Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
Embrapa Solos
Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento

Workshop da Rede de Pesquisa SoloVivo
Indicadores de qualidade da gestão de áreas com sistema plantio direto: palestras e resumos

Luís Carlos Hernani
Marie Luise Caroline Bartz
George Gardner Brown

Editores Técnicos

Embrapa
Rio de Janeiro, RJ
2019

Embrapa Solos

Rua Jardim Botânico, nº 1.024
Bairro Jardim Botânico
22460-000 Rio de Janeiro, RJ

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Embrapa Solos

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Presidente: Daniel Vidal Perez

Secretário-Executivo: Marcos Antônio Nakayama

Membros: Adriana Vieira de Camargo de Moraes, Bernadete da Conceição C.G. Pedreira, David Vilas Boas de Campos, Evaldo de Paiva Lima, Helga Restum Hissa, José Francisco Lumbreras, Joyce Maria Guimarães Monteiro, Maurício Rizzato Coelho, Michele Belas Coutinho Pereira, Ricardo de Oliveira Dart, Wenceslau Geraldes Teixeira

Supervisão editorial: Marcos Antônio Nakayama

Normalização bibliográfica: Enyomara Lourenço Silva (CRB 4/1569)

Foto da capa: Marie Luise Carolina Bartz

Editoração eletrônica: Alexandre Abrantes Cotta de Mello

Capa: Alexandre Abrantes Cotta de Mello

1ª edição

E-book (2019)

O texto e os dados que compõem os documentos desta obra são de inteira responsabilidade de seus autores.

Todos os direitos reservados

A reprodução não autorizada desta publicação, no todo ou em parte,  constitui violação dos direitos autorais (Lei nº 9.610)

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Embrapa Solos

Workshop da Rede de Pesquisa SoloVivo (2018 : Curitiba, PR)

Indicadores de qualidade da gestão de áreas com sistema plantio direto : palestras e resumos / Luís Carlos Hernani, Marie Luise Caroline Bartz, George Gardner Brown, editores técnicos. – Rio de Janeiro : Embrapa Solos, 2019.

E-book. – (Documentos / Embrapa Solos, ISSN 1517-2627 ; 212).

1. Plantio direto. 2. Manejo do solo. I. Hernani, Luís Carlos. II. Bartz, Marie Luise Caroline. III. Brown, George Gardner. IV. Embrapa Solos. V. Título.

CDD 631.5814

Luciana Sampaio de Araujo (CRB 7/5165)

© Embrapa, 2019

Editores Técnicos

Luís Carlos Hernani

Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Marie Luise Carolina Bartz

Bióloga, doutora, professora da Universidade Positivo, Curitiba, PR

George Gardner Brown

Agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Florestas e professor da Universidade Federal do Paraná, Colombo e Curitiba, PR

Agradecimentos

À Universidade Positivo (Curitiba, PR), por ceder gentilmente a sua excelente estrutura para a realização do evento;

À Embrapa, por proporcionar oportunidade de desenvolvimento de trabalhos de grande relevância ao desenvolvimento com equidade e sustentabilidade no âmbito agrícola;

À Itaipu Binacional, por fornecer os recursos financeiros para a execução dos trabalhos que geraram os resultados que em parte foram apresentados neste evento e organizados neste documento;

A todos os integrantes da Rede de Pesquisa SoloVivo comprometidos com a pesquisa relativa à qualidade do manejo do solo e, consequentemente, com a saúde do solo e a conservação de água.

Apresentação

O Workshop "Indicadores de Qualidade da Gestão de áreas com Sistema Plantio Direto" é mais um trabalho desenvolvido pela Rede de Pesquisa SoloVivo (RPSV), que surgiu em função do Projeto "Aprimoramento de Processos para a Qualificação do Manejo de Terras no Centro-Sul do Brasil (SoloVivo)", e é liderada pela Embrapa. A Rede é constituída por produtores, técnicos e pesquisadores de várias áreas do conhecimento, de instituições de pesquisa, ensino, extensão e produção agrícola. Envolve parcerias com prefeituras, ONGs, cooperativas e outros órgãos governamentais e internacionais. Vinte e uma instituições e 63 pesquisadores e colaboradores a compõem atualmente. Destaca-se a participação efetiva dos produtores rurais proprietários das 12 microbacias hidrográficas monitoradas, e evidencia-se a atuação de instituições parceiras como Fundação MS, ASPIPP, Cooperativas (Comigo, Coamo, Coagri, entre outras), GAPES, Universidades (Positivo, UEL, UEMS, IFG, UNESP, UFPR, USP, entre outras), FEBRAPDP e Itaipu Binacional. A RPSV tem imprimido esforços de pesquisa e realizado eventos que buscam induzir mudanças por parte dos produtores rurais no sentido de que reavaliem o seu arranjo produtivo e o manejo que vêm aplicando em suas propriedades e passem a adotar plenamente o Sistema Plantio Direto e a agricultura conservacionista.

Os resultados da Rede são fundamentados em experimentos de longa duração (alguns com mais de 30 anos) conduzidos pela Embrapa e parceiros em Londrina e Campo Mourão (PR), Dourados, Ponta Porã e Ivinhema (MS), Rio Verde (GO) e Passo Fundo (RS), e nos monitoramentos de estações hidrossedimentológicas instaladas em 12 microbacias hidrográficas de primeira ordem, localizadas em Montividiu (GO), Paranapanema (SP), Maracaju (MS), Cambé, Rolândia e Toledo (PR) e Coxilha e Sarandi (RS).

Parte dos resultados obtidos até o final de 2017 pela RPSV foram apresentados e discutidos na Universidade Positivo, Curitiba, PR, em abril de 2018. Cinco palestras sobre temas fundamentais – indicadores de qualidade do solo e água – e 24 resumos oriundos dos trabalhos de monitoramento de solo e água das áreas das 12 microbacias hidrográficas foram discutidos. As palestras e resumos foram organizados e disponibilizados neste documento para memória do evento.

Espera-se que as proposições e os resultados ora apresentados venham a induzir a reflexão sobre as técnicas de manejo do solo e da água que têm sido realizadas nas áreas conduzidas em plantio direto e proporcionem o aprimoramento dessas práticas e se atinja o uso pleno dos princípios do Sistema Plantio Direto (SPD) e seus impactos econômicos, ambientais e sociais.

Petula Ponciano Nascimento
Chefe-Geral da Embrapa Solos

Foto: Sergio Hideiti Shimizu.

Palestras

Qualidade do manejo do solo

José Eloir Denardin1, Luiz Renato D’Agostini2

1Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

2Engenheiro-agrônomo, doutor, professor Titular da Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Introdução

O objetivo geral desta apresentação é fundamentar e expor o status quo de um procedimento de avaliação da qualidade de processos produtivos ou, mais especificamente, da sistematização de um Índice da Qualidade do Manejo do Solo, que seja funcional em diferentes contextos. Considerando o desenvolvimento de um índice a ser aplicado na avaliação da qualidade do manejo do solo, o objetivo específico da preleção resume-se a discutir a concepção deste índice, aplicável a sistemas agrícolas produtivos conduzidos sob os preceitos da agricultura conservacionista, com ênfase na diferenciação entre Plantio Direto e Sistema Plantio Direto.

Objetividade e Subjetividade em Processos de Avalição

Avaliar é inerente à propriedade de distinguir estados e atribuir significados. Por isso, são comuns situações e razões que levam ao interesse em avaliar mais objetivamente. Menos comuns são métodos de avaliação objetiva que logrem ser bem avaliados pelos mais diversos interessados. Ocorre que, dentre outras razões possíveis, interessados podem divergir em relação a quantos e quais aspectos deveriam ser considerados na avaliação. Mesmo em relação a um aspecto por todos reconhecido como relevante na determinação da qualidade de um processo, a significação de uma informação sobre este aspecto pode depender mais do contexto do que de seu conteúdo objetivo. Avaliação da qualidade é, portanto, julgamento fundado no estado ou em objetivas manifestações do objeto, mas orientado pela leitura de observadores interessados em atribuir e distinguir significados. Objetividade e subjetividade são manifestações presentes e igualmente relevantes no modo de ser de seres interessados em avaliar.

Avaliar requer objetividade na produção de informações reconhecidas como relevantes e, de maneira tão objetiva quanto possível, tratar da subjetividade na atribuição de significados àquelas informações. Convém, por isso, que as manifestações tomadas como adequadas para informar sejam sempre manifestações objetivas. Mas, a interpretação, mesmo da mais objetiva informação, é sempre portadora de subjetividade inerente à livre atribuição de significado. Por isso, não cabe preferir ou preterir a objetividade ou a subjetividade na construção de um método de avaliação.

Por tudo do pouco que foi apontado, a efetividade de um método de avaliação depende menos de se identificar tipos e quantidades de informações objetivas com conteúdo adequado, do que de se assegurar que dessas informações mais objetivas sejam derivadas mensagens com significação adequada ao contexto e para os diversos interessados. Objetividade na informação e subjetividade na interpretação são tão somente expressões de complementares e indissociáveis manifestações-componentes de complexo sistema de avaliação. Na organização de um sistema de avaliação, impõe-se tratar de subjetividade com objetividade.

Informações Primárias (IP) e Mensagens Derivadas (MD)

Avaliar processos produtivos a partir do mesmo método e em diferentes contextos requer que sejam satisfeitas algumas condições. Entre elas que o método avalie a partir de informações objetivas sobre aspectos específicos, que as informações mobilizadas não sejam necessariamente sobre os mesmos aspectos e que determinado aspecto possa ser interpretado com diferentes níveis de relevância.

Mesmo quando precisas, em grande número, e em si significantes, informações muito simples e objetivas sobre aspectos específicos podem se revelar restringidas em significação, isto é, não suficientes para possibilitar a avaliação da qualidade de complexos processos produtivos. Todavia, desde que devidamente relacionada com outras informações, mesmo a mais simples e objetiva informação pode se constituir em significante informação-componente de um sistema de informações.

Para que informações mais objetivas possam ser mais facilmente distinguidas de mensagens delas derivadas, de ora em diante as primeiras serão referidas como Informações Primárias e as segundas como Mensagens Derivadas.

Distinguir entre Informações Primárias e Mensagens Derivadas se justifica por razões que vão além de simplesmente distinguir o que seriam propriedades ou manifestações mais objetivas e o que seria expressão de subjetivas interpretações. Essa distinção é uma condição para que um método de avaliação opere adequadamente em diferentes contextos. Enfim, se assume que dependendo do contexto as mesmas informações não são sempre ou igualmente relevantes para avaliar aspectos mais gerais. De outro lado, uma vez definidas quais informações específicas seriam apropriadas para avaliar determinado aspecto mais geral em determinado contexto, são todas igualmente relevantes, ainda que a relevância daquele aspecto mais geral possa mudar com o contexto.

Convém delimitar e distinguir melhor:

Informação Primária (IP) é sempre referente a aspectos mais específicos. Pode ser um parâmetro, uma quantidade, a presença ou ausência de determinado fator, um resultado laboratorial, uma prática de cultivo etc. O estado atual de cada um desses aspectos seria traduzido em nota contida em intervalo predefinido. Para tanto, profissionais, devidamente capacitados, poderiam apontar qual seria a condição desejada para cada aspecto específico. Do mesmo modo, poderiam inferir em quanto é que a condição atual estaria afastada da condição desejada. Associando nota máxima à condição desejada, ao estado atual seria associada uma nota entre zero e àquela nota máxima;

Mensagem Derivada (MD) é sempre referente a aspecto mais abrangente, construída e delimitada a partir de diversas Informações Primárias, e cujo significado também resultará traduzido em nota, ainda que não diretamente atribuída. A nota correspondente à Mensagem Derivada resulta de processamento de notas de Informações Primárias. Essa nota somente pode ser definida a partir do uso de algoritmo específico, sistematizado a partir e de acordo com entendimentos orientadores de como deve operar o método de avaliação.

Uma vez que Mensagens Derivadas referem-se a aspectos mais abrangentes do que as Informações Primárias, esses aspectos mais gerais seriam aspectos previamente definidos, sempre reconhecidos como relevantes na caracterização e na avalição da qualidade de processo de determinada natureza. Todavia, da mesma forma que determinado aspecto mais específico pode se revelar sem qualquer relevância em determinado contexto, aspectos mais abrangentes e sempre relevantes podem assumir diferentes níveis de relevância em função do contexto.

Derivação do Índice de Qualidade (IQ)

Um máximo de qualidade não estaria associado à condição ideal em quaisquer contextos, mas à condição desejável e viável no contexto da avaliação. Portanto, do mesmo modo que uma nota atribuída seria definida pelo afastamento δ do estado atual em relação ao estado desejável, um Índice de Qualidade seria:

(1)

em que IQ é Índice da Qualidade, a unidade refere-se ao máximo de qualidade, e δ é o desvio entre aquele máximo e o Índice de Qualidade verificado, ou seja, δ expressa o significado de desvios das condições desejáveis.

Notas podem ser referentes a Informações Primárias ou a Mensagens Derivadas. Quando é referente a uma Informação Primária, nessa nota haveria expressão de objetividade na medida em que a mesma é definida a partir de estado caracterizável em aspecto específico, e incorporaria subjetividade na medida em que é nota que expressa interpretação do significado daquele estado. Quando a nota é referente a uma Mensagem Derivada, a mesma expressa objetividade na medida em que é derivada de notas referentes a Informações Primárias, e subjetividade na medida em que sua relevância relativa seria definida a partir de interpretação do contexto.

Baseado na fundamentação apontada por Miller (1955) assume-se que o número de Mensagens Derivadas, referentes a aspectos mais gerais, deve ser 7±2. Considerando que Informações Primárias seriam referentes a aspectos mais específicos, parece razoável assumir-se que deveriam ser mobilizadas 5±2 notas de Informações Primárias na derivação da nota de uma Mensagem Derivada. Mas, seja em relação ao menor ou ao maior número de notas, o significado do conjunto de afastamentos em relação à unidade (Equação 1) precisa integrar o significado de um somatório de desvios δ, ou seja, a Equação (1) seria mais bem escrita como:

(2)

(3)

em que δ é desvio verificado na nota de cada um dos i (i = rmínino, rmínimo+1... ...r) aspectos mais gerais ou mais específicos, respectivamente referidos como IP (Informação Primária) ou MD (Mensagem Derivada).

Nas equações (2) e (3) ainda falta incorporar termo para considerar o significado da (ir)regularidade de desvios nas IP nas MD, além de um termo que possibilite contextualmente se mudar a relevância relativa de cada uma dessas últimas.

O grau de irregularidade de desvios δ em n notas de aspectos seria sempre proporcional ao valor da raiz n da média de potências δn, ou seja, quanto maior o número n de aspectos considerados e com desvios δ, mais a irregularidade reduziria a nota resultante. Então, para interessados em ter seu processo produtivo bem avaliado poderia ser conveniente que o processo fosse avaliado a partir de um pequeno número de aspectos. De outro lado, já foi apontado que para avaliar bem convém se avaliar a partir de um máximo de informações adequadas. Então, para incentivar a obtenção de informações, e ao mesmo tempo assegurar significância à irregularidade, o valor da raiz e expoente n pode ser definido como:

(4)

em que rmax é o número máximo de IP que se deveria mobilizar na definição de uma MD ou número máximo de MD na definição do ÍQ do processo produtivo, e r é o número de informações e de mensagens efetivamente mobilizado.

A relevância relativa de cada aspecto é uma fração da unidade de relevância. Então, em uma mesma expressão, a nota de MD e o IQ do processo produtivo seriam dados como:

(5)

em que MD é nota de Mensagem Derivada, IQ é Índice de Qualidade, respectivamente definidos a partir de i(i = rmínino, rmínimo+1... ...r) Informações Primárias ou Mensagens Derivadas com relevância relativa w, e rmax e rmin é 7 e 3 para MD, e 9 e 5 para IQ.

Aplicação do Índice de Qualidade do Manejo do Solo ao Sistema Agrícola Produtivo

A aplicação do Índice de Qualidade do Manejo do Solo ao Sistema Agrícola Produtivo requer consenso referente aos fatores que regem e fundamentam o sistema a ser avaliado. Assim, conceituar Sistema Agrícola Produtivo e os processos empregados em sua gestão se constitui em condição primordial para distinguir Informações Primárias de Mensagens Derivadas e para identificar e elege-las na aplicação do Índice de Qualidade do Manejo do Solo.

a. Sistema Agrícola Produtivo: a produção de grãos, com ênfase às commodities, comanda o mercado agrícola brasileiro, dominando os sistemas agrícolas produtivos praticados.

A base estrutural desses sistemas agrícolas produtivos é constituída por três fatores: clima, planta e solo. O fator clima participa com o potencial “energético”, o fator planta com o potencial “genético” e o fator solo com o potencial “fertilidade” (Figura 1). Em decorrência, a produtividade dos sistemas agrícolas produtivos deriva da interação destes fatores, de modo que não tem sentido referir-se, isoladamente, à produtividade do clima, à produtividade da planta ou à produtividade do solo, pois não há geração de produto na ausência de qualquer um desses fatores ou sem a interação entre eles.

O fator clima, expresso pelo potencial “energético”, é caracterizado pela luz, pela temperatura e pela precipitação. O manejo desse fator é orientado, fundamentalmente pelo zoneamento climático, que determina as regiões aptas e a melhor época do ano para a semeadura de cada espécie cultivada.

O fator planta, expresso pelo potencial “genético”, é a planta em si, ou seja, as espécies e as cultivares. A seleção da planta a ser cultivada é fundamental, pois a questão de manejo está focada no uso do material genético mais responsivo às interações dos fatores clima e solo.

O fator solo, expresso pelo potencial “fertilidade do solo”, é subdividido em seis subfatores, sendo quatro de natureza física e dois de natureza química. Os subfatores de natureza física são: armazenamento e disponibilidade de água; difusão de calor; difusão de gases; e resistência à penetração de raízes. Os subfatores de natureza química são: reação - pH; e disponibilidade de nutrientes às plantas. Todos esses subfatores, sejam de natureza física, sejam de natureza química, se constituem em fluxos, isto é, são dependentes da permeabilidade do solo que, por sua vez, é regida pela estrutura do solo.

No contexto da agricultura conservacionista, com ênfase ao Sistema Plantio Direto, a estrutura do solo, agronomicamente desejada, resulta da atividade biológica do solo, e a atividade biológica do solo reage à quantidade e qualidade do material orgânico aportado ao solo pelas plantas cultivadas, bem como à frequência com que este aporte ocorre. De outro modo, o potencial “fertilidade do solo” do sistema agrícola produtivo resulta do material orgânico adicionado ao solo pelas espécies cultivadas ou pela biodiversidade imposta ao sistema agrícola produtivo (Figura 1). Assim, sob Sistema Plantio Direto, a fertilidade do solo não é suficientemente explicada pelos subfatores de natureza química, pois é a estrutura do solo que define a intensidade dos fluxos de água, gases e calor no solo, bem como as condições físicas para as raízes das plantas acessarem a solução do solo. Em outras palavras, com o abandono do preparo de solo, recorrentemente praticado na camada de 0 a 20 cm de profundidade, os laudos de análise do solo, demonstrando subfatores químicos em suficiência ao desenvolvimento das plantas, não podem ser interpretados como determinantes de “fertilidade do solo”, se a estrutura do solo não permitir fluxos de água, gases e calor e oferecer resistência à expansão do sistema radicular das plantas. Portanto, em sistemas agrícolas produtivos manejados em Sistema Plantio Direto é a estrutura do solo que rege a fertilidade do solo.

Figura 1. Estrutura conceitual de sistema agrícola produtivo. Fonte: Denardin et al. (2012).

Modelo de produção, por sua vez, compreende o arranjo, no espaço e no tempo, das espécies vegetais e/ou animais que compõem os sistemas agrícolas produtivos. O modelo de produção determina a frequência, a quantidade e a qualidade do material orgânico que é adicionado ao solo, interfere na taxa de mineralização dos nutrientes no solo, determina a quantidade e qualidade da matéria orgânica a ser formada no solo, enfim, define a qualidade da estrutura do solo e, consequentemente se constitui em um componente da fertilidade do solo. Portanto, a ação primordial do manejo de um sistema agrícola produtivo reside no planejamento ou na estruturação do modelo de produção, ou seja, na definição de o que será cultivado.

b. Agricultura conservacionista: a expressão agricultura conservacionista, por muito tempo, restringiu-se a um enfoque reducionista, estando associada, única e exclusivamente, ao grau de redução da intensidade de mobilização do solo em relação ao preparo convencional, praticado mediante uma aração e duas gradagens. Em decorrência, surgiram expressões para caracterizar manejos conservacionistas de solo como minimum-tillage (preparo mínimo ou preparo reduzido), zero-tillage ou no-tillage (sem preparo, plantio direto ou semeadura direta) etc., que passaram a receber diversificadas interpretações, em razão de particularidades regionais relativas ao tipo de equipamento agrícola em uso.

Na verdade, agricultura conservacionista é expressa por um complexo tecnológico de enfoque holístico que objetiva preservar, manter e recuperar ou restaurar os recursos naturais, mediante o manejo integrado do solo, da água e da biodiversidade, devidamente compatibilizado com o uso de insumos externos. O conjunto de processos tecnológicos contemplados pela agricultura conservacionista pode ser considerado como um dos mais notáveis progressos do desenvolvimento agrícola das últimas décadas, por envolver redução ou eliminação de mobilizações de solo, preservação dos resíduos culturais na área cultivada, manutenção de cobertura permanente do solo, ampliação da biodiversidade mediante múltiplas culturas em rotação, consorciação e sucessão de culturas, uso de adubos verdes ou de plantas de cobertura de solo, diversificação e complexação de sistemas agrícolas produtivos como sistemas agropastoris, agroflorestais e agrossilvipastoris, manejo integrado de pragas, de patógenos e de plantas espontâneas, controle de tráfego de máquinas e de equipamentos, uso preciso de agroquímicos, ausência de discriminação tecnológica quanto ao estrato fundiário etc., processos esses que constituem pilares de sustentação de um modelo holístico de produção, conservando o solo, a água, o ar e a biota de agroecossistemas. Em outras palavras, agricultura conservacionista pode ser entendida como agricultura eficiente ou efetiva no uso de recursos disponíveis.

c. Plantio Direto: a expressão “plantio direto” ou “semeadura direta” expressa simplesmente o ato de depositar no solo sementes, plantas ou partes de plantas na ausência de mobilização de solo por aração, escarificação ou gradagem, com manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo. Esse termo é fiel ao conceito das expressões zero-tillage, notillage e no-till (sem preparo de solo ou sem amanho do solo) oriundas da Inglaterra e dos EUA, de onde essa técnica foi introduzida em 1969, sob o enfoque de simples método alternativo de preparo reduzido de solo.

A expressão “plantio direto na palha” contempla o mesmo conceito de “plantio direto”, ressaltando a necessidade de manutenção dos resíduos da cultura antecessora na superfície do solo. Esse aspecto, entretanto, não assegura diversificação de espécies ou de modelos de produção, cobertura permanente de solo e nem aporte de material orgânico ao solo em quantidade, qualidade e frequência requeridas pela demanda biológica do solo. Portanto, “plantio direto”, “semeadura direta” e “plantio direto na palha” englobam apenas dois preceitos da agricultura conservacionista: redução ou supressão do preparo intensivo do solo e manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo.

Para as condições edafoclimáticas das regiões subtropical e tropical do Brasil, esses preceitos são insuficientes para a promoção de conservacionismo nos agroecossistemas e proteção dos ecossistemas do entorno. Nessas regiões, é indispensável a eleição de um conjunto de preceitos preconizados pela agricultura conservacionista mais abrangente e eficaz que simplesmente o abandono do preparo do solo e a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo.

d. Sistema Plantio Direto: a expressão “Sistema Plantio Direto” é um termo genuinamente brasileiro. Surgiu, em meados dos anos 1980, em consequência da percepção de que a viabilidade do “plantio direto”, de modo contínuo e ininterrupto, nas regiões subtropical e tropical, requeria um conjunto de preceitos da agricultura conservacionista mais amplo do que apenas a redução ou supressão do preparo do solo e a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo. O “plantio direto” necessitava ser entendido e praticado como “sistema de manejo” e não como simples método alternativo de preparo reduzido do solo.

Nesse contexto, o termo “Sistema Plantio Direto” passou a ser consensualmente conceituado como um complexo de preceitos da agricultura conservacionista destinado à exploração de sistemas agrícolas produtivos, compreendendo mobilização de solo apenas na linha ou cova de semeadura ou de plantio, manutenção de resíduos culturais na superfície do solo e diversificação de espécies estruturada em modelos de produção, via rotação, consorciação e/ou sucessão de culturas. A partir dos anos 2000, esse conceito foi ampliado, passando a incorporar o preceito colher-semear, que representa a redução ou supressão do intervalo de tempo entre uma colheita e a semeadura subsequente.

O processo colher-semear constitui prática relevante na ampliação da biodiversidade, na diversificação de modelos de produção e, por consequência no aumento do número de safras por ano agrícola, mantendo cobertura permanente de solo e aporte ao solo de material orgânico em quantidade, qualidade e frequência compatíveis com a demanda biológica do solo. Esse preceito pode ser avaliado como primordial, tanto na manutenção, quanto na restauração ou recuperação da fertilidade do solo.

A expressão “Sistema Plantio Direto” engloba “plantio direto”, “semeadura direta”, “plantio direto na palha” e “sistema plantio direto na palha”. A expressão “sistema plantio direto na palha” abriga o mesmo conceito de “plantio direto”, apenas enfatizando a presença obrigatória de palha na superfície do solo, condição esta já implícita na palavra “sistema”. Assim, enquanto “plantio direto” atende a apenas dois preceitos da agricultura conservacionista (redução ou supressão do preparo do solo e manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo), “Sistema Plantio Direto”, em razão da palavra “sistema”, atende a, pelo menos, seis preceitos da agricultura conservacionista: preparo de solo apenas na linha ou cova de semeadura ou de plantio; manutenção de resíduos culturais na superfície do solo; ampliação da biodiversidade, mediante diversificação de espécies estruturadas em modelos de produção estruturados em rotação, consorciação e/ou sucessão de culturas; redução ou supressão do intervalo de tempo entre colheita e semeadura (processo colher-semear); manutenção da cobertura permanente do solo; e aporte de material orgânico ao solo em quantidade, qualidade e frequência compatíveis com a demanda biológica do solo.

“Plantio direto” é, portanto, apenas um processo componente do “Sistema Plantio Direto”. Contudo, no contexto da agricultura conservacionista, o “Sistema Plantio Direto” requer discernimento para a implementação de práticas mecânicas ou hidráulicas para controle da erosão hídrica, uso de insumos de forma precisa, controle de tráfego mecânico, animal e humano sobre o solo agrícola e, entre outras, adoção do manejo integrado de pragas.

O “Sistema Plantio Direto” é, assim, uma estratégia de exploração de sistemas agrícolas produtivos que contempla o mais amplo complexo de processos tecnológicos preconizados pela agricultura conservacionista.

Do exposto, é notório e evidente que esse abrangente complexo de benefícios atribuído ao “Sistema Plantio Direto” não é passível de ser creditado ao “plantio direto”, dada a ampla diferença que apresentam em relação à amplitude de preceitos da agricultura conservacionista que contemplam.

Considerações finais

Os fatores requeridos para a avaliação da qualidade do manejo do solo em sistemas agrícolas produtivos estão alicerçados nas atividades empregadas (Informações Primárias) e, por consequência nas implicações decorrentes dessas atividades (Mensagens Derivadas) para a implementação da agricultura conservacionista. O respeito à vida, mediante a incessante expectativa de alcance de uma agricultura irrepreensível ou tendente à sustentabilidade, credencia o Índice de Qualidade do Manejo do Solo como uma ferramenta para a avaliação do grau de atendimento a esse paradigma.

Referências

DENARDIN, J. E.; KOCHHANN, R. A.; FAGANELLO, A.; SANTI, A.; DENARDIN, N. D.; WIETHÖLTER, S. Diretrizes do sistema plantio direto no contexto da agricultura conservacionista . Passo Fundo: Embrapa Trigo, 2012. 15 p. (Embrapa Trigo. Documentos Online, 141). Disponível em: <http://www.cnpt.embrapa.br/biblio/do/p_do141.htm>. Acesso em: 12 out. 2017.

MILLER, G. A. The magical number seven, plus or minus two: some limits on our capacity for processing information. Psychological Review , v. 101, n. 2, p. 343-352, 1955.

Diagnóstico rápido da estrutura do solo (DRES) - por quê e para quê

Amanda Letícia Pit Nunes1, Henrique Debiasi2, Julio Cezar Franchini dos Santos2, Luís Carlos Hernani3, Ana Carolina Polinarski Coqueiro4, Ricardo Ralisch5

1Engenheira-agrônoma, mestre em Agronomia, doutoranda pela Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

4Engenheira-agrônoma, autônoma, Rio Verde, GO

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Agronomia, professor da Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR

Introdução

A degradação da qualidade estrutural do solo, resultante da intensificação do tráfego de máquinas agrícolas pesadas e, principalmente, da baixa diversidade biológica dos modelos de produção de grãos predominantes no Brasil, é um dos principais limitantes ao alcance de altas produtividades, resultando ainda no aumento dos custos de produção e da erosão hídrica. Um dos fatores que certamente contribui para este cenário é a carência de métodos de campo que permitam avaliar diretamente a qualidade da estrutura do solo. Neste contexto, o Diagnóstico Rápido de Estrutura do Solo (DRES) é uma opção para suprir essa carência, constituindo-se assim em uma ferramenta de avaliação visual da qualidade da estrutura do solo. Trata-se de metodologia realizada no campo, aplicada por agrônomos, estudantes, produtores e seus assistentes técnicos. O DRES permite o monitoramento da estrutura do solo, verificando sua evolução e associando-a aos fatores de manejo adotados, resultando ainda, em recomendações para melhoria do manejo, de acordo com a qualidade estrutural observada.

Trata-se de avaliação qualitativa que qualquer pessoa interessada e atenta pode fazer com confiança, após um breve treinamento. Os parâmetros qualitativos são convertidos em quantitativos, o que facilita os registros e a organização de históricos de manejo das áreas, permitindo assim comparações no tempo e no espaço.

O DRES constitui-se também em uma grande ferramenta a ser utilizada em ações de transferência de tecnologias e conhecimentos associados à melhoria da qualidade do manejo do solo. Isto porque a visualização das amostras de solo trabalhadas de acordo com a metodologia do DRES demonstra, de maneira simples, direta e clara, o efeito das práticas de manejo do solo na qualidade estrutural.

Estrutura do solo

Segundo Santos et al. (2005), estrutura do solo é o padrão de organização das partículas primárias em unidades estruturais, os agregados, separadas entre si por superfície de fraqueza ou apenas superpostas. Em abordagem agronômica, a estrutura do solo é a composição destes agregados, que define propriedades como a porosidade e a superfície específica. Trata-se, portanto, da forma como os componentes minerais e orgânicos do solo se arranjam entre si e com os espaços porosos oriundos do arranjo.

O manejo do solo afeta justamente esta organização das partículas com a porosidade, ora alterando o tamanho dos poros diretamente, ora alterando o tamanho das partículas ou seus agentes cimentantes, o que também afeta a porosidade. E qual é a importância disto? É a porosidade do solo que determina os fluxos e o armazenamento de dois (dos três) dos componentes vitais: água e ar. Absolutamente toda atividade biológica do solo depende fundamentalmente de seus poros. O terceiro componente vital, energia, vem do sol, sintetizado em biomassa vegetal pela fotossíntese das plantas e que nutre a atividade biológica do solo principalmente pelas raízes e pelos resíduos vegetais deixados na superfície do solo. As raízes também concorrem pela água e ar armazenado no solo e quanto melhor distribuídos forem estes componentes no solo, maior e melhor será o enraizamento das plantas. As raízes, por sua vez, distribuem matéria orgânica no solo, após sua senescência e durante seu desenvolvimento, alongamento e repartição explora e amplia e consolida os poros do solo. Eis a importância da estrutura solo: o principal componente de sua fertilidade! Diante disso, a estrutura do solo deve ser estudada e monitorada no tempo e no espaço nos mais diversos sistemas de produção agropecuários, por métodos que a avaliem de forma direta.

Diagnóstico Rápido da Estrutura do Solo (DRES)

Por sua complexidade, não há métodos analíticos que avaliem e qualifiquem a estrutura do solo. As análises das propriedades físicas do solo, como densidades, penetrometria, retenção de água, tamisamentos e porosimetrias, entre outros, avaliam os efeitos da alteração estrutural em algum de seus atributos, mas não avaliam a estrutura do solo propriamente dita.

Assim, a avaliação da estrutura do solo passa pela utilização de métodos visuais, que vêm sendo estudados, desenvolvidos e aprimorados há vários anos por diferentes grupos de pesquisa. Entre os métodos de qualificação da estrutura do solo alicerçados em observações visuais, destacam-se os trabalhos precursores de Peerlkamp (1967) ou o perfil cultural de Hénin et al. (1976). Desde então, outros métodos de avaliação visual do solo foram desenvolvidos ou modificados, a exemplo de Gautreaunneau e Manichon (1986), Tavares Filho et. al. (1999), Batey e Ball (2005), Shepherd (2000); Ball e Douglas (2003); FAO (2006), Mueller et al., (2008); Giarola et al. (2009, 2010); e Guimarães et al. (2011).

Dentre esses métodos, muitos necessitam de trincheira ampla e profunda, dificultando sua aplicação em escala de gleba agrícola. Assim, mais recentemente, foram desenvolvidos métodos de mais fácil execução, que requerem a abertura de trincheiras menores e menos profundas, como o VESS (Visual Evaluation of Soil Structure), proposto por Ball et al. (2007), e o VSA (Visual Soil Assessment) desenvolvido por Shepherd (2000).

O VESS provou ser rápido, confiável e sensível aos efeitos do manejo, sendo uma metodologia quantitativa para a avaliar a qualidade física do solo que permite uso por cientistas e gestores da terra. O VSA atualmente é um guia adotado pela FAO (2008), e permite que grandes áreas da paisagem sejam caracterizadas quantitativamente, porém em conjunto e com complemento de medições laboratoriais para monitorar a qualidade do solo. No Brasil, as avaliações usando o método VESS começaram em 2008 e, nos anos seguintes, os estudos foram realizados para validar seu uso e eficácia na determinação diferenças na qualidade da estrutura dos solos sob diferentes sistemas do uso e gestão (GIAROLA et al., 2009, 2010; GUIMARÃES et al., 2011).

A proposta do DRES se baseia nos procedimentos metodológicos de coleta e manipulação das amostras previstos no VESS, buscando facilidade no uso da ferramenta, mas emprega alguns dos critérios adotados no Perfil Cultural, principalmente os adaptados por Tavares Filho et al. (1999). Enquanto o VESS avalia, principalmente, a compactação do solo, o DRES qualifica os agregados, permitindo uma avaliação mais ampla da qualidade estrutural. Na prática, o DRES reconhece, além da compactação do solo, a condição de solo desagregado como um problema e como uma degradação da estrutura, fato comum em situações com intenso revolvimento e/ou baixo aporte de fitomassa da parte aérea e raízes.

Procedimentos metodológicos do DRES

Resumidamente, a metodologia do DRES envolve a coleta de um monólito de solo com o auxílio de pá reta, apresentando dimensões mínimas de 10 cm de espessura, 20 cm de largura e 25 cm de profundidade. Para possibilitar a retirada do monólito, é necessária a abertura de uma mini-trincheira com o auxílio de um enxadão (dimensões aproximadas de 40 cm de comprimento, 30 cm de largura e 30 cm de profundidade), perpendicular às linhas de semeadura. A coleta deve ser realizada quando o solo apresenta um conteúdo de água correspondente à consistência friável. A amostra pode possuir uma ou mais camadas, identificadas por variações de características como estrutura, tamanho e feição dos agregados, cor, presença ou ausência de raízes e outros organismos vivos, presença de terra solta, entre outros. As notas de qualidade estrutural de cada camada (QEc) são atribuídas em função de dois critérios: 1) Presença de evidências de conservação/recuperação (alta atividade biológica e presença de raízes, agregados com tamanho entre 1 e 4 cm com formato arredondado e rugoso, entre outras) ou de degradação (presença de terra solta, pouca atividade biológica e presença de raízes, agregados/torrões maiores que 7 cm, com faces planas, lisas e pouca porosidade visível); e 2) Proporção dos diferentes tamanhos dos agregados obtidos após a manipulação. Os critérios para atribuição do Qec são sumarizados na chave abaixo (RALISCH et al., 2017). A nota final de qualidade estrutural da amostra (IQea) é dada pela ponderação dos Qec pela espessura das respectivas camadas, de maneira similar ao previsto na metodologia do VESS.

Cabe destacar que as classes de tamanhos dos agregados sugeridas são baseadas nas avaliações do perfil cultural (TAVARES FILHO et al., 1999) e nos resultados obtidos nas avaliações feitas adotando esta metodologia (BAQUERO et al., 2012; RALISCH et al., 2001; RALISCH et al., 2010; SILVA et al., 2014).

Em síntese, agregados maiores que 7 cm de diâmetro passam a afetar negativamente o funcionamento do perfil do solo, em função do comprometimento dos fluxos e do armazenamento de água e ar, bem como da penetração de raízes. Por outro lado, o predomínio de agregados entre 1 e 4 cm está associado a perfis sem limitações físicas evidentes. Por outro lado, a presença de estruturas com tamanho menor que 1 cm confere alta vulnerabilidade à erosão e à compactação, quando na superfície do solo, e à compactação quando nas camadas inferiores. Em geral, as camadas desagregadas evoluem negativamente para zonas compactadas, com torrões maiores. Portanto, a presença de estruturas menores que 1 cm implicam redução no Qec, permitindo assim “penalizar” amostras provenientes de áreas submetidas a preparos intensivos de solo, ou com histórico de pouco aporte de raízes.

A metodologia do DRES se propõe a auxiliar na avaliação da evolução das estruturas. Para tanto, é fundamental que se empregue sistematicamente em safras e anos sucessivos, nas mesmas áreas e em épocas/condições semelhantes.

O DRES já vem sendo aplicado com sucesso em diferentes classes de solo. Entretanto, quando executado em solos arenosos, um cuidado a ser observado é com relação à energia aplicada na separação das estruturas, que deve ser bem menor comparativamente aos solos mais argilosos. Outro aspecto importante é a presença natural, em determinadas classes de solo, de agregados com feições associadas à compactação e/ou desagregação. Exemplos disso ocorrem em camadas mais profundas dos Argissolos e Nitossolos (agregados com feições de compactação excessiva) e dos Latossolos (agregados menores que 1 cm). A separação dos efeitos de manejo da condição natural exige, portanto, o conhecimento da classe de solo predominante na área, bem como das características naturais da mesma. A realização de avaliações em áreas com vegetação natural auxilia a separar o que é efeito antrópico do que é de ocorrência natural.

Mais informações sobre a metodologia do DRES são apresentadas em Ralisch et al. (2017).

Considerações Finais

O DRES representa uma opção inovadora para a qualificação da estrutura do solo em escala de gleba agrícola, pois alia a simplicidade e a praticidade dos procedimentos de coleta das amostras utilizados no VESS, aos critérios de qualidade estrutural adotados pelo método do perfil cultural. Dessa forma, permite avaliar a estrutura do solo considerando a ocorrência de processos de degradação por compactação ou desagregação excessiva. Pode ser aplicado a diferentes classes de solos, com pequenas adaptações nos procedimentos metodológicos.

O grande valor prático do DRES está no monitoramento de glebas agrícolas ao longo do tempo, buscando quantificar a evolução da qualidade estrutura do solo (para melhor ou pior) em resposta às práticas de manejo adotadas. Da mesma forma, constitui-se em excelente ferramenta auxiliar em ações de transferência de tecnologias e difusão de conhecimentos, demonstrando de forma clara, direta e simples os efeitos do manejo sobre a estrutura do solo.

Referências

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BALL, B. C.; DOUGLAS, J. T. A simple procedure for assessing soil structural, rooting and surface conditions. Soil Use and Management , v. 19, n. 1, p. 50-56, Mar 2003. DOI: 10.1111/j.1475-2743.2003.tb00279.x .

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TAVARES FILHO, J. et al. 1999. Método do perfil cultural para avaliação do estado físico de solos em condições tropicais. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 23 (2), 393-399.

Índice de qualidade participativo do plantio direto (IQP)

Alba Leonor da Silva Martins1

1Engenheira-agrônoma, doutora em Ciência do Solo, pesquisadora da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

No Brasil, apesar da crescente evolução e adoção do Sistema Plantio Direto (SPD), cerca de 32 milhões de ha (FEBRAPDP, 2012), seu uso de forma plena ainda se dá em área muito restrita (< que 10% dessa área). A resistência dos produtores rurais em adotar estratégias de diversificação, intensificação, rotação e consorciação de culturas, alegando riscos econômicos e, até carência de informação, são algumas das alegações que limitam o uso pleno do SPD. Para facilitar a compreensão dos produtores, técnicos e extensionistas sobre a importância da adoção das práticas com vistas à melhoria da qualidade do manejo do SPD foi proposto o Índice de qualidade participativo do Plantio Direto (IQP) por Roloff et al. (2011).

O IQP foi desenvolvido em áreas localizadas na margem esquerda da represa de Itaipu nas quais se utilizam sistemas de produção com características específicas. Por essa razão, a difusão e uso do IQP em outras regiões do país demandam mobilização de produtores e técnicos nos diferentes locais ou regiões e, possivelmente, adequação metodológica.

A Rede de Pesquisa SoloVivo liderada pela Embrapa com apoio financeiro da Itaipu Binacional é constituída pela parceria de agricultores, técnicos e pesquisadores de várias áreas do conhecimento, de instituições de pesquisa, ensino, extensão, produção agrícola, prefeitura, ONGs, cooperativas, órgãos governamentais e internacionais. Tem por objetivo desenvolver e validar, de forma participativa, ferramentas, entre elas o IQP, para avaliar o desempenho técnico do manejo do solo e da água, em propriedades agrícolas e em microbacias hidrográficas cultivadas sob SPD.

Antecedentes, origem e indicadores do IQP

Eventos e pesquisas para qualificação do Plantio Direto (PD) levaram a Itaipu Binacional a se interessar pela difusão desse sistema no entorno da represa de Itaipu, para reduzir o assoreamento. O Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), entre 1997 e 2006, no projeto “Estímulo à Qualidade do Sistema Plantio Direto na Bacia Hidrográfica do Paraná 3”, diagnosticou obstáculos tecnológicos na adoção do PD em áreas de municípios lindeiros, validando algumas tecnologias conservacionistas e seus resultados que foram organizadas no documento “Sistema Plantio Direto com Qualidade”. O desenvolvimento do IQP foi baseado nesse trabalho.

O IQP foi desenvolvido a partir de um projeto piloto realizado em microbacias monitoradas pelo Programa Cultivando Água Boa – da Itaipu Binacional numa parceria da Fundação Parque Tecnológico Itaipu (FPTI) e o Centro Internacional de Hidroinformática (CIH), instituições ligadas à Itaipu Binacional, em conjunto com a FEBRAPDP, entre 2009 e 2011.

