos (GENRO JUNIOR et al., 2004).
Dentre os resultados promissores, envolvendo espécies que podem
configurar-se em alternativa, destacam-se o nabo forrageiro e guandu anão. O
potencial destas plantas é evidenciado, devido as características inerentes a elas,
tais como: rusticidade, precocidade, facilidade de manejo e grande produção de
matéria seca.
Com relação ao guandu anão, as características preconizadas se
confirmam, como destaca, Bordin et al. (2008), que observou produção de matéria
seca superior a 12 Mg.ha
-1
. Visando a melhoria das condições físicas do solo,
devida, a formação de bioporos, é importante enfatizar, a habilidade desta espécie
em crescer em solos compactados (FOLONI et al., 2006), produzindo grande
quantidade de raízes, como observado por Redin (2010), onde a produção de
fitomassa radicular foi de 1,5 Mg.ha
-1
.
Efeitos contundentes da utilização do nabo foram observados por
Rossato (2004), onde o rendimento de grãos de trigo foi 8% superior ao tratamento
que ficou em pousio. Kochhmann et al. (2009), reafirmam esta tendência, o nabo
forrageiro aumentou, significativamente, a produtividade de trigo, quando utilizado
como cultura intercalar ao milho e ao trigo em relação ao pousio, a partir de,
produções de fitomassa superiores a 3 Mg.ha
-1
.
27
2.4 CULTURA DO TRIGO
2.4.1 Aspectos Gerais
A cultura do trigo constitui-se numa das mais importantes explorações
agrícolas do Brasil, não só pela área cultivada e pelo valor da produção como,
também, por se tratar de um alimento básico da população brasileira.
O trigo cultivado comercialmente no Brasil pertence à espécie Triticum
aestivum L. (OSÓRIO, 1992), que também é produzido em quase todas as partes do
mundo, pela sua facilidade de adaptação aos ambientes mais diversos e por
apresentar grande valor para a panificação (HAMADA, 2000). Isto permite ao trigo,
ser o segundo cereal mais cultivado no mundo, chegando a 600 milhões de
toneladas produzidas, sendo superado apenas pelo milho com 780 milhões de
toneladas (FAOStat, 2009). É, no entanto, o grão mais comercializado
mundialmente, correspondendo a 35,63% do total. A produção nacional de trigo é da
ordem de 4,9 milhões de toneladas (IBGE, 2009), da qual, o estado do Paraná é
responsável por 52,1% da produção nacional (CONAB, 2010).
O país é tradicionalmente um importador de trigo em grão,
apresentando elevada dependência externa do abastecimento do cereal, atendendo
à ordem de 57% da demanda, no período compreendido entre 2003 a 2008
(CONAB, 2010). Dados recentes informam que o consumo brasileiro foi estimado em
10,2 milhões de toneladas, sendo necessário, portanto, a importação de 6,4 milhões
de toneladas.
Cumpre salientar, que no Brasil a área média ocupada com a cultura é
de 14% da área apta disponível para este cereal (REUNIÃO ..., 2002), o que
demonstra as possibilidades de expansão da triticultura. Outro aspecto que pode ser
intensificado é a produtividade média. Embora constitua um dos principais cereais
do segmento produtivo agrícola no Brasil, o trigo apresenta, ainda, baixa
produtividade, em torno de 2,13 Mg.ha
-1
(IBGE, 2010), com grandes variações de
uma safra para outra. Entretanto há expressivo número de lavouras de trigo do
Estado do Paraná que obtêm produtividades acima de 3.0 Mg.ha
-1
, permitindo inferir
que em função da tecnologia disponível, há possibilidades da produção ser
aumentada através deste fator.
28
Essa baixa produtividade está relacionada principalmente, por fatores
climáticos, como as chuvas excessivas que propiciam uma maior incidência de
doenças causando prejuízos às lavouras, tanto em qualidade quanto em quantidade
dos grãos. Historicamente, os meses de setembro e outubro, em que
tradicionalmente se dá a colheita do trigo, apresentam médias de pluviosidade
elevadas, respectivamente, de 174,5 e 239,1 mm, para o município de Dois
Vizinhos, PR (POSSENTI et al., 2007). Além disso, elevados períodos de
molhamento foliar, proporcionados por ocorrência sucessiva de precipitações, não
constituem clima favorável para o trigo, principalmente por condicionarem perdas por
causa da incidência de doenças e problemas radiculares. O excesso hídrico também
é citado por associar-se negativamente com peso hectolitro e peso de mil grãos
(GUARIENTI et al., 2003).
Outro entrave que merece destaque na região, é a notável falta de
estrutura em logística por parte das cooperativas e cerealistas, para poderem
separar os diferentes tipos de trigo durante a recepção do cereal. Este fato faz com
que eventuais diferenças de preços pagos pelo mercado comprador de trigo não
sejam repassados aos produtores, com implicações diretas sobre a consolidação da
triticultura como uma atividade econômica rentável e viável.
2.4.2 Determinação do Rendimento Potencial em Trigo
O rendimento de grãos pode ser expresso como o produto das
seguintes variáveis: número de grãos por m
2
, número e comprimento de espigas,
número total de espiguetas, grãos por espiga e peso de grãos. O impacto de cada
componente do rendimento na produção de grãos final é determinado em fases
diferentes do desenvolvimento da planta (FOWLER, 2002), havendo relações de
caráter compensatório entre os mesmos.
O ciclo de crescimento do trigo é dividido em quatro fases de
desenvolvimento: perfilhamento, alongamento, espigamento e maturação. A fase
vegetativa estende-se da semeadura, envolvendo germinação de sementes e a
emergência das plantas, até o estádio de duplo-anel. Compreende a etapa em que,
no ponto de crescimento são diferenciadas somente estruturas foliares (CUNHA et
al., 2002).
29
Relativamente ao período vegetativo, o adequado estabelecimento da
cultura, por meio de um satisfatório processo germinativo, exerce influência de
maneira positiva sobre um dos fatores determinantes do rendimento final, a
quantidade de plantas e, consequentemente o número de inflorescências ou espigas
por área, que poderão ser substancialmente multiplicados durante o período do
perfilhamento. Assim, a emissão, o desenvolvimento e a sobrevivência de afilhos
são de extrema importância para alcançar altos rendimentos de grãos, pois, este
caráter está diretamente relacionado ao número de espigas por unidade de área
(VALÉRIO et al., 2008). Dentre os aspectos envolvidos na produção e sobrevivência
dos perfilhos destacam-se a disponibilidade de água, nutrientes e boas condições
físicas do solo (SILVA et al., 2008).
Mais adiante, no decorrer do ciclo da cultura, acontece um outro evento
fenológico importante para a definição do rendimento potencial em trigo, o período
denominado de espigueta terminal-antese, caracterizado como a etapa de
crescimento da espiga no interior do colmo (pré-espigamento), visualmente
identificado em lavoura por coincidir com o início da elongação dos colmos. Neste
momento, inicia-se a fase reprodutiva, evidenciando a diferenciação de estruturas
florais e o número de flores férteis, cujo processo define potencialmente o número
de grãos (CUNHA, 2002).
Ao ser diferenciada a espigueta terminal, definem-se o número de
espiguetas por espiga, consideradas importantes componentes do rendimento
(MUNDSTOCK; BREDEMEIER, 1999). De acordo com Freitas et al. (1985), quando
o número de grãos por espiga e o número de espiguetas sem grãos por espiga são
definidos, a planta apresenta-se mais sensível a deficiência hídrica, provavelmente
devido à sensibilidade do pólen à restrição à água. Sob condições desfavoráveis de
umidade no solo, pode haver esterilidade do estame, provocando sucessiva
inviabilidade do grão de pólen, consequentemente, reduzindo o número de
espiguetas desenvolvidas.
O número de grãos por espiga tem sido citado como o fator de maior
efeito sobre o rendimento de grãos, conforme Destro et al. (2001), pois este
componente configura-se em maior número de drenos, com influência sobre os
processos de translocação e acúmulo de assimilados fotossintéticos na planta,
favorecendo o direcionamento dos mesmos para a espiga além de relacionar-se
30
com o aumento do índice colheita, apontado por Rodrigues (2002), como principal
responsável pelo aumento da produtividade em cultivares de trigo contemporâneas.
Segundo, Freitas et al. (1985) é um dos componentes mais
relacionados com a produção final de grãos das plantas de trigo e apresenta elevada
sensibilidade a condições ambientais adversas.
O peso de grãos é o último componente a ser definido. Nas primeiras
semanas que sucedem a polinização o grão começa a acumular amido e proteína e
o aumento de peso seco e linear, até atingir o máximo acúmulo em torno de três
semanas. Condições ambientais adversas durante um dos períodos de crescimento
do grão são responsáveis por reduzir a taxa de acúmulo de matéria seca e a
produção diminui (SIMMONS, et al., 1995). Destaca-se a área fotossinteticamente
ativa como fator determinante nesta fase.
De maneira geral, o número de grãos é determinado antes da antese e,
após esse estádio os grãos são de fato enchidos e é estabelecida a sua massa seca
final no momento da maturação fisiológica. Esta condição faz com que, os períodos
em que há maior comprometimento do rendimento final, estão sujeitos a diferentes
disponibilidades de ambiente, com possíveis conseqüências para a expressão do
potencial de rendimento de grãos da cultura, por razões atreladas às variações de
radiação solar, de temperatura e precipitações (FRANCESCHI, 2009).
