Movimento de água e resistência à penetração em um Latossolo Vermelho distrófico de cerrado, sob dif (página 2)

O estudo foi conduzido na Fazenda de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira, da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", situada na margem direita do Rio Paraná, no município de Selvíria, MS, localizada nas coordenadas 20º 22'S e 51º 22' W. O tipo climático, segundo Köppen, é Aw, caracterizado como tropical úmido com estação chuvosa no verão e seca no inverno, estando a umidade relativa dos meses mais chuvosos entre 60 e 80%. A vegetação original encontrada na área foi descrita como sendo do tipo cerrado e o solo da área em estudo foi previamente classificado como Latossolo Vermelho-Escuro álico, textura argilosa (Demattê, 1980). Por meio do levantamento detalhado efetuado por Demattê (1980), assim como se utilizando o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999), o solo utilizado no presente trabalho foi um Latossolo Vermelho distrófico típico argiloso, A moderado, hipodistrófico, álico, caulinítico, férrico, compactado, muito profundo e moderadamente ácido (LVd).Os tratamentos estudados foram: 1. cerrado (vegetação natural); 2. cultivo mínimo - escarificação e gradagem leve - (culturas anuais); 3. pastagem (Brachiaria decumbens); 4. preparo convencional - gradagem pesada (aradora) e gradagem leve (niveladora) - (culturas anuais); 5. plantio direto (culturas anuais); e 6. área com seringueira (Hevea brasiliensis Muell Arg.). As áreas com plantio direto e cultivo mínimo estão sendo utilizadas com esses sistemas de preparo há oito anos. O preparo convencional e a seringueira apresentam 16 anos de uso e a pastagem tem 20 anos de instalação. O tamanho de cada área de estudo foi de 1 ha, sendo que a condutividade hidráulica do solo saturado e a resistência do solo à penetração foram avaliadas em três profundidades (0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m).A área com vegetação natural onde predominam as formas arbustivas em solo profundo, pouco fértil, conhecida como cerrado, foi desmatada em 1978, sendo que em 1990 se implantou o sistema convencional, plantio direto e cultivo mínimo. Os sistemas de plantio direto e cultivo mínimo apresentam uma seqüência de culturas com leguminosas e gramíneas como feijão (Phaseolus vulgaris), milho (Zea mays L.), soja (Glycine Max (L) Merril) e aveia preta (Avena strigosa Schieb); o manejo de plantas invasoras tem sido efetuado com herbicidas. Efetuou-se a calagem antes da implantação dos sistemas plantio direto, cultivo mínimo e preparo convencional, com o objetivo de elevar a saturação por bases a 60%. As culturas de feijão, milho e soja, receberam uma adubação anual de 200 kg ha^-1 da fórmula 4-30-10. As áreas de pastagem (Brachiaria decumbens) e seringueira só receberam calagem e adubação na sua implantação.

Para cada área em estudo, realizaram-se as seguintes determinações: a) infiltração de água no solo - taxa constante de infiltração e a infiltração acumulada foram determinadas mediante o emprego de anéis concêntricos (Bertrand, 1965) em outubro e novembro de 1999. O modelo matemático empregado para descrever a infiltração acumulada foi a equação de Kostiakov (1932), dada por:

em que: Kfs (cm s^-1) é a condutividade hidráulica do solo saturado no campo, f_m (cm² s^-1) é o potencial matricial do fluxo, Q (cm^-3 cm^-3) é o fluxo constante, H (CM) é a carga hidráulica, C (cm cm) é um fator de geometria, e a (cm) é o raio do orifício onde as medições foram feitas. A solução das equações Q₁ e Q₂ gera valores de Kfs em cm h^-1; c) A resistência à penetração do solo foi avaliada no mês de outro de 1999, nas profundidades de 0-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40 m, utilizando-se um penetrômetro modelo Solotest 1.210.001.