Consiste num questionário diagnóstico cujas respostas geram notas para diferentes temas relativos aos princípios do PD e de boas práticas conservacionistas, para que, junto ao seu técnico, o produtor se auto avalie quanto a eficiência do manejo em suas glebas (ROLOFF et al. ,2011a). Trata-se, portanto, de uma ferramenta de gestão, que avalia a adoção das técnicas e propõe alternativas para melhorar a qualidade do manejo em SPD.

O IQP foi validado em microbacias do Paraná 3 (Toledo, Pacuri, Buriti, Facão Torto, Ajuricaba e Sanga Mineira) utilizando para isto parâmetros químicos e matéria orgânica do solo, a diferença entre a seção ideal e a seção transversal real dos terraços e o número médio de minhocas (ROLOFF et al. (2011b).

Desde 2014, o IQP tem sido revisado por um Grupo de Trabalho (GT) liderado pela FEBRAPDP constituído por diversas instituições, entre elas a EMBRAPA, visando ampliá-lo e adequá-lo para além do Oeste do Estado do Paraná. Atualmente, encontra-se na sua segunda versão, o IQP2.

A Plataforma Web – “Sistema Plantio Direto” do CIH/Itaipu Binacional (https://iqp2.plantiodireto.org/), ao ser acessada permite a identificação, cadastro e armazenamento, espacialização e gestão territorial das informações oriundas das práticas nas glebas. Os indicadores e a nota final do IQP2 são calculados para uma dada gleba isolada ou conjunto de glebas e um relatório com pontos fortes e fracos é gerado, possibilitando ao agricultor adotar melhorias no manejo da sua gleba.

Os indicadores componentes e base para o cálculo do IQP são agrupados por sua relação com os temas (1) Rotação de culturas: Intensidade da Rotação de Culturas (IR); Diversidade da Rotação de Culturas (DR) e Persistência de Resíduos (PR), (2) Revolvimento do solo: Frequência de Preparo do Solo (FP), (3) Conservação do solo e da água: Terraceamento (TE) e Avaliação da Conservação (AC), (4) Nutrição das plantas: Fertilização Equilibrada (FE) e (5) Comprometimento do agricultor com o SPD: Tempo de Adoção (TA). Cada indicador tem valor crítico e peso (fator de ponderação), estimados proporcionalmente a partir da referência regional (no caso original, da Bacia Hidrográfica do Paraná 3). Os valores considerados críticos, que podem então ser usados para priorizar e direcionar as ações corretivas, devem ser reavaliados periodicamente.

A descrição dos indicadores, composição, cálculos, seus valores de referência e críticos para a região Oeste do Paraná, para o IQP 2 (resultante de modificação de abril/2015), estão nas Tabelas de 1 a 5.

Tabela 1. Composição e cálculo do efeito da rotação de culturas, para um período de três anos.

Parâmetro

Dado de entrada

Unidade de medida

Base

Fórmula

Crítico

Ideal

Intensidade Rotação ( IR)

NM = número de meses com cobertura viva em três anos (exceto pousio e plantas espontâneas)

Número de meses

36

IR = NM/36

0,75 (NM=27)

1

Diversificação de rotação (DR)

FD = famílias diferentes que ocorrem na rotação

Número de famílias

3

DR = FD/3

0,67 (FD=2)

1

Persistência de resíduos (PR)

GR = número de gramíneas na rotação (exceto gramíneas para fenação ou silagem)

Número de gramíneas

6

PR=GR/6

0,5 GR=3

1

Fonte: FEBRAPDP, 2011 “Manual de Campo” – revisado pelo Grupo de Trabalho (GT) do IQP em abril/2015

Tabela 2. Composição e cálculo do efeito da ocorrência do preparo do solo.

Parâmetro

Dado de entrada

Unidade de medida

Base

Fórmula

Crítico

Ideal

OBS

Frequência do preparo do solo (FP)

IEP = Intervalo entre preparos (anos)

Sem Preparo: IEP = Base

Preparo apenas na cabeceira: IEP = Basex 0,8

(suposição: 80% da área sem preparo)

Preparo nos canais de terraços: IEP=Base x1,0

Número de anos

12

FP = IEP/12

0,5

1,0

Adotado 12 anos como sendo o período de tempo para quase estabilização do SPD.

Definido os intervalos, segue: 0 a 2 anos: Pontuação=0

-Igual/Acima de 3 anos e abaixo de 6: Pontuação=0,25

- Igual/Acima de 6 anos e abaixo de 9 anos: Pontuação=0,50

- Igual/Acima de 9 e abaixo de 12 anos: Pontuação=0,75

- Igual e acima de 12: Pontuação =1

Fonte: FEBRAPDP, 2011 “Manual de Campo” – revisado pelo Grupo de Trabalho (GT) do IQP em abril/2015.

Tabela 3. Composição e cálculo do efeito de práticas conservacionistas.

Parâmetro

Dado de entrada

Unidade de medida

Base

Fórmula

Crítico

Ideal

Terraceamento (TE)

Com terraços/frequência do transbordamento em 5 anos

Sem terraços

Nunca ou 1 vez

2 ou 3 vezes

>3 vezes

ITE=0

Número de pontos obtidos em dado de entrada

1

TE=ITE/1

0,5 (ITE=0,5)

1

ITE=1

ITE=0,5 Obs: ITEi= indicador de Terracea- mento

ITE=0

Avaliação da Conservação) (AC)

Operações em nível

Solo compactado

Ausência de sinais visíveis de erosão

Sim:

Semeadura ICi=0,7

Pulverização ICi=0,3

Não:ICi=0

Não ICi= 2

Sim, nas cabeceiras ICi=1

Sim, toda lavoura ICi=0

Obs: ICi= indicador de Conservação

Sim ICi=1

Não ICi=0

Número de pontos obtidos em dado de entrada

4

AC=∑ICi/4

AC=0,5

1

Fonte: FEBRAPDP, 2011 “Manual de Campo” – revisado pelo Grupo de Trabalho (GT) do IQP em abril/2015.

Tabela 4. Composição e cálculo do efeito da Fertilização Equilibrada (sem uso de adubação orgânica).

Parâmetro

Dado de entrada

Unidade de medida

Base

Fórmula

Crítico

Ideal

Fertilização equilibrada (FE)

Se baseadas em análise de solo (se não: IFEi=0)

Número de pontos obtidos em dado de entrada

1

FE=∑IFEi/1

0,5(IFE=1)

1,0

Calagem IFEi=0,5

Adubação química IFEi= 0,5

IFEi = indicador fertilização i

Fonte: FEBRAPDP, 2011 “Manual de Campo” – revisado pelo Grupo de Trabalho (GT) do IQP em abril/2015

Tabela 5. Composição e cálculo do efeito do tempo de adoção do SPD

Parâmetro

Dado de entrada

Base

Fórmula

Crítico

Ideal

Tempo de adoção (TA)

T = Tempo de adoção (anos)

25

TA = T/25

0,3 (T=7)

1

Fonte: FEBRAPDP, 2011 “Manual de Campo” – revisado pelo Grupo de Trabalho (GT) do IQP em abril/2015

Fatores de ponderação ou pesos relativizam a importância de cada indicador. Os indicadores e os seus respectivos fatores de ponderação regionalizados de forma participativa para o Oeste do Paraná são apresentados na Tabela 6. Verifica-se, nesta ponderação, que 45% referem-se aos indicadores relacionados à rotação de cultura (IR, DR e PR), 20% referem-se aos indicadores de conservação do solo (TC, AC), 15% à frequência de preparo (FP) e 10% correspondem a cada um dos demais indicadores (FE, TA).

Tabela 6. Indicadores do IQP e respectivos fatores de ponderação.

Indicadores do IQP

Fator de ponderação (pesos)

Intensidade de rotação ( IR)

1,5

Diversidade da rotação (DR)

1,5

Persistência da palhada (PR)

1,5

Frequência de preparo (FP)

1,5

Terraceamento correto (TC)

1,0

Avaliação da Conservação (AC)

1,0

Fertilização ou nutrição equilibrada (FE)

1,0

Tempo de adoção (TA)

1,0

Fonte: (Manual de Campo, FEBRAPDP, 2011)

O IQP é obtido pela somatória dos indicadores multiplicados pelos respectivos pesos, conforme a fórmula

Onde:

IQP = Índice de qualidade participativo (adimensional);

i = número de indicadores (1 a 8);

I = indicador;

f = fator de ponderação ou peso.

Esse método gera valores numa escala de 0 a 10, e o IQP pode então ser classificado em: 10 a 8,51 (Muito bom); 8,5 a 6,51 (Bom); 6,5 a 4,5 (Regular) e < 4,5 (Ruim).

Considerações finais

O IQP como ferramenta de gestão é um bom instrumento qualificador do manejo, uma ferramenta motivadora para mudanças para boas práticas agrícolas, podendo também ser utilizada como norteadora de políticas de fomento a programas conservacionistas. Para tanto, tem passado por adaptações regionais após avaliação ex ante em Martins et. al. (2018), sempre considerando o seu caráter participativo. As alterações dos limites críticos e fatores de ponderação do IQP têm sido realizadas com o objetivo de melhor auxiliar a técnicos e produtores rurais na tomada de decisão para adequação de práticas agrícolas incentivando os usuários a gradativamente, assumirem plenamente o Sistema Plantio Direto, conforme recomendado.

Referências

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MARTINS, A.L.S et al. Avaliação ex ante do Índice de Qualidade Participativo do Plantio Direto (IQP) com produtores do Centro-Sul do Brasil. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2018. 52 p. (Embrapa Solos. Documentos, 203).

ROLLOFF, G.; LUTZ, R.A.T.; MELLO, I. Índice de qualidade participativo do plantio direto. In: METODOLOGIA participativa para avaliação da qualidade do sistema de plantio direto implantado na Bacia Hidrográfica do Paraná. Foz do Iguaçu : FEBRAPDP, [2011?].  p. 3-26 (FEBRAPDP. Boletim Técnico) a. (Disponível em: <https://febrapdp.org.br/download/publicacoes/BOLETIM_TÉCNICO_02.pdf>. Acesso em: 21 maio 2018).

ROLLOFF, G.; LUTZ, R.A.T.; MELLO, I. Validação do Índice de Qualidade Participativo do Plantio Direto In: Programa de estímulo à qualidade do plantio direto na palha na bacia hidrográfica Paraná 3. Ponta Grossa : FEBRAPDP, 2011.  16 p. (FEBRAPDP. Boletim Técnico) b. (Disponível: http://www.febrapdp.org.br/peqp3/publicacoes/Validacao_Indicie_de_Qualidade_do_Plantio_Direto,_2011..pdf Acesso em: 26 outubro 2018).

Índice de dissipação de erosividade (IDE): avaliação de desempenho humano

Luiz Renato D’Agostini1, José Eloir Denardin2, Jorge Lemainski2

1Engenheiro-agrônomo, doutor, professor da Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC

2Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

Introdução

A Política Nacional de Recursos Hídricos, estabelece a bacia hidrográfica como unidade territorial. Em 2003, a Agência Nacional de Águas (2012) propôs, apropriadamente à natureza social da questão ambiental no manejo do meio, em especial da água, o Programa Produtor de Água (PPA). Um dos alvos do PPA é premiar agricultores que adotem práticas de controle de erosão, pressupondo estabelecer correlação entre qualidade de manejo de solo, nível de produção de sedimentos e implicações sobre poluição e disponibilidade de água à jusante.

Com o intuito de operacionalizar o PPA, Chaves et al. (2004) propuseram, a partir de relações entre valores atribuíveis a fatores da Equação Universal de Perdas de Solo - USLE (WISCHMEIER; SMITH, 1978), procedimentos para quantificar “potencial de abatimento de erosão”. Assim, a operacionalização dessa intenção requer procedimento para quantificar as relações entre qualidade do manejo do solo e níveis de erosão. A USLE e seus fatores são empiricamente derivados, logo, a proposição de Chaves et al. (2004) se aplica quando e onde for possível a derivação daqueles fatores. Enfim, usar fatores empíricos em condições diversas daquelas de sua derivação resultaria em perda de confiabilidade na inferência que é condição fundamental em relações de compensação entre interessados.

O objetivo do estudo é propor uma alternativa para a operacionalização do PPA ou de outros programas voltados a avaliar o desempenho humano no uso da terra, através da proposta de um coeficiente para avaliar a produção de sedimentos em escala de bacia hidrográfica.

Material e Métodos

Elementos da proposição

Uma bacia hidrográfica caracteriza um sistema termodinamicamente aberto. Em relação à água e para os propósitos deste estudo, as entradas no sistema ocorrem como precipitação pluvial e as saídas como vazão na foz, onde encontram-se sólidos em suspensão sendo transportados, em um trabalho mecânico. Erosão é, portanto, trabalho mecânico.

A única causa fundamental da erosão e consequente produção de sedimentos é a força gravitacional terrestre. Macroscopicamente, essa causa manifesta-se como energia contida na água da gota da chuva e do escoamento (energia cinética em águas aceleradas pela gravidade).

De outro lado, são diversos os fatores que afetam a efetividade da gravidade em acelerar a água e assim produzir sedimentos. Os fatores relevo e regime de chuvas não dependem do desempenho humano. Já outros sim, como é o caso das condições de superfície decorrentes da qualidade das relações intencionais mantidas entre o homem e o meio.

Fatores não controláveis, como chuva, área e relevo da bacia hidrográfica, podem ser associados à capacidade do sistema em produzir resultado. Já fatores manejáveis, como vegetação e permeabilidade do solo, são associáveis à capacidade do sistema em dissipar capacidade produtora de resultado.

O Segundo Princípio da Termodinâmica implica no fato de que uma quantidade de energia (Joules) não pode ser integralmente convertida em trabalho útil, ou seja:

(1)

em que d é a fração do potencial erosivo E que não é convertida em trabalho útil Ws.

Como Ws e d são frações do potencial E, tem-se:

(2)

em que β é coeficiente de efetividade da conversão. Quanto maior o valor de β, menor é a dissipação de energia erosiva em determinada extensão de terra com determinado padrão geométrico e sob um determinado regime pluvial.

Em processos afastados do equilíbrio termodinâmico, tal como a produção de sedimentos, a fração de energia convertida em trabalho é sempre muito pequena (0≤β<<1). De outro lado, garantir produção de sedimentos igual a zero em terras sob uso é quase impossível. Assume-se, assim, que a dificuldade de melhorar o desempenho ambiental na redução dos valores de β é maior quando os valores deste coeficiente já forem mais baixos. Por isso, o reconhecimento na avaliação de desempenho ambiental também deve crescer na medida em que β diminui.

Então, considerados os sempre baixos valores absolutos de β e a conveniência de se expressar o desempenho ambiental como índice objetivamente comparável, um Índice de Dissipação de Erosividade (IDE) pode ser proposto como:

(3)

em que v ≥ 1 assegurar significância a β em relação à unidade e possibilita selecionar a inclinação da função IDE(β) em função do contexto em que se dá a avaliação de desempenho.

Derivação do trabalho Ws e do potencial energético E

O termo Ws (J) corresponde ao trabalho realizado a expensas de potencial E (J). Esse trabalho consiste no transporte de sedimentos, que ocorre sobre plano de comprimento médio L (m) com inclinação média θ. Assim,

(4)

em que Ms é massa (kg) de sedimentos e g é aceleração gravitacional (m s–2).

De acordo com Villela e Mattos (1975), o comprimento médio L pode ser obtido como:

(5)

em que A é área (m2) da bacia hidrográfica e lw é comprimento (m) da sua rede de drenagem.

O potencial energético E é a quantidade de energia cinética possível de fluir. O termo E é, assim, o somatório da energia cinética da chuva e da energia cinética máxima possível no escoamento superficial. Nos dois casos, a energia cinética emerge da conversão de coordenadas de posição em coordenadas de movimento por ação gravitacional. Tem-se então que:

(6)

em que E (J) é quantidade de energia adequada à realização de trabalho mecânico, EcC é energia cinética da chuva e EcE é energia cinética do escoamento.

Enquanto que o componente EcC, estimado pela equação constante em Wischmeier e Smith (1978), é energia na forma adequada à realização de trabalho mecânico, o componente EcE resulta de produto entre a energia de posição (EpE) idealmente possível de se converter em energia cinética no escoamento superficial e um coeficiente de propensão do fluído viscoso em converter coordenadas de posição em coordenadas de movimento sobre o plano, i.e.:

(7)

em que EpE é energia de posição, Ma é massa de água (kg), g é aceleração gravitacional (ms–2) e h é altura média (m) em relação ao curso d’água para onde flui o escoamento. Logo,

(8)

em que 0<µ<1 é o referido coeficiente de propensão em converter coordenadas. Substituindo a altura h pela correspondente relação entre comprimento e inclinação, tem-se:

(9)

Derivação do coeficiente µ

A propensão da massa converter suas coordenadas de posição em coordenadas de movimento por ação de gravidade é inversamente proporcional ao tempo requerido para a conversão. Em trajetória vertical, o tempo é mínimo e a propensão é máxima. Na medida em que o plano se aproxima da posição horizontal, o tempo tende a infinito e a propensão tende ao mínimo. Assim, há um tempo específico de conversão de coordenadas h correspondente a cada medida de propensão, e ambos variam segundo a inclinação θ do plano, tal que 00<θ<900.

Das equações do movimento, em condição ideal e exclusivamente por ação da gravidade, o tempo th (s) para deslocamento vertical ao longo de uma altura h (m) e o tempo tL (s) de deslocamento ao longo de plano com comprimento L (m) e inclinação θ (0) são, respectivamente:

(10)

Dado que a propensão à conversão de coordenadas de posição em movimento é inversamente proporcional ao tempo dessa conversão, e que th é tempo referencial, a razão entre esse tempo e qualquer tempo tL define coeficiente de propensão específica de conversão sobre plano de comprimento médio L e inclinação média θ. Então:

(11)

em que µ é o coeficiente de propensão em converter coordenadas. Substituindo em (9), tem-se:

(12)

A equação (12) define a quantidade de energia idealmente disponível. Todavia, uma quantidade de energia não define, por si só, a capacidade efetiva do sistema em produzir trabalho. Na realização de um trabalho, a forma que a energia flui pode ser mais determinante que a quantidade, ou seja, a efetividade da energia mecânica realizar trabalho é fortemente determinada pelo produto duração x intensidade do fluxo dessa energia.

Efetividade do regime do fluxo de energia

A energia encerrada na água revela-se tanto mais efetiva em produzir erosão quanto mais a água fluir de forma a manter elevado o produto entre intensidade e duração do fluxo. Assim, propõe-se um coeficiente de efetividade do regime do fluxo de energia a partir da água da chuva como expressão do produto da soma de tempos de precipitação real (teventos) dividida por todo o tempo de uma mesma chuva (ttotal), e a intensidade média ponderada imp de precipitação em cada chuva, dividida pela intensidade máxima imax da chuva no evento correspondente. Tem-se então:

(13)

em que o conjunto de coeficientes (imp/imax) resulta em um único coeficiente (imp/imax)ponderado, ponderado pelo tempo total de eventos, e R é coeficiente redutor de efetividade decorrente do regime de fluxo de energia encerrada na água que incide e pode escoar sobre o solo. Incorporando a equação (13) à equação (12), e substituindo em (2):

(14)

em que Ws é trabalho (J) correspondente ao sedimento carreado até cursos d´água, EcC é energia cinética da chuva (J), Ma é massa (kg) de água potencialmente passível de escoar superficialmente, g é a aceleração gravitacional (ms–2), L é comprimento médio (m) do trajeto de escoamento sobre o solo, θ é inclinação média do terreno, R (adimensional) é termo de efetividade do regime do fluxo de energia, e β é coeficiente (J J–1) de efetividade de conversão de potencial energético em resultado produção de sedimentos.

O Índice de Dissipação de Erosividade (IDE)

O IDE proposto por D’Agostini et al. (2017) é um índice objetivamente comparável que permite distinguir o desempenho individual do ser humano em promover efetivamente o controle do processo de perda e carreamento de sedimento até a rede de drenagem. Movendo-o a desempenhar cada vez melhor, ações que promovam a conservação ambiental. O IDE é determinado pela equação 15.

(15)

No caso admite-se que v = 2.

A proporção de energia erosiva (energia cinética da chuva e do escoamento superficial) que se converte em trabalho mecânico de erosão é baixa, muito baixa (tipo 0,001 ou 0,0001, que equivale a 0,00001% ou 0,000001%). Isso impede a distinção de dois valores de IDE como índices expressos com um ou dois decimais, como seria desejável para se associar a uma nota de desempenho. O v no expoente 1/v do fator b (dentro do parêntese) possibilita superar essa limitação, pois seu efeito é de amplificar aquela fração pequenininha. Uma função de v é essa. A outra função de v é permitir a distinção de desempenhos muito bons. Para isto o valor de v pode ser adequado a uma determinada situação.

A possibilidade de v variar tem a seguinte razão. Na medida em que o desempenho no controle da erosão melhora (o IDE tende à unidade), fica cada vez mais difícil melhorar ainda mais (e por outro lado sempre se poderá melhorar sem nunca alcançar essa unidade). Por isso é fácil distinguir dois desempenhos ruins, mas fica cada vez mais difícil distinguir entre dois desempenhos bons. Isso poderia levar aqueles que já estejam desempenhando bem a se desinteressarem em melhorar ainda mais seu desempenho, uma vez que ficaria inviável se diferenciar. Muito bem! Aumentando o valor de v, o valor a ser diminuído da unidade dentro do parêntese aumenta, possibilitando melhor distinguir entre dois agricultores que já desempenhem bem. Em certas regiões do Brasil a agricultura é menos desenvolvida daquela que se pratica em outras áreas agrícolas, por isso, o v seria escolhido em função desse contexto.

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. 2012. Manual operativo do Programa Produtor de Água. 2 ed. Brasília, DF, 84 p. Disponível em: <http:/, PRodutordeagua.ana.gov.br/Portals/0/DocsDNN6/documentos/ Manual %20 Operativo%20Vers%C3%A3o%202012%20%2001_10_12.pdf>. Acesso em: 12/04/2017

CHAVES, H. M. L.; BRAGA JR, B.; DOMINGUES, A. F.; SANTOS, D. G. 2004. Quantificação dos benefícios e compensações do “Programa do Produtor de Água” (ANA): II. Aplicação. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre, v. 9, n. 3, p. 15-21.

D’AGOSTINI, L.R.; DENARDIN, J.E.; J. LEMAINSKI. Índice de dissipação de Erosividade. Passo Fundo: Embrapa Trigo, 2017 (19p.) – (Documentos online/Embrapa Trigo, ISSN 1518-65 12; 175).

WISCHMEIER, W.; SMITH, D. D. Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning. Washington, DC: U.S. Department of Agriculture, 1978. 58 p. (Supersedes Agriculture Handbook, n. 282). Disponível em: <https://naldc.nal.usda.gov/download/CAT79706928/PDF>.

Melhorando a qualidade dos sistemas produtivos

Júlio Cesar Salton1, Michely Tomazi2

1Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS

2Engenheira-agrônoma, doutora, pesquisador, Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS

Introdução

Uma análise atual dos sistemas agropecuários certamente irá expor expressivas diferenças entre estabelecimentos rurais, muitos dos quais em ambientes semelhantes, mas com resultados produtivos e econômicos muito contrastantes. Essa discrepância pode ser explicada por aspectos de ordem tecnológica, econômica ou social, caracterizando o que denominamos sistemas produtivos como “sustentáveis” ou “não sustentáveis”. No ponto que nos cabe discutir, relacionados às questões tecnológicas envolvidas na eficiência de tais sistemas produtivos, temos o solo como base de todos os processos e dessa forma, ao tratar da qualidade do solo, estaremos tratando da capacidade produtiva dos sistemas e de suas relações com o ambiente.

De forma rotineira, a qualidade do solo (QS) é avaliada por meio da quantificação de atributos químicos do solo (pH, bases trocáveis, CTC, teores de P, N, micronutrientes...) e adicionalmente por avaliações de atributos físicos do solo, como a resistência à penetração mecânica. No entanto, muitas vezes tais indicadores não são suficientes ou adequados para expressar a QS ou a sua efetiva capacidade produtiva. Como alternativa e/ou complemento a tais indicadores, tem sido apontado o teor e a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS), como bom indicador da QS, pois esta interage intensamente com diversos atributos do solo, com a vantagem que sua determinação é mais simplificada que a coleta e processamento de amostras para determinações diretas das variáveis químicas, físicas e biológicas.

A seguir, são apresentados relatos de estudos sobre a QS, com base em avaliação da MOS e da estrutura do solo, em diferentes condições de sistemas de manejo, de solo e de clima.

Fazenda Boa Vista, Douradina, MS

Na Fazenda Boa Vista (Douradina, MS), em área de solo extremamente argiloso, 800 g kg-1 de argila, foram avaliados os teores de MOS no perfil do solo e a presença das raízes da soja, nos anos de 2010 a 2012, comparando os sistemas: a) soja/milho safrinha; b) soja/milho safrinha+braquiária.

Verificou-se que, ao longo do tempo, há efetivamente acúmulo de MOS nas camadas superficiais do solo quando a braquiária é utilizada em consórcio com o milho na entressafra. Como resultado das alterações no teor de MOS e nas interações com os demais atributos do solo, a melhoria na QS manifestou-se de forma a permitir que o sistema radicular da soja se desenvolvesse mais abundante, atingindo camadas mais profundas do solo (Figura 1), com evidentes implicações no desenvolvimento da cultura e na maior capacidade de resistir à ocorrência de veranicos.

Figura 1. Teor de matéria orgânica do solo (MOS) e comprimento de raízes da soja cultivada num Latossolo Vermelho distroférrico muito argiloso, após três safras consecutivas com milho solteiro e milho consorciado com braquiária, na entressafra da soja. Fazenda Boa Vista, Douradina, MS, 2012.

Fonte: Salton e Tomazi (2014).

Área experimental da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS

Em experimento de longa duração implantado na Embrapa Agropecuária Oeste em Dourados, MS, em 1995, em Latossolo Vermelho Distroférrico com 650 g kg-1 de argila, foram comparados quatro sistemas de manejo: (PC: monocultivo de soja com preparo do solo; SPD: rotação de culturas em Plantio Direto; ILP lav: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos – fase lavoura; ILP past: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos – fase pastagem; PP: pastagem permanente) quanto à dinâmica da MOS e à agregação do solo

Verificou-se que o teor de MOS variou ao longo do tempo, havendo redução no sistema com monocultura de soja e com o preparo do solo (PC), enquanto que nos demais sistemas houve aumento, porém com estabilização em níveis e tempos diferentes, obedecendo a sequência: SPD<ILP<PP (Figura 2). A distribuição da MOS no perfil do solo também foi influenciada pelos sistemas de manejo, apresentando maior acúmulo na camada superficial para os sistemas com a presença de pastagens em rotação com a soja ou de forma permanente (Figura 3).

Figura 2. Evolução do teor de matéria orgânica de um Latossolo Vermelho distroférrico muito argiloso de Dourados, MS submetido a sistemas de manejo (PC: monocultivo de soja com preparo do solo; SPD: rotação de culturas em Plantio Direto; ILP: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos; PP: pastagem permanente).

Fonte: Salton et al, dados não publicados

Figura 3. Teor de matéria orgânica no perfil de um Latossolo Vermelho distroférrico muito argiloso submetido sistemas de manejo do solo por 20 anos. Dourados, MS (PC: monocultivo de soja com preparo do solo; SPD: rotação de culturas em Plantio Direto; ILP: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos; PP: pastagem permanente).

Fonte: adaptado de Pavei (2016).

As interações que ocorrem entre a MOS e atributos do solo, sejam químicos, físicos ou biológicos interferem em diferentes graus no funcionamento dos sistemas de produção. Uma das relações mais importantes está na adequação da estrutura do solo com impactos nas diversas funções do solo e no crescimento das plantas. A formação de macroagregados estáveis é fundamental para que o solo apresente boa estrutura física e talvez seja uma boa maneira de expressar a organização dos componentes do sistema solo. A Figura 4 apresenta a qualidade estrutural do solo de diferentes sistemas de manejo medida na forma de porcentagem de desagregação quando os agregados são expostos a níveis crescentes de energia. Verifica-se claramente o efeito das pastagens, na maior resistência dos macroagregados, possivelmente pela maior atividade do sistema radicular, em comparação aos sistemas sem a presença de pastagens.

Figura 4. Desagregação de macroagregados oriundos de um Latossolo Vermelho Distroférrico, muito argiloso de Dourados, MS, submetidos a níveis crescentes de energia ultrassônica (PC: monocultivo de soja com preparo do solo; SPD: rotação de culturas em Plantio Direto; ILP lav: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos – fase lavoura; ILP past: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos – fase pastagem; PP: pastagem permanente).

Fonte: Adaptado de Ramos (2016).

Campo Experimental da Embrapa, Ponta Porã, MS

Experimento implantado em 2010 no campo experimental da Embrapa Agropecuária Oeste, em Ponta Porã, MS, em um Latossolo Vermelho 350 g kg-1 de argila, foram comparados os sistemas de produção: PC - monocultivo de soja com preparo do solo; SPD - sucessão soja / milho + braquiária em Plantio Direto; ILP - rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos; ILPF - rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos entre renques de eucaliptos; PP - pastagem permanente, quanto ao acúmulo de MOS ao longo do tempo.

Observou-se que nos sistemas com a presença de pastagens houve acúmulo de carbono, enquanto que nos sistemas de monocultivo de soja com preparo do solo (PC) e com rotação de culturas no SPD houve perdas em torno de 0,50 g kg1 ano-1 de carbono orgânico na camada de 0 a 20 cm do solo, que resultaram em balanço negativo (Figura 5). Entre as áreas cultivadas sem revolvimento do solo (SPD, ILP e ILPF), é importante ressaltar a importância do tempo de uso da braquiária para o aumento de carbono no solo. Enquanto no SPD a braquiária foi cultivada com milho safrinha, sendo dessecada no início do período chuvoso, nas outras áreas era mantida por 2 anos e sob pastejo, o que contribui para maior acúmulo de carbono no solo.

Figura 5. Balanço do teor de carbono orgânico total de um Latossolo Vermelho de textura média de Ponta Porã, MS após cinco anos de uso dos sistemas de manejo PC: monocultivo de soja com preparo do solo; SPD: sucessão de culturas em Plantio Direto; ILP: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos; ILPF: rotação soja/pastagem em ciclos de 2 anos entre renques de eucaliptos; PP: pastagem permanente.

Fonte: Adaptado de Salton et al. (2015).

Fazenda São Mateus, Selvíria, MS

Em solo de textura arenosa (90 g kg-1 de argila), na Fazenda São Mateus, município de Selvíria, MS, durante oito safras foram monitorados alguns atributos de solo em sistemas de Integração Lavoura-Pecuária conduzidos de acordo com os fundamentos estabelecidos no Sistema São Mateus, no qual antes da cultura da soja foi cultivado pastagem para adequação física do solo conforme o esquema apresentado na Figura 6.

Figura 6. Esquema simplificado das principais etapas para implantação do Sistema São Mateus, partindo de uma pastagem degradada e concluindo com o estabelecimento de um sistema integrado de produção. Fonte: Salton et al. (2013).

As alterações ocorridas nos teores de matéria orgânica do solo em camadas do solo submetidos a diferentes sistemas de manejo durante o período de sete anos estão apresentadas na Tabela 1, no qual se verifica que o sistema de ILP, que nesse caso consistia de dois anos com pastagem e um ano com soja, resultou em aumentos de 32%, 26% e 12% respectivamente para as camadas 0-5 cm, 5-10 cm e 10-20 cm em comparação à condição da pastagem considerada como condição de referência, sem uso de corretivos (Past ref).

Tabela 1. Teor médio da materia orgânica do solo avaliado em 2015 após condução dos sistemas de manejo(1) por sete anos na Fazenda São Mateus, Selvíria, MS.

(1) PD: soja em plantio direto; PC: soja em preparo convencional; ILP: rotação soja/pastagem por 2 anos em plantio direto; Past ref: Pastagem de B. brizantha cv. Marandu na condição de manejo da fazenda; Past rec: Pastagem de B. brizantha cv. Marandu após correção quimica do solo.

Fonte: Salton et al. (2017).

A comparação dos terores de MOS ao longo do tempo, para os diferentes sistemas de manejo com o cultivo da soja, possibilitou a contabilização das perdas ou acúmulo no perfil do solo. Como resultado de tal balanço observou-se que apenas no sistema ILP houve acúmulo de MOS, enquanto que para os sistemas PD e PC verificou-se perdas em todas as camadas avaliadas do perfil do solo (Figura 7).

Figura 7. Balanço dos teores de matéria orgânica (MOS) em camadas do solo submetido a sistemas de manejo (PC: preparo convencional; PD: plantio direto; ILP: rotação soja–pastagem em plantio direto), no período entre 2008 e 2015, na Fazenda São Mateus, Selvíria, MS.

Fonte: Salton et al.,2017.

Certamente relacionado às perdas de carbono no solo, a menor qualidade estrutural do solo foi observada pela redução acentuada do índice de estabilidade dos argregados do solo (IEA), o qual decai ao longo do tempo. No caso da fazenda São Mateus, em cinco anos, o IEA caiu de valores próximos a 1,0 para cerca de 0,3 no sistema convencional, enquanto que no sistema ILP ficou em torno de 0,75 (Figura 8).

Figura 8 Índice de Estabilidade dos Agregados (IEA) observado ao longo do tempo para sistemas de manejo do solo (PC = preparo convencional; PD = plantio direto; ILP = rotação soja–pastagem em plantio direto; Past Ref = pastagem conduzida nas condições originais de manejo; PP = pastagem recuperada e conduzida de forma permanente), na Fazenda São Mateus, Selvíria, MS.

Fonte: Salton et al. (2017).

A Rede de Pesquisa SoloVivo (RPSV) vem atuando na região Centro-Sul do Brasil, onde, em absoluta maioria, os sistemas produtivos envolvem o cultivo de grãos com predominância absoluta da soja no período do verão e do milho na entressafra, contudo há ainda parcela da área cultivada em que o sistema de produção envolve soja/pousio, ou seja, não se cultiva no outono-inverno, resultando em solo sem culturas de cobertura (Tabela 2). Essas práticas são muito importantes para direcionar o sentido em que o processo de evolução da QS irá seguir no tempo.

Estudos indicam que no Sul do Brasil, para manter os estoques de matéria orgânica no solo sob SPD e garantir os benefícios deste sistema, é necessário adicionar 5,4 Mg ha-1ano-1 de carbono ou aporte de 13,5 Mg ha-1ano-1 de massa seca de resíduos vegetais (MS). No sistema de preparo do solo com revolvimento, esse montante de MS seria de 21 Mg ha-1ano-1. Para o Centro-Oeste, Zanatta e Salton (2010) informam que a necessidade de adição de resíduos para manter os estoques de matéria orgânica no solo sob SPD é de aproximadamente 6,3 Mg ha-1ano-1 de carbono, ou seja, 16 Mg ha-1ano-1 de MS. Esses autores apontam ainda que os cultivos tradicionais em tais regiões, como a sucessão soja/milho ou soja/trigo, resultam em aporte médio de 4,49 + 6,14 = 10,63 Mg ha-1ano-1 de carbono e 4,49 + 2,13 = 6,62 Mg ha-1ano-1 de carbono, respectivamente. Esses valores são inferiores às necessidades mínimas para manutenção do equilíbrio no estoque de carbono no solo, o que estaria conduzindo os sistemas produtivos à perda gradual da MOS e a consequente degradação e perda da capacidade produtiva do solo.

Assim, para ampliar a QS e a capacidade produtiva dos solos da região Centro-sul é necessário que sejam inseridos nos cultivos, espécies com maior capacidade de produção de massa vegetal tanto pela parte aérea como pelas raízes associada à ausência do revolvimento da superfície do solo.

Tabela 2. Área (ha x 1000) ocupada pelos cultivos de grãos e fibra na safra 2017/18 no período de primavera/verão e outono/inverno nos estados de Goiás, Mato Grosso do Sul, Paraná, Rio Grande do Sul e São Paulo.

Fonte: Conab (2018)

Considerações finais

De modo geral, a utilização de determinadas práticas pode desencadear uma série de consequências e acelerar a evolução do processo de melhorias na QS ou, no sentido contrário, na perda da QS. Entende-se que os processos têm início na decisão de manter a superfície do solo exposta à ação das intempéries ou de protegê-lo com a manutenção de palha ou restos culturais de plantas de cobertura que ainda enriquecem o solo com a presença e atividade do sistema radicular, estimulando a atividade biológica e acúmulo de carbono no interior do solo. No sentido contrário, a ausência de carbono e material vegetal fresco acaba por reduzir a matéria orgânica e a fertilidade do solo. A Figura 9 apresenta de forma esquemática algumas etapas dos processos de melhoria ou perda da QS e consequentemente da capacidade produtiva dos sistemas agropecuários.

Figura 9. Esquema apresentando fluxos e etapas de processos de melhoria e perda de qualidade e capacidade produtiva do solo.

Referências

CONAB - Informações Agropecuárias. Disponível em: <https://portaldeinformacoes.conab.gov.br/index.php/safra-serie-historica-dashboard>. Acesso em 12 de março de 2018.

PAVEI, D. S. Efeitos de sistemas agropecuários convencionais e conservacionistas na erosão hídrica, infiltração e atributos do solo. 2016. 76 f. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal) - Faculdade de Agronomia, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana.

RAMOS, F. da S. Energia ultrassônica associada a estabilidade de agregados de um Latossolo sob sistemas de manejo. 2016. 70 f. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal) - Faculdade de Agronomia, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana.

SALTON, J. C.; ARANTES, M.; ZIMMER, A. H.; RICHETTI, A.; TOMAZI, M.; KRUKER, J. M.; MERCANTE, F. M.; KICHEL, A. N. Sistema São Mateus: viabilidade técnica-econômica do sistema integrado de produção no Bolsão Sul-Mato-Grossense. Dourados: Embrapa Agropecuária Oeste, 2017. 12 p. (Embrapa Agropecuária Oeste. Circular técnica, 40).

SALTON, J. C., TOMAZI, M. Sistema Radicular de Plantas e Qualidade do Solo. Dourados: Embrapa Agropecuária Oeste, 2014. 6 p. (Embrapa Agropecuária Oeste. Comunicado Técnico, 198).

SALTON, J. C.; FLUMIGNAN, D. L.; TOMAZI, M.; DUBOC, E.; KRUKER, J. M.; SOARES, R. B.; BAUNGARTNER, J. J. Performance of integrated systems (CLS and CLFS) in Ponta Porã, Brazil. In: WORLD CONGRESS ON INTEGRATED CROP-LIVESTOCK-FOREST SYSTEMS; INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INTEGRATED CROP-LIVESTOCK SYSTEMS, 3., 2015, Brasília, DF. Towards sustainable intensification: proceedings. Brasília, DF: Embrapa, 2015.

SALTON, J. C.; KICHEL, A. N.; ARANTES, M.; KRUKER, J. M.; ZIMMER, A. H.; MERCANTE, F. M.; ALMEIDA, R. G. Sistema São Mateus - Sistema de integração lavoura-pecuária para a região do Bolsão Sul-Mato-Grossense. Dourados: Embrapa Agropecuária Oeste, 2013. 6 p. (Embrapa Agropecuária Oeste. Comunicado técnico, 186).

ZANATTA, J. A.; SALTON, J. C. O SPD no sequestro de carbono. A Granja, Porto Alegre, v.66, n. 734, p. 57-59, fev. 2010.

Foto: Sergio Hideiti Shimizu.

Resumos

Relação entre a taxa de infiltração estável de água e o índice de qualidade estrutural do solo

Henrique Debiasi1, Julio Cezar Franchini dos Santos1, Osmar Conte2, Alvadi Antonio Balbinot Junior3, Rafael Soriani4, Wellington Favarim da Silva5, Luís Carlos Hernani6

1Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor em Produção Vegetal, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheiro-agrônomo, mestrando da Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR

5Engenheiro-agrônomo, pós-graduando da Universidade Estadual de Londrina, Promotor de Vendas da Morgan Sementes e Biotecnologia, Cambé, PR

6Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

O Sistema Plantio Direto (SPD) é reconhecido como uma prática importante para a sustentabilidade dos agroecossistemas brasileiros, sobretudo no contexto da produção de grãos. No entanto, o tráfego excessivo de máquinas e a baixa diversificação de espécies vegetais têm resultado na degradação da qualidade estrutural de solos manejados sob SPD, principalmente na camada de 0,10-0,20 m (FRANCHINI et al., 2011). Além de limitar a produtividade das culturas (BEUTLER et al., 2005), a degradação da qualidade estrutural prejudica os processos físicos associados ao desempenho das funções do solo, como a infiltração de água (MORAES et al., 2016), o que por sua vez, favorece os processos erosivos e aumenta o impacto ambiental associado às atividades agrícolas.

A tomada de decisão a respeito das práticas agrícolas a serem adotadas no intuito de favorecer os processos físicos que ocorrem no solo exige o monitoramento da sua qualidade estrutural ao longo do tempo, por meio de ferramentas simples e de fácil aplicação em campo, como o Diagnóstico Rápido da Estrutura do Solo (DRES), proposto por Ralisch et al. (2017). Entretanto, a relação entre o índice de qualidade estrutural fornecido pelo DRES e a magnitude de processos físicos do solo, como a infiltração de água, ainda não é conhecida. Assim, o objetivo deste trabalho foi relacionar a taxa de infiltração estável de água (TIE) na profundidade de 10 cm com o índice de qualidade estrutural da mesma camada (IQec), em microbacias localizadas nos municípios de Toledo e Rolândia, PR.

Material e métodos

O trabalho foi conduzido em duas microbacias hidrográficas de ordem 1, localizadas nos munícipios de Toledo-PR (24º 49” S e 53º 33’ O) e Rolândia-PR (23º 19” S e 51º 27’ O). O solo predominante na área de ambas as microbacias é o LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico, com teores médios de argila, silte e areia na camada de 0-0,2 m de 677 e 635 g kg-1; 212 e 182 g kg-1; e 111 e 183 g kg-1, em Toledo e Rolândia, respectivamente. A microbacia de Toledo apresenta uma área de 99 ha, pertencente a uma única gleba e proprietário. A área vem sendo cultivada nas últimas cinco safras com soja no verão e rotação milho/trigo no outono-inverno, sob SPD. Já a microbacia de Rolândia é composta por nove glebas com diferentes históricos de uso e manejo do solo, sob responsabilidade de oito diferentes produtores, perfazendo uma área total de 315 ha. Em geral, as glebas são manejadas sob SPD envolvendo, em alguns casos preparos esporádicos de solo, com o cultivo de soja no verão e milho e/ou trigo (em rotação ou não) no outono-inverno.

