MANEJO DO SOLO A PARTIR DE CAMPO NATIVO: EFEITO SOBRE A FORMA E ESTABILIDADE DA ESTRUTURA AO FINAL DE CINCO ANOSRESUMO
Este trabalho foi desenvolvido de 1990 a 1995 na Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa (FUNDACEP FECOTRIGO), Cruz Alta (RS), em latossolo ver-melho-escuro, onde, em diferentes sistemas de manejo do solo, após cinco anos de cultivo a partir de campo nativo, avaliaram-se a forma e a estabilidade da estrutura do solo, medidas pela densidade, porosidade e distribuição do tamanho de agregados estáveis em água. O delineamento foi em blocos ao acaso com três repetições, e os sistemas de manejo do solo testados, os seguintes: (1) plantio direto sem incorporação do calcário; (2) plantio direto com incorporação do calcário; (3) plantio direto com escarificação a cada três anos; (4) plantio direto com escarificação no inverno; (5) escarificação no inverno e no verão; (6) rotação de implementos e (7) preparo convencional, além de um tratamento-testemunha, sem manejo do solo e da planta (campo nativo). Os sistemas de manejo com maior mobilização do solo apresentaram menores valores de densidade, maior porosidade total e macroporosidade e menor diâmetro médio geométrico. A distribuição do tamanho dos agregados estáveis em água no tratamento com plantio direto sem incorporação do calcário foi equivalente estatisticamente às condições originais do campo nativo. Com o aumento da intensidade de preparo do solo, houve diminuição da percentagem de agregados na classe de maior tamanho e conseqüente aumento nas classes de menor diâmetro.
Termos de indexação
manejo do solo; campo nativo; densidade; porosidade; estabilidade de agregados
SUMMARY
This study was carried out from 1990 to 1995 at the Experimental Agricultural Station, Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa (FUNDACEP FECOTRIGO), Cruz Alta, State of Rio Grande do Sul, Brazil, in a dark-red latosol. After a five-year cultivation period, starting under native grass field condition, the influence of different soil management systems on shape and stability of the soil structure was determined by measuring soil density, porosity and distribution of water-stable aggregates according to their size. A completely randomized block design with three replications was used. The soil management systems were 1) no-tillage without soil mobilization for liming, 2) no-tillage with soil mobilization for liming, 3) no-tillage with chiselling after each three-year period, 4) no-tillage with winter chiselling, 5) winter and summer chiselling, 6) implement rotation, and 7) conventional tillage. An additional treatment characterized by the original soil condition (native grass field) was used. Those soil management systems involving higher soil mobilization showed smaller density values, greater total porosity and macroporosity and smaller mean geometric diameter. The size distribution of water-stable aggregates in the treatment with no-tillage without lime application was statistically equivalent to the conditions of the original native grass field. As soil mobilization was intensified there was a reduction in the percentage of aggregates for classes with larger size and, as a result, an increase in the smaller diameter classes.
Index terms
soil management; native grass field; bulk density; porosity; aggregate stability
INTRODUÇÃO
No planalto médio do Rio Grande do Sul, uma parcela significativa de área encontra-se em campo nativo, que, gradativamente, vem sendo substituída por culturas anuais. A utilização dessas áreas com cultivo sucessivo de trigo e soja, associado a práticas inadequadas de manejo, provocou a degradação dos solos. Carpenedo & Mielniczuk (1990), estudando a estabilidade estrutural dos agregados em condicões de mato e campo nativo, verificaram que houve diminuição da agregação quando foram submetidas à lavração e à gradagem para o cultivo de trigo e soja.
Quando o solo passa de uma condição natural, mato ou campo nativo, para o cultivo anual, ocorrem modificações nas características físicas, sendo estas mais afetadas quanto maior a intensidade de preparo do solo. As principais alterações são evidenciadas pela diminuição de macroporos, tamanho dos agregados, taxa de infiltração de água e aumento da densidade do solo (Souza & Cogo, 1978; Dalla Rosa, 1981; Machado et al., 1981; Reinert et al., 1984).
A utilização de sistema de manejo com menor revolvimento do soló e que proporciona acúmulo de resíduos das culturas na superficie, em áreas anteriormente degradadas pelo preparo inadequado do solo, está possibilitando a recuperação das características físicas. Trabalhos com o emprego de sistema de plantio direto têm demonstrado diminuição da erosão e aumento da taxa de infiltração de água, do diâmetro dos agregados, da atividade microbiana e da produtividade das culturas (Campos et al., 1995; Ruedell, 1995).
