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RELATÓRIO TÉCNICO PARCIAL DE PROJETO
Projeto Agrisus No: 1236/13
Período Relacionado: 01 de janeiro de 2015 a 30 de junho de 2015.
Título da Pesquisa: Estratégias para mitigação da compactação do solo no sistema plantio direto
Interessado (Coordenador do Projeto): Moacir Tuzzin de Moraes
Participantes: Henrique Debiasi; Renato Levien; Julio Cezar Franchini e Michael Mazurana.
Instituição:
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Endereço: Av. Bento Gonçalves, 7712, Prédio 41506
Telefone: (55) 9934-7732
Email: [email protected]
Local da Pesquisa: Londrina/PR e Eldorado do Sul/RS
Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ 44.000,00
Vigência do Projeto: 05.10.13 a 30.12.15
RESUMO DO RELATÓRIO: Só para relatórios FINAIS. 10 linhas com os objetivos da pequisa
seguidos das conclusões a que chegou, com ênfase na sustentabilidade dos sistemas, plantio
direto se houver e melhoria da fertilidade da terra.
TERCEIRO RELATÓRIO PARCIAL:
1. INTRODUÇÃO:
O sistema plantio direto (SPD) tem sido reconhecido como o sistema de manejo do solo mais
importante para a sustentabilidade dos agroecossistemas brasileiros. A expansão da área agrícola
manejada sob SPD, hoje estimada em cerca de 32 milhões de hectares, só foi possível em função do
desenvolvimento continuado de soluções tecnológicas para superar os problemas e as dificuldades
relacionadas ao manejo desse sistema, bem como para aperfeiçoá-lo e adaptá-lo às diferentes
regiões do país. No entanto, apesar dos quase 40 anos de pesquisas e observações acumuladas por
produtores, técnicos e pesquisadores, alguns problemas ainda persistem e, merecem ser mais bem
estudados. Dentre eles, destaca-se a existência, em quase todas as áreas sob SPD, de uma camada de
maior grau de compactação, geralmente posicionada a 0,1-0,2 m de profundidade (Debiasi et al.,
2010; Franchini et al., 2011).
Dentre as principais classes de solos de ocorrência no Brasil, destacam-se os Latossolos e
Argissolos, que representam 58% dos solos brasileiros, sendo que estes são os principais solos
utilizados para cultivo de sequeiro no Brasil. Considerando que estes solos apresentam potenciais
para ocorrência dos processos de compactação do solo, requer que sejam determinados quais são os
limites críticos para o crescimento e desenvolvimento das culturas produtoras de grãos e também
para a recuperação física dos solos por espécies vegetais. Entretanto, até o momento não há clareza
de quais são os níveis críticos de compactação do solo, aos quais plantas toleram sem que ocorram
perdas produtivas. Isso favorece que em muitos casos, seja indicada a utilização de práticas
invasivas, principalmente a escarificação do solo no sistema plantio direto, interferindo na
estruturação do solo e na dinâmica da água e de nutrientes para as plantas, colocando em risco a
sustentabilidade do sistema plantio direto. Portanto, as práticas de manejo que mobilizam
intensamente o solo no sistema plantio direto, podem causar desestruturação do sistema, o qual
levará muito mais tempo para que chegar a um novo estado de equilíbrio. Considerando que no
Brasil existem aproximadamente 32 milhões de hectares em sistema plantio direto, sendo que isso
está sendo direcionado para uma nova etapa deste sistema, o qual necessita que sejam identificados
os limites críticos das principais propriedades emergentes, para que assim, seja possível preservar o
ambiente e produzir alimentos de forma sustentável.
A degradação da qualidade física do solo causada pelo processo de compactação podem
diminuir a produtividade das culturas, especialmente em anos secos e/ou com excesso de chuvas
(Torres & Saraiva, 1999), e com isso, podem colocar em risco a sustentabilidade do SPD. Isso
porque a degradação da qualidade física do solo reduz o desenvolvimento radicular e a
disponibilidade de água, oxigênio e nutrientes às plantas. Além disso, a compactação exerce efeitos
negativos sobre o ambiente, aumentando as perdas de água e nutriente, as emissões de gases
causadores do efeito estufa e a poluição dos recursos hídricos.
Uma das medidas preconizadas para melhorar a qualidade física de solos compactados é a
adoção de sistemas de rotação de culturas que contemplem plantas com elevado potencial de
produção de fitomassa e caracterizadas por um sistema radicular abundante, profundo e agressivo.
Entretanto, existem poucos trabalhos de pesquisa a respeito da eficiência e do tempo necessário
para que as culturas de cobertura reduzam o grau de compactação do solo a níveis não limitantes ao
crescimento das plantas. Assim, persistem dúvidas quanto à eficiência dessa prática, principalmente
no que se refere à produtividade e desempenho econômico das culturas durante o período de
recuperação do solo, que pode ser longo (Corsini & Ferraudo, 1999). Concomitantemente, existem
poucas informações a respeito do grau de compactação acima do qual a recuperação por métodos
biológicos torna-se técnica e economicamente inviável. Neste contexto, a utilização de hastes
sulcadoras para a deposição do adubo na semeadura pode reduzir os efeitos negativos da
compactação do solo sobre o desenvolvimento das culturas principalmente enquanto a recuperação
da qualidade física do solo por métodos biológicos está em andamento.
A falta de uma resposta consistente ao uso de métodos biológicos de recuperação de solos
compactados, em termos de melhoria da qualidade física do solo, tem colocado em risco a
sustentabilidade do SPD, e muitas vezes a escarificação tem sido indicada como alternativa ao
rompimento de camadas compactadas de solo no SPD (Klein & Camara, 2007). Embora a
escarificação seja capaz de romper camadas compactadas de solo de modo imediato, os seus efeitos
persistem, em geral, por um período efêmero, igual ou inferior a um ano (Veiga et al., 2007), uma
vez que essa operação não elimina a causa da compactação do solo, mas somente os sintomas
(Franchini et al., 2009). No entanto, é possível que a associação da escarificação com espécies
vegetais caracterizadas por uma elevada produção de fitomassa e por um sistema radicular
agressivo, abundante e profundo se constitua em uma prática eficiente para a descompactação do
solo em curto prazo.
Existem diversos indicadores do estado de compactação do solo, sendo a RP, a
macroporosidade e a densidade do solo (Ds) os mais utilizados. Atualmente, o grande desafio é
estabelecer, para esses indicadores, valores considerados críticos ou restritivos ao crescimento das
plantas. Entretanto, há pequena sensibilidade dos indicadores físicos tradicionalmente utilizados
(Ds, porosidade e RP) em detectar alterações no volume, geometria e continuidade dos bioporos
(Reichert et al., 2007). Assim, a utilização de indicadores quantitativos e semi-quantitativos da
estrutura do solo, tais como, a avaliação visual da qualidade do solo (VESS) (Guimarães et al.,
2011) e os parâmetros anatômicos do sistema radicular das culturas (Bergamim et al., 2010) podem
ser úteis na detecção de melhorias da qualidade física do solo pelo uso de plantas de cobertura.
Assim, o projeto tem por objetivos: 1) avaliar o potencial de diferentes espécies vegetais na
entressafra da soja, para a recuperação física de camadas com diferentes graus de compactação do
solo no curto prazo e; 2) Selecionar indicadores do estado de compactação do solo e determinar os
respectivos valores críticos ao desenvolvimento das plantas.
2. MATERIAIS & MÉTODOS
De janeiro a junho de 2015, Fizemos:
i) Condução da cultura da soja em Londrina e milho em Eldorado do Sul.
ii) Coleta de raízes de Soja em Londrina.
iii) Coleta de amostras indeformadas de solo para análises de atributos físicos em Londrina.
iv) Lavagem e escaneamento das raízes de soja em Londrina.
v) Coleta de massa da parte aérea da soja em Londrina.
vi) Colheita da cultura da soja em Londrina e de milho em Eldorado do Sul.
vii) Análise de atributos físicos do solo no Laboratório de Física do solo da Embrapa Soja
(em andamento).
viii) Análise de atributos físicos do experimento de Eldorado do Sul no Laboratório de Física
do Solo da UFRGS.
ix) Processamento das imagens de raízes de soja safra 2013/14 e 2014/15 e demais culturas
de inverno de 2014 de Londrina, além do processamento das raízes de soja de 2013/14 de
Eldorado do Sul, todas no programa Safira® (em andamento).
O projeto está sendo realizado em dois experimentos, implantados em dois locais. O
primeiro experimento está localizado na Fazenda Experimental da Embrapa Soja, em Londrina/PR,
e iniciou em 2013, sobre um Latossolo Vermelho Distroférrico com textura muito argilosa (75% de
argila). O segundo está sendo conduzido na Estação Experimental Agronômica da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), no município de Eldorado do Sul/RS, em Argissolo
Vermelho Distrófico com textura franco-argilo-arenosa (24% de argila). No período de junho de
2015 até maio de 2016, o doutorando Moacir está realizando um período de Doutorado Sanduiche
no Instituto James Hutton, na Escócia, Reino Unido, para aprimorar as análises dos resultados
coletados neste experimento.
Experimento 1 – Londrina/PR (Embrapa Soja)
O experimento está implantado em uma área da Fazenda Experimental da Embrapa Soja, no
município de Londrina/PR (23°11’ S e 51°11’ W, altitude de 600 m), situada em região que
apresenta clima tipo Cfa, subtropical úmido mesotérmico, segundo a classificação de Köppen, com
médias anuais de 20°C de temperatura e de 1340 mm de precipitação. O solo desta área é
classificado como Latossolo Vermelho Distroférrico.
