Física e fertilidade em área de seis anos sob Sistema Plantio Direto

Jorge Wilson Cortez1, Carlos Eduardo Angeli Furlani2, Rouverson Pereira da Silva²1Engenheiro Agrônomo, Prof. Assistente da Universidade Federal do Vale do São Francisco – UNIVASF, Colegiado de Engenharia Agrícola e Ambiental. Av. Antonio Carlos Magalhães, n.510 - Country Clube. 48.902-300 - Campus Juazeiro – BA. E-mail: jorge.cortez@yahoo.com.br ² Prof. Dr. Departamento de Engenharia Rural, UNESP, Jaboticabal (SP)

Introdução

O sistema plantio direto, a mais recente dessas tecnologias de preparo, visa a mobilização do solo apenas na fileira de semeadura, deixando o restante da área sem mobilização. O que mantém esse sistema funcionando adequadamente sem perder as características físicas do solo é a rotação de culturas, que visa promover a descompactação biológica do solo (arado biológico) mantendo sobre o solo os restos de culturas, aumentando o nível de matéria orgânica e diminuindo o impacto e escorrimento das gotas da chuva.

A compactação do solo está relacionada com a diminuição dos espaços porosos, que prejudica a infiltração de água e a circulação de ar, como também o crescimento radicular da cultura. Essa compactação está diretamente relacionada com o aumento da mecanização na exploração agrícola (RALISCH e TAVARES FILHO, 2002). Assim, de acordo com a textura do solo (argilosos mais vulneráveis), solos úmidos, falta de matéria orgânica facilitam o aparecimento da compactação, como também as operações de preparo que promovem a reorganização dos elementos estruturais.

Normalmente os solos argilosos são mais susceptíveis a compactação devido suas pequenas partículas dispersas podem se encaixar nos espaços formados entre as partículas maiores e microagregados, reduzindo a macroporosidade (TORRES et al., 1998). Assim solos com mais de 65% de argila apresentam problemas de compactação com valores de densidade do solo na faixa de 1,3 g cm-3. Dessa forma, tem se observadas camadas compactadas de 8 a 15 cm de profundidade. Essa camada tem sido revolvida com o uso de hastes sulcadoras nos locais com resistência acima de 1,5 MPa (MUZILLI, 2006).

De maneira geral, há tendência do plantio direto apresentar maior densidade do solo e microporosidade nas camadas até 15 cm, enquanto há diminuição da porosidade total (VIEIRA, 1998).

Para SIQUEIRA et al. (1997) os benefícios às propriedades físicas do solo são: menor selamento superficial, melhora a condição estrutural do solo, aumenta as taxas de infiltração, água armazenada e umidade do solo, além de diminuir os danos causados por erosão hídrica.

GASSEN e GASSEN (1996) falam que a densidade e a porosidade do solo são características importantes ao desenvolvimento de raízes, aeração, absorção de água e atividade biológica no solo. De maneira geral, o uso de arado e grades mais o trânsito de máquinas resultam no adensamento (compactação) de 10 a 15 cm em solos argilosos e de 10 a 25 cm em solos arenosos. Confirmam que, a densidade aumenta nos solos sobre preparo convencional, e a porosidade diminui.

Pesquisa

A área de estudo foi na UNESP, Câmpus de Jaboticabal, Estado de São Paulo, com altitude média de 570 metros, com clima Cwa (subtropical), ou seja, com inverno seco. O solo foi classificado como Latossolo Vermelho eutroférrico, textura argilosa. Foi distribuído uma tonelada de calcário em 2000, com o objetivo de elevar a saturação de bases para 60%.

O esquema de rotação de culturas adotado para o sistema de plantio direto, está descrito na Tabela 1.

Tabela 1. Esquema de rotação de culturas nos seis anos de estudo.