As espécies, de maneira geral, possuem um estádio de
desenvolvimento no qual, as condições ambientais adversas causam maior redução
no rendimento de grãos. No caso de trigo, isso ocorre do estádio de folha-bandeira
ao estádio de antese (SANTOS et al., 2009; RODRIGUES et al., 1998). Freitas e
Camargo (1987) atribuíram como período crítico para rendimento de grãos o início
da emergência da última folha (folha-bandeira) até a fase farinácea. Cunha et al.,
(2002), descrevem a existência de um período crítico concentrado em curto espaço
de tempo que antecede a antese, mais propriamente no subperíodo delimitado pelos
estádios de início de formação da espigueta terminal e de antese.
31
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Este trabalho foi elaborado a partir dos resultados obtido em um
experimento instalado na Estação Experimental do Campus Dois Vizinhos da
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, cujas coordenadas geográficas são
25º42’ de latitude Sul e 53º06’ de longitude a Oeste de Greenwich e 520 m de
altitude. A área destinada à instalação do experimento vinha sendo cultivada nos
últimos sete anos em sistema plantio direto, com sucessão de culturas no inverno
(trigo, aveia) e no verão (milho e soja).
3.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS ÁREAS DE ESTUDO
O clima da região é classificado como Cfa, segundo o sistema proposto
por Köppen, isto é, subtropical úmido, sem estiagem típica. A distribuição de chuva
ao longo do ano não é regular, a precipitação média mensal é superior a 150 mm na
maioria dos meses, sendo abaixo deste valor apenas nos meses de março, julho e
agosto. O volume total de precipitação anual é de 2044 mm (POSSENTI et al.,
2007). A temperatura média do mês mais quente é superior a 22
0
C e do mês mais
frio é superior a 3ºC e inferior a 18ºC.
A distribuição das chuvas durante o período de condução do
experimento é mostrada na Figura 1. O gráfico foi elaborado a partir de dados
climáticos gerados na Estação Meteorológica conveniada ao Instituto Nacional de
Meteorologia - INMET e ao Sistema Meteorológico do Paraná – SIMEPAR, instalada
na Estação Experimental do Campus Dois Vizinhos da Universidade Tecnológica
Federal do Paraná, distante cerca de 500 m do experimento.
O solo da área experimental pertence à unidade de mapeamento
NITOSSOLO VERMELHO Distroférrico úmbrico, textura argilosa fase floresta
subtropical perenifólia, relevo ondulado (BHERING et al., 2008), que se caracteriza
pela coloração vermelho escura, perfil profundo e boa drenagem. No início do
estudo foram coletadas amostras parcialmente deformadas que, depois de secadas
ao ar, foram submetidas às seguintes análises físicas: densidade de partículas pelo
método do balão volumétrico e análise granulométrica pelo método da pipeta
(EMBRAPA, 1997). A textura do solo é argilosa, apresentando na camada de 0,0 –
32
0,25 m de profundidade, teores médios de argila, silte e areia de 0,66 , 0,32 e 0,02
kg.kg
-1
, respectivamente, e densidade de partículas média de 2,30 Mg.m
-3
.
65
318,2
57,8
199,8
112,6
260,8
145,8
36,2
166,4
74,6
49
56,2
237,6
119,2
162,2
178,6
250,6
334,8
0
50
100
150
200
250
300
350
400
mai/08
j
u
n
/0
8
jul/0
8
a
go
/
08
s
e
t
/0
8
o
ut
/08
n
ov/08
d
ez/0
8
jan/09
fe
v/0
9
m
ar/09
abr/09
mai/09
jun/09
jul/09
ago/09
s
e
t
/0
9
o
ut
/09
Meses
Precipitação (mm)
Figura 1 – Precipitação mensal observada nos meses de condução do experimento, nos anos
de 2008 e 2009. Dois Vizinhos, PR, 2010.
3.2 TRATAMENTOS E DELINEAMENTO EXPERIMENTAL
Os tratamento utilizados são o resultado da combinação de dois
fatores: nível inicial de compactação e sistemas de manejo para recuperação do
solo, instalados em um delineamento de blocos ao acaso com parcelas subdivididas
e com três repetições. Nas parcelas principais foram aplicados os três níveis de
compactação, caracterizados a seguir:
1. PDE – Plantio direto escarificado, fazendo-se uma escarificação
em maio de 2008 na área que até então vinha sendo cultivada no SPD.
2. PDC – Plantio direto contínuo, mantendo-se o solo sem
revolvimento, conforme vinha sendo cultivado há sete anos;
3. PDA – Plantio direto com compactação adicional, obtido
mediante a aplicação de compactação adicional realizada em maio de 2008 na área
que vinha sendo cultivada no SPD.
Após o estabelecimento dos níveis iniciais de compactação as parcelas
foram cultivadas em SPD e nas subparcelas foram aplicados os seguintes sistemas
de manejo para recuperação do solo:
33
1. PD + Escarificação – Plantio direto com a aplicação de uma
escarificação, na profundidade de 0,0 – 0,25 m, antecedendo a implantação da
cultura de verão milho (Zea mays);
2. PD + Guandu – Plantio direto com cultivo de guandu–anão (Cajanus
cajan L.), no outono e em sucessão à cultura de verão (milho) e antecedendo a
cultura do inverno, trigo (Triticum aestivum);
3. PD + Nabo – Plantio direto com cultivo de nabo forrageiro (Raphanus
sativus), no outono em sucessão à cultura de verão (milho) e antecedendo a cultura
do inverno (trigo);
4. PD – Lavoura contínua em plantio direto, sem aplicação de
escarificação ou de plantas descompactadoras.
A parcela principal tinha área total de 88 m
2
(5,5 m de largura por 16 m
de comprimento), e a subparcela, 22 m
2
(5,5 m de largura por 4 m de comprimento).
A sucessão de culturas comerciais utilizadas foi Milho – Trigo, incluindo-se as
plantas de cobertura, o intervalo entre a cultura do milho e do trigo, nas parcelas
correspondentes.
Em novembro de 2008 foi realizada uma amostragem para
caracterização inicial dos níveis de compactação, coletando-se amostras em anéis
volumétricos de aço inoxidável com volume de aproximadamente 0,85 m
3
(0,06 m de
diâmetro e 0,03 m de altura) nas camadas com profundidade de: 0 - 0,05 m, 0,05 -
0,10 m, 0,10 - 0,15 m, 0,15 - 0,20 m, 0,20 - 0,25 m. Em cada nível de compactação,
foram feitas duas amostragens por parcela com três repetições. Estas amostras
foram utilizadas para determinar a densidade do solo, a porosidade total a
macroporosidade e a microporosidade, seguindo a técnica do anel volumétrico
(EMBRAPA, 1997).
Na mesma data, determinou-se a resistência à penetração do solo,
utilizando um penetrômetro eletrônico marca EIJKELKANP, com ponta (cone) de
1cm
2
de área. As leituras foram registradas verticalmente a cada 0,01 m até a
profundidade de 0,25 m. Foram feitas 5 repetições (penetrações) por tratamento. Os
resultados desta caracterização inicial são mostrados na Tabela 1.
Foram coletadas, amostras que foram submetidas à análise química de
rotina para avaliação da fertilidade, necessidade de corretivos e adubação. Os
resultados destas análises são apresentados na Tabela 2.
34
Tabela 1 – Resistência à penetração (Rp), densidade do solo (Ds), porosidade total (PT),
macroporosidade (Pma) e microporosidade (Pmi) de um NITOSSOLO VERMELHO
distroférrico úmbrico, em função dos níveis de compactação.
Nível de
compac.
Prof. (m) Rp (MPa) Ds (Mg.m
-3
) PT (%) Pma (%) Pmi (%)
0,00 a 0,05 0,61 1,06 73,24 30,89 42,35
0,05 a 0,10 1,19 1,33 63,89 16,87 47,02
0,10 a 0,15 1,58 1,36 62,60 14,43 48,17
0,15 a 0,20 1,79 1,34 68,50 20,43 48,07
PDE
1
0,20 a 0,25 1,99 1,27 69,30 14,30 55,00
Média
1,43 1,27 67,51 19,38 48,12
0,00 a 0,05 1,92 1,13 63,32 16,89 46,43
0,05 a 0,10 2,52 1,36 60,61 10,99 49,62
0,10 a 0,15 2,61 1,40 59,00 11,07 47,93
0,15 a 0,20 2,55 1,37 58,74 10,14 48,60
PDC
0,20 a 0,25 2,39 1,32 62,29 10,07 52,22
Média
2,40 1,32 60,79 11,83 48,96
0,00 a 0,05 2,74 1,17 65,14 21,95 43,19
0,05 a 0,10 2,30 1,43 57,76 9,41 48,35
0,10 a 0,15 3,41 1,42 59,67 13,12 46,55
0,15 a 0,20 3,36 1,40 62,29 11,23 51,06
PDA
0,20 a 0,25 3,18 1,34 63,61 12,40 51,21
Média
3,00 1,35 61,69 13,62 48,07
1
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional
Tabela 2 – Características químicas do NITOSSOLO VERMELHO utilizado no experimento nos
diferentes níveis de compactação e profundidades de amostragem.
PDE
1
PDC PDA Determinações
0,0-0,1 m 0,1-0,2 m 0,0-0,1 m 0,1-0,2 m 0,0-0,1 m 0,1-0,2 m
M.O.