Com relação ao uso de diferentes sistemas de manejo para exploração de campo nativo, Salton et al. (1995) verificaram que o cultivo de soja em sistema de plantio direto proporcionou maior infiltração de água em relação ao preparo convencional, em áreas com pastagem de braquiária formada havia três anos, porém existem poucas informações com relação a sistemas que propiciam a manutenção das condições físicas do solo por um longo período de cultivo sem afetar o rendimento das culturas.
O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes sistemas de manejo de um latossolo vermelho-escuro, inicialmente sob campo nativo, sobre a forma e a estabilidade da estrutura do solo, medidas pela densidade, porosidade e distribuição do tamanho de agregados estáveis em água.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado de 1990 a 1995, na Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa FUNDACEP (FUNDACEP FECOTRIGO), Cruz Alta (RS), em latossolo vermelho-escuro distrófico textura argilosa, substrato basalto e relevo ondulado (Brasil, 1973). Alguns parâmetros físicos, determinados para caracterizar a área experimental, encontram-se no quadro 1.
O delineamento foi em blocos ao acaso com três repetições. Como tratamentos, utilizaram-se sete sistemas de manejo do solo implantados em solo sob campo nativo: (1) plantio direto sem incorporação do calcário (PDSI); (2) plantio direto com incorporação do calcário (PDCI); (3) plantio direto com escarificação a cada três anos (PDCE); (4) plantio direto com escarificação no inverno (PDEI); (5) escarificação no inverno e no verão (EIV); (6) rotação de implementos (RI) e (7) preparo convencional (PC), além de um tratamento - testemunha, sem manejo do solo e da planta (campo nativo - CN).
Na instalação do experimento, incorporou-se calcário ao solo com arado de discos em todos os tratamentos, à exceção do PDSI, que foi aplicado na superfície, e do CN , no qual não foi aplicado calcário. Nos tratamentos com escarificação, a partir do inverno de 1994, adotou-se um escarificador com disco de corte e rolo destorroador (Laser-STARA). Nos tratamentos PC e RI, usaram-se os implementos de preparo do solo (Quadro 2). A partir da instalação do experimento, utilizou-se um sistema de rotação de culturas igual em todos os tratamentos, com exceção do campo nativo (Quadro 3).
Em maio de 1995, após a colheita da soja, as amostras de solo foram coletadas em três pontos distintos, dentro de cada parcela, nas profundidades de 0−7,7−14 e 14−21 cm para a densidade e porosidade e na profundidade de 0−5 cm para a estabilidade de agregados. As amostras de densidade foram extraídas com anéis volumétricos de 8,5 cm de diâmetro e 3,0 cm de altura. Para a microporosidade, coletaram-se amostras indeformadas de solo, as quais, no laboratório, foram saturadas com água, sendo considerada microporosidade o conteúdo volumétrico de água equilibrada na mesa de tensão a 60 cm de coluna de água. A porosidade total foi calculada pela fórmula:
onde: PT: porosidade total, em dm3 dm−3; Ds: densidade do solo, em kg dm−3; Dp: densidade de partícula, kg dm−3. A macroporosidade foi calculada por diferença entre a porosidade total e a microporosidade.
A estabilidade de agregados foi medida pelo método descrito por Kemper & Chepil (1965), no qual os agregados foram obtidos mediante manipulação com as mãos, aplicando força de tração, sendo usados para peneiramento em água os agregados que passaram na peneira de 9,52 mm e retidos na de 4,76 mm. Após secagem ao ar, colocaram-se os agregados em contado com água sobre a peneira de 4,76 mm por dez minutos. Para peneiramento dos agregados em água, utiliza-ram-se as peneiras com diâmetros de malha 4,76,2,0, 1,0,0,5 e 0,25 mm, separando os agregados nas seguintes classes: C1 (9,52−4,76 mm), C2 (4,76−2,0 mm), C3 (2,0−1,0 mm), C4 (1,0−0,5 mm), C5 (0,5−0,25 mm) e C6(<0,25 mm). Para calcular o diâmetro médio geométrico (DMG), adotou-se a seguinte fórmula:
onde: mAGRi: massa de agregados da classe i;Ln(Cl): logaritmo neperiano do valor médio da classe de agregados i; ∑AGRi: massa total de agregados.