O experimento consiste em um fatorial 4x4 (espécies vegetais x níveis de compactação) sob
o delineamento experimental de blocos ao acaso com três repetições e parcelas subdivididas. O
fator espécie vegetal, nas parcelas, é constituído por quatro espécies vegetais de outono-inverno: (i)
trigo; (ii) milho 2ª safra; (iii) Urochloa ruziziensis (Brachiária); e (iv) aveia preta. O fator nível de
compactação, alocado nas subparcelas, consistem de quatro estados de compactação (EC)
estabelecidos por diferentes intensidades de tráfego e mobilização do solo: Esc = sistema plantio
direto (SPD) com mobilização de solo por meio de um escarificador de 5 hastes espaçadas 35 cm
entre si, equipado com rolo destorroador e ponteiras com 8 cm, sendo a profundidade média de
escarificação equivalente a 25 cm; SPD = SPD sem compactação adicional e sem escarificação; C4
= SPD com compactação adicional por 4 passadas de um trator CBT 4 x 2 TDA, modelo 8060,
equipado com estrutura para pá/concha na dianteira, pneus dianteiros Goodyear 14.9-24 R1 e
traseiros Goodyear 18.4-34 R1, completo em lastros (metálicos e líquido nos pneus), com massa
total de 7,2 Mg; e C8 = SPD com compactação adicional por 8 passadas de uma colhedora SLC
6200 com o depósito de grãos vazio, equipada com plataforma de colheita de milho (4 linhas),
pneus dianteiros Pirelli 18.4-30 R1 e traseiros Pirelli 9.00-16, com massa total de 9,5 Mg. No
momento da realização dos tráfegos, o solo se encontrava na capacidade de campo (conteúdo de
água do solo na camada de 0-20 cm de 0,33 g g-1). A escarificação foi realizada quatro dias depois,
quando o solo se encontrava em sua consistência friável (conteúdo de água de 0,29 g g-1, na camada
de 0-20 cm). No inverno do primeiro ano (2013) foi implantada a cultura do trigo em todas as
parcelas (12 repetições). No verão (2013/14), foi implantada a cultura da soja em todos os
tratamentos. No inverno do segundo ano (2014) foi implantada as culturas que compõem o segundo
fator (trigo, milho, aveia preta e brachiária). No verão (2014/15) foi implantada a cultura da soja em
todos os tratamentos, sendo esta a cultura avaliada e atualizada neste relatório.
Experimento 2 – Eldorado do Sul/RS (Estação Experimental Agronômica da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul)
O experimento esta implantado em uma área da Estação Experimental Agronômica da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), no município de Eldorado do Sul/RS,
na região fisiográfica da Depressão Central. O solo é classificado como Argissolo Vermelho
Distrófico. A textura superficial deste solo é franco-argilo-arenosa. A área apresenta uma
declividade média de 0,03 m m-1. O clima da região é subtropical úmido (Cfa, pela classificação de
Koppen), com temperaturas médias mensais variando de 13,9ºC e 24,9ºC e precipitações médias
entre 96 mm e 168 mm, totalizando 1440 mm anuais.
O experimento consiste em um delineamento experimental de blocos ao acaso com três
repetições. Os tratamentos são constituídos por seis níveis de compactação: (Esc) Preparo reduzido
com escarificação do solo, sem tráfego; (SPD) SPD sem tráfego adicional; e SPD trafegado por
duas (C2); quatro (C4); oito (C8) e doze (C12) vezes com um trator Valtra, modelo BM125i, com
massa de 5,3 t, com pneus dianteiros 14.9-26R1 e traseiros 23.1-30R1, com pressão de insuflagem
de 219,78 e 153,18 kPa, respectivamente. A pressão de contato dos pneus dianteiros e traseiros com
o solo, determinada pelo método de O’Sullivan et al. (1999), foi de 183 e 155 kPa, respectivamente.
No verão de 2013/14 foi implantada a cultura da soja, e no inverno de 2014 foi cultivado a cultura
do trigo. No verão do segundo ano (2014/2015) foi implantada a cultura do milho.
Amostragem de solo para propriedades físicas
As amostragens de solo são realizadas nas entrelinhas de cultivo durante o ciclo vegetativo
das culturas (verão 2013/2014, inverno 2014 e verão 2014/15 {ainda estão sendo processadas}),
utilizando anéis metálicos (diâmetro e altura de 0,05 m) e serão realizadas após cada cultivo
(inverno de 2015). Amostras indeformadas de solo por parcela e camada (0,0-0,10; 0,10-0,20 e
0,20-0,30 m), foram coletadas para determinação da densidade do solo, porosidade total, macro e
microporosidade, resistência do solo à penetração e a curva de retenção de água do solo.
Amostragem de solo para propriedades químicas
As amostras de solo foram coletas após o cultivo da safra de verão 2013/14. Em cada
parcela, foram abertas trincheiras com pá de corte, onde foi coletado o solo nas camadas de 0,0-
0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 cm. Logo após a coleta, o solo foi seco em estufa de circulação forçada
de ar ±40ºC, peneirado em malha de 2 mm e armazenado para as análises.
Determinação das propriedades físicas do solo
No laboratório, as amostras são preparadas com a retirada do excesso de solo. Em seguida,
as mesmas são saturadas em recipientes por meio da manutenção de uma lâmina de água máxima de
dois terços da altura dos anéis metálicos por aproximadamente 72 horas, até a completa saturação
do solo. Após a saturação, passam para a determinação da resistência do solo à penetração e da
curva de retenção de água no solo (CRA).
Em cada experimento, as amostras são submetidas aos potenciais matriciais de -3 e -6 kPa
utilizando mesa de tensão (EMBRAPA, 1997). Posteriormente, grupos de amostras são submetidos
à tensões equivalentes a um dos seguintes potenciais matriciais: -10; -33; -100; -500 kPa por meio
de pressões aplicadas em câmaras de Richards com placas porosas. Após atingirem o equilíbrio em
cada potencial matricial (-6; -10; -33; -100 e -500 kPa), as amostras são pesadas e determinada a RP
utilizando um penetrógrafo estático de bancada. O penetrógrafo, modelo MA-933 da marca
Marconi, é constituído de uma haste metálica com um cone na sua extremidade com semi-ângulo de
30°, diâmetro de 4 mm e área da base de 0,1256 cm2, ligado a um medidor composto por uma
célula de carga com capacidade nominal de 20 kgf. A velocidade de penetração será de 20 mm min-
1. Logo após, as amostras são secas em estufa a ±105°C por 24h. O θ é quantificado pelo quociente
da massa de água retida na amostra em cada potencial matricial em relação ao volume do solo de
cada amostra. A Ds é obtida conforme metodologia descrita em Embrapa (1997). A resistência do
solo à penetração também é avaliada no campo, utilizando um penetrômetro estático digital.
Juntamente com esta análise, determina-se o conteúdo de água do solo.
A determinação do conteúdo de água retido nos potenciais de -1.000 e -1.500 kPa, é
empregado com auxílio de um psicrômetro modelo WP4-C, utilizando amostras deformadas
(KLEIN et al., 2006). Assim, o conteúdo gravimétrico de água do solo é multiplicado pelo valor
médio de Ds em cada repetição de campo dos tratamentos, resultando no θ no potencial de -1.000 e
-1.500 kPa. São determinados os conteúdos de água na capacidade de campo e no ponto de murcha
permanente, para realizar a determinação da capacidade de água disponível e da fração de água
disponível na camada de 0,0-0,30 m.
No campo, é determinada a infiltração tridimensional de água no solo e a condutividade
hidráulica do solo (permeabilidade do solo) utilizando um permeâmetro modelo IAC (Vieira, 1998).
O qual funciona baseado no princípio de Mariotte, fornecendo água sob carga constante a um
orifício feito no solo com dimensão de 5 cm. As determinações são realizadas na superfície e nas
profundidades de 0,10 e 0,20 m.
Determinação dos parâmetros radiculares
Em Londrina, foram coletadas raízes das plantas de trigo (inverno 2013) (Figura 1a) e soja
(safra 2013/14 e 2014/15) (Figura 1b). No inverno de 2014 foram coletadas raízes de Urochloa
ruziziensis (Figura 1c), milho (Figura 1d), trigo (Figura f) e aveia preta (Figura g). Além de raízes
de soja (safra 2013/14) (Figura 1e) e de trigo (inverno 2014) (Figura 1h) em Eldorado do Sul, todas
coletadas conforme metodologia de monólitos (BÖHM, 1979). As raízes foram lavadas e
armazenadas em álcool 70% (Figura 2) até realização do escaneamento para determinação do
volume, comprimento, área superficial, diâmetro e densidade radicular utilizando o software
Safira®. A massa verde e seca das raízes foram determinadas.
Figura 1. Coleta de monólitos para quantificação de raízes de trigo (a,f), soja (b), Urochloa
ruziziensis (c), milho (d) e aveia preta (g) em Londrina e, de soja (e) e trigo (h) em Eldorado do Sul.
a) b) c)
f) g) h)
d) e)
Figura 2. Raízes de aveia preta, na camada de 0-10 cm, em função de níveis de compactação em
Latossolo Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto;
C4: SPD com 4 tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa
total de 9,5 Mg.
Anatomia radicular
A anatomia das raízes das culturas de soja e milho, presentes nas camadas de 0,0-0,10 m,
está sendo determinada por meio de metodologia descrita em Bergamin et al. (2010). As raízes são
cortadas em fragmentos de 5 mm, fixados em formalina‑acetato‑álcool etílico a 50% (F.A.A. 50%)
e/ ou em Glutaraldeido (1% em tampão fosfato 0,1M, pH 7,2), e mantidas embebidas nesta solução
até o processo de desidratação em série alcoólica. A desidratação é realizada em série alcoólica, e os
fragmentos de raízes são embebidos em historesina. Após a preparação do material, são feitas
secções finas (0,5 µm) em micrótomo. As secções são transferidas para lâminas permanentes para
os procedimentos, as quais são coradas com Azul de Toluídina 0,05% (aq.) (Hagquist, 1974).
Depois de serem montadas as lâminas permanentes, as imagens são obtidas em um microscópio
óptico com iluminação de campo claro e de contraste diferencial, e, em seguida, são realizadas as
medidas da área do cilindro vascular com xilema e floema. Assim, determina-se a razão entre o
xilema e floema das raízes de soja.