Na microbacia de Toledo, a determinação da TIE e do IQec foi realizada de 28 a 31/08/2017, após a colheita do milho 2ª safra, em 30 pontos distribuídos ao longo de 6 transectos. Em Rolândia, as avaliações foram conduzidas de 8 a 18/10/2017, antes da semeadura da soja, em 54 pontos alocados sobre 11 transectos, posicionados de forma a abranger todas as glebas que compõem a microbacia. As avaliações nas duas microbacias foram realizadas em conteúdo de água do solo equivalente à consistência friável. Em ambas as microbacias, a TIE foi avaliada em duas repetições por ponto, utilizando-se permeâmetro modelo IAC (infiltrômetro de pressão em profundidade), disposto junto a um orifício de 0,065 m de diâmetro aberto no solo até a profundidade de 0,10 m, com o auxílio de trado do tipo de caneca, conforme Vieira (1998). O permeâmetro foi ajustado de forma a manter uma carga hidráulica constante de 5 cm acima do fundo do orifício, sendo as leituras realizadas até a obtenção de valores constantes. A TIE foi então calculada com o auxílio do programa computacional ONEHEAD.EXE, que utiliza a equação básica para a condição de fluxo sob carga constante, dentro de orifício cilíndrico (VILLELA, 2007). Já o índice de qualidade estrutural do solo foi determinado por meio do DRES (RALISCH et al., 2017) em duas amostras por ponto, coletadas em trincheiras abertas ao lado dos orifícios utilizados para quantificação da TIE. Para fins de estabelecimento da relação com a TIE, foi utilizado o IQec da camada identificada pelo DRES que englobava a profundidade de 0,10 m.

Resultados e discussão

Do total de 30 e 54 pontos avaliados em Toledo e Rolândia, 4 pontos por microbacia foram excluídos da análise apresentada na Figura 1 por apresentarem IQec igual ou inferior a 3 na camada de avaliação da TIE, por pulverização do solo (7,5 e 13,3% dos pontos em Rolândia e Toledo, respectivamente). Em média, a TIE foi de 102 mm h-1 em Toledo e 186 mm h-1 em Rolândia, sendo o IQec médio de 2,0 e 1,8, respectivamente. Camadas com alta proporção de solo pulverizado podem apresentar altos valores de TIE em função do maior volume de macroporos (MORAES et al., 2016), principalmente quando a infiltração é avaliada por métodos que desconsideram o impacto das gotas de chuva, como é o caso do permeâmetro modelo IAC, utilizado no presente estudo. No entanto, solos pulverizados apresentam baixa resistência a forças que tendem a formar camadas compactadas, como o tráfego de máquinas, o pisoteio animal e o impacto das gotas de chuva (ORTIGARA et al., 2015), de forma que os valores elevados de TIE nesta situação persistem por pouco tempo e, assim, não refletem adequada qualidade estrutural.

De acordo com a Figura 1, o IQec da camada de avaliação da TIE variou de 2 (qualidade estrutural ruim) a 5 (qualidade estrutural muito boa), com maior frequência de pontos com IQec 3 e 4 (62% e 70% do total de pontos válidos em Toledo e Rolândia, respectivamente). Já a TIE apresentou grande amplitude de variação, com valores entre 23 e 165 mm h-1 na microbacia de Toledo, e entre 15 e 225 mm-1 na microbacia de Rolândia. Em ambos os locais, a TIE aumentou em função do incremento do IQec, atribuído visualmente por meio do DRES. Na microbacia de Toledo, os valores médios de TIE foram de 29,5; 41,4; 74,0; e 128,2 mm h-1 nas amostras com IQec de 2, 3, 4 e 5, respectivamente (Figura 1a). Em outras palavras, camadas com estrutura degradada (IQEc ≤ 3) apresentaram uma TIE média de 33,5 mm h-1, cerca de 65% menor comparativamente a camadas com estrutura preservada, com IQec de 4 ou 5 (101,1 mm h-1). Em Rolândia, a TIE média foi de 32,9; 46,6; 86,4; e 160,2 mm h-1 nas amostras com IQec de 2, 3, 4 e 5, respectivamente (Figura 1b). As diferenças entre as camadas de solo com estrutura degradada (IQEc ≤ 3) ou preservada (IQEc ≥ 4) na microbacia de Rolândia foram similares às observadas em Toledo, equivalentes a cerca de 60% (41,4 e 103,4 mm h-1, respectivamente). Observa-se ainda que a variação da TIE dentro de cada classe de IQec, representada pelo desvio-padrão, foi maior em Rolândia do que em Toledo. Isso pode ser explicado pelo fato de a microbacia de Rolândia ser composta por nove glebas com oito produtores diferentes, com históricos de uso e manejo variáveis, enquanto que, em Toledo, a microbacia envolve uma única propriedade agrícola, com histórico similar em toda a área.

No geral, os resultados demonstraram que os critérios utilizados na atribuição dos valores de IQEc determinado pelo método DRES refletem características da estrutura do solo associadas à infiltração de água, o que valida essa ferramenta de avaliação visual da qualidade estrutural do solo. Conforme Ralisch et al. (2017), o predomínio de agregados grandes (maiores que 7 cm), quadrados e com faces de ruptura planas, associado à baixa atividade biológica e baixa concentração de raízes, localizadas preferencialmente entre os agregados, indica degradação estrutural da camada, levando a atribuição de IQEc ≤ 3. Tal estrutura apresenta baixo volume e qualidade de poros, explicando assim os menores valores de TIE.

Conclusões

Os critérios visuais utilizados pelo diagnóstico rápido da estrutura do solo (DRES) refletem alterações na taxa de infiltração estável de água, demonstrando que esta ferramenta é eficiente em detectar alterações na qualidade estrutural do solo.

Camadas com baixo índice de qualidade estrutural em função de pulverização do solo pode apresentar, temporariamente, valores altos de taxa de infiltração estável de água.

Figura 1. Taxa de infiltração estável de água do solo (TIE), em função do índice de qualidade estrutural da camada (IQec) que engloba a profundidade de 0,10 m, determinado pelo diagnóstico rápido da estrutura do solo (DRES), nas microbacias de Toledo (a) e Rolândia (b). As barras verticais representam o valor de desvio-padrão da média dos valores de TIE para cada IQec. N = número de pontos dentro de cada classe de IQec.

Referências

BEUTLER, A. N.; CENTURION, J. F.; ROQUE, C. G.; FERRAZ, M. V. Densidade relativa ótima de Latossolos vermelhos para a produtividade de soja. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 29, p. 843-849, 2005.

FRANCHINI, J. C.; COSTA, J. M.; DEBIASI, H.; TORRES, E. Importância da rotação de culturas para a produção agrícola sustentável no Paraná. Londrina: Embrapa Soja, 2011. 52p. (Embrapa Soja. Documentos, 327).

MORAES, M. T. de; DEBIASI, H.; CARLESSO, R.; FRANCHINI, J. C.; SILVA, V. R. da; LUZ, F. B. da. Soil physical quality on tillage and cropping systems after two decades in the subtropical region of Brazil. Soil & Tillage Research, n. 155, p. 351-362, Jan. 2016.

ORTIGARA, C.; MORAES, M. T.; DEBIASI, H.; SILVA, V. R.; FRANCHINI, J. C.; LUZ, F. B. Modeling of soil load-bearing capacity as a function of soil mechanical resistance to penetration. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 39, p. 1036-1047, 2015.

RALISCH, R.; DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C.; TOMAZI, M.; HERNANI, L. C.; MELO, A. da S.; SANTI, A.; MARTINS, A. L. da S.; BONA, F. D. de. Diagnóstico rápido da estrutura do solo - DRES. Londrina: Embrapa Soja, 2017. 63 p. (Embrapa Soja. Documentos, 390).

VIEIRA, S.R. Permeâmetro: novo aliado na avaliação de manejo do solo. O Agronômico, v. 47-50, p. 32-33, 1998.

VILLELA, A. L. O. Variabilidade Espacial da Qualidade Físico-Hídrica dos Solos de uma Unidade de Pesquisa em Produção Agroecológica. 2007. 64f. Dissertação (Mestrado em Ciências), Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2007.

Índice de qualidade Participativo do Plantio Direto (IQP) em glebas de microbacia hidrográfica na região de Rolândia, PR

Henrique Debiasi1, Osmar Conte2, Julio Cezar Franchini dos Santos1, Alvadi Antonio Balbinot Junior3, Alba Leonor da Silva Martins4, Luís Carlos Hernani5

1Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR.

2Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor em Produção Vegetal, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheira-agrônoma, doutora em Ciência do Solo, pesquisadora da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

O Sistema Plantio Direto (SPD) constitui-se em uma das ferramentas mais importantes para a intensificação sustentável da agricultura. Para isso, o SPD deve ser adotado em consonância com seus princípios básicos, como a ausência de preparo do solo e a utilização de modelos de produção com alta biodiversidade, envolvendo espécies vegetais com elevada capacidade de produção de fitomassa de parte aérea e raízes. Adicionalmente, o SPD deve ser associado a práticas mecânicas de controle da erosão, como o terraceamento e o cultivo em nível. Entretanto, na maior parte dos quase 32 milhões de ha manejados sob SPD no Brasil, os princípios básicos deste sistema não têm sido seguidos pelos agricultores. Neste sentido, a avaliação da qualidade do manejo do solo no SPD, utilizando o Índice de Qualidade Participativo do Plantio Direto (IQP) (FEBRAPDP, 2011), pode motivar o produtor a retomar o uso de práticas conservacionistas de solo. O IQP é constituído por indicadores relacionados à rotação/diversificação de culturas, ao revolvimento do solo, à conservação do solo e da água, à nutrição das plantas e ao comprometimento do agricultor com o SPD. A valoração de cada um desses indicadores é feita mediante informações fornecidas pelos produtores interessados via aplicação de questionário, que são comparadas a critérios pré-estabelecidos de qualidade de manejo. A estrutura do solo e a infiltração de água são atributos diretamente associados à qualidade do manejo do solo (MORAES et al., 2016; RALISCH et al., 2017). Assim, é possível que a taxa de infiltração estável de água do solo (TIE), e o Índice de Qualidade Estrutural do Solo (IQEs), obtido pela aplicação do Diagnóstico Rápido da Estrutura do Solo (DRES), proposto por Ralisch et al. (2017), sejam positivamente associados aos valores de IQP. Para testar essa hipótese, foram correlacionados a TIE e o IQEs aos valores de IQP, estimados a partir de informações fornecidas pelos produtores e corrigido por observações técnicas de campo, em oito glebas agrícolas componentes de microbacia hidrográfica na região de Rolândia, PR.

Material e métodos

O trabalho foi conduzido em uma microbacia hidrográfica de 1ª ordem, localizada no munícipio de Rolândia, PR (23º 19” S e 51º 27’ O). O solo predominante na microbacia é o LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico, com teores médios de argila, silte e areia na camada de 0-0,2 m de 635, 182, e 183 g kg-1, respectivamente. A área avaliada é composta por oito glebas com diferentes históricos de uso e manejo do solo, sob responsabilidade de oito diferentes produtores, perfazendo um total de 273 ha. Em geral, as glebas são manejadas sob SPD envolvendo, em alguns casos, preparos esporádicos de solo, com o cultivo de soja no verão e milho e/ou trigo no outono-inverno.

A determinação da TIE e do IQEs foi realizada em outubro/2017, antes da semeadura da soja, em 54 pontos alocados sobre 11 transectos, posicionados de forma a abranger todas as glebas da microbacia. A TIE foi avaliada com duas repetições por ponto, utilizando-se permeâmetro modelo IAC, alocado junto a um orifício de 0,065 m de diâmetro aberto no solo até a profundidade de 0,1 m, com o auxílio de trado do tipo de caneca, conforme Vieira (1998). O permeâmetro foi ajustado para manter carga hidráulica constante de 5 cm acima do fundo do orifício, sendo as leituras realizadas até a obtenção de valores constantes. A TIE foi então calculada com o auxílio do programa computacional ONEHEAD.EXE. Já o IQEs foi determinado por meio do DRES (RALISCH et al., 2017) em duas amostras por ponto, coletadas em trincheiras abertas ao lado dos orifícios utilizados na quantificação da TIE. O IQP foi estimado conforme Roloff et al. (2011), considerando as alterações propostas pelo Grupo de Trabalho de Revisão do IQP, em 2014 (IQP2). Foram calculados dois valores de IQP por gleba, um levando em consideração apenas as informações fornecidas pelos entrevistados, e outro, realizando-se correções nessas informações, com base em observações técnicas de campo.

Resultados e discussão

A correção das informações fornecidas pelos entrevistados, tendo como base observações de campo, proporcionou diferenças importantes nos valores dos indicadores do IQP em todas as glebas da microbacia, com exceção da gleba 7 (Figura 1 g).

Figura 1. Valores dos indicadores intensidade da rotação (IR), diversidade da rotação (DR), frequência de preparo do solo (FP), persistência da palhada (PR), terraceamento (TE), conservação do solo (AC), fertilização equilibrada (FE) e tempo de adoção do PD (TA), componentes do IQP, obtidos com base nas informações declaradas pelos produtores, com correção técnica e sem essa correção, nas glebas 1 (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f), 7 (g) e 8 (h).

As diferenças ocorreram para os indicadores AC (conservação do solo), TE (terraceamento) e FP (frequência de preparo), sendo os valores corrigidos sempre inferiores aos obtidos somente com base nas entrevistas. No caso do indicador AC, houve conflito entre as informações relatadas e as observadas a campo em seis das oito glebas (75%), sendo as principais discrepâncias relacionadas à existência de sinais visíveis de erosão e de compactação de solo. Das oito glebas avaliadas, em cinco (62,5%) houve diferenças entre os valores originais e corrigidos para o indicador TE, associadas ao relato de um menor número de transbordamentos dos terraços comparativamente aos observados no campo. Do mesmo modo, a frequência de operações de preparo do solo em três anos foi maior do que a informada pelos entrevistados em 50% das glebas.

Considerando os valores corrigidos, os maiores problemas na microbacia também foram relacionados aos indicadores TE, AC e FP, já que sete das oito glebas (87,5%) apresentaram pelo menos um desses indicadores abaixo do nível crítico (Figura 1). Por outro lado, os valores dos indicadores persistência da palhada (PR), intensidade (IR) e diversidade (DR) da rotação, com ou sem correção, foram iguais em todas as glebas, o que pode ser atribuído à utilização exclusiva da sucessão milho 2ª safra ou trigo/soja na microbacia. Mesmo proporcionando baixa biodiversidade e produção de fitomassa de parte aérea e raízes, o que compromete a sustentabilidade do sistema de produção (CALEGARI, 2006), esse modelo foi suficiente para que os valores dos indicadores IR, DR e PR ficassem acima do nível crítico (Figura 1). Esse resultado evidencia a necessidade de revisão dos critérios associados a esses indicadores, bem como de seus limites críticos.

Nas glebas 1, 4 e 7, os valores do IQP corrigidos foram similares aos calculados a partir das informações obtidas nas entrevistas (Figura 2). Nas demais glebas, a correção diminuiu o valor do IQP o que, por sua vez, alterou a interpretação a respeito da qualidade do manejo de solo. Neste sentido, utilizando somente as informações relatadas pelos entrevistados, o IQP foi inferior ao valor crítico em apenas em uma gleba. Quando as observações de campo foram consideradas, cinco das oito glebas (63%) apresentaram manejo de solo crítico. Esses resultados evidenciam que, para garantir a representatividade do IQP como ferramenta de avaliação da qualidade do manejo do solo, é preciso associar a aplicação do questionário a observações de campo na gleba avaliada. Não menos importante é o comprometimento e interesse do entrevistado, o que pode ser conseguido mediante um trabalho contínuo de conscientização e transferência de tecnologias, com a efetiva participação do produtor interessado.

Figura 2. Índice de qualidade participativo do plantio direto (IQP, versão IQP2), obtido com base nas informações declaradas pelos produtores, com ou sem correção por meio de observações de campo (a), e relações entre o IQP corrigido e a taxa de infiltração estável de água (TIE) (b) e com o índice de qualidade estrutural do solo (IQEs), estimado pelo DRES (c), em oito glebas pertencentes à microbacia de Rolândia, PR. M: IQP médio das oito glebas componentes da microbacia; *: equação estatisticamente significativa (Teste F, p<0,005).

Considerando todo o conjunto de dados, os valores de TIE e IQEs não se correlacionaram com o IQP, tanto na presença quanto na ausência de correção (dados não apresentados). Entretanto, a TIE aumentou linearmente com o incremento dos valores corrigidos de IQP, quando três glebas (2, 4 e 8) foram excluídas da análise (Figura 2b). Essas glebas apresentaram baixo IQP corrigido, mas altos valores de TIE, superiores a 100 mm/h, o que é explicado pelo fato de as mesmas terem sido submetidas a preparos primários de solo nos últimos três anos. No curto prazo, o revolvimento do solo aumenta o volume de poros, especialmente os de maior diâmetro, com o consequente aumento da TIE (MORAES et al, 2016). Porém, solos revolvidos apresentam maior suscetibilidade à compactação (ORTIGARA et al., 2015), de forma que altos valores de TIE nesta situação persistem por pouco tempo e, assim, não refletem adequada qualidade estrutural.

O IQEs também apresentou relação linear e positiva com o IQP corrigido, excluindo-se da análise apenas a gleba 4 (Figura 2c). Neste sentido, a gleba 4 apresentou alto IQEs por ser uma área recentemente incorporada à agricultura de grãos (2014), com histórico anterior de lavoura permanente de café submetida a frequentes adubações orgânicas. Entretanto, o IQP foi baixo, devido ao pouco tempo de adoção do SPD, à realização de preparo de solo nos últimos três anos (para conversão do cafezal em lavoura temporária) e, também, pelo fato de a adubação não se embasar em análise química de solo (baixo valor para o indicador FE – fertilização equilibrada), o que não é um fator com reflexos imediatos na estrutura do solo (Figura 1d). Por outro lado, as glebas 2 e 8, com alta TIE (Figura 2a), apresentaram baixo IQEs em razão da pulverização do solo decorrente da mobilização mecânica (RALISCH et al., 2017), o que foi coerente com os baixos valores de IQP. É importante ressaltar ainda que o IQP sem as correções não se correlacionou com a TIE e o IQEs mesmo com a retirada das glebas discrepantes.

Conclusões

A correção dos valores dos indicadores do IQP por observações técnicas de campo é essencial para melhor representatividade desta ferramenta. O comprometimento e o interesse dos produtores avaliados também são fundamentais para que o IQP reflita de fato a qualidade do manejo do solo sob SPD.

Os indicadores associados à frequência de preparo do solo, à conservação do solo e ao terraceamento foram os mais críticos para o IQP na microbacia.

Apesar do predomínio de modelos de produção pouco diversificados na microbacia, os valores dos indicadores relacionados à rotação de culturas não foram críticos, evidenciando necessidade de reavaliação dos critérios e/ou limites críticos destes indicadores.

O IQP apresenta relação com a TIE e com IQEs estimado pelo DRES, constituindo-se em uma ferramenta sensível à qualidade do manejo do solo adotado. No estabelecimento de relações entre o IQP e indicadores quantitativos de qualidade do solo, incoerências podem ocorrer dependendo das práticas de manejo adotadas.

Referência

CALEGARI, A. Plantas de cobertura. In: CASÃO JUNIOR, R.; SIQUEIRA, R.; MEHTA, Y. R.; PASSINI, J. J. Sistema plantio direto com qualidade. Londrina: IAPAR; Foz do Iguaçu: Itaipu Binacional, 2006. p. 55-74

MORAES, M. T. de; DEBIASI, H.; CARLESSO, R.; FRANCHINI, J. C.; SILVA, V. R. da; LUZ, F. B. da. Soil physical quality on tillage and cropping systems after two decades in the subtropical region of Brazil. Soil & Tillage Research, n. 155, p. 351-362, Jan. 2016.

ORTIGARA, C.; MORAES, M. T.; DEBIASI, H.; SILVA, V. R.; FRANCHINI, J. C.; LUZ, F. B. Modeling of soil load-bearing capacity as a function of soil mechanical resistance to penetration. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 39, p. 1036-1047, 2015.

RALISCH, R.; DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C.; TOMAZI, M.; HERNANI, L. C.; MELO, A. da S.; SANTI, A.; MARTINS, A. L. da S.; BONA, F. D. de. Diagnóstico rápido da estrutura do solo - DRES. Londrina: Embrapa Soja, 2017. 63 p. (Embrapa Soja. Documentos, 390).

ROLOFF, G.; LUTZ, R. A. T.; MELLO, I. Índice de qualidade participativo do plantio direto. Ponta Grossa: FEBRAPDP, 2011a. (Boletim técnico). Disponível em: <https://febrapdp.org.br/download/publicacoes/BOLETIM_TCNICO_02.pdf>. Acesso em: 25 mar. 2018.

VIEIRA, S.R. Permeâmetro: novo aliado na avaliação de manejo do solo. O Agronômico, v. 47-50, p. 32-33, 1998.

Relações entre índice de qualidade participativo (IQP), produtividade e desempenho econômico de modelos de produção conduzidos em plantio direto em Campo Mourão, PR

Julio Cezar Franchini dos Santos1, Henrique Debiasi1, Alvadi Antonio Balbinot Junior2, Osmar Conte3, Alba Leonor da Silva Martins4, Luís Carlos Hernani5

1Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Produção Vegetal, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheira-agrônoma, doutora em Ciência do Solo, pesquisadora da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

Na ampla maioria dos casos, o Sistema Plantio Direto (SPD) não tem sido adotado em consonância com seus fundamentos (mínimo revolvimento e utilização de modelos de produção com alta biodiversidade). Adicionalmente, práticas mecânicas de controle da erosão têm sido abandonadas, levando à degradação da qualidade do solo. Entre as ações que podem contribuir para alterar esse quadro, encontra-se a utilização de ferramentas de baixo custo para avaliar a qualidade do manejo do solo em SPD e, assim, motivar o produtor a adotar tecnologias de conservação de solos. Neste contexto, a Federação Brasileira de Plantio Direto e Irrigação (FEBRAPDP), apoiada pela Itaipu Binacional, propôs o Índice de Qualidade Participativo do Plantio Direto (IQP) (ROLOFF et al [2011]). O IQP foi construído a partir de indicadores agrupados por sua relação com a rotação de culturas, o revolvimento do solo, a conservação do solo e da água, a nutrição das plantas e o comprometimento do agricultor com o SPD e, para sua avaliação, elaborou-se um manual (FEBRAPDP, 2011). Em 2014, um grupo de trabalho coordenado pela Itaipu Binacional e FEBRAPDP, com a participação de diversas outras instituições, propôs alterações nos indicadores do IQP, originando então o IQP2.

A consolidação do IQP e do IQP2 como ferramentas de avaliação da qualidade do manejo do solo em SPD exige o estabelecimento de relações empíricas com indicadores objetivos e quantitativos, como a produtividade das culturas e o desempenho econômico dos sistemas de produção. Neste sentido, a produtividade e o desempenho econômico integram os efeitos do manejo sobre a qualidade do solo, desde que os demais fatores sejam controlados experimentalmente. Assim, o objetivo deste trabalho foi relacionar o IQP e o IQP2 à produtividade de grãos e ao desempenho econômico de modelos de produção avaliados em experimento de longa duração, conduzido na região de Campo Mourão, PR.

Material e métodos

O estudo foi realizado com base nos resultados de desempenho econômico de modelos de produção e de produtividade de soja, trigo e milho 1ª e 2ª safras, em experimento de longa duração conduzido desde 1985 na Fazenda Experimental da Coamo, localizada em Campo Mourão, PR (24º05’S, 52º21’ O e 630 m de altitude). Na área experimental há um LATOSSOLO VERMELHO Aluminoférrico, de textura muito argilosa (703 g kg-1 de argila). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições e doze tratamentos, caracterizados por diferentes modelos de produção. Neste trabalho, foram considerados cinco tratamentos/modelos de produção conduzidos em SPD, avaliados ao longo das safras 2011/12, 2012/13, 2013/14 e 2014/15 e compostos pelas seguintes sequências de culturas: M1 = milho 2ª safra(Mis)/soja(So)–trigo(Tr)/So–nabo forrageiro(Nf)/milho safra normal ou 1ª. safra(Mi)-Tr/soja precoce(Sop); M2 = Mis/So–Tr/So-aveia(Av)/Mi-Mis/Sop; M3 = Tr/Sop-Mis/So-Av+Nf/Sop-Mis/So; M4 = Mis/So-Mis/So-Mis/Mi-Mis/So; e M5 = Tr/So-Tr/So-Tr/So-Tr/So. A adubação e o manejo das culturas foram uniformes em todos os tratamentos e realizados conforme as indicações técnicas para cada espécie.

Para avaliação da produtividade, foram colhidas mecanicamente 24 linhas (0,20 m entre linhas) de 26 m de trigo, 8 linhas (0,50 m) de 30 m de soja, e 4 linhas (0,80 m) de 30 m de milho (1ª e 2ª safras). O lucro operacional foi estimado pela renda bruta (produtividade de grãos por unidade de área x preço da saca de 60 kg) subtraída dos custos operacionais (custos variáveis + custos fixos), obtidos junto ao Departamento de Economia Rural da Secretaria da Agricultura e do Abastecimento do Estado do Paraná (Deral/Seab). A remuneração dos fatores terra e capital fixo não foi computada nos custos de produção. Os preços da saca de 60 kg da soja, milho e trigo também foram obtidos junto ao Deral/Seab. Os custos relacionados à implantação e manejo das culturas de cobertura foram considerados nos cálculos dos modelos envolvendo o cultivo destas espécies. O IQP foi estimado conforme metodologia descrita em (ROLOFF et al. [2011]; FEBRAPDP, 2011). Para o cálculo do IQP, foram consideradas as alterações propostas pelo Grupo de Trabalho de revisão desse indicador, que em 2014, propôs o IQP 2.

Resultados e discussão

Os modelos de produção com menor biodiversidade, caracterizados pelo cultivo contínuo de milho ou trigo no outono-inverno (M4 e M5), foram os que apresentaram os menores valores de IQP (6,83 e 7,08) e IQP2 (7,88 para ambos) (Figura 1a e 1b). Por outro lado, nos tratamentos com maior grau de diversificação de espécies vegetais (M1, M2 e M3), os valores variaram de 8,08 a 8,33 (IQP) e de 8,67 a 8,92 (IQP2). O lucro operacional acumulado por ha, em um ciclo completo de rotação (quatro safras) foi, em média, R$ 1.608,00 (15,4%) superior nos tratamentos mais diversificados e com maiores valores de IQP e IQP2 (M1, M2 e M3), o que corresponde a R$ 402,00/ha por ano agrícola.

Figura 1. Lucro operacional acumulado x Índice de Qualidade Participativo, versão IQP (a) e IQP2 (b) para os modelos de produção M1: milho 2ª safra(Mis)/soja(So)-trigo(Tr)/So-nabo forrageiro (Nf)/milho(Mi)-Tr/soja precoce(Sop); M2: Mis/So-Tr/So-aveia(Av)/Mi-Mis/Sop; M3: Tr/Sop-Mis/So-Av + Nf/Sop-Mis/So; M4: Mis/So-Mis/So-Mis/Mi-Mis/So; e M5: Tr/So-Tr/So-Tr/So-Tr/So; conduzidos nas safras 2011/12-2014/15, em Latossolo Vermelho muito argiloso de Campo Mourão, PR.

A variação da produtividade de grãos das culturas comerciais envolvidas nos modelos de produção correspondeu à variação do IQP e do IQP2, de forma similar ao que ocorreu com o lucro operacional (Figura 2). O trigo foi a cultura que mais ganhou produtividade nos modelos de produção com valores mais elevados de IQP e IQP2, equivalente a 900 kg/ha (34%) (Figuras 2c e 2d). Para as demais culturas, os tratamentos com maiores IQP e IQP2 proporcionaram aumentos médios de 315, 478 e 895 kg/ha na produtividade da soja (So), milho 2ª safra (Mis) e milho 1ª safra (Mi), respectivamente.

Figura 2. Produtividade média (safras 2011/12 a 2014/15) de soja (a, b), trigo (c, d), milho (e, f) e milho 2ª safra (g, h) x Índice de Qualidade Participativo, versão IQP (a, c, e, g) e IQP2 (b, d, f, h) para os modelos de produção M1: milho 2ª safra(Mis)/soja(So)-trigo(Tr)/So-nabo forrageiro (Nf)/milho(Mi)-Tr/soja precoce(Sop); M2: Mis/So-Tr/So-aveia(Av)/Mi-Mis/Sop; M3: Tr/Sop-Mis/So-Av + Nf/Sop-Mis/So; M4: Mis/So-Mis/So-Mis/Mi-Mis/So; e M5: Tr/So-Tr/So-Tr/So-Tr/So; conduzidos em Latossolo Vermelho muito argiloso de Campo Mourão, PR.

Os resultados demonstram que o IQP e o IQP2 apresentam relação positiva com o lucro operacional e com a produtividade das culturas, constituindo-se, assim, em ferramentas sensíveis às melhorias na qualidade do manejo do solo proporcionadas pela adoção de modelos de produção com maior biodiversidade. Entretanto, o IQP apresentou maior capacidade de diferenciar os modelos com menor e maior diversificação do que o IQP2, sinalizando maior sensibilidade. O IQP médio dos tratamentos menos diversificados (M4 e M5) foi de 6,96, contra 8,16 nos modelos mais diversificados (M1, M2 e M3). Já pelos critérios utilizados no IQP2, os valores aumentaram mais nos modelos M4 e M5 do que nos demais modelos, resultando em menor amplitude de variação (7,88 no M4 e M5, contra 8,81 no M1, M2 e M3). Isto ocorreu porque o indicador Diversidade da Rotação (DR), que no IQP correspondia ao número de espécies cultivadas em três anos, passou a ser estimado, no IQP2, pelo número de diferentes famílias de plantas, reduzindo assim as diferenças entre os modelos de produção. Diferentes espécies de plantas, mesmo sendo da mesma família, podem apresentar características contrastantes em termos de quantidade e qualidade da fitomassa da parte aérea e raízes e dos exudatos radiculares, bem como na reação a pragas, doenças e nematoides. É o caso do trigo, do milho e da aveia, todas gramíneas, mas distintas sob o ponto de vista dos impactos sobre a qualidade do manejo do solo. Assim, são necessários novos estudos a respeito dos critérios do indicador DR.

Conclusões

O IQP e o IQP2 apresentam correlação positiva com a produtividade das culturas da soja, trigo e milho (1ª e 2ª safras), bem como com o desempenho econômico dos modelos de produção, refletindo assim as melhorias da qualidade do manejo do solo proporcionadas pela adoção de modelos de produção mais diversificados. O IQP é mais sensível do que o IQP2 em diferenciar os modelos de produção com maior ou menor diversificação de culturas.

Referências

FEBRAPDP – Federação Brasileira de Plantio Direto e Irrigação. Metodologia Participativa para Avaliação da Qualidade do Sistema Plantio Direto na Bacia do Paraná 3. Manual de Campo. FEBRAPDP: Ponta Grossa, PR, 2011. 99 p.

ROLOFF, G.; LUTZ, R. A. T.; MELLO, I. Boletim Técnico da FEBRAPDP. Índice de qualidade participativo do plantio direto, p. 3-26, [2011?]. Disponível em: <https://febrapdp.org.br/download/publicacoes/BOLETIM_TECNICO_02.pdf>. Acesso em: 21 maio 2018.

Índice de qualidade participativo do plantio direto: estudo de caso em microbacias de Goiás

Alba Leonor da Silva Martins1, Luís Carlos Hernani2, Ricardo Ralisch3

1Engenheira-agrônoma, doutora em Ciência do Solo, pesquisadora da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

2Engenheira-agrônoma, doutora em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

3Engenheiro-agrônomo, doutor em Agronomia, professor da Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR

Introdução

O Plantio Direto (PD), técnica caracterizada pelo plantio sem preparo do solo, manutenção dos restos culturais sobre a superfície do terreno e controle de plantas daninhas com herbicidas, foi introduzida no Brasil pelo agricultor pioneiro Herbert Bartz, na década de 1970.

No decorrer dos anos, o PD evoluiu para o Sistema Plantio Direto (SPD) que incorpora além dos princípios do PD, a ênfase em cobertura permanente com plantas vivas, a diversificação de espécies e o processo colher-semear, que minimiza o intervalo de tempo entre colheita e semeadura, prática relevante para elevar o número de safras por ano agrícola e construir e/ou manter o solo fértil (HERNANI e DENARDIN, [2012]).

O uso pleno do SPD ainda é restrito e se constitui num desafio. O maior deles é a intensificação sustentável dos sistemas de produção, diante de entraves relatados pelos produtores, tais como riscos econômicos e até carência de informação.

O Índice de Qualidade Participativo (IQP) foi proposto para facilitar a compreensão sobre a importância da adoção de práticas conservacionistas adequadas para a consequente melhoria do manejo na gleba e elevação dos benefícios do SPD no âmbito de microbacias. O índice teve origem com o Programa “Cultivando Água Boa”, da Itaipu Binacional, num projeto piloto em parceria com a Federação Brasileira de Sistema Plantio Direto e Irrigação (FEBRAPDP), conduzido na bacia do “Paraná 3”, cuja proposta foi estabelecida por Roloff et al. [2011].

A adequação e validação do IQP é uma das metas da Rede de Pesquisa SoloVivo (Convênio Embrapa – Itaipu Binacional) que visam incentivar o uso pleno do SPD no Centro-Sul do Brasil. O presente trabalho teve por objetivo aplicar o método do IQP, versão IQP 2.0, em duas microbacias no Estado de Goiás, para avaliar a sensibilidade do índice em qualificar o manejo de solo em áreas sob SPD.

Material e Métodos

O IQP 2.0 foi aplicado em duas microbacias (MBH) do município de Montividiu, GO, na MBH Montividiu 1 (há três glebas, mas apenas duas foram avaliadas) e na Montividiu 2 há uma gleba. No questionário auto avaliativo, além dos demais itens, cada agricultor relatou os cultivos das últimas três safras em cada gleba.

Os critérios de avaliação baseiam-se em Rolloff et al. [2011], com pequenas modificações que caracterizam o IQP 2.0. O IQP pode variar de 0 a 10, sendo o manejo classificado em Muito Bom (IQP = 10,0-8,51); Bom (8,5 a 6,51), Regular (6,5 a 4,5) e Ruim (IQP< 4,5).

Os indicadores que compõem o índice são: Intensidade de rotação de culturas (IR) = nº de meses com cobertura viva/período considerado (36 meses); Densidade de rotação de culturas (DR) = nº de famílias utilizadas na rotação; Persistência do resíduo (PR) = nº de gramíneas; Frequência de preparo (FP) = intervalo de anos entre os preparos de solo; Terraceamento (TE) = existência e frequência de transbordamentos em 5 anos dos terraços; Avaliação da conservação (AC) = ocorrência de operações em nível, solo compactado e sinais visíveis de erosão na lavoura; Fertilização equilibrada (FE) = realização de calagem e nutrição equilibrada, com base em análise de solo e Tempo de adoção (TA) = histórico do produtor em anos de adoção do SPD.

Resultados e Discussão

Na MBH Montividiu 1, nas três últimas safras (2013 a 2016), na gleba 1, o cultivo foi soja/milho safrinha (milhosaf) continuamente e, na gleba 2, os cultivos foram milhosaf/algodão - soja/milhosaf - soja/milhosaf. Na MBH Montividiu 2, no período considerado, o cultivo foi soja/milhosaf.- soja/milhosaf. + braquiária - soja/milhosaf.

Observa-se, na Tabela 1, que o IQP da gleba 1 da MBH Montividiu 1 é 8,06, com isso, pelo método adotado, o manejo é classificado como Bom, mas o cultivo nessa gleba se reduziu à sequência de soja/milhosaf (IR=0,81, DR = 0,67, PR=0,5), o que remete a se questionar os níveis críticos destes indicadores que, neste caso, são bastante condescendentes. Na gleba 2 da mesma MBH, apesar dos indicadores relacionados à rotação de cultura IR e DR terem sido ideais (=1,0), o fato do agricultor ter preparado o solo há três anos e ter adotado o SPD depois disso, levaram a menores valores de FP e TA e a nota final do IQP para 7,41 (Manejo Bom). Neste caso, questiona-se a indulgência deste indicador, pois, por princípio, quando há preparo, cessa o SPD. Na gleba da MBH Montividiu 2, o agricultor não realizou todas as operações em nível, evidenciou erosão na gleba, o que levou a valor abaixo do crítico para o indicador AC (0,43). Além disso, o cultivo continuado da sequência soja/milho, foi expresso pelos indicadores DR e IR mais baixos, mas ainda assim o manejo é considerado Bom (IQP=7,43). Com isso, verifica-se a necessidade de se discutir as classes definidas para o IQP, de forma que essas representem, de fato, a realidade.

Tabela 1. Indicadores e valor final do IQP para as MBH Montividiu 1 e Montividiu 2, Montividiu, GO.

Indicador

Crítico

Ideal

Montividiu 1

Montividiu 2

Gleba 1

Gleba 2

Media

Intensidade da rotação (IR)

0,75

1,00

0,81

1,00

0,90

0,83

Diversificação da rotação (DR)

0,67

1,00

0,67

1,00

0,83

0,67

Persistência de Resíduos (PR)

0,50

1,00

0,50

0,50

0,50

0,50

Frequência de preparo (FP)

0,50

1,00

1,00

0,25

0,62

1,00

Terraceamento correto (TC)

0,50

1,00

1,00

1,00

1,00

0,50

Avaliação da Conservação (AC)

0,50

1,00

1,00

1,00

1,00

0,43

Fertilização equilibrada (FE)

0,50

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

Tempo de adoção do SPD (TA)

0,30

1,00

0,60

0,28

0,44

1,00

IQP

8,07

7,41

7,73

7,43

Conclusão

Os valores dos IQP’s das MBH Montividiu 1 e Montividiu 2 foram classificados como bons (7,73 e 7,43). Verifica-se haver necessidade de, em etapa posterior de avaliação participativa com os agricultores, se estabelecer critérios mais rígidos e específicos para a região, de modo ampliar a aplicação da ferramenta, incentivar a diversificação dos cultivos, a adoção de boas práticas conservacionistas e, finalmente, viabilizar a identificação do agricultor que melhor maneja o seu sistema solo-planta, nos princípios fundamentais do Sistema Plantio Direto.

Referências

HERNANI, L. C.; DENARDIN, J. L. Semeadura direta e plantio direto. In: HERNANI, L. C. (Ed.). Sistema plantio direto. Brasília, DF: Embrapa, [2012?]. Disponível em: <http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/sistema_plantio_direto/arvore/CONT000fh2b6ju802wyiv80rn0etnbpi5wnl.html>. Acesso em: 21 maio 2018.

ROLOFF, G.; LUTZ, R. A. T.; MELLO, I. Boletim Técnico da FEBRAPDP. Índice de qualidade participativo do plantio direto, p. 3-26, [2011?]. Disponível em: <https://febrapdp.org.br/download/publicacoes/BOLETIM_TECNICO_02.pdf>. Acesso em: 21 maio 2018.

Bioindicadores de qualidade do solo nos experimentos de longa duração, no âmbito do Projeto Solo Vivo

Iêda de Carvalho Mendes1, Anderson Santi2, Henrique Debiasi3, Jeander Oliveira Caetano4, Júlio Cesar Salton5, Luís Carlos Hernani6, Michely Tomazi7, Vinicius de Melo Benites8

1Engenheira-agrônoma, doutora, pesquisadora da Embrapa Cerrados, Planaltina, DF

2Engenheiro-agrônomo, mestre, pesquisador, Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

3Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Assistec Agrícola, Jataí, GO

5Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS

6Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

7Engenheiro-agrônomo, doutora, pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS

8Agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, chefe de Pesquisa e Desenvolvimento, Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

Solos saudáveis são biologicamente ativos, produtivos, tamponantes, estáveis, resilientes, com melhor potencial de biorremediação de pesticidas e com maior eficiência no uso de insumos (Hatfield et al., 2017; Mendes et al., 2017; Portilho et al., 2015). Tudo isso resulta em maiores lucratividades tanto do ponto de vista econômico como dos aspectos relacionados à prestação de serviços ambientais (Prado et al., 2016).

A matéria orgânica é o principal indicador da qualidade de um solo (QS). Entretanto, nem sempre alterações nos teores de matéria orgânica do solo (MOS) são capazes de refletir a real dimensão das modificações que ocorrem no solo, em função da adoção de sistemas de manejos conservacionistas ou degradadores da sua qualidade. Os parâmetros biológicos (aqui denominados bioindicadores), são associados à parte viva e mais ativa da MOS. Por essa razão, possuem maior sensibilidade, conseguindo detectar essas alterações com maior antecedência. Essas características os tornam muito atraentes como suportes para tomadas de decisão de manejo, uma vez que eles podem ser associados a diferentes funções do solo (Dick et al., 2011; Stott et al., 2009; Mendes et al., 2015; Hatfield et al., 2017).

Entre os parâmetros utilizados para caracterizar o componente biológico dos solos e avaliar a saúde/qualidade dos mesmos, destacam-se as avaliações de biomassa microbiana e de atividade enzimática.

Neste resumo são apresentados resultados dos estudos de bioindicadores de qualidade do solo carbono da biomassa microbiana (CBM) e atividade das enzimas β-glicosidase (ciclo do C), arilsulfatase (ciclo do S) e fosfatase ácida (ciclo do P) obtidos nos experimentos de longa duração (ELD) conduzidos pela Embrapa, localizados em Rio Verde, GO, Dourados , MS, Londrina, PR e Passo Fundo, RS.

Material e método

O trabalho foi realizado em ELD cujas principais características são:

Sistemas agrícolas com e sem braquiária, Rio Verde, GO

O ELD foi realizado na área experimental do Centro Tecnológico da COMIGO, Rio Verde, GO (17 °45 ‘49,13 “S e 51 ° 01’ 57.47” W; 604 m de altitude). O solo é do tipo Latossolo Vermelho argiloso e havia sido cultivado para produção grãos por mais de dez anos antes do estabelecimento do experimento, em 2006.

O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, em plantio direto (PD). As parcelas possuem 12m x 20m, com espaçamento entre linhas de 50 cm e 80 cm para soja (Glycine max (L) Merr) e milho (Zea mays L), respectivamente. Foram avaliados os seguintes tratamentos: 1. Soja (So)/Pousio (Po); 2. So/Milho safrinha (Mis)/Po; 3. So/Urochloa brizantha cv. Marandu, solteira (Bb) e 4. So/Mis + Urochloa ruziziensis (Br).

Sistemas de integração lavoura pecuária, Dourados, MS.

O ELD foi conduzido na Embrapa Agropecuária Oeste (Dourados, MS), num Latossolo Vermelho Distrófico típico, de textura média, a partir de 1995. As macroparcelas encontram-se dispostas num modelo experimental físico em faixas. Foram avaliados seis tratamentos: 1. PC - Lavoura em sistema de preparo do solo, com grades de discos (pesada + niveladora), para sequencia soja (So)/aveia; 2. PD - Lavoura em Sistema Plantio Direto, com rotação So/aveia/So/trigo/nabo/milho 3. ILP-a - Integração lavoura-pecuária, fase lavoura. Esse sistema é rotacionado a cada dois anos com pastagem (U. decumbens) e na fase lavoura utiliza a sucessão soja/aveia/soja/. Em 2016 a U. decumbens foi substituída por Urochloa brizantha cv Piatã. O sistema foi avaliado na fase lavoura. 4. ILP-b - Integração lavoura-pecuária, fase pecuária: idem ao sistema anterior, avaliado na fase pastagem; 5. PP - Pastagem Permanente e 6. CN - Cerrado nativo.