Para a análise da fertilidade do solo foram tomadas amostras simples distribuídas ao longo da área de estudo, com uso de enxadão e balde para cada camada de solo, que ao final originaram em amostras compostas da área. Todas as recomendações de adubação foram de acordo com RAIJ et al. (1985).

Para a física do solo utilizou-se na umidade, densidade e porosidade total o método do anel gravimétrico (Kopecky), que apresentam uma das bordas cortantes, com volume de 86,8 cm3, e posteriormente secas na estufa à temperatura de 105 -110º C até a massa constante, e depois levadas a balança analítica de precisão de 0,01g.

Para determinar a resistência à penetração (RP) foi utilizado um penetrômetro de impacto modelo IAA/Planalsucar desenvolvido por STOLF et al. (1983) com massa do êmbolo de 4 kg; curso de queda livre de 40 cm; cone com ângulo de 30º e 1,3 cm de diâmetro; e haste com diâmetro de 0,95 cm.

Para a determinação da umidade, densidade do solo e porosidade total as amostras foram coletadas nas camadas de 0 a 10, 10 a 20 e em alguns anos (2003/2004; 2005/2006; 2006/2007) a 20 a 30 cm, segundo metodologia da EMBRAPA (1997).

A umidade é a relação entre massa de solo úmida menos a massa de solo seca. A densidade do solo é a relação entre a massa do solo seca e um determinado volume, ou seja, demonstra quanto de solo tem em um dado volume. De maneira análoga, a porosidade do solo é quantidade de poros que existe dentro de um volume conhecido, no caso o anel volumétrico.

A análise da fertilidade do solo foi realizada antes da implantação do experimento e posteriormente, sendo coletado nas camadas de 0-10 e 10-20 cm para a montagem de amostras compostas nas duas profundidades. E no ano de 2007 também foi realizada uma amostra na camada de 20-40 cm. Foi utilizada a metodologia descrita por IAPAR (1996). As análises foram realizadas pelo Departamento de Ciências do Solo da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, da UNESP, Campus Jaboticabal, segundo metodologia do sistema IAC (Instituto Agronômico de Campinas).

Os dados de fertilidade foram analisados comparativamente entre os anos de estudos. Os dados de física do solo e produtividade foram analisados por meio do Teste F, e quando significativo submetido ao Teste de Tukey.

Resultados

Fertilidade e textura do solo

A fertilidade do solo é apresentada na Tabela 2, e pode-se observar a variação dos seus componentes ao longo dos anos e dentro das camadas de solo. As camadas de solos (0-10 e 10-20 cm) avaliada nas safras de 2001/2002, 2006/2007 e 2007/2008 indicam que a camada superficial (0-10 cm) apresentou valores superiores de todos os componentes, ou seja, ao longo dos anos ocorreu melhoria da fertilidade do solo. Esse fato pode ser verificado na safra 2001/2002 pela presença da palhada de milheto, e na safra 2006/2007 e 2007/2008, devido as sucessivas rotações de culturas que promoveram o aumento dos componentes em relação a safra 2001/2002. Isso demonstra o efeito da decomposição dos restos culturais e da ciclagem de nutrientes, o que beneficiou o solo, e as culturas de verão, e aumento de produtividade.

Tabela 2. Análise química do solo nas camadas avaliadas durante os anos de cultivo.

pH: potencial hidrogeniônico. M.O.: matéria orgânica. P res.: fósforo remanescente. K: potássio. Ca: cálcio. Mg: magnésio. H + Al: hidrogênio mais alumínio. SB: soma de bases. T: capacidade de troca de cátions efetiva. V. saturação por bases.