Determinação das propriedades químicas do solo
O teor de carbono orgânico total (C) e nitrogênio total (N) são determinados pelo método da
combustão a seco, utilizando um analisador elementar orgânico de C e N (modelo Flash 2000). As
amostras são moídas após secagem por 24 h a 60ºC. Em seguida, as amostras são pesadas em
balança analítica específica, utilizando-se 40 mg de amostras para a análise.
Os demais atributos químicos do solo são quantificados de acordo com a metodologia de
Pavan et al. (1992). São determinados os valores do potencial hidrogeniônico (pH) em solução de
CaCl2 0,01 mol L-1 na relação 1:2,5 (solo:solução); cálcio (Ca), magnésio (Mg) e alumínio (Al)
extraídos com solução de KCl 1 mol L-1 na relação 1:10 (solo:solução), sendo Ca e Mg
determinados por espectrofotometria de absorção atômica e Al por titulação com NaOH 0,015 N,
sendo utilizado o indicador azul de bromotimol; acidez potencial (H + Al) pelo pH em SMP, a
partir da curva de calibração do pH SMP versus H + Al para os solos do Paraná; fósforo (P) e
potássio (K) são extraídos com solução de Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L-1 + H2SO4 0,025 mol L-1), e
determinados por colorimetria (espectofotômetro a 630 nm) e fotometria de chama, respectivamente
(FRANCHINI et al., 2000).
Os valores de soma de bases (SB) são obtidos em função da soma dos valores dos cátions
trocáveis (Ca2+ +, Mg2+ +, K+, Na+). A capacidade de troca de cátions a pH 7,0 (T) é determinada
pela soma dos valores de SB com os valores de H+Al. A saturação de bases (V%) é quantificada
pela relação percentual da SB com o valor de T.
Parâmetros de plantas
A produtividade de grãos das culturas de trigo (Londrina) e soja (Londrina e Eldorado do
Sul) são determinadas pela colheita mecânica das linhas centrais de cada parcela. No inverno de
2014, foram determinadas as produtividades dos grãos de milho e de trigo no experimento de
Londrina e, trigo no experimento de Eldorado do Sul. Os grãos são limpos e pesados, e os valores
obtidos corrigidos para uma umidade de 13%. Nos grãos obtidos da cultura do trigo, foi
determinado o peso hectolitro (PH), sendo que é uma análise física do grão, e é a massa de 100
litros de trigo expressa em kg hl-1. Na ocasião da colheita da soja, são avaliadas as seguintes
características na área útil: altura da planta, dada pela distância do colo da planta até a extremidade
da haste principal, em cm, medida em cinco plantas aleatoriamente; altura de inserção do primeiro
legume dada pela distância do colo da planta até a extremidade inferior do primeiro legume, em cm,
de cinco plantas tomadas aleatoriamente. Na ocasião da colheita do milho, são avaliadas as
seguintes características na área útil: altura da planta, dada pela distância do colo da planta até a
inserção da última folha, medida em cinco plantas aleatoriamente; altura de inserção da espiga, dada
pela distância do colo da planta até a extremidade inferior da inserção da espiga, de cinco plantas
tomadas aleatoriamente. A massa de mil grãos, em todas as culturas, é determinada conforme
metodologias descritas nas regras para análises de sementes (BRASIL, 2009). Sendo determinada a
produção de matéria seca das culturas de cobertura do solo (Urochloa ruziziensis e aveia preta).
Análise estatística
As análises estatísticas são realizadas em separado para local de condução experimental,
tendo em vista que uma análise conjunta não é possível pela variação na composição dos modelos
de produção testados em cada região. Os resultados são submetidos à análise de variância e as
médias comparadas por meio do teste de Tukey, a 5 % de probabilidade de erro, por meio do
programa Statistical Analisys System.
3. RESULTADOS E SUA DISCUSSÃO (salientar os resultados que eram esperados na carta
consulta)
Resultados experimento de Londrina: Produtividade de grãos de trigo e de soja em função do
estado de compactação de um Latossolo Vermelho
Em primeiro lugar, não houve diferenças significativas no conteúdo de água do solo no
momento da determinação da RP, em todas as camadas avaliadas. Em média, o conteúdo médio de
água no momento da determinação da RP foi 0,32 g g-1 em todas as camadas avaliadas, o qual
corresponde à capacidade de campo deste Latossolo. Os valores de densidade do solo, porosidade
total, macroporosidade, microporosidade e RP indicam que o grau de compactação do solo nas
camadas de 0-10 e 10-20 cm aumentou proporcionalmente com incremento da intensidade do
tráfego (Tabela 1), conforme já relatado por MORAES et al. (2013). Por outro lado, a escarificação
do solo no tratamento EC1 resultou no menor grau de compactação do solo nestas camadas. Na
camada de 20-30 cm, as diferenças entre os tratamentos foram menores e, de modo geral, revelaram
um maior grau de compactação nos tratamentos com compactação adicional pelo tráfego de trator
(C4) e colhedora (C8) em relação ao SPD escarificado (Esc) e ao SPD sem tráfego e escarificação
(SPD), os quais não diferiram significativamente entre si. Isso demonstra que o efeito do tráfego
tanto da colhedora quanto do trator alterou a qualidade física do solo até, pelo menos, 30 cm de
profundidade. Os resultados comprovam a existência de diferenças na qualidade física do solo entre
os diferentes estados de compactação do solo, principalmente nas camadas de 0-10 e 10-20 cm, o
que é pré-requisito para estudos visando o estabelecimento de limites críticos para atributos físicos
do solo. Além disso, os dados da Tabela 1 indicam que os indicadores com maior sensibilidade aos
diferentes estados de compactação do solo foram, em ordem, macroporosidade, RP e densidade do
solo, concordando com Debiasi e Franchini (2012). Cabe salientar ainda que a sensibilidade da RP
tende a ser maior caso a mesma seja avaliada em condição de solo mais seco (MORAES et al.,
2013).
Tabela 1. Densidade (DS), porosidade total (PT), macroporosidade (MA), microporosidade (MI) e
resistência mecânica à penetração (RP) do solo nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, em
diferentes estados de compactação de um Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja,
Londrina/PR, 2013.
Estado de compactação1 DS PT MA MI RP
---- Mg m-3 --- ------------------------- m3 m-3 ----------------------- ----- kPa ----- ------------------------------------------ 0-10 cm ----------------------------------------------
Esc 1,01 c 0,58 a 0,20 a 0,38 c 497 d SPD 1,21 b 0,55 b 0,11 b 0,44 b 1476 c C4 1,35 a 0,51 c 0,04 c 0,47 a 1790 b C8 1,39 a 0,50 c 0,01 d 0,48 a 2458 a
------------------------------------------ 10-20 cm ------------------------------------------- Esc 1,16 c 0,55 a 0,12 a 0,43 c 968 c SPD 1,26 b 0,54 a 0,08 b 0,45 b 2177 b C4 1,34 a 0,51 b 0,05 c 0,46 ab 2092 b C8 1,37 a 0,51 b 0,03 d 0,48 a 2582 a
------------------------------------------ 20-30 cm ---------------------------------------- Esc 1,27 b 0,52 b 0,06 ab 0,46 b 1438 b SPD 1,26 b 0,54 a 0,07 a 0,47 b 2224 a C4 1,32 a 0,52 b 0,04 b 0,48 ab 2334 a C8 1,33 a 0,52 b 0,04 b 0,49 a 2647 a
1 Esc = sistema plantio direto (SPD) escarificado; SPD = SPD sem compactação adicional e sem
escarificação; C4 = SPD com compactação adicional por 4 passadas de um trator com massa total
de 7,2 Mg; e C8 = SPD com compactação adicional por 8 passadas de uma colhedora com massa
total de 9,5 Mg. Médias seguidas pela mesma letra nas colunas, dentro de cada camada, não diferem
significativamente pelo teste de Tukey (p < 0,05).
A produtividade de grãos de trigo no ano agrícola de 2013 não foi influenciada pelos
tratamentos (Figura 3a), entretanto, o cultivo de trigo no ano agrícola de 2014, resultou em
diferenças significativas de produtividade de grãos (Figura 3d). Dessa forma, os valores de
produtividade de grãos de trigo no ano de 2013 não apresentaram relações significativas com os
atributos físicos avaliados nas três camadas de solo. Resultados similares foram obtidos por
Collares et al. (2008) que, em trabalho conduzido sobre um Latossolo Vermelho argiloso (607 g kg-
1 de argila), concluíram que a produtividade do trigo não foi significativamente alterada tanto pela
compactação por quatro passadas de uma pá carregadeira com 16,6 Mg de massa total, quanto pela
escarificação, em relação ao tratamento sem compactação e sem escarificação.
Figura 3. Produtividade de grãos de trigo 2013 (a), soja 2013/14 (b), milho 2014 (c) e de
trigo 2014 (b) em função de níveis de compactação em um Latossolo Vermelho. Esc: preparo
reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; C4: SPD com 4 tráfegos com
trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa total de 9,5 Mg. Barras
verticais indicam o desvio padrão da média. Médias seguidas de mesmas letras não diferem entre si
pelo teste de Duncan 5%.
Entretanto, reduções significativas da produtividade do trigo em função do aumento do
estado de compactação do solo foram detectadas nos estudo conduzidos por Silva (2003) e Secco et
al. (2004). É provável que a falta de resposta da produtividade do trigo, no ano agrícola de 2013, em
função do aumento do estado de compactação do solo esteja associada à adequada disponibilidade
hídrica durante o ciclo da cultura (em 2013), conforme verificado por Torres e Saraiva (1999). Cabe
ainda salientar que a produtividade do trigo não foi beneficiada pela realização de escarificação no
SPD, concordando com Franchini et al. (2012).
Tabela 2. Produtividade de grãos do trigo e da soja em diferentes estados de compactação de um
Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja, Londrina/PR, safra 2013/2014.
