PROJETO AGRISUS Nº: 2534/18 TÍTULO DA PESQUISA: PLANTIO DIRETO DE HORTALIÇAS EM SISTEMA ORGÂNICO NA BAIXADA FLUMINENSE, RJ INTERESSADO ( COORDENADOR DO PROJETO): NIVALDO SCHULTZ INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO / INSTITUTO DE AGRONOMIA / DEPARTAMENTO DE SOLOS - (21) 3787-3772) LOCAL DA PESQUISA: BARACÃO DOS MENDES, SERRA VELHA, NOVA FRIBURGO, RJ VALOR FINANCIADO PELA FUNDAÇÃO AGRISUS: R$ 10.600,00 VIGÊNCIA DO PROJETO: 01/10/2018 – 30/09/2019 PERÍODO DESTE RELATÓRIO PARCIAL: 01/10/2018 – 30/04/2019 DATA E NOME DO COORDENADOR 01/05/2019. Nivaldo Schultz
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PROJETO AGRISUS Nº: 2534/18 · N total na parte aérea dessas plantas de 375, 297 e 247 kg ha-1 respectivamente. Estes autores constataram ainda importante contribuição destas
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PROJETO AGRISUS Nº: 2534/18
TÍTULO DA PESQUISA: PLANTIO DIRETO DE HORTALIÇAS EM SISTEMA
ORGÂNICO NA BAIXADA FLUMINENSE, RJ
INTERESSADO ( COORDENADOR DO PROJETO): NIVALDO SCHULTZ
INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO /
INSTITUTO DE AGRONOMIA / DEPARTAMENTO DE SOLOS - (21) 3787-3772)
LOCAL DA PESQUISA: BARACÃO DOS MENDES, SERRA VELHA, NOVA
FRIBURGO, RJ
VALOR FINANCIADO PELA FUNDAÇÃO AGRISUS: R$ 10.600,00
VIGÊNCIA DO PROJETO: 01/10/2018 – 30/09/2019
PERÍODO DESTE RELATÓRIO PARCIAL: 01/10/2018 – 30/04/2019
DATA E NOME DO COORDENADOR
01/05/2019. Nivaldo Schultz
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RESUMO
Os solos da Baixada Fluminense de maneira geral são arenosos, pobres em nutrientes e
carbono orgânico e degradados devido o preparo convencional mecanizado e o uso excessivo
de defensivos agrícolas nos sistemas tradicionais de produção agrícola. Diante deste cenário o
objetivo deste projeto de pesquisa é cultivar hortaliças com o preparo convencional do solo
(PCS) e o Sistema Plantio Direto (SPD), ambos em sistema de produção orgânico, testando
diferentes plantas de cobertura do solo cultivadas solteiras e consorciadas, visando a produção
sustentável de alimentos. Inicialmente foi cultivada a aveia preta (Avena strigosa) para formar
a cobertura do solo e na sequência foi cultivado o milho em sistema com PCS e SPD. Em
seguida houve um novo delineamento experimental inserindo as plantas de cobertura
tornando-o em fatorial 2 x 6, com 2 sistemas de manejo do solo (PCS e SPD) e 6 sub
tratamentos com plantas de cobertura. Como resultados preliminares a aveia preta produziu
2,02 Mg ha-1
de palhada, mantendo ao final de 120 dias aproximadamente 40% da palhada na
superfície do solo. A produtividade do milho no PCS foi superior à observada no SPD,
possivelmente devido a imobilização de nitrogênio (N) pela decomposição da palhada da
aveia preta pelos microrganismos decompositores da matéria orgânica do solo. Neste
momento um novo ciclo foi iniciado com o cultivo das plantas de cobertura para na sequencia
cultivar repolho entre junho e agosto/setembro de 2019.