Na Figura 1 é apresentado os componentes da fertilidade do solo nas safras de avaliação (2001/2002, 2005/2006, 2006/2007 e 2007/2008). Observa-se para a soma de bases, aumento de 95%, isso principalmente devido ao aumento de cálcio e magnésio. Foram observados também aumentos na capacidade de troca de cátions efetiva, Ca (cálcio) e Mg (magnésio) e redução de H + Al na solução do solo, os aumentos foram de 32%, 91% e 187% e redução de 35%, respectivamente. Apenas o K (potássio) permaneceu estável durante as safras avaliadas. O aumento de cálcio e magnésio podem estar relacionados com a ciclagem dos nutrientes, ou seja, as raízes das culturas retiram os elementos de camadas mais profundas do solo e quando se decompõem liberam esses na solução do solo. No último ano de avaliação foi possível observar diminuição de algumas bases e aumento de H + Al, que pode ser devido nos últimos dois anos não ter sido implantado culturas de inverno, que visassem a manutenção da cobertura, ciclagem de nutrientes e reposição de nutrientes pela sua decomposição.

Figura 1. Dados da fertilidade do solo nos quatros anos de avaliação.

SANTOS et al. (2001) comentam que os solos cultivados em plantio direto apresentam maior concentração de Ca + Mg, matéria orgânica, fósforo e potássio, devido a aplicação de fertilizantes e a contribuição do N das leguminosas, aliada a deposição de resíduos de culturas sobre a superfície.

Na Figura 2 observa-se a matéria orgânica (M.O.), fósforo (Presina), o V (saturação por bases) e o pH (potencial hidrogeniônico). Tanto a M.O. como o pH do solo não variou ao longo das safras, no entanto, observa-se aumento do fósforo e da saturação por bases. O fósforo apresentou incremento de 68% e na saturação de 24%. Com relação a saturação por bases, é nítido esse aumento pelo presença de cálcio e magnésio em maiores quantidades (Figura 2).

Figura 2. Dados de fertilidade do solo nos quatros anos de avaliação.

MUZILLI (1983) demonstrou que ocorreu incremento de fósforo nos primeiros 10 cm, segundo o autor isso ocorre devido a imobilidade e baixa solubilidade de seus compostos, e ao longo do tempo pode ocorrer a redução dos gastos com esse fertilizante.

No SPD estabilizado, de uma maneira geral, tem sido observada menor demanda de calcário. De forma análoga, o teor de alumínio trocável e a percentagem de saturação da CTC efetiva por alumínio tendem a diminuir com o decorrer dos anos de implantação do SPD (SIDIRAS & PAVAN, 1985). Vários mecanismos têm sido propostos para explicar a redução da acidez e a diminuição da toxidez de alumínio no solo pela aplicação de resíduos orgânicos. Segundo MIYAZAWA et al. (2000), a capacidade dos resíduos vegetais em reduzir a acidez do solo está associada aos seus teores de cátions de reação básica e carbono orgânico solúvel, que normalmente são maiores em resíduos de adubos verdes, tais como: aveia preta, nabo forrageiro, tremoço, leucena, mucuna, crotalária e outros.

Os dados desse experimento podem ser comparados com o de COSTA et al. (2006), em um latossolo vermelho distrófico após oito e dez anos de cultivo sob sistema plantio direto. Foi observado pelos autores que os teores médios de matéria orgânica (MO) variaram de 33 g dm-3, na camada 0–10 cm, e de 26 g dm-3, na camada 10–20 cm. A capacidade de troca catiônica (CTC) variou de 9,6 a 119 mmolc dm-3 na camada 0–10 cm, e de 90 a 102 mmolc dm-3 na 10–20 cm, situando-se próxima ao valor considerado como sustentável para latossolos de textura argilosa.

A análise granulométrica (Tabela 3) não indicou diferença entre as safras avaliadas, o que indica, que não ocorre modificação na textura com a utilização do sistema plantio direto. Ao contrário do que acontece com o preparo convencional pela destruição dos agregados do solo e normalmente translocação da argila para camadas mais profundas

Tabela 3. Análise granulométrica simples do solo na camada de 0-20 cm.