Estado de compactação1 Produtividade de grãos Trigo Soja ------------------------------------ kg ha-1 ---------------------------------
Esc 3100 n.s 3090 ab SPD 2908 3210 a C4 3061 3126 a C8 3009 2904 b
1 Esc = sistema plantio direto (SPD) escarificado; SPD = SPD sem compactação adicional e sem
escarificação; C4 = SPD com compactação adicional por 4 passadas de um trator com massa total
de 7,2 Mg; e C8 = SPD com compactação adicional por 8 passadas de uma colhedora com massa
total de 9,5 Mg. Médias seguidas pela mesma letra nas colunas, dentro de cada camada, não diferem
significativamente pelo teste de Tukey (p < 0,05). n.s. = não significativo (Teste F, p<0,05).
Por outro lado, a produtividade de grãos da soja variou significativamente em função dos
estados de compactação (Tabela 3). Os resultados demonstram que o tratamento com maior
compactação (C8) resultou na menor produtividade de grãos da soja, sem diferir, no entanto, do
tratamento com escarificação. A produtividade de grãos de soja no solo escarificado foi reduzida
em relação ao SPD, evidenciam que a escarificação não se mostrou uma prática tecnicamente viável
mesmo quando comparada ao tratamento com maior grau de compactação. Reduções da
produtividade de grãos da soja em função do aumento do estado de compactação do solo foram
observadas em outros estudos (BEUTLER et al., 2005; 2008), e estão provavelmente relacionadas à
redução da disponibilidade hídrica pela menor infiltração de água e pela restrição ao
desenvolvimento radicular da cultura. Dentro os atributos físicos estudados, o atributo que
apresentou maior relação com a produtividade de grãos de soja foi a RP na camada de 0-20 cm,
determinada com penetrômetro de campo (Figura 16). A produtividade de grãos da soja variou de
forma quadrática em função do aumento da RP (Figura 3), demonstrando que um grau de
compactação muito baixo (resultado da escarificação) ou muito alto (resultado do tráfego de
máquinas) reduziu o potencial produtivo da cultura. Beutler et al. (2005) também obtiveram
resposta quadrática da produtividade de grãos da soja ao aumento do grau de compactação do solo,
em Latossolos de textura média e argilosa. A equação da Figura 4 indica que a máxima
produtividade de grãos da soja ocorre com uma RP de 1477 kPa (camada de 0-20 cm), determinada
na condição de umidade de capacidade de campo. No entanto, reduções de 10% e de 20% em
relação a máxima produtividade de grãos da cultura da soja, ocorrem a partir de valores de RP de
2,5 MPa e 3,0 MPa, respectivamente. Indicando que os limites críticos de RP devem ser maiores do
que os valores de 2 MPa amplamente indicados nas bibliografias (Taylor et al., 1966), concordando
com Moraes et al. (2014) os quais indicam que os limites críticos de RP de 2 MPa são muito
conservadores e devem ser alterados em função do preparo do solo.
Figura 4. Relação entre a produtividade da soja e a resistência mecânica do solo à penetração média
na camada de 0-20 cm em Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja, Londrina/PR, safra
2013/2014.
A produtividade de grão de milho foi influenciada pelos níveis de compactação (Figura
15c). As maiores produções foram obtidas no SPD e C4. A escarificação do solo e o tráfego da
colhedora proporcionaram reduções de produtividade de grãos do milho. Indicando assim, que os
limites críticos à produtividade de grãos do milho foram atingidos. Níveis baixos de compactação
do solo, no solo escarificado, reduziram a produtividade de grãos do milho, provavelmente em
função da redução do armazenamento de água no solo. Assim, isso indica que o solo deve ser
mantido entre uma faixa ótima de densidade do solo para que proporcione as melhores respostas
produtivas às culturas. A escarificação do solo pode prejudicial tanto quanto altos níveis
compactação para a produtividade de grãos de milho.
A produção de massa seca da parte aérea das culturas de trigo em 2013 ou 2014 (Figura 5a,
5b), de soja (Figura 5b), de brachiária (Figura 5c) e de aveia preta (Figura 5e) não foram alteradas
significativamente em função dos tratamentos. Assim, somente a produção de massa seca da parte
aérea de milho (Figura 5d) foi alterada em função dos níveis de compactação do solo, indicando que
houve a maior produção no C4, não diferindo do SPD. Entretanto relações da produção de massa,
principalmente de brachiária e de aveia preta com a densidade do solo, podem indicar que há uma
faixa ótima de densidade do solo para o seu desenvolvimento.
y = -0,0003x2 + 0,8866x + 2623.7R² = 0.60*
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Pro
dutiv
idad
e, k
g ha
-1
Resistência do solo à penetração, kPa
Figura 5. Massa seca da parte aérea de trigo em 2013 (a), de soja em 2013/14 (b), de brachiária (c),
milho (d), aveia (e) e de trigo em 2014 (f) em função de níveis de compactação em Latossolo
Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; C4: SPD
com 4 tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa total de
9,5 Mg. Barras verticais indicam o desvio padrão da média. Médias seguidas de mesmas letras não
diferem entre si pelo teste de Duncan 5%.
No cultivo de inverno ou 2ª safra em 2014, a produção de raízes até 50 cm de profundidade
indicou que a brachiária foi a cultura que mais produziu raízes (Figura 6). Assim, as culturas
utilizadas no cultivo de inverno (ou segunda safra) em Londrina, podem ser ranqueadas em função
da produção de raízes: Brachiária > Milho > Aveia preta > trigo (Figura 6). A cultura da brachiária
produziu 2,5 vezes mais massa de raízes do que a cultura do trigo, demonstrando que este maior
aporte de raízes no solo poderá ser benéfico para o desenvolvimento da próxima cultura. Assim,
com o uso de brachiária, haverá produção de maior quantidade de poros biológicos contínuos que
favorecerão a infiltração de água no solo, além de ser uma cultura com maior potencial para reduzir
os níveis de compactação causados pelo tráfego de máquinas agrícolas no solo.
Figura 6. Produção média de massa seca de raízes de culturas de 2ª safra e de inverno, na camada de
0 a 50 cm, independente do nível de compactação em um Latossolo Vermelho. Londrina, PR, 2014.
A produção de raízes, nas camadas até 50 cm de profundidade, das culturas de trigo em
2013 ou 2014 (Figura 7a,f), soja (Figura 7b), brachiária (Figura 7c), milho, (Figura 7d) e aveia preta
(Figura 7e) em função de níveis de compactação indicam que há alterações da produção de raízes
em função da cultura e do nível de compactação a qual foram submetidas.
Os resultados das análises morfológicas do sistema radicular da soja (cultivada em
2013/2014) possibilitam visualização da distribuição das raízes de soja no perfil do solo (Figura 8) e
sua distribuição relativa (Figura 9), assim, os níveis de compactação alteraram a distribuição do
crescimento radicular da soja. Entretanto, foi possível comprovar que nenhum dos tratamentos
restringiu o aprofundamento das raízes e, no C8 as raízes, após romper a camada superficial (até 20
cm) mais adensada, desenvolveram nas camadas mais profundas (a partir de 20 cm).
Figura 7. Massa seca de raízes de trigo em 2013 (a), de soja em 2013/14 (b), de brachiária (c),
milho (d), aveia (e) e de trigo em 2014 (f), por camadas, em função de níveis de compactação em
Latossolo Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto;
C4: SPD com 4 tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa
total de 9,5 Mg.
Figura 8. Perfil de distribuição da massa (a) comprimento (b), área (c) e volume (d) de raízes de
soja (cultivada em 2013/2014) em Latossolo com escarificação (I), sistema plantio direto (II),
trafegado 4 vezes com trator (III) e trafegado 8 vezes com colhedora (IV).
Figura 9. Distribuição relativa da massa (a) comprimento (b), área (c) e volume (d) de raízes de soja
(cultivada em 2013/2014) em Latossolo com escarificação (I), sistema plantio direto (II), trafegado
4 vezes com trator (III) e trafegado 8 vezes com colhedora (IV).
As relações dos parâmetros morfológicos (comprimento, volume, área superficial, diâmetro
e massa) do sistema radicular da soja e as propriedades físicas (densidade do solo,
macroporosidade, microporosidade) em sua maioria foram significativas (Figuras 10, 11 e 12).
Entretanto, o diâmetro radicular e a massa de raízes foram as variáveis radiculares que menos se
relacionaram com a densidade do solo.
Assim, valores de densidade do solo, acima de 1,35 Mg m-3, proporcionaram as maiores
reduções (acima de 50%) no crescimento radicular da soja neste Latossolo Vermelho. Entretanto, os
resultados ainda estão sendo analisados, para possibilitar aprofundamento nas discussões destes
resultados. A produtividade de grãos apresentou relação quadrática com a densidade do solo,
macroporosidade e microporosidade do solo, indicando assim, que será possível identificar os
limites críticos a produtividade de grãos da soja (Figura 10f, 11f e 12f).
Os parâmetros radiculares (comprimento e área superficial) apresentaram boas relações com
a macroporosidade do solo e a microporosidade, na maior parte dos casos com coeficiente de
determinação acima de 0,58.
Figura 10. Comprimento (a), volume (b), área superficial (c), diâmetro (d) massa seca (e) e
produtividade de grãos (f) de soja em função da densidade do solo na camada de 0-20 cm em
Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja, Londrina/PR, safra 2013/2014.
Figura 11. Comprimento (a), volume (b), área superficial (c), diâmetro (d) massa seca (e) e
produtividade de grãos (f) de soja em função da macroporosidade do solo na camada de 0-20 cm em
Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja, Londrina/PR, safra 2013/2014.
Figura 12. Comprimento (a), volume (b), área superficial (c), diâmetro (d) massa seca (e) e
produtividade de grãos (f) de soja em função da microporosidade do solo na camada de 0-20 cm em
Latossolo Vermelho Distroférrico. Embrapa Soja, Londrina/PR, safra 2013/2014.
Os parâmetros da curva de resistência do solo à penetração não foram alterados em função
dos níveis de compactação do solo (Tabela 3). Assim, as alterações de RP do solo são devidas
somente a variações no conteúdo de água e sua densidade do solo. Quando as CRP dos tratamentos
são comparadas entre si, é possível observar que a densidade do solo é o principal fator que
determina o incremento na amplitude de variação da RP em função do conteúdo volumétrico de
água no solo (Figura 13).
