UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITRIO DE SINOP
INSTITUTO DE CINCIAS AGRRIAS E AMBIENTAIS
PROPRIEDADES QUMICAS E FSICAS DO SOLO EM SISTEMAS DE
PRODUO NO ECTONO CERRADO-AMAZNIA
Matheus Bortolanza Soares
Engenheiro Agrnomo
2018
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITRIO DE SINOP
INSTITUTO DE CINCIAS AGRRIAS E AMBIENTAIS
PROPRIEDADES QUMICAS E FSICAS DO SOLO EM SISTEMAS DE
PRODUO NO ECTONO CERRADO-AMAZNIA
Matheus Bortolanza Soares
Orientador: Prof. Dr. On da Silva Freddi
Co-Orientador: Dr. Eduardo da Silva Matos
Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Agronomia,
como parte das exigncias para obteno do ttulo de Mestre em
Agronomia. Linha de Pesquisa: Solos.
2018
DADOS CURRICULARES DO AUTOR
Matheus Bortolanza Soares, nascido em 29 de junho de 1993 em
Guarapuava, Paran. Cursou o ensino fundamental e mdio no colgio
estadual Nilza
de Oliveira Pipino localizado em Sinop, Mato Grosso. Ainda
durante o ensino mdio,
cursou o curso tcnico em Meio Ambiente, pela Secretria de Estado
de Cincia e
Tecnologia Campus de Sinop. Em agosto de 2011 ingressou no curso
de Agronomia
da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), campus
universitrio de Sinop,
Mato Grosso, no qual permaneceu como monitor bolsista na
disciplina de Introduo
Cincias do Solo, obtendo o ttulo de Engenheiro Agrnomo em
janeiro de 2016. Em
maro de 2016 ingressou no curso de Mestrado em Agronomia na
Universidade
Federal de Mato Grosso Instituto de Cincias Agrrias e Ambientais
(UFMT/ICAA),
Sinop, MT, sob a orientao do Professor Dr. On da Silva Freddi.
Em julho de 2016
comeou a lecionar as disciplinas de Gnese, Morfologia e
Classificao dos Solos,
Fertilidade dos Solos e Adubao e Nutrio de Plantas na Faculdade
Centro Mato-
Grossense (FACEM), no qual vem lecionando at o presente momento.
Em dezembro
de 2017 foi aprovado para ingressar no curso de doutorado no
Programa de Ps-
Graduao em Solos e Nutrio de Plantas da USP-ESALQ.
DEDICATRIA
Aos meus pais
Lorice Aparecida Bortolanza Soares e Zeno de Campos Soares
minha homenagem, por todo carinho, ateno e dedicao,
apoiando e dando suporte para a realizao dos meus sonhos.
Aos meus irmos
Lucas Bortolanza Soares e Letcia Carolina Bortolanza
Soares, minha homenagem e gratido.
minha namorada
Mrcia Inoue
pelo companheirismo e amor em todos os momentos
minha homenagem e gratido.
S h duas maneiras de viver a vida: a primeira viv-la como se os
milagres no existissem. A segunda viv-la como se tudo fosse
milagre
(Albert Einstein)
AGRADECIMENTOS
Deus, obrigado por me dar mais do que preciso e por me abenoar
mais do que eu
mereo.
minha famlia por todo apoio, incentivo e educao, permitindo que
fosse
possvel a realizao dos meus sonhos.
Ao professor Dr. On da Silva Freddi, alm de orientador, um
grande amigo, por todos
os ensinamentos e oportunidades que me proporcionou no decorrer
desses longos anos de
orientao, parte do que conquistei e sou hoje devo ao senhor,
nunca terei palavras para
agradecer as oportunidades que o senhor me deu, minha eterna
gratido.
Ao Programa de Ps-Graduao em Agronomia da Universidade Federal
de Mato
Grosso (UFMT) e Fundao de Amparo Pesquisa de Mato Grosso
(FAPEMAT), pela
oportunidade que me foi dada.
Aos professores do Mestrado e Graduao em Agronomia, pelo
conhecimento
fornecido, o qual foi fundamental na minha vida.
toda EMBRAPA Agrossilvipastoril, em especial aos pesquisadores
Flvio Jesus
Wruck e Eduardo da Silva Matos, que me abriram as portas da
EMBRAPA e me
proporcionaram uma oportunidade nica de aprendizado, meu eterno
obrigado.
Aos gestores do laboratrio de gua e carbono da EMBRAPA, Rodrigo
Chelego,
Rogrio Bicudo e Bruno Rafael, obrigado por todos os ensinamentos
e ajuda nas anlises.
Ao Sr. Neuri e famlia, proprietrios da Fazenda Certeza, sem o
qual no seria possvel
a realizao deste experimento.
Aos meus amigos do curso de Agronomia e do Laboratrio de Solos
da UFMT: Renan
Rimoldi Tavanti, Tauan Rimoldi Tavanti, Joaquim Pedro de Lima,
Vinicius Marchioro, Adriel
Rigotti, Matheus Zulato, Rodrigo G. Trevisan, Marcos Euzbio,
Leidimar Morais, Wellington
Magalhes, Guilherme Oliveira, Vincios Costa, Gean Rauch, Giulia
Basso, Felipe Diel, e
muitos outros, pelo apoio, amizade e aprendizado.
Enfim, a todos, que contriburam de alguma formar para mais esta
conquista, muito
obrigado!
vi
SUMRIO
Pgina
RESUMO
...............................................................................................................................
vii
ABSTRACT
...........................................................................................................................
viii
LISTA DE TABELAS.
..............................................................................................................
ix
LISTA DE FIGURAS
...............................................................................................................
xi
CAPTULO 1 CONSIDERAES GERAIS
1. INTRODUO
...............................................................................................................1
2. REVISO DE LITERATURA
.........................................................................................
2
2.1. Sistemas integrados de produo
................................................................................
2
2.2. Alteraes na qualidade qumica do solo em funo dos sistemas
integrados de
produo
.................................................................................................................................
3
2.3. Uso de plantas de cobertura no Cerrado brasileiro e seu
impacto nos atributos fsicos
do solo
.....................................................................................................................................
4
3. JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS
....................................................................................
6
4. REFERNCIAS
.............................................................................................................
7
CAPTULO 2 SISTEMAS INTEGRADOS DE PRODUO: UMA ALTERNATIVA
PARA
RECUPERAO DA QUALIDADE QUMICA DO SOLO NO ECTONO CERRADO-
AMAZONIA
RESUMO
...............................................................................................................................
10
1. INTRODUO
............................................................................................................
11
2. MATERIAL E MTODOS
............................................................................................
13
3. RESULTADOS
............................................................................................................