Sistemas de rotação e sucessão de culturas, Londrina, PR.

O ELD foi conduzido na Embrapa Soja (Londrina, PR), num Latossolo Vermelho Distroférrico típico, muito argiloso. O experimento foi instalado em 1988/89 e é constituído por dois modelos de produção (sucessão: trigo/soja e rotação: tremoço/milho – aveia preta/soja – trigo/soja – trigo/soja) e sistemas sem preparo de solo ou plantio direto (PD) e com preparo com grade pesada (PC1) e com escarificador cruzador (PC2). O preparo no tratamento PC1 consiste em uma gradagem com grade de discos pesada antes das culturas de inverno e de verão; no PC 2 há um preparo mínimo, escarificação com escarificador do tipo “cruzador” realizada anualmente antes da cultura de inverno, sendo a cultura de verão implantada em semeadura direta. Para a realização do estudo foram selecionados os seis tratamentos.

Sistemas de rotação e sucessão de culturas, Passo Fundo, RS.

O estudo foi conduzido em um ELD conduzido na Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS. Foram avaliados os tratamentos cultivados em plantio direto: 1. Trigo/soja, 2. Nabo/Trigo/Soja-Aveia Preta/Sorgo-Cevada/Soja-Aveia Preta/Feijão; 3. Aveia Branca/Soja-Trigo/Soja-Ervilhaca/Sorgo e 4. Aveia Branca/Soja-Trigo/Soja-Aveia Preta/Sorgo-Trigo/Soja. O solo na área experimental foi caracterizado como Latossolo Vermelho Distrófico, argiloso.

Em todos os experimentos as amostras de solo (0-10 cm) foram coletadas na safra 2014/2015, na fase de floração das culturas. Após a coleta, as amostras foram transportadas para o laboratório de Microbiologia do Solo da Embrapa Cerrados, onde permaneceram armazenadas a 4°C até o momento da realização das análises.

As atividades das enzimas β-glicosidase, fosfatase ácida e arilsulfatase foram determinadas de acordo com Tabatabai (1994), baseando-se na determinação colorimétrica do p-nitrofenol liberado por essas enzimas, quando o solo é incubado com uma solução tamponada de substratos específicos para cada uma delas. O C da biomassa microbiana (CBM), foi determinado utilizando o método fumigação-extração (FE), proposto por Vance et al. (1987).

Também foram efetuadas determinações das propriedades químicas (pH, H+Al, Ca, Mg, K, P) e de matéria orgânica do solo, MOS (Walkley & Black).

As análises de variância foram efetuadas utilizando-se o programa estatístico SAS (SAS Institute, Cary, NC) e as diferenças estatisticamente significativas determinadas pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade

Resultados e Discussão

Com exceções pontuais, os tratamentos não diferiram quanto às propriedades químicas avaliadas (dados aqui não apresentados) e quanto aos teores de carbono orgânica do solo (COS).

Sistemas agrícolas com e sem braquiária, Rio Verde, GO

O tratamento Soja/Milho + U. brizantha, apresentou teor de COS 12% superior ao Soja/Milho (Tabela 1). Nos tratamentos com presença de braquiária foram verificados elevados níveis de atividade das enzimas β-glicosidase, arilsulfatase e fosfatase ácida (Tabela 1). Em relação ao tratamento soja/milho sem planta de cobertura, nos tratamentos com braquiárias esses aumentos foram de 57% e 53% respectivamente, para a β–glicosidase e arilsulfatase. Para a enzima fosfatase ácida esses aumentos foram da ordem de 17% (Soja/Milho + U. ruziziensis) e 31% (soja/braquiária). Isto é, embora os três tratamentos apresentassem características químicas similares, os maiores níveis de β-glicosidase e arilsulfatase nos tratamentos com braquiária demonstraram que o funcionamento biológico do solo era distinto. Não por acaso, estudos anteriores realizados nesse mesmo experimento reportaram um aumento de produtividade da soja nos tratamentos com braquiária da ordem de 572 kg/ha (Benites et al., 2014).

Tabela 1. Indicadores microbiológicos de um LV de Cerrado, sob SPD, em sistemas agricolas com e sem braquiaria (0-10 cm), no Sudoeste Goiano.

Tratamentos

Glicosidase

Sulfatase

Fosfatase

CBM

COS

ug pnf g-1 solo h-1

mg kg-1

Soja/Pousio

114 c

91 b

546 ab

339

13,48ab

Soja/Milho

108 c

89 b

494 b

311

12,76 b

Soja/ Milho + U. ruziziensis

151 b

132 a

608 ab

320

14,35 a

Soja/ U. brizantha

179 a

140 a

684 a

270

13,99 ab

CV(%)

soil __

g.kg

21(ns)

6

CBM e COS= carbono da biomassa microbiana e carbono organico do solo

Sistemas de integração lavoura pecuária, Dourados, MS.

Dezenove anos após o início do experimento de Dourados, não foram observados efeitos significativos dos tratamentos sobre os teores de COS, na profundidade 0-a 10cm.

Com relação aos bioindicadores, os efeitos dos tratamentos variaram conforme o bioindicador avaliado. A presença de gramíneas, resultou em aumento médios de 72% no CBM nos tratamentos pastagem permanente (PP) e ILP-b (fase pastagem). Os demais tratamentos (ILP-a, PD e PC) não diferiram com relação a esse parâmetro. Em relação ao PD, os tratamentos sob integração, ILP-a e ILP-b, não diferiram com relação aos níveis de atividade β-glicosidase porém, apresentaram teores mais elevados de fosfatase ácida (72%) e de arilsulfatase (73%). Os menores níveis de atividade das três enzimas avaliadas (β–glicosidase, fosfatase ácida e arilsulfatase) foram observados no tratamento sob PC. O PC apresentou em relação ao PD reduções de 36% e 59% nas atividades das enzimas β-glicosidase e arilsulfatase enquanto que os níveis de atividade da fosfatase ácida, nesses dois tratamentos, não diferiram entre si.

Tabela 2. Matéria orgânica (MO) e atributos biológicos de um LV de Cerrado, textura argilosa (0-10 cm), sob diferentes sistemas de cultivo em Dourados-MS.

Tratamentosa

COS

bCBM

Fosfatase ácida

β-glicosidase

Arilsulfatase

g.kg-1

mg. kg-1

---------µg de p-nitrofenol kg de solo-1 h-1------

SPC

11,1 a

323 b

419 c

88 b

31 c

SPD

11,3 a

370 b

467 c

138 a

75 b

ILP a

12,5 a

318 b

739 a

130 a

126 a

ILP b

13,0 a

530 a

616 b

147 a

134 a

Pastagem permanente

13,8 ±1,3

631 ± 42

675 ± 34

170 ± 7

232 ± 27

Cerrado

12,1 ±1,4

634 ± 53

1011 ± 47

101± 8

107 ± 14

aSPC: sistema convencional, SPD: plantio direto, ILPa: integração lavoura-pecuária, fase lavoura; ILP b: integração lavoura pecuária fase pastagem, PP: pastagem permanente

Por influenciar não só a produção (quantidade) mas também, a qualidade dos resíduos vegetais que são retornados ao solo, a diversidade florística das áreas nativas também deixa impressões digitais (ou assinaturas biológicas) no funcionamento bioquímico do solo, conforme verificado nos níveis de atividade das três enzimas avaliadas (Tabela 3). A comparação da área de cerrado com os tratamentos sob cultivo, mostra reduções nos níveis de atividade da fosfatase ácida em todas as áreas sob cultivo e aumentos nos níveis de β-glicosidase nas áreas sob SPD e ILP. As reduções na atividade da fosfatase ácida decorrem do efeito inibidor dos adubos fosfatados utilizados nas áreas cultivadas sobre a atividade dessa enzima (Mendes et al., 2003; Carneiro et al., 2004; Lopes et al., 2013). Por outro lado, os aumentos na β-glicosidase nas áreas cultivadas (apesar dos menores valores de CBM) estão relacionados com a quantidade e a qualidade dos resíduos vegetais aportados ao solo, que são mais complexos nas áreas nativas de Cerrado do que nas áreas agrícolas. Como a β-glicosidase atua na etapa final de decomposição da celulose (convertendo a celobiose em moléculas de glicose), sua atividade é menor nas áreas nativas, onde os resíduos vegetais que retornam ao solo são mais complexos do que nas áreas cultivadas (Mendes et al., 2012).

Uma vez que cada sistema de cultivo imprime sua assinatura biológica, sua impressão digital no solo, no caso específico da atividade da arilsulfatase, deve ser ressaltado que a comparação solo sob vegetação nativa x áreas cultivadas variou conforme o sistema de manejo. No PC, a atividade da arilsulfatase foi 3,5 vezes menor que na área sob vegetação nativa. Entretanto, nos sistemas de manejo mais conservacionistas, a atividade dessa enzima foi próxima (SPD) ou superior à encontrada no Cerrado nativo. No tratamento com pastagem permanente, o nível de atividade da arilsulfatase foi dobro do valor obtido na área de cerrado nativo.

Sistemas de rotação e sucessão de culturas, Londrina, PR

Na tabela 3 verifica-se que a atividade da enzima do solo associada ao ciclo enxofre (arilsulfatase), aumentou na seguinte ordem: grade pesada <cruzador < plantio direto. Os níveis de atividade da b-glicosidase nos tratamentos sob PD (com rotação e sucessão) e no tratamento cruzador sob rotação de culturas também foram superiores aos do tratamento com grade (com rotação e com sucessão de culturas). Os tratamentos não diferiram com relação a atividade da fosfatase ácida, que nesse caso especifico não se mostrou um bom bioindicador. Os teores do carbono da biomassa microbiana (quantidade de C presente nos microrganismos do solo) foram superiores apenas no tratamento sob PD com rotação de culturas.

A grande semelhança entre os dados COS (Tabela 3) e de química de solo (dados aqui não apresentados) nos seis tratamentos, mostra claramente que embora as seis áreas apresentassem características químicas semelhantes o componente biológico era completamente distinto.

Tabela 3. Biomassa e atividade enzimática dos solos dos tratamentos experimento de preparo de solo e sistemas de cultivo da Embrapa Soja.

Preparo

Sist de cultura

BGase

Sase

Pase

CBM

COS

Grade pesada

Rotação

237 b

73 c

839

383 b

15,05

Grade pesada

Sucessão

194 c

75 c

899

334 b

14,78

Cruzador

Rotação

279 a

186 b

970

366 b

17,02

Cruzador

Sucessão

226bc

185 b

836

375 b

15,62

Plantio Direto

Rotação

303 a

259 a

1021

469 ab

15,73

Plantio Direto

Sucessão

272 a

255 a

818

562 a

17,11

CV(%)

ns

ns

ns

ns= Não significativo pelo teste F

Sistemas de rotação e sucessão de culturas, Passo Fundo, RS

A atividade da β-glicosidase foi 28% superior nos arranjos de produção com maior diversidade de culturas (tratamentos 2 e 4). Os outros indicadores microbiológicos avaliados (CBM, fosfatase ácida e arilsulfatase) não foram capazes de detectar as alterações no solo promovidas pelos diferentes sistemas de rotação e sucessão conduzidos em SPD. Também cabe destacar que os teores de COS (Tabela 4) não diferiram entre os tratamentos avaliados.

Tabela 4. Biondicadores em sistemas de rotação e sucessão de culturas em Passo Fundo, RS.

Tratamentos

b-Glicosidase

Sulfatase

Fosfatase

CBM

COS

µg p-nitrophenol g-1 solo h-1

mg C kg solo-1

g kg solo

1

189 b

295

1333

359

17,9

2

247 a

319

1283

339

18,2

3

187 b

306

1298

405

18,9

4

235 a

348

1397

421

18,2

CV

7,2

NS

NS

NS

NS

NS= Não significativo F teste.

CBM= carbono a biomassa microbiana; MOS= matéria orgânica do solo

Conclusões

Nos experimentos de longa duração avaliados em Rio Verde, Dourados, Londrina e Passo Fundo, as enzimas β-glicosidase e arilsulfatase, em conjunto ou isoladamente, sempre foram identificaram diferenças entre os tratamentos. Essas enzimas, são mais sensíveis do que a matéria orgânica, para detectar alterações no solo, em função do sistema de manejo.

O uso de bioindicadores é importante tanto para incentivar a adoção de sistemas de manejo conservacionistas, como para alertar sobre os riscos causados pelo uso de sistemas de manejo que causam a degradação do solo.

Referências

HATFIELD, J. L.; SAUER, T. J.; CRUSE, R. M. 2017. Soil: The Forgotten Piece of the Water, Food, Energy Nexus. Advances in Agronomy, 143, 1-46. Academic Press.

MENDES, I. C.; KAPPES, C.; ONO, F. B.; SOUSA, D. M. G.; REIS-JUNIOR, F. B.; LOPES, A. A. C.; SEMLER, T. D.; ZANCANARO, L. Qualidade biológica do solo: por que e como avaliar. Boletim de Pesquisa da Fundação MT. 2017;98-105

PORTILHO, I. I. R.; JÚNIOR, S.; PENNA, R.; SALTON, J. C.; MENDES, I. C.; MERCANTE, F. M. 2015. Persistence of insecticides and microbiological attributes in a soil under different management systems. Ciência Rural, 45(1), 22-28.

TABATABAI, M.A.. Soil enzymes. In: WEAVER, R.W.; ANGLE, S.; BOTTOMLEY, P.S.; BEZDICEK, D.; SMITH, S.; TABATABAI, A.; WOLLUM, A. (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2: Microbiological and Biochemical Properties. Inc. Madison: Soil Science Society of America. 1994. p. 778-833

VANCE, E. D.; BROOKES, P. C.; JENKINSON, D. S. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil Biology and Biochemistry, Oxford, v. 19, p. 703-707, 1987.

Índice de dissipação de erosividade para o mês de dezembro de 2016 em microbacia de Montividiu, GO

Bianca Ortolan1, Luís Carlos Hernani2, Ana Paula Gazolla3, Alexandre Ortega Gonçalves4, Luiz Renato D´Agostini5

1 Bióloga, Estagiária da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

2 Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

3 Engenheira-agrônoma, mestre em Agrônoma, Fazenda Porteira, Montividiu, GO

4 Engenheiro-agrônomo, mestre, doutorando na ESALQ/USP, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

5 Engenheiro-agrônomo, doutor, professor Titular, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC

Introdução

A erosão tem como causa primordial a força gravitacional terrestre que se expressa como energia contida na água da gota da chuva e na água que escoa e que atinge os mananciais. Dos fatores que afetam a intensidade desse processo erosivo, o padrão geométrico do terreno e o regime de chuvas, não dependem da vontade ou do desempenho humano, mas os elementos que determinam as condições superficiais como a permeabilidade do solo ou sua cobertura vegetal, sim. Para sistematizar relações que fundamentam e possibilitam avaliar o desempenho ambiental de seu componente consciente no âmbito da bacia hidrográfica, o agricultor, e seu efeito sobre a efetividade das condições presentes em evitar a conversão de potencial erosivo em trabalho mecânico (produção sedimentos que chegam aos mananciais), D´Agostini et al. (2017) propuseram o Índice de Dissipação de Erosividade (IDE). Este trabalho visa a determinação do IDE para um momento específico, em uma microbacia de Montividiu-GO.

Material e Método

Com base em D´Agostini et al. (2017) e considerando o Segundo Princípio da Termodinâmica tem-se:

Ws = E – d, (eq. 1); em que Ws é a produção de sedimentos (J), E é a energia que entra no sistema (a microbacia) (J) e d é a dissipação dessa E, dissipação esta que se dá mediante adoção de técnicas de manejo de solo no âmbito da microbacia.

Sendo Ws e d frações de E, tem-se:

Ws/E = 1 – d/E e Ws/E = β (eq. 2), em que β é o coeficiente de efetividade da conversão da energia da chuva (E) em trabalho ou produção de sedimentos (Ws).

A produção sedimentos que chegam aos mananciais (Ws) é dada por:

Ws = Ms L g cosθ, (eq. 4); onde: Ws é dado em (J), Ms é a massa de sedimentos (kg), L é o comprimento médio da bacia (m), g é a aceleração gravitacional (m s-2) e θ é o ângulo médio de inclinação da microbacia (°).

L = A/4lw, (eq. 5); onde A é a área da bacia (m2) e lw é o comprimento de sua drenagem (m).

A energia que entra na microbacia é dada por:

E = EcC + EcE (eq. 6), onde EcC é a energia cinética da chuva (J) e EcE é energia cinética do escoamento (J).

O componente EcE resulta de produto entre a energia de posição (EpE) idealmente possível de se converter em energia cinética no escoamento superficial e um coeficiente de propensão do fluído viscoso (μ) em converter coordenadas de posição em coordenadas de movimento sobre o plano, ou seja:

EpE = Ma g h (eq. 7), em que EpE é energia potencial ou de posição, Ma é massa de água da chuva (kg), g é aceleração gravitacional (m s-2) e h é altura média (m) em relação ao curso d’água para onde flui o escoamento. Logo,

EcE = Ma g h μ (eq. 8), em que μ é o coeficiente de propensão em converter coordenadas (0< μ <1). Substituindo h pela correspondente relação entre comprimento e inclinação, tem-se:

E = EcC + Ma g L senθ μ (eq. 9).

Conforme demonstram esses autores, μ = senθ; substituindo μ na eq. 9, tem-se:

E = EcC + Ma g L sen2θ (eq. 10)

Na produção de sedimentos, o regime de fluxo de energia pode ser mais importante do que a quantidade, sendo que quanto mais aproximado do estado estacionário operar o sistema, maior será sua efetividade em converter energia em trabalho útil. Por razões idênticas, a energia encerrada na água é tanto mais efetiva em produzir erosão quanto mais essa água fluir de forma a manter elevado o produto entre intensidade e duração do fluxo. Por isso os autores propuseram o coeficiente de efetividade do regime do fluxo de energia (R), dado por:

R = (teventos/ttotal) (imp/imax) ponderado (eq. 11)

em que teventos é a soma de tempos de precipitação real ou eventos de chuva, ttotal é o tempo total do período chuvoso, imp a intensidade média ponderada de precipitação em cada evento e imax é a intensidade máxima no evento correspondente, esses últimos dados são ponderados pelo tempo total de eventos. Com isso tem-se:

E = (EcC + Ma g L sen2θ) R (eq. 12), em que R é adimensional.

Substituindo na eq. 2, Ws e E, tem-se:

β = (Ms L g cosθ)/(EcC + Ma g L sen2θ) R (J/J)

Sendo os valores absolutos de β menores que zero (~10-3) e havendo a necessidade de se expressar o desempenho ambiental de forma objetiva e comparável, D´Agostini et al. (2017) propuseram o uso de um artifício, o Índice de Dissipação de Erosividade (IDE):

IDE = (1- β1/v)v (eq. 13), onde v ≥ 1.

Para este estudo de caso utilizou-se dados obtidos de uma estação de monitoramento hidrosedimentométrico instalada em um canal de primeira ordem (segundo Strahler), de uma área de captação (microbacia) localizada no município de Montividiu-GO. Na área dessa microbacia, aqui denominada MTV-1, há três propriedades em que se adota o plantio direto, sendo que em cerca de 40% da área da bacia, os produtores cultivam a sequência de culturas Soja/Milho safrinha, e no restante da área, tem-se a rotação Soja/Milho safrinha - Algodão. Práticas conservacionistas como terraceamento, cultivo em nível e manutenção de cobertura vegetal do solo, pelo maior período de tempo possível, são, na MTV-1, aplicadas e preservadas. A MTV-1 está situada em altitude entre 857 e 894 m, tem declividade média geral de 2,6% e área total de 78 ha. Os dados para o cálculo do IDE foram obtidos de uma estação de monitoramento automático composta por sensor de turbidez (infravermelho) e sensor de vazão (radar), instalados no canal fluvial, a cerca de 50 m da nascente, os quais são ligados a um datalogger, mantido em constante funcionamento por energia solar e fixado a cerca de 20 m do canal, na área de proteção permanente (APP). Dados pluviométricos foram obtidos por um sensor de precipitação pluvial, também ligado ao datalogger, mas instalado fora da APP e da influência das árvores. Os dados aqui considerados referem-se, especificamente, ao mês de dezembro 2016, um dos períodos com maiores índices pluviométricos na região, tanto em quantidade como em intensidade. Neste caso, por não haver cursos d´água, considerou-se o L como o caminho médio dos sedimentos, dado por:

L = 2 ((A/6,2832)^1/2) (eq. 14), onde A é a área da MBH (m2).

E, também, para o cálculo do IDE (eq. 13) considerou-se v = 2.

Resultados e Discussão

Durante o mês de dezembro de 2016 ocorreram 17 períodos chuvosos. Dentro de cada período chuvoso houve número variável de eventos de chuva, com um mínimo de 3 e, no máximo 19 eventos, observados no período chuvoso ocorrido entre dias 15 e 16 de dezembro. A intensidade máxima de chuva nesse mês foi de 57,9 mm/h, ocorrida em 07/12/2016.

Observa-se, na Tabela 1, que, em dezembro de 2016, a precipitação pluvial total foi de 155,7 mm, a produção de sedimentos (WS) atingiu 1,097 MJ, a energia cinética da chuva (EcC) somou 2603,33 MJ e a energia potencialmente capaz de gerar erosão na microbacia (E) totalizou 958,15 MJ. Com isso, obteve-se um coeficiente de efetividade de conversão da energia (β) de 1,145 10-3 e o Índice de Dissipação de Erosividade (IDE) resultou em 0,93. Entende-se que quanto mais próximo de 1 é o IDE, mais eficiente é o desempenho ambiental do gestor do meio, o produtor rural. Portanto, 93% da energia que entrou no sistema MTV-1 por meio da chuva no mês de dezembro de 2016 foi dissipada pelo manejo e conservação do solo e da água adotado nesta bacia propiciando baixo índice de geração de sedimentos no manancial monitorado.

Tabela 1. Dados dos fatores básicos para determinação do IDE, referentes, em específico, ao mês de dezembro de 2016, obtidos na microbacia MTV-1, Montividiu-GO

Fator

Descrição

Un.

Valor

P

Precipitação pluvial (do período considerado)

m

0,155702

A

Área da microbacia

m²

780000

L

Caminho médio dos sedimentos

m

704,672

d

Densidade da água

kg/m³

1000

g

Aceleração gravitacional

m/s²

9,8

θ

Inclinação média do terreno

°

1,489

sen²θ

Seno ao quadrado da inclinação média

-

0,000675

cosθ

Cosseno da inclinação média

-

0,999662

Ma

Massa de água potencialmente passível de escoar

kg

121447560

EcC

Energia cinética da chuva

J

2603339642,588

EcE

Energia cinética do escoamento

J

566301983,4

R

Efetividade do regime do fluxo

-

0,302

Ms

Massa sólida

kg

158,943

Ws

Produção de sedimentos

J

1097252,913

E

Energia que entra no sistema (microbacia)

J

958151536,2

β

Coeficiente de efetividade de conversão da energia

J/J

0,001145177

IDE

Índice de Dissipação de Erosividade

-

0,933464255

O IDE de 0,93 correlaciona-se e é significativamente coerente com o padrão de manejo e com a preocupação e a dedicação dos produtores dessa microbacia, em relação à conservação da qualidade de solo e água de suas propriedades. No campo, do ponto de vista técnico, observa-se clara e efetivamente que os produtores apresentam bom desempenho ambiental, conforme demostra o IDE, até pela boa qualidade da água da nascente a qual é consumida e utilizada em todas as necessidades das residências existentes nas propriedades.

Portanto, a proposta teórica do IDE é exequível e, em termos práticos, representa o padrão de manejo e o desempenho ambiental no âmbito da área de drenagem considerada, como se propõe.

Conclusões

O Índice de Dissipação de Erosividade (IDE) obtido para o mês de dezembro de 2016 na MBH Montividiu 1, de 0,93, se correlaciona significativamente com a qualidade da agricultura desenvolvida no âmbito dessa microbacia, e indica que os agricultores dessa área apresentam bom desempenho ambiental.

Este índice é exequível e, em termos práticos, representa o padrão de manejo e o desempenho ambiental no âmbito de microbacias hidrográficas.

Referências

D´AGOSTINI, J. R.; DENARDIN, J. E.; LEMAINSKI, J. (2017) Índice de Dissipação de Erosividade. Passo Fundo: Embrapa Trigo, 2017. PDF (19p.). – (Documentos online / Embrapa Trigo, ISSN 1518-6512; 175)

Estratégias para a qualificação do sistema plantio direto em glebas do oeste do estado do Paraná

Amanda Leticia Pit Nunes1, Ricardo Ralisch2

1Engenheira-agrônoma, mestre em Agronomia, doutoranda pela Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Agronomia, professor, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR

Introdução

Está consolidado o conceito de fertilidade do solo que engloba atributos físicos, químicos e biológicos; bem como o reconhecimento do Sistema Plantio Direto (SPD) como sendo a base técnica e conceitual da Agricultura Conservacionista, aceito e difundido internacionalmente como a melhor alternativa para a agropecuária. A conversão de sistemas de produção convencionais para o SPD é lenta (SÁ et al., 2013) e se estabiliza ao reaproximar as características da estrutura do solo cultivado às observadas em áreas não antropizadas (RALISCH et al., 2008). Propostas simplificadoras para adoção do SPD induzem os produtores tanto a adotarem apenas parte do conceito, o que dificulta a recuperação da estrutura do solo e de toda a sua fertilidade, como a adotarem práticas inadequadas, como a escarificação periódica, por exemplo.

Pela dificuldade em mensurar a adequação e a qualidade do SPD, a Federação Brasileira do Plantio Direto e Irrigação (FEBRAPDP), em conjunto com a Itaipu Binacional, propôs uma metodologia participativa, o Índice de Qualidade Participativo para o Sistema Plantio Direto (IQP), com a finalidade de avaliar a qualidade do manejo adotado em SPD e orientar os produtores a adotarem as melhores práticas. O IQP é composto de uma série de indicadores que têm como objetivo prever impactos potenciais de cenários futuros, de modo qualitativo ou demonstrativo de tendências (ROLOFF et al., 2011).

O objetivo deste trabalho foi avaliar o IQP como indutor de boas práticas para o SPD, correlacionando uma variável física, com outras químicas do solo e com os indicadores do IQP de áreas cultivadas sob SPD, da região Oeste do Paraná (Bacia Hidrográfica do Paraná 3); extraído de uma avaliação mais ampla.

Material e Métodos

As coletas foram realizadas em junho e julho de 2015, na Bacia Hidrográfica do Paraná 3, localizada na mesorregião Oeste do Paraná, entre as latitudes 24º 01’ S e 25º 35’ S e as longitudes 53º 26’ O e 54º 37’ O. A altitude média é de 420 m. A classe predominante de solo nas áreas avaliadas é de Latossolo Vermelho Distroférrico, seguido de Nitossolo Vermelho Distroférrico (EMBRAPA, 2013). O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é Cfa.

Para o estudo completo foram selecionadas 40 glebas cultivadas em Sistema Plantio Direto (SPD), participantes do projeto “Metodologia Participativa para Avaliação de Qualidade do Sistema Plantio Direto”, resultado de convênio entre a Itaipu Binacional e a FEBRAPDP. Em cada uma das 46 áreas foram amostrados cinco pontos, distanciados a 30 m entre si, dispostos num transecto, metodologia proposta por Anderson; Ingram (1997), adaptada por Bartz et al. (2013).

Foram determinados Carbono Orgânico Total (COT), Matéria Orgânica do Solo (MOS), pH em CaCl2, macro e micronutrientes, Al+3, Al+H, soma de bases (SB), CTC total e efetiva, saturação por bases (V%) e saturação por alumínio (m) (PAVAN et al., 1992) de amostras de solo obtidas na camada de 0 a 0,20 m de profundidade.

Foram avaliados os seguintes atributos físicos de amostras de 0 a 0,20 m de profundidade: granulometria (EMBRAPA, 1997); umidade gravimétrica (EMBRAPA, 2011) e resistência do solo à penetração avaliada de 0 a 0,60 metro, em intervalos de 1 cm, por meio de penetrógrafo eletrônico digital, Penetrologger da EIJKELKAMP. O Índice de Qualidade Estrutural do Solo (IQEs) foi avaliado pelo Diagnóstico Rápido da Estrutura do Solo (DRES), conforme Ralisch et al. (2017).

As notas do IQP I e II foram obtidas pela equipe da Itaipu Binacional e FEBRAPDP, segundo metodologia participativa descrita pela FEBRAPDP (2011) e pelo Grupo de Trabalho de Gestão do IQP.

Para esta apresentação, foram determinados os coeficientes de correlação de Spearman entre os escores do IQP I e II; e com as seguintes variáveis: MOS, V%, GD, RP, tempo de implantação do SPD, qualidade estrutural do solo avaliada pelo DRES, assim como com os indicadores que compuseram o IQP II das áreas avaliadas, a saber, IR: Intensidade de rotação, DR: Diversidade de rotação, PR: Persistência de resíduos, FP: Frequência de preparo, TC: Terraceamento correto, AC: Avaliação da conservação e tSPD: Tempo de implantação do SPD.

Resultados e Discussão

DRES e IR correlacionaram-se negativamente (-0.53). Entretanto, a nota de IR é atribuída apenas de acordo com o número de culturas em 3 anos (exceto pousio), sem considerar sua diversidade. Variando entre 0 e 1, a média deste indicador nas 40 áreas foi de 0,85, embora somente 8 áreas tenham apresentado mais de duas espécies nos últimos três cultivos. Por outro lado, o IQEs medido pelo DRES se correlacionou moderadamente com o DR, revelando a conexão da qualidade estrutural do solo com a diversidade de plantas empregada no sistema de produção. Isto ressalta a maior importância da rotação de culturas na melhoria do IQEs e da consequente preservação ou recuperação da estrutura do solo. Isto confirma o mecanismo empregado pelo IQP, dando importância às ações de adoção de culturas de cobertura, mas reforçando que se isto for feito com rotação, os benefícios serão maiores.

O tempo de adoção do SPD (t SPD) correlacionou-se positivamente de forma semelhante nas duas versões do IQP, que foram concordantes entre si, apresentando correlação positiva (0.84), demonstrando que, apesar de algumas mudanças terem sido adotadas no IQP II em relação ao peso dos indicadores, ambos índices propiciaram resultados semelhantes quando da avaliação da qualidade do manejo adotado no SPD.

Tabela 1. Coeficiente de Spearman para correlações entre os valores de IQP I e II e Matéria Orgânica do Solo (MOS), Saturação por Bases (V%), Grau de Dispersão de argila (GD), Resistência à Penetração (RP), Qualidade Estrutural (DRES), tempo de implantação do SPD (t SPD), e os índicesa que compõem o IQP, das glebas avaliadas na Bacia do Paraná 3, no Oeste do Paraná.

Em destaque os coeficientes significativos (p<0.05). aIR: Intensidade de rotação; DR: Diversidade de rotação; PR: Persistência de resíduos; FP: Frequência de preparo; TC: Terraceamento correto; AC: Avaliação da conservação.

As correlações estabelecidas entre a nota do IQP II e seus indicadores, foram fortes para frequência do preparo e persistência dos resíduos (0.87 e 0.74, respectivamente), sendo esses os indicadores que mais contribuíram para o bom desempenho dos casos melhor avaliados. Ainda foi forte a correlação entre os indicadores PR e FP (0.64), demonstrando a importância do não-revolvimento do solo para os resíduos perdurem na área. Para ambos os casos, convém considerar que o indicador FP atua de forma inversa, descontando pontos quando se realizam preparos de solo, justificando a correlação positiva.

Conclusões

A diversificação de culturas foi o fundamento do SPD, avaliado pelo IQP, que mais contribuiu para a qualidade do manejo das áreas avaliadas, sendo, entretanto, o mais negligenciado pelos agricultores da região Oeste do Paraná, pois nenhuma das áreas atingiu nota máxima no indicador DR, devendo ser reforçada sua importância a fim de melhorar a qualidade do manejo dos agroecossistemas.

O IQP se mostra uma ferramenta sensível na avaliação da qualidade do SPD, sendo de fácil adoção pelos agricultores e por sua assistência técnica.

Referências

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EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de métodos de análise do solo. Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisas de Solos, 1997. 212p.

EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de métodos de análise do solo. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2011. 230p.

EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3 ed. Brasília: Centro Nacional de Pesquisas de Solos, 2013. 353p.

FEBRAPDP – Federação Brasileira de Plantio Direto e Irrigação. Metodologia Participativa para Avaliação da Qualidade do Sistema Plantio Direto na Bacia do Paraná 3. Manual de Campo. Ponta Grossa, PR. 99 p., 2011.

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RALISCH, R.; DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C.; TOMAZI, M.; HERNANI, L. C.; MELO, A. da S.; SANTI, A.; MARTINS, A. L. da S.; BONA, F. D. de. Diagnóstico rápido da estrutura do solo - DRES. Londrina: Embrapa Soja, 2017. 64 p. il. – (Documentos / Embrapa Soja, ISSN 2176-2937; 390).

RALISCH, R.; MIRANDA, T.M.; OKUMURA, R.S.; BARBOSA, G.M.de C.; GUIMARÃES, M. de F.; SCOPEL, E.; BALBINO, L.C. Resistência à penetração de um Latossolo Vermelho-Amarelo do Cerrado sob diferentes sistemas de manejo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.12, n.4, p.381-384, 2008.

ROLOFF, G., LUTZ, R.A.T., MELLO, I. Índice de Qualidade Participativo do Plantio Direto. Boletim Técnico. FEBRAPDP. Ponta Grossa, PR. 27 p., 2011.

SÁ, J.C.D.M., SÉGUY, L., TIVET, F., LAL, R., BOUZINAC, S., BORSZOWSKEI, P.R., BRIEDIS, C., DOS SANTOS, J.B., DA CRUZ HARTMAN, D., BERTOLONI, C.G. Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in Oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil. Land Degradation & Development, v.26, p.531-543, ago. 2013.

Diversidade de minhocas em agroecossistemas e vegetação nativa de cinco áreas monitoradas pela rede de pesquisa SoloVivo

Julia Barreto1, Alessandra Santos2, Talita Ferreira3, Lilianne dos S. Maia4, Wilian C. Demétrio5, Luís Carlos Hernani6, George Gardner Brown7, Marie Luise Carolina Bartz8

1Bióloga, Mestranda, Universidade Positivo, Curitiba, PR

2Bióloga, doutoranda na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutoranda na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

4Engenheiro-agrônomo, doutoranda na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

6Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

7Agrônomo, doutor, pesquisador e Professor, Embrapa Florestas e Universidade Federal do Paraná, Colombo e Curitiba, PR

8 Bióloga, doutora, professora, Universidade Positivo, Curitiba, PR

Introdução

As minhocas são amplamente reconhecidas por agricultores e jardineiros como importantes para a fertilidade do solo, e suas atividades de escavação de galerias e dejeção de coprólitos levou esses animais a serem considerados engenheiros do ecossistema (LAVELLE et al., 1997). Muitos estudos têm avaliado as populações de minhocas em áreas agrícolas do país (NADOLNY, 2017), mas poucos identificaram as minhocas coletadas. Nesse trabalho, portanto, avaliaram-se as populações de minhocas e sua diversidade em áreas sob plantio direto (PD) e vegetação nativa em seis das microbacias monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo.

Material e Métodos

O trabalho foi realizado em 13 áreas agrícolas manejadas sob plantio direto (PD) e seis matas ciliares (MC), sendo pelo menos uma área em cada uma das cinco das doze áreas monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo. As áreas avaliadas foram nos municípios de Rolândia, PR (PD1 a PD7 e MC1), Cambé, PR (PD8 e MC2) e Toledo, PR (PD9 e MC3), Coxilha, RS (PD10 e MC4) e Itaí/SP (PD11a, 11b e 12 e MC5 e MC6).

As minhocas foram coletadas usando uma adaptação do método padrão do Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) Programme (ANDERSON & INGRAM, 1993), com extração manual das minhocas de cinco a dezoito monólitos de 20 x 20 x 20 cm de profundidade, coletados a distâncias de pelo menos 10 m entre os pontos amostrais, em cada área agrícola e mata avaliada. Foram coletados um total de 116 e 60 monólitos de TSBF em PD e MC, respectivamente. Adicionalmente, realizaram-se amostras qualitativas em cada local, sendo estes da mesma dimensão e número que as de TSBF. As minhocas foram sacrificadas e preservadas em álcool absoluto (99%), e identificadas até nível específico (quando possível).

Resultados e Discussão

Identificaram-se 18 espécies de minhocas (Tabela 1) pertencentes a cinco famílias: Glossoscolecidae (Glossoscolex sp.1, 2 e 3, Fimoscolex sp.1, 2 e 3), Rhinodrilidae (Pontoscolex corethrurus e Urobenus brasiliensis), Ocnerodrilidae (Ocnerodrilidae sp.1, 2 e 3); Megascolecidae (Amynthas gracilis e Metaphire californica), Acanthodrilidae (Dichogaster affinis, D. gracilis, D. bolaui e D. saliens) e a uma espécie ainda não identificada (N.I.sp.1). As espécies mais abundantes foram das famílias Ocnerodrilidae (83%), Rhinodrilidae (5%) e Glossoscolecidae (4%) independentemente do sistema de uso do solo. Acanthodrilidae, apesar de ser a família com o maior número de espécies encontradas, foi pouco representada nas amostras (1,7%).

Tabela 1. Número de indivíduos de cada espécie de minhoca encontrada, riqueza total, índices de diversidade e porrcentagem de nativas e exóticas nas áreas de plantio direto e matas ciliares em cada microbacia, PRopriedade do projeto Solo Vivo em dezembro de 2016 (PD 1-10, MC 1-4) e 2017 (PD 11a, 11b, 12; MC 5, 6).

Família, gênero e espécies de minhocas

PD

MC

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11a

11b

12

1

2

3

4

5

6

Glossoscolecidae

Glossoscolex sp.1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

Glossoscolex sp.2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4

-

-

Glossoscolex sp.3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

9

-

Fimoscolex sp.1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Fimoscolex sp.2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

10

-

-

-

-

-

-

31

-

-

Fimoscolex sp.3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3

3

Indivíduos juvenis

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

2

2

-

-

-

N.I. sp.1

-

-

1

-

-

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ocnerodrilidae

Ocnerodrilidae sp.1

71

213

6

166

6

96

-

-

43

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ocnerodrilidae sp.2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

11

-

Ocnerodrilidae sp.3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

65

Indivíduos juvenis

32

103

16

65

1

82

-

-

20

4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Rhinodrilidae

Pontoscolex corethrurus

-

-

-

-

-

19

-

-

-

-

-

-

-

50

3

-

-

141

3

Urobenus brasiliensis

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4

-

-

-

-

Megascolecidae

Amynthas gracilis

-

1

-

1

-

-

-

-

-

9

-

-

-

-

-

-

-

-

2

Methaphire californica

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Indivíduos juvenis

-

5

3

5

-

-

-

-

2

8

-

-

-

-

-

-

1

9

25

Acanthodrilidae

Dichogaster affinis

-

2

-

-

-

2

2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Dichogaster gracilis

4

-

-

-

-

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

-

Dichogaster bolaui

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Dichogaster saliens

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

1

-

-

-

-

-

1

Dichogaster juvenis

-

-

-

-

-

2

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Juvenis (não identificados)

-

-

-

4

-

-

3

1

4

4

3

-

4

3

-

-

-

-

27

Riqueza (no. spp.)

2

3

3

3

2

6

2

1

2

4

1

-

1

1

2

1

3

6

5

Nativas (%)

0

0

33

0

0

17

50

0

0

50

-

-

0

0

50

100

67

50

40

Exóticas (%)

100

100

67

100

100

83

50

100

100

50

-

-

100

100

50

0

33

50

60

Índice de Shannon

0,8

0,8

1,0

0,8

0,7

1,1

1,4

0,7

0,9

1,6

-

-

0,5

0,2

1,0

0,6

0,5

0,7

1,5

Índice de Pielou

0,7

0,5

0,7

0,5

0,7

0,5

0,9

1,0

0,7

0,9

-

-

0,7

0,3

1,0

0,9

0,4

0,4

0,7

Dentre as áreas com PD, a maior riqueza de espécies (6 spp.) foi encontrada no PD7 em Rolândia, região bem conhecida por ter plantio direto de longa duração, com adoção desde os anos 70. As áreas com menor riqueza foram PD9 (Cambé) e PD12 e 13 (Itaí), todos com apenas uma espécie. Nas áreas de mata, a maior riqueza foi encontrada em Itaí (5 spp.), enquanto em Rolândia e Toledo, encontaram-se apenas uma espécie, sendo exotica em Rolândia (P. corethrurus) e nativa (Glossoscolex sp.1) em Toledo. Em geral, nas áreas com PD, houve predominância de exóticas (media geral de 81%), enquanto nas matas encontraram-se mais espécies nativas (media geral de 49% exóticas), mas quase sempre em baixa abundância. Os índices de diversidade Shannon foram maiores nas áreas com PD e menores em média nas de mata, mas não houve diferença nas medias dos índices de uniformidade Pielou entre as matas e PD.

A dominância de exóticas em áreas agrícolas e outros ecossistemas perturbados como florestas secundárias já é bastante conhecida no Brasil (BROWN et al., 2006) e no mundo (HENDRIX, 2006), devido à invasão desses ecossistemas por espécies que são mais adaptadas à perturbação antrópica. No Paraná, já havia sido relatada a dominância de áreas de PD por espécies pequenas como as das famílias Ocnerodrilidae e Acanthodrilidae (BARTZ et al., 2013, 2014).

Conclusões

Encontraram-se um total de 18 espécies de minhocas, sendo 12 nas áreas sob Plantio Direto, com uma média de 2,5 espécies por local em Plantio Direto e 3 espécies nas matas ciliares. De modo geral, houve predominância de espécies exóticas nas áreas sob Plantio Direto e de espécies nativas nas matas ciliares.

Referências

ANDERSON, J.M., AND J.S.I. INGRAM. 1993. Tropical soil biology and fertility: a handbook of methods. 2.ed. Wallingford: CAB International.

BARTZ, M.L.C., A. PASINI, AND G.G. BROWN. 2013. Earthworms as soil quality indicators in Brazilian no-tillage systems. Appl. Soil Ecol. 69:39–48.

BARTZ, M.L.C., A. PASINI, AND G.G. BROWN. 2014. Earthworm richness, abundance and biomass in different land use systems in northern Paraná, Brazil (Oligochaeta). In: PAVLÍCEK T., P. CARDET, M.T. ALMEIDA, C. PASCOLA, F. CÁSSIO (Ed.), Advances in earthworm taxonomy VI (Annelida: Oligochaeta). Kasparek Verlag, Heidelberg, pp. 59–73.

BROWN, G.G., S.W. JAMES, A. PASINI, D.H. NUNES, N.P. BENITO, P.T. MARTINS, AND K.D. SAUTTER. 2006. Exotic, peregrine, and invasive earthworms in Brazil: diversity, distribution, and effects on soils and plants. Carib. J. Sci. 42:339–358.

HENDRIX, P.F. 2006. Biological invasions belowground: earthworms as invasive species. Biol. Invas. 8:1201–1204.