Tabela 1. Parâmetro de ajuste da curva de resistência do solo à penetração, pelo modelo Busscher
(RP=aDsb Uvc) em função dos níveis de compactação do solo, na camada de 0-20 cm.
Parâmetro Esc SPD C4 C8 Média
a 0,00240 0,00116 0,00628 0,00438 0,00373
b 9,40297 9,12839 7,18508 8,17926 8,42525
c -5,23925 -5,95943 -4,91347 -4,92863 -5,03059
R² 0,87 0,91 0,95 0,76 0,89
Ds1 1,17 1,29 1,32 1,40 1 Densidade do solo, na camada de 0-20 cm, em outubro de 2013.
Figura 13. Curva de resistência do solo à penetração de níveis de compactação de Latossolo
Vermelho.em função do conteúdo volumétrico de água no solo, na camada de 0-20 cm.
A área e o comprimento radicular da soja na camada de 0-20 cm diminuíram em função do
aumento da RP determinada em θ equivalente à capacidade de campo do solo (CC), seguindo
modelo do tipo potência (Figuras 14a,b). A massa seca de raízes também foi influenciada pelo
estado de compactação do solo, decrescendo linearmente com o incremento da RP (Figura 14c).
Porém, o ajuste aos dados foi melhor para a área e o comprimento radicular, evidenciando que a
massa seca é um indicador menos sensível ao estado de compactação do solo. Os modelos mostram
ainda que a redução da área e do comprimento radicular da soja foi maior até uma RP de 3 MPa.
Por exemplo, o comprimento radicular diminuiu de 9 para 6 m m-3 (33%) quando a RP aumentou de
0,8 para 3,0 MPa (Figura 14b). Já o aumento da RP de 3,0 para 5,2 MPa reduziu o comprimento
radicular de 6 para 5 m m-3 (17%). A partir de uma RP de 3 MPa, é possível que as raízes de soja
cresçam principalmente através de fissuras e zonas de menor resistência entre agregados de solo
com alta densidade, cuja detecção pela RP é difícil. Na prática, não foi possível detectar um valor
crítico de RP para o desenvolvimento radicular da soja, pois qualquer aumento no grau de
compactação do solo se refletiu em prejuízos ao crescimento das raízes da cultura.
Figura 14. Área (a), comprimento (b) e massa seca (c) de raízes da soja (BRS 359 RR) na camada
de 0-20 cm, em função da resistência mecânica à penetração (RP) de um Latossolo Vermelho muito
argiloso, determinada na capacidade de campo.
A produtividade da soja variou de forma quadrática com o aumento da RP na camada de 10-
20 cm (Figuras 15) concordando com BEUTLER et al. (2004c), isso ocorreu, independentemente
do potencial matricial de determinação e modelagem da RP (6, 10, 33, 100, 500, 1000 e 1500 kPa).
Valores muito baixos de RP, determinada em 6 kPa (Figura 16), próximos a 1 MPa, resultaram em
produtividades de soja cerca de 20% menores que a máxima obtida no experimento
(aproximadamente 3,5 Mg ha-1). Apesar do maior crescimento radicular da soja em baixos valores
de RP (Figura 14b), um grau de compactação do solo excessivamente baixo provavelmente
proporcionou menor retenção de água e condutividade hidráulica não saturada, o que pode diminuir
a produtividade das culturas (DEBIASI et al., 2010).
y = 2,09x-0,197R² = 0,54**
0,50,70,91,11,31,51,71,92,12,32,5
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
Área
, m2
m-3
RP, MPa
y = 8,27x-0,268R² = 0,73**
2,03,04,05,06,07,08,09,0
10,0
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
Com
prim
ento
, m m
-3
RP, MPa
y = -0,06x + 1,12R² = 0,27*
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
Mas
sa s
eca,
kg
m-3
RP, MPa
(a) (b) (c)
Figura 15. Produtividade de grãos de soja em função da resistência do solo à penetração em
laboratório, em diferentes tensões (6, 10, 33, 100, 500, 1000 e 1500 kPa) de extração de água em
Latossolo Vermelho.
Figura 16. Produtividade da soja (BRS 359 RR) em função da resistência mecânica do solo à
penetração (RP), estimada para um conteúdo volumétrico de água na tensão de 10 kPa (capacidade
de campo).
Em valores de RP, determinados na tensão de 10 kPa (capacidade de campo), a
y = -0,097x2 + 0,428x + 2,78 R² = 0,34**
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
Prod
utiv
idad
e de
grã
os, M
g ha
-1
Resistência do solo à penetração, MPa
produtividade da soja foi reduzida em 10% quando os valores de RP foram até 4,0, entretanto,
quando os valores de RP chegaram a 5 MPa, a perda de produtividade de grãos foi de 20 % (Figura
16), o que pode ser explicado pela diminuição da disponibilidade hídrica em função da menor
infiltração de água e pela restrição ao desenvolvimento radicular (Figura 14b). Adicionalmente, o
valor limitante de RP (RPL), acima do qual a produtividade da soja é reduzida pelo grau de
compactação do solo, foi dependente do potencial matricial (ou conteúdo volumétrico de água no
solo) em que a RP foi determinada (Figura 15). Assim, é necessário saber qual é o valor limitante
de RP que fará com que a produtividade de grãos de soja seja reduzida em até 10 % quando esta é
determinada em diferentes conteúdos de água do solo (Figura 17).
Figura 17. Resistência do solo limitante em função do conteúdo gravimétrico de água do solo ou a
água disponível do solo, na camada de 10-20 cm em Latossolo Vermelho.
Assim, a RPL na camada de 10-20 cm, na tensão de 6 kPa foi 3,1 MPa, passando a 3,9 MPa
na capacidade de campo (10 kPa e água disponível de 100%). Assim, a redução no conteúdo de
água do solo fez com que os valores de RPL incrementasse exponencialmente, ou seja, caso a RP
seja lida em um conteúdo de água equivalente a 70 ou 50 % da água disponível no solo os valores
de RP, poderiam chegar até 5,6 MPa ou 7,1 MPa, respectivamente, sem causar reduções maiores
que 10 % na produtividade de grãos da cultura da soja (Figura 17).
Os resultados mostram ainda que a RPL na capacidade de campo foi de 3,9 MPa, superior ao
valor de 2 MPa geralmente indicado pela bibliografia para esta faixa de θ (BEUTLER et al., 2004c).
Resultados similares foram obtidos por MORAES et al. (2014), em Latossolo Vermelho muito
argiloso manejado em SPD há mais de 20 anos, o qual indicou limites de RP de 3,5 MPa,
determinados com penetrômetro de bancada semelhante a este estudo.
Embora o desenvolvimento das raízes de soja seja prejudicado pelo aumento da RP em toda
a faixa de valores estudada, o desempenho produtivo da soja responde de maneira quadrática ao
estado de compactação do solo, com perdas de produtividade em valores muito baixos ou altos de
RP. Assim, a RPL à produtividade da soja depende do potencial matricial em que foi determinada.
As análises de anatômia das raízes de soja, demonstram que houve efeitos dos níveis de
compactação no desenvolvimento dos vazos do xilema e floema (Figura 18). As imagens
anatômicas radiculares são detalhadas por nível de compactação e podem ser visualizadas nas
figuras 19, 20, 21 e 22, correspondendo ao SPD, C4, C8 e Escarificado, respectivamente. Assim,
principalmente no tratamento C8, foi observado redução da quantidade de xilema em relação ao
floema. Além disso, as células estão com formatos mais achatadas, indicando que as raízes da soja
passaram por alterações anatômicas proporcionadas por impedimentos físicos no solo.
Os atributos quimicos são apresentados na Tabela 4, assim indicam que não houveram
limitações de caracter químico ao longo do perfil do solo.
Figura 18. Anatomia de raízes de soja em função de níveis de compactação em Latossolo
Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; C4: SPD
com 4 tráfegos com trator de 7,2 Mg; C8: SPD com oito tráfegos de colhedora com massa total de
9,5 Mg.
Figura 19. Anatomia vascular de raízes de soja em Latossolo Vermelho em sistema plantio direto.
Figura 20. Anatomia vascular de raízes de soja em Latossolo Vermelho em sistema plantio direto
trafegado quatro vezes com trator.
Figura 21. Anatomia vascular de raízes de soja com oito passadas de colhedora em Latossolo
Vermelho.
Figura 22. Anatomia vascular de raízes de soja em Latossolo Vermelho com escarificação do solo.
Tabela 2. Atributos químicos do solo em função de níveis de compactação em Latossolo.
Níveis de compactação do solo Variável Esc SPD C4 C8 Média Camada de 0-10 cm Fósforo 19,98 30,12 17,12 26,54 23,44 Carbono org. 16,15 15,97 15,99 14,59 15,67 pH 4,96 5,20 5,30 5,18 5,16 Potássio 0,42 0,44 0,49 0,66 0,50 CTC 10,80 10,90 10,87 10,73 10,83 Cálcio 3,54 3,77 3,99 3,68 3,75 Magnésio 1,67 2,06 1,79 1,78 1,83 Camada de 10-20 cm Fósforo 9,10 7,91 7,73 10,72 8,86 Carbono org. 11,06 10,59 10,10 10,88 10,66 pH 4,71 4,75 4,95 4,86 4,82 Potássio 0,45 0,32 0,42 0,55 0,43 CTC 9,19 8,97 9,29 8,90 9,09 Cálcio 2,13 2,18 2,91 2,39 2,40 Magnésio 0,92 0,99 1,09 0,95 0,99 Camada de 20-30 cm Fósforo 4,79 4,51 4,31 4,96 4,65 Carbono org. 8,87 9,40 8,80 9,05 9,03 pH 4,77 4,91 5,25 5,08 5,00 Potássio 0,32 0,18 0,35 0,40 0,31 CTC 8,07 8,14 8,43 8,40 8,26 Cálcio 2,14 2,53 3,11 2,74 2,63 Magnésio 0,63 0,71 0,81 0,84 0,75 Camada de 30-40 cm Fósforo 3,53 3,60 3,41 3,08 3,41 Carbono org. 5,92 6,18 6,88 6,10 6,27 pH 4,99 5,11 5,44 5,40 5,24 Potássio 0,23 0,09 0,25 0,25 0,21 CTC 7,25 7,86 7,74 7,65 7,63 Cálcio 2,45 3,03 3,19 2,95 2,90 Magnésio 0,54 0,67 0,69 0,74 0,66 Camada de 40-50 cm Fósforo 3,35 3,40 3,13 3,22 3,28 Carbono org. 5,09 5,43 5,57 5,39 5,37 pH 5,02 5,18 5,58 5,44 5,31 Potássio 0,19 0,06 0,16 0,15 0,14 CTC 7,17 7,23 7,18 7,41 7,25 Cálcio 2,55 2,91 3,20 3,07 2,94 Magnésio 0,50 0,66 0,68 0,70 0,63 Extratores: P, K = Mehlich-1; Ca, Mg = KCl 1M; Carbono Org = Método Colorimétrico; pH =
CaCl2 0,01M.