16
4. DISCUSSO
...............................................................................................................
24
5.
CONCLUSES...........................................................................................................
28
6.
REFERNCIAS...........................................................................................................
28
CAPTULO 3 PLANTAS DE COBERTURA COMO ALTERNATIVA PARA
MANUTENO
DA QUALIDADE DOS SOLOS NO ECTONO CERRADO-AMAZNIA
RESUMO
...............................................................................................................................
33
1. INTRODUO
...........................................................................................................
34
2. MATERIAL E MTODOS
...........................................................................................
35
2.1. Local do estudo
...........................................................................................................
35
2.2. Caracterizao dos tratamentos
.................................................................................
35
2.3. Amostragem e avaliao dos atributos do solo
........................................................... 36
2.4. Anlise estatstica
.......................................................................................................
39
3. RESULTADOS E DISCUSSES
................................................................................
40
4.
CONCLUSES.............................................................................................................59
5. REFERNCIAS
..........................................................................................................
60
vii
PROPRIEDADES QUMICAS E FSICAS DO SOLO EM SISTEMAS DE
PRODUO NO ECTONO CERRADO-AMAZNIA
RESUMO Em virtude de os sistemas de produo modificar os
atributos qumicos e fsicos do solo e procurando alternativas para
manter a qualidade do solo na regio de ectono Cerrado-Amaznia, o
presente estudo teve por objetivo geral avaliar, em condies de
campo, a qualidade fsica e qumica do solo em diferentes sistemas de
produo. Para isso realizou-se dois experimentos, sendo o primeiro
no muncipio de Querncia-MT no qual avaliou-se a qualidade qumica do
solo submetido a seis diferentes sistemas integrados de produo e
manejo com semeadura direta em sucesso soja/milho. O segundo
experimento foi realizado durante trs anos no muncipio de Sinop-MT
no qual avaliou-se a qualidade fsica e fraes de carbono do solo
submetido a oito diferentes plantas de cobertura, em delineamento
em blocos casualizados. Foram coletadas nos dois experimentos
amostras deformadas e indeformadas nas camadas de 0-0,10 e
0,10-0,20 m para determinao dos atributos do solo. Os atributos
determinados no experimento de Querncia foram: carbono orgnico
total, carbono orgnico particulado, carbono orgnico associado ao
mineral, nitrognio total, enxofre total, relao C/N, fsforo
inorgnico lbil, fsforo orgnico lbil, fsforo total lbil, fsforo no
lbil, fsforo total do solo, estoque de carbono orgnico, estoque de
carbono orgnico particulado, estoque de carbono orgnico associado
ao mineral e estoque de nitrognio. Os atributos determinados no
experimento de Sinop foram: macroporosidade, microporosidade,
densidade do solo, curva de reteno de gua, gua higroscpica, gua
disponvel, gua gravitacional, ndice S, carbono orgnico total,
carbono orgnico particulado, carbono orgnico associado ao mineral,
densidade relativa, grau de compactao e intervalo hdrico timo.
Tanto os sistemas integrados de produo quanto as diferentes plantas
de cobertura proporcionam modificaes nas propriedades do solo em
ambas as camadas avaliadas. O uso de Brachiaria ruziziensis com
Stylosanthes spp. antecedendo o cultivo de milheto proporciona
melhor qualidade qumica ao solo. Em sistemas integrados de produo
com mais de 4,5 anos de pasto sendo estes com 2,5 anos consecutivos
de pecuria aps agricultura, resulta em diminuio do carbono do solo.
Dentre os sistemas avaliados, o manejo com semeadura direta em
sucesso soja/milho teve menores estoques de carbono e nitrognio. O
sistema integrado de produo que permaneceu 4 anos com agricultura e
3 anos e meio com pasto acumula maiores quantidades de carbono
associado ao mineral. Os sistemas integrados que permaneceram os
trs primeiros anos com agricultura consorciada, posteriormente dois
anos com pasto e retornaram com a agricultura consorciada com
pastagens proporcionam o sequestro de carbono, atravs do aumento de
estoques de carbono no solo. O cultivo do solo, com a utilizao de
culturas de cobertura, modificou a estrutura do solo na camada
superficial e subsuperficial ao longo dos trs anos de avaliao.
Entre as espcies de cobertura estudadas, a Cajanus cajan e a
Urochloa ruziziensis, aumentaram no decorrer dos trs anos a
macroporosidade e gua gravitacional na camada superficial do solo.
O Intervalo hdrico timo do solo estudado foi limitado na parte
superior pelo contedo de gua na capacidade de campo e na parte
inferior pela resistncia mecnica do solo penetrao.
Palavras-chave: sustentabilidade agrcola, plantas de cobertura,
conservao do solo,
fracionamento fsico do carbono, curva de reteno de gua
viii
CHEMICAL AND PHYSICAL PROPERTIES OF THE SOIL IN SYSTEMS OF
PRODUCTION IN THE CLOSED-AMAZON ECOTTON
ABSTRACT Due to production systems, it modifies the physical and
physical resources of the soil and seeks alternatives to maintain
the quality of the soil in the Cerrado-Amazon
ecotone region, the general objective of this study was to
evaluate, under field conditions, a
quality physics and soil chemistry in different production
systems. What is what is what is what
is is what is is what is is what is what is what is what you
want to say? The second experiment
was carried out for three years without Sinop-MT municipality
without physical quality
evaluation and carbon fractions in soil submitted to eight
different cover crops in a randomized
complete block design. In the two experiments, the samples were
deformed and undisturbed
in the 0-0.10 and 0.10-0.20 m layers to determine the soil
attributes. The attributes determined
without Querencia experiment were: total organic carbon,
particulate organic carbon, organic
carbon associated with the mineral, total nitrogen, total
sulfur, C / N ratio, labile inorganic
phosphorus, labile organic phosphorus, labile total phosphorus,
non-labile phosphorus, total
soil phosphorus, organic carbon stock, organic carbon stock,
organic carbon stock associated
with the mineral, and nitrogen stock. Nutrients, biodiversity,
soil density, water retention curve,
mineral water, available water, gravitational water, S index,
organic carbon, organic carbon,
organic carbon associated with the mineral, relative density,
degree of compaction and optimal
water range. Both integrated production systems and different
cover crops provide changes in
soil properties in both evaluated layers. The use of Brachiaria
ruziziensis with Stylosanthes
spp. preceding the cultivation of millet provides better
chemical quality to the soil. In integrated
systems of production with more than 4.5 years of pastime with
these with 2.5 consecutive
years of livestock after agriculture, results in decrease of
soil carbon. Among the operating
systems, management with direct seeding in soybean / corn
succession had lower stocks of
carbon and nitrogen. The integrated production system that has
been in agriculture for four
years and three and a half years with pasture has accumulated
higher volumes of carbon
associated with the mineral. Integrated systems that maintain
the first three years with
intercropped agriculture, plus two years of pasture and returned
with pasture-intensive
agriculture provide for carbon sequestration through the
increase of carbon stocks without soil.