LAVELLE, P., T. DECAËNS, M. AUBERT, S. BAROT, M. BLOUIN, F. BUREAU, P. MARGERIE, P. MORA AND J.P. ROSSI. 2006. Soil invertebrates and ecosystem services. Eur. J. Soil Biol. 42:S3-S15.

NADOLNY, H. 2017. Estado da arte das minhocas como bioindicadoras da qualidade dos solos brasileiros. Tese de doutorado em Ciências do Solo, Universidade Federal do Paraná, Curitiba.

Populações de minhocas, atributos químicos do solo e índice de qualidade participativo (IQP) em áreas monitoradas pela rede de pesquisa SoloVivo

Julia Barreto1, Alessandra Santos1, Talita Ferreira1, Lilianne dos S. Maia1, Wilian C. Demetrio1, Luís Carlos Hernani3, George Gardner Brown4, Marie Luise Carolina Bartz2

1Bióloga, mestranda, Universidade Positivo, Curitiba, PR

2Bióloga, doutoranda na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutoranda na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

4Engenheiro-agrônomo, doutoranda na Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

6Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

7Agrônomo, doutor, pesquisador e Professor, Embrapa Florestas e Universidade Federal do Paraná, Colombo e Curitiba, PR

8Bióloga, doutora, professora, Universidade Positivo, Curitiba, PR

Introdução

As minhocas são reconhecidas como sendo bioindicadores da qualidade do solo, devido às suas atividades de escavação de galerias e dejeção de coprólitos, que levaram esses organismos a serem considerados engenheiros do ecossistema (LAVELLE et al., 1997). Muitos estudos têm avaliado as populações de minhocas em áreas agrícolas do país (NADOLNY, 2017), mas poucos têm realizados estudos em áreas sob Plantio Direto e realizado as correlações da abundância, biomassa e riqueza de espécies de minhocas com os atributos químicos do solo e aspectos que refletem a qualidade do Plantio Direto, como o Índice de Qualidade Participativo (IQP). Nesse trabalho, portanto, avaliaram-se as populações de minhocas e sua diversidade em áreas de plantio direto e vegetação nativa em cinco das microbacias monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo.

Material e Métodos

O trabalho foi realizado em 13 áreas agrícolas manejadas sob plantio direto (PD), sendo pelo menos uma em cada uma das 6 das doze monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo, situadas nos municípios de Rolândia, PR (PD1 a 7), Cambé, PR (PD8) e Toledo, PR (PD9), Coxilha, RS (PD10) e Itaí/SP (PD11a, 11b e 12).

As minhocas foram coletadas usando uma adaptação do método padrão do Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) Programme (ANDERSON & INGRAM, 1993), com extração manual das minhocas de cinco a dezoito monólitos de 20 x 20 x 20 cm de profundidade em cada área agrícola, com distâncias de pelo menos 20 m entre amostras. Foram coletados 116 monólitos de TSBF. As minhocas foram sacrificadas e preservadas em álcool absoluto (99%), e identificadas até nível de espécie, quando possível, ou gênero e família.

Para a mensuração dos atributos químicos do solo (fertilidade de rotina), foram coletados em torno de 400 gramas de solo de cada monólito TSBF e em laboratório submetidas às análises segundo MARQUES e MOTTA (2003).

Usaram-se os dados do número de minhocas encontradas nas amostragens qualitativas e quantitativas para calcular os índices de Pielou e Shannon, usando o programa Past. As variáveis biológicas (abundância, biomassa e riqueza total) foram correlacionados, par a par, com as variáveis ambientais (fertilidade de rotina e IQP) usando correlações e Spearman (p < 0,05), uma vez que as variáveis biológicas não apresentam distribuição normal. Foi realizada ainda uma análise de redundância (RDA) com objetivo de correlacionar todas as variáveis biológicas com as variáveis ambientais a fim de saber com mais variáveis ambientais há correlação significativa e como esses conjuntos de dados se comportam em relação às áreas amostradas, utilizando o software CANOCO versão 4.5 (TER BRAAK; SMILAUER, 2002) e ao teste de permutações de Monte Carlo para verificar a significância (p < 0,05) das correlações das RDA.

Resultados

As correlações de Spearman entre as variáveis biológicas (abundância e biomassa de minhocas e riqueza total de espécies de minhocas), as variáveis de química do solo (pH, Al, H+Al, Mg, Ca, K, P, N, C e CTC) e o Índice de Qualidade Participativo (IQP) do Plantio Direto estão apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1. Correlação de Spearman entre as variáveis biológicas (abundância, biomassa e riqueza de espécies de minhocas) com os atributos químicos do solo (pH, Al, H+Al, Mg, Ca, K, P, N, C e CTC) e o Índice de Qualidade Participativo (IQP) do Plantio Direto.

Variáveis do solo e de gestão

Variáveis biológicas (minhocas)

Abundância

Biomassa

Riqueza de espécies

pH

ns

ns

ns

Al

ns

ns

ns

H+Al

ns

ns

ns

Mg

-0,7967

-0,8516

-0,7026

Ca

ns

ns

ns

K

ns

ns

ns

P

ns

ns

ns

N

ns

ns

ns

C

ns

ns

ns

CTC

ns

ns

ns

IQP

ns

ns

-0,6150

*p < 0,05; **p < 0,01.

Houve correlação significativa, negativa e forte entre Mg e a abundância, a biomassa e a riqueza de espécies de minhocas e negativa e moderada do IQP e a riqueza de espécies de minhocas.

A Análise de Redundância (Figura 1), mostra correlação significativa entre as varáveis biológicas (abundância, biomassa e riqueza de espécies de minhocas) e os teores de Mg e o Índice de Qualidade Participativo (IQP) do Plantio Direto. Essa correlação representa 69,5% da variabilidade total destes dados.

Figura 1. Análise de Redundância mostrando correlação significativa (p < 0,05) entre as variáveis biológicas (abundância e biomassa de minhocas e riqueza de espécies) e as variáveis químicas (Ca, P, Mg e C) e o Índice de Qualidade Participativo do Plantio Direto (IQP).

As variáveis biológicas estão correlacionadas negativamente com o Mg e o IQP. Essa variabilidade dos dados está indicada pela componente principal 1 (CP1), a qual explica 67,5% da variabilidade dos dados. As áreas PD1, PD2, PD3, PD4, PD6 e PD10 estão associadas às maiores abundâncias, às biomassas e à riqueza de espécies de minhocas, mas que na sua maioria são áreas com menos de 10 anos sob Plantio Direto e com áreas menores (entre 20 e 27 ha).

Por outro lado, as áreas PD 9, PD 11a e PD 11b, estão associados os teores de Mg (PD9, PR11a e PD11b). Já a componente principal 2 (CP2) é explicada pelos valores de IQP, o qual possui as áreas PD5 e PD8 associadas. As áreas PD5, PD8, PD9, PD11a e PD11b são áreas que possuem um histórico de manejo mais intensivo, áreas maiores (entre 29 e 118 ha) e com degradação da qualidade física do solo, visível a campo (presença de erosão e indicativos de camadas compactadas em subsuperfície observados durante a amostragem), e estão opostas às variáveis biológicas.

As áreas PD7 e PD12 não estão associadas a variáveis, estão opostas ao IQP, possuindo os mais baixos valores do índice.

Conclusões

As correlações entre as variáveis biológicas (abundância e biomassa de minhocas e riqueza de espécies de minhocas) as variáveis de química do solo (pH, Al, H+Al, Mg, Ca, K, P, N, C e CTC) e o Índice de Qualidade Participativo (IQP) foram fracas na sua maioria não significativas. Apenas os teores de Mg e os valores do IQP apresentaram correlação significativa. A Análise de Redundância confirmou esses resultados e permitiu a separação de áreas sob PD com manejo mais intenso e degradação física do solo (PD5, PD8, PD9, PD11a e PD11b) de áreas sob PD com idade média de nove anos e associadas a maiores abundâncias e biomassas de minhocas e riqueza de espécies (PD1, PD2, PD3, PD4 e PD10).

Referências

ANDERSON, J.M., AND J.S.I. INGRAM. 1993. Tropical soil biology and fertility: a handbook of methods. 2.ed. Wallingford: CAB International.

LAVELLE, P., T. DECAËNS, M. AUBERT, S. BAROT, M. BLOUIN, F. BUREAU, P. MARGERIE, P. MORA AND J.P. ROSSI. 2006. Soil invertebrates and ecosystem services. Eur. J. Soil Biol. 42:S3-S15.

NADOLNY, H. 2017. Estado da arte das minhocas como bioindicadoras da qualidade dos solos brasileiros. Tese de doutorado em Ciências do Solo, Universidade Federal do Paraná, Curitiba.

MARQUES, R., MOTTA, ACV. 2003. Análise química do solo para fins de fertilidade. IN: Lima, MR (Ed.) Manual de diagnóstico da Fertilidade e manejo dos solos agrícolas, second ed. Departamento de solos e engenharia agrícola, Curitiba pp. 82-102.

TER BRAAK CJF., SMILAUER P. Canoco Reference Manual and CanoDraw for Windows User’s Guide: Software for Canonical Community Ordination, Version 4.5. Microcomputer Power, Ithaca, 2002.

Índice de qualidade estrutural do solo em sistema plantio direto conduzido sob longa duração em Passo Fundo, RS

Anderson Santi1, Fabiano Daniel de Bona2, Genei Antonio Dalmago3

1Engenheiro-agrônomo, mestre, pesquisador, Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

2Engenheiro-agrônomo, pós-doutor, pesquisador, Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

3Engenheiro-agrônomo, pós-doutor, pesquisador, Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

Introdução

A estrutura do solo é definida pelo tamanho, a disposição das partículas e a porosidade do solo (Edwards, 1991), sendo resultante da agregação das partículas primárias (areia, silte, argila) e outros componentes orgânicos e minerais do solo. A estrutura do solo está diretamente associada ao fluxo de água e ar no solo, dinâmica de nutrientes, atividade microbiana, penetração de raízes e a suscetibilidade do solo à erosão (Rabot et al., 2018). A gênese da agregação passa pela formação dos microagregados e a união destes dá origem aos macroagregados. Para a formação dos agregados concorrem características intrínsecas do solo (mineralogia e textura) e o manejo dispensado ao mesmo, que interfere na dinâmica da matéria orgânica e dos microorganismos decompositores. Nesse sentido, Vezzani et al. (2011), demonstraram que práticas de não revolvimento do solo, entre elas, o Sistema Plantio Direto, são capazes de recuperar a agregação por aumentar o aporte de carbono, um dos principais elementos que mantem a estabilidade dos agregados (Salton et al., 2008). No entanto, para a quantificação da qualidade estrutural do solo há limitações, tanto de ordem metodológica e de infraestrutura, quanto de ordem econômica, devido à avaliação carecer de equipamentos complexos.

Na busca por métodos de avaliação que sejam rápidos, viáveis e sensíveis às alterações advindas do manejo dispensado ao solo e às culturas, destacam-se as opções de avaliação visual, como o método Avaliação Visual da Estrutura do Solo (VESS) descrito por Ball et al. (2007) e o método Avaliação Visual do Solo (VSA) de Shepherd (2000). No entanto, por necessitar de complementos laboratoriais (VSA) e não considerar o solo desagregado por intenso revolvimento (VESS), como degradação da estrutura, Ralisch et al. (2017) propuseram o Diagnóstico Rápido da Estrutura do Solo (DRES), que avalia o Índice de Qualidade Estrutural do Solo (IQEs) de forma simples e rápida, por análise de feições dos agregados observadas visualmente em amostras coletadas na camada de 0-25 cm, método totalmente adaptado às condições tropicais e subtropicais.

Neste trabalho o objetivo foi avaliar o IQEs utilizando o DRES, em experimento de longa duração em Passo Fundo, RS.

Material e métodos

O solo foi amostrado em um experimento de longa duração, instalado em 1980, na Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS. Os tratamentos, em 4 repetições, constavam de uma sucessão de culturas e três rotações: 1- Trigo/Soja, 2- Nabo-Trigo/Soja-Aveia Preta/Sorgo-Cevada/Soja-Aveia Preta/Feijão, 3- Aveia Branca/Soja-Trigo/Soja-Ervilhaca/Sorgo, 4- Aveia Branca/Soja-Trigo/Soja-Aveia Preta/Sorgo-Trigo/Soja, semeados no sistema plantio direto. Amostras de solo foram obtidas nas parcelas com soja em 24/11/2017, 8 dias após a semeadura da cultura. O método de coleta e avaliação da estrutura do solo foi o DRES, descrito e validado por Ralisch et al. (2017). A coleta foi realizada com pá-de-corte e as amostras (uma por parcela) foram acondicionadas em bandejas de tamanho adequado à amostra, transportadas ao Laboratório de Solos da Embrapa Trigo, onde procedeu-se a identificação visual das camadas, anotando a espessura e a atribuição das notas de qualidade estrutural de cada camada (Qec). De posse desses dados foi calculado o Índice de Qualidade Estrutural da Amostra (IQEa), conforme a equação 1. Este indicador corresponde à média das notas atribuídas às camadas identificadas, ponderada pela sua espessura. Por definição de ordem metodológica identificou-se no máximo 3 camadas por amostra avaliada.

(1)

IQEa = Índice de Qualidade Estrutural do Solo da Amostra;

Ec = espessura de cada camada (varia de 1 a 3);

Qec = nota de qualidade estrutural atribuída à cada camada;

Etotal = espessura, PRofundidade total da amostra (25 cm).

Por fim, foi realizada a média das notas do IQEa em cada tratamento, resultando no Índice de Qualidade Estrutural do Solo (IQEs), que é determinante para a proposição das alterações no manejo adotado em cada tratamento, de acordo com o resultado obtido (Equação 2). O IQEs varia numa escala de 1 (muito ruim) a 6 (muito boa).

(2)

IQEs = Índice de Qualidade Estrutural do Solo no tratamento avaliado;

n = número total de amostras;

IQEa = nota de qualidade estrutural atribuída às amostras (1 até n)

A análise estatística do IQEs foi realizada com o SAS (Sas Institute, 2002), e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Resultados e discussão

Não houve diferença significativa entre os tratamentos (CV= 17,2). Observa-se pela análise da Tabela 1 que o IQEa variou de 2,9 a 5,0, onde os valores ≤ 3,0 evidenciam a presença de feições de degradação da camada de solo, como o observado na camada 11-25 cm (Figura 1a), enquanto na camada de 0-10 cm (Figura 1b), que possui valores superiores a 3,0, indicam significativo sinal de atividade biológica, grumosidade, porosidade e interessante presença de raízes (Ralisch et al., 2017).

Tabela 1. Índice de qualidade estrutural do solo da amostra (IQEa) e do solo das parcelas experimentais (IQEs), avaliados em experimento de longa duração sob Sistema Plantio Direto. Passo Fundo, RS. 2018.

Tratamentos*

Repetição

IQEa

Desv. Pad. IQEa

IQEsns

T/S

1

3,6

0,19

3,4

2

3,2

3

3,3

4

3,6

N-T/S-AP/So-

Ce/S-AP/Fe

1

3,4

0,32

3,7

2

3,3

3

4,0

4

3,3

AB/S-T/S-

Erv/So

1

3,4

0,55

3,8

2

4,4

3

3,3

4

4,2

AB/S-T/S-

AP/So-T/S

1

3,4

1,00

3,6

2

3,0

3

5,0

4

3,1

*N = nabo forrageiro, T = trigo, S= soja, AP = aveia preta, So = sorgo, Ce = cevada, Fe = feijão, AB = aveia branca, Erv = ervilhaca.

Ns = não significativo pelo teste de Tukey a 5% probabilidade de erro.

Figura 1. Amostras de solo coletadas nos tratamentos avaliados, evidenciando as camadas analisadas, bem como a condição de agregação do solo. a) Tratamento 4, camada 11-25 cm (Qec= 2); b) Tratamento 3, camada 0-10 cm (Qec= 5). Passo Fundo, RS. 2018.

Fotos: Darci Veronese

Os resultados do IQEs variaram de 3,4 a 3,8, não demonstrando diferença entre os tratamentos (Tabela 1). Nesse caso, as rotações não interferiram na qualidade estrutural do solo, nem mesmo na comparação com a sucessão trigo/soja. Uma provável explicação para o fato de não haver diferença está associada ao não controle de tráfego nas operações de manejo do experimento, o que pode ter adensado o solo de maneira uniforme nos tratamentos. Resultados prévios de densidade do solo (dados não apresentados), já demonstravam não haver diferença entre os tratamentos, além de indicarem adensamento nas camadas de 5-30 cm (5-10, 10-20 e 20-30 cm). Dessa forma, os resultados indicaram qualidade estrutural “Regular”, conforme classificação apresentada por Ralisch et al. (2017). Nesse caso, para melhorar a qualidade estrutural do solo há necessidade de aumentar a diversificação de culturas, usar modelos de produção mais complexos e integrados, fomentando o uso de culturas com sistemas radiculares fasciculados, de crescimento intensivo, de plantas com elevada relação C:N que podem efetivamente influenciar positivamente a estrutura do solo e, principalmente, gerenciar as operações mecanizadas com vistas à redução/controle do tráfego de máquinas.

Conclusões

Os modelos de produção de experimentos de longa duração conduzidos na região do Planalto Médio do RS denotam Índice de Qualidade Estrutural do Solo em torno de 3,5, indicando qualidade de manejo Regular. Para melhorar a qualidade desse manejo recomenda-se ampliar a diversidade de culturas, usar modelos de produção mais complexos e integrados, com culturas de sistemas radiculares fasciculados, de crescimento intensivo, de com elevada relação C:N, como as gramíneas forrageiras que podem influenciar efetiva e positivamente a estrutura do solo bem como, além de tudo, deve-se estabelecer um adequado controle de tráfego de máquinas nas parcelas experimentais.

Referências

BALL, B. C.; BATEY, T.; MUNKHOLM, L. J. Field assessment of soil structural quality - a development of the Peerlkamp test. Soil Use and Management, v. 23, p. 329-337, 2007.

EDWARDS, W. M. Soil structure: processes and management. In. LAL, R.; PIERCE, F. J. (ed.). Soil management for sustainability. Ankeny: Soil and Water Conservation Society, 1991, p. 7-24.

SALTON, J. C.; MIELNICZUK, J.; BAYER, C.; BOENI, M.; CONCEIÇÃO, P. C.; FABRÍCIO, A. C.; MACEDO, M. C. M. BROCH, D. L. Agregação e estabilidade de agregados do solo em sistemas agropecuários em Mato Grosso do Sul. R. Bras. Ci. Solo, v. 32, p. 11-21, 2008.

RABOT, E.; WIESMEIER, M.; SCHLÜTER, S.; VOGEL, H. J. Soil structure as an indicator of soil functions: A review. Geoderma, v. 314, p. 122-137. 2018

RALISCH, R.; DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C.; TOMAZI, M.; HERNANI, L. C.; MELO, A. da S.; SANTI, A.; MARTINS, A. L. da S.; BONA, F. D. de. DRES: diagnóstico rápido da estrutura do solo. Londrina: Embrapa Soja, 2017. 63 p. (Embrapa Soja. Documentos, 390).

SAS Institute. Inc. SAS Statistical software, release 9.1. Cary: SAS Institute, 2002.

SHEPHERD, T. G. Visual Soil Assessment. Volume 1. Field guide for cropping and pastoral grazing on flat to rolling country. Palmerston North: Horizons.mw & Landcare Research, 2000. 84p.

VEZZANI, F. M.; MIELNICZUK, J. Agregação e estoque de carbono em Argissolo submetido a diferentes práticas de manejo agrícola. R. Bras. Ci. Solo, v. 35, p. 213-223, 2011.

Taxa de infiltração estável de água no solo pós-cultivo de milho + braquiária sob plantio direto

Roniedison da Silva Menezes1, Elói Panachuki2, Luís Carlos Hernani3, Felipe das Neves Monteiro4, Jefferson Matheus Ozório5, Rafael S. Ferreira6, Thiago Sandim Ximenes7

1Engenheiro Agrônomo, mestrando, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana, MS

2Engenheiro-agrônomo, pós-doutor, professor, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana, MS

3Engenheiro-agrônomo

4Engenheiro florestal, mestrando, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana, MS

5Gestor ambiental, doutorando, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Mundo Novo, MS

6Engenheiro-agrônomo, doutorando, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana, MS

7Engenheiro Ambiental, mestrando, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana, MS

Introdução

A infiltração de água no solo é um processo físico de alta complexidade, pois o solo é um meio heterogêneo, com ampla variabilidade espacial e com características que sofrem alterações diferenciadas no tempo e no espaço (LIU et al., 2011).

A taxa de infiltração, dada pela diferença entre a taxa de precipitação de chuva e a taxa de escoamento superficial de água, permite identificar a quantidade de água que efetivamente infiltra no solo. A taxa de infiltração estável (TIE) é a que assume valor constante ao longo do tempo. Nos diferentes sistemas de uso do solo, a infiltração depende da umidade inicial, da permeabilidade bem como de outros atributos físicos, químicos e biológicos do solo (MARCHINI, 2015).

De acordo com Bono et al. (2012), um solo bem estruturado promove, além de maior infiltração, redução do escoamento superficial e, consequentemente, maior controle da erosão hídrica. Segundo esse autor a taxa de infiltração é o parâmetro que melhor representa a qualidade estrutural de um solo.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a taxa de infiltração em um Latossolo Vermelho Distroférrico recém cultivado com o consórcio Milho+Braquiária (Urochloa ruziziensis), sob Sistema Plantio Direto.

Material e métodos

O experimento foi conduzido em microbacia monitorada pela Rede de Pesquisa SoloVivo, denominada Maracaju 2 (coordenadas 21°39’ S; 55°12’ W e altitude de 445 m), situada no município de Maracaju, MS, em agosto de 2017.

O clima da região (Köppen) é o Aw, tropical úmido, com temperatura média anual de 27°C e precipitação média anual de 1.500 a 1.750 mm. O solo da área é um Latossolo Vermelho Distroférrico, cuja declividade varia de 3 a 5%.

A área de avaliação vem sendo utilizada com agricultura desde o ano de 2001 e durante as safras 2015/2016 e 2016/2017 foi cultivada com a sucessão Soja (Glycine max L.)/Milho (Zea mays L.) 2ª. safra + braquiária (Urochloa ruziziensis), em plantio direto. Nesta área não se adotaram práticas conservacionistas de solo e água ao longo do tempo, havendo preparo de solo periódico e semeadura a favor do declive.

As chuvas simuladas foram aplicadas, mediante um infiltrômetro de aspersão, calibrado para aplicar a intensidade de precipitação de 100 mm h-1, adotando-se parcelas experimentais de 0,7 m2 (1,0 m x 0,7 m), seguindo procedimentos descritos por Alves Sobrinho et., (2008). Os tratamentos foram compostos por três posições ao longo do segmento da rampa (Terço Superior, Terço Médio e Terço Inferior) e por duas condições de cobertura do solo, com e sem cobertura de resíduos de milho+braquiária, além de área de mata nativa com cobertura original do solo localizada no terço inferior da encosta, com quatro repetições distribuídas aleatoriamente. As coletas do escoamento superficial de água foram realizadas a cada dois minutos, durante 60 minutos.

Em cada tratamento, além da avaliação da taxa de infiltração estável também foram coletadas amostras indeformadas das camadas 0-0,5; 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m do solo, para análise em laboratório de densidade do solo (Ds), com base em metodologia descrita por Teixeira et al., (2017).

Os tratamentos foram dispostos em delineamento experimental inteiramente casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial 2x3+1, totalizando sete tratamentos. As médias dos parâmetros avaliados foram comparadas pelo teste Tukey a 5% de significância.

Resultados e discussão

Os menores valores de Ds foram observados na condição de mata nativa (Tabela 1). Este fato deve-se, possivelmente, à ação da presença constante de raízes nas camadas mais superficiais do solo que propiciam melhor aeração e aumentam a macroporosidade do solo (SALTON et al. 2008). Não ocorreu diferenças significativas entre os três segmentos de rampa avaliados para este parâmetro.

Tabela 1: Densidade do solo (Mg m-3) obtidas em três profundidades e posições da vertente e em mata adjacente, de área de Latossolo Vermelho da microbacia Maracaju 2, Maracaju, MS.

Local

de Amostragem

Densidade do solo (Mg m-3)

Profundidade (m)

0-0,05

0,05-0,10

0,10-0,20

Terço Superior

1.25 A

1.36 A

1.35 A

Terço Médio

1.25 A

1.37 A

1.33 AB

Terço Inferior

1.28 A

1.34 A

1.34 AB

Mata

1.11 B

1.21 B

1.23 B

Médias seguidas por letras maiúsculas iguais na mesma coluna não diferem pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade na mesma profundidade.

Na condição de mata nativa, verificou-se que os valores da TIE não diferiram quando comparados os tratamentos com e sem cobertura do solo, verificando-se infiltração de toda a quantidade de chuva ocorrida no período de avaliação (Tabela 2).

Tabela 2: Taxa de infiltração estável média de água no solo com e sem cobertura de Milho+braquiária, em três terços da rampa de escoamento, e em Mata nativa.

Local de Avaliação

Cobertura

Com

Sem

mm h-1

Mata

100,00 Aa

100,00 Aa

Terço Superior

87,01 Ab

71,19 Bb

Terço Médio

73,52 Ac

70,71 Ab

Terço Inferior

68,78 Ac

62,48 Ab

Médias seguidas por letras maiúsculas iguais na mesma nas linhas e letras minúsculas nas colunas não diferem pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade

Os tratamentos sob mata nativa, com ou sem cobertura do solo, proporcionaram taxa de infiltração superior aos demais tratamentos avaliados nas três posições ao longo do segmento de rampa. Na condição do Terço Superior, verificou-se que o tratamento com cobertura do solo induziu taxa de infiltração estável de água no solo significativamente mais elevada do que a do tratamento sem a presença de resíduos vegetais, evidenciando, assim, a importância da cobertura vegetal para a dissipação da energia das gotas de chuvas e a contenção do escoamento superficial de água sobre a superfície do solo. Neste caso, verificou-se que a retirada da cobertura do solo reduziu a taxa de infiltração estável em cerca de 22,0%. No tratamento com cobertura do solo, o Terço Superior proporcionou taxa de infiltração superior às demais posições da vertente, porém na situação de solo sem cobertura, não houve diferença entre os tratamentos das posições ao longo do comprimento de rampa em relação às taxas de infiltração estável observadas. Isto sugere que embora na posição do Terço Superior provavelmente deva ocorrer menor desagregação dos primeiros milímetros do solo e, portanto, menor selamento superficial, para que haja taxa de infiltração de água mais elevada é imprescindível a presença do elemento dissipador do impacto da gota de chuva, a cobertura morta da superfície do solo. Também concorre para essa situação o fato de que na parte mais elevada e plana do terreno, o Terço Superior, observou-se menor evidência de ocorrência de erosão hídrica, devido a chuvas naturais que antecederam a estas avaliações. Na condição com a presença da cobertura vegetal verificou-se que a diferença entre o tratamento sob mata nativa e Terço Inferior foi de 31,22 mm h-1, enquanto na condição sem cobertura do solo a redução foi de 37.52 mm h-1. Na avaliação da taxa de infiltração estável dos demais tratamentos, verificou-se que, os locais de cotas menores (Terço Médio e Inferior) tenderam a apresentar maior escoamento superficial de água do solo (portanto, menores taxas de infiltração estável), tanto em presença da cobertura do solo como na ausência dessa cobertura. Na condição com cobertura do solo verificou-se que a diferença entre o tratamento Terço Superior e Terço Inferior foi de 18,23 mm h-1, enquanto na condição sem cobertura do solo esta diferença foi de 8,71 mm h-1. Isto pode ter ocorrido devido ao incremento da declividade ao longo da vertente e também ao fato de que, especialmente, no Terço Inferior, a densidade superficial do solo é um pouco mais elevada e, nessa região do terreno, tem havido maior arraste de sedimentos do solo por escoamento superficial, expondo camada mais adensada e ou compactada, que pode refletir-se na infiltração de água.

Uma perspectiva do comportamento dos tratamentos em relação à taxa de infiltração ao longo dos 60 minutos de avaliação pode ser observada na Figura 1.

Figura 1: Infiltração média de água no solo ao longo de 60 minutos de chuva simulada em três posições da vertente, com (CC) e sem cobertura (SC) morta de resíduos de milho+braquiária; e em mata adjacente de área de Latossolo Vermelho na microbacia Maracaju 2, Maracaju, MS.

Esta tendência de redução da infiltração de água no solo associada com a retirada da cobertura do solo evidencia a importância da cobertura permanente e da permanência dos resíduos vegetais sobre a superfície do solo para reduzir a taxa de enxurrada e contribuir, dessa maneira, com a conservação do solo e da água.

Conclusões

As posições mais elevadas e mais planas do terreno tendem a apresentar maior taxa de infiltração de água no solo.

A cobertura vegetal permanente influencia diretamente a taxa de infiltração de água no solo.

Referências

BONO, J. A. M.; MACEDO, M. C. M.; TORMENA, C. A.; NANNI, M. R.; GOMES, E. P.; MÜLLER, M. M. L. Infiltração de água no solo em um Latossolo vermelho da região sudoeste dos cerrados com diferentes sistemas de uso e manejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Brasília, v.36, p. 1845-1853, fev., 2012.

LIU, H., LEI, T. W., ZHAO, J., YUAN, C.P., FAN, Y. T., QU, L. Q. Effects of rainfall intensity and antecedent soil water contenton soil infiltrability under rainfall conditions using the runoff on out method. Journal of Hydrology, v. 396. p. 24-32. 2011.

MARCHINI, D. C.; LING, T. C.; ALVES, M. C.; CRESTANA, S.; SOUTO FILHO. S. N.; ARRUDA. O. G. Matéria orgânica, infiltração e imagens tomográficas de Latossolo em recuperação sob diferentes tipos de manejo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.19, n.6, p.574–580, 2015.

SALTON, J. C.; MIELNICZUK, J.; BAYER, C.; BOENI, M.; CONCEIÇÃO, P. C.; FABRÍCIO, A. C.; MACEDO, M. C. M.; BROCH, D. L. Agregação e estabilidade de agregados do solo em sistemas agropecuários em Mato Grosso do Sul. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 32, p. 11-21, 2008.

TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W. G. Manual de métodos de análise de solo. 3ª edição revista e atualizada. Brasília, DF: EMBRAPA. 573p, 2017.

Desempenho econômico de modelos de produção diversificados na região centro-norte do Paraná

Henrique Debiasi1, Julio Cezar Franchini dos Santos1, Alvadi Antonio Balbinot Junior2, Osmar Conte3, Luís Carlos Hernani4

1Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Produção Vegetal, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

A adoção de modelos de produção com alta biodiversidade, envolvendo espécies vegetais com elevada capacidade de produção de fitomassa da parte aérea e raízes, constitui-se em um dos fundamentos do Sistema Plantio Direto (SPD). Entretanto, o foco no retorno econômico a curto prazo, associado à falta de visão de sistema, têm resultado no predomínio de modelos de produção pouco diversificados em todas as regiões brasileiras produtoras de grãos sob SPD. A baixa diversificação de espécies vegetais produz uma série de efeitos negativos à sustentabilidade do sistema de produção, entre os quais Debiasi et al. (2017) destacam: degradação da qualidade estrutural e biológica do solo; intensificação dos processos erosivos; aumento da infestação de plantas daninhas; e o incremento da incidência e dos danos ocasionados por fungos ou nematoides que sobrevivem no solo. Além de impactos negativos sobre o solo e o ambiente, a baixa diversificação aumenta os custos de produção e reduz a produtividade e a estabilidade da produção, comprometendo assim o desempenho econômico do sistema de produção.

Ações de transferência de tecnologia que visem ao aumento da adoção de modelos de produção diversificados, que incluam plantas de cobertura do solo, devem focar nos benefícios econômicos proporcionados por tais modelos, com base em análises feitas para o sistema. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho econômico de modelos de produção com diferentes graus de diversificação na região Centro-Norte do Paraná.

Material e métodos

O estudo foi realizado com base nos resultados de produtividade da soja, do trigo e do milho 1ª e 2ª safras de quatro safras (2011/12 a 2014/15), em experimento de longa duração conduzido desde 1985 na Fazenda Experimental da Coamo, localizada no município de Campo Mourão, PR (24º05’’ S, 52º21’ O e 630 m de altitude). O clima da região é subtropical úmido (Cfa, conforme a classificação de Köppen), com temperatura e precipitação médias anuais de 19,9o C e 1.570 mm. O solo da área experimental foi classificado como LATOSSOLO VERMELHO Aluminoférrico, de textura muito argilosa (teores de argila, silte e areia de 703 g kg-1, 200 g kg-1 e 97 g kg-1, respectivamente).

O experimento vem sendo conduzido no delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições e doze tratamentos, envolvendo diferentes modelos de produção em SPD ou em preparo convencional. Para este trabalho, foram selecionados cinco modelos de produção em SPD, compostos pelas seguintes sequências de culturas nas safras 2011/12, 2012/13, 2013/14 e 2014/15: M1 = milho 2ª safra(Mis)/soja(So)–trigo(Tr)/So–nabo forrageiro(Nf)/milho 1ª. safra(Mi)-Tr/soja precoce(Sop); M2 = Mis/So–Tr/So-aveia(Av)/Mi-Mis/Sop; M3 = Tr/Sop-Mis/So-Av + Nf/Sop-Mis/So; M4 = Mis/So-Mis/So-Mis/Mi-Mis/So; e M5 = Tr/So-Tr/So-Tr/So-Tr/So. A adubação e o manejo das culturas foram uniformes em todos os tratamentos e realizados conforme as indicações técnicas para cada espécie. Para o trigo e o milho, os cultivares/híbridos utilizados foram os mesmos em todos os modelos de produção. No caso da soja, foram utilizados dois padrões de cultivares, conforme o modelo de produção e a safra: soja precoce, com ciclo variando entre 120 e 125 dias; e soja “normal” (designada simplesmente como “soja”), com ciclo entre 135 e 140 dias. Para avaliação da produtividade de grãos, foram colhidas mecanicamente 24 linhas (0,20 m entre linhas) de 26 m de trigo, 8 linhas (0,50 m) de 30 m de soja, e 4 linhas (0,80 m) de 30 m de milho (1ª e 2ª safras).

O lucro operacional foi estimado pela renda bruta (produtividade de grãos por unidade de área x preço da saca de 60 kg) subtraída dos custos operacionais (custos variáveis + custos fixos), obtidos junto ao Departamento de Economia Rural da Secretaria da Agricultura e do Abastecimento do Estado do Paraná (Deral/Seab), para cada safra avaliada. A remuneração dos fatores terra e capital fixo não foi computada nos custos de produção. Os preços da saca de 60 kg da soja, milho e trigo, em cada safra avaliada, também foram obtidos junto ao Deral/Seab. Para os modelos de produção M1, M2 e M3, foram adicionados os custos de aquisição das sementes e da operação de semeadura das culturas de cobertura. Já a margem bruta foi determinada pela relação percentual entre o lucro e o custo operacional (OLIVEIRA; VEGRO, 2004).

Resultados e discussão

Os modelos M1 e M3 foram os que resultaram em maior lucro operacional no verão, seguido dos modelos M5 e M2 (Figura 1a).

Figura 1. Lucro operacional acumulado (a) e margem bruta (b) em um ciclo de rotação de culturas (quatro safras, 2011/12 a 2014/15), em função de modelos de produção M1:milho 2ª safra(Mis)/soja(So)–trigo(Tr)/So–nabo forrageiro(Nf)/milho 1ª. safra(Mi)-Tr/soja precoce(Sop), M2:Mis/So–Tr/So-aveia(Av)/Mi-Mis/Sop, M3:Tr/Sop-Mis/So-Av + Nf/Sop-Mis/So, M4:Mis/So-Mis/So-Mis/Mi-Mis/So e M5:Tr/So-Tr/So-Tr/So-Tr/So, conduzidos desde 1985 como parte de experimento de longa duração em Campo Mourão, PR.

O modelo com menor lucro no verão foi o M4, caracterizado pela monocultura de milho na 2ª safra. Em média, esse modelo proporcionou perdas acumuladas de R$ 2.140,00/ha em relação aos tratamentos M1 e M3, e de R$ 1.506,00/ha em comparação ao M2 e M5. Este resultado é explicado principalmente pelas menores produtividades de soja e milho 1ª safra que, em média, foram, respectivamente, de 7% e 8% inferiores em relação aos demais modelos de produção. Além da degradação da qualidade do solo e menor cobertura, Debiasi et al. (2017) relatam que a monocultura do milho 2ª safra requer a utilização contínua de cultivares de soja precoces que, em média, foram 10,3% menos produtivas que as cultivares de ciclo mais longo. Considerando o lucro por safra de soja, o modelo M1 resultou no valor mais elevado (R$ 3.116,00/ha), seguido dos tratamentos M2 e M3 (respectivamente, R$ 2.773,00 e R$ 2.754,00/ha), da sucessão trigo/soja ou M5 (R$ 2.646,00 por ha) e do M4 (R$ 2.490,00 por ha). Esse resultado está relacionado ao fato de que o M1 foi o modelo mais favorável ao desenvolvimento da soja, proporcionando, a essa leguminosa, produtividades superiores em 8% em relação aos tratamentos M2 e M3 e, em 11 e 14%, respectivamente, em relação aos modelos M5 e M4.

No outono-inverno, o maior lucro operacional acumulado ocorreu com o M4 (Figura 1a). Entretanto, o lucro em cada cultivo de milho na 2ª safra no M4 foi de aproximadamente R$ 456,00 por ha, contra R$ 745,00, R$ 605,00 e R$ 530,00 por ha nos modelos M3, M1 e M2, respectivamente, reflexo da menor produtividade de grãos obtida no M4. O 2º maior lucro no outono-inverno foi observado no M3, o que é explicado pelo fato deste modelo ter proporcionado as produtividades mais altas de milho 2ª safra, em média, 15% superior às obtidas no M4. Os tratamentos M1 e M2 proporcionaram valores similares de lucro no outono-inverno (R$ 1.234,00 e 1.309,00 por ha). O resultado do modelo M5 no inverno foi de prejuízo operacional, equivalente a -R$ 88,00 por safra de trigo. Por outro lado, o trigo proporcionou lucro nos demais modelos onde foi cultivado (R$ 450,00 por ha no M1 e M2, e R$ 332,00 por ha no M3). Essas diferenças se devem à redução da produtividade do trigo quando cultivado continuamente na mesma área, que equivaleram a cerca de 25%.

Apesar do desempenho econômico no verão ter sido similar ao tratamento M2 e superior ao M4, o prejuízo no outono-inverno pelo cultivo contínuo de trigo fez com que o M5 apresentasse o menor lucro operacional acumulado nas quatro safras (Figura 1a). O maior lucro operacional no outono-inverno obtido pelo M4 também não foi suficiente para recuperar as perdas acumuladas no verão, de forma que o cultivo contínuo de milho 2ª safra resultou no 2º menor lucro acumulado no sistema. Esse dois tratamentos apresentaram margens brutas inferiores a 80% (Figura 1b), indicando menor retorno econômico em relação ao montante investido no custeio da lavoura. Já os modelos M3 e M1 foram os que apresentaram melhor desempenho econômico, com maior lucro total acumulado e margem bruta. Em média, o lucro acumulado dos tratamentos M3 e M1 foi superior ao dos modelos M4 e M5 em R$ 1930,00 por ha, o que corresponde a R$ 482,50 por ha em cada ano agrícola. No tratamento M2, os valores de lucro operacional e margem bruta foram intermediários, ou seja, superiores ao M4 e M5, mas inferiores ao M3 e M1.

Os resultados obtidos indicaram maior lucro operacional acumulado e maior margem bruta nos modelos com maior diversificação de culturas, envolvendo a rotação entre soja (75% da área) e milho (25% da área) no verão, e entre trigo, milho 2ª safra e plantas de cobertura no outono-inverno. Os maiores efeitos positivos no desempenho econômico dos sistemas de produção foram obtidos com o aumento da diversificação no outono-inverno. A utilização de 75% da área com culturas comerciais de outono-inverno (milho e trigo, em proporções variáveis entre 25 e 50% cada), e 25% com plantas de cobertura demonstrou ser viável economicamente. É importante ressaltar que, além do melhor desempenho econômico do sistema, a utilização de modelos com maior diversificação proporciona melhor conservação da água e do solo, aspecto essencial para a sustentabilidade dos sistemas de produção.

Conclusões

A diversificação de espécies vegetais aumenta o lucro operacional acumulado e a margem bruta do sistema produção de grãos.

O maior impacto positivo no desempenho econômico do sistema de produção decorre da diversificação no outono-inverno, caracterizada pela utilização de 75% da área com culturas comerciais (trigo e milho) e 25% com plantas de cobertura do solo.

Referências

DEBIASI, H.; FRANCHINI, J. C.; BALBINOT JUNIOR, A. A.; BETIOLI JUNIOR, E.; NUNES, E. da S.; FURLANETTO, R. H.; MENDES, M. R. P. Alternativas para diversificação de sistemas de produção envolvendo a soja no norte do Paraná. Londrina: Embrapa Soja, 2017. 55 p. (Embrapa Soja. Documentos, 398).

OLIVEIRA, M. D. M.; VEGRO, C. L. R. Custo de produção e rentabilidade na cafeicultura paulista: um estudo de caso. Informações Econômicas, v.34, p. 33-44, 2004.

Qualidade física e morfológica do solo em plantio direto no sudoeste goiano

Fernanda Reis Cordeiro1 e Ademir Fontana2

1 Engenheiro-agrônomo e ambiental, mestra, Universidade Federal Rural do Rio Janeiro, Seropédica, RJ

2 Engenheiro-agrônomo, doutor, Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

Na região Sudoeste do estado de Goiás, a ocupação e uso dos solos com sistemas agrícolas vem sendo realizada de forma intensiva, conferindo assim uma forma de exploração com grande potencial de modificação dos atributos físicos e características morfológicas, principalmente das camadas mais superficiais.

As relações entre os agregados e os espaços vazios do solo podem ser aletradas em função dos sistemas de cultivo e intensidade de práticas mecânicas, com reflexos nas propriedades físicas do solo, como por exemplo: aeração, permeabilidade, taxas de infiltração e retenção de água no solo. Os espaços vazios, ou porosidade do solo, são partes integrantes da estrutura do solo, onde ocorre a retenção e drenagem de água, bem como a entrada de oxigênio e remoção de dióxido de carbono do solo. O espaço poroso é fundamental para a penetração de raízes e tem muita importância para as condições de cultivo do solo (CURI & KÄMPF, 2012).

A densidade do solo, o volume total de poros e a estrutura são atributos físicos que podem ser modificados pelo uso, sendo assim utilizada como indicador da qualidade do solo. Quanto maior a densidade do solo, menor é o espaço poroso para trocas gasosas e armazenamento de água, podendo caracterizar uma compactação ocasionada por ações antrópicas (CURI & KÄMPF, 2012). O grau da estrutura infere na quantidade de unidades estruturais em relação ao material solto no solo e dessa forma, a maior quantidade de material solto indica uma menor agregação das partículas, podendo indicar processos de degradação do solo (SANTOS et al., 2013).

Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade dos atributos físicos e morfológicos da parte superficial do solo sob o plantio direto (PD) de duas microbacias no Sudoeste Goiano.

Material e Métodos

O estudo foi realizado no município Montividiu, região Sudoeste de Goiás, que apresenta clima Aw (Köppen), com estações secas e chuvosas bem definidas (GUARESCHI, 2013) e vegetação original sob Cerrado. As avaliações foram realizadas nas microbacias Montividiu 1 que tem três glebas identificadas por FG; FVa e FVv; e na Montividiu 2, onde tem-se apenas a gleba FVg. Ambas as microbacias apresentam um formato de anfiteatro suave e relevo plano à suave ondulado, sendo que na MBH Montividiu 1 a declividade é levemente mais acentuada. O arranjo produtivo é praticamente o mesmo, composto por soja/milho safrinha, exceto na gleba FVg onde esporadicamente utiliza-se o consórcio do milho safrinha + braquiária e, na FVa, onde há eventualmente o cultivo do algodão. Todas as glebas adotam o plantio direto, mas na gleba FVa, porém houve uso de grade leve para incorporar o calcário, recentemente. Todas as glebas possuem terraços em nível.

Em cada uma das glebas FG, FVa e FVv foram coletadas nove amostras (três de cada terço da paisagem: inferior - TI, médio - TM e superior - TS). Quinze amostras foram obtidas da gleba FVg (cinco de cada terço da paisagem). Foram abertas minitrincheiras de até 30 cm para caracterização e amostragem, nas quais fez-se a avaliação da estrutura do solo conforme SANTOS et al (2015). O solo da microbacia, no momento da coleta estava seco, havia mais de três meses sem chuva. Algumas trincheiras tiveram de ser umedecidas para facilitar a coleta das amostras. Foi realizada a coleta de amostras indeformadas em anéis de 100 cm3 e em camadas de 0-10 cm e 10-20 cm para análise de densidade do solo (Ds), densidade das partículas (Dp) e volume total de poros (VTP), seguindo métodos descritos em Teixeira et al. (2011). Para efeito de discussão, cada gleba foi considerada como repetição em tratamento inteiramente casualizado.

Resultados e Discussão

De maneira geral, a Ds apresenta um pequeno aumento em profundidade, os valores para a profundidade de 0 – 10 cm variam entre 0,92 a 1,13 g cm3, sendo a média geral das glebas de 1,05 g cm3 e o desvio padrão de 0,06 g cm3 (Tabela 1). Para a profundidade de 10 – 20 cm, os valores de Ds variam de 1,09 a 1,25 g cm3, com média geral de 1,17 g cm3 e desvio padrão de 0,05 g cm3. Esse aumento de Ds em profundidade foi discutido por Siqueira Neto (2006), que relatou que os solos da região apresentam um adensamento natural em subsuperfície em aproximadamente 20 cm de profundidade.

Tabela 1. Valores médios de densidade do solo (Ds), de partículas (Dp) e volume total de poros (VTP) de amostras obtidas nos terços inferior (TI), médio (TM) e superior (TS) da paisagem, nas glebas das microbacia de Montividiu 1 e 2, Montividiu, GO.

Gleba

Posição na Paisagem

Camadas (cm) /atributos físicos

0 - 10

10 - 20

0 - 10

10 - 20

0 - 10

10 - 20

Ds (g cm-3)

Dp (g cm-3)

VTP (%)

FVg

TI

1,07

1,24

2,52

2,57

57

52

FVg

TM

1,09

1,16

2,52

2,53

57

54

FVg

TS

1,02

1,15

2,51

2,55

59

55

FG

TI

1,11

1,24

2,52

2,56

56

51

FG

TM

1,13

1,16

2,49

2,55

60

54

FG

TS

1,09

1,16

2,52

2,57

57

55

FVa

TI

0,92

1,13

2,50

2,57

63

56

FVa

TM

0,99

1,09

2,49

2,57

60

57

FVa

TS

0,99

1,12

2,49

2,52

60

56

FVv

TI

1,12

1,25

2,53

2,6

56

52

FVv

TM

1,09

1,20

2,48

2,50

56

52

FVv

TS

1,03

1,22

2,47

2,53

58

52

Média Geral

1,05 (0,06)

1,17 (0,05)

2,50 (0,02)

2,55 (0,03)

58 (2,33)

53 (2,02)

Na média geral, o número entre parênteses representa o desvio padrão.

Os valores de Dp (Tabela 1) apresentaram baixa variação, mostrando que esse atributo é dependente apenas da composição das partículas sólidas do solo, isto é, da composição mineralógica e orgânica (Ferreira, 2010). Portanto, a Dp não é adequada como indicativo de qualidade do solo para cultivo e crescimento de plantas. Os valores do VTP diminuem com o aumento da profundidade, variando, na profundidade de 0 – 10 cm, entre 56 e 63%, com média de 58% e desvio padrão de 2% (Tabela 2). Para a profundidade de 10 – 20 cm, os valores estão entre 51 e 57%, com média de 54% e desvio padrão de 2%.

Para outros manejos, como o plantio convencional (PC) e pastagens foi observado pelos trabalhos de Guareschi (2013), Siqueira Neto (2006) e Stone & Silveira (2001) maiores valores da Ds e uma redução no VTP. Valores elevados obtidos no PC seriam devido à compactação pelo uso intensivo do solo por maquinário, dificultando a penetração das raízes e infiltração de água. De certa forma, geralmente, valores de Ds acima de 1,50 g cm-3, para solos de textura média a argilosa, podem ser considerados altos e de possível compactação (REICHERT et al., 2003). Neste sentido, em termos médios a camada 10 – 20 cm das glebas FVg, FG e FVv apresenta indícios de compactação especialmente no terço inferior dessas áreas.

Quanto à avaliação pedológica da estrutura do solo, de maneira geral, os horizontes superficiais Ap1 apresentam estrutura fraca pequena granular, exceto os da gleba FVa, que apresentam estrutura moderada pequena e média granular. Em subsuperfície a gleba FVa apresenta estrutura com grau moderado inferindo boa estruturação do solo, diferentemente da gleba FVg, que em subsuperfície apresentou estrutura de grau fraco seguido de moderado. Isso, somado a um horizonte superficial de baixo desenvolvimento estrutural, em uma camada pulverizada e com maior risco de erosão.

Como de maneira geral, a textura para os solos dessa região varia de média a argilosa, esperava-se que o grau de estruturação tivesse maior grau de desenvolvimento, como na gleba FVa, que apresentou grau moderado. Tratando-se de Plantio Direto, almejava-se maior tendência de interação das partículas com a matéria orgânica presente. Essa fragilidade estrutural pode indicar a não eficiência do manejo em Plantio Direto adotado na região e a necessidade de implantação da diversificação de culturas, o que pode melhorar consideravelmente a agregação de horizontes superficiais.

A presença do aspecto maciço em horizontes subsuperficiais das glebas FG e FVv pode ser um indicativo de compactação, fato evidenciado pela densidade do solo da camada 10 – 20 cm. Porém, ao relacionar a estrutura maciça desses horizontes com a densidade do solo nessas camadas, verifica-se, pelos valores inferiores a 1,50 g cm-3, não haver fortes evidencias de compactação, mas possivelmente apenas coesão dos agregados.

Conclusões

Os valores de Ds e VTP apresentam-se satisfatórios para o crescimento radicular, contudo, a presença de estrutura maciça em parte das observações feitas é indicativo de possível compactação, a qual fica mais evidente em período de baixa umidade do solo pela maior coesão e expressão de consistência muito a extremamente dura.

O baixo grau de desenvolvimento estrutural evidenciado pela presença de ‘’terra pulverizada’’ na camada superficial até 10 cm expõem o solo à erosão hídrica e eólica. Recomenda-se buscar a melhoria da estruturação, adotando a diversificação de culturas.

Referências

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FERREIRA, M. M. 2010. Caracterização Física do Solo. In: VAN LIER, Q. J. (Ed.). Física do Solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Cap. 1. p. 1-26.

GUARESCHI, R. F. 2013. Matéria orgânica e atributos químicos e físicos do solo em uma cronossequência de agricultura sob plantio direto no Cerrado Goiano. 95 f. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica.

REICHERT, J.M.; REINERT, D.J. & BRAIDA, J.A. 2003. Qualidade dos solos e sustentabilidade de sistemas agrícolas. R. Ci. Amb., 27:29-48.

SANTOS, H.G.; JACOMINE, P.K.T.; ANJOS, L.H.C.; OLIVEIRA, V.A.; LUMBRERAS, J.F.; COELHO, M.R.; ALMEIDA, J.A.; CUNHA, T.J.F.; OLIVEIRA, J.B. 2013. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3ª ed. revisada e ampliada. Brasília, DF: Embrapa, 353p.

SANTOS, H.G.; SANTOS, H. G.; KER, J. C.; ANJOS, L.H.C.; SHIMIZU, S. H. 2015. Manual de descrição e coleta de solo no campo. 7 ed. rev. ampl. Viçosa – MG: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 101p.

SIQUEIRA NETO, M. 2006. Estoque de carbono e nitrogênio do solo com diferentes manejos no Cerrado goiano. 159 f. Tese (Doutorado em Ciências) – Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo. Piracicaba.

STONE, L.F.; SILVEIRA, P.M. 2001. Efeitos do sistema de preparo e da rotação de culturas na porosidade e densidade do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.25, p.395-401.

TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W. G. (Ed.). Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. rev. e ampl. Brasília, DF: Embrapa, 2017. 573 p.

Qualidade química de solos cultivados com plantio direto no sudoeste goiano

Fernanda Reis Cordeiro1 e Ademir Fontana2

1 Engenheiro-agrônomo e ambiental, mestra, Universidade Federal Rural do Rio Janeiro, Seropédica, RJ

2 Engenheiro-agrônomo, doutor, Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

Os solos do Cerrado, em geral, apresentam baixa fertilidade natural para o cultivo com espécies agrícolas, constituído por pH ácido, altas concentrações de alumínio trocável, baixa capacidade de troca catiônica (CTC) e com período de escassez de água (KLUTHCOUSKI et al., 2003). Contudo, mais da metade de sua área nativa foi substituída por plantações e pastagens e isso foi possível devido ao relevo aplainado, uso de fertilizantes minerais, corretivos, culturas adaptadas e incorporação de matéria orgânica.

Para solos cultivados, visando propiciar condições ao desenvolvimento de culturas agrícolas e a conservação do solo, o Sistema Plantio Direto (PD) é a alternativa que auxilia no aumento da produtividade, bem como na conservação do solo, através da incorporação de matéria orgânica e ciclagem de nutrientes. Além disso, há economia dos recursos como fertilizantes, corretivos e combustíveis (HERNANI & SALTON, 1998). Ademais, o aumento da matéria orgânica devido ao aporte de fitomassa causa uma série de modificações nos atributos químicos do solo, como íons dissolvidos (FALLEIRO et al., 2003).

Como principais atributos alteráveis nos solos do Cerrado, o pH que tem influência direta na disponibilidade de nutrientes para o desenvolvimento de plantas, como cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e fósforo (P). O potássio (K+), apesar de ser um nutriente presente naturalmente nos solos brasileiros, é comumente aplicado como fertilizante devido ao uso elevado desse elemento pelas culturas agrícolas (SIQUEIRA NETO, 2006), assim como o fósforo (P), o qual apresenta baixos teores disponíveis e corrigido com a aplicação de fertilizantes.

Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade de atributos químicos da parte superficial do solo sob o SPD de duas microbacias no Sudoeste Goiano.

Material e Métodos

Os estudos foram realizados em duas microbacias na região sob Cerrado (vegetação original) no município Montividiu, região Sudoeste de Goiás. O clima da região é Aw segundo Köppen, com estações secas e chuvosas bem definidas (GUARESCHI, 2013). As avaliações foram realizadas nas microbacias Montividiu 1 que tem três glebas identificadas por FG; FVa e FVv; e na Montividiu 2, onde tem-se apenas a gleba FVg. Ambas as microbacias apresentam um formato de anfiteatro suave e relevo plano à suave ondulado, sendo que na MBH Montividiu 1 a declividade é levemente mais acentuada. O arranjo produtivo é praticamente o mesmo, composto por soja/milho safrinha, exceto na gleba FVg onde esporadicamente utiliza-se o consórcio do milho safrinha + braquiária e, na FVa, onde há eventualmente o cultivo do algodão. Todas as glebas adotam o plantio direto, mas na gleba FVa, porém houve também uso de grade leve para incorporar o calcário, recentemente. Todas as glebas possuem terraços em nível.

Para as análises químicas, em cada uma das glebas da MBH Montividiu 1 foram coletadas nove amostras (três de cada terço da paisagem: inferior, médio e superior). Quinze amostras foram obtidas da gleba FVg (cinco de cada terço da paisagem). Foram abertas minitrincheiras de até 30 cm para caracterização e amostragem, nas quais fez-se a avaliação da estrutura do solo conforme SANTOS et al (2015). No momento das coletas o solo estava seco, com mais de três meses sem chuva.

Os atributos químicos analisados foram pH em água, alumínio trocável (Al3+), cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), potássio (K+), fósforo (P) e valor V conforme a metodologia descrita em Teixeira et al. (2017). Para efeito de discussão, cada gleba foi considerada como repetição em tratamento inteiramente casualizado.

Resultados e Discussão

De maneira geral, os valores de pH, Ca2+, Mg2+ e Al3+ não apresentam grande variação entre todas as amostras (Tabela 1). Os valores de pH reduzem moderadamente em profundidade e estão próximos da neutralidade na camada superficial, destacando assim o efeito da aplicação de calagem. Os valores de pH variam de 5,0 a 6,7 e com média de 5,8 para a camada 0 - 10 cm e, para a camada 10 – 20 cm de 4,6 a 6,2 e com média de 5,3. No Cerrado nativo os solos são mais ácidos e segundo Siqueira Neto (2006), Guareschi (2013) e Rossi (2013) tendem a ser abaixo de 4,8.

Os teores de Ca2+, em geral, estão próximos de 3,0 cmolc dm-3 na camada 0 - 10 cm, disponibilizados através da calagem nos solos dessas áreas. Na camada 10 – 20 cm há uma redução nos teores, com uma média de 1,3 cmolc dm-3, como reflexo da aplicação em superfície da calagem e da pouca mobilidade do Ca2+ e Mg2+ onde há pouco revolvimento do solo. Os solos sob Cerrado apresentam baixos teores de Ca2+, próximos de zero (SIQUEIRA NETO, 2006; GUARESCHI, 2013 e ROSSI, 2013), e, de acordo com Tomé Junior (1997), são considerados valores médios de Ca2+ de 2,0 a 4,0 cmolc dm-3. Os valores médios de Mg2+ estão próximos de 1,0 cmolc dm-3 para a camada 0 – 10 cm e 0,4 cmolc dm-3 foi a média deste nutriente para a 10 – 20 cm. Os teores de Mg2+ são elevados em relação aos solos sob Cerrado, ratificando a influência da calagem.

O Al3+ foi praticamente nulo para a camada 0 – 10 cm e próximo de 0,2 cmolc dm-3 para 10 – 20 cm, exceto algumas amostras que chegam até 0,7 cmolc dm-3. Os teores de K+ se mostram elevados, evidenciando o uso de fertilizantes solúveis, estando os teores entre 47 e 195 mg dm-3 para as camadas 0 – 10 cm e de 23 a 125 mg dm-3 para 10 – 20 cm. De acordo com Tomé Junior (1997), para os solos do Cerrado, teores de K+ acima de 50 mg dm-3 são considerados elevados.

Tabela 1. Valores médios gerais de pH, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+, P e Valor V, e outros parâmetros estatísticos obtidos para as camadas 0-10 e 10-20 cm nas glebas avaliadas em Montividiu, GO.

pH

Al3+

Ca2+

Mg2+

K+

P

Valor V

H2O

cmolc dm-3

mg dm-3

(%)

Camada 0 -10 cm

Média

5,8

0,0

3,1

1,0

103

28

46

Mediana

5,9

0,0

3,2

1,0

99

21

46

D. Padrão

0,5

0,1

1,0

0,4

39

19

14

Mínimo

5,0

0,0

1,0

0,4

47

1

21

Máximo

6,7

0,2

5,1

2,1

195

108

72

Camada 10 - 20 cm

Média

5,3

0,2

1,3

0,4

56

8

23

Mediana

5,2

0,1

1,2

0,4

49

4

17

D. Padrão

0,5

0,2

0,8

0,2

26

8

13

Mínimo

4,6

0,0

0,3

0,1

23

0

8

Máximo

6,2

0,7

4,4

1,1

125

32

55

A média dos valores de P é elevada na camada 0 – 10 cm, com teor de aproximadamente 28 mg dm-3. Os altos teores são devido a maior solubilização do P em pH em torno de 6 (RAIJ, 1991) e a utilização de fertilizantes solúveis. Na camada 10 – 20 cm há uma redução dos valores, com média de 8 mg dm-3, porém para a cultura do milho esse ainda é considerado um teor alto (TOMÉ JUNIOR, 1997). A saturação por bases (valor V) apresenta valor abaixo de 50%, em sua maioria. Para os solos do Cerrado, em geral, os valores são muito baixos e variam entre 3,0 a 10,7% (SIQUEIRA NETO, 2006). Apesar de o valor V observado ser inferior a 50%, apresenta valor médio próximo a 46% para a camada 0 – 10 cm e próximo de 23% para a de 10 – 20 cm. O valor V é um bom indicativo das condições gerais de fertilidade do solo e valores abaixo de 50% são considerados solos pouco férteis no sentido da presença de cátions trocáveis (TOMÉ JUNIOR, 1997).

Conclusões

Os solos apresentam pH próximo da neutralidade e deve-se a correção por meio da calagem, que como consequência eleva os valores de Ca2+e Mg2+, , enquanto, para K+ e P os teores se devem a aplicação de fertilizantes potássicos e fosfatados.

O Valor V apresenta-se abaixo de 50%, porém foi um parâmetro com grande variabilidade de resultados, juntamente com o K+ e o P disponível, devido ao manejo da correção e fertilização ao longo dos cultivos.

Referências

FALLEIRO, R. M.; SOUZA, C. M.; SILVA, C. S. W.; SEDIYAMA, C. S.; SILVA, A. A. e FAGUNDES, J. L. 2003. Influência dos sistemas de preparo nas propriedades químicas e físicas do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, p. 1097-1104.

GUARESCHI, R. F. 2013. Matéria orgânica e atributos químicos e físicos do solo em uma cronossequência de agricultura sob plantio direto no Cerrado Goiano. 95 f. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica.

HERNANI, L. C.; SALTON, J. C. Conceitos. In: SALTON, J. C.; HERNANI, L. C.; FONTES, C. Z. (Org). 1998. Sistema plantio direto: o produtor pergunta, a EMBRAPA responde. Brasília: EMBRAPA-SPI; Dourados: EMBRAPA-CPAO. p. 14-20. (Coleção 500 Perguntas 500 Respostas).

KLUTHCOUSKI, J.; STONE, L. F.; AIDAR, H. 2003. Integração lavoura-pecuária. Santo Antonio de Goiás: Embrapa arroz e feijão. 570p.

RAIJ, B. V. 1991.Fertilidade do solo e adubação. São Paulo: Agronômica Ceres. 343 p.

ROSSI, C. Q. 2013. Matéria orgânica do solo e fósforo orgânico em cronossequência de cana-de-açúcar cultivada no Cerrado. 89 f. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica.

SANTOS, H.G.; SANTOS, H. G.; KER, J. C.; ANJOS, L.H.C.; SHIMIZU, S. H. 2015. Manual de descrição e coleta de solo no campo. 7 ed. rev. ampl. Viçosa – MG: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 101p.

SIQUEIRA NETO, M. 2006. Estoque de carbono e nitrogênio do solo com diferentes manejos no Cerrado goiano. 159 f. Tese (Doutorado em Ciências) – Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo. Piracicaba.

TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W. G. (Ed.). Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. rev. e ampl. Brasília, DF: Embrapa, 2017. 573 p.

TOMÉ JUNIOR, J. B. 1997. Manual para interpretação de análise de solo. Guaíba: Agropecuária. 247 p.

Atributos físicos e carbono e nitrogênio em amostras de solos de duas microbacias de Itaí, SP

Heloisa Ferreira Filizola1, Luís Carlos Hernani2

1Geógrafa, doutora em Ciências da Terra, pesquisadora, Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna, SP

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

A Rede de Pesquisa SoloVivo selecionou, no município de Itaí/SP, duas microbacias com áreas agrícolas de produção de grãos e fibra sob cultivo em sistema de manejo conservacionista, sob irrigação de pivô central, com vistas a um monitoramento contínuo de solo, planta e mananciais hídricos, para identificar e validar indicadores de qualidade do manejo adotado.

O município de Itaí está inserido na borda Leste da Bacia do Paraná, na Depressão Paranapanema. O clima é classificado como clima tropical de altitude, com chuvas no verão e seca no inverno. Segundo o Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura (CEPAGRI), o município apresenta temperatura média anual de 20,9°C, com mínima média de 14,7°C e máxima média de 27,2°C. A precipitação média anual é de 1.346 mm.

Grande parte do município possui relevo de colinas com topos convexos, característicos do macro compartimento morfoescultural da Depressão Paranapanema, pertencente à Depressão Periférica Paulista. A declividade varia de 10% a 20% e a altitude está entre 600 m e 700 m (ROSS e MOROZ, 1997).

No contexto pedológico regional há predominância do grupo dos Latossolos. De acordo com o Mapa Pedológico do Estado de São Paulo (OLIVEIRA et al.,1999), predominam os Latossolos Vermelhos ao sul e Latossolos Vermelho-Amarelos ao norte, ambos distróficos. Os Latossolos Vermelhos apresentam textura argilosa, horizonte A moderado e relevo suavemente ondulado. Os Latossolos Vermelho-Amarelos são geralmente de textura média, também com horizonte A moderado e relevo suavemente ondulado. Secundariamente são encontrados Neossolo Quartzarênico, Argissolo Vermelho-Amarelo, Gleissolo Háplico. Além disso, ocorre uma pequena faixa no centro do município de Nitossolo Vermelho eutrófico associado a Argissolo Vermelho-Amarelo e Neossolo Litólico.

Estudos diversos revelam que o cultivo do solo é acompanhado efetivamente de uma importante e rápida modificação dos seus atributos, a qual se traduz por: diminuição da estabilidade estrutural, aumento da proporção de argila dispersa em água, diminuição da porosidade, dentre outros (BALBINO et al., 2003). Este trabalho tem como objetivo apresentar e discutir comparativamente resultados de alguns parâmetros físicos e matéria orgânica do solo, resultantes do processo de produção agrícola sob condições de irrigação em duas microbacias de Itaí/SP monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo.

Material e métodos

Foram selecionadas duas microbacias hidrográficas (MBH), no município de Itaí/SP, cultivadas em plantio direto e sob irrigação de pivot central. A MBH Itaí 1 localiza-se em 23°35’16,0”S e 48°56’26,0”W, a uma altitude de 685m, tem 47 ha de um Latossolo Vermelho Distrófico típico A moderado textura argilosa epieutrófico. A MBH Itaí 2 localiza-se a 23°34’ 12,2”S e 49°05’16,0”W a uma altitude de 593m; o solo dessa área de 74 ha é um Latossolo Vermelho Distrófico típico A moderado textura muito argilosa epieutrófico. Na MBH Itaí 1 as coletas foram realizadas na vertente do afluente de 1a ordem do Ribeirão Caçador, no pivot 5. Apesar de adotar o plantio direto há 30 anos e ter sido considerada de melhor manejo, nesta MBH nem todos os requisitos e princípios do Sistema Plantio Direto (SPD) são contemplados. Na MBH Itaí 2, onde a qualidade do manejo adotada no SPD é menos adequada (há preparo anual de solo, especialmente para o cultivo do feijão), o trabalho foi desenvolvido na vertente das nascentes do Água do Teles/Braço do Lúcio, no pivot 22.

Para efeito de amostragem as vertentes selecionadas foram subdivididas em Terço Superior (TS), Terço Médio (TM) e Terço Inferior (TI), sendo coletadas amostras em cinco pontos em cada terço, num total de quinze pontos por área. Em cada ponto de amostragem foram obtidas, com anéis de aço inoxidável de 100 cm3, amostras, em triplicata, indeformadas de solo das camadas de 0-10 e 10-20 cm, para avaliação de densidade do solo (Ds) e porosidade e, blocos com estrutura natural, dessas mesmas camadas, para determinação da estabilidade de agregado via seca e úmida, segundo Salton et al. (2012). Amostras deformadas também foram obtidas para a determinação de granulometria, argila dispersa em água (ADA), densidade de partículas (Dp) e teor de Carbono e Nitrogênio. As análises físicas citadas seguiram métodos descritos em Embrapa (2017), à exceção da granulometria e ADA, que foram feitas segundo Camargo et al. (2009). Para a quantificação dos teores de carbono e de nitrogênio no solo, as amostras foram secas a 40 °C, moídas e peneiradas a 0,106 mm e as concentrações determinadas utilizando o analisador elementar (LECO). Foram realizadas comparações entre os solos das MBH com base nas médias dos atributos avaliados.

Resultados e Discussão

A vertente estudada na MBH Itaí 1 apresenta textura argilosa. A área da MBH Itaí 2 tem solos com textura homogênea, muito argilosa, com teores variando de 650 a 700 g/kg. O teor de silte em ambas as microbacias está entre 110 a 175 g/kg. O solo da Itaí 2 tem em torno de 20% mais argila que o da Itaí 1, enquanto que o solo desta última tem o dobro de areia que a Itaí 2 (Tabela 1).

Tabela 1. Teores médios de areia total, silte e argila, em (g/kg), em três posições na vertente e para duas camadas do solo obtidos nas microbacias avaliadas em Itaí/SP.

Posição na

Vertente

Camada (cm)

Areia Total

Silte

Argila

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

(g/kg)

Superior (TS)

0-10

320,1

157,8

119,5

161,3

550,6

680,9

10-20

323,9

151,4

113,8

152,6

562,0

695,9

Médio (TM)

0-10

327,3

160,8

124,2

161,4

541,9

677,8

10-20

324,1

153,1

122,2

156,8

552,9

690,1

Inferior (TI)

0-10

345,7

150,9

147,1

174,6

500,2

674,6

10-20

355,1

148,2

123,6

173,9

521,3

678,0

A coleta de amostras em duas profundidades ao longo da vertente possibilitou o estudo da variabilidade da granulometria dos pontos de maior para os de menor cota altimétrica. A variação encontrada entre os três terços das vertentes é muito pequena e não significativa (coeficiente de variação < 10%), ou seja, não há mudanças na textura do solo ao longo das vertentes das microbacias avaliadas.

O conhecimento da textura é importante para definir classes taxonômicas (WEBSTER e BUTLER, 1976), inferir sobre os processos pedogenéticos atuantes (YOUNG et al., 1999), auxiliar o entendimento dos fluxos de água e ar no perfil do solo, definir o manejo da adubação e as necessidades de práticas conservacionistas essenciais para o planejamento ambiental.

Com relação à água no perfil do solo é interessante notar que a quantidade de água disponível dos Latossolos varia de 4,8 a 18,9 g 100 g-1, segundo vários trabalhos (BALBINO et al., 2003). Esta variação não está ligada nem ao teor de argila e nem à massa volumétrica; mas, ainda segundo esses autores, aos teores de água nos valores de potencial de -0,1, 0,33 e 1,5 MPa que, estes sim, mostram uma estreita relação com o teor de argila. Esta relação é, por outro lado, tanto mais estreita quanto menor for o potencial. Assim, seguindo a linha de raciocínio dos autores acima, pode-se inferir que a MB Itaí 2 teria mais água disponível às culturas que a MB Itaí 1.

A argila dispersa em água (ADA) na vertente da MBH 2 é o dobro daquela encontrada na MBH Itaí 1; já a densidade do solo (Ds) e a densidade de partículas (Dp) são inferiores, enquanto a macroporosidade é superior na MBH Itaí 1 (Tabela 2).

Tabela 2. Teores médios de argila dispersa em água (ADA), macroporos (Ma), densidade do solo (Ds) e de partículas (Dp), em três posições na vertente e para duas camadas do solo obtidos nas microbacias avaliadas em Itaí/SP.

Posição na

Vertente

Camada (cm)

ADA (g/kg)

Ma (%)

Ds (g/cm3)

Dp (g/cm3)

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

Superior (TS)

0-10

115,74

250,73

14,47

8,96

1,15

1,24

2,50

2,94

10-20

150,47

256,59

9,85

6,79

1,36

1,36

2,49

2,75

Médio (TM)

0-10

114,42

216,48

11,73

9,77

1,14

1,22

2,44

2,70

10-20

153,12

224,31

11,06

8,50

1,29

1,33

2,51

2,72

Inferior (TI)

0-10

117,81

306,76

12,06

8,34

1,29

1,34

2,43

2,69

10-20

147,71

298,80

9,95

5,09

1,38

1,43

2,53

2,76

A macroporosidade na MBH 2 está abaixo de 10%, que conforme preconizado por Grable e Siemer (1968) e Spera et al. (2009) é a porosidade de aeração mínima, para que a difusão de oxigênio atenda à demanda do sistema radicular das plantas. O resultado do grau de dispersão da fração argila permite inferir que a MBH Itaí 2 apresenta maior quantidade de material disponível para ser arrastado pela água do que a Itaí 1, ou seja, naquela microbacia há mais materiais com menor resistência à ação mecânica (dispersão e salpicamento) das gotas de chuva; a isto se agrega a condição de baixa macroporosidade, o que dificulta a infiltração e favorece o escoamento superficial, potencializando o carreamento de partículas e todo o processo erosivo.

No entanto, verifica-se pela Tabela 3 que os diâmetros médios ponderados (via úmida - DMPu e via seca - DMPs) e o índice de estabilidade de agregados (IEA) são mais elevados na MBH Itaí 2 do que na Itaí 1. Isto indica que o solo mais argiloso que ocorre na Itaí 2 apresenta agregados mais estáveis e resistentes ao impacto das gotas de chuva e à desagregação do que o solo da Itaí 1. E, se na MBH Itaí 2 não houvesse preparo periódico de solo, elevando a desagregação de partículas e a dispersão de argila, este seria natural e relativamente mais tolerante ao processo erosivo do que o solo da MBH Itaí 1. Por outro lado, os valores verificados na Tabela 3, para o DMPu da MBH Itaí 1, mesmo que menores que os da Itaí 2, podem ser ainda considerados bons, já que estão distantes de 0,5 mm, limite mínimo para o DMP proposto por Tisdall e Oades (1982), ressalvado o aspecto de que no procedimento da análise de estabilidade de agregados em água, esses autores propõem partir de agregados de tamanho definido (retidos em peneira de 2 mm de malha), diferentemente da análise realizada neste trabalho, baseada em Salton et al. (2012), cujos procedimentos envolvem o uso de amostras do solo como um todo. Assim, ambas as microbacias podem ser consideradas relativamente eficientes quanto à movimentação e estocagem da água no solo, resistência à erosão, acúmulo de carbono, atividade biológica e a penetração de raízes no solo, segundo Oades (1984), Dexter (1988) e O’Brien e Jastrow (2013).

Tabela 3. Teores médios de diâmetro médio ponderado, via úmida (DMPu, mm), diâmetro médio ponderado, via seca (DMPs, mm) e índice de estabilidade de agregados (IEA), em três posições na vertente e para duas camadas do solo obtidos nas microbacias avaliadas em Itaí/SP.

Posição na

Vertente

Camada (cm)

DMPu (mm)

DMPs (mm)

IEA

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

Superior (TS)

0-10

2,96

4,32

3,51

4,43

0,84

0,98

10-20

3,39

4,39

4,49

4,93

0,76

0,89

Médio (TM)

0-10

2,59

4,05

3,25

4,10

0,80

0,99

10-20

4,02

4,29

4,59

4,55

0,88

0,94

Inferior (TI)

0-10

3,43

3,99

3,97

4,38

0,86

0,91

10-20

3,57

3,84

4,61

5,07

0,77

0,76

Na MBH Itaí 1, o teor médio de carbono total (C) na camada 0-10 cm é de 31,82 e, na camada 10-20 cm é de 21,82 g/kg (Tabela 4). O teor médio de C na camada 0-10 cm, no solo da MBH Itaí 2, é de 21,55 e, na camada 10-20 cm é de 17,81 g/kg. A C/N do solo acima de 12 é uma indicação de carbono em excesso, segundo Allison (1966). Segundo este critério a relação C/N nas duas MBH é elevada, mas essa relação ainda está fora do intervalo de equilíbrio entre os processos de mineralização e imobilização do nitrogênio que, segundo esse autor, estaria compreendida entre 25 e 30. Isso significa que quanto mais baixa a relação C/N, mais fácil será a decomposição da matéria orgânica do solo e a liberação de nitrogênio, e que quanto mais elevada a relação C/N, mais fácil a liberação de energia, devido a maior presença de carbono. Neste caso, o nitrogênio é imobilizado pelos micro-organismos e a velocidade de decomposição será lenta (ALLISON,1966).

Tabela 4. Teores médios de carbono total (C total) e relação carbono/ nitrogênio (C/N), em três posições na vertente e para duas camadas do solo obtidos nas microbacias avaliadas em Itaí/SP.

Posição na

Vertente

Camada (cm)

C total (g/kg)

C/N

Itaí 1

Itaí 2

Itaí 1

Itaí 2

Superior (TS)

0-10

31,61

23,65

14,49

13,26

10-20

20,94

18,19

14,54

13,52

Médio (TM)

0-10

33,13

22,40

14,34

12,62

10-20

24,27

19,65

14,18

12,68

Inferior (TI)

0-10

30,72

18,61

14,17

12,20

10-20

20,24

15,58

13,81

11,86

O teor mais elevado de carbono total observado no solo da MBH Itaí 1 em relação ao verificado na MBH Itaí 2, reflete o manejo mais adequado e mais próximos dos preceitos fundamentais do SPD ali desenvolvido, baseado na diversidade de culturas e na ausência de preparo de solo por maios de 25 anos.

Conclusões

À exceção da macroporosidade que na microbacia MBH Itaí 2 está abaixo do necessário para a aeração mínima do solo, os outros parâmetros analisados em ambas as microbacias indicam solos com propriedades físicas adequadas.

A área da microbacia MBH Itaí 1 contém padrões para atributos físicos e carbono orgânico do solo mais adequados que os verificados para a MBH Itaí 2, refletindo a melhor qualidade do manejo em Sistema Plantio Direto desenvolvido nessa microbacia, com prováveis impactos na rentabilidade agrícola e na qualidade ambiental.

Referências

Allison, F. E. The Fate of Nitrogen Applied to Soils. Advances in Agronomy, V. 18, p. 219-258. 1966.

Balbino, L. C.; Brossard, M.; Stone, L. F.; Bruand, A.; Leprun, J.-C. Estrutura e Propriedades Hidráulicas em Latossolos sob Cultivo na Região do Cerrado. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento *8, 43 p. Embrapa Arroz e Feijão, 2003.

CAMARGO, O. A. DE; MONIZ, A. C.; JORGE, J. A.; VALADARES, J. M. A. S. Métodos de análise química, mineralógica e física de solos do Instituto Agronômico de Campinas. Campinas: Instituto Agronômico, 2009. 77p. (Boletim técnico, 106, Edição revista e atualizada).

DEXTER, A.R. Advances in characterization of soil structure. Soil Tillage Res., 11: 199-238. (1988).

EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo. 3a ed. rev. atual. Rio de Janeiro: EMBRAPA-CNPS, 2017. 212p.

GRABLE, A. R.; SIEMER, E. G. Effects of bulk density, aggregate size, and soil water suction on oxygen diffusion, redox potentials and elongation of corn roots. Soil Science Society of America Journal, v.32, n. 2, p.180-186, 1968.

OADES, J.M. Soil organic matter and structural stability: Mechanisms and implications for management. Plant and Soil, 76: 319-337. (1984).

O’BRIEN, S. L; JASTROW, J. D. Physical and chemical protection in hierarchical soil aggregates regulates soil carbon and nitrogen recovery in restored perennial grasslands Soil Biology & Biochemistry 61 (2013) 1e13

OLIVEIRA, J. B. de; CAMARGO, M. N.; ROSSI, M.; CALDERANO FILHO, B. Mapa Pedológico do Estado de São Paulo. Campinas: IAC/Embrapa, 1999. Mapa, escala 1:500.000.

ROSS, J.L. S.; MOROZ, I.C. Mapa geomorfológico do Estado de São Paulo. São Paulo. Laboratório de Geomorfologia, Departamento de Geografia-FFLCHUSP/ Laboratório de Cartografia Geotécnica-Geologia Aplicada-IPT/FAPESP Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo. 1997

SALTON, J. C.; SILVA, W. M.; TOMAZI, M.; HERNANI, L. C. Determinação da agregação do solo - Metodologia em uso na Embrapa Agropecuária Oeste. Comunicado Técnico, 184. 2012.

SPERA S.T.; Santos H. P.; Fontaneli R.S.; Tomm, G.O. Integração lavoura-pecuária, os atributos físicos de solo manejado sob sistema plantio direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 33, n. 1, p. 129-136, 2009.

TISDALL, J.M.; OADES, J.M. Organic matter and water stable aggregates in soil. J. Soil Sci., 33: 141-163, 1982.

WEBSTER, R.; BUTLER, B.E. Soil Classification and survey studies at Ginninderra. Aus. J. Soil Res., 14, 1-24.1976.

YOUNG F.J., HAMMER R.D.; LARSEN D. Frequency distribution of soil properties on a loess-mantled Missouri watershed. Soil Sci. Soc. Am. J., 63:178-185, 1999.

Respostas hidrossedimentológicas ao manejo de duas microbacias no contexto da agricultura irrigada na região de Paranapanema, SP

Alexandre Ortega Gonçalves1, Ricardo de Oliveira Figueiredo2

1Engenheiro-agrônomo, mestre, doutorando na ESALQ/USP, pesquisador, Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

2Engenheiro-agrônomo, pós-doutor, pesquisador, Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna, SP

Introdução

A adoção de um manejo sustentável dos solos em áreas agrícolas pode ajudar na conservação dos recursos hídricos e, portanto, no enfrentamento de períodos de crise hídrica como os ocorridos nos últimos anos no Estado de São Paulo, por exemplo. Os benefícios esperados pela adoção do Sistema Plantio Direto (SPD), com destaque para as perdas de sedimentos e regulação dos fluxos hídricos, têm sido amortecidos pela condução inapropriada desse sistema (Hernani et al., 2002). As áreas rurais são tanto produtoras de água por meio das nascentes e do freático nelas presentes, como consumidoras para o cultivo agrícola, tanto pelo aproveitamento da água da chuva que infiltra no solo como pela prática da irrigação. Nesse contexto, estudos em escalas de microbacias, que monitorem os fluxos hidrossedimentológicos, tornam-se essenciais para uma avaliação técnico-científica sobre a eficiência do SPD para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável.

O objetivo deste trabalho foi apresentar algumas respostas hidrossedimentológicas em bacias pareadas, em áreas irrigadas e cultivadas sob preceitos do SPD, no município de Itaí/SP.

Material e métodos

No âmbito da Rede de Pesquisa SoloVivo, que dentre outros objetivos, busca validar o desempenho técnico e ambiental do uso das terras na microbacia hidrográfica, com base no índice beta – β, proposto por D’Agostini (1999) e modificado por D’Agostini (2012), foram instrumentadas duas microbacias de primeira ordem em distintas propriedades rurais no município de Itaí, inseridas na Bacia do Alto Paranapanema, região de Paranapanema/SP. A microbacia (MBH) MA localizada em 23°35’16,0”S e 48°56’26,0”W, a uma altitude de 685m, apresenta 47 ha de um Latossolo Vermelho Distrófico típico A moderado textura argilosa epieutrófico. A MBH MB localiza-se a 23°34’ 12,2”S e 49°05’16,0”W a uma altitude de 593m; o solo dessa área de 74 ha é um Latossolo Vermelho Distrófico típico A moderado textura muito argilosa epieutrófico; suas localizações geográficas podem ser observadas na Figura 1. Por se tratar de microbacias pareadas, em uma delas (MA), o manejo do solo é melhor conduzido, ou seja, além do Sistema Plantio Direto (SPD) são também adotadas as prescrições básicas da agricultura conservacionista, enquanto que na outra microbacia o manejo não é bem realizado.

Figura 1. Representação gráfica dos pontos de monitoramento utilizados. As bacias MA e MB distam aproximadamente 15 quilômetros entre si em linha reta.

Durante o período de outubro de 2015 a janeiro de 2018, próximo às nascentes das microbacias foram alocadas estações hidrossedimentológicas (EHS), para o monitoramento automático, e em tempo real, da vazão, produção de sedimentos, condutividade elétrica e temperatura da água fluvial, assim como a umidade volumétrica, condutividade elétrica e temperatura do solo na camada de 0-30 cm. Cada estação, com componentes da marca Campbell Scientific, é composta de um coletor de dados (Datalogger) modelo CR1000, sensor de nível de água por radar, modelo CS407, sensor de turbidez, modelo OBS 3+, sensor de temperatura e condutividade da água, modelo CS547-A, sensor de conteúdo de água no solo (umidade volumétrica do solo), modelo CS650, pluviômetro de alta intensidade, modelo TB-4, sistema de alimentação fotovoltaica com painel solar de 50W e bateria de 12V 24Ah.

Após alguns meses de monitoramento, em março de 2016, evento de precipitação pluvial de grande intensidade (aproximadamente 90 mm hora-1) provocou diversos danos nos instrumentos instalados, principalmente na MB, ocasionando uma lacuna nos dados de campo, fato que provocou novo planejamento nesse monitoramento adotando-se o uso de calhas tipo “H” nas EHS em ambas microbacias. As novas estruturas em fase de montagem e operação podem ser visualizadas nas Figuras 2 e 3.

Figura 2. Montagem da calha “H” no ponto de monitoramento MA. Em (a) estrutura em montagem e em (b) finalizada.

Figura 3. Montagem da calha “H” no ponto de monitoramento MB. Em (a) estrutura em montagem e em (b) finalizada.

Para efeito de análise da precipitação pluvial, foi utilizada a base de dados referentes a cinco locais a saber: MBH MA, MBH MB, Paranapanema, Avaré e Itapeva. A localização e o tipo dessas fontes de dados se encontram na Tabela 1 e a distribuição espacial está na Figura 1.

Tabela 1. Localização dos pontos de monitoramento de precipitação pluvial Estação meteorológica automática (Tipo 1) e Estação Hidrosedimentológica (Tipo 2).

Estação

Tipo

Lat

Long

Avaré (INMET)

1

-23,101749

-48,940997

Itapeva (INMET)

1

-23,981918

-48,885818

Paranapanema (CIIAGRO)

1

-23,388889

-48,722778

EHS (MA)

2

-23,587853

-48,941005

EHS (MB)

2

-23,564638

-49,083112

Realizou-se uma análise exploratória dos dados e estabeleceu-se a correlação entre os valores mensais de precipitação pluvial e também entre intensidade máxima de chuva em 5 minutos. Esta última é útil para verificar a ocorrência de eventos isolados, ou seja, se chove com maior intensidade em uma microbacia apenas.