2
(g.kg
-1
) 42,44 31,27 40,21 31,27 38,42 29,48
pH (CaCl
2
) 5,93 5,40 6,00 5,47 6,00 5,33
P (mg.dm
-3
) 10,30 1,96 9,40 4,84 6,13 2,29
K (cmol
c
dm
-3
) 0,30 0,10 0,32 0,09 0,27 0,07
Al (cmol
c
dm
-3
) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Ca (cmol
c
dm
-3
) 7,12 5,09 6,86 5,29 7,23 4,73
Mg(cmol
c
dm
-3
) 4,28 3,11 4,11 3,17 4,10 3,12
CTC (cmol
c
dm
-3
) 14,74 11,96 14,11 11,73 14,55 11,18
H+Al (cmol
c
dm
-3
) 3,04 3,35 2,82 3,18 2,96 3,26
1
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional
2
M.O. = Matéria Orgânica
3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
A instalação do experimento iniciou em maio de 2008, quando após
escolher e demarcar a área, foi realizada a compactação adicional do solo nas
parcelas correspondentes a este tratamento (PDA), utilizando-se um trator John
35
Deer modelo 5600 4x4, com massa em ordem de embarque de 4,5 Mg, pneus
Standar dianteiros 9,5x24R1 e traseiros 14,9x24R1, tendo um pulverizador montado
Jacto (0,250 Mg) abastecido com 600 litros de água. A compactação foi realizada
em duas etapas, ambas após período de chuvas intensas, estando o solo com
umidade entre a capacidade de campo e a saturação, passando-se o trator três
vezes sobre o mesmo local e em toda a área da parcela.
Na mesma época, porém em dias nos quais o solo estava menos
úmido, próximo ao ponto de friabilidade, realizou-se uma escarificação nas parcelas
correspondentes ao menor nível de compactação (PDE), assumindo-se que a
escarificação foi suficiente para romper a compactação pré-existente. Para tanto se
utilizou um subsolador de sete hastes marca Stara, regulado para trabalhar na
profundidade de 0,25 m estando as hastes espaçadas de 0,50 m. No inverno de
2008 as parcelas permaneceram em pousio, deixando-se que a vegetação
espontânea se desenvolvesse naturalmente. Embora o equipamento utilizado tenha
sido um subsolador, optou-se pelo uso do termo escarificação, baseado na
profundidade da operação (0,25 m).
Em agosto de 2008, realizou-se a escarificação nas sub-parcelas
correspondentes ao manejo do solo com escarificação, utilizando para tal o
equipamento com as mesmas especificações citadas anteriormente para
caracterizar o PDE, atuando na mesma profundidade daquela operação.
Posteriormente, no verão de 2008/09, foi implantada a cultura do milho em todas as
parcelas, cujo ciclo estendeu-se até fevereiro de 2009, quando realizou-se a colheita
das espigas e as plantas remanescentes foram roçadas.
No dia 09 de fevereiro de 2009 foi realizada a semeadura do nabo
forrageiro e do guandu anão, nas sub-parcelas correspondentes a estes
tratamentos. A semeadura foi realizada com a utilização de saraquá.
36
(A)
(B)
Figura 2 – Parcelas com nabo forrageiro (A) e guandu anão (B) aos 60 dias após o plantio. Dois
Vizinhos, PR, 2010.
As demais parcelas permaneceram em pousio durante o período de
desenvolvimento das plantas de cobertura. No dia 30 de maio de 2009 realizou-se a
coleta da parte aérea de plantas visando à determinação da produção total de
matéria verde e seca, bem como, análise da composição nutricional das mesmas.
Os resultados destas análises estão descritos na Tabela 3.
37
Tabela 3 – Produção de biomassa (matéria verde – MV, e matéria seca - MS) da parte aérea e
composição nutricional (%) das espécies de plantas de cobertura de solo cultivadas no
outono/inverno. Média de 9 repetições. UTFPR, Dois Vizinhos, 2010.
M. V. M.S. N P K Ca Mg Espécie
Mg.ha
-1
%
Nabo
forrageiro
6.0 2.1 1,85 0,32 0,80 0,80 0,53
Guandu
anão
10.2 3.0 2,36 0,44 0,76 0,56 0,44
O manejo das plantas de cobertura citadas anteriormente foi efetuado
neste mesmo dia, utilizando um herbicida dessecante a base de gliphosate na dose
3 L.ha
-1
do produto comercial Roundup Original
®
.
A semeadura do trigo, cultivar BRS 220, classe comercial trigo pão, foi
realizada no dia 19 de junho de 2009, com espaçamento de 0,18 m nas entrelinhas
e com densidade de 80 plantas por metro linear. As sementes receberam tratamento
com fungicida a base de triadimenol e inseticida a base de imidacloprid. Utilizou-se
adubação de base constituída de 400 kg.ha
-1
do formulado 08-20-20 (NPK). A
adubação de cobertura foi de 100 kg.ha
-1
de uréia, aplicados no dia 31 de julho de
2009, durante o estágio de perfilhamento (Figura 2 - A).
O controle das plantas daninhas foi realizado com o herbicida contendo
o princípio ativo metsulfuron metil, dose de 4 g.ha
-1
. Realizou-se o controle
fitossanitário com fungicida contendo o princípio ativo picoxystrobina + ciproconazol,
na dose de 300 mL.ha
-1
, durante o período de elongação (Figura 2 - B) e
posteriormente no florescimento com fungicida tebuconazole na dose de 750 mL.ha
-
1
, contudo, tendo em vista as condições climáticas favoráveis ao desenvolvimento de
doenças, observou-se intensa severidade de mancha-da-gluma (Stagonospora
nodorum).
38
(A)
(B)
Figura 3 – Vista parcial do experimento no estádio de perfilhamento (A) e elongação (B) do
trigo. Dois Vizinhos, PR, 2010.
39
3.4 AVALIAÇÕES
3.4.1 Densidade e Porosidade do Solo
Em cada sub-parcela foram retiradas amostras com estrutura
preservada, nas profundidades de: 0 a 0,05; 0,05 a 0,10; 0,10 a 0,15; 0,15 a 0,20;
0,20 a 0,25 m, em mini-trincheiras. Foram coletadas três amostras por profundidade,
totalizando 9 amostras por tratamento. O cilindro volumétrico utilizado na coleta era
de aço inoxidável com aproximadamente 85 cm
3
de volume (6 cm de diâmetro por 3
cm de altura, aproximadamente). As amostras foram coletadas no dia 18 de junho
de 2009.
A densidade do solo e a porosidade foram avaliadas segundo a
metodologia descrita por EMBRAPA (1997), considerando-se como porosidade total
o volume de água existente nas amostras saturadas e microporosidade (Pmi) do
solo o espaço poroso ocupado por água após aplicação de sucção exercida por uma
coluna de água de 60 cm de altura. Para essa determinação foi utilizada uma mesa
de tensão. A macroporosidade (Pma) é obtida pela diferença entre a porosidade
total (PT) e a microporosidade (Pmi).
3.4.2 Resistência a Penetração
Na mesma data da coleta das amostras de solo, mediu-se a resistência
do solo à penetração até a profundidade de 0,25 m, com o uso de um penetrômetro
eletrônico marca EIJKELKANP, com ponta (cone) de 1 cm
2
de área. As leituras
foram registradas verticalmente a cada 0,01 m até a profundidade de 0,25 m. Foram
feitas 5 repetições por tratamento. Os resultados da umidade gravimétrica do solo no
momento das avaliações estão descritos nos APÊNDICES 1 e 2.
3.4.3 Produção da cultura teste
Para determinação da produção total de grãos, do número de plantas
por m
2
e do número de espigas por m
2
, coletaram-se todas as plantas de 4 m
2
de
área útil de cada sub-parcela. As espigas foram debulhadas utilizando uma
40
trilhadora de cereais, determinando-se a massa de grãos e expressando-a em
Mg.ha
-1
, com umidade corrigida para 13 % quando necessário.
No momento da colheita dos grãos, coletou-se uma amostra
constituídas de 15 espigas por sub-parcela, a partir das quais se determinou os
seguintes componentes do rendimento: massa da espiga, número de
espiguetas/espiga, número de grãos/espigueta, número de grãos/espiga e a massa
seca de grãos por espiga. Por fim, determinou-se a massa de mil grãos e o peso do
hectolitro com o uso de balança de peso específico.
3.5 ANÁLISE ESTATÍSTICA DO DADOS
A análise estatística dos dados foi realizada através do programa
computacional Sanest (ZONTA; MACHADO; SILVEIRA, 1984), fazendo-se a análise
de variância e teste F com 1% de probabilidade. Nos casos em que se encontrou
variância significativa, a mesma foi complementada pelo teste de Tukey a 1%.
41
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 DENSIDADE DO SOLO
A análise estatística dos dados de densidade do solo (Ds) (APENDICE
3) demonstrou que, em todas as profundidades avaliadas, não houve interação
significativa entre os fatores, níveis de compactação e sistemas de manejo do solo.
Tanto para a análise da variância, como para o teste de comparação de médias foi
adotado o nível de significância de 1%. O teste F evidenciou variância significativa
para o fator níveis de compactação para a profundidade 0,05 a 0,10 m, sendo as
médias submetidas à aplicação do teste Tukey. Na Tabela 4 são apresentados os
valores de Ds.
Na camada de 0,0 – 0,05 m de profundidade, os valores médios de
densidade do solo para os níveis de compactação foram respectivamente de 1,07,
1,09 e 1,20 Mg.m
-3
, para PDE, PDC e PDA. A camada superficial é a que apresenta
os menores valores de Ds no perfil do solo para os três níveis de compactação,
comportamento este, previsível, visto que, durante o manejo anual por ocasião da
implantação das culturas (normalmente duas) ocorre uma movimentação do solo
com os sulcadores da semeadora, eliminando a compactação resultante do tráfego
das máquinas agrícolas, conforme observou Marcolin (2009). Outro aspecto que
possivelmente exerça influência e contribui para esta menor densidade, é a atividade
biológica mais intensa nesta camada, bem como maiores teores de matéria orgânica
que atuam melhorando a estrutura e consequentemente, reduzindo a Ds.