O penetrômetro utilizado é composto de um anel dinamométrico com relógio comparador analógico, capacidade de 10 MPa e uma ponta cônica de 6,33 cm². O relógio comparador apresenta 0-10 mm de divisão e subdivisão de 0,01 mm. Na aferição do equipamento a constante média do anel foi de 3,25 MPa mm. Na avaliação de campo registra-se o número de divisões lidas no relógio comparador. A resistência à penetração é calculada de acordo com a curva característica do equipamento, através da equação:

em que: x é a carga aplicada (MPa), y é a leitura (número de divisões lidas no dinamômetro), a é -5,907 (para calibração do equipamento utilizado), e b é -3,186 (para a calibração do equipamento utilizado).

Os efeitos dos sistemas de uso do solo sobre a infiltração de água no solo, condutividade hidráulica do solo saturado e resistência do solo à penetração, nas diferentes profundidades estudadas, foram verificados a partir da análise de variância, seguindo-se um delineamento inteiramente casualizado, com dez repetições. A diferença entre as médias foi avaliada pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade.

Fez-se uma análise comparativa entre as possíveis alterações nas propriedades do solo sob cultivo, em relação ao solo em seu estado natural (cerrado).

Na Tabela 1, são apresentados os dados da taxa constante de infiltração para os diferentes manejos estudados. Observa-se que os maiores valores corresponderam à área de cerrado e ao cultivo mínimo, sendo que os mesmos não diferiram estatisticamente pelo teste de Tukey. Os sistemas plantio direto e convencional apresentaram valores intermediários e não diferiram estatisticamente, e o menor valor observado para este atributo correspondeu ao sistema da seringueira e pastagem, diferindo estatisticamente dos demais sistemas de manejo devido, provavelmente, ao processo de compactação, sendo que este fator tem sido citado por alguns pesquisadores (Raves & Cooper, 1960 e Gent Jr. et al., 1984). Todos eles concordam em atribuir as modificações na distribuição das partículas do solo que provocam diminuição no tamanho dos poros, especialmente daqueles de tamanho maior (macroporos) o que produz uma redução na área da seção transversal para o fluxo de água, juntamente com percursos mais tortuosos para o movimento de fluido afetando, assim, o processo de infiltração, de acordo com os manejos utilizados. Sarvasi (1994) estudando a dinâmica da água, erosão hídrica e produtividade das culturas em função do preparo do solo, observou que o cultivo mínimo apresentou resultados satisfatórios quanto a infiltração de água no solo.

Na Figura 1 tem-se as infiltrações acumuladas estimadas e observadas (mm) referentes aos sistemas de manejo estudados. A constatação de que a infiltração é maior na mata nativa que em solos cultivados foi observada nos trabalhos de (Leite & Medina, 1984; Corrêa, 1985; Cavenage et al., 1999; Centurion et al., 2001).A infiltração de água indica diferenças no comportamento hidrodinâmico do solo em função da alteração de sua estrutura. Considerando-se que a infiltração de água reflete as condições físicas do solo, como estrutura, porosidade e ausência de camadas compactadas, deduz-se que nos solos estudados elas sofreram modificações acentuadas em função do manejo. As maiores alterações foram encontradas no solo sob pastagem e seringueira, em função da elevada resistência do solo à penetração de água.

Os valores de condutividade hidráulica do solo saturado (Kfs) encontram-se na Tabela 2, na qual se observa que o sistema cerrado apresentou os maiores valores para o Kfs, em todas as profundidades estudadas, diferindo estatisticamente dos demais sistemas de manejo. Os sistemas cultivo mínimo e plantio direto mostraram valores intermediários, porém, não diferiram estatisticamente pelo teste de Tukey ao nível de 5 % de probabilidade, mas os sistemas seringueira, pastagem e convencional, indicaram os menores valores para a avaliação em questão, com destaque para o sistema da seringueira, que foi o menor dos três citados, nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m. Observa-se, também, nos sistemas de manejo com cerrado e cultivo mínimo, que a condutividade hidráulica do solo saturado diminui em profundidade, porém, nos sistemas com plantio direto, seringueira, pastagem e preparo convencional, não houve diferença entre as profundidades em relação à condutividade hidráulica.