A análise estatística dos dados constou da análise da variância, sendo as médias de tratamentos comparadas pelo teste de Duncan ao nível de 5%.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Densidade e porosidade do solo
A densidade do solo, nas profundidades de 0-7 e 7−14 cm, foi significativamente maior nos tratamentos com menor mobilização do solo, ou seja, naqueles com plantio direto sem incorporação do calcário, plantio direto com incorporação do calcário e plantio direto com escarificação a cada três anos, não diferindo do campo nativo (Quadro 4). Os valores encontrados nesses tratamentos não significa, necessariamente, que houve aumento na densidade do solo com o plantio direto, o que houve foi redução dos valores nos tratamentos com maior mobilização do solo.
Densidade do solo, porosidade total, macro- e microporosidade após cinco anos de cultivo em diferentes sistemas de manejo a partir de campo nativo. Cruz Alta (RS), 1995
Com a mobilização do solo, há um aumento do volume de poros, principalmente dos macroporos, e conseqüente diminuição da densidade. O aumento da porosidade pode permanecer estável ou não, dependendo das condições da estabilidade estrutural do solo. Como este trabalho foi instalado em campo nativo onde o solo apresenta boa estruturação, a avaliação foi efetuada após cinco anos; possivelmente, não tenha havido condições para afetar negativamente a densidade nos tratamentos com mobilização do solo (Quadro 4). Resultados semelhantes foram obtidos por Salton et al. (1995), nos quais as operações de preparo do solo para implantação de soja em área de pastagem com braquiária formada havia três anos, diminuiu a densidade do solo, aumentou o volume de macroporos, e, em conseqüência, o volume total de poros do solo quando comparado ao plantio direto.
Em áreas com mobilização do solo, associada à sucessão trigo e soja, poderá provocar desestruturação do solo, com aumento da densidade subsuperficial e diminuição do volume total de poros. Nessas condições, a implantação do sistema de plantio direto pode aumentar a densidade na camada superficial, nos primeiros anos de sua implantação, como mostram os trabalhos de Baeumer & Bakermans (1973), Vieira et al. (1978), Douglas et al. (1980), Fernandes et al. (1983) e Vieira & Muzilli (1984). Deve-se salientar que maior valor de densidade na camada superficial pode não ser prejudicial para a produtividade das culturas (Voorhees et al., 1989). Resultados nesse sentido foram obtidos na mesma área experimental, onde os tratamentos com maior densidade (PDSI, PDCI e PDCE) apresentaram rendimento acumulado de milho (92/93 e 95/96), trigo (93) e soja (94/95), equivalente aos tratamentos com menor densidade (PDEI e EIV), à exceção dos tratamentos RI e PC, que apresentaram os menores rendimentos (Fiorin et al., 1996). Segundo Reinert et al. (1984), os solos manejados em sistema de plantio direto adquirem condições físicas diferentes de outros sistemas de manejo.
Por outo lado, o uso do sistema de plantio direto, por vários anos, pode diminuir a densidade, devido ao acúmulo de resíduos culturais na superfície, onde vai favorecer a reestruturação do solo. Bonfante (1983), após três e seis anos de plantio direto em latossolo vermelho-escuro, encontrou menor densidade, maior porosidade total e macroporosidade em relação ao preparo convencional e ao preparo mínimo. Segundo Voorhees & Lindstrom (1984), são necessários três a quatro anos, sob condições de plantio direto, para desenvolver porosidade mais favorável na camada de 0−15 cm, comparado a solos arados e discados continuamente.
Albuquerque et al. (1995), trabalhando em latossolo vermelho-escuro, não encontraram diferença significativa na densidade, porosidade total, macro- e microporosidade, após sete anos de plantio direto comparado ao preparo convencional. Segundo os autores, a equalização das condições físicas ligadas às relações massa-volume do solo pode estar relacionada ao nãocontrole de tráfego durante o experimento.
A porosidade total e a macroporosidade, nas profundidades de 0−7 e 7−14 cm, foram menores nos tratamentos com menor mobilização do solo, não diferindo do campo nativo. A microporosidade na profundidade de 7−14 cm, porém, foi maior nos tratamentos com menor mobilização, sendo que na de 0−7 cm, diferiu somente do campo nativo (Quadro 4). Esse resultado reforça a idéia de que, nas condições de instalação do experimento (campo nativo), os menores valores de densidade do solo e maiores de porosidade total e macroporosidade estão relacionados ao aumento de volume de poros pela mobilização do solo e, não, à diminuição do volume de poros nos tratamentos com plantio direto.