Genro Junior (2002), destaca que para culturas de inverno,
considerando espaçamento médio de 0,17 m nas entrelinhas e a mobilização de
uma faixa de 0,05 m pelos mecanismos sulcadores em profundidade onde são
depositadas as sementes e adubo, resulta em cerca de 30 % de área mobilizada em
uma única operação, partindo desta observação e considerando as culturas de
verão, conclui-se que em pouco tempo toda a camada superficial é mobilizada. O
que resulta em certa descompactação nesta camada, contribuindo para o
estabelecimento de menores valores de densidade do solo.
42
Tabela 4 - Valores médios de densidade (Mg.m
-3
) de um Nitossolo Vermelho em função do nível de
compactação inicial, sistemas de manejo de recuperação do solo em diferentes
profundidades. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
Sistemas de manejo Níveis de
compactação
PD + Escarif. PD + Guandu PD + Nabo PD contínuo
Média
Profundidade 0,0 – 0,05 m
PDE
3
1,07 1,06 1,02 1,14
1,07
PDC
1,05 1,08 1,03 1,21
1,09
PDA
1,20 1,14 1,21 1,24
1,20
Média 1,11
1
1,09 1,09 1,20
CV (A) 0,8
CV (B) 2,1
Profundidade 0,05 - 0,10 m
PDE
1,15 1,28 1,11 1,23
1,19 B
2
PDC
1,27 1,32 1,30 1,38
1,32 AB
PDA
1,26 1,36 1,34 1,37
1,33 A
Média 1,23 1,32 1,25 1,33
CV (A) 0,8
CV (B) 2,1
Profundidade 0,10 - 0,15 m
PDE
1,29 1,17 1,31 1,29
1,25
PDC
1,24 1,40 1,42 1,36
1,36
PDA
1,21 1,37 1,40 1,36
1,34
Média 1,25 1,31 1,38 1,34
CV (A) 0,8
CV (B) 1,8
Profundidade 0,15 - 0,20 m
PDE
1,37 1,20 1,27 1,39
1,31
PDC
1,23 1,36 1,40 1,32
1,33
PDA
1,26 1,39 1,36 1,43
1,36
Média 1,29 1,32 1,34 1,38
CV (A) 0,9
CV (B) 1,6
Profundidade 0,20 - 0,25 m
PDE
1,30 1,24 1,28 1,30
1,27
PDC
1,30 1,30 1,24 1,30
1,29
PDA
1,22 1,32 1,28 1,33
1,29
Média 1,27 1,29 1,27 1,31
CV (A) 0,8
CV (B) 1,9
1
Ausência de letras na linha indicam ausência de variância significativa entre sistemas de manejo
pelo teste F a 1% de significância.
2
Médias de tratamento seguidas de mesma letra maiúscula na coluna indicam ausência de diferenças
significativas entre níveis de compactação pelo teste Tukey a 1% de significância.
3
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional
Na camada 0,05 – 0,10 m de profundidade, o nível de compactação
caracterizado como PDE apresentou um valor de densidade do solo média de 1,19
Mg.m
-3
, estatisticamente semelhante ao observado no PDC (1,32 Mg.m
-3
), mas que
é inferior ao observado no PDA (1,33 Mg.m
-3
), evidenciando o efeito benéfico da
43
escarificação do solo realizada treze meses antes da realização das avaliações,
corroborando os resultados obtidos por Klein e Camara (2007) que relatam efeito da
escarificação na redução da Ds sob plantio direto, com diferenças evidenciadas seis
meses após a operação.
Na camada de 0,10 – 0,15 m de profundidade ainda se observa uma
tendência de menores valores de Ds no nível PDE, porém sem significância
estatística (p < 0,01) como nas camadas subjacentes. Provavelmente isso ocorra
porque, a durabilidade do efeito da escarificação esteja associada a atividade
biológica e ao teor de matéria orgânica do solo, que nestas camadas sub-
superficiais são menores do que nas camadas superficiais.
Na profundidade de 0,15 a 0,20 m encontra-se a camada de maior Ds
para o PDE e PDA, indicando que o sistema de preparo anterior a adoção do SPD
pode ter contribuído para a formação de uma camada compactada abaixo da
profundidade de atuação do revolvimento mecânico dos implementos, além dos
efeitos cumulativos das pressões aplicadas sobre o solo, o que pode ser constatado
pelos valores elevados de resistência a penetração que serão apresentados a seguir
para estas mesmas profundidades. Stone e Silveira (2001), ao estudar o efeito de
diferentes sistemas de preparo do solo sobre a porosidade e a densidade do solo,
identificaram influência do preparo com grade até os 0,15 m e do arado até os 0,30
m, reduzindo a densidade e elevando a porosidade. Tradicionalmente, eram estes
os implementos utilizados nas operações de preparo na região de realização do
presente estudo. Segundo Reichert et al. (2007), nos sistemas onde há revolvimento
do solo a camada compactada é rompida pelos implementos, transferindo a
compactação para maiores profundidades pelo tráfego e contato dos implementos
com o solo sub-superficial. Esta camada ficou conhecida pelo termo “pé-de-grade”
ou “pé-de-arado”, localizando-se em uma faixa que, na maioria dos casos ocorre
entre 0,1 a 0,2 m de profundidade (GIRARDELLO, 2010).
A densidade do solo refletiu o efeito da aplicação de pressões, onde,
para o PDC e PDA, exceto na camada superficial (0,0 – 0,05 m), os valores
observados superam o intervalo proposto por Reichert et al. (2003), de 1,25 a 1,30
Mg.m
-3
, estabelecido a partir do indicador de qualidade estrutural do solo IHO para
solos argilosos, onde poderá ocorrer influência negativa sobre o rendimento de
plantas. Nos tratamentos que receberam a escarificação, mesmo que as diferenças
em relação ao PDC e PDA, não terem sido suficientes para evidenciar diferenças
44
estatísticas significativas, observa-se que a operação de escarificação foi capaz de
interferir no decréscimo da densidade do solo, que se manteve inferior a 1,30 Mg m
-3
até a profundidade de 0,25 m.
Para os sistemas de manejo de recuperação de solo, a densidade do
solo foi menor nas parcelas onde foi realizada a escarificação, mas não diferiu
significativamente do plantio direto contínuo. Do mesmo modo, não foi possível
estabelecer efeito positivo do cultivo de guandu anão e de nabo forrageiro no
período de outono sobre a redução da densidade do solo, resultados estes
discordantes do que observou Reinert et al. (2008), que verificaram menor
densidade na camada superficial em Argissolo Vermelho distrófico típico em
resposta a utilização de plantas de cobertura. Os autores observaram que a
utilização de guandu proporcionou os melhores índices de redução de densidade do
solo. Debiasi et al. (2008), encontraram efeito das plantas de cobertura de inverno,
como nabo e aveia preta, sobre à redução da Ds e aumento da porosidade total e
macroporosidade em comparação ao pousio, em um Argissolo Vermelho distrófico
típico, de textura superficial franco-argilo-arenosa.
É importante salientar a baixa produção de matéria seca do guandu
anão e do nabo forrageiro no presente experimento, 3 e 2 Mg.ha
-1
respectivamente,
quando comparadas ao observado por outros autores que obtiveram produções de
matéria seca que superaram 6 Mg.ha
-1
para o nabo forrageiro (DONEDA, 2010) e 12
Mg.ha
-1
para o guandu anão (BORDIN et al., 2008), visto que, o ciclo de crescimento
e permanência destas plantas foi curto, o que pode ter contribuído para a menor
efetividade dos resultados aqui relatados.
4.2 POROSIDADE TOTAL
Na comparação das médias da propriedade porosidade total do solo
(PT) (Tabela 5), não verifica-se ocorrência de interação (p<0,01), entre os fatores
níveis de compactação e sistemas de manejo, havendo efeito do fator sistemas de
manejo de forma isolada na profundidade 0,05 – 0,10 m (APÊNDICE 3), sendo as
médias comparadas através do teste de Tukey a 1% de significância.
45
Tabela 5 - Valores médios de porosidade total (%) de um Nitossolo Vermelho em função do nível de
compactação inicial e sistemas de manejo de recuperação do solo em diferentes
profundidades. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
Sistemas de manejo Níveis de
compactação
PD + Escarif. PD + Guandu PD + Nabo PD contínuo
Média
Profundidade 0,0 – 0,05 m
PDE
3
70,5 72,1 70,4 67,9
70,2
2
PDC
70,9 70,9 66,7 68,2
69,2
PDA
67,2 65,1 61,9 64,8
64,7
Média 69,5
69,4 66,3 66,9
CV (A) 1,5
CV (B) 4,6
Profundidade 0,05 - 0,10 m
PDE
66,5 63,6 69,9 62,4
65,6
PDC
64,9 60,7 61,3 59,0
61,5
PDA
63,6 59,3 59,3 59,5
60,4
Média 65,0 a
1
61,2 b 63,5 ab 60,3 b
CV (A) 2,5
CV (B) 2,7
Profundidade 0,10 - 0,15 m
PDE
62,4 69,2 64,3 65,3
65,3
PDC
59,6 59,5 59,7 59,0
59,5
PDA
65,4 56,2 57,5 57,0
59,0
Média 62,5 61,6 60,5 60,4
CV (A) 2,5
CV (B) 3,7
Profundidade 0,15 – 0,20 m
PDE
61,3 61,1 62,2 64,5
60,3
PDC
64,2 58,6 57,8 59,5
62,3
PDA
61,4 55,3 58,2 59,8
58,7
Média 62,3 58,3 59,4 61,3
CV (A) 2,3
CV (B) 5,2
Profundidade 0,20 – 0,25 m
PDE
63,3 62,7 62,5 63,0
62,9
PDC
61,1 62,1 61,3 60,1
61,2
PDA
65,2 61,1 61,2 59,7
61,8
Média 63,2 61,9 61,7 60,9
CV (A) 1,7
CV (B) 5,2
1
Médias seguidas de mesma letra na linha indicam ausência de diferença significativa entre sistemas
de manejo pelo teste Tukey a 1% de significância.