Densidade do solo

A densidade do solo é apresentada na Figura 3, e pode-se observar que ocorreu diferença significativa dentro de cada camada ao longo dos anos de avaliação. Pode-se verificar que a partir de 2002/2003, maior densidade (1,53 kg dm-3) ocorre diminuição da densidade até 2005/2006 e depois começa a estabilizar. Nas camadas de 10-20 cm e 20-30 cm existe maior densidade do solo que na camada superficial, isso pode estar relacionado com a matéria orgânica, maior na camada de 0-10 cm (Tabela 2). Esses dados demonstram que a densidade do solo diminuiu ao longo dos anos com sistema plantio direto, e isso é devido ao sistema de rotação de culturas, pois basicamente a presença das raízes das plantas de rotação aumentaram o volume, pois com a morte das plantas, ocorre a formação dos bioporos aonde se encontrava as raízes. Isso explica que, depois de vários anos com rotação de culturas não é necessário fazer a escarificação do solo, como muitos produtores fazem e dizem que, após três anos de cultivo o solo está compactado. A verdade sobre esse assunto é que grande parte dos produtores faz a ”semeadura direta” e não sistema plantio direto.

Figura 3. Densidade do solo em função dos anos de avaliação e das camadas.

Pode-se definir o sistema plantio direto como uma filosofia que está sustentada na rotação de culturas e na presença na cobertura morta, enquanto que a ”semeadura direta” pode-se dizer que é apenas a dessecação de restos de resíduos culturais e algumas plantas daninhas, que posterior semeadura, sem enfocar na rotação de culturas. Diante desse fato fica claro que o solo poderá estar compactado ao longo de três anos. Assim, não é o sistema plantio direto que compacta o solo após três anos de cultivo, mas sim o manejo errado ocasionado pelos produtores.

Uma variável que poderia ser relacionada com a densidade é o grau de compactação, que representa quanto o solo está compactado, em relação a densidade máxima que ele pode atingir. E nesse aspecto, SUZUKI (2005) apresentou para a soja que valores do grau de compactação em torno de 85% para a soja são ideais em sistema plantio direto. E no caso desse experimento, o ano de 2005/2006 apresentou valor médio do grau de compactação de 80%, o que indica que mesmo após seis anos de cultivo o solo não estava compactado.

SILVEIRA et al. (1997) afirma que o solo sob plantio direto apresenta maior densidade do solo na camada de 0-10 cm devido ao trânsito de máquinas, o que contraria os dados desse experimento, pois em todos os anos a camada de 0-10cm apresentou sempre os menores valores de densidade do solo, que estão aliados a quantidade de matéria orgânica e a presença de cobertura morta que serve com colchão para o suporte de máquinas agrícolas.

COSTA et al. (2006) analisando-se a densidade do solo em profundidade, observaram que os valores mais altos nas camadas de 10–20 e 20–30 cm ocorrem em função, provavelmente, do menor conteúdo de matéria orgânica e do acúmulo das pressões exercidas pelo tráfego nestas camadas.

Porosidade total do solo

Para a porosidade total do solo pode-se observar na Figura 4 que as safras de 2005/2006 e de 2006/2007 apresentam diferença significativa, e que nas camadas avaliadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm existe diferença da camada mais superficial para as demais. Para as safras avaliadas observou redução da porosidade total do solo, e isso pode estar relacionado com a não formação da cultura de inverno (triticale e aveia) que foram semeadas, mais pela grande deficiência hídrica nessa safra não ocorreu a emergência da cultura, isso demonstra claramente que a manutenção de rotação de culturas com posterior cobertura do solo é fundamental para se chegar aos solos sem compactação, pois ficou claramente explicito que ocorreu aumento da densidade na safra 2006/2007 (Figura 3) e conseqüentemente diminuição da porosidade (Figura 4).

Figura 4. Porosidade total do solo em função dos anos de avaliação e das camadas.