No cultivo da soja na safra 2014/2015 foi realizada análise da cultura da soja cultivada
subsequente às plantas de cobertura. Sendo que, para o parâmetro massa seca de raiz, houve
interação entre os níveis de compactação e as camadas analisadas (Figura 23). Em todos os
tratamentos a presença de raiz tem maior concentração na camada de 0-10 cm. Houve um
incremento na massa de raiz no SPD e no C8 em relação ao solo com escarificado. Mello Ivo &
Mielniczuk (1999) verificaram que no sistema plantio direto na camada superficial de 0-5 cm havia
maior densidade de raízes do que no sistema de preparo convencional. Na camada de 10 a 20 cm é
possível diagnosticar o efeito do tratamento C8, que reduziu a quantidade de raízes presentes nessa
camada, diferindo estatisticamente do tratamento SPD. A produção total de massa seca do sistema
radicular não foi reduzida pelo aumento da impedância mecânica do solo. Nos sistemas com
compactação (C4 e C8) houve uma redução da massa radicular na camada de 10-20 cm em relação
ao SPD, isso provavelmente ocorreu pela restrição na penetração radicular no solo compacto na
camada de 0-10 cm, dificultando a passagem radicular da camada de 0-10 cm para 10-20 cm
Entretanto, estes níveis de compactação não limitaram o crescimento radicular, isso pode ter
ocorrido em função da presença de poros contínuos ou presença de rachaduras no solo, o que
reduzem a resistência do solo em alguns pontos e favoreceram o crescimento radicular. Este
incremento de incremento de massa radicular na camada superficial também foi verificado por
Foloni et al. (2003) na cultura do milho.
Massa de raiz (Kg ha¹)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
0,00
a 0
,10
m0,
10 a
0,2
0 m
0,20
a 0
,30
m0,
30 a
0,4
0 m
0,40
a 0
,50
m
Ab
Aa
Aa
Aab
Ba
Bab
Bb
Bab
Bab
BCab
BCb
Ba
Ca
Ca
BCa
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
ESCSPDC 4C 8
Figura 23. Distribuição da produção radicular da soja safra 2014/15 (kg ha-1) no perfil do solo para
os tratamentos níveis de compactação.
Na camada de 20 a 30 cm há maior desenvolvimento radicular da soja no tratamento
escarificado, uma vez que a operação mecânica de escarificação forma fraturas no solo que
possibilitam redução da resistência do solo ao crescimento radicular. Neste caso, na camada de 20 a
30 cm, houve redução da quantidade de raízes no tratamento C8, entretanto, estas raízes
provavelmente foram muito importantes para absorção de água e nutrientes para a cultura. Abaixo
dos 30 cm de profundidade não ocorre distinção na massa seca de raízes da soja para os tratamentos
níveis de compactação, indicando que o incremento da compactação do solo nas camadas
superficiais até 30 cm, somente reduziram a massa radicular, mas não restringiram a passagem das
raízes, as quais se desenvolveram de forma adequada em profundidade, onde há adequada
disponibilidade hídrica para a cultura, reduzindo assim os efeitos na produtividade de grãos.
Considerando que esta faixa esta abaixo da camada trabalhada pelos implementos agrícolas as áreas
compactadas em superfície apresentam-se iguais à área de plantio direto e escarificada.
No SPD a soja apresentou bom desenvolvimento radicular em profundidade, sendo superior
ou igual aos demais níveis de compactação do solo. Isto ocorre, provavelmente, devido ao sistema
de rotação de culturas usado na área, o qual está implantado a mais de uma década. Assim, o uso de
SPD com sistemas de cultivos que preservam, mantenham ou produzam poros contínuos no perfil
do solo proporcional melhorias na produtividade de grãos dos sistemas de cultivos. Desta forma,
deve ser levado em conta o planejamento que considera não somente o aspecto econômico da
produção das culturas, mas também a melhoria da qualidade do ambiente solo.
Os efeitos dos sistemas de uso com plantas de cobertura foram verificados na massa seca de
parte aérea da cultura da soja cultivada subsequente aos tratamentos plantas de cobertura (Figura
24). Onde a soja cultivada sob resíduos de Brachiaria apresentou maior desenvolvimento
vegetativo, sendo estatisticamente superior do que à produção em resteva de trigo e, neste sistema,
tendo o milho como cultura antecessora a soja produziu menor quantidade de massa seca de parte
aérea. O desenvolvimento de massa seca da parte aérea da soja não foi influenciado pelos níveis de
compactação, similar ao que foi diagnosticado por Rosolem et al. (1994) e Foloni et al. (2006).
Tratamento
Aveia Brachiaria Milho Trigo
Kg
ha¹
0
1000
2000
3000
4000
Produção de grãosMassa seca parte aéreaMassa seca raiz
ab a
c bc*
Figura 24. Massa seca de raízes, de parte aérea e da produção de grãos de soja subsequentes a
plantas de cobertura. * não significativo a 5% pelo Teste de Tukey.
Na figura 24 é possível verificar a similaridade entre a produção de massa seca de raízes e
de parte aérea da soja cultivada subsequente às plantas de cobertura (aveia e brachiaria). No
entanto, a produção de grãos da soja não apresentou diferença significativa para os tratamentos.
Resultados experimento de Eldorado do Sul: Limites físicos críticos ao crescimento de soja e
trigo em Argissolo Vermelho
O tráfego com trator de 7 Mg favoreceu incrementos nos valores de densidade do solo
principalmente até na profundidade de 20 cm (Figura 10). Como já esperado, a escarificação o solo
reduziu a densidade do solo (Figura 10), entretanto, não favoreceu incrementos na quantidade de
raízes de soja (Figura 11).
Figura 10. Densidade do solo em função de níveis de compactação do solo em Argissolo Vermelho.
Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; SPD com duas (C2),
quatro (C4), oito (C8) e doze (C12) passadas de trator com 7 Mg;
A produção de massa raízes de soja, na camada de 0-0,10 m, foi incrementada em função dos
níveis de compactação (Figura 11). A produção total de raízes na camada de 0-0,50 m, não foi
alterada em função dos tratamentos. Entretanto, a relação entre a massa de raízes total na camada de
0-50 cm e os valores de densidade do solo da camada de 10-20 cm, indicaram que houve relação
quadrática entre estas variáveis (Figura 12). Assim, a produção de raízes foi reduzida em 10 %
quando a densidade do solo, na camada de 10-20 cm, foi menor de 1,37 Mg m-3 ou superior a 1,58
Mg m-3 e, a redução da produção de raízes atingiu 30% quando os níveis de densidade do solo
foram menores que 1,29 Mg m-3 ou superiores a 1,65 Mg m-3. Assim, indicando que a faixa ótima
de densidades do solo neste Argissolo Vermelho para o desenvolvimento da soja provavelmente
esteja entre 1,37 e 1,58 Mg m-3.
05
10152025303540
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Prof
undi
dade
(cm
)
Densidade do solo (Mg m-3)
Esc SPD C2 C4 C8 C12
Figura 11. Massa seca de raízes de soja, até 50 cm de profundiade, em função de níveis de
compactação em Argissolo Vermelho. Eldorado do Sul, RS, 2014. Esc: preparo reduzido com
escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; SPD com duas (C2), quatro (C4), oito (C8) e
doze (C12) passadas de trator com 7 Mg;
Figura 12. Relação da massa seca de raízes até 50 cm, com a densidade do solo da camada de 10-
20 cm, em Argissolo Vermelho.
Resultados mais detalhados referentes ao desenvolvimento radicular da cultura de soja estão
sendo processados (Figura 13). Portanto, ainda não estão disponíveis os valores de comprimento,
volume, área superficial e diâmetro das raízes.
Figura 13. Análise morfológica de raízes de soja cultivada em Argissolo Vermelho: a) imagem das
raízes escaneadas; b) imagem processada no programa Safira®.
A produtividade de grãos de trigo foi reduzida pela escarificação e/ou tráfego intenso em um
Argissolo Vermelho (Figura 14). No SPD e C2 foi observado as maiores produtividades de grãos.
Após 12 tráfegos com trator de massa de 7 Mg houve reduções significativas na produtividade de
grãos de trigo, indicando que o limite físico à produtividade do trigo deve ter sido atingido.
Figura 14. Produtividade de grãos de trigo em função de níveis de compactação em Argissolo
Vermelho. Esc: preparo reduzido com escarificação do solo; SPD: sistema plantio direto; SPD com
duas (C2), quatro (C4), oito (C8) e doze (C12) passadas de trator com 7 Mg.
A relação da produtividade de grãos de trigo e a densidade do solo, na camada de 0-5 cm,
indicam que houve relação quadrática entre estas variáveis (Figura 15). Densidade do solo, na
camada de 0-5 cm, acima de 1,55 Mg m-3, proporcionou reduções acima de 30% na produtividade
de grãos de trigo. Indicando assim que os limites físicos à produção de trigo podem ser detectados.