2
Ausência de letras na coluna indicam ausência de variância significativa entre níveis de
compactação pelo teste F a 1% de significância.
3
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional.
Até a profundidade de 0,15 m, o nível PDE apresentou maior
porosidade total que o PDC e PDA, porém as diferenças não foram suficientes para
que aparecessem diferenças significativas avaliadas a 1% de probabilidade. Esta
tendência está em conformidade com resultados obtidos por Tormena et al. (2004),
que observaram que o sistema de preparo com escarificação promoveu aumento da
46
porosidade do solo, quando comparados ao plantio direto. Nas camadas mais
profundas não se observaram variações significativas.
Na camada superficial, 0,0 - 0,05 m, os valores de porosidade total
(Tabela 5) em todos os estados de compactação, são numericamente mais altos,
possivelmente em função do teor mais elevado de matéria orgânica e do
revolvimento ocasionado pelo mecanismo sulcador da semeadora como já discutido
anteriormente.
Na camada de 0,05 – 0,10 m, os sistemas de manejo se diferenciaram
quanto à porosidade total. A escarificação aumentou a PT nesta profundidade e
diferiu estatisticamente dos tratamentos plantio direto com inclusão de guandu anão
e plantio direto contínuo.
No tratamento com plantio direto com compactação adicional (PDA), a
PT não diferiu estatisticamente, apesar de ser mais baixa do que o tratamento com
escarificação (PDE), e isso se deve, possivelmente ao tempo decorrido entre a
realização da operação de escarificação e as avaliações contribuindo para diminuir
as diferenças entre os tratamentos, conforme observado por Girardello (2010), que
constatou que o efeito da escarificação mecânica desapareceu no decorrer de 7
meses, devido ao reagrupamento das partículas de solo, efeito este evidenciado
pela avaliação da infiltração de água no solo, propriedade esta, que reflete a
condição porosa do solo.
Na profundidade de 0,15 - 0,20 m foram encontrados os menores
valores de PT para o PDE e PDA, enquanto que para o PDC este comportamento se
manifestou na profundidade de 0,10 - 0,15 m, coincidindo com a camada
compactada baseando-se nos valores de Ds.
4.3 MACROPOROSIDADE
Os valores de macroporosidade não apresentaram variância
significativa estatisticamente em função dos níveis de compactação, sistemas de
manejo ou da interação entre estes fatores, conforme resultados da ANOVA
(APÊNDICE 3). Entretanto, se observou tendência da escarificação realizada nas
parcelas principais e nas subparcelas refletir em maior macroporosidade em todas
as camadas avaliadas (Tabela 6).
47
Pode se observar que, no tratamento com compactação adicional
(PDA), a macroporosidade foi menor nas camadas superficiais. Um dos primeiros
indicativos da ocorrência do processo de compactação é a redução do tamanho dos
poros, haja vista que a macroporosidade se forma, principalmente, a partir do
estabelecimento de espaços entre as unidades estruturais do solo (agregados).
Chaney et al. (1985), observaram que em solos sob sistemas de cultivo sem
revolvimento se estabelece uma estrutura que diferencia-se daquela de solos não
cultivados, por apresentar agregados mais densos e resistentes e que estão mais
próximos entre si, ou seja, com menos macroporos.
Se observou, ainda, tendência de decréscimo nos valores de
macroporos no PDE com o aumento da profundidade do solo. O mesmo
comportamento ocorreu para o sistema de manejo com escarificação. Este fato
evidencia o efeito mais pronunciado da atuação do escarificador até os 0,15 m de
profundidade, sendo pouco eficiente em criar macroporos em camadas mais
profundas.
Provavelmente isso ocorra, devido ao fato de a formação de poros de
maior diâmetro estar relacionada à atividade biológica, que é menor nestes locais, e
assim, os resultados da operação meramente mecânica são menos pronunciados.
Exemplo disso é reportado por Nicoloso et al. (2008), que observaram influência do
nabo forrageiro em aumentar a macroporosidade, além de potencializar o efeito da
escarificação evitando a reconsolidação do solo, ao passo que o escarificador
isoladamente, apresentou aumento da macroporosidade somente na camada de 0,0
- 0,05 m. Contrariamente Bordin et al. (2008), observaram que a escarificação
elevou a macroporosidade em pomar cítrico até a profundidade de 0,3 m.
As necessidades das plantas quanto à porosidade de aeração variam
com a espécie vegetal, exceto para o tratamento com guandu anão no nível de
compactação PDA para a profundidade de 0,15 – 0,20 m, em todas as demais
parcelas experimentais a macroporosidade situou-se acima de 0,10 m
3
m
-3
(Tabela
6), recomendado por Klein (2008), como sendo a mínima porosidade livre de água,
ou seja, porosidade de aeração, para que não ocorram restrições ao pleno radicular
e à difusão de gases.
48
Tabela 6 - Valores médios de macroporosidade (%) de um Nitossolo Vermelho em função do nível de
compactação inicial e sistemas de manejo de recuperação do solo em diferentes
profundidades. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
Sistemas de manejo Níveis de
compactação
PD + Escarif. PD + Guandu PD + Nabo PD contínuo
Média
Profundidade 0,0 – 0,05 m
PDE
3
31,8 30,2 33,5 28,3
30,9
2
PDC
32,2 33,2 33,3 22,4
30,2
PDA
24,1 23,4 17,8 19,3
21,1
Média 29,4
1
28,9 28,2 23,3
CV (A) 6,9
CV (B) 9,0
Profundidade 0,05 - 0,10 m
PDE
26,0 16,5 29,3 22,0
23,5
PDC
20,5 17,8 17,8 19,1
21,3
PDA
18,8 15,3 14,7 15,0
15,9
Média 21,7 16,5 20,6 18,7
CV (A) 9,2
CV (B) 15,0
Profundidade 0,10 - 0,15 m
PDE
17,8 27,3 20,3 19,9
21,3
PDC
16,3 13,2 14,5 11,3
13,8
PDA
24,9 11,8 12,7 12,7
15,5
Média 19,6 17,4 15,8 14,6
CV (A) 11,2
CV (B) 13,4
Profundidade 0,15 - 0,20 m
PDE
15,8 19,8 18,5 19,8
18,4
PDC
16,3 10,8 11,3 14,7
13,2
PDA
19,3 9,8 13,4 12,9
13,7
Média 17,1 13,1 14,3 15,7
CV (A) 5,8
CV (B) 16,2
Profundidade 0,20 - 0,25 m
PDE
15,6 17,8 18,4 15,0
16,7
PDC
14,7 13,7 14,8 13,3
14,1
PDA
20,7 12,7 12,2 13,1
14,6
Média 17,0 14,7 15,1 13,8
CV (A) 9,3
CV (B) 14,6
1
Ausência de letras na linha indicam ausência de variância significativa entre sistemas de manejo
pelo teste F a 1% de significância.
2
Ausência de letras na coluna indicam ausência de variância significativa entre níveis de
compactação pelo teste F a 1% de significância.
3
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional.
Conforme fora observado por Spera et al. (2009), apesar de não serem
valores abaixo dos limites críticos, o estabelecimento desta condição, pode assumir
relevante importância no tocante a infiltração de água no solo, visto que, este
fenômeno no solo está condicionado a existência de uma rede de macroporos
contínuos em profundidade, contribuindo fundamentalmente para um maior
49
armazenamento de água em camadas mais profundas do perfil do solo, com
implicações positivas sobre a redução do escorrimento superficial e maior
disponibilidade de água às plantas.
4.4 MICROPOROSIDADE
Para microporosidade, não houve interação entre sistemas de manejo
e níveis de compactação, tampouco diferenças significativas entre os tratamentos
isoladamente em nenhuma das profundidades estudadas, conforme resultados da
ANOVA apresentados no APENDICE 3.
Houve, de maneira geral, tendência de aumento na microporosidade
com o aumento da profundidade nos três níveis de compactação (Tabela 7),
tendendo a ser maior no tratamento com compactação adicional somente para a
camada de 0,0 - 0,05 m em relação aos outros tratamentos. Coerente com a maior
macroporosidade nesta profundidade, que demonstrou ser a classe de poros mais
influenciada pelos níveis de compactação, tendo em vista, que a porosidade total
decresceu com a profundidade. Concordando com as observações deste
experimento, Suzuki (2005), em Latossolo Vermelho distrófico típico, verificou que
alterações na densidade do solo levaram a modificações apenas na porosidade total
e macroporosidade, enquanto a microporosidade não foi alterada.