1. INTRODUÇÃO
A Baixada Fluminense apresenta predominantemente os Argissolos e Planossolos,
caracterizados em sua grande maioria com textura arenosa nos horizontes superficiais,
apresentando como características de restrições ao uso agrícola a baixa capacidade de
retenção de água, baixa CTC, rápida decomposição da matéria orgânica – implicando em
perdas de nutrientes e adicionalmente problemas com erosão hídrica. Apesar de serem solos
de baixo potencial natural para a produção agrícola grande parte encontra-se atualmente
ocupado com produção hortaliças, principalmente para agricultura de subsistência com PCS e
o uso intensivo de defensivos agrícolas.
Esta forma de uso acelera a degradação dos solos agrícolas, por expô-los à ação direta
da chuva e intensificação da erosão hídrica, resultando na perda solo, água, nutrientes e
carbono orgânica (Schick et al., 2000a; Bertol et al., 2003; Bertol et al., 2007), culminando
com a queda de produtividade das culturas (Calegari et al., 1993). Outro aspecto importante
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que ocorre com a redução da proteção do solo e seu revolvimento intensivo é a redução da
infiltração de água das chuvas com o passar do tempo.
De maneira contrária ao PCS o SPD parte do princípio de cultivo com o menor
revolvimento possível do solo e a manutenção permanente dos restos culturais em sua
superfície, proporcionando proteção contra a ação direta da chuva e outros fatores climáticos;
além de preservar a umidade e a fauna do solo (Anghinoni, 2007). Freitas (2002) define o
SPD como um manejo sustentável de solo e água, através do qual se otimiza a expressão do
potencial genético das plantas cultivadas, fundamentado em três requisitos básicos: o
revolvimento mínimo do solo; a diversificação de espécies pela rotação de culturas e a
cobertura do solo com resíduos vegetais ao longo de todo o ano.
Uma das premissas do SPD é a rotação de culturas, introduzindo espécies das famílias
Fabaceae e Poaceae (leguminosas e gramíneas) nos sistemas de cultivo das culturas de
interesse econômico (Anghinoni, 2007). Esse manejo proporciona uma série de benefícios aos
sistemas produtivos, dentre os quais destacam-se o controle natural de plantas espontâneas,
pragas e doenças, através da quebra dos ciclos de estabelecimentos, redução na utilização de
defensivos agrícolas, redução dos custos de produção e a melhoria dos atributos físicos,
químicos e biológicos do solo (Salton et al., 2008). Além dos benefícios diretos do SPD no
solo, ocorre ainda a mitigação da emissão de CO2 para a atmosfera, por retardar os processos
de decomposição e mineralização da matéria orgânico do solo e favorecer a incorporação de
carbono no solo (Franzluebbers et al., 2007; Nicoloso et al., 2008). Segundo Rombaldi et al.
(2004) e Wutke et al. (2004) o manejo do solo com cultivo de espécies olerícolas intercaladas
com gramíneas melhora a qualidade do solo e dos produtos colhidos, além de elevar os níveis
de produtividade. Probst et al. (2008), afirmam que o manejo conservacionista do solo através
da preservação da matéria orgânica do solo torna a agricultura sustentável e mais produtiva,
uma vez que o carbono do solo junto com o calor do solo são as principais fontes de energia
que alimentam o sistema solo-planta.
Do ponto de vista microbiológico o sistema convencional afeta de forma negativa os
ciclos energéticos e biogeoquímicos dos ecossistemas e a agregação do solo, reduzindo a
qualidade do solo e consequentemente seu potencial produtivo (Siqueira et al., 1991). Balota
(1997) afirma que o SPD proporciona valores médios e mais constantes de carbono na
biomassa microbiana (CBM) em todas as camadas do solo, resultando em maior equilíbrio do
sistema produtivo. Segundo Mercante et al. (2008) a aração e a gradagem favorecem a
redução da matéria orgânica em relação ao SPD, interferindo negativamente na atividade da
biomassa microbiana do solo.
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Entre as plantas mais adotadas na rotação de culturas no plantio direto destacam-se
como culturas de verão as crotalárias (Crotalaria juncea e C. spectabilis), mucuna preta
(Mucuna aterrima), feijão-de-porco (Canavalia ensiformis); como culturas de inverno citam-
se a aveia preta (Avena strigosa), as ervilhacas (Vicia faba e Vicia sativa), o tremoço (Lupinus
albus), entre outras. As plantas leguminosas apresentam, além dos benefícios em relação à
proteção e condicionante orgânico do solo, a fixação biológica de nitrogênio (FBN) da
atmosfera. Fontanétti et al. (2006), avaliando a adubação verde com crotalária juncea, mucuna
preta e feijão-de-porco na produção de alface americana e de repolho verificaram acúmulos de
N total na parte aérea dessas plantas de 375, 297 e 247 kg ha-1
respectivamente. Estes autores
constataram ainda importante contribuição destas plantas na ciclagem de Ca e Mg e de
micronutrientes.
A agricultura orgânica tem apresentado avanços tecnológicos e aumento no número de
adeptos nos últimos anos, sendo na grande maioria das áreas realizada com base no PCS.
Aliado ao preparo convencional, muitas das áreas utilizadas na agricultura orgânica são
exploradas de forma intensiva, com revolvimentos sucessivos a cada ciclo de cultivo. O
somatório dos impactos resultantes do preparo convencional e o uso intensivo culmina com a
degradação física do solo, principalmente com a destruição dos agregados do solo. Esta
condição reduz a taxa de infiltração da água no solo e aumenta o escoamento superficial,
resultando em elevados valores de perdas de solo, água e nutrientes, além do arraste de
moléculas contaminantes de solo e mananciais. Neste contexto, a integração do SPD à
produção orgânica pode ser uma alternativa para tornar este sistema de produção mais
sustentável, uma vez que a sustentabilidade dos agroecossistemas depende do manejo
adequado dos atributos químicos, físicos e biológicos do solo (Moreira & Siqueira, 2006).
Apesar das diversas vantagens do SPD e da rotação de culturas na produção agrícola de
algumas regiões brasileiras, pouco se sabe sobre seus benefícios nos atributos físicos,
químicos e biológicos do solo em áreas de produção de hortaliças, principalmente em solos de
baixo potencial produtivo como os Argissolos e Planossolos, predominantes na região da
Baixada Fluminense. Diante do cenário apresentado a respeito da vulnerabilidade natural da
região, do manejo inadequado do solo e da representatividade do setor agrícola para a região,
torna-se fundamental o desenvolvimento de pesquisas que gerem as informações necessárias
para a mudança de hábitos no trato com a terra e a abertura de novas perspectivas na pesquisa
em relação aos benefícios no solo, oriundos de manejo que visa a conservação do solo e
consequentemente de todos os recursos naturais.
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Os objetivos das atividades desenvolvidas até esta fase do projeto foram avaliar a
produção de massa seca de aveia preta e sua decomposição; a produtividade de milho verde
em sistema PCS e SPD orgânicos, e a densidade e resistência do solo à penetração.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi iniciado em abril de 2018, com a coleta de amostras de terra para
análise dos atributos químicos. A área experimental encontra-se em propriedade particular de
produção orgânica (Sítio do Sol), filiada a Associação de Agricultores Biológicos do Estado
do Rio de Janeiro (ABIO) e participante da Associação de RJ.
O clima da região, segundo a classificação de Köppen é do tipo Aw, com chuvas
concentradas no período de novembro a março, com precipitação média anual de 1.213 mm e
temperatura média anual de 24,5ºC. A Figura 1 apresenta os dados de precipitação e
temperaturas médias máximas e mínimas registradas de maio de 2018 à fevereiro de 2019.
Figura 1: Precipitação e temperaturas máxima e mínima médias para a região de Seropédica,
RJ, de maio de 2018 a fevereiro de 2019. Fonte: Instituto Nacional de Meteorologia,
Ecologia, Seropédica, RJ.
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Para a análise química inicial (abril de 2018) foram coletadas 15 amostras na área total,
na camada de 0-20 cm de profundidade. O preparo e as análises forma realizadas segundo a
metodologia descrita por Teixeira et al. (2017). Os resultados estão apresentados na Tabela 1.
Tabela 1: Atributos químicos do solo da área experimental antes da implantação do
experimento. Sítio do Sol, Reta de Piranema, Seropédica, RJ. Abril de 2018.
Prof. pH Ca Mg Al Na H+Al S T V K P
cm H2O ----------------------------cmolcdm³-------------------------- % ----mg dm³----
– C1: mistura de milheto, crotalária juncea e feijão de porco utilizando 100% das sementes
recomendadas para cultivos solteiros; Coquetel 2 – C2: mistura de milheto, crotalária juncea
e feijão de porco utilizando 50% das sementes recomendadas para cultivos solteiros) (Figura
8, 9 e 10).
A determinação da taxa de decomposição da palhada da aveia preta foi realizada por
meio de medidas de perda de massa do material contido nas sacolas de tela plástica. De posse
dos valores de perda de massa ao longo do período de estudo, foi estimada a constante de
decomposição k, segundo a metodologia de Thomas e Asakawa (1993), usando o modelo
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exponencial Xt = X0 .e-kt
; onde Xt é o peso do material remanescente após t dias e X0 o peso
do material seco originalmente colocado nas bolsas no tempo zero (t = 0). A curva e o
coeficiente desse modelo exponencial que caracterizam a perda de peso dos resíduos foram
elaborados com o programa SIGMAPLOT 12.0. O tempo de meia-vida (T1/2
) dos resíduos foi
calculado conforme Rezende et al. (1999) por meio da equação T1/2
= ln(2)/k em que k é a
constante de decomposição estimada pelo SIGMAPLOT 12.0.
A análise de densidade foi avaliada com base em abertura uma minitrincheira por
parcela e coleta com anel de Koppeck nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm de
profundidade, com base na metodologia descrita por Teixeira et al. (2017). A análise de
resistência do solo à penetração foi realizada com Penetrômetro de Impacto modelo
IAA/Planalsucar – Stolf, segundo metodologia descrita por Stolf et al. (2014).
Em função do reduzido número de tratamentos os dados de produtividade de milho e a
análise de densidade do solo foram submetidos somente à análise de desvio padrão da média.
As Figuras 9 e 10 mostram as diferentes plantas de cobertura em fase inicial de
florescimento, período em que serão roçadas e distribuídas na superfície do solo para o SPD e
roçadas e incorporadas no PCS para o cultivo de repolho entre junho e agosto/setembro de
2019.
13
Est
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4 m 4m
Sistema Convencional
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Sistema Plantio Direto
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Sistema Plantio Direto Sistema Convencional
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C2
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Sistema Plantio Direto Sistema Plantio Direto
M
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C.J.
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C2
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P.E.
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C1
30
C2
31
M
32
P.E.
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F.P.
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C.J.
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C1
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Sistema Convencional Sistema Convencional
C2
37
F.P.
38
C1
39
C.J.
40
P.E.
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M
42
C1
43
P.E.
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C2
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M
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C.J.
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F.P.
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Delineamento: Fatorial 2 x 6, com parcelas subdivididas [(2 tratamentos – PCS e SPD (parcelas) e 6 tratamentos com diferentes coberturas de solo (subparcelas)],
com 4 repetições.
Tamanho das parcelas: 24 x 6 m.
Tamanho das subparcelas: 6 x 4 m.
Preparo convencional: enxada rotativa acoplada em microtrator com revolvimento do solo até 20 cm de profundidade.
Coquetel 1 – C1: mistura de milheto, crotalária juncea e feijão de porco utilizando 100% das sementes recomendadas para cultivos solteiros;
Coquetel 2 – C2: mistura de milheto, crotalária juncea e feijão de porco utilizando 50% das sementes recomendadas para cultivos solteiros)