Propriedades físicas e teor de matéria orgânica em um Latossolo Vermelho de cerrado sob diferentes u (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 à margem direita do rio Paraná, no município de Selvíria, Estado do Mato Grosso do Sul, localizada geograficamente nas coordenadas 20o 22’ S e 51o 22’ W. O tipo climático, segundo a metodologia de 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). Através do levantamento detalhado efetuado por Demattê (1980), e utilizando-se 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, moderadamente ácido (LVd).

As áreas de estudo foram as seguintes: 1. cerrado (vegetação nativa); 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. semeadura direta (culturas anuais); e 6. área com seringueira (Hevea brasiliensis Muell Arg.). As áreas com semeadura direta e cultivo mínimo estão sendo utilizadas com esses sistemas de preparo há 8 anos. O preparo convencional e a seringueira apresentam 16 anos de uso e a pastagem tem 20 anos de instalação. Em cada área de estudo as amostras foram coletadas ao acaso em três profundidades (0,00-0,10 m; 0,10-0,20 m e 0,20-0,40 m).

A área com vegetação nativa onde predominam as formas arbustivas em solo profundo, pouco fértil, conhecida como cerrado, foi desmatada em 1978, sendo que em 1990 implantou-se o sistema convencional, semeadura direta e cultivo mínimo. Os sistemas de semeadura direta 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.

No sistema de preparo convencional, as culturas utilizadas são o milho (Zea mays L.) e a soja (Glycine Max (L) Merril). Efetuou-se a calagem antes da implantação dos sistemas semeadura direta, cultivo mínimo e preparo convencional, com o objetivo de elevar a saturação por bases a 60%. As culturas de feijão, milho e soja receberam 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 nas suas implantações.

Para cada área em estudo de 100 x 100 m (1 ha), a amostragem de solo foi realizada em julho de 1999, objetivando as seguintes determinações: a) análise granulométrica foi realizada por meio do método da pipeta (Embrapa, 1997); b) macroporosidade, microporosidade e porosidade total - as amostras indeformadas foram coletadas em anéis volumétricos com capacidade de 10-4 m3, e o método empregado para a determinação desses atributos foi o da drenagem das amostras em "mesa de tensão", segundo Embrapa (1997); c) densidade do solo - com as mesmas amostras coletadas para caracterizar a porosidade, determinou-se a densidade do solo, usando o método da Embrapa (1997); d) umidade do solo - a umidade, a base de massa, foi determinada através do método da pesagem (Embrapa, 1997); e) resistência à penetração - efetuaram-se determinações com penetrômetro no mês de outubro de 1999, utilizando um penetrômetro modelo Solotest 1.210.001. A matéria orgânica foi determinada conforme o procedimento descrito por Raij e Quaggio (1983).

Os efeitos dos sistemas de uso do solo sobre suas propriedades físicas, nas diferentes profundidades estudadas, foram verificados a partir da análise de variância, segundo um delineamento inteiramente casualizado, com 10 repetições. A diferença entre as médias foi comparada pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Na Tabela 1 estão apresentados os dados referentes à densidade do solo, microporosidade, macroporosidade e porosidade total do solo, nas diferentes áreas e profundidades. Com relação à densidade do solo, observa-se, na camada de 0,00- 0,10 m, que o menor valor encontrado foi no cerrado, o qual não diferiu somente da área com cultivo mínimo. As áreas de semeadura direta e preparo convencional não diferiram estatisticamente entre si, e os maiores valores encontrados para este atributo foram referentes às áreas com pastagem e seringueira.

Na camada de 0,10-0,20 m, novamente observou-se que o cerrado e cultivo mínimo apresentaram os menores valores médios para a densidade do solo, diferindo estatisticamente dos demais sistemas, e a pastagem apresentou o maior valor para este atributo nessa profundidade. Na camada de 0,20-0,40 m verificou-se que a pastagem e o preparo convencional apresentaram os maiores valores para este atributo, diferindo estatisticamente dos demais sistemas. Os sistemas com cerrado, semeadura direta, cultivo mínimo e seringueira apresentaram os menores valores para densidade do solo e não diferiram estatisticamente entre si, provavelmente devido ao pequeno efeito das máquinas agrícolas nessa profundidade.