De modo similar, Denardin et al. (2009), em trabalho que visava
demonstrar a heterogeneidade física de um Latossolo Vermelho aluminoférrico
húmico manejado sob sistema plantio direto, encontraram valores de porosidade
total e de macroporosidade do solo, significativamente menores, porém não
detectaram diferença significativa para a microporosidade do solo, possivelmente,
por esta propriedade ser fortemente influenciada pela granulometria e em menor
magnitude pela elevação da densidade do solo
50
Tabela 7- Valores médios de microporos (%) de um Nitossolo Vermelho em função do nível de
compactação inicial e sistemas de manejo de recuperação do solo em diferentes
profundidades. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
Sistemas de manejo Níveis de
compactação
PD + Escarif. PD + Guandu PD + Nabo PD contínuo
Média
Profundidade 0,0 – 0,05 m
PDE
3
38,6 41,8 36,9 39,6
39,3
2
PDC
39,1 37,7 36,6 45,7
39,8
PDA
43,1 41,6 44,1 45,5
43,6
Média 40,3
1
40,4 39,2 43,6
CV (A) 3,5
CV (B) 4,5
Profundidade 0,05 - 0,10 m
PDE
40,4 47,0 40,4 40,4
42,1
PDC
44,4 42,8 43,4 43,9
43,7
PDA
44,9 44,0 44,5 44,5
44,5
Média 43,2 44,6 42,8 42,9
CV (A) 5,7
CV (B) 17,8
Profundidade 0,10 - 0,15 m
PDE
44,2 41,8 43,9 45,3
43,8
PDC
43,4 46,3 45,7 47,7
45,8
PDA
40,5 44,3 44,8 44,3
43,5
Média 42,7 44,2 44,8 45,8
CV (A) 2,7
CV (B) 3,6
Profundidade 0,15 - 0,20 m
PDE
45,4 41,2 43,5 44,4
43,6
PDC
47,7 47,7 46,3 44,5
46,5
PDA
41,9 45,3 44,5 46,7
44,6
Média 45,0 44,7 44,8 45,2
CV (A) 1,4
CV (B) 3,6
Profundidade 0,20 - 0,25 m
PDE
47,6 44,8 44,1 47,9
46,1
PDC
46,5 48,3 46,5 46,8
47,0
PDA
44,4 48,3 48,9 46,6
47,1
Média 46,1 47,2 46,5 47,1
CV (A) 2,5
CV (B) 3,4
1
Ausência de letras na linha indicam ausência de variância significativa entre sistemas de manejo
pelo teste F a 1% de significância.
2
Ausência de letras na coluna indicam ausência de variância significativa entre níveis de
compactação pelo teste F a 1% de significância.
3
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional
51
4.5 RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO
A análise de variância (APÊNDICE 3) mostra que houve variação
significativa (p<0,01) pelo Teste F para sistemas de manejo na camada de 0,10 -
0,15 m, e ausência de significância para níveis de compactação, sistemas de
manejo e para a interação destes dois fatores nas demais profundidades estudadas.
Os resultados da resistência mecânica do solo à penetração (Rp) nos
diferentes níveis de compactação e sistemas de manejo estudados são
apresentados nas Figuras 2 e 3, respectivamente.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0 1 2 3 4 5
Resistência à Penetração (MPa)
Profundidade (m)
PDA
PDE
PDC
Figura 4 - Valores médios de Resistência à Penetração (MPa) de um NITOSSOLO VERMELHO em
função dos níveis de compactação inicial do solo em diferentes profundidades. UTFPR,
Dois Vizinhos, PR, 2010.
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional.
52
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1 1,5 2 2,5 3 3,5
Resistência à Penetração (MPa)
Profundidade (m)
PD + Escarificação PD + Guandu PD + Nabo PD Contínuo
b ab aa
Figura 5 - Valores médios de Resistência à Penetração (MPa) de um NITOSSOLO VERMELHO em
função dos sistemas de manejo de recuperação do solo em diferentes profundidades.
UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
1
Médias seguidas de mesma letra na linha indicam ausência de diferença significativa entre sistemas
de manejo pelo teste Tukey a 1% de significância.
Na profundidade de 0,10 – 0,15 m, a RP variou de 2,55 a 2,88 MPa
entre os sistemas de manejo de recuperação do solo, onde o menor valor de Rp
observado foi no tratamento que recebeu a escarificação, que diferenciou-se
estatisticamente dos sistemas de manejo, plantio direto com inclusão de nabo e
plantio direto contínuo (Figura 5), demonstrando que a escarificação foi eficiente em
reduzir a Rp.
A Rp no nível de compactação PDE até os 0,10 m de profundidade
apresentou valores que indicam a ausência de problemas para o bom
desenvolvimento radicular da planta, situando-se abaixo de 2 MPa (Figura 4).
Possivelmente, está foi a profundidade de atuação do implemento, e a maior
resistência na profundidade de 0,20 - 0,25 m, evidencia a faixa na qual a haste do
escarificador não conseguiu romper. Em um Latossolo Vermelho, Collares et al.
(2008) observaram que a compactação causada por uma passada de uma máquina
com massa total de 16,6 Mg apresentou um aumento significativo na RP até a
profundidade de 0,12 m, enquanto que nos tratamentos onde realizou-se a
escarificação, esta demonstrou ser eficiente na diminuição da RP até os 0,25 m,
53
mantendo os valores sempre abaixo de 2 MPa, não estando em conformidade com o
presente trabalho, em que, a RP apresentou comportamento crescente no
tratamento escarificado, atingindo valor máximo na profundidade de 0,25 m.
No PDC e PDA, a partir dos 0,05 m, os valores de RP observados,
sugerem, para plantas sensíveis a valores de RP iguais ou maiores que 2 MPa, um
decréscimo na produção vegetal. Porém, este parâmetro que reflete a condição
física do solo, quando utilizado isoladamente, é limitado, com vistas a atender
critérios de produção.
Considerando que essa camada de maior resistência não é uniforme,
conforme constatou Suzuki (2005), pra quem no campo a camada compactada não
se apresenta como uma massa contínua, há espaços de maior e menor resistência e
as raízes procuram os espaços livres no solo para se desenvolver. Silva (2003)
complementa salientando que o método de medição da RP não é capaz de
identificar e integrar o efeito de rachaduras e de poros biológicos existentes no solo
e é por essas regiões de menor resistência que as raízes conseguem se
desenvolver, mesmo em solos com alta RP.
Os valores mais elevados da resistência mecânica à penetração ao
longo do perfil do solo, observados nesses tratamentos, com mais evidência no
PDA, podem ser devidos à tendência de degradação da estrutura ao longo do perfil
do solo provocado pelo uso intensivo da mecanização agrícola adotada no sistema
convencional, anterior a adoção do sistema de plantio direto, caracterizando
compactação do solo, em função de operações como a aração (em geral realizada a
0,20 m de profundidade) e às gradagens.
Verifica-se que a maior RP foi encontrada na profundidade de 0,20-
0,25 m, no PDE e PDA. De maneira geral, estes resultados são coincidentes com os
obtidos por Pedrotti (2001), onde os diferentes sistemas de cultivo influenciaram a
resistência mecânica do solo à penetração de forma mais acentuada, na camada de
aproximadamente 0,08 a 0,20 m passando, por exemplo, de valores de 1,7 MPa a
0,06 m de profundidade para valores de 4,5 MPa a 0,13 m de profundidade.
4.6 COMPONENTES DE RENDIMENTO
Na tabela 8, encontram-se as médias para número de plantas por m
2
,
número de espigas por planta, peso de espigas, número de grãos por espiga,
54
espiguetas por espiga e de grãos por espigueta para cada um dos tratamentos
estudados. A ANOVA (APÊNDICE 4) revelou variância significativa a 1 % de
probabilidade para interação entre os níveis de compactação e sistemas de manejo
de recuperação do solo, para o componente de rendimento número de grãos por
espigueta, sendo as médias submetidas ao teste Tukey. Para as demais variáveis
estudadas não verificou-se influência dos níveis de compactação, sistemas de
manejo e interação entre os dois fatores.
O número de grãos por espigueta foi influenciado pela interação entre
os níveis de compactação e os sistemas de manejo de recuperação do solo. No
PDA a escarificação realizada cerca de 10 meses anteriormente ao cultivo do trigo,
promoveu maior número de grãos por espigueta, diferindo do PDC e do PDE pelo
teste de Tukey a 1%, corroborando os resultados obtidos por Klein et al. (2008), que
observaram efeito da escarificação sobre este componente de rendimento do trigo,
além do número de espiguetas por espiga e o peso hectolitro, que foram
significativamente maiores em relação ao plantio direto, sendo o resultado atribuído
as alterações positivas nas propriedades físicas do solo provocadas pela operação
da escarificação.
Entre os sistemas de manejo, a escarificação apresentou maior número
médio de grãos por espigueta (2,25), sendo superior ao plantio direto cultivado com
guandu anão no outono e o plantio direto contínuo, com 1,82 e 1,85, mas foi igual ao
plantio direto cultivado com nabo forrageiro no outono com número médio de 2 grãos
por espigueta.
O tratamento plantio direto com nabo forrageiro também foi
responsável por elevar de maneira significativa o número de grãos por espigueta no
nível de compactação PDE em relação ao PDC e PDA. Este comportamento pode
estar relacionado à maior mineralização de nitrogênio neste tratamento, pela
inclusão do nabo no sistema de cultivo, otimizada pela escarificação.
A diferenciação deste componente do rendimento promovida pela
escarificação, possivelmente esteja relacionado às melhores condições físicas do
solo no momento da fertilização, fase fenológica na qual o número de grãos por
espigueta é determinado, exercendo grande importância para compor o rendimento
final de grãos, pois quanto maior o número de grãos, maior será o número de
drenos, e portanto a competição por assimilados fotossintéticos é favorecida para os
55
grãos em detrimento dos outros órgãos e tecidos da planta e o índice de colheita
aumenta.
O motivo pelo qual esta tendência não foi comprovada, possivelmente
esteja relacionada aos elevados índices pluviométricos observados durante o
período de condução do experimento (Figura 1), que provavelmente amenizaram os
reflexos da compactação do solo sobre as demais variáveis analisadas, que são
determinadas em períodos distintos do ciclo de desenvolvimento da planta, mas
principalmente, esta condição de clima afetou negativamente a qualidade industrial
dos grãos, o que fica explicito pela análise da variável de PH que será discutida mais
adiante. Neste período, a precipitação acumulada durante os meses de junho a
outubro foi de 1044 mm, período no qual a cultura esteve no campo,
correspondendo a 22 % superior aos valores históricos observados no município de
Dois Vizinhos, 809 mm, na média dos anos 1973–2006 (POSSENTI et al., 2007).