Estas relações serão discutidas com os valores de densidade do solo nas demais camadas, até 40 cm
de profundidade.
y = -12105x2 + 31782x - 18586 R² = 0.7869
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Prod
utiv
idad
e de
grã
os (k
g ha
-1)
Densidade do solo (Mg m-3)
Figura 15. Relação entre a produtividade de trigo e a densidade do solo na camada de 0-5 cm em
Argissolo Vermelho. Eldorado do Sul, safra 2014.
A relação entre altura de plantas e da produção de massa seca da parte aérea de trigo e
densidade do solo foram significativas e semelhantes com os resultados obtivos com a
produtividade de grãos (Figura 16 e 17).
Figura 16. Relação entre a altura de planta e a densidade do solo na camada de 0-5 cm em Argissolo
Vermelho. Eldorado do Sul, safra 2014.
Figura 17. Relação entre a massa seca da parte área de trigo e a densidade do solo na camada de 0-5
cm em Argissolo Vermelho. Eldorado do Sul, safra 2014.
4. CONCLUSÕES (salientar os objetivos iniciais e mostrar se alcançados)
As considerações são preliminares, tendo em vista que a pesquisa está em andamento:
y = -112.17x2 + 298.07x - 110.34 R² = 0.6428
50556065707580859095
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Altu
ra d
e pl
anta
(cm
)
Densidade do solo (Mg m-3)
y = -17471x2 + 45774x - 26231 R² = 0.6975
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Mas
sa s
eca
parte
aér
ea (k
g ha
-1)
Densidade do solo (Mg m-3)
Os níveis de compactação do solo afetam de forma diferenciadas as culturas agrícolas, assim,
a produção de massa de raízes em Latossolo (Londrina) seguiu a seguinte ordem: brachiária>
milho> aveia>soja>trigo.
A anatomia radicular da soja é alterada em elevados níveis de compactação de um Latossolo
Vermelho, restringindo a passagem de água e nutrientes para a parte aérea da soja.
A faixa ótima de valores de densidade do solo, para o adequado crescimento de culturas
agrícolas, em Argissolo é mais ampla do que em Latossolos.
A escarificação do solo não incrementou a produtividade de grãos de trigo em Latossolo e
Argissolo e de soja e milho em Latossolo, nem a produtividade de massa da parte aérea de aveia e
de brachiária em Latossolo, demonstrando que baixos níveis de compactação do solo afetam
negativamente a produção de culturas agrícolas, independentemente do tipo de solo.
A produtividade de grãos de trigo em Argissolo Vermelho não foi reduzida em áreas com
poucos tráfegos de trator (até 4 passadas).
Considerando o sistema de produção trigo/soja, valores de RP acima de 2,5 MPa, medidos em
um conteúdo de água equivalente à capacidade de campo, indicam um estado de compactação
crítico no Latossolo Vermelho Distroférrico muito argiloso.
Densidades do solo acima de 1,35 Mg m-3 em Latossolos e 1,55 Mg m-3 em Argissolo afetam
negativamente o crescimento radicular e produtivo das culturas.
Ao longo dos ciclos das culturas serão mantidas coletas de amostras indeformadas de solo e
serão realizadas acompanhamento da produtividade das culturas para verificar a potencialidade e
recuperação do solo pelas culturas no Argissolo e no Latossolo.
5. DESCRIÇÃO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS.
O projeto ainda está em execução, portanto, ainda estão sendo coletados e analisados os
resultados e, as variáveis ainda podem sofrer alteração, para isto avaliações constantes serão
realizadas. A análise do sistema radicular das culturas é uma metodologia muito difícil de ser
realizada, e a análise dos parâmetros radiculares de comprimento, área superficial, volume e
diâmetro demanda muito tempo para ser realizada. Entretanto com a habilidade do operador
algumas dificuldades são reduzidas e determinações mais rápidas e precisas podem ser realizadas.
A análise e relações dos parâmetros físicos isolados com a produtividade de grãos ou sistemas
radiculares das culturas está sendo uma tarefa muito difícil, e em muitos casos não estão sendo
encontradas relações que possam explicar claramente os efeitos da compactação do solo em sistema
plantio direto na produtividade de grãos das culturas. Assim, para aprofundar estas interpretações o
doutorando Moacir Tuzzin de Moraes, está realizando um período de Doutorado Sanduíche no
Instituto James Hutton, em Dundee, na Escócia, UK, sob supervisão do pesquisador Anthony Glyn
Bengough. Neste período o Doutorando tentará utilizar ferramentas de modelagem dos processos
físicos para buscar informações que expliquem as limitações físicas para o crescimento e
desenvolvimento das culturas em solos sob sistema plantio direto.
Artigo Técnico: publicado na revista A Granja, ed. nov. de 2014, n.791, ano 70, p.57-59.
Sistema plantio direto e a disponibilidade hídrica em solos argilosos1
Moacir Tuzzin de Moraes2, Henrique Debiasi3, Altamir Mateus Bertollo2, Renato Levien4,
Julio Cezar Franchini3 & Michael Mazurana4
O sistema plantio direto (SPD) tem sido reconhecido como o sistema de manejo do solo mais
importante para a sustentabilidade dos agroecossistemas. A expansão da área agrícola manejada sob
SPD no Brasil, estimada em 32 milhões de hectares, só foi possível em função do desenvolvimento
de soluções tecnológicas para superar os problemas e as dificuldades relacionadas ao manejo desse
sistema, bem como para aperfeiçoá-lo e adaptá-lo às diferentes regiões do país.
A água é um dos fatores essenciais para a produção agrícola, estando intimamente
relacionada com instabilidades de produtividade das culturas. A água disponível para as plantas
depende de alguns fatores, tais como, da quantidade de água que infiltra, da que fica retida no solo e
da que é consumida pelas culturas. Portanto, o balanço hídrico no solo com uma cultura agrícola
pode ser definido como a contabilização das entradas e saídas de água em um volume de solo,
durante um certo período.
Levantamentos de campo realizados pela Embrapa Soja indicam que, em aproximadamente
45% das áreas manejadas em SPD e cultivadas com soja no verão e milho no outono-inverno em
solos argilosos do Paraná, o grau de compactação na camada entre 10 e 20 cm pode ser limitante ao
desenvolvimento das plantas. Um grau de compactação do solo muito elevado reduz a
produtividade das culturas, principalmente em safras caracterizadas por excesso ou deficiência
hídrica. Isso porque a degradação da qualidade física do solo diminui o desenvolvimento radicular e
a disponibilidade de água, oxigênio e nutrientes às plantas.
Além disso, a compactação exerce efeitos negativos sobre o ambiente, aumentando as
perdas de água e nutrientes, as emissões de gases potencializadores do efeito estufa e a poluição dos
recursos hídricos. Assim, ao contrário dos longos e contínuos bioporos formados por raízes das
culturas, as fissuras (ou caminhos preferenciais) produzidos pela mobilização mecânica do solo, são
de baixa efetividade para a transmissão de água e ar para as raízes das plantas.
1Apoio financeiro da Fundação Agrisus. Artigo publicado na Revista A Granja, edição de novembro de 2014, n.791, ano 70, p.57-59. 2Doutorando em Ciência do Solo, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 7712. Prédio 41506, CEP 91540-000. Porto Alegre (RS), Brasil. E-mail: [email protected], [email protected] 3Dr. Pesquisador, Embrapa Soja. Rod. Carlos João Strass, Distrito de Warta. Caixa Postal 231. CEP 86001-970 Londrina (PR), Brasil. Email: [email protected]; [email protected] 4Professor, Departamento de Solos, Faculdade de Agronomia, UFRGS. Av. Bento Gonçalves, 7712. Prédio 41506, CEP 91540-000. Porto Alegre (RS). Bolsista CNPq. E-mail: [email protected], [email protected]
Neste trabalho, conduzido na Embrapa Soja, em Londrina/PR, a dinâmica da água no solo
foi avaliada em três sistemas de manejo do solo implantados em 1988, em um Latossolo Vermelho
Distroférrico muito argiloso: i) SPD; ii) sistema de preparo mínimo com escarificação anual do solo
(SPM); e iii) sistema de preparo convencional (SPC). A dinâmica da água no solo foi determinada
por meio de simulações de entradas (precipitações) e saídas (drenagem profunda, interceptação
vegetal, escoamento superficial, transpiração e evaporação da água). As simulações da dinâmica da
água no solo, foram realizadas no período de maio de 2009 até abril de 2011, com o uso do modelo
agro hidrológico SWAP (em inglês: Soil Water Atmosphere Plant). São apresentados os resultados
das safras de inverno (abril a setembro) de 2009 e 2010 e de verão (outubro a março) de 2009/2010
e 2010/2011. Neste período houve um safra com precipitação uniforme (2009/2010) e outra safra
com períodos de deficiência hídrica (2010/2011).
O balanço hídrico anual indicou que os sistemas de manejo do solo alteraram a dinâmica da
água no solo (Tabela 1). Em todos os anos avaliados, os maiores valores de drenagem profunda
foram obtidos no SPD, o que está relacionado diretamente à ausência de escoamento superficial
neste sistema. Esta drenagem profunda é importante para os fluxos ascendentes de água no solo,
que podem atender parte da demanda hídrica da cultura especialmente durante períodos de
veranicos, além de recargas das águas dos reservatórios subterrâneos. Além disso, o escoamento
superficial de água é um importante agente do processo erosivo do solo e, quando associado com o
revolvimento (SPC e SPM), potencializa a degradação dos solos. No SPC, o escoamento superficial
foi aproximadamente 5 vezes maior do que no SPM (ano de 2010) e, em anos com elevados valores
de precipitação (ano de 2009), a quantidade de água perdida por escoamento superficial no SPC foi
superior a 3,5 vezes ao verificado no SPM.