Foram analisados os dados de parâmetros relacionados à água: Temperatura (T), condutividade elétrica (CE) e turbidez (TU), bem como o parâmetro hidrológico vazão, referentes ao período de outubro a dezembro de 2017.

Resultados e Discussão

Com relação ao regime de chuvas, verifica-se na Figura 4 que, especialmente no período de outubro a dezembro de 2017, houve distribuição de chuvas equivalentes tanto em MBH MA quanto em MB. Neste período (outubro-dezembro/2017) o total de precipitação pluvial foi de 587 e 603 mm, respectivamente, em MA e MB. Em janeiro/2017 a precipitação pluvial total registrada na MA foi cerca de 100 mm maior que em MB, mas não houve diferença significativa (não testado estatisticamente) entre as microbacias. A precipitação pluvial total dos doze meses foi de 1695,2 na MA e de 1658,6 mm (Tabela 2).

Figura 4. Precipitação pluvial mensal acumulada nas microbacias estudadas no município de Itaí/SP e de municípios do entorno (Paranapanema, Avaré e Itapeva), durante o ano de 2017.

Tabela 2. Precipitação pluvial mensal total e intensidade máxima em 5 minutos nas microbacias MA e MB no ano de 2017.

Mês

Total Mensal (mm)

Intensidade Máxima (mm/5 min)

MA

MB

MA

MB

1

364,2

276,6

22,4

13,5

2

47,5

91,2

0,5

7,1

3

30,2

56,1

1,0

3,3

4

138,7

133,6

8,9

9,9

5

205,5

247,7

5,8

7,1

6

210,6

172,5

8,1

6,6

7

18,0

0,8

1,8

0,3

8

67,3

63,5

3,8

2,3

9

26,2

14,0

2,3

1,3

10

158,2

174,2

3,3

3,6

11

156,2

168,4

13,5

11,2

12

272,5

260,1

6,9

11,9

Total

1695,2

1658,6

Na Figura 5b, verifica-se que a tendência é de que haja chuvas mais intensas em MB em comparação a MA pois os pontos se afastam mais da reta 1:1 em direção ao eixo Y (MB)

O resultado do monitoramento da turbidez, condutividade elétrica e temperatura da água pode ser observado nas Figuras 6 a 8.

Figura 5. Correlação entre a precipitação pluvial mensal total nas microbacias MA e MB, em (a); E em (b) a correlação entre a intensidade máxima de chuva registrada em 5 minutos em ambas microbacias durante o ano de 2017.

Figura 6. Chuva (total diário), nível da lâmina de água do córrego (máxima e média diária) e turbidez (média diária) no ponto de monitoramento da microbacia MA no período de outubro a dezembro de 2017.

Figura 7. Chuva (total diário), nível da lâmina de água do córrego (máxima e média diária) e turbidez (média diária) no ponto de monitoramento da microbacia MB no período de outubro a dezembro de 2017.

Figura 8. Chuva (total diário), temperatura (T; média diária) e condutividade elétrica (CE; máxima e média diária) nos córregos das microbacias MA (a) e MB (b) no período de outubro a dezembro de 2017.

Todavia por conta de um deslizamento do barranco no ponto de monitoramento da microbacia MB, há um vazio nos dados de turbidez, condutividade elétrica e temperatura da água nesta microbacia.

Em relação ao nível de água, de maneira geral na microbacia MA, este ficou em média em 4,6 cm, com máximo de 44 cm, ocasião em que ocorreu um deslizamento de solo que veio a prejudicar as leituras de turbidez e condutividade elétrica da água.

Já na microbacia MB, apesar do nível médio da água estar próximo àquele medido em MA, aconteceram picos superior a 30 cm, sendo o máximo registrado de 32,4 cm. A lâmina média foi de 4,4 cm.

Transformando estes valores de nível em vazão, obtém-se: As médias em MA e MB foram, respectivamente, 3,8 L s-1 e 3,6 L s-1, a máxima em MA foi de 307 e em MB foi 158,5 L s-1.

Os sedimentos aportados promovem aumento da turbidez devido à presença de carga sólida em suspensão, uma vez que a turbidez representa o grau de interferência que a água apresenta à passagem de luz. Já os cátions e ânions maiores (ou principais) presentes no material dissolvido aportado promovem aumento da condutividade elétrica, uma propriedade influenciada pela presença de íons dissolvidos que aumentam a facilidade da água em conduzir a corrente elétrica (Drever, 1997).

Tanto os valores mais altos de turbidez como os de condutividade (com exceção do final do mês 12) indicam que ocorre nas águas fluviais maior aporte de sedimentos e nutrientes dissolvidos provenientes dos solos da microbacia MB.

Uma vez que ambas possuem mesma característica pedológica, geológica e geomorfológica, como premissa básica para eleição, e estão sob as mesmas condições climáticas e de estado da vegetação ripária, os maiores valores de turbidez e condutividade elétrica podem ser explicados pelo fato de que em MB o manejo ocorre de maneira que promove ao solo agrícola a perda de partículas e nutrientes aplicados por meio de fertilizantes ou originalmente presentes no ambiente, os quais acabam por aportar no leito do córrego.

Conclusões

Na microbacia MB o manejo adotado ocasiona maior turbidez ou maior aporte de sedimentos ao leito d’água do que o manejo adotado na MA.

Referências

D’AGOSTINI, L.R. 1999. Erosão: o problema mais que o processo. Florianópolis: EDUFSC.

D’AGOSTINI, L.R. 2012 Coeficiente Controle da Produção de Sedimentos: uma medida de desempenho ambiental. (texto derivado de D’Agostini, 1999 e ainda não publicado)

Drever, J.I. 1997 The Geochemistry of Natural Waters: Surface and Groundwater Environments, Prentice Hall, 436 p.

HERNANI, L.C.; FREITAS, P.L. de; PRUSKI, F.F.; DE-MARIA, I.C.; CASTRO FILHO, C. de; LANDERS, J.N. 2002. A erosão e seu impacto. In: USO AGRÍCOLA DOS SOLOS BRASILEIROS, Manzatto, C.V.; Freitas Junior, E.; Peres, J.R.R. (ed.) Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2002, p.47-60.

Concentração e perda de nutrientes em microbacias hidrográficas agrícolas do planalto médio gaúcho

Aline Fachin Martíni1, Fabiano Daniel De Bona2, Nerilde Favaretto3, Matheus Fonseca Durães4

1Engenheiro-agrônomo, mestra, doutoranda em Solos e Nutrição de Plantas, ESALQ/USP, Piracicaba, SP

2Engenheiro-agrônomo, pós-doutor, pesquisador, Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

3Engenheiro-agrônomo, pós-doutora, professora, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

4Engenheiro-agrônomo, doutor, professor, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

Introdução

A agricultura é considerada uma das principais atividades que influenciam na degradação dos recursos hídricos, principalmente quando se trata de agricultura intensiva, com uso indiscriminado de fertilizantes, ausência de mata ciliar e inadequado uso e manejo do solo e das culturas, como a não adoção de práticas conservacionistas (MINELLA et al., 2014; RIBEIRO et al., 2014; BORTOLOZO et al., 2015), os quais potencializam a perda de nutrientes por escoamento superficial, tanto na forma solúvel, quanto na forma particulada (MINELLA et al., 2014).

Em escala de microbacia hidrográfica, a qualidade dos recursos hídricos é determinada por fatores antrópicos e fatores ambientais, bem como pela interação entre eles (TAKEDA et al., 2009). Por isso, com o intuito de compreender esses fatores, e melhorar o planejamento de uso e manejo de solo e das culturas no contexto do Sistema Plantio Direto, no presente estudo, o objetivo foi avaliar o efeito do manejo do solo na concentração e nas perdas de nutrientes na água de nascentes em microbacias hidrográficas agrícolas do planalto médio gaúcho.

Material e Métodos

O estudo foi realizado em duas microbacias hidrográficas localizadas na Região do Planalto Médio do Rio Grande do Sul, nos municípios de Sarandi e Coxilha, sob clima Cfa, em solo do tipo Latossolo Vermelho Distrófico, e relevo ondulado, com formato convexo divergente, baixo potencial erosivo e predomínio de áreas de deposição de sedimentos.

Essas microbacias são de 1ª. ordem e possuem uso e manejo distintos. A microbacia de Sarandi (MS), cuja área é de 13,3 ha, é destinada a produção de sementes comerciais de milho e soja no verão, e de cereais como trigo e aveia no inverno, sob plantio direto contínuo com terraceamento. Já a microbacia de Coxilha (MC), cuja área é de 19,1 ha, é destinada à produção de grãos de soja no verão e pastagem de aveia, com entrada e pastejo de animais no inverno sob plantio direto integrado (Integração Lavoura-Pecuária), sem terraceamento. Ambas as microbacias possuem vegetação ciliar, contudo inadequada em área e/ou tipo de vegetação.

Dados de precipitação e vazão foram obtidos com auxílio de estações hidrossedimentológicas e meteorológicas compactas.

Coletas de água foram realizadas nas nascentes das microbacias para avaliação da concentração de nutrientes durante dois cultivos agrícolas (verão e inverno), em fluxo de base e eventos de precipitação. Foram determinadas as concentrações das seguintes frações de nitrogênio (N), fósforo (P) e carbono (C), nitrato solúvel (N-NO3-: ultravioleta com adição de Zn/colorimetria), amônio solúvel (N-NH4+: fenato/colorimetria), nitrogênio total (NT: N via digestão Kjeldahl/colorimetria + N-NO3-), nitrogênio particulado (NP: diferença entre N obtido via digestão Kjeldahl/colorimetria e N-NH4+), fósforo solúvel (PS: Espectrômetro de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado - ICP), fósforo biodisponível (PB: extração com cloreto de ferro/ICP), fósforo total (PT: digestão ácida/ICP), fósforo particulado (PP: diferença entre PT e PS), fósforo particulado biodisponível (PPB: diferença entre PB e PS), fósforo particulado não biodisponível (PPNB: diferença entre PP e PPB) e carbono orgânico total (COT: dicromato, sem aquecimento).

A perda anual de nutrientes foi determinada pela equação adaptada de Yang et al. (2007):

Onde: TP: perda anual em kg ha-1 ano-1; n: número de coletas; k: intervalo, em dias, entre uma coleta e outra; Ci: concentração de nutrientes em mg L-1 de uma determinada amostra; D: descarga média líquida do intervalo entre uma coleta e outra, em m3 dia-1; 1000: fator de conversão; e A: área de contribuição da microbacia hidrográfica em hectares.

Os dados de concentração obtidos foram submetidos a análise multivariada com análise de componentes principais e comparados com a Resolução do CONAMA nº 357 de 2005 (BRASIL, 2005), e os dados de perda foram submetidos a análise descritiva.

Resultados e Discussão

Com relação às concentrações, após a análise de componentes principais, pode-se perceber que houve uma separação das microbacias e das amostras coletadas nos cultivos agrícolas de verão e inverno. A componente principal 1, que explicou aproximadamente 60 % da variação dos dados foi representada pelo N-NH4+, NT, PS, PP e PT e mostrou a separação das microbacias, de tal modo que a microbacia de Sarandi apresentou concentrações mais baixas que a microbacia de Coxilha. Já a componente principal 2 que explicou aproximadamente 27 % da variação dos dados foi representada pelo PB, NP, COT e N-NO3- e mostrou a separação das amostras por cultivo agrícola, de tal modo que maiores concentrações de PB e NP ocorreram no cultivo agrícola de verão, enquanto que concentrações mais elevadas de COT e N-NO3- foram observadas no cultivo agrícola de inverno, independente das microbacias.

Também pode-se perceber uma separação entre microbacias e coletas realizadas em eventos de precipitação e fluxo de base. A componente principal 1, que explicou aproximadamente 69 % da variação dos dados foi representada por NT, N-NH4+, PS, PP, PT e N-NO3- e mostrou a separação das microbacias, de tal modo que a microbacia de Sarandi apresentou concentrações mais baixas que a microbacia de Coxilha. Já a componente principal 2 que explicou aproximadamente 23 % da variação dos dados foi representada pelo PB, NP e COT e mostrou a separação das coletas realizadas em eventos de precipitação e fluxo de base, de tal modo que a concentração de PB foi maior em eventos de precipitação na microbacia de Sarandi e COT ocorreu em maiores concentrações em eventos de precipitação na microbacia de Coxilha, enquanto NP com maiores concentrações em fluxo de base foi observado nas duas microbacias.

Os dados obtidos quando comparados com a Resolução do CONAMA nº 357/2005, mais especificadamente com a classe 2 de água doce mostraram, que a concentração de P na água foi ..., na Coxilha e ..., na Sarandi, portanto fora dos limites máximos permitidos por legislação (0,030 mg L-1 de PT) em ambientes lenticos.

Com relação a perdas, os dados demonstraram que na microbacia de Coxilha, que não possui terraceamento, ocorreram as mais elevadas perdas de nutrientes em diferentes frações (Figuras 1 e 2), o que de fato é preocupante, uma vez que ela representa o sistema de manejo amplamente utilizado na região Sul do Brasil (MERTEN et al., 2015).

Figura 1: Perda anual de fósforo solúvel (PS), fósforo biodisponível (PB), fósforo particulado (PP), fósforo particulado biodisponível (PPB), fósforo particulado não biodisponível (PPNB) e fósforo total (PT) nas microbacias de Sarandi e de Coxilha, no Rio Grande do Sul.

Figura 2. Perda anual de nitrogênio na forma de amônio (N-NH4+), nitrogênio na forma de nitrato (N-NO3-), nitrogênio particulado (NP), nitrogênio total (NT) e carbono orgânico total (COT) nas microbacias de Sarandi e de Coxilha, no Rio Grande do Sul.

Diante disso, denota-se intensa demanda pela conscientização para com o manejo de adubação das culturas, haja vista que altas taxas de aplicação de P estão sendo administradas nessas microbacias, sem necessidade, e estão representando perigo para a água. Deve-se preconizar a adoção de práticas conservacionistas que atuem no controle e na contenção do escoamento superficial e/ou na desconectividade do transporte de poluentes para os corpos hídricos, o que se obtém por meio de terraceamento, presença de vegetação ciliar adequada e manutenção de cobertura vegetal do solo ao longo de todo o ano.

Conclusões

O maior risco de degradação dos recursos hídricos, por concentração e perda de nutrientes ocorre em sistemas sem terraceamento, com vegetação ciliar ausente ou inadequada, em eventos de precipitação e no cultivo de inverno.

Referências

BORTOLOZO, F.R., FAVARETTO, N., DIECKOW, J., MORAES, A., VEZZANI, F.M., AND SILVA, E.D.B. 2015. Water, Sediment and Nutrient Retention in Native Vegetative Filter Strips of Southern Brazil. International Journal of Plant & Soil Science. 4: 426-436.

BRASIL - Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). 2005. Resolução CONAMA nº. 357 de 17 de março de 2005 [Internet]. Brasília, DF: Conselho Nacional do Meio Ambiente [acesso em: 28 de novembro de 2017]. Disponível.

MERTEN, G.H., ARAÚJO, A.G., BISCAIA, R.C.M., BARBOSA, G.M.C., AND CONTE, O. 2015. No-till surface runoff and soil losses in southern Brazil. Soil e Tillage Research. 152: 85-93.

MINELLA, J.P.G., WALLING, D.E., MERTEN, G.H. 2014. Establishing a sediment budget for a small agricultural catchment in southern Brazil, to support the development of effective sediment management strategies. Journal of Hydrology. 519: 2189-2201.

RIBEIRO, K.H., FAVARETTO, N., DIECKOW, J., SOUZA, L.C.P., MINELLA, J.P.G., ALMEIDA, L., RAMOS, M.R. 2014. Quality of surface water related to land use: a Case study in a catchment with small farms and Intensive vegetable crop production in Southern Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo. 38: 656-668.

TAKEDA, I., FUKUSHIMA, A., SOMURA, H. 2009. Long-term trends in water quality in an under-populated watershed and influence of precipitation. Journal of Water and Environment Technology. 7: 293-306.

YANG, J., ZHANG, G., AND ZHAO, Y. 2007. Land use impact on nitrogen discharge by stream: a case study in subtropical hilly region of China. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 77: 29-38.

Perda de água e sedimentos em microbacias hidrográficas agrícolas cultivadas sob plantio direto

Aline Fachin Martíni1, Fabiano Daniel De Bona2, Nerilde Favaretto3, Matheus Fonseca Durães4

1Engenheira-agrônoma, mestra, doutoranda em Solos e Nutrição de Plantas, ESALQ/USP, Piracicaba, SP

2Engenheiro-agrônomo, pós-doutor, pesquisador, Embrapa Trigo, Passo Fundo, RS

3Engenheiro-agrônomo, pós-doutora, professora, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

4Engenheiro-agrônomo, doutor, professor, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR

Introdução

O Sistema Plantio Direto (SPD) é uma prática conservacionista de manejo do solo que contribui para a mitigação da perda de água e de sedimentos (GASSMAN et al., 2006; DENARDIN et al., 2012; SHI et al., 2012). Contudo, é sabido que o manejo adotado em SPD amplamente utilizado pelos agricultores no Sul do Brasil, não está considerando na totalidade as práticas preconizadas pela agricultura conservacionista, como por exemplo, o controle do escoamento superficial (MERTEN et al., 2015), o qual compromete a qualidade dos recursos naturais (solo e água).

No Brasil, são escassos os estudos em escala de microbacia hidrográfica e propriedades rurais. Por isso, denota-se intensa demanda por trabalhos que contemplem essa escala a fim de gerar informações em situação real de ambiente agrícola para melhor planejamento de uso e manejo do solo no contexto do SPD. Nesse sentido, o presente estudo teve por objetivo avaliar a perda de água e de sedimentos de duas microbacias hidrográficas agrícolas com distintos usos e manejos do solo no norte do Rio Grande do Sul, contribuindo para a recomendação de melhores práticas de manejo em sistemas conservacionistas.

Material e Métodos

O estudo foi realizado em duas microbacias hidrográficas localizadas na Região do Planalto Médio do Rio Grande do Sul, nos municípios de Sarandi e de Coxilha, sob clima Cfa, em solo do tipo Latossolo Vermelho Distrófico, e relevo ondulado, com formato convexo divergente, baixo potencial erosivo e predomínio de áreas de deposição de sedimentos.

Essas microbacias são de 1ª. ordem e possuem uso e manejo distintos. A microbacia de Sarandi, cuja área é de 13,3 ha, é destinada a produção de sementes comerciais de milho e soja no verão, e de cereais como trigo e aveia no inverno, sob plantio direto contínuo com terraceamento. Já a microbacia de Coxilha, de 19,1 ha, é destinada à produção de grãos de soja no verão e pastagem de aveia, com entrada de animais no inverno sob plantio direto integrado (Integração Lavoura-Pecuária), sem terraceamento. Ambas as microbacias possuem vegetação ciliar, contudo inadequada em área e/ou tipo de vegetação.

O monitoramento de altura de lâmina de água e levantamento de dados climáticos de aproximadamente 2 anos (15 de outubro de 2015 a 25 de outubro de 2017) foi obtido por meio de estações hidrossedimentológicas e meteorológicas compactas.

No canal de drenagem das microbacias foram construídos vertedouros de alvenaria do tipo triangular na microbacia de Sarandi e do tipo retangular na microbacia de Coxilha. Os quais auxiliaram para a obtenção dos dados de vazão em equações propostas por Baptista et al. (2003). A vazão da microbacia foi separada em escoamento superficial e escoamento subsuperficial através da metodologia de Barnes (1939), que se baseia no deslocamento da curva de recessão do hidrograma, ajustando-se perfeitamente a uma equação de decaimento do tipo exponencial, conforme Maillet (1905).

Coletas de água foram realizadas nas nascentes das microbacias para avaliação da concentração de sedimentos durante o período compreendido entre os meses de outubro de 2016 a outubro de 2017. Para determinação de concentração de sedimentos, alíquotas em que fosse possível obter um residual de no mínimo 10 % foram secas em estufa a 105 °C e por pesagem determinada a concentração (APHA, 1995).

A perda de água anual foi determinada pela seguinte equação:

Onde: PA = perda de água anual em m3 ha-1 ano-1; Q = vazão de água diária em m3 dia-1; e A = área da microbacia em hectares.

Já a perda anual de sedimentos foi determinada pela equação adaptada de Yang et al. (2007):

Onde: TP: perda anual em kg ha-1 ano-1; n: número de coletas; k: intervalo, em dias, entre uma coleta e outra; Ci: concentração de sedimentos em mg L-1 de uma determinada amostra; D: descarga média líquida do intervalo entre uma coleta e outra, em m3 dia-1; 1000: é o fator de conversão; e A: área de contribuição da microbacia hidrográfica em hectares.

Os dados obtidos foram submetidos a análise descritiva.

Resultados e Discussão (inserir tabela ou gráfico com dados!!!)

Maiores valores de vazão e perda de água foram registrados na microbacia de Coxilha em comparação a microbacia de Sarandi. A perda média anual de água na microbacia de Coxilha foi maior que na microbacia de Sarandi em 4.190 m3 ha-1 ano-1. Durante o período avaliado (dois anos) obteve-se valores de perda de água de 29.428 m3 ha-1 na microbacia de Sarandi e 37.993 m3 ha-1 na de Coxilha, sendo 27.693 e 37.323 m3 ha-1 de escoamento subsuperficial e 1.735 e 667 m3 ha-1 de escoamento superficial, respectivamente.

Os maiores valores de perda de água na microbacia de Coxilha possivelmente se devem a ausência de terraceamento, uma vez que os terraços diminuem o comprimento da rampa e armazenam o excesso de água quando em nível ou conduzem o escoamento de forma controlada quando em desnível (GASSMAN et al., 2006; DENARDIN et al., 2012; SHI et al., 2012), atuando na manutenção da qualidade e disponibilidade hídrica (MAGALHÃES, 2013).

Contudo, analisando somente o escoamento superficial, pode-se perceber que os maiores valores foram observados na microbacia de Sarandi. Levando em consideração que essa microbacia é provida de terraceamento em nível, e que a área de contribuição responsável pela geração do escoamento superficial é a área localizada após o último terraço, e, portanto, uma área insignificante comparada a área total, acredita-se que a maior contribuição de escoamento superficial se deve a umidade antecedente no solo (LONDERO, 2015). Essa área, localizada após o último terraço apresenta condições topográficas que resultam em má drenagem (declividade de 0 a 3 %), e como a nascente é margeada por gramíneas espontâneas, o solo permanece úmido por um grande período de tempo, em alguns casos até saturado.

Além disso, a vegetação ciliar nesta microbacia está inadequada, e os valores de precipitação foram de 253 mm a mais do que na microbacia de Coxilha, o que potencializou a perda de água por escoamento superficial. Em estudo abordando a influência da vegetação nativa na retenção de água, sedimentos e nutrientes, Bortolozo et al. (2015) encontraram retenção de 66, 84 e > 80 %, respectivamente, em área com largura de vegetação de 30 m. Isso mostra que a presença de vegetação ciliar no entorno da rede de drenagem é de suma importância para mitigar a poluição de corpos hídricos, pois atua como filtro.

A perda de sedimentos é resultante da perda de água, e nessas microbacias em específico, a perda de sedimentos foi de 698 e 1.369 kg ha-1 ano-1 na microbacia de Sarandi e Coxilha, respectivamente.

Análogo a perda de água, os maiores valores de perda de sedimentos foram registrados na microbacia de Coxilha. Aliado a ausência de terraços e a insuficiente vegetação ciliar (área), no inverno essa microbacia foi cultivada com aveia ucraniana, sob pastejo de bovinos de corte, o que potencializa a erosão do solo, uma vez que o solo se encontra com menor cobertura e o pisoteio animal pode proporcionar a compactação do solo, reduzindo a infiltração da água e consequentemente o aumento do escoamento superficial (LANZANOVA et al., 2007).

Conclusões

O terraceamento, a presença de vegetação ciliar adequada e a boa cobertura vegetal, são extremamente importantes na contenção do escoamento superficial e na desconectividade do transporte de sedimentos para os corpos hídricos, reduzindo a perda de água e sedimentos em microbacias hidrográficas cultivadas sob plantio direto.

Referências

APHA – 1995. American Public Health Association. Standard methods for the examination of water and wastewater. 19 ed. Washington: American Public Health Association.

BAPTISTA, M.B., COELHO, M.M.L.P., CERILO, J.A., AND MASCARENHAS, F.C.B. (ORG.). 2003. Hidráulica Aplicada. 2 ed. Rev. Amp. Porto Alegre: ABRH, 621 p.

BARNES, B.S. 1939. The structure of discharge recession curves. Transactions of American Geophysical Union. Washington. 20: 721-725.

BORTOLOZO, F.R., FAVARETTO, N., DIECKOW, J., MORAES, A., VEZZANI, F.M., AND SILVA, E.D.B. 2015. Water, Sediment and Nutrient Retention in Native Vegetative Filter Strips of Southern Brazil. International Journal of Plant & Soil Science. 4: 426-436.

DENARDIN, J.E., KOCHHANN, R.A., FAGANELLO, A., SANTI, A., DENARDIN, N.D., AND WIETHÖLTER, S. 2012. Diretrizes do sistema plantio direto no contexto da agricultura conservacionista. 1a ed. Passo Fundo: Embrapa. (Boletim técnico, 141).

GASSMAN, P.W., OSEI, E., SALEH, A., RODECAP, J., NORVELL, S., AND WILLIAMS, J. 2006. Alternative practices for sediment and nutrient loss control on livestock farms in northeast Iowa. Agriculture, Ecosystems and Environment. 117: 135-144.

LANZANOVA, M.E., NICOLOSO, R.S., LOVATO, T., ELTZ, F.L.F., AMADO, T.J.C., AND REINERT, D.J. 2007. Atributos físicos do solo em sistema de integração lavoura-pecuária sob plantio direto. Revista Brasileira de Ciência do Solo. 31: 1131-1140.

LONDERO, A.L. 2015. Perdas de água e sedimento de bacias pareadas de ordem zero sob plantio direto com e sem terraço. Universidade Federal de Santa Maria, 156 p. (Dissertação de mestrado).

MAGALHÃES, G.M.F. 2013. Análise da eficiência de terraços de retenção em sub-bacias hidrográficas do Rio São Francisco. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 17: 1109-1115.

MERTEN, G.H., ARAÚJO, A.G., BISCAIA, R.C.M., BARBOSA, G.M.C., AND CONTE, O. 2015. No-till surface runoff and soil losses in southern Brazil. Soil e Tillage Research. 152: 85-93.

SHI, Z.H., AI, L., FANG, N.F., AND ZHU, H.D. 2012. Modeling the impacts of integrated small watershed management on soil erosion and sediment delivery: A case study in the Three Gorges Area, China. Journal of Hydrology. 438-439: 156-167.

YANG, J., ZHANG, G., AND ZHAO, Y. 2007. Land use impact on nitrogen discharge by stream: a case study in subtropical hilly region of China. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 77: 29-38.

Uso de métodos laboratóriais e de campo para avaliação de atributos físicos do solo em lavouras de soja e milho

Michely Tomazi1; Júlio C. Salton1; Pablo Eduardo Santos Sanchez2; Éder Comunello1

1Engenheira-agrônoma, doutora, pesquisador, Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS

2Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados, MS

Introdução

A produção de grãos no Sistema Plantio Direto (SPD) tem sido uma alternativa para melhorar a produtividade e ao mesmo tempo garantir a conservação do solo, evitando sua degradação e perdas por erosão (DENARDIN et al., 2012). No entanto, há uma grande variação nos chamados “sistema de plantio direto” quanto ao atendimento dos pressupostos deste sistema, encontrando-se desde sistemas com apenas a sucessão de duas culturas e mínima cobertura de palha, até cultivos conservacionistas com uso de rotações de culturas com alto aporte de palha, onde a qualidade do solo é preservada (DENARDIN et al., 2009). Em Mato Grosso do Sul os principais arranjos de cultura utilizados são a sucessão soja/milho 2ª safra ou safrinha e soja/consórcio milho+braquiária na safrinha.

A estrutura do solo é afetada principalmente pelo tipo de preparo do solo, tráfego de máquinas e ação do sistema radicular das culturas, podendo alterar os atributos físicos como densidade, porosidade e estabilidade de agregados (SALTON et al., 2008; ROSSETI et al., 2013). Estas alterações afetam a capacidade do solo em realizar suas funções básicas como a regulação dos fluxos, reduzindo dessa forma a taxa de infiltração de água, o que aumenta o potencial para ocorrência de erosão (ALMEIDA et al., 2016). Além das perdas ocorridas na área de produção pelo transporte de sedimentos, o que reduz a fertilidade do solo, a exportação desses sedimentos para fora da área pode ainda gerar graves problemas de poluição e assoreamento dos cursos d’água (SANTOS et al., 2010). Contudo, reveste-se de grande importância a avaliação da qualidade do solo nos sistemas de manejo adotados pelos produtores. Informações relacionadas aos atributos físicos, de modo geral, não estão disponíveis na rede comercial de laboratórios de análise de solo. As metodologias de determinação dos atributos físicos são trabalhosas e demandam estrutura laboratorial específica. Dessa forma, há necessidade de avaliar o potencial de outros métodos, que sejam de fácil execução, como a análise visual da estrutura do solo, de forma a detectar alterações causadas pelas práticas de manejo.

O objetivo desse estudo foi comparar a eficiência de métodos laboratoriais com o método de campo denominado Diagnóstico Visual da Estrutura do Solo (DRES), para avaliar a qualidade do solo, em áreas de lavouras comerciais de grãos no município de Maracaju, MS.

Material e Métodos

A área de estudo compreende dois talhões de lavoura comercial de produção de grãos em sistema plantio direto, dentro de duas microbacias hidrográficas (MBH) distintas, no município de Maracaju, MS, sendo o solo classificado como Latossolo Vermelho distroférrico muito argiloso, relevo leve ondulado e o clima da região classificado como tropical Aw. As áreas avaliadas foram denominadas MBH1 e MBH2.

Ambas as áreas estavam sem terraceamento, sendo que, na MBH2, onde a declividade é maior do que na MBH1, o escoamento de água era mais intenso e havia sinais visíveis de erosão em toda a sua extensão, devido à entrada de água oriunda de uma estrada, às operações de semeadura no sentido do declive (“plantio morro abaixo”) e à reduzida taxa de cobertura da superfície do solo. Foi considerado o histórico das safras 2012/13, 2013/14 e 2014/2015. Na MBH1 foi cultivado a sucessão soja/milho+braquiária nas três safras e, na MBH2, a sucessão soja/milho nas safras 2012/13 e 2013/14, e soja/soja na safra 2014/2015. As avaliações e coletas de solo foram realizadas em outubro de 2015, antes da semeadura da soja. Foram coletados ao todo 15 amostras em cada área, sendo cinco em cada terço (superior, médio e inferior) da encosta .

Em cada ponto amostral foi aberta uma minitrincheira e retiradas amostras indeformadas com anel volumétrico (100 cm3) nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm, a aproximadamente 22 cm da linha de semeadura da cultura da safra anterior, na posição mediana de cada camada de solo, para determinação da densidade, macro e microporosidade do solo, de acordo com Claessen (1997). Na mesma posição, em relação à linha de plantio, foi retirado um bloco indeformado de 0-20 cm para avaliação visual da estrutura do solo pelo método DRES de acordo com Ralisch et al. (2017). Neste método as notas variam de 1 a 6, sendo 6 a melhor condição de estrutura. A média geral das notas dos pontos amostrados compôs o índice de qualidade estrutura do solo (IQEs). Da mesma amostra, após processamento da análise visual, foi analisada a estabilidade dos agregados nas camadas de 0-10 e 10-20 cm de acordo com Salton et al. (2012).

Os dados foram analisados com o test F utilizando-se o Software R (R Core Team, 2016). Para a avaliação visual da estrutura foram utilizados os valores das notas obtidas no perfil de 0-20 cm.

Resultados e discussão

Para as duas MBHs avaliadas, os valores médios de densidade variaram entre 1,34 a 1,47 kg dm-3 (Figura 1) com maior valor para a camada de 10 a 20 cm na MBH2 (p=0,09). O uso continuado da sucessão soja/milho e soja/soja na MBH2 pode ter contribuído para maior adensamento do solo, enquanto o cultivo da braquiária em consórcio com milho pode ter contribuído para melhorar as condições observadas na camada de 10-20 cm na área da MBH1. Efeito semelhante em profundidade foi observado por Calonego et al. (2011), comparando área cultivada com milho solteiro e milho consorciado com braquiária em Latossolo Vermelho.

A macroporosidade e a microporosidade não diferiram estatisticamente entre as MBHs avaliadas. Em ambas condições houve redução na macroporosidade do solo em função do aumento da profundidade, visto que há menor desenvolvimento do sistema radicular com aumento da profundidade, e assim menor efeito na formação de espaços vazios na estrutura do solo. Nas camadas de 10-20 e 20-40 cm o volume de macroporos ficou abaixo do valor crítico de 10%, segundo Xu et al. (1992), chegando a 4,9% na MBH2, o que poderia restringir o adequado desenvolvimento do sistema radicular das culturas.

Os valores de diâmetro médio ponderado dos agregados em peneiramento seco (DMPs) e úmido (DMPu) foram maiores na MBH1, na camada de 0-10 cm. O índice de estabilidade de agregados (IEA) ficou acima de 90%, o que representa alta estabilidade dos agregados, considerando o método utilizado, e foi maior na MBH1 na camada 0-10 cm.

O índice de qualidade estrutural (IQES), obtido pela avaliação visual da estrutura do solo diferiu estatisticamente entre as áreas avaliadas, com nota média de 4,5 na MBH1 e 3,0 na MBH2, indicando melhor condição estrutural na primeira. Na observação das feições de degradação ou de conservação da estrutura do solo, os principais fatores que diferiram os solos foram: a presença de agregados grumosos e de raízes bem distribuídas no perfil (conservação) na MBH1, contrastando com agregados com predomínio de faces retas e sinais de impedimento ao crescimento radicular, com raízes tortas e crescendo preferencialmente nas laterais dos torrões, na MBH2 (degradação).

Tanto o IQES como o IEA foram eficientes para detectar influência do manejo na estrutura do solo até os 20 cm de profundidade. A predominância de agregados com faces retas na MBH2 também indica agregados de qualidade inferior, menos resistentes, como mostrado pelo menor IEA. Por outro lado, a maior grumosidade nos agregados da MBH1, representa, além de agregados mais resistentes, maior possibilidade de crescimento do sistema radicular nos vazios da estrutura dos agregados, e mesmo com valores de macroporosidade baixos, não resultou em dificuldade de crescimento das raízes.

De maneira geral, a qualidade da estrutura do solo foi preservada na MBH1 enquanto na MBH2 já apresentava sinais de degradação como o aumento na densidade, menor estabilidade dos agregados (IEA) e menor nota no índice de qualidade estrutural do solo (IQEs). A principal diferença entre as áreas foi a presença da braquiária em consórcio com milho permanecendo até a dessecação para o plantio da próxima safra de verão na MBH1 enquanto na MBH2 utilizou-se a sucessão soja/milho ou soja/soja. O tempo com atividade do sistema radicular vivo melhora a qualidade da estrutura do solo no sistema de plantio direto, como observado previamente (SALTON et al., 2008 e ROSSET et al., 2013).

Conclusão

A avaliação visual da estrutura do solo, pelo método DRES, foi eficiente para detectar diferenças entre os manejos, além de permitir observações de feições de degradação ou de solo bem manejado, mostrando-se uma ferramenta promissora para avaliação da qualidade estrutural dos solos, com vantagem de ser menos trabalhoso e com menor custo.

O Índice de Estabilidade de Agregados, obtido em laboratório, e o Índice de Qualidade Estrutural do Solo, obtido a campo pelo método DRES, foram eficientes para detectar as variações na qualidade do solo;

A utilização da braquiária em consórcio com o milho, proporcionou melhores condições físicas do solo em comparação ao cultivo de milho solteiro ou soja, na entressafra.

Referências

ALMEIDA, W. S. de; CARVALHO, D. F. de; PANACHUKI, E.; VALIM, W. C.; RODRIGUES, S. A.; VARELLA, A. A. . Erosão hídrica em diferentes sistemas de cultivo e níveis de cobertura do solo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 51, n. 9, p. 1110-1119, set. 2016.

CALONEGO, J. C.; BORGHI, E.; CRUSCIOL, C. A. C. Intervalo hídrico ótimo e compactação do solo com cultivo consorciado de milho e braquiária. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, n. 6, p. 2183-2190, nov./dez. 2011.

CLAESSEN, M. E. C. (Org.). Manual de métodos de análise de solo. 2. ed. rev. atual. Rio de Janeiro: Embrapa-CNPS, 1997. 212 p. (Embrapa Solos. Documentos, 1).

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p = 0,72

p = 0,19

p = 0,09

p = 0,18

p = 0,18

p = 0,99

p = 0,72

p = 0,09

p = 0,19

p = 0,29

p = 0,02

p = 0,53

p = 0,05

p = 0,39

p = 0,02

Figura 1. Valores médios da densidade do solo, volume de macro e microporos, índice de estabilidade dos agregados e diâmetro médio ponderado por via seca (DMPs) e via úmida (DMPu), em duas microbacias hidrográficas (MBH) cultivadas com lavoura de grãos em Maracaju, MS. (p = probabilidade para rejeição da hipótese nula à 5% de significância, no teste F)

Delimitação e caracterização morfométrica das microbacias monitoradas pela rede de pesquisa SoloVivo

Hullysses Sabino de Souza1, Gustavo de Mattos Vasques2, Luís Carlos Hernani3, Ricardo de Oliveira Dart4

1Geógrafo, mestrando em Geologia na Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ

2Engenheiro florestal, pós-doutor, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

3Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

4Geógrafo, mestre em Geografia, Analista em Geoprocessamento, Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

Os índices para avaliar a qualidade do plantio direto, tais como de manejo de glebas – Índice de Qualidade Participativo (IQP) (ROLOFF et al., 2011), de manejo do solo – Índice S (DEXTER, 2004) e Índice de Qualidade Estrutural do solo (IQEs) (RALISCH et al., 2017), e de gestão ambiental – Índice Beta (β) (D’AGOSTINI, 1999) e Índice de Dissipação de Erosividade (IDE) (D’AGOSTINI et al., 2017), além de histórico de dados de cultura, solo, uso e manejo, carecem de informações do meio físico que caracterizem adequadamente a microbacia hidrográfica (MBH), seja para o cálculo ou para a interpretação desses índices. Assim, o objetivo deste trabalho foi delimitar e caracterizar morfometricamente as 12 MBH’s de estudo da Rede de Pesquisa SoloVivo (RPSV) – Convênio Embrapa-Itaipu Binacional, comparando metodologias de delineamento dessas MBH’s.

Material e Métodos

As 12 MBH’s monitoradas pela RPSV estão localizadas em fazendas sob plantio direto, com diferentes culturas e tipos de manejo, distribuídas em cinco estados (Figura 1).

Figura 1. Localização geográfica das 12 microbacias hidrográficas monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo.

A delimitação das 12 MBH’s foi realizada, de maneira geral, por meio dos seguintes passos: (1) elaboração de modelo digital do terreno (MDT) com pixel de 5 m usando a ferramenta Topo to Raster (HUTCHINSON, 1989) no programa ArcGIS (ESRI, Redlands, EUA) a partir de dados de imagens de satélite (Pléiades de 1 m, ALOS Palsar de 12,5 m e SRTM de 30 m de pixel), imagens aéreas (Ultracam D de 1 m de pixel) e pontos cotados usando GPS geodésico, sendo essas fontes de dados combinadas ou não; (2) extração de curvas de nível com equidistância de 1 m a partir do MDT, seguida da suavização das curvas usando o algoritmo PAEK (polynomial approximation with exponential kernel; BODANSKY et al., 2002) no ArcGIS; (3) geração de novo MDT com pixel de 5 m usando Topo to Raster a partir das curvas de nível suavizadas; (4) delimitação da MBH a partir do MDT e da localização da estação hidrossedimentológica (EHS) instalada a cerca de 50 m da nascente em cada MBH, usando a extensão ArcSWAT (Texas A&M University, College Station, EUA) no programa ArcGIS; (5) avaliação visual do contorno da MBH tendo como base pontos cotados por GPS geodésico e imagens de satélite e MDT de alta resolução espacial (pixel de 1 m); (6) repetição dos passos anteriores iterativamente, trocando/combinando fontes de dados e/ou parâmetros de algoritmos, até obter um contorno da MBH satisfatório.

Após a delimitação satisfatória da MBH, procedeu-se à extração da área e perímetro da MBH via extensão ArcSWAT, geração de MDT com pixel de 1 m (Topo to Raster), extração de curvas de nível com equidistância de 1 m e geração do mapa de declividade da MBH (ArcGIS). Além disso, foram calculados a declividade média da MBH e três índices morfométricos (VILLELA; MATTOS, 1975; CARDOSO et al., 2006), quais sejam: coeficiente de compacidade (), índice de circularidade (), e fator de forma (), sendo o perímetro da MBH (km), a área da MBH (km²), e o comprimento axial da MBH (km). Salienta-se que o termo MBH, nesse caso, se refere à área de contribuição até a EHS, e não à área de contribuição até a foz do córrego.

Resultados e Discussão

As áreas de contribuição das MBH’s variaram de 0,12 a 3,15 km2 e seus perímetros de 1,50 a 7,33 km (Tabela 1). No geral, as MBH’s possuem baixa declividade (1,8 a 10,2 %) e são aproximadamente circulares, com CC’s entre 1,05 e 1,42 e IC’s entre 0,5 e 0,9 (CC = 1 ou IC = 1 denotam uma MBH circular, enquanto CC > 1 ou IC < 1 denotam uma MBH mais irregular, com maior relação perímetro/área). O FF variou de 0,2 a 0,8 (maiores FF’s denotam MBH’s menos alongadas, com menor relação comprimento axial/área). Ao expressarem a circularidade ou regularidade da MBH, esses três índices morfométricos revelam a propensão da mesma a enchentes, sendo que MBH’s de mesmo tamanho com CC e IC próximos de 1 e valores mais altos de FF possuem maior propensão a enchentes. Quanto à declividade, quanto mais alta ela for, maior a susceptibilidade ao escoamento superficial e erosão hídrica, processos que causam degradação do solo e que podem levar a enchentes, dependendo do tamanho e da forma da MBH, ou seja, dos outros índices morfométricos.

A extensão ArcSWAT mostrou-se adequada para a delimitação (Figura 2) e caracterização das MBH’s da RPSV, o que legitima o resultado encontrado anteriormente quando se comparou quatro métodos para a delimitação de uma das MBH’s do município de Toledo (SABINO et al., 2017). No entanto, para a maioria das MBH’s, foram necessárias diversas tentativas até se encontrar os parâmetros ideais das ferramentas usadas nas diversas etapas. Ainda, para a maioria das MBH’s, foi necessária a combinação de dados de diferentes fontes, principalmente a dos pontos cotados e/ou MDT’s de 1 m (Pléiades e Ultracam D) com os dados de menor resolução espacial (ALOS Palsar de 12,5 m e SRTM de 30 m de pixel).