O número de plantas/m
2
e o número de espigas/m
2
não diferiu
estatisticamente entre os níveis de compactação. Embora não significativo, os níveis
de compactação PDE e PDC apresentaram maiores valores numéricos para estas
variáveis.
Foi possível verificar ainda, porém de maneira menos expressiva, a
influência da escarificação sobre as variáveis número de espiguetas e número de
grãos por espiga, evidenciado pela variância significativa a 5%. O número de grãos
por espiga foi de 30,4 para o PDE e 26,4 e 27,8, respectivamente no PDC e PDA.
Estes resultado estão de acordo com Camara e Klein (2005) que observaram que os
componentes de rendimento da soja e a altura das plantas avaliadas não
apresentaram diferença significativa do tratamento escarificado em relação ao
plantio direto, indicando um desenvolvimento muito similar das plantas da soja em
condições de solo distintas.
56
Tabela 8 - Médias das variáveis que compõe o rendimento de trigo cultivado em um Nitossolo
Vermelho em função do nível de compactação inicial e sistemas de manejo de
recuperação do solo. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
Sistemas de manejo Níveis de
compactação
PD + Escarif. PD + Guandu PD + Nabo PD contínuo
Média
Número de Planta/m
2
PDE
3
186,2 214,5 184,2 218,3
200,8
2
PDC
197,3 208,7 221,3 239,5
216,7
PDA
194,4 165,3 202,1 144,5
176,6
Média 192,6
1
196,2 202,4 200,8
CV (A) 9,2
CV (B) 9,0
Número de espigas/m
2
PDE
146,8 170,7 150,9 156,0
156,1
PDC
160,4 176,6 163,1 187,5
171,9
PDA
137,0 129,0 172,3 129,0
141,8
Média 148,1
158,8 162,1 157,5
CV (A) 9,3
CV (B) 9,8
Peso de espiga (g)
PDE
1,22 1,18 1,44 1,42
1,31
PDC
1,18 1,13 1,20 0,94
1,11
PDA
1,44 1,17 1,21 1,20
1,26
Média 1,28 1,16 1,28 1,19
CV (A) 2,4
CV (B) 3,2
Número de grãos/espiga
PDE
30,1 27,8 33,2 30,3
30,4
PDC
28,1 27,3 25,6 24,6
26,4
PDA
30,5 26,9 28,7 25,3
27,8
Média 29,6 27,3 29,2 26,7
CV (A) 2,0
CV (B) 5,8
Número de espiguetas/espiga
PDE
15,7 16,3 16,3 15,6
15,9
PDC
14,7 15,9 15,9 14,1
15,1
PDA
14,4 14,7 14,3 16,0
14,9
Média 14,9 15,6 15,5 15,2
CV (A) 1,0
CV (B) 3,0
Número de grãos/espigueta
PDE
1,92 bA
4
1,70 aAB 2,03 bB 2,03 aAB
1,92
PDC
1,91 bA 1,71 aAB 1,60 aA 1,84 aAB
1,77
PDA
2,25 aA 1,82 aB 2,00 aAB 1,85 aB
1,98
Média 2,03
1,74 1,87 1,90
CV (A) 1,9
CV (B) 2,1
1
Ausência de letras na linha indicam ausência de variância significativa entre sistemas de manejo
pelo teste F a 1% de significância.
2
Ausência de letras na coluna indicam ausência de variância significativa entre níveis de
compactação pelo teste F a 1% de significância.
3
Médias seguidas de mesma letra minúsculas na coluna e maiúsculas na linha indicam ausência de
variância significativa para a interação entre níveis de compactação e sistemas de manejo pelo teste
Tukey a 1% de significância.
4
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional
57
4.7 RENDIMENTO DE GRÃOS
Com relação ao rendimento de grãos não houve interação significativa
entre os tratamentos, sistemas de manejo do solo e estados de compactação
(APÊNDICE 4). Dessa forma não foi possível com estes resultados, indicar efeito
positivo das plantas de cobertura e da escarificação impondo condições que
diferenciassem o rendimento de grãos da cultura do trigo.
O maior rendimento de trigo foi obtido no tratamento PDE, 1,93 Mg.ha
-
1
, que não diferiu estatisticamente de PDC, 1,87 Mg.ha
-1
e SPD compactado 1,75
Mg.ha
-1
(Tabela 9). Embora se perceba uma tendência de incremento da
produtividade, cerca de 6% superior, do nível de compactação que apresentou
melhores indicadores físicos (PDE) para o de menor qualidade física (PDA), a
exemplo do que observaram Klein et al. (2008), que obtiveram incrementos de
rendimento de grãos de trigo de 0,7 Mg.ha
-1
em função das condições físicas do
solo obtidas mediante escarificação em relação ao plantio direto.
Isso demonstra que o estado estrutural não comprometeu a
produtividade, ou as modificações ocorridas nos atributos físicos avaliados não
foram afetadas de forma suficiente para interferir na produtividade do trigo, frente as
condições climáticas vigentes durante o desenvolvimento do presente estudo, não
permitindo a manifestação destes efeitos. Os resultados concordam com Kochhann
et al. (1999), que constataram que a aparente degradação estrutural do solo,
indicada pelas análises de densidade do solo e porosidade, não implicou efeitos
negativos sobre o rendimento das cultura do trigo. Collares et al. (2008), também
não constataram efeito da escarificação sobre o rendimento de grãos de trigo,
mesmo quando à resistência a penetração atingiu valores críticos em plantio direto.
É possível que a ausência de resposta significativa na produção de
grãos de trigo, em função dos diferentes níveis de compactação e sistemas de
manejo testados no experimento, esteja relacionada à elevada taxa de precipitação
pluvial observada durante o período do experimento, o que pode ter contribuído para
uma alta disponibilidade de água no solo durante todo período de desenvolvimento
da cultura.
58
Tabela 9 – Rendimento de grãos, peso de mil grãos e peso hectolitro de trigo cultivado em um
Nitossolo Vermelho sob diferentes níveis de compactação inicial e sistemas de manejo de
recuperação do solo. UTFPR, Dois Vizinhos, PR, 2010.
Sistemas de manejo Níveis de
compactação
PD + Escarif. PD + Guandu PD + Nabo PD contínuo
Média
Rendimento de grãos Mg.ha
-1
PDE
3
1,83 1,82 1,88 2,24
1,94
2
PDC
1,72 2,05 1,90 1,85
1,87
PDA
2,03 1,49 2,07 1,75
1,83
Média 1,86
1
1,79 1,94 1,94
CV (A) 8,6
CV (B) 5,8
Peso de mil grãos (g)
PDE
29,5 31,0 40,4 32,2
33,3
PDC
26,6 30,8 30,7 30,7
29,7
PDA
34,8 32,4 32,3 33,1
33,1
Média 30,3 31,4 34,5 32,0
CV (A) 2,6
CV (B) 6,7
Peso Hectolitro (kg.hL
–1
)
PDE
68,8 68,7 70,3 69,0
69,2
PDC
67,3 67,9 69,4 68,1
68,2
PDA
68,6 68,1 67,9 66,1
67,7
Média 68,2 68,2 69,2 67,7
CV (A) 0,7
CV (B) 1,1
1
Ausência de letras na linha indicam ausência de variância significativa entre sistemas de manejo
pelo teste F a 1% de significância.
2
Ausência de letras na coluna indicam ausência de variância significativa entre níveis de
compactação pelo teste F a 1% de significância.
3
PDE = Plantio Direto escarificado; PDC = Plantio direto contínuo; PDA = Plantio Direto com
compactação adicional
Neste período a precipitação acumulada durante o ciclo do trigo foi
substancialmente superior aos valores históricos e, desta maneira, se supõe que
mesmo que a capacidade do solo armazenar e disponibilizar água as plantas
tenham sido afetadas pela compactação, o suprimento regular pelas chuvas supriu a
demanda das plantas. Resultados como estes são descritos por Suzuki (2005) que
não observou efeito significativo da compactação causada por diferentes níveis de
compactação e sucessão de culturas, no rendimento de trigo, talvez pelo fato da
água no solo não ter sido um fator limitante.
Por outro lado, deve-se considerar que os altos índices pluviométricos
observados, especialmente nos meses de agosto, setembro e outubro de 2009
(Figura 1), foram determinantes para a observação de alta incidência de doenças
foliares e da espiga, a despeito da aplicação de fungicidas, que resultaram em
rendimentos baixos, de maneira que a produtividade média observada no
59
experimento (1.88 Mg.ha
-1
) situa-se pouco abaixo da média para o estado do Paraná
em 2009, que foi de 1.92 Mg.ha
-1
(HUBNER, 2009). Segundo o autor, as perdas de
produtividade na lavoura de trigo paranaense, provocadas pelo excesso de chuvas
na fase final da cultura, chegaram a 29,8 % na média estadual e a 24,3 % na região
de Dois Vizinhos.
O peso do hectolitro variou entre 67,7 e 69,2 kg.hL
–1
entre os níveis de
compactação, e de 67,9 e 69,2 kg.hL
–1
entre os sistemas de manejo (Tabela 9), não
havendo variância significativa entre os tratamentos. Estes valores de PH estão
abaixo da classificação recomendada. Segundo Guarienti et al., (2000), a diminuição
do peso hectolitro pode ser atribuída às mudanças sucessivas de umidade dos
grãos, ciclos de secagem e umedecimento, além de prejuízos sobre o enchimento
de grãos, resultante da redução de acúmulo de matéria seca, o que contribui para
explicar os resultados deste trabalho.