Isso indica que a mobilização do solo, com uso de escarificação ou grade pesada, proporciona
problemas de infiltração da água no solo ao longo do tempo, relacionados a impedimentos físicos e
descontinuidade dos poros ocasionados pelo revolvimento do solo. Situações semelhantes podem
acontecer no SPD quando a semeadura é realizada com velocidades muito acima das recomendadas,
o que aumenta o grau de mobilização do solo pelos sulcadores de fertilizante da semeadora,
expondo-o a ação do agente erosivo. Assim, a velocidade de semeadura no SPD deve ser mantida
dentro das indicadas pelos centros de pesquisa e universidades (próximo de 6 km h-1), de modo a
favorecer a continuidade dos poros do solo, o que contribui para a infiltração e o armazenamento de
água.
A manutenção da qualidade física do solo ao longo do tempo é um dos principais fatores que
determinam a produtividade das culturas. Os dados obtidos neste trabalho comprovam que a
mínima mobilização do solo no SPD é eficiente na manutenção da qualidade física do solo
Entretanto, é também necessária a utilização da rotação de culturas, incluindo espécies vegetais com
sistema radicular profundo e abundante, o que favorece a formação de poros contínuos ao longo do
perfil do solo que possibilitem melhor infiltração e redistribuição de água no solo. Além disso, para
a manutenção do SPD ao longo do tempo, é imprescindível a presença de resíduos vegetais na
superfície para proteger fisicamente o solo contra a erosão, controlar plantas daninhas e preservar a
água no solo.
Tabela 1. Componentes do balanço hídrico em um Latossolo Vermelho Distroférrico em função de
sistemas de manejo do solo, nos anos de 2009 a 2011. Londrina/PR, 2014.
Manejo do solo
Chuva (mm)
Drenagem profunda
(mm)
Escoamento superficial
(mm)
Interceptação vegetal (mm)
Transpiração (mm)
Evaporação (mm)
--------------------------------------- Ano de 2009 -------------------------------------------------- SPD 1375 0 31 245 250 SPM 1901 1134 99 31 244 393 SPC 867 347 31 247 409 --------------------------------------- Ano de 2010 ---------------------------------------------------
---- SPD 1037 0 12 159 205 SPM 1413 886 44 12 143 328 SPC 637 233 12 176 355 --------------------------------------------- Ano de 2011 ---------------------------------------------
---------- SPD 817 0 17 252 175 SPM 1261 1283 62 17 239 300 SPC 1075 224 17 258 327 SPD: sistema plantio direto; SPM: sistema de preparo mínimo com escarificação anual do solo; SPC: sistema de preparo convencional.
O SPC favorece a degradação da estrutura do solo, causando descontinuidade dos poros
entre a superfície e camadas abaixo de 10 cm. A utilização de sistemas de manejo que preservem a
continuidade dos poros no perfil (por exemplo, o SPD) favorece o fluxo ascendente de água no solo
e, assim, possibilita que a água subsuperficial seja redistribuída às plantas em períodos mais secos.
Além disso, a formação de poros contínuos possibilita que as raízes se aprofundem no solo e, assim,
absorvam a água armazenada em maiores profundidades.
Os maiores efeitos da escarificação do solo (SPM) são observados na camada de 0 a 10 cm.
Entretanto, a escarificação anual do solo pode causar redução da capacidade de armazenamento de
água, em função de que esta prática abre caminhos preferenciais para a água descer. Como a massa
de solo é cisalhada, para um mesmo volume há menos massa (agregados são quebrados, gerando
mais espaços, mas dentro do agregado, o solo continua compacto, pois a escarificação não
conseguiu formar poros, só abre fendas preferenciais para a água passar). Além disso, a
escarificação mecânica, ao contrário dos efeitos gerados pelas raízes das plantas, quebra a
continuidade dos poros, o que prejudica o movimento de água das camadas mais profundas para as
camadas superficiais, onde a maior parte do sistema radicular se encontra, bem como desfavorece o
fluxo de água do solo para as raízes. Neste sentido, o efeito da escarificação é apenas temporário e
variável de solo para solo, sendo que o uso de plantas de cobertura com sistema radicular abundante
é o mais indicado para o rompimento de camadas compactadas.
O conteúdo volumétrico de água no perfil do solo foi alterado pelos sistemas de manejo do
solo, demonstrando a dinâmica da água no solo em função dos processos relacionados ao balanço
hídrico (Figuras 1 e 2). Quando a distribuição das chuvas foi mais uniforme (safra de inverno de
2009 e verão de 2009/2010), o conteúdo volumétrico de água do solo se manteve adequado tanto no
SPD como no SPM ao longo de todo o período (Figuras 1a e 1b). Entretanto, mesmo nessas
condições, na camada de 20 a 50 cm do SPC foram observadas, nos meses de junho até setembro de
2009, reduções a níveis críticos do conteúdo volumétrico de água do solo, com possível efeito
negativo sobre as plantas.
A alteração estrutural do solo entre as camadas analisadas é contrastante, sendo possível
identificar que a maior parte da água do solo sob SPC está armazenada nos primeiros 20 cm de
profundidade, favorecendo a evaporação (Tabela 1) e reduzindo rapidamente a disponibilidade de
água para as plantas. Já o SPD, no período de abril de 2009 a abril de 2010, apresentou menor
volume de água na camada até 10 cm em relação aos demais manejos do solo (SPM e SPC), porém
maior volume de água nas camadas entre 10 e 50 cm. Isso indica que a continuidade dos poros no
perfil favoreceu a infiltração e armazenamento de água no solo do SPD, possibilitando assim, a
ascensão da água no perfil, principalmente em períodos de menor ocorrência de chuvas.
Em períodos com redução do volume de precipitação pluviométrica (abril de 2010 a abril de
2011 – Tabela 1) e déficit hídrico (como ocorreu de junho a setembro de 2010), há diminuição no
volume de água no solo mais acentuada no SPC (Figura 2c) em relação ao SPD (Figura 2a) e SPM
(Figura 2b). O volume de água armazenado no SPC novamente foi maior nas camadas até 20 cm.
Entretanto, no SPM, a escarificação do solo não possibilitou incrementos na quantidade de água
armazenada no solo na camada de 10 a 20 cm em relação ao SPD, indicando que esta prática é
dispensável, pois o SPD contínuo desde 1988 apresentou adequado armazenamento de água no
perfil do solo.
Figura 1. Conteúdo volumétrico de água (m3 m-3) no perfil de 0 a 50 cm de profundidade em um
Latossolo Vermelho Distroférrico em sistema plantio direto (SPD) (a), sistema de preparo
mínimo escarificado a cada ano (SPM) (b) e sistema de preparo convencional (SPC) (c), no
período de abril de 2009 até abril de 2010, estimado pelo modelo SWAP.
Figura 2. Conteúdo volumétrico de água (m3 m-3) no perfil de 0 a 50 cm de profundidade em um
Latossolo Vermelho Distroférrico em sistema plantio direto (SPD) (a), sistema de preparo
mínimo escarificado a cada ano (SPM) (b) e sistema de preparo convencional (SPC) (c), no
período de abril de 2010 até abril de 2011, estimado pelo modelo SWAP.
Figura 3. Imagem demonstrando diferenças entre a cultura da soja sob cultivo convencional (a
esquerda) e em sistema plantio direto (à direita).
Assim, independentemente da regularidade de precipitação pluviométrica, o SPC apresenta
menor quantidade de água armazenada no solo em relação aos demais sistemas de manejo (SPD e
SPM), principalmente em camadas subsuperficiais, abaixo dos 20 cm. As disponibilidades hídricas
no SPD e no SPM foram mais adequadas do que no SPC ao longo dos anos de avaliações. Mas,
como a escarificação do solo não possibilita incrementos na quantidade de água armazenada no solo
em relação ao SPD, ela pode ser dispensável. Além disso, no SPD ocorreram menores taxas de
escoamento superficial, favorecendo aumentos no armazenamento de água e na drenagem profunda,
bem como reduções nas perdas de solo, fertilizantes e nutrientes. Contrariamente ao SPD, o SPC
reduziu o armazenamento de água no perfil do solo, ao passo que o SPD favoreceu a dinâmica da
água no solo, aumentando o volume de água nas camadas subsuperficiais, que pode ser
disponibilizada às plantas por fluxo ascendente em períodos de escassez de chuvas.
RELATÓRIO PRÁTICO: Só para relatórios FINAIS (contendo os principais resultados escrito
em linguagem de extensão, de fácil compreensão por lavradores, de no máximo 1 página)
COMPENSAÇÕES OFERECIDAS À FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para relatórios FINAIS
(descrever de forma sucinta como foram asseguradas as compensações prometidas)
DEMOSTRAÇÃO FINANCEIRA DOS RECURSOS DA FUNDAÇÃO AGRISUS: Só para
relatórios Finais (mencionar outras fontes de financiamento de forma comparativa).
REFERÊNCIAS
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Dundee, Reino Unido, 24 de junho de 2015
Moacir Tuzzin de Moraes
Coordenador do Projeto
Observações:
Quando se tratar de RELATÓRIO PARCIAL incluir pequeno resumo do parcial anterior
No primeiro relatório nós havíamos coletado resultados das culturas de trigo e soja em
Londrina e de soja em Eldorado do Sul. Já no segundo relatório, em dezembro de 2014,
apresentamos resultados referentes aos cultivos da safra de inverno de 2014, nos quais englobaram
as culturas de trigo, aveia, brachiária e milho de segunda safra. Em julho de 2014 foram
apresentados os resultados referentes aos atributos físicos do solo de Londrina e de Eldorado do Sul
e à produtividade de grãos de trigo (em Londrina) e de soja (Londrina e Eldorado do Sul). Assim,
foram realizadas algumas considerações que indicavam que considerando o sistema de produção
trigo/soja, valores de RP acima de 2,5 MPa, medidos em um conteúdo de água equivalente à
capacidade de campo, indicam um estado de compactação crítico no Latossolo Vermelho
Distroférrico muito argiloso. A escarificação de um Latossolo Vermelho Distroférrico muito
argilosos, não proporciona aumento da produtividade de grãos do trigo e da soja e, no caso desta
última, pode reduzir o potencial produtivo da cultura. A produtividade de grãos de soja em
Argissolo Vermelho apresentou tendências de incrementos em função dos primeiros tráfegos de
trator. Tendências que até o presente momento foram mantidas pelas novas análises realizadas.