Distribuição das classes de agregados estáveis em água e diâmetro médio geométrico
O sistema de plantio direto sem incorporação do calcário apresentou percentagem de agregados na classe de maior diâmetro (9,52−4,76 mm), estatisticamente equivalente ao campo nativo (Quadro 5). Apesar de não haver diferença significativa entre ambos, há uma tendência de apresentar menor concentração desses agregados no tratamento com plantio direto sem incorporação do calcário. Isso pode explicar a maior percentagem de agregados na classe de 4,76-2,0 mm, em vista da diminuição da estabilidade estrutural devida à morte e à decomposição do sistema radicular das gramíneas pela dessecação e pela quebra dos agregados maiores (9,52−4,76 mm) na linha de plantio pelos sulcadores da semeadora, em relação ao tratamento campo nativo, onde não houve este efeito. Apesar de haver quebra, não foi suficiente para provocar fracionamento em agregados menores que 2,0 mm, pois não há diferença significativa entre esses tratamentos nas classes de menores diâmetros.
Distribuição do tamanho de agregados estáveis em água após cinco anos de cultivo em diferentes sistemas de manejo do solo a partir de campo nativo. Cruz Alta (RS), 1995
A utilização de uma aração para incorporação do calcário em campo nativo provocou uma diminuição dos agregados na classe de maior diâmentro (9,524,76 mm) e conseqüente aumento nas de menor diâmetro, em relação ao campo nativo. Nos demais tratamentos, o aumento na percentagem de agregados nas classes de menor diâmetro foi maior com-o aumento da intensidade de preparo do solo.
Os sistemas de preparo do solo com a utilização de escarificador não apresentaram diferença em relação à intensidade de uso em todas as classes de agregados, porém, os tratamentos com rotação de implementos e preparo convencional apresentaram maior concentração de agregados na classe de menor diâmetro (<0,25 mm).
Com relação ao diâmetro médio geométrico, o tratamento com plantio direto sem incorporação do calcário também não diferiu do campo nativo, sugerindo que o cultivo sem mobilização do solo em campo nativo possibilitou a manutenção das condições originais do solo. Isso pode ser observado quando se verifica que, nos tratamentos com mobilização do solo, houve diminuição do diâmetro médio dos agregados com o aumento da intensidade de preparo do solo (Figura 1).
Diâmetro médio geométrico de agregados, após cinco anos de cultivo, em diferentes sistemas de manejo do solo a partir de campo nativo. Cruz Alta (RS), 1995
Em sistemas de manejo onde há utilização de implementos de preparo do solo, ocorre o fracionamento dos agregados em unidades menores, modificando significativamente as características originais, sendo estas mais afetadas quanto maior a intensidade de preparo do solo. Trabalhos mostram que o uso intensivo tem acelerado o processo de degradação dos solos, com elevadas perdas por erosão e aumento da densidade, redução do teor de matéria orgânica, do tamanho de agregados, da macroporosidade, de infiltração de água e do desenvolvimento das plantas (Pöttker, 1977; Machado & Brum, 1978; Cintra, 1980; Silva, 1980; D'Agostini, 1981 e Dalla Rosa, 1981).
O sistema de plantio direto tem-se mostrado promissor com relação à recuperação das características físicas do solo. Após quatro anos de plantio direto, Reinert et al. (1984), trabalhando em podzólico ver-melho-amarelo distrófico, encontraram um aumento de 2,2 vezes no diâmetro médio geométrico dos agregados em relação ao plantio convencional. Aumento significativo também foi encontrado, em latossolo vermelho-escuro, por Vieira & Muzilli (1984) e Campos et al. (1995), com valores de 1,42 (diâmetro médio ponderado) e 1,95 (diâmetro médio geométrico) vez maior, após quatro e sete anos de plantio direto, respectivamente, em relação ao preparo convencional.
É importante salientar que a recuperação da estabilidade estrutural de áreas degradadas pelo uso do sistema de plantio direto ou a manutenção das características originais do solo com o cultivo de campo nativo, sem mobilização do solo, deve-se assóciar a um sistema adequado de rotação de culturas que proporcione continuamente uma cobertura na superfície, por resíduos culturais e/ou por plantas em fase vegetativa.
CONCLUSÕES
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Com o aumento da intensidade de preparo do solo, houve diminuição da densidade, aumento da porosidade total e macroporosidade na camada superficial.
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O diâmetro médio geométrico no tratamento com plantio direto sem incorporação do calcário, após cinco anos de cultivo, foi equivalente estatisticamente ao campo nativo, diminuindo com o aumento da intensidade de preparo do solo, com valores de 2,96 vezes menores com o uso de preparo convencional comparado ao campo nativo.
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A utilização de escarificação, mesmo a cada três anos, diminui o diâmetro médio geométrico dos agregados, comparado ao campo nativo e ao plantio direto sem e com incorporação do calcário.
LITERATURA CITADA
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