A ocorrência de correlações negativas entre elevada umidade relativa
do ar e excesso hídrico do solo sobre o peso de mil grãos, peso hectolitro e
rendimento de grãos durante os períodos que antecedem a colheita, foi observada e
é melhor explicada por Guarienti et al., (2005), sob condições de elevada umidade
relativa o processo transpiratório de uma planta túrgida é mínimo, não ocorrendo
fluxo de água na mesma, consequentemente de nutrientes. Tal condição, resulta em
redução dos produtos fotossintéticos como, carboidratos, lipídios, aminoácidos,
responsáveis pelo enchimento de grãos, de forma que, os grãos se tornam menores,
influenciando nas variáveis peso de mil grãos e peso hectolitro, determinantes do
rendimento de grãos.
60
5 CONCLUSÕES
1. A utilização de um cultivo de guandu anão e nabo forrageiro no
outono, antecedendo a cultura do trigo, como medida de remediação biológica da
compactação do solo, de maneira geral não produziu benefícios aparentes às
propriedades físicas do solo;
2. A utilização de uma escarificação, antecedendo a cultura de
verão, como medida de remediação mecânica da compactação do solo, de maneira
geral não resultou em benefícios às propriedades físicas do solo avaliadas durante o
cultivo de inverno;
3. Os sistemas de remediação da compactação, biológicos e
mecânico, influenciaram o número de grãos por espigueta do trigo, mas não
influenciaram os demais componentes do rendimento;
4. A produtividade do trigo não foi sensível às variações de
resistência à penetração, densidade e porosidade do solo características dos
diferentes níveis de compactação do solo ou daquelas resultantes do emprego de
sistemas de remediação biológica e mecânica.
61
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Alterações nas propriedades físicas do solo podem ser utilizadas para
indicar a presença de ambientes distintos do solo com relação à compactação. No
entanto, mesmo que estas alterações levem a observação de valores considerados
restritivos, não necessariamente serão observadas alterações dos componentes que
determinam o rendimento potencial em trigo, significando dizer que as alterações
nas propriedades físicas do solo são somente indicadoras da ocorrência de
compactação no solo estudado.
A existência de compactação pode não ser sinônima de baixos
rendimentos das plantas, porque, dependendo das condições climáticas, mesmo
que, indicadores da compactação estejam acima (densidade do solo e resistência a
penetração) ou abaixo (porosidade de aeração) do seu valor crítico, poderão haver
fluxos de água, ar, nutrientes e calor suficientes para atender as demandas das
plantas.
Melhorias do ambiente edáfico, obtidas mediante, o uso de plantas de
cobertura, cujas, características as qualificam como métodos de escarificação
biológica, como o guandu anão e o nabo forrageiro utilizados neste estudo, não
acontecem em um único ciclo de cultivo, uma vez que estas melhorias dependem
além do efeito direto do crescimento de raízes, de efeitos indiretos. Entre os efeitos
indiretos, destaca-se o efeito da atuação de organismos do solo, que ao atuar na
decomposição das raízes destas plantas, contribuem para a estabilização da
estrutura e, consequentemente, dos poros produzidos pelas raízes. Pode-se citar
ainda, um provável aumento da atividade biológica do solo, resultante da melhoria
das condições de fertilidade do solo, quer seja pela adição de nitrogênio pela fixação
biológica ou pela ciclagem de nutrientes de camadas subsuperficiais. Assim a
avaliação destas melhorias necessitam de um maior tempo de estudo e maior
número de cultivos para que seus efeitos sejam melhor esclarecidos.
A utilização da escarificação para reduzir a compactação do solo, no
presente estudo, mostrou que a realização de uma segunda operação cerca de
quatro meses após a primeira, resultou em melhoria de algumas propriedades
físicas do solo em diferentes profundidades, contudo de maneira pouco expressiva.
62
Isso evidencia que, após qualquer mobilização mecânica do solo, ocorre um
processo de reconsolidação, que pode rapidamente levá-lo a retornar às condições
anteriores à operação, especialmente quando o solo sofre tráfego de máquinas em
condições de umidade elevada.
63
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ÍNDICE DE APÊNDICES
APÊNDICE 01 – Umidade gravimétrica do solo (%) no momento da determinação da
Resistência à Penetração, nos diferentes níveis de compactação e
profundidades, UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010............................. 74
APÊNDICE 02 – Umidade gravimétrica do solo (%) no momento da determinação da
Resistência à Penetração, nos tratamentos correspondentes aos sistemas
de manejo de recuperação do solo e profundidades, UTFPR, Campus
Dois Vizinhos, 2010.................................................................................. 74
APÊNDICE 03 - Valores de F para as variáveis densidade do solo (Ds), porosidade
total (PT)\, macroporosidade (Pma), microporosidade (Pmi) e resistência à
penetração (RP) em função dos níveis de compactação iniciais e sistemas
de manejo de recuperação do solo em cinco diferentes profundidades.
UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010......................................................75
APÊNDICE 04 - Valor de F das variáveis Número de plantas por m
2
(NP), Número
de espigas por m
2
(NE), Massa das espigas (ME), Número de grãos por
espiga (NGE), Número de espiguetas por espiga (NEE), Grãos por
espigueta (GE), Rendimento de grãos e PH. ... .......................................76
75
APÊNDICES
76
APÊNDICE 01 – Umidade gravimétrica do solo (%) no dia da realização da
amostragem de solo para determinação das avaliações, nos diferentes
níveis de compactação e profundidades, UTFPR, Campus Dois Vizinhos,
2010.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
10 20 30 40 50
Umidade (%)
Profundidade (m)
PDE
PDC
PDA
APÊNDICE 02 – Umidade gravimétrica do solo (%) no dia da realização da
amostragem de solo para determinação das avaliações, nos tratamentos
correspondentes aos sistemas de manejo de recuperação do solo e
profundidades, UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
10 20 30 40 50
Umidade (%)
Profundidade (m)
Guandu
Nabo
Pousio
Escarificado
77
APÊNDICE 03 - Valores de F para as variáveis densidade do solo (Ds), porosidade
total (PT)\, macroporosidade (Pma), microporosidade (Pmi) e resistência à
penetração (RP) em função dos níveis de compactação iniciais e sistemas
de manejo de recuperação do solo em cinco diferentes profundidades.
UTFPR, Campus Dois Vizinhos, 2010.
Ds
PT
Pma Pmi RP Causas da
variação
Profundidade 0,0 – 0,05 m
Níveis de
compactação
11,2799
*
14,6712
*
8,4318
*
2,9868
ns
7,6752
*
Sistemas de
Manejo
3,0207
*
1,3604
ns
3,5961
*
3,4650
*
3,0880
*
Interação
NC*SM
0,6086
ns
0,3439
ns
1,5121
ns
1,9977
ns
1,1812
ns
Profundidade 0,05 – 0,10 m
Níveis de
compactação
13,3627
**
4,9227
ns
3,6238
ns
1,4203
ns
6,8408
ns
Sistemas de
Manejo
2,2882
ns
7,1530
**
1,6222
ns
0,6035
ns
4,7818
*
Interação
NC*SM
0,5167
ns
2,1336
ns
0,9715
ns
1,3550
ns
0,9795
ns
Profundidade 0,10 – 0,15 m
Níveis de
compactação
4,7152
ns
7,7949
*
3,5734
ns
1,1754
ns
12,2482
*
Sistemas de
Manejo
3,8786
*
0,8552
ns
2,4132
ns
2,2745
ns
6,4797
**
Interação
NC*SM
2,1054 3,4935
*
3,6454
*
0,9717
ns
0,8975
ns
Profundidade 0,15 – 0,20 m
Níveis de
compactação
1,2022
ns
2,6384
ns
8,8148
*
6,8646
*
7,8779
*
Sistemas de
Manejo
2,4336
ns
1,4407
ns
1,2230
ns
0,0635
ns
3,3399
*
Interação
NC*SM
3,6149
*
0,5862
ns
1,3067
ns
2,0157
ns
1,2383
ns
Profundidade 0,20 – 0,25 m
Níveis de
compactação
0,5048
ns
1,0278
ns
0,7557
ns
0,2321
ns
3,9606
ns
Sistemas de
Manejo
0,3553
ns
0,4229
ns
0,7299
ns
0,3320
ns
1,4012
ns
Interação
NC*SM
0,6081
ns
0,2955
ns
0,9240
ns
1,8373
ns
1,3399
ns
ns
não significativo p>0,05
*
significativo ao nível de 5% de probabilidade (0,01≤ p < 0,05)
**
significativo ao nível de 1% de probabilidade (p<0,01)
78
APÊNDICE 04 - Valor de F das variáveis Número de plantas por m
2
(NP), Número
de espigas por m
2
(NE), Massa das espigas (ME), Número de grãos por
espiga (NGE), Número de espiguetas por espiga (NEE), Grãos por
espigueta (GE), Rendimento de grãos e PH.
Causas da
variação
NP
NE
ME NGE NEE GE MMG REND PH
Níveis de
compactação
(A)
0,9251
ns
0,7709
ns
2,7374
ns
10,7308
*
8,3062
*
4,1445
ns
4,3459
ns
0,0970
ns
2,2845
ns
Sistemas de
Manejo (B)
0,1793
ns
0,3186
ns
1,7716
ns
1,6632
ns
0,9188
ns
9,0202
**
1,4784
ns
1,1003
ns
1,4210
ns
Interação
A*B
1,5169
ns
0,8901
ns
2,7372
*
1,0322
ns
1,9422
ns
4,5377**
1,5788
ns
3,5732
*
0,8368
ns
ns
não significativo p>0,05
*
significativo ao nível de 5% de probabilidade (0,01≤ p < 0,05)
**
significativo ao nível de 1% de probabilidade (p<0,01)
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