Em função das camadas avaliadas, a camada de 0-10 cm apresentou maior porosidade do solo e pode estar relacionado com a presença de matéria orgânica, formada pelos restos vegetais que estão em decomposição.

SUZUKI (2005), ao contrário desse experimento, não observou diferenças na porosidade total ao longo das camadas de um Latossolo Vermelho distroférrico típico, entretanto seus valores foram em torno de 50%, valores um pouco acima desses.

Os dados de porosidade total do solo concordam com COSTA et al. (2006), pois a porosidade total diminuiu com a profundidade de 10 cm, possivelmente em função do maior teor de matéria orgânica na camada superficial e do acúmulo das pressões abaixo de 10 cm de profundidade, resultante do tráfego.

Resistência à penetração

A resistência a penetração é um fator dependente da umidade do solo, ou seja, quanto maior a umidade, menor é a resistência a penetração.

Na Figura 5 é apresentado o resultado médio da resistência à penetração ao longo dos anos, ao avaliar as camadas de solo. Desse modo, as menores resistências foram encontradas na camada superficial de solo de 0–30 cm, a partir desse ponto ocorre aumento significativo da resistência até a camada de 40-50cm. Os valores de resistência a penetração apresentados fogem do elucidado por CANARACHE (1990) apud CAMARGO & ALLEONI (1997) que sugerem que, valores acima 2,5 MPa (Mega Pascal) começam a restringir o pleno desenvolvimento das raízes. Essa afirmação foi realizada com base em solos de preparo convencional, e também segundo BEUTLER & CENTURION (2004) seria de 2,55 MPa. Esses valores são importantes para o sistema de preparo convencional, onde o solo é desestruturado todos os anos, mas para o sistema plantio direto com solo estruturado esses valores não representam a realidade, assim mais ensaios sobre valores críticos de resistência a penetração em sistema plantio precisam ser realizados em diferentes tipos de solos.

Figura 5. Resistência a penetração média durante os anos de avaliação.

COSTA et al. (2006) verificaram que a resistência à penetração no sistema plantio direto com oito e dez anos foram maiores até a camada de 25 cm, e partir desse ponto começa a diminuir. O que discorda da Figura 6 em que se observa aumento constante da resistência a penetração ao longo do perfil do solo.

Figura 6. Resistência a penetração durante os anos de avaliação.

Com relação as safras avaliadas a resistência a penetração foi maior em 2001/2002, o que está relacionado com a densidade do solo, e também que, o solo estava em fase rearranjo de partículas devido a mobilização no ano anterior. A partir dessa safra a resistência a penetração (Figura 6) foi menor, principalmente em 2003/2004, o que pode ser devido a estabilização do sistema. Nas demais safras (2005/2006 e 2006/2007), o comportamento da resistência foi idêntico. Os valores de resistência estão de acordo com SUZUKI (2005), que observou compactações acima de 2,0 MPa nas camadas abaixo de 10 a 20 cm, exceto para o ano de 2003/2004.

Considerações finais

Ocorre melhoria da fertilidade do solo com a implantação do sistema plantio direto.

A densidade do solo diminui ao longo dos anos pelo uso do sistema plantio direto.

Ocorre diminuição do problema da compactação do solo, visto que, o solo estruturado suporta melhor o tráfego de máquinas, e quando a camada compactada existe, ela está até no máximo 15 cm, o que é possível de remoção com o uso da haste sulcadora.