Valores mais altos de condutividade hidráulica do solo saturado nos sistemas de plantio direto e cultivo mínimo podem ser explicados pela continuidade dos poros e pela maior atividade biológica da micro, meso e macrofauna, sendo que este fato é concordante com os resultados obtidos por Arzeno (1990); Sarvasi (1994) e Castro, (1995). Os mesmos autores, trabalhando com diferentes sistemas de preparo e com o permeâmetro de Guelph, verificaram que a condutividade hidráulica do solo saturado apresentou diferenciação no plantio direto e convencional próximo à superfície. Ressalta-se que no preparo convencional, devido à mobilização do solo, predomina a descontinuidade dos poros, enquanto no plantio direto ela apresenta um contínuo de poros que facilita a movimentação tridimensional da água; situação semelhante foi encontrada nos trabalhos em questão e o mesmo foi observado por Logsdon et al. (1990) e Khakural et al. (1992).Foram encontrados altos valores de coeficiente de variação para a condutividade hidráulica do solo saturado. Segundo Sarvasi (1994) pode-se atribuir o efeito local aos altos coeficientes de variação proporcionando, desta forma, variações notáveis no comportamento dos sistemas estudados. Arzeno (1990), Castro (1995) e Sarvasi (1994), avaliando a condutividade hidráulica do solo saturado em diferentes sistemas de manejo, também encontraram altos valores de coeficiente de variação. Os autores mencionam que o fato se deve especialmente à alta variabilidade espacial dos solos, típico das propriedades de movimentação tridimensional da água.Embora o revolvimento do solo possa aumentar a proporção de macroporos em relação ao plantio direto (Vieira & Muzilli, 1984; Castro et al., 1987), sua continuidade seria interrompida, reduzindo sua eficiência na transmissão de água (Wu et al., 1992), apesar de haver relatos de maior condutividade hidráulica saturada sob preparo convencional (Corrêa, 1985; Pelegrini et al., 1990; Pierce et al., 1992).Observa-se, na Tabela 2, que em todos os sistemas de manejo do solo houve tendência de formação de camada compactada em diferentes profundidades, medidas pelo penetrômetro de impacto. Os menores resultados obtidos nas profundidades 0-0,10 m e 0,10-0,20 m foram verificados nas áreas do cerrado e cultivo mínimo, não diferindo estatisticamente. Os sistemas de plantio direto, seringueira e convencional, apresentaram valores relativamente altos em todas as profundidades avaliadas, para a resistência à penetração, sendo que na área da seringueira e convencional, notaram-se valores altos nas profundidades de 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m.A caracterização dos efeitos relativos ao tipo de manejo da área experimental indica um pico de resistência à penetração na profundidade de 0,10-0,20 m, podendo esta compactação ser resultante do preparo do solo (convencional e seringueira) e para o sistema de pastagem, devido ao pisoteio excessivo promovido pelos animais durante o pastejo, sendo que estes resultados são concordantes com Peña et al. (1996) e Tormena & Roloff (1996).

A formação de camada compactada a diferentes profundidades, com uso e manejo do solo, é quantificada pelos valores maiores que 2,0 MPa, limite crítico sugerido por Tormena (1998) em um Latossolo Roxo, podendo influenciar o desenvolvimento das culturas. Assim, todos os sistemas de manejo estudados induziram à formação de camadas compactadas na profundidade de 0,20-0,40 m, em níveis que possivelmente afetam o desenvolvimento radicular das culturas.

1. As diferentes formas de uso e manejo do solo promoveram alterações no movimento da água no solo e na resistência do solo à penetração.2. O sistema de cultivo mínimo revelou-se como o sistema de manejo com melhores resultados, mostrando maiores valores de infiltração e condutividade hidráulica do solo saturado e menor resistência do solo à penetração, quando comparado com a vegetação natural, sendo que o sistema de plantio direto também apresentou valores similares ao sistema de vegetação natural.

3. Os sistemas de pastagem e seringueira apresentaram os menores valores de infiltração de água no solo, condutividade hidráulica do solo saturado e maior valor de resistência do solo à penetração, em relação à vegetação natural.