Tabela 1. Descrição morfométrica das 12 microbacias hidrográficas monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo.

MBH

Município

Altitude (m)

Decliv (%)

Área (km²)

Perím (km)

CC

IC

FF

Porteiras

MontividiuGO

857 - 894

2,6

0,78

3,90

1,2

0,7

0,3

Vargem Grande

Montividiu, GO

912 - 959

4,2

0,70

3,77

1,3

0,6

0,4

Fortaleza

Maracaju, MS

386 - 405

1,8

0,32

2,86

1,4

0,5

0,2

Santa Sofia

Maracaju, MS

443 - 471

2,6

0,25

2,37

1,3

0,6

0,3

Cambé

Cambé, PR

508 - 578

6,1

1,42

4,99

1,2

0,7

0,5

Rolândia

Rolândia, PR

633 - 768

6,8

3,15

7,33

1,2

0,7

0,4

Toledo 1

Toledo, PR

606 - 696

6,9

0,99

4,20

1,2

0,7

0,4

Toledo 2

Toledo, PR

601 - 665

6,0

0,78

3,33

1,1

0,9

0,6

Coxilha

Coxilha, RS

691 - 724

8,4

0,16

1,50

1,1

0,9

0,8

Falcão

Sarandi, RS

596 - 643

10,2

0,12

1,50

1,2

0,7

0,4

Restinga Grossa

Itaí/SP

613 - 647

2,3

0,74

3,88

1,3

0,6

0,2

Zacharias

Itaí/SP

672 - 710

4,2

0,47

2,84

1,2

0,7

0,5

MBH, microbacia hidrográfica; Decliv, declividade média; Perím, perímetro; CC, coeficiente de compacidade; IC, índice de circularidade; FF, fator de forma.

Figura 2. Microbacias hidrográficas delimitadas no município de Toledo, PR, mostrando as curvas de nível com 1 m de equidistância e a localização das estações hidrossedimentológicas.

Conclusões

As MBH’s delimitadas, MDT’s, mapas de declividade e curvas de nível, bem como os índices morfométricos calculados, constituem dados e informações importantes para o cálculo e interpretação dos diversos índices de qualidade do plantio direto, do solo e da gestão ambiental avaliados pelas atividades da Rede de Pesquisa SoloVivo. Para o produtor, essas informações subsidiam a escolha e adequação de práticas de manejo e conservação do solo levando em consideração as características da MBH e do terreno.

Agradecimentos

Esse trabalho utilizou recursos do projeto SoloVivo – “Aprimoramento de Processos para a Qualificação do Manejo de Terras no Centro-Sul do Brasil” (convênio Embrapa-Itaipu Binacional No. 02.12.12.004.00.01) – e teve o apoio do Núcleo de Geomática da Embrapa Solos.

Referências

BODANSKY, E., GRIBOV, A., PILOUK, M. 2002. Smoothing and compression of lines obtained by raster-to-vector conversion. In INTERNATIONAL WORKSHOP ON GRAPHICS RECOGNITION, 4., Kingston, Canadá, 2001. Proceedings... International Association of Pattern Recognition, Amherst, EUA.

CARDOSO, C.A., DIAS, H.C.T., SOARES, C.P.B., MARTINS, S.V. 2006. Caracterização morfométrica da bacia hidrográfica do rio Debossan, Nova Friburgo – RJ. Rev. Árvore 30:241-248.

D’AGOSTINI, L.R. 1999. Erosão: O problema mais que o processo. EDUFSC, Florianópolis.

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VILLELA, S.M., MATTOS, A. 1975. Hidrologia aplicada. McGraw-Hill do Brasil, São Paulo.

Uso de imagens aéreas para monitoramento de áreas críticas ao processo erosivo em microbacia de primeira ordem no norte do Paraná

Júlio Cezar Franchini dos Santos1, Henrique Debiasi1, Alvadi Antonio Balbinot Junior2; Osmar Conte3, Hudson Carlos Lissoni Leonardo4, Luís Carlos Hernani5

1Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Produção Vegetal, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheiro-agrônomo, mestre, engenheiro Senior I, ITAIPU Binacional, Foz do Iguaçu, PR

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

A erosão é um processo natural e complexo onde interagem inúmeros fatores, como erosividade da chuva no local, o tipo de solo, as práticas de conservação do solo, incluindo terraceamento e o posicionamento correto das estradas, além é claro das práticas de manejo do solo utilizadas nos sistemas de produção adotados nas propriedades agrícolas. O resultado final do processo é a perda de água e sedimentos no canal da bacia ou da microbacia, dependendo da localização da propriedade. Portanto, o estudo do processo erosivo na escala de microbacia precisa levar em consideração muitas variáveis que interagem para contribuir com o resultado final. Porém, mesmo com o controle rigoroso de avaliações relacionados à qualidade do solo que tem impacto direto na dinâmica da água, como a densidade e a distribuição de poros por tamanho, é muito difícil identificar os pontos de origem do processo erosivo. Nesse sentido, o estudo do processo erosivo na escala de microbacia é bastante oneroso e muitas vezes não se consegue atingir o objetivo principal que é minimizar perdas de solo e água, por interferência direta nos pontos críticos geradores das principais perdas (DIDONE et al., 2015).

Na região norte do Paraná, muitas propriedades não tem o sistema de conservação de solo e água otimizado e compatibilizado em relação às propriedades vizinhas, especialmente o terraceamento, sendo esta, muitas vezes, a principal origem do processo erosivo dentro da bacia. Além disso, a falta de manutenção das estruturas existentes também reduz gradativamente a eficiência desse sistema como um todo, deixando a propriedade mais vulnerável à ocorrência, cada vez mais comum, de eventos extremos, com precipitações intensas.

O uso de imagens aéreas obtidas com VANTs (veículos aéreos não tripulados) tem se tornado cada vez mais acessível em razão da redução no custo dos equipamentos e softwares utilizados para o tratamento das imagens e composição de orthomosaicos. A obtenção de imagens georreferenciadas permite ter uma visão integrada da bacia, o que pode auxiliar no entendimento dos processos relacionados à erosão. Nesse contexto, esse trabalho teve como objetivo obter imagens aéreas de uma microbacia de primeira ordem na região norte do Paraná, durante a safra 2017/2018 e avaliar a utilização destas imagens para auxiliar na identificação de pontos de interferência no sentido de minimizar os processos erosivos dentro na microbacia.

Material e Métodos

O trabalho foi conduzido em uma microbacia hidrográfica de 1ª. ordem, localizada no munícipio de Rolândia, PR (23º 19” S e 51º 27’ O). A área de estudo faz parte do monitoramento de perda de solo e água em microbacias hidrográficos da Rede de Pesquisa SoloVivo, conduzido em parceria pela Embrapa, UEL, FEBRAPDP e Itaipú Binacional. A microbacia é composta pela associação de nove (9) glebas de diferentes proprietários, totalizando 285 ha. Durante a safra 2017/2018, nos dias 06/12/2017, 05/01/2018, 17/02/2018 e 12/03/2018 foram obtidas imagens aéreas da microbacia. As imagens foram obtidas por um VANT do tipo quadricoptero, modelo Phantom 4 pro, da marca DJI®. O plano de vôo foi elaborado no software Pix4D®, considerando uma altura de voo de 280 metros, com 80% de sobreposição para frente e 60% na lateral. Em cada vôo, as 328 fotos obtidas foram trabalhadas no software Agisoft PhotoScan Professional®. Como resultado do processamento foram obtidos orthomosaicos com tamanho de pixel de 8 cm. As imagens foram analisadas na tentativa de identificar pontos com ocorrência de perdas de solo aparente, caracterizadas pela formação de sulcos ou ravinamentos.

Resultados

As imagens geradas permitiram acompanhar toda a dinâmica do processo produtivo dentro da bacia (Figura 1). A primeira constatação é de que em todas as glebas a semeadura da cultura da soja seguiu a tendência observada em todo o estado do Paraná para o cultivo de verão. Na imagem de dezembro/2017, pode-se observar que há diferentes estádios de desenvolvimento da soja, indicando diferentes datas de semeadura entre propriedades. Nas imagens de janeiro e fevereiro/2018 as diferenças nos estádios de desenvolvimento da soja ficam ainda mais evidentes, podendo ainda notar-se propriedades com falhas visíveis no fechamento das lavouras, indicando algum tipo de problema no estabelecimento e/ou desenvolvimento das plantas. Nessas imagens, no entanto, em função da presença da cultura não foi possível evidenciar áreas críticas quanto à conservação do solo e da água. Por outro lado, na imagem de março/2018, quando na maioria das áreas a cultura já havia sido colhida ou estava totalmente seca, foi possível identificar as áreas com maiores problemas.

Figura 1. Imagens aéreas obtidas durante a safra 2017/2018 na microbacia de primeira ordem no município de Rolândia, PR.

Foram identificados sinais evidentes de ocorrências de sulcos de erosão laminar na superfície do solo em três propriedades rurais – A, B e C (Figuras 1 e 2). A gleba A foi a que apresentou a maior área atingida, sendo que o processo erosivo tem início na porção mais plana da propriedade, indicando falha do sistema de terraceamento, que está presente, porém sendo pouco efetivo.

Figura 2. Regiões onde foram identificadas evidencias de processo erosivo dentro da microbacia de primeira ordem no município de Rolândia, PR.

Na gleba C os sinais de erosão são também muito claros e, neste caso, o processo erosivo está sendo favorecido pela maior declividade no local (Figura 3). No caso da gleba B, a causa principal da erosão está relacionada, entre outros fatores aqui não discutidos, à ausência do sistema de terraceamento, o que não se justifica tecnicamente, pois a área apresenta declividade entre 2 e 10%.

Figura 3. Declividade (%) e altitude (m) de microbacia de primeira ordem no município de Rolândia, PR.

Com a identificação dos pontos críticos mais suscetíveis, a próxima etapa foi realizar uma observação detalhada nessas glebas para avaliar mais acuradamente as causas do processo erosivo. O problema pode ser decorrente de características de solo e/ou relevo, como declividade elevada; falta de terraços, inadequado dimensionamento ou má conservação dos terraços; e deficiências no manejo do solo, que, por sua vez, podem reduzir a taxa de infiltração de água no solo e/ou fornecer baixa cobertura com plantas ou com palha – fatores potencializadores do processo erosivo. Além disso, é necessário verificar se a gênese da enxurrada decorre do fluxo de água proveniente de outras propriedades localizadas em terços superiores da paisagem, redundando nas evidencias identificadas nas imagens.

É importante mencionar que nas glebas A e B, a água e os sedimentos levados pela enxurrada têm como destino as propriedades vizinhas, o que pode causar graves problemas a jusante dos pontos identificados pelas imagens aéreas. No caso da gleba B, a enxurrada também está sendo direcionada para uma estrada, o que pode comprometer a conservação desse acesso. No tocante à gleba C, verifica-se que o destino da enxurrada é a área de mata contígua à área cultivada, que provavelmente circunda um curso de água. Nesse contexto, fica clara a necessidade de se implementar medidas de manejo e contenção da erosão considerando toda a microbacia e não apenas propriedades isoladas.

Conclusão

Os resultados obtidos com uso de imagens aéreas de alta resolução obtidas durante a safra 2017/2018 demonstraram que essa metodologia é de extrema importância para identificação de pontos críticos em relação ao processo erosivo em microbacias. Medidas complementares, como a indicação de construção, redimensionamento e realocação de terraços podem ser implementadas a partir da análise das informações do modelo digital de elevação da microbacia contido nas imagens. Portanto, o uso dessa ferramenta para estudos de conservação e manejo de solo e água é altamente promissor.

Referências

DIDONE, E. J.; MINELLA, J.P.G.; MERTEN, G.H. Quantifying soil erosion and sediment yield in a catchment in southern Brazil and implications for land conservation. J Soils Sediments, v. 15(11): 2334–2346, 2015

Redimensionamento do sistema de terraços em microbacia na região de Toledo, PR

Júlio Cezar Franchini dos Santos1, Henrique Debiasi1, Alvadi Antonio Balbinot Junior2; Osmar Conte3, Hudson Carlos Lissoni Leonardo4, Luís Carlos Hernani5

1Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Produção Vegetal, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheiro-agrônomo, mestre, Engenheiro Senior I, ITAIPU Binacional, Foz do Iguaçu, PR

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

Eventos pluviométricos extremos têm provocado prejuízos econômicos e ambientais nas áreas de produção de grãos em várias regiões do estado do Paraná. Na região Oeste, muitas propriedades foram formadas a partir da incorporação de propriedades vizinhas sem que houvesse, entretanto, a otimização e a compatibilização dos sistemas de conservação de solo e água. Além disso, a falta de conservação e manutenção dos terraços também reduz gradativamente a eficiência do sistema como um todo, deixando o terreno mais vulnerável à ocorrência, cada vez mais comum de precipitações intensas e concentradas em curtos espaços de tempo. O uso de imagens aéreas obtidas com VANTs (veículos aéreos não tripulados), tem se tornado cada vez mais acessível, com a redução no custo dos equipamentos e softwares utilizados para o tratamento das imagens e composição de orthomosaicos. A imagem aérea georreferenciada permite a obtenção do modelo digital de elevação, que por sua vez pode ser utilizado para o cálculo da elevação e da declividade do terreno, com precisão de poucos centímetros. Estas informações são utilizadas para gerar imagens digitais, que por meio do uso de softwares específicos, permitem o dimensionamento e o planejamento de sistemas de terraceamento. A taxa de infiltração de água no solo é um parâmetro integrador da qualidade estrutural do solo e tem grande impacto sobre a formação da lâmina máxima de escoamento superficial e, consequentemente, sobre o dimensionamento dos terraços. Neste contexto este trabalho teve como objetivos avaliar a taxa de infiltração de água no solo em uma microbacia de primeira ordem na região oeste do Paraná atingida por um evento de precipitação extremo com perdas expressivas de solo e, por meio do uso de imagens aéreas e do modelo digital de elevação do terreno, avaliar o terraceamento existente e elaborar um projeto para o seu redimensionamento.

Material e Métodos

O trabalho foi conduzido em uma microbacia hidrográfica de ordem 1, parte componente do Sitio Odilis Foiato, localizado no munícipio de Toledo, PR (24º 49” S e 53º 33’ O), denominada TOL-1. A área de estudo faz parte do monitoramento de perda de solo e água em microbacias hidrográficos do Projeto Solo Vivo, conduzido em parceria pela Embrapa, UEL, FEBRAPDP e Itaipú Binacional. A propriedade foi composta pela associação de vários talhões contíguos ao longo dos anos, totalizando 115 ha. Entre os dias 29 e 30/10/2017 ocorreu um evento continuo de chuvas que totalizaram 159,3 mm em um período de 18 horas e 10 minutos e com um acumulado de 240 mm de chuvas ocorridas nos dez dias antecedentes, causando escoamento com grande movimentação de solo e transbordamento de pontos específicos dos terraços, conforme pode ser visualizado na imagem aérea de 27/11/2017 (Figura 1). A imagem foi obtida por um VANT do tipo quadricoptero, modelo Phantom 4 pro, da marca DJI®. O plano de voo foi elaborado no software Pix4D® considerando uma altura de voo de 250 metros, 80% de sobreposição para frente e 60% na lateral. Foram obtidas 172 fotos que foram trabalhadas no software Agisoft PhotoScan Professional®. Como resultado do processamento foi obtido o modelo digital de elevação a partir do qual foram extraídos os dados de elevação e declividade da área. Estes dados foram utilizados para elaboração de planejamentos para redimensionamento de terraços levando em consideração a taxa de infiltração estável (TIE) de 30 mm/h, terraços com formato de base larga (12 m de movimentação de solo) e alturas de camalhão de 50, 60 e 70 cm de altura. Para elaboração dos projetos foi utilizado o software Terraço 4.1 (PRUSKI, 2015). A TIE foi medida previamente ao evento extremo, entre 28 a 31/08/2017 após a colheita do milho 2ª safra, em 30 pontos distribuídos ao longo de 6 transectos. A avaliação foi em duas repetições por ponto, utilizando-se permeâmetro modelo IAC (infiltrômetro de pressão em profundidade), disposto junto a um orifício de 0,065 m de diâmetro aberto no solo até a profundidade de 0,1 m, com o auxílio de trado do tipo de caneca, conforme Vieira (1998). Manteve-se uma carga hidráulica constante de 5 cm acima do fundo do orifício, sendo as leituras realizadas até a obtenção de valores constantes. A TIE foi então calculada com o auxílio do programa computacional ONEHEAD.EXE, que utiliza a equação básica para a condição de fluxo sob carga constante, dentro de orifício cilíndrico, conforme descrito em Villela (2007).

Resultados

A microbacia apresenta um grande número de terraços que não estão interligados, principalmente nos pontos de contato entre os antigos talhões (Figura 1). A distância média entre os terraços está em torno de 15 metros, o que dificulta o ordenamento do trafego de maquinas, em especial o das operações de colheita, gerando um trafego desnecessário, o que acaba contribuindo para agravar o processo de compactação do solo e redução da taxa de infiltração de água no solo. A declividade média da área é de 7%, com poucos pontos apresentando valores maiores de 12% (Figura 2). Segundo a classificação de Embrapa (2006), a área apresenta declividade, predominantemente, suave ondulada (3-8%) a ondulada (8-20%). Não se verificou declividade acima de 14%, o que permite concluir que o terraço do tipo Mangum de base larga pode ser adequado para uso na área.

A TIE média da bacia foi de 68 mm/h, com mediana de 53 mm/h e valores máximos e mínimos de 210 mm/h e 23 mm/h, respectivamente. As regiões de menor infiltração foram aquelas associadas com as menores cotas e maiores declividades, coincidindo com o ambiente de transição entre a classe do Latossolo para o Nitossolo (Figura 1). Os dados demonstram que apenas 17% dos pontos amostrados apresentaram TIE menor do que 30 mm/h. Desta forma seria razoável considerar este valor como o de referência para o replanejamento de terraços.

Figura 1. Imagem aérea, declividade, elevação e taxa de infiltração estável (TIE) da microbacia de primeira ordem no município de Toledo, Paraná.

Para obtenção dos projetos de redimensionamento foi considerada uma TIE fixa de 30 mm/h e o parâmetro variável foi a altura do terraço (Figura 2). Foi selecionado um tempo de retorno de 25 anos considerando a tendência no aumento da ocorrência de eventos extremos com chuvas de alta intensidade em intervalos curtos de tempo (Yilmaz et al, 2014) como o ocorrido na área de estudo em 28/10/2017. Pelo cálculo do volume máximo de chuva em 24 horas para a localidade de Toledo, o valor estimado para este período de retorno seria de 143 mm, ainda bem abaixo dos valores reais observados na microbacia em outubro de 2017. Para o projeto com a altura de terraço de 50 cm foram geradas 34 curvas com equidistância vertical média de 3 metros entre curvas (Figura 2). Quando a altura foi aumentada para 60 cm o número de terraços diminuiu para 22 e a equidistância vertical aumentou para 4.5 metros. Finalmente, quando a altura aumentou para 70 cm o número de terraços diminuiu para 17 e a equidistância vertical passou a ser de 6 metros.

Como pode ser observado na imagem de fundo da microbacia todos os projetos promoveram redução no número de terraços, contribuindo para o ordenamento e integração dos talhões com diferentes históricos. É bastante interessante observar que o aumento da altura do camalhão do terraço tem um impacto importante sobre o dimensionamento do sistema o que pode ter efeitos positivos sobre a operacionalidade da área no longo prazo, com a otimização do trafego e redução do processo de compactação a ele associado.

De forma complementar, outras práticas de manejo do solo que contribuam para o aumento da taxa de infiltração de água no solo podem ser adotadas com o intuito de aumentar a margem de segurança dos projetos uma vez que o aumento na taxa de infiltração de água no solo reduz a lâmina máxima de escoamento superficial e consequentemente o volume de água a ser retido pelos terraços. O uso de plantas de cobertura como a aveia, muito bem adaptada a região, assim como o uso do consorcio de milho com forrageiras tropicais também seria indicado para melhoria continua da qualidade do solo e manutenção da capacidade do sistema de terraceamento para suportar a ocorrência de eventos extremos.

Figura 2. Projetos de dimensionamento de terraços para a microbacia de primeira ordem no município de Toledo, PR. Parâmetros: tempo de retorno (25 anos); altura do terraço: 50, 60 e 70 cm; TIE: 30 mm/h.

Conclusão

O redimensionamento do sistema de terraceamento na microbacia é de extrema importância diante da realidade atual da área, principalmente no que se refere a baixa eficiência do sistema implantado. Na área do presente trabalho há um subdimensionamento da equidistância vertical entre os terraços (ou espaçamento horizontal) para as condições de tipo de solo, declividade, uso e manejo. Assim, para as condições edáficas e topográficas da área em questão, considerando a implantação de um plano de melhoria da qualidade do Sistema Plantio Direto, o aumento da altura do camalhão e da seção dos terraços, bem como do espaçamento horizontal, compuseram o aspecto central do redimensionamento do sistema de terraceamento existente, para torna-lo mais compatível com as demandas operacionais dos sistemas de produção atuais. A abordagem técnica utilizada, com a medida da taxa de infiltração, a tomada de imagens aéreas, a formação de uma base de dados de altimetria e declividade se amostrou adequada para o planejamento e avaliação previa das possibilidades de projeto para o redimensionamento de terraços.

Referências

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VILLELA, A. L. O. Variabilidade Espacial da Qualidade Físico-Hídrica dos Solos de uma Unidade de Pesquisa em Produção Agroecológica. 2007. 64f. Dissertação (Mestrado em Ciências), Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2007.

YILMAZ, A. G.; HOSSAIN, I.; PERERA, B. J. C. Effect of climate change and variability on extreme rainfall intensity – frequency – duration relationships : a case study of Melbourne. Hydrology and Earth System Sciences, v. 18, n. 2006, p. 4065–4076, 2014. Disponível em: <https://www.hydrol-earth-syst-sci.net/18/4065/2014/hess-18-4065-2014.pdf>.

Impacto do tráfego de máquinas e do sulco de semeadura na variabilidade espacial da resistência do solo à penetração em microbacia de Toledo, PR

Júlio Cezar Franchini dos Santos1, Henrique Debiasi1, Alvadi Antonio Balbinot Junior2; Osmar Conte3, Hudson Carlos Lissoni Leonardo4, Luís Carlos Hernani5

1Engenheiro-agrônomo, doutor em Ciência do Solo, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

2Engenheiro-agrônomo, doutor em Produção Vegetal, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

3Engenheiro-agrônomo, doutor, pesquisador da Embrapa Soja, Londrina, PR

4Engenheiro-agrônomo, mestre, Engenheiro Senior I, ITAIPU Binacional, Foz do Iguaçu, PR

5Engenheiro-agrônomo, doutor em Solos e Nutrição de Plantas, pesquisador da Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

O tráfego de máquinas é um dos principais fatores associados à compactação do solo em sistemas intensivos de produção, como a sucessão milho 2ª safra/soja, predominante na região oeste do Paraná. A utilização deste modelo de produção requer a semeadura antecipada da cultura da soja que, na região Oeste do Paraná, ocorre com certa frequência em meados de setembro. Nesta situação, a colheita da soja e a semeadura do milho são ações que têm ocorrido no final de janeiro e início de fevereiro, quando ocorre condições de umidade elevada do solo, o que favorece o processo de compactação. Dentre as estratégias importantes para remediar este cenário favorável à degradação da qualidade estrutural do solo, deve ser ressaltado o uso do facão na semeadora que, em conjunto com sistema radicular das culturas, auxilia no processo de recuperação da compactação causada pelo tráfego (BETIOLI JUNIOR et al., 2014; NUNES et al., 2015b). Existem diversos indicadores do estado de compactação do solo, sendo a resistência mecânica à penetração (RP) o mais utilizado. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a variabilidade espacial da RP em uma microbacia manejada sob a sucessão milho 2ª safra/soja na região Oeste do Paraná, em função do tráfego de máquinas e da mobilização mecânica do solo no sulco de semeadura.

Material e Métodos

O trabalho foi conduzido em uma microbacia hidrográfica de 1ª. ordem, localizada em Toledo, PR (24º 49” S e 53º 33’ O). A área vem sendo cultivada nas últimas cinco safras com soja no verão e rotação milho/trigo no outono-inverno, sob Sistema Plantio Direto (SPD). A área analisada é composta por vários talhões contíguos que foram agregados ao longo dos anos, totalizando 115 ha. A RP foi determinada em 25/08/2017, após a colheita do milho 2ª safra, implantado por meio de semeadora-adubadora equipada com hastes sulcadoras para adubo, com 0,45 m de espaçamento entrelinhas. Para isso, foi utilizado um penetrômetro digital, equipado com cone de 130 mm2 de área de base e 30º de ângulo em relação à vertical. Os dados de RP foram obtidos na camada de 0,0-0,4 m com resolução de 0,01 m, em 189 pontos distribuídos ao longo de uma transecta posicionada entre dois terraços, com comprimento equivalente à distância entre esses terraços, de 42,52 m. Foram tomadas medidas a cada 0,225 m, coincidindo assim com a posição central de todas as linhas e entrelinhas presentes entre os terraços. Concomitantemente às medidas de RP, foi anotada a ocorrência de tráfego recente associada à linha ou à entrelinha, e coletadas amostras deformadas de solo nas camadas de 0-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4 m, em 8 pontos, para a determinação do conteúdo gravimétrico de água no solo.

Os dados de RP foram submetidos à análise geoestatística, conforme Vieira et al. (2002). O modelo selecionado para ajuste do semivariograma foi aquele que resultou no maior coeficiente de correlação, obtido pelo método de validação cruzada. A partir do modelo ajustado ao semivariograma, os dados de RP foram interpolados por meio de krigagem, sendo então utilizados para a elaboração do mapa de variabilidade horizontal x vertical (profundidade) por meio do programa Surfer (Surface Mapping System, Golden Software Inc). Os dados de RP também foram separados em quatro situações para efeito de comparações: linha sem tráfego, linha com tráfego, entrelinha sem tráfego e entrelinha com tráfego.

Resultados

O conteúdo gravimétrico de água no solo no momento da avaliação da RP foi, em média, de 0,27; 0,30; e 0,33 g g-1 nas camadas de 0,0-0,1, 0,1-0,2 e 0,2-0,4 m, respectivamente. Independentemente da camada, o conteúdo de água no solo não foi influenciado pelas posições ao longo da transecta; deste modo, as diferenças de RP foram atribuídas principalmente ao estado de compactação do solo.

A medida da RP apresentou grande variabilidade vertical e horizontal na transecta avaliada (Figura 1). De forma geral, os maiores valores de RP foram observados na camada de 0,1-0,2 m, sendo consistente com o padrão geralmente observado em áreas sob SPD (MORAES et al., 2014). Entretanto, nas extremidades da transecta, onde estão localizados os terraços, a RP atingiu valores mais elevados até a camada de 0,3 m. A conformação da superfície dos terraços restringe os tráfegos de máquinas agrícolas a posições similares ao longo das safras. Neste sentido, o acúmulo das pressões aplicadas por tráfegos sucessivos no mesmo local leva ao aprofundamento da compactação (BOTTA et al., 2006).

Figura 1. Variabilidade horizontal e vertical da resistência mecânica do solo à penetração (RP, MPa) em uma transecta alocada entre dois terraços de uma microbacia de 1ª ordem em Toledo, PR

Na média das linhas e entrelinhas, o tráfego aumentou a RP até 0,12 m de profundidade (Figura 2a). Entretanto, as maiores diferenças entre as regiões com e sem tráfego recente ocorreram na camada de 0,04 a 0,09 m, onde os valores médios de RP foram de 2,1 e 2,8 MPa, respectivamente, o que corresponde a um incremento de 40%. Da mesma forma, a máxima RP foi de 3,9 MPa a 0,08 m de profundidade nas áreas trafegadas, enquanto que, na ausência de tráfego, o valor mais alto foi de 3,2 MPa na profundidade de 0,14 m. Em valores absolutos, o aumento da RP em função do tráfego foi similar para as entrelinhas e linhas, equivalente, em média, a 0,7 MPa (Figura 2c). A importância do tráfego na degradação da estrutura do solo torna-se mais evidente considerando que cerca de 40% da área da transecta foi trafegada somente na colheita do milho 2ª safra, tanto nas linhas quanto nas entrelinhas (Figura 3). Diante disso, a redução da intensidade e o ordenamento do tráfego na área são aspectos essenciais para a preservação da qualidade estrutural do solo. No caso específico da microbacia estudada, a elevada proporção de área sob tráfego recente é explicada, ao menos em parte, por descontinuidades dos terraços e pela falta de estradas internas adequadamente posicionadas, gerando assim maior necessidade de manobras e de deslocamentos desnecessários.

A mobilização de solo pelas hastes sulcadoras, associada à ação das raízes, diminuiu a RP nas linhas de semeadura do milho 2ª safra comparativamente às entrelinhas, na camada de 0,0-0,15 m (Figura 2b), independentemente da condição de tráfego. As maiores diferenças foram observadas na camada de 0,04-0,10 m, com valores médios de RP de 1,8 MPa nas linhas e de 3,2 MPa nas entrelinhas, o que representa um aumento de quase 80%. Adicionalmente, a máxima RP nas entrelinhas foi de 3,6 MPa a 0,09 m de profundidade, enquanto que, nas linhas, foi de 3,0 a 14 cm de profundidade. Os resultados mostram ainda que a linha trafegada apresentou valores médios de RP na camada de 0,04-0,10 m aproximadamente 0,6 MPa inferiores à entrelinha não trafegada (Figura 2c). Por outro lado, a RP nas linhas foi 1,2 MPa menor do que nas entrelinhas considerando somente as regiões não trafegadas. Isto demonstra que o tráfego por ocasião da colheita do milho 2ª safra reduziu em 50% o efeito da mobilização mecânica e do sistema radicular da gramínea sobre a RP. De qualquer forma, o tráfego não foi suficiente para eliminar por completo o efeito do facão e das raízes, de forma que a RP permaneceu menor na linha trafegada em relação à entrelinha sem tráfego mesmo em avaliação realizada cerca de 45 dias após a colheita do milho.

Figura 2. Perfil vertical da resistência mecânica do solo à penetração (RP) e sua relação com a posição da medição em transecta alocada entre dois terraços de uma microbacia de 1ª ordem em Toledo, PR (a – média de RP com ou sem tráfego recente; b – valores médios de RP nas linhas e entrelinhas; c – valores médios de RP nas linhas e entrelinhas, com e sem tráfego recente).

Em solos argilosos sob SPD consolidado, valores de RP acima de 3,0-3,5 MPa, na capacidade de campo, são considerados críticos ao desenvolvimento das culturas (MORAES et al., 2014). Na área em estudo, valores de RP críticos foram observados nas camadas de 0,06-0,12 m e 0,08-0,15 m das entrelinhas com e sem tráfego recente, respectivamente (Figura 2c). Por outro lado, o sistema radicular do milho, associado ao revolvimento de solo, diminuíram a RP nas linhas a valores não críticos às culturas, mesmo na presença de tráfego. Essa redução ocorreu justamente nas camadas com maior RP, de forma que a ação do facão mitigou a compactação presente nas entrelinhas. Melhores condições físicas de solo nas linhas de semeadura também foram observadas por Betioli Junior et al. (2014) e Nunes et al. (2015b). Outro aspecto favorável à utilização de hastes sulcadoras para mitigar a compactação é a agregação do solo revolvido na linha de semeadura, promovida pela alta concentração de raízes neste local, o que é determinante para a maior persistência destes efeitos (NUNES et al., 2015a).

Na microbacia avaliada, o espaçamento entrelinhas do milho foi reduzido dos tradicionais 0,90 m para 0,45 m, de forma que aproximadamente 50% da área foi submetida à ação dos sulcadores (Figura 3). Neste contexto, a redução do espaçamento no milho pode exercer um papel importante na mitigação da compactação do solo pois, com isso, maior área estará sujeita à ação conjunta do facão e das raízes, em relação a espaçamentos maiores.

Figura 3. Proporções relativas das áreas ocupadas por linhas de semeadura e trafegadas por máquinas em transecta alocada entre dois terraços de uma microbacia de 1ª ordem em Toledo, PR.

Conclusão

O tráfego de máquinas na colheita do milho 2ª safra aumenta a RP até 0,12 m de profundidade, sendo o principal fator associado à degradação da qualidade estrutural do solo na microbacia avaliada.

O sistema radicular do milho, associado à mobilização localizada do solo pelos facões da semeadora, diminuem a RP na linha de semeadura a valores não críticos às culturas

O ordenamento e redução da intensidade do tráfego, associado à utilização de hastes sulcadoras para deposição dos fertilizantes na semeadura em menores espaçamentos, são importantes alternativas para mitigar a compactação do solo em sistemas intensivos de produção.

Referências

BETIOLI JUNIOR, E.; TORMENA, C. A.; MOREIRA, W. H.; BALL, B. C.; FIGUEIREDO, G. C.; SILVA, A. P. da; GIAROLA, N. F. B. Aeration condition of a clayey Oxisol under long term no-tillage. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, p. 990-999, 2014.

BOTTA, G. F.; JORAJURIA, D.; ROSATTO, H.; FERRERO, C. Light tractor traffic frequency on soil compaction in the Rolling Pampa region of Argentina. Soil and Tillage Research, v. 86, p. 9-14, 2006.

MORAES, M. T.; DEBIASI, H.; CARLESSO, R.; FRANCHINI, J. C.; SILVA, V. R. Critical limits of soil penetration resistance in a Rhodic Eutrudox. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 38, p. 288-298, 2014.

NUNES, M. R.; DENARDIN, J. E.; PAULETTO, E. A.; FAGANELLO, A.; PINTO, L. F. S. Effect of soil chiseling on soil structure and root growth for a clayey soil under no-tillage. Geoderma, v. 259-260, p.149-155, 2015a.

NUNES, M. R.; DENARDIN, J. E.; PAULETTO, E. A.; FAGANELLO, A.; PINTO, L. F. S. Mitigation of clayey soil compaction managed under no-tillage. Soil & Tillage Research, v. 148, p.119-126, 2015b.

VIEIRA, S. R.; MILLETE, J.; TOPP, G. C.; REYNOLDS, W. D. Handbook for geoestatistical analysis of variability in soil and climate data. Tópicos em Ciência do Solo, v. 2, p.1-45, 2002.

Avaliação do potencial de prestação de serviços ambientais de áreas sob sistema plantio direto

Ana Paula Dias Turetta1

1Geografa, pós-doutora em Qualidade do Solo, pesquisadora, Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ

Introdução

O Sistema Plantio Direto (SPD) consiste em conjunto de processos tecnológicos destinados à exploração de sistemas agrícolas produtivos, compreendendo mobilização de solo apenas na linha ou cova de semeadura, manutenção permanente de cobertura do solo, diversificação de espécies e minimização ou supressão do intervalo de tempo entre colheita e semeadura (Plano ABC Nacional, 2012).

No SPD a semeadura ou o plantio é efetuado sem as etapas de preparo do solo. É necessário manter o solo sempre coberto por plantas em desenvolvimento e por resíduos vegetais. Essa cobertura tem, entre outros objetivos, a proteção do solo do impacto direto das gotas de chuva, do escorrimento superficial e minimização de erosões hídrica e eólica. O revolvimento mínimo do solo se limita ao sulco de semeadura, quando se procede à semeadura, à adubação e, eventualmente, à aplicação de herbicidas em uma única operação (CRUZ, et al., 2017).

O SPD engloba parte do conjunto de técnicas de produção agrícola associados à Agricultura Conservacionista, uma vez que contribui para conservação do solo e da água, aumento da eficiência da adubação, incremento do conteúdo de matéria orgânica do solo, aumento na relação benefício/custo, redução do consumo de energia fóssil e do uso de agrotóxicos, mitigação da emissão dos gases de efeito estufa e contribuição para o aumento da resiliência do solo (Plano ABC Nacional, 2012).

De acordo com o Censo Agropecuário 2006 (IBGE, 2006) o Brasil possui 17.871.773 ha de SPD. Desses, 15.746.183 ha concentram-se em lavoura temporária, demonstrando que as culturas de grãos (soja e milho, especialmente) são as que mais se beneficiam desse sistema. A Federação Brasileira de Plantio Direto e Irrigação (FEBRAPDP) apresenta dados mais recentes e mostra que, em 2012, aproximadamente 31.811.000 ha estavam sob cultivo nesse sistema.

No entanto, não se pode afirmar que toda extensão cultivada sob esse sistema esteja, de fato, contribuindo para a conservação do solo e da água, uma vez que alterações inapropriadas, como a retirada de terraços, vêm sendo observadas na condução dessas áreas (DENARDIN et al., 2008). Acresce-se a este fato a percepção de alguns agricultores quanto a existência de compactação, perda de rendimento com a ocorrência de secas de curta duração no verão, necessidade de incorporação de calcário, concentração superficial de nutrientes, observação visual do melhor desenvolvimento das culturas em subáreas da lavoura onde houve mobilização do solo que, juntos, resultam em motivação para mudanças no gerenciamento do manejo desse plantio direto (AMADO, 2009). Tais percepções refletem a simplificação do manejo adotado sob esse sistema, a qual desconsidera os princípios e as recomendações básicas para condução de áreas com SPD.

Ao se considerar o potencial de sistemas de manejo em se prestar serviços ambientais esse cenário pode ser ainda mais comprometedor. De um modo geral, serviços ambientais (SA) são os benefícios que a sociedade obtém dos ecossistemas (ALMEIDA, 2008). Estes incluem Serviços de provisão, tais como produção de alimentos e de água; Serviços de regulação, tais como controle de inundações e doenças; Serviços culturais, tais como benefícios espirituais, recreativos e culturais; e Serviços de apoio, como a ciclagem de nutrientes (MILLENNIUM ECOSYSTEM ASSESSMENT, 2005).

No entanto, Porter et al. (2009) ressaltam que, embora os agrossistemas possam ter baixos valores de SA por unidade de área quando comparados com outros ecossistemas, são eles que oferecem a maior oportunidade de aumentar a provisão de SA, através da adoção de práticas conservacionistas de manejo agrícolas. Esses mesmos autores acreditam que seja difícil promover o aumento de provisão de SA sem incentivos à adoção de boas práticas agrícolas, dada a relevância e a proporção de terras ocupadas por essa atividade. Em outras palavras, é possível melhorar a provisão de SA pela agricultura adotando-se boas práticas de gestão agrícola, especialmente as recomendadas pela Agricultura Conservacionista.

Esse fato demonstra a necessidade da utilização de ferramentas capazes de aferir a qualidade do manejo adotado em sistemas agrícolas, entre eles o SPD, bem como o seu provisionamento em SA. Dessa forma, será possível diferenciar as propriedades rurais quanto à sua gestão agrícola e qualifica-las em relação à condução do sistema, o que poderia ser um critério para a adoção de políticas de incentivo à adoção de práticas agrícolas conservacionistas e pagamentos de serviços ambientais (PSA). Esse é um dos objetivos da Rede de Pesquisa SoloVivo (RPSV), liderada pela Embrapa em parceria com a Itaipu Binacional. Esta Rede tem como objetivo desenvolver e validar, de forma participativa, ferramentas para avaliar o desempenho técnico e contribuir para o processo de qualificação contínua do uso das terras e manejo do solo e da água, no âmbito de propriedades agrícolas e de micro bacias hidrográficas, sob plantio direto, em contextos do agronegócio brasileiro.

Nesse texto, são apresentados resultados preliminares da avaliação de potenciais indicadores de serviços ambientais em SPD nas microbacias monitoradas pela RPSV.

Material e métodos

A avaliação de potenciais indicadores de serviços ambientais em SPD nas microbacias monitoradas pela RPSV foi organizada e deverá ser realizada em três passos: 1. Levantamento das ferramentas disponíveis para avaliação da qualidade do sistema de plantio direto; 2. Conhecimento da realidade local, mediante o acesso a dados e informações das microbacias do monitoradas pela RPSV e 3. Elaboração de diretrizes para a avaliação da prestação de serviços ambientais pelo SPD, com potencial de serem utilizadas como incentivo ao pagamento de serviços ambientais (PSA) (Figura 1).

Figura 1. Etapas que compõem a avaliação de potenciais indicadores de serviços ambientais em SPD nas microbacias monitoradas pela Rede de Pesquisa SoloVivo.

O presente trabalho apresenta resultados referente à etapa 1, referentes à identificação das ferramentas atualmente existentes na literatura e as desenvolvidas pela RPSV que têm potencial de serem utilizadas para qualificação do SPD.

O conhecimento da realidade local (passo 2), será obtido a partir da análise dos indicadores levantados nas demais atividades e nas áreas de estudo da RPSV. A partir disto, será realizada a proposição de diretrizes para avaliação da prestação de Serviços Ambientais pelo SPD. Tais diretrizes poderão ser utilizadas como orientações para pagamento por serviços ambientais no futuro.

Resultados

O ambiente de aprendizagem foi a primeira etapa proposta, em que se fez um levantamento das principais ferramentas utilizadas para avaliação da qualidade de manejo em sistemas de produção conduzidos em SPD (REBELLO & TURETTA, 2017). Nesse documento, os autores avaliaram o Índice de Qualidade Participativo do Plantio Direto (IQP); Índice de Sustentabilidade em Agrossistemas (ISA); Índice de Qualidade da Estutura do Solo (IQEs) pelo método Diagnóstico Rápido da Estrutura do Solo (DRES).

Rebello & Turetta (2017) relatam que uma fragilidade do IQP é o fato de ser um índice participativo, o que demanda um comprometimento do agricultor, muitas vezes não alcançado; o ISA apresenta uma caracterização bastante completa da propriedade, com resultados associados às características sociais, econômicas e ambientais. Já o DRES é um método para qualificar a estrutura da camada superficial do solo, baseado em características detectadas visualmente em amostras dos primeiros 25 cm, sendo possível inferir características de manejo a partir dos resultados obtidos. No entanto, não permite a avaliação da propriedade como um todo e, por isso, seu uso deve ser combinado com outras avaliações mais amplas.

Conclusões

É consenso no meio científico a necessidade de continuidade de pesquisas que avaliem o comportamento de sistemas de produção conservacionistas em diferentes condições de solo e clima, dada a diversidade de ambientes que compõem o Brasil. As diferentes ferramentas e metodologias avaliadas contribuíram para essa investigação, mas não se encerram em si, uma vez que muitas vezes apresentam características distintas conforme exposto e precisam de adaptações para serem utilizadas para subsidiar possíveis projetos de PSA.

As etapas futuras desse trabalho pretendem explorar o estabelecimento de relações críveis entre qualidade de sistemas de produção e prestação de serviços ecossistêmicos e ambientais, considerando-se a sua potencialidade para PSA.

Referências

ALMEIDA, F. Responsabilidade Social e Meio Ambiente. Anhanguera Educacional, 2008.

AMADO, T. O Sistema Plantio Direto na Palha de Qualidade e os Serviços Ambientais, 2009.

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REBELLO, C.; TURETTA, A.P.D. Ferramentas para Avaliação do Potencial à Prestação de Serviços Ambientais pelo Sistema Plantio Direto. Comunicado Técnico 75. Embrapa Solos. 6p. 2017.