Referências

BEUTLER, A.N.; CENTURION, J.F. Compactação do solo no desenvolvimento radicular e na produtividade da soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.39, n.6, p.581-588, 2004.CAMARGO, O.A.; ALLEONI, L.R.F. Compactação do solo e o desenvolvimento das plantas. Piracicaba: USP, 1997. 132p.COSTA, E.A.; GOEDERT, W.J.; SOUZA, D.M.G. Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.41, n.7, p.1185-1191, 2006.EMBRAPA. Manual de métodos de análise do solo. Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisas de Solos, 1997. 212p.GASSEN, D.; GASSEN, F. Plantio Direto o caminho do futuro. Passo Fundo: Aldeia Sul, 1996. 207p.IAPAR. Instituto Agronômico do Paraná. Amostragem de solo para análise química: plantio direto e convencional, culturas perenes, várzeas, pastagens e capineiras. Londrina, 1996. 28p. (Circular, 90).MIYAZAWA, M.; PAVAN, M.A. e FRANCHINI, J.C. Neutralização da acidez do perfil do solo por resíduos vegetais. POTAFOS, Informações Agronômicas (Encarte Técnico), Piracicaba, n.92, p.1-8, dezembro 2000. MUZILLI, O. Influência do sistema de plantio direto, comparado ao convencional, sobre a fertilidade da camada arável do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.7, p.95-102, 1983.MUZILLI, O. Manejo do solo em sistema plantio direto. In: CASÃO JÚNIOR, R.; CALEGARI, A. Sistema Plantio Direto. Londrina: IAPAR, 2006. p.9-27.RAIJ, B.V.; SILVA, N.M.; BATAGLIA, O.C.; GUAGGIO, J.A.; HIROGE, R.; CANTARELLA, H.; BELLINAZZI JÚNIOR, R.; DECHEN, A.R.; TRANI, P.E. Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo. Campinas: IAC, 1985. 107p.RALISCH, R.; TAVARES FILHO, J. Compactação do solo em sistemas de plantio direto. In: ENCONTRO NACIONAL DE PLANTIO DIRETO NA PALHA, 8, Águas de Lindóia, 2002. Anais... Águas de Lindóia: FEBRAPDP, 2002. p.125-127.SANTOS, H.P.; FONTANELI, R.S.; TOMM, G.O. Efeito de sistemas de produção de grãos e de pastagens sob plantio direto sobre o nível de fertilidade do solo após cinco anos. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.25, p.645-653, 2001.SIDIRAS, N.; PAVAN, M.A. Influência do sistema de manejo do solo no seu nível de fertilidade. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v.9, n.3, p.249-254,1985.SIQUEIRA, R., BOLLER, W., GAMERO, C.A. Capacidade de trabalho e consumo de combustível na trituração de três coberturas vegetais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 26., 1997, Campina Grande. Anais...Campina Grande: Sociedade Brasileira de Engenharia Agrícola, 1997. CD-ROM.SILVEIRA, P.M. da.; SILVA, J.G. da.; STONE, L.F.; ZIMMERMANN, F.J.P. Efeito do sistema de preparo na densidade do solo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 26, Rio de Janeiro, RJ, 20 a 26/07/1997. Anais... Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1997. p. 3.STOLF, R.; FERNANDES, J. ; FURLANI NETO, V. . Penetrômetro de impacto – modelo IAA/Planalsucar – STOLF. STAB, Piracicaba, v1, n. 3, p.18-23,1983. STOLF, R. Teoria e teste experimental de formulas de transformação dos dados de penetrômetro de impacto em resistência do solo. Revista Brasileira de Ciência do solo, Campinas, v15, p.229-235, 1991.SUZUKI, L.E.A.S. Compactação do solo e sua influência nas propriedades físicas do solo e crescimento e rendimento de culturas. 2005. 151f. Dissertação (Mestrado – Ciência do Solo), Universidade Federal de Santa Maria, 2005.TORRES, E.; SARAIVA, O.F.; MOREIRA, J.A.A.; URCHEI, M.A.; HERNANI, L.C.; GAUDÊMIO, C.A.; PRIMAVESI, O.; FRANZ, C.A.B. Compactação do solo. In: SALTON, J.C.; HERNANI, L.C.; FONTES, C.Z. Sistema Plantio Direto. Brasília: EMBRAPA, 1998. p.103-118.

Publicado: Revista Plantio Direto, edição 105, maio/junho de 2008. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo, RS.