Soil cultivation, using cover crops, modified a soil structure
in the surface and subsurface layer
over the three years of evaluation. Among the cover species
studied, Cajanus cajan and
Urochloa ruziziensis, increased during the three years, a
macroporosity and gravitational water
in the surface layer of the soil. The optimum water interval of
the studied soil was limited in the
upper part by the water content in the field capacity and in the
lower part of the mechanical
resistance of the soil to the penetration.
Key-words: agricultural sustainability, cover plants, soil
conservation, physical fractionation
of carbon, water retention curve
ix
LISTA DE TABELAS
CAPTULO 2 SISTEMAS INTEGRADOS DE PRODUO: UMA ALTERNATIVA
PARA
RECUPERAO DA QUALIDADE QUMICA DO SOLO NO ECTONO CERRADO-
AMAZONIA
Tabela 1. Rotaes de culturas nos ltimos oito anos da estao
experimental localizada na
Fazenda Certeza, Querncia, Mato Grosso.
........................................................................
14
Tabela 2. Anlise descritiva inicial dos atributos qumicos de um
Latossolo Vermelho-Amarelo
sob sistemas integrados de produo e cultivo convencional de
soja/milho em semadura
direta......................................................................................................................................
18
Tabela 3. Resultados da anlise de componentes principais
aplicada s propriedades
qumicas do Latossolo Vermelho Amarelo sob integrao entre
culturas e pecuria e cultivo
convencional de soja / milho em plantio direto..
.....................................................................
18
Tabela 4. Parmetros dos semivariogramas dos principais
componentes da anlise
multivariada dos atributos qumicos nas camadas 0-0.10 e 0,10 a
0,20 m de um Latossolo
Vermelho Amarelo sob integrao entre culturas e
gado....................................................... 20
Tabela 5. Comparao de mdia dos atributos qumicos nas camadas
0-0,10 e 0,10 a 0,20 m
de um Latossolo Vermelho Amarelo sob sistemas integrados de
produo, atravs do
intervalo de confiana de
95%................................................................................................
23
CAPTULO 3 PLANTAS DE COBERTURA COMO ALTERNATIVA PARA
MANUTENO
DA QUALIDADE DOS SOLOS NO ECTONO CERRADO-AMAZNIA
Tabela 1. Relao dos tratamentos, constitudos por diferentes
plantas de cobertura sob
Latossolo Vermelho Amarelo, Sinop, Mato Grosso
................................................................
36
Tabela 2. Parmetros empricos da curva de reteno de gua dos trs
anos de avaliao das
diferentes plantas de cobertura sob Latossolo
Amarelo..........................................................49
Tabela 3. Anlise de correlao de Spearman entre os atributos
fsicos e ndice S da camada
superficial de um Latossolo Amarelo submetido a diferentes
plantas de cobertura............... 54
Tabela 4. Anlise de correlao de Spearman entre os atributos
fsicos e ndice S da camada
subsuperficial de um Latossolo Amarelo submetido a diferentes
plantas de cobertura.......... 55
x
LISTA DE FIGURAS
CAPTULO 2 SISTEMAS INTEGRADOS DE PRODUO: UMA ALTERNATIVA
PARA
RECUPERAO DA QUALIDADE QUMICA DO SOLO NO ECTONO CERRADO-
AMAZONIA
Figura 1. Localizao da rea experimental e ilustrao da malha de
amostra retangular com
pontos georeferenciados. TFS e CLI systems: sistema tradicional
de cultivo e sistemas
integrados de produo,
respectivamente..............................................................................
27
Figura 2. Mapas de Krigagem e coeficientes de correlao dos
autovetores nos principais
componentes obtidos na anlise multivariada dos atributos qumicos
do Latossolo Vermelho
Amarelo, nas camadas 0-0.10 e 0,10-0,20
m........................................................................
21
Figura 3. Comparativo dos estoques de carbono orgnico dos
sistemas integrados de
produo na camada de 0-0,20 m entre os anos de 2010 (FRANCHINI et
al., 2010a; WRUCK
et al., 2010; FRANCHINI et al., 2010b) e 2014. Valores seguidos
de * e sinal negativo
representam taxa anual de perda de carbono (Mg ha-1 ano-1),
enquanto que valores seguidos
de * e sinal positivo representam taxa anual de incorporao de
carbono no solo (Mg ha-1 ano-
1)
............................................................................................................................................
24
CAPTULO 3 PLANTAS DE COBERTURA COMO ALTERNATIVA PARA
MANUTENO
DA QUALIDADE DOS SOLOS NO ECTONO CERRADO-AMAZNIA
Figura 1. Localizao do experimento com diferentes plantas de
cobertura sob um Latossolo
Vermelho Amarelo no muncipio de
Sinop-MT........................................................................
35
Figura 2. Comparao de mdias no ano de 2015 dos atributos fsicos
de um Latossolo
Vermelho Amarelo sob diferentes plantas de cobertura, localizado
em Sinop-MT, onde: T1:
Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima;
T4: Fagopyrum esculentum;
T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum
glaucum; T8: Eleusine
coracana; MA: macroporosidade; MI: microporosidade; BD:
densidade do solo e PR:
resistncia do solo
penetrao............................................................................................
40
Figura 3. Comparao de mdias no ano de 2016 dos atributos fsicos
de um Latossolo
Vermelho Amarelo sob diferentes plantas de cobertura, localizado
em Sinop-MT, onde: T1:
Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima;
T4: Fagopyrum esculentum;
T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum
glaucum; T8: Eleusine
xi
coracana; MA: macroporosidade; MI: microporosidade; BD:
densidade do solo e PR:
resistncia do solo
penetrao............................................................................................
41
Figura 4. Comparao de mdias no ano de 2017 dos atributos fsicos
e fraes de carbono
de um Latossolo Vermelho Amarelo sob diferentes plantas de
cobertura, localizado em Sinop-
MT, onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3:
Mucuna aterrima; T4:
Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa
brizantha; T7: Pennisetum
glaucum; T8: Eleusine coracana; MA: macroporosidade; MI:
microporosidade; BD: densidade
do solo; PR: resistncia do solo penetrao; Ocam: carbono orgnico
associado ao mineral
e POC: carbono orgnico
particulado.................................................................................................