Foi observado um aumento da densidade do solo nos diversos manejos em relação ao cerrado nativo (Tabela 1). Comportamento semelhante foi verificado em trabalhos de Leite e Medina (1984), Côrrea (1985), Cavenage et al. (1999), Bertol et al. (2000) e Centurion et al. (2001).

A densidade do solo aumentou em todos os sistemas de manejo, com o aumento da profundidade de 0,00-0,10 m para 0,10-0,20 m, com exceção da área com seringueira. O resultado apresentado na área com cerrado é o comportamento natural esperado, devido principalmente à diminuição da matéria orgânica e ao peso das camadas subjacentes. Na área com preparo convencional e cultivo mínimo, a densidade foi menor na camada de 0,00-0,10 m em razão do efeito de preparo do solo, ou seja, com a mobilização superficial do solo aumenta-se a porosidade, diminuindo a densidade do solo.

Na profundidade de 0,00-0,10 m, a mobilização mecânica do solo advinda da escarificação (cultivo mínimo) e/ou do convencional tendeu a reduzir os valores da densidade do solo quando comparado com o cerrado, porém, com intensidades diferentes, sendo que estes resultados estão de acordo com Fernandes et al. (1983) e Stone e Silveira (2001). No sistema de semeadura direta, a tendência do aumento da densidade do solo em relação ao cerrado, nos primeiros anos do sistema, deve-se ao arranjamento natural que o solo tende a apresentar quando deixa de ser submetido à manipulação mecânica. Entretanto, com o passar dos anos, é de se esperar que a densidade do solo diminua, devido ao aumento da matéria orgânica na camada superficial, que favorece um melhor desenvolvimento da agregação do solo (Carpenedo e Mielniczuk, 1990; Dao, 1996).

Nas áreas de seringueira e pastagem, que receberam mobilização apenas no momento da instalação, ocorreu, portanto, uma acomodação da camada superficial, a qual, conjuntamente com o tráfego de máquinas para efetuar as atividades de manutenção da seringueira, levou ao aumento da densidade do solo. Especificamente na área com pastagem, associa-se aos valores mais altos da densidade do solo, quando comparados aos demais tratamentos, além da degradação da estrutura pelo pisoteio dos animais, a própria textura do solo dessa área (Tabela 2). Apesar de se tratar da mesma classe taxonômica, o solo na área com pastagem apresentou maior quantidade de areia (Tabela 2); resultado semelhante quanto ao pisoteio animal também foi encontrado por Centurion et al. (2001) em um Latossolo Vermelho. Verifica-se através da Tabela 1, que o sistema de cerrado apresentou a maior proporção de macroporos nas 3 profundidades estudadas, sendo que na profundidade de 0,00-0,10 m não diferiu estatisticamente do sistema de cultivo mínimo; na profundidade de 0,10-0,20 m e 0,20- 0,40 m diferiu de todos os tratamentos. Nota-se que os sistemas de seringueira, pastagem, convencional e semeadura direta não diferiram estatisticamente entre si na camada de 0,10-0,20 m e apresentaram baixos valores para este atributo. Observa-se que os valores médios de macroporosidade para os sistemas de cerrado, cultivo mínimo, semeadura direta, pastagem e convencional diminuíram em profundidade, e para o sistema de seringueira houve um aumento em profundidade.

O sistema de cultivo mínimo foi o que mais se aproximou das condições físicas naturais, não diferindo estatisticamente da área de cerrado.

Segundo Lamarca (1992), o cultivo mecanizado do solo favorece a formação de macroporos, e, com isso, o desenvolvimento radicular e vegetativo das plantas são favorecidos. Tal condição ocorre somente nos primeiros meses que se sucedem ao preparo, pois a compactação e, por conseqüência, a redução da porosidade de solos submetidos ao cultivo mecanizado, iniciam-se ao mesmo momento em que é finalizada a semeadura (Cassel, 1985).

Nas áreas com cerrado, semeadura direta, cultivo mínimo, pastagem e preparo convencional, quando comparou-se a macroporosidade em profundidade dentro de cada área, esta apresentou-se menor na camada superficial (0,00-0,10 m), pelo fato da densidade ter sido maior. Nota-se a íntima relação do volume de macroporos com a densidade do solo, o que também foi verificado Da Ros et al. (1997).

Observa-se, na Tabela 1, que os resultados da microporosidade nos sistemas de manejo convencional, semeadura direta, cultivo mínimo e seringueira não diferiram estatisticamente entre si na camada de 0,00-0,10 m. Na camada de 0,10-0,20 m e 0,20-0,40 m, os sistemas de semeadura direta, cultivo mínimo e convencional não diferiram estatisticamente entre si e foram os sistemas de manejo que apresentaram os maiores valores para este atributo do solo. Verifica-se que a microporosidade do solo foi maior nas profundidades de 0,10-0,20 m e 0,20-0,40 m. Para as áreas com cerrado, semeadura direta e cultivo mínimo, houve um aumento da microporosidade em profundidade; já para as áreas com seringueira, pastagem e preparo convencional não houve diferença entre as profundidades estudadas.

Por se tratar de um solo argiloso, e o fato deste estar alterado estruturalmente afetará principalmente a macroporosidade, devido ao aumento da massa de partículas de solo por unidade de volume, diminuindo, portanto, os espaços ocupados pelos poros maiores e aumentando a microporosidade.

Fernandes et al. (1983) mencionam que o aumento relativo da quantidade dos microporos pode ser de grande importância em determinados solos, para a retenção de água e para aeração. Alves (1992) e Veiga et al. (1994) observaram que, em camadas compactadas, há um aumento da densidade do solo que resulta no aumento da quantidade de sólidos em relação ao volume de poros. Nessa camada predominarão os microporos, nos quais os movimentos de água e ar são difíceis, diminuindo, dessa forma, a drenagem interna do solo, que é comandada pela estrutura.

Na Tabela 1, observa-se que os sistemas de manejo cerrado e cultivo mínimo apresentaram os maiores valores médios para a porosidade total, não diferindo estatisticamente entre si; porém, diferiram dos demais sistemas na profundidade de 0,00-0,10 m. Na camada de 0,10-0,20 m, o maior valor para este atributo foi encontrado nos sistemas de cerrado e cultivo mínimo, diferindo dos demais, sendo que os sistemas de semeadura direta, seringueira e convencional apresentaram valores intermediários e não diferiram estatisticamente entre si. Os sistemas de semeadura direta, cultivo mínimo, cerrado e seringueira e convencional não diferiram entre si na profundidade de 0,20-0,40 m e a pastagem apresentou o menor valor para este atributo em todas as profundidades de estudo. De modo geral, observou-se uma diminuição da porosidade total com o aumento da profundidade do solo, com exceção dos sistemas com cultivo mínimo e seringueira. Os valores de porosidade total estiveram inversamente associados aos de densidade do solo, ou seja, quanto menor a densidade do solo maior a porosidade total, o que está de acordo com os resultados obtidos neste trabalho.

A diminuição da porosidade total e o aumento da relação microporosidade / macroporosidade, resultante da degradação dos agregados, e que caracterizam o surgimento de camadas compactadas, como ocorreu nas áreas de semeadura direta e pastagem, refletem no aumento da densidade do solo. Por outro lado, independentemente das considerações estatísticas, pode-se verificar que a prática de cultivo promoveu modificações nas propriedades físicas do solo, ou seja, favoreceu o aumento da densidade do solo e da microporosidade e redução da macroporosidade, com conseqüente redução da porosidade total do solo em estudo em relação à área de cerrado, isto também foi observado por (Canalli e Roloff, 1997).

Pode-se observar, na Tabela 3, que os sistemas cerrado, semeadura direta e cultivo mínimo apresentaram os maiores valores médios de matéria orgânica e que o sistema de preparo convencional apresentou valor intermediário e os sistemas seringueira e pastagem tiveram os menores valores, nas três profundidades estudadas. Nesses dois sistemas houve redução substancial nos teores de matéria orgânica em relação aos demais, provavelmente pelo uso de manejo inadequado.

Conforme esperado, constata-se uma diminuição dos teores de matéria orgânica em profundidade.

Essa redução é mais acentuada da camada superficial para as subseqüentes, estando relacionada à maior deposição superficial de resíduos vegetais e animais, o que também foi constatado por Centurion et al.

(1985), Brady (1989) e Havlin et al. (1990), bem como pela natureza superficial das raízes da maioria dos vegetais (Sanchez, 1981), resultando em um teor mais elevado de matéria orgânica na superfície.

A diminuição do teor de matéria orgânica nos cultivos contínuos pode ser atribuída à decomposição da matéria orgânica humificada em virtude do baixo retorno dos resíduos vegetais ao solo (Juo e Lal, 1979). Esse declínio ficou bem caracterizado nos sistemas de preparo convencional, seringueira e pastagem, nos quais se observou uma queda considerável de matéria orgânica na camada inferior 0,10-0,20 m.

Observa-se, na Tabela 4, os valores médios de resistência à penetração, obtidos em função dos diferentes sistemas de manejos. Os menores resultados obtidos nas profundidades 0,00-0,10 m e 0,10-0,20 m foram verificados nas áreas do cerrado e cultivo mínimo, não diferindo estatisticamente entre si. Os sistemas de semeadura direta, seringueira e convencional apresentaram valores relativamente altos em todas as profundidades avaliadas para o atributo em questão, sendo que na área da seringueira e convencional observaram-se valores altos nas profundidades de 0,10-0,20 m e 0,20-0,40 m. Segundo Tormena e Roloff (1996), a resistência à penetração de 2,5 MPa em solos argilosos é considerada impeditiva para o crescimento de raízes no solo.

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 essa compactação ser resultante do preparo do solo no sistema convencional, uso do solo no sistema de seringueira e no sistema de pastagem, devido ao pisoteio excessivo promovido pelos animais durante o pastejo.

Estes resultados são concordantes com (Peña et al., 1996; Tormena e Roloff, 1996). Nota-se que a umidade do solo (Tabela 4) não interferiu nos resultados da resistência à penetração, pois não há uma grande variação quanto ao teor de água no solo para os diferentes sistemas de manejo. Entretanto, o cerrado foi o que apresentou o maior valor para esta variável, diferindo estatisticamente dos demais sistemas de manejos.

Embora o sistema de semeadura direta tenha apresentado maior densidade do solo e menor porosidade total em relação aos demais sistemas e, por conseqüência, um dos maiores valores de resistência à penetração, tal condição, de acordo com Cannell e Finney (1973) e Fernandes et al. (1983), tem ocorrência apenas nos primeiros anos, deixando de existir com o passar do tempo, pois a deposição freqüente de resíduos orgânicos na camada superficial do solo promove aumento da atividade biológica e, conseqüentemente, tal atividade se encarrega de melhorar as condições físicas do solo.

De maneira geral, os resultados indicam que os efeitos do tráfego se concentram nos primeiros 0,20 m de profundidade, como é demonstrado por outros autores (Castro, 1995; Narváez, 1999).

As formas de uso e de manejo empregadas induziram, em ordem crescente - semeadura direta - preparo convencional - seringueira e pastagem - à degradação dos atributos físicos do solo em relação à vegetação nativa. Essa degradação foi quantificada através de maiores valores de densidade do solo, resistência à penetração e microporosidade e menores valores de macroporosidade, porosidade total e teor de matéria orgânica; O sistema de cultivo mínimo revelou-se como o sistema de manejo com melhores resultados, quando comparado ao sistema de vegetação nativa, mostrando valores mais baixos de resistência à penetração e densidade do solo e maior porosidade, bastante semelhantes às condições naturais; Os sistemas de pastagem e seringueira apresentaram reduções da porosidade e teor de matéria orgânica e aumento da densidade do solo e resistência à penetração, quando comparados ao sistema de vegetação nativa. Foram, portanto, os sistemas menos eficientes em garantir qualidade ao solo. Os sistemas de semeadura direta e de cultivo mínimo apresentaram melhores condições de qualidade ao solo, pois o teor de matéria orgânica manteve-se em níveis similares ao do sistema nativo.

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*Autor para correspondência