43
Figura 5. Comparao de mdias da gua higroscpica, gua disponvel e
gua gravitacional
do solo sob diferentes plantas de cobertura no ano de 2015, na
camada (a) superficial e (b)
subsuperficial, onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus
cajan; T3: Mucuna aterrima; T4:
Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa
brizantha; T7: Pennisetum
glaucum; T8: Eleusine
coracana.............................................................................................
46
Figura 6. Comparao de mdias da gua higroscpica, gua disponvel e
gua gravitacional
do solo sob diferentes plantas de cobertura no ano de 2016, na
camada (a) superficial e (b)
subsuperficial, onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus
cajan; T3: Mucuna aterrima; T4:
Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa
brizantha; T7: Pennisetum
glaucum; T8: Eleusine
coracana............................................................................................
47
Figura 7. Comparao de mdias da gua higroscpica, gua disponvel e
gua gravitacional
do solo sob diferentes plantas de cobertura no ano de 2017, na
camada (a) superficial e (b)
subsuperficial, onde: T1: Crotalaria espectabilis; T2: Cajanus
cajan; T3: Mucuna aterrima; T4:
Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa ruziziensis; T6: Urochloa
brizantha; T7: Pennisetum
glaucum; T8: Eleusine
coracana............................................................................................
48
Figura 8. Curvas de reteno de gua de um Latossolo Amarelo sob
diferentes plantas de
cobertura, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m no ano de 2015.
T1: Crotalaria espectabilis;
T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum
esculentum; T5: Urochloa
ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8:
Eleusine coracana.......... 50
Figura 9. Curvas de reteno de gua de um Latossolo Amarelo sob
diferentes plantas de
cobertura, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m no ano de 2016.
T1: Crotalaria espectabilis;
T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum
esculentum; T5: Urochloa
ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8:
Eleusine coracana.......... 51
Figura 10. Curvas de reteno de gua de um Latossolo Amarelo sob
diferentes plantas de
cobertura, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m no ano de 2017.
T1: Crotalaria espectabilis;
xii
T2: Cajanus cajan; T3: Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum
esculentum; T5: Urochloa
ruziziensis; T6: Urochloa brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8:
Eleusine coracana.......... 52
Figura 11. ndice S de um Latossolo Amarelo sob diferentes
plantas de cobertura, nas
camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m. Onde: T1: Crotalaria
espectabilis; T2: Cajanus cajan; T3:
Mucuna aterrima; T4: Fagopyrum esculentum; T5: Urochloa
ruziziensis; T6: Urochloa
brizantha; T7: Pennisetum glaucum; T8: Eleusine
coracana.................................................. 53
Figura 12. Densidade de referncia determinada com o aparelho de
Proctor na camada 0-
0,20 m de um Latossolo Amarelo no muncipio de
Sinop-MT................................................. 56
Figura 13. Variao do contedo volumtrico de gua no solo em funo
da densidade
aparente para os limites crticos de porosidade de aerao (AP),
capacidade de campo
(FC), ponto de murcha permanente (PWP) e resistncia do solo
penetrao 4.02 MPa
(PR 4.02 MPa)
..................................................................................................................
58
1
CAPTULO 1 - CONSIDERAES GERAIS
1. INTRODUO
O uso da sucesso soja/milho em semeadura direta amplamente
praticado pelos
produtores, principalmente no Cerrado brasileiro, devido a curta
janela de plantio e de estao
chuvosa bem definidas, o que dificulta a implantao de outras
culturas entre as duas safras.
de consenso que o uso desse sistema de cultivo causa o decrscimo
no teor de matria
orgnica dos solos, devido baixa quantidade e qualidade da
palhada deixada por estas
culturas. Culminando em reduo da capacidade de troca catinica,
infiltrao de gua,
porosidade e aumento da densidade do solo, favorecendo os
processos erosivos, como
selamento superficial, escoamento superficial e baixa
estabilidade de agregados, levando a
degradao do solo (STEFANOSKI et al., 2013).
Aliado ao aumento da demanda por alimentos e a busca pela
preservao
ambiental, tm-se buscado alternativas de manejo que aumentem a
rentabilidade sem
haver a necessidade da expanso de reas j ocupadas por lavouras e
pastagens. Entre
as alternativas de manejo (BALBINO et al., 2011), pode se citar,
como por exemplo o plantio
direto e os sistemas integrados de produo agropecuria, os quais
foram reconhecidos
como alternativa para intensificao sustentvel (FAO, 2015).
Os sistemas de produo integrada so caracterizados por possuir na
safrinha o
consrcio do milho com forrageiras e ter na terceira safra o
componente animal, tendo
importncia no s na adio de matria orgnica no sistema (SALTON et
al., 2008), mas
tambm no ponto de vista econmico, reduzindo o custo de produo
(RYSCHAWY et al.,
2012).
De acordo com Bell e Moore (2012) os sistemas integrados de
produo agropecuria
esto presentes em 25 milhes de km2, sendo responsveis por
aproximadamente 50% da
produo de alimentos no mundo (HERRERO et al., 2010). Diante
disso, se faz necessrio
priorizar sistemas de produo que favoream o contnuo crescimento
de plantas, protegendo
a superfcie do solo contra os agentes erosivos. Fazendo com que
a explorao do solo seja
de acordo com sua capacidade de uso, minimizando as perdas de
nutriente no solo, a fim de
aumentar a eficincia desses nutrientes na agricultura e garantir
a sustentabilidade dos
sistemas de produo.
No entanto, como no Cerrado brasileiro o uso das plantas de
cobertura limitado ao
perodo de seca, o qual dificulta a formao de palhada, faz-se
necessrio no s adiantar o
2
momento de espcies de cobertura (MACHADO e ASSIS, 2010) como
escolher plantas
resistentes s intempries comuns no Cerrado (BORGES et al.,
2015).
Tendo em vista que no est consolidado quais as plantas de
cobertura que
proporcionam a melhoria na qualidade dos solos do Cerrado
brasileiro, se faz necessrio
estudos com diferentes plantas de cobertura avaliando o impacto
sobre os atributos fsicos e
qumicos do solo sob diferentes sistemas de produo no ectono
Cerrado-Amaznia.
2. REVISO DE LITERATURA
2.1. Sistemas integrados de produo
A prtica de cultivo de pastagens anuais ou perenes, em
alternncia com culturas
anuais, com intuito de produzir carne e gros caracterizado de
acordo com Balbino et al.
(2011) como sistemas integrados de produo agropecuria.
De acordo com Kichel et al. (2014) esses sistemas tem o objetivo
de maximizar a
utilizao dos ciclos biolgicos das plantas, animais, juntamente
com seus respectivos
resduos. Estes sistemas visam tambm o maior aproveitamento e
utilizao de
agroqumicos, melhorando as condies sociais no meio rural,
reduzindo os riscos e
impactos ambientais, em funo do sinergismo do sistema
solo-planta-animal-atmosfera
(CARVALHO e ANGHINONI, 2013).
Devido a esses benefcios e almejando alavancar o uso dos
sistemas integrados de
produo (CLI) no Brasil, foi aprovada a Poltica Nacional de
Sistemas Integrados,
posteriormente a isso, surgiu o Plano Agrcola de Baixo Carbono,
comumente conhecido
como Plano ABC, tendo como diretrizes, de acordo com Amaral et
al. (2011), facilitar a
capacitao, melhorar a assistncia tcnica e fornecer crdito
especial aos agricultores que
adotarem prticas agrcolas de baixa emisso de carbono, estando
inseridos dentro desse
contexto os CLI, visto ao seu potencial de recuperao de
pastagens degradadas.
Devido a esses programas de incentivos, as projees so de
aumentar o uso dos
sistemas integrados em 4 milhes de hectares, podendo reduzir a
emisso de 18 a 22 milhes
de toneladas de dixido de carbono (MAPA, 2012).
No entanto, mesmo com incentivos por parte do governo, ainda
existem barreiras a
serem quebradas para a adoo dos CLI. Como exemplo citado por
Martha Jr. (2011), onde
no sistema de integrao lavoura-pecuria a alta demanda por
capital inicial pode ser um
fator-chave na adoo por produtores. Assim, para o autor, em
regies agrcolas a adoo
desses sistemas deve ser mais lenta frente as regies com pecuria
extensiva, devido alta
3
exigncia de capital inicial na formao de pastagem e instalaes
para pecuria, visto que a
tomada de deciso em relao ao sistema de integrados de produo no
Brasil est em funo
dos preos de insumos e produtos.
Entretanto, mesmo com as dificuldades citadas, h necessidade de
se desenvolve
alternativas para o reestabelecimento da capacidade produtiva do
solo, tornando vivel a
sustentabilidade agropecuria, o que faz com que os CLI se tornem
uma importante
alternativa, por terem de acordo com Kluthcouski et al. (2003) o
carter de ser socialmente
justa, ecologicamente correta e economicamente vivel.
2.2. Alteraes na qualidade qumica do solo em funo dos
sistemas
integrados de produo
O termo qualidade do solo tem sido bastante utilizado na cincia
do solo, sendo
definido de acordo com Arshad e Martin (2002) como a capacidade
de um tipo especfico de
solo, em funcionar dentro de sua capacidade e dentro dos limites
dos ecossistemas naturais
ou manejados, sustentando a produtividade vegetal e animal,
mantendo ou melhorando a
qualidade da gua e do ar, alm de dar suporte sade humana e
habitao.
Para o estabelecimento da qualidade do solo necessrio avaliar
algumas de suas
propriedades que so tomadas como indicadores. Um bom indicador,
de acordo com Doran
e Zeiss (2000), aquele que responde de forma sensvel ao manejo,
correlacionando-se com
as funes desempenhadas no solo, sendo compreensvel e til para o
agricultor e de
preferncia de fcil e barata mensurao.
Os atributos qumicos, fsicos e biolgicos do solo, normalmente,
so os mais
utilizados na avaliao da qualidade, uma vez que estas
caractersticas atendem s
premissas de um bom indicador e comandam a maioria dos processos
ligados boa
produtividade e sustentabilidade do sistema (ANDRADE et al.,
2012).
Diversos estudos tm demonstrado benefcios do emprego dos CLI nos
atributos
qumicos do solo, sendo parte destes resultados atribudo a
ciclagem de nutrientes e aporte
contnuo de matria orgnica no solo. De acordo Balbinot Junior et
al. (2009) a presena do
componente animal no sistema acelera o processo de ciclagem de
nutrientes, devido a
mineralizao via fezes e urina. De acordo com Moraes et al.
(2014), a quantidade de potssio
reciclada est diretamente relacionada com a intensidade de
pastejo, de modo que a maior
taxa de lotao animal resulta na maior taxa de ciclagem de
potssio.
A combinao de pastagens com culturas anuais para produo de gros,
torna
eficiente a manuteno da qualidade qumica do solo, visto que as
espcies com sistemas
4
radiculares diferentes promovem maior ciclagem de nutrientes
(SANTOS et al., 2001),
favorecendo de modo conjunto o aumento na quantidade e qualidade
do material aportado ao
solo (SIGNOR et al., 2016).
Com o aumento do aporte de material orgnico na superfcie do
solo, a adoo dos
sistemas integrados de produo aumentam os estoques de carbono no
solo, principalmente
em regies tropicais e subtropicais (SALTON et al., 2005), na
qual o clima um fator limitante
para o cultivo. Esse aumento dos estoques atribudo a qualidade
das pastagens e da
superfcie do solo, garantindo mximo acmulo de matria seca, mesmo
em condies de
pastejo.
Segundo Moraes et al. (2014) o aumento da matria orgnica deve-se
ao pastejo
estimular a produo de perfilhos e razes por renovao de rebentos
(MORAES et al., 2014),
resultando em maior acumulao de matria seca em reas
pastoreadas.
Em seus estudos Kunrath (2011) observou que mesmo com a baixa
altura da
pastagem, correspondendo a uma maior taxa de lotao, a
quantidades totais de matria seca
so maiores nas reas de pastoreio (6,35 Mg ha-1) quando
comparadas com reas no
pastoreadas (5 Mg ha-1). Souza et al. (2009) relata que essa
quantidade de biomassa aportada
se d em funo da relao direta entre a altura do pasto e a massa
de razes, no qual a altura
do pasto inversamente proporcional massa de raiz, favorecendo
assim, a incorporao
em profundidade de carbono e nitrognio.
Outro fator de suma importncia em reas de pastagem em solos
tropicais a
disponibilidade de fsforo, sendo de acordo com Novais et al.
(2007) necessrio a utilizao
de sistemas de manejo que propiciam adio de material orgnico,
acumulando formas
orgnicas lbeis de fsforo, favorecendo principalmente a
agricultura de baixa ou nenhuma
utilizao de insumos.
2.3. Uso de plantas de cobertura no Cerrado brasileiro e seu
impacto nos
atributos fsicos do solo
Nos ltimos anos, as plantas de cobertura tm recebido
significativa ateno por parte
dos pesquisadores, por constiturem uma alternativa para manter a
sustentabilidade dos
sistemas produtivos, principalmente no Cerrado brasileiro. As
principais plantas de cobertura
utilizadas so o milheto e as braquirias, devido ambas
possibilitarem de serem utilizadas em
sucesso a lavouras comerciais de soja e milho, viabilizando a
explorao de pastagens na
entressafra de vero, em sistema de integrao lavoura-pecuria, e
ainda produzir palhada
para o plantio direto (VERONESE et al., 2012).
5
Alm desses benefcios, a utilizao de plantas de cobertura
contribui de maneira
eficiente para ciclagem de nutriente, fixao biolgica de
nitrognio, melhoria na qualidade
da matria orgnica, proteo da superfcie do solo contra impacto da
gota de chuva,
melhoria da aerao, aumenta da infiltrao e reteno de gua no solo
sendo responsvel
de acordo com Carvalho et al. (2014) por aumentar a
produtividade das culturas de forma
econmica e sustentvel, sendo em reas tropicais o impacto das
gotas de chuva o principal
fator responsvel para incio do processo erosivo (CARDOSO,
2009).
De acordo com Power (2010) esses benefcios se do em funo do
efeito combinado
da cobertura vegetal com o sistema radicular, favorecendo o
aumento da estabilidade de
agregados e estrutura do solo, reduzindo o escoamento de gua,
lixiviao de nitrato e eroso
do solo (KAUFMAN et al., 2013).
Em seu trabalho Mller et al. (2001) verificaram que a utilizao
de espcies de plantas
de cobertura, sobretudo com a utilizao da rotao de culturas com
espcies de diferentes
sistemas radiculares, proporcionam aumento da porosidade do
solo, devido essas razes se
decomporem, deixando canais preferenciais no solo, que alm de
aumentar a porosidade do
solo, favoreceram a infiltrao de gua e a difuso de gases no
solo.
Alm dos benefcios proporcionados pelo sistema radicular, Braida
et al. (2006)
relatam que o acmulo de matria orgnica no solo, proporcionado
por diferentes formas de
manejo, aumenta a cobertura do solo, conferindo lhe maior
resistncia a compactao,
dissipando at 30% da energia de compactao pelo qual o solo
submetido durante o
manejo.
No entanto existem trabalhos relatando que a utilizao da
cobertura de solo
extremamente influenciada pelos intempries intrnsecos de cada
regio, em seu trabalho
Balbinot Junior et al. (2009) verificaram que as plantas de
cobertura no afetaram a
densidade e a macroporosidade do solo, bem como desempenho da
cultura do feijo, de
acordo com os autores, isso se deu em funo da interceptao de
radiao solar e altura
de corte, sendo considerado importante para que o sistema de
manejo tenha xito. Enquanto
que Carvalho et al. (2013) trabalhando com milheto, verificaram
a baixa taxa de cobertura do
solo quando exposto a dficit hdrico.
Para Ferreira e Lamas (2000) pode se usar qualquer espcie
vegetal como planta de
cobertura, no entanto, deve se levar em considerao algumas
caractersticas na escolha da
planta de cobertura, como sistema radicular profundo, produo
elevada de massa seca, alta
velocidade de crescimento e de cobertura do solo, sempre levando
em considerao a
adaptabilidade para determinada regio em funo das
intempries.
Devido a limitao das plantas de cobertura utilizada no Cerrado
brasileiro e a baixa
adoo por parte dos produtores, se faz necessrio estudos com
diferentes plantas de
6
cobertura, com o intuito de verificar qual promover melhoria na
qualidade fsica dos solos,
em especial solos pertencentes a regio de ectono
Cerrado-Amaznia.
3. Justificativa e objetivos
Mesmo o estado de Mato Grosso possuindo cerca de 450 mil
hectares com sistemas
integrados de produo, sendo 89% da rea com integrao
lavoura-pecuria, 5% com
integrao pecuria-floresta e 1% com integrao lavoura-floresta
(IMEA, 2014),
representando aproximadamente cerca de 25% do total de sistemas
integrados do pas, ainda
existem poucas pesquisas que avaliam a longo prazo as alteraes
impostas ao solo pelos
diferentes sistemas de produo.
Mais propriamente no ectono Cerrado-Amaznia, no existem estudos
que permitam
estimar a real qualidade qumica e fsica do solo submetido a
diferentes sistemas de produo.
Principalmente a respeito de qual a rotao de culturas que
promover melhoria na qualidade
fsica e qumica dos solos do ectono Cerrado-Amaznia?; Qual melhor
espcie a ser utilizada
como planta de cobertura visando melhorar a qualidade do solo?;
Qual o impacto do tempo
de permanncia da pastagem e agricultura no sistema?
A hiptese deste estudo baseou-se que os diferentes sistemas de
manejo promovem
alteraes na qualidade fsica e qumica dos solos do ectono
Cerrado-Amaznia, sendo
necessrio verificar qual o melhor sistema de manejo. Diante
disso, o presente estudo tem
como objetivo geral avaliar, em condies de campo, a qualidade
fsica e qumica do solo
submetido a diferentes sistemas de manejo.
Com isso foram realizados dois experimentos. O primeiro foi
realizado no municpio de
Querncia-MT com o objetivo de determinar a qualidade qumica do
solo submetido ao cultivo
de soja/milho em semeadura direta e sistemas integrados de
produo por meio do
fracionamento da matria orgnica e fsforo, estoque de carbono e
nitrognio.
O segundo experimento foi instalado no muncipio de Sinop-MT com
o objetivo de
avaliar o impacto na qualidade fsica e fraes de carbono do solo
em funo de diferentes
plantas de cobertura.
A dissertao disposta em captulos, compondo, alm das consideraes
gerais
apresentadas no captulo 1, os captulos 2 e 3. Desta forma, o
objetivo (I) e (II) so atendidos
pelos captulos 2 e 3; respectivamente, sendo o capitulo 2 e 3
responsvel por responder o
objetivo geral do estudo.
7
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11
CAPTULO 2 - SISTEMAS INTEGRADOS DE PRODUO: UMA ALTERNATIVA
PARA RECUPERAO DA QUALIDADE QUMICA DO SOLO NO
ECTONO CERRADO-AMAZONIA
RESUMO - Uma alternativa para recuperao de pastagens degradadas
no Cerrado brasileiro so os sistemas integrados de produo, devido
ao aporte contnuo de matria orgnica e rotao de culturas. No
entanto, se faz necessrio avaliar qual o impacto causado na qumica
do solo em decorrncia do tempo de permanncia da agricultura e
pastagem em sistemas integrados de produo, e quais rotaes de
culturas resultaram em melhorias na qualidade qumica para solos do
Cerrado brasileiro. Buscando esclarecer essas questes, o presente
estudo teve por objetivo determinar a qualidade qumica do solo
submetido ao cultivo de soja/milho em semeadura direta e sistemas
integrados de produo por meio do fracionamento da matria orgnica e
fsforo, estoque de carbono e nitrognio. O estudo foi desenvolvido
em rea demonstrativa da Embrapa Agrossilvipastoril, localizada no
municpio de Querncia, nordeste do Estado de Mato Grosso, sendo a
regio pertencente ao ectono Cerrado-Amaznia. Os arranjos nos
sistemas integrados de produo foram constitudos por rotaes de
culturas anuais e forrageiras, dispostas em esquemas de consrcios
e/ou isolados, para produo de gros e carne de 2007 at o ano de
2015. Para determinao dos atributos qumicos do solo foi distribudo
170 pontos entre os 6 tratamentos. Os maiores valores de carbono
foram observados nos sistemas integrados de produo, esse fato se
deve possivelmente ao maior aporte de resduos orgnicos. A
alternncia de cultivos de plantas de famlias diferentes nessas
reas, proporcionou melhor aproveitamento e explorao do solo,
enquanto que os sistemas integrados de produo com mais tempo de
pastagem e o sistema de semeadura direta em sucesso soja/milho
apresentaram perda de carbono. Em reas com sistema integrado de
produo a quantidade de carbono orgnico particulado foi semelhante a
da rea com sucesso soja/milho. Os sistemas integrados que
permaneceram os trs primeiros anos com agricultura consorciada,
posteriormente dois anos com pasto e retornaram com a agricultura
consorciada com pastagens proporcionaram sequestro de carbono,
mediante o aumento de estoques de carbono no solo.
Palavras-chave: carbono particulado; estoque de carbono; estoque
de nitrognio; fsforo
orgnico lbil; sustentabilidade agrcola
12
1. INTRODUO
O Cerrado o segundo maior bioma brasileiro, ficando atrs apenas
do bioma
Amaznico, totalizando cerca de 22% do territrio nacional (SANTOS
et al., 2012). Todavia,
abriga a maior produo de gros do Pas, com aproximadamente 23,5
milhes de hectares
cultivados (FREDDI et al., 2017), possuindo o maior rebanho
bovino, representando 35% do
abate nacional (ARAJO et al., 2012).
No entanto, mesmo sendo a regio que mais produz carne e gros, a
regio do
Cerrado brasileiro apresenta 32 milhes de hectares de pastagens
degradadas,
correspondendo a 60% de toda pastagem cultivada neste bioma
(EMBRAPA, 2014). Isso se
deve a m formao e conduo destas pastagens, principalmente pela
ausncia de
fertilizao, fator de produo decisivo para o sucesso no Cerrado.
Os solos deste bioma
apresentam pH extremamente cido, elevado teor de alumnio e
restrita disponibilidade de
fsforo, sendo uma das principais limitaes a fertilidade dos
solos de clima tropical, devido
elevada fixao de fsforo pelos xidos da frao argila.
As pastagens degradadas alm de resultarem em baixa produtividade
por animal por
rea, acabam favorecendo perda de matria orgnica em funo da reduo
do aporte de
biomassa e da intensificao da atividade de microrganismos do
solo, favorecendo assim a
gerao de maiores quantidades de gases de efeito estufa por quilo
produzido de carne e/ou
leite (IPCC, 2007), deixando a pecuria brasileira numa posio
negativa perante a opinio
pblica.
Outro sistema de produo muito utilizado nas reas de Cerrado a
semeadura direta
de soja/milho, no entanto, este sistema de produo ineficiente
para manter e incorporar
carbono no solo, devido pouca contribuio da palhada gerada pela
cultura da soja e pela
lenta decomposio da palhada do milho em relao a outras gramneas
(MENDONA et al.,
2013).
Diante disso, se faz necessrio a adotar sistemas de produo
conservacionistas, que
mantenham o aporte contnuo de resduo vegetal ao solo, em funo da
rotao de culturas,
favorecendo no s a quantidade de matria orgnica aportada, mas
tambm a qualidade do
material aportado, podendo assim recuperar no s pastagens
degradadas, mas tambm
reas de agricultura que utilizam a semeadura da soja em sucesso
ao milho.
Uma alternativa a estes modelos de produo no Cerrado so os
sistemas integrados
de produo, que so caracterizados pela prtica de cultivo de
pastagens anuais ou perenes,
em alternncia de culturas anuais, com intuito de produzir carne
e gros. Estes sistemas
permitem a utilizao de sistemas de explorao agropecuria em
esquemas de rotao, os
13
quais se alternam anos ou perodos de pecuria com a produo de
gros (MORAES et al.,
2011), alternando-se o uso da terra, no tempo e no espao, entre
a lavoura e pecuria (VILELA
et al., 2011), o que favorece o aporte contnuo de matria orgnica
no solo e auxiliando
tambm na ciclagem de nutrientes.
No entanto, ainda existem questes no esclarecidas a respeito dos
sistemas
integrados de produo. Qual o efeito do tempo de permanncia da
pastagem e agricultura
na qualidade qumica do solo em sistemas integrados de produo?;
Qual rotao de culturas
que promover melhoria nas fraes de carbono e fsforo dos solos do
ectono Cerrado-
Amaznia?
Buscando esclarecer essas questes realizou-se o presente estudo
com o objetivo de
avaliar a qualidade qumica do solo submetido ao cultivo de
soja/milho em semeadura direta
e sistemas integrados de produo por meio do fracionamento da
matria orgnica e fsforo,
estoque de carbono e nitrognio, utilizando, de forma conjunta,
as tcnicas de anlise de
componentes principais e geoestatstica.
2. MATERIAL E MTODOS
O estudo foi desenvolvido em rea demonstrativa da Embrapa
Agrossilvipastoril,
localizada no municpio de Querncia, nordeste do estado de Mato
Grosso, situada nas
coordenadas geogrficas 123548S e 5211'48W, com altitude mdia de
350 m, pertencente
ao ectono Cerrado-Amaznia.
O clima da regio, segundo a classificao de Kppen, do tipo Am
(mono), com
duas estaes bem definidas, seca no inverno e chuvosa no vero. A
temperatura mdia
anual de 24C e as precipitaes variam entre 1600 a 2200 mm nos
meses de outubro a
abril, com maior acmulo de chuvas entre os meses de novembro e
maro. O solo do local
classificado como Latossolo Vermelho Amarelo Distrfico (EMBRAPA,
2013) de textura argilo-
arenosa, com valores mdios de 404 g kg-1 de argila, 90 g kg-1 de
silte e 506 g kg-1 de areia.
A rea de estudo foi desmatada no ano de 1997, em seguida foi
cultivado a cultura do
arroz de terras altas (Oryza sativa L.) na primeira safra para
adequao da fertilidade do solo.
Desde ento, a rea passou a ser cultivada anualmente com soja
(Glycine max L.) como
cultura principal e milho de segunda safra (Zea mays L.). Em
algumas ocasies especficas
optava-se pelo cultivo do milheto (Pennisetum glaucum L.) em
pousio ao invs do milho. A
forma de preparo empregada ao solo at o ano de 2006 foi do tipo
convencional, com uso de
grade de discos leve para incorporao de resduos e nivelamento do
terreno.
No ano de 2007 foram instalados os sistemas integrados de produo
agropecuria
14
e de semeadura direta em sucesso soja/milho. Desde o incio do
experimento somente as
culturas soja, milho e arroz, tm recebido adubao equivalente a
60 kg ha-1 de P2O5 e
K2O; a 40 kg ha-1 N, 40 kg P2O5 e K2O; e 40 kg P2O5 e K2O,
respectivamente. Portanto, as
pastagens no eram adubadas, sendo mantidas apenas com o residual
da agricultura.
A rea experimental contemplou uma rea total de 132 ha, sendo
dividida em 5
tratamentos de 23 ha cada e 1 tratamento de 17 ha. Para compor
diferentes arranjos de
sistemas integrados de produo (CLI) e sistema tradicional de
cultivo (TFS), no qual o
sistema tradicional consiste na semeadura direta de soja/milho.
Os arranjos no CLI foram
constitudos por rotaes de culturas anuais e forrageiras,
dispostas em esquemas de
consrcios e/ou isolados, para produo de gros e carne, de 2007 at
o ano de 2015,
conforme apresentado na Tabela 1.
Os CLI foram planejados de forma que, na estao chuvosa 60% da
rea
experimental fosse ocupada por agricultura e 40% por pecuria. Na
segunda safra
empregou-se o consrcio de estilosantes, milho ou milheto com
espcies forrageiras do
gnero Urochloa. Em seguida, as culturas forrageiras subsidiaram
a pecuria durante o
perodo seco at o incio das chuvas. A taxa de lotao animal mdia
foi de 6 UA ha-1
durante a estao chuvosa e 2 UA ha-1 durante a estao seca.
Tabela 1. Rotaes de cultura nos ltimos oito anos da rea
demonstrativa da Embrapa Agrossilvipastoril localizada na Fazenda
Certeza, Querncia, Mato Grosso.
Agric. Year
TFSb Crop-Livestock Integration Systems (CLI)
Integration Systems CLI 1 CLI 2 CLI 3 CLI 4 CLI 5
2007/08 Soy Soy Soy Soy Rice Bp + Stl
2008 Corn Sunflower Corn + Br Corn + Br Millet + Bp Bm + Stl
2008/09 Soy Rice Soy Soy Bp Bm
2009 Corn Millet + Bp Corn + Br Millet + Br Bp Bm
2009/10 Soy Bp Soy Rice Bp Bm
2010 Corn Bp Corn + Bp Millet + Br Bp Soy
2010/11 Soy Bp Bp Millet + Bp Soy Corn + Bp
2011 Corn Bp Bp Bp Millet + Br Rice
2011/12 Soy Soy Bp Bp Corn + Bp Soy
2012 Corn Corn + Br Bp Bp Bp Soy
2012/13 Soy Soy Soy Bp Bp Corn + Br
2013 Corn Corn + Br Br Corn + Bp Bp Br
2013/14 Soy Soy Soy Bp Bp Br
2014 Cor
n
Corn +Br Stl + Br Bp Bp Br
2014/15 Soy Millet Millet Millet Bp Br a Bp: Brachiaria
brizantha cv. Piat; Bm: Brachiaria brizantha cv. Marandu; Br:
Brachiaria ruziziensis; Stl:
Stylosanthes spp. b TFS: sistema tradicional de cultivo no
Cerrado brasileiro.
Para determinao dos atributos do solo instalou-se, no comeo do
ano de 2015,
15
uma malha de formato retangular no centro do experimento, com
1200 m de comprimento
e 100 m de largura, totalizando uma rea de 12 ha. A malha foi
composta por 170 pontos
georreferenciados que foram distribudos de forma aleatria
(Figura 1).
Figura 1. Localizao da rea experimental e ilustrao da malha de
amostra retangular com pontos
georeferenciados. TFS e CLI systems: sistema tradicional de
cultivo e sistemas integrados de
produo, respectivamente.
Em cada ponto da malha coletou-se amostras de estrutura
indeformada e
deformada. As amostras indeformadas foram obtidas por meio de
anis volumtricos com
dimenso de 0,05 m de altura por 0,05 m de dimetro, conforme a
metodologia da Embrapa
(2011), sendo posteriormente determinado a densidade do solo
pela relao massa de solo
seco e volume dos anis volumtricos. As amostras deformadas foram
coletadas com
auxlio de um trado holands. Tanto as amostras deformadas quanto
as indeformadas foram
coletadas no centro das camadas de 0- 0,10 e 0,10-0,20 m.
As amostras deformadas foram secas e maceradas. Posteriormente
realizou-se o
fracionamento qumico do fsforo mediante o mtodo proposto por
Bowman e Cole (1978)
modificado por Sharpley e Smith (1985) e Ivanoff et al. (1998),
obtendo-se as seguintes
fraes: fsforo inorgnico lbil (LIP), fsforo orgnico lbil (LOP) e
fsforo total lbil (LTP).
A determinao de fsforo total (TP) se deu atravs da digesto em
meio sulfrico e
posteriormente a determinao por colorimetria conforme
metodologia da EMBRAPA
(2011), por diferena entre o TP e LTP determinou se fsforo total
no lbil (NLP).
O carbono orgnico total (TOC), nitrognio total (N) e enxofre
total (S) foram
determinados via combusto seca atravs do analisador elementar
CHNS (modelo Vario
MACRO cube CHNS, Elementar, Hanau/Alemanha) do laboratrio de
Solos e gua da
TFS
CLI systems
16
Embrapa Agrossilvipastoril. Considerou-se carbono total como
carbono orgnico total, devido
a no aplicao de carbonatos e calagem nos ltimos anos.
Para a determinao do fracionamento fsico granulomtrico da matria
orgnica do
solo utilizou-se metodologia de Cambardella e Elliot (1992), no
qual atravs de uma peneira
de 0.053 mm separou-se o carbono orgnico particulado (POC) do
carbono orgnico
associado ao mineral (OCam), no qual somente o POC foi
determinado via CHNS, enquanto
que o OCam foi obtido pela diferena entre TOC e POC.
Os estoques de carbono orgnico (SOC), carbono orgnico
particulado (SPOC),
carbono associado ao mineral (SOCam), estoque de nitrognio (NS)
foram calculados
conforme metodologia da EMBRAPA (2011), onde se multiplica os
teores desses elementos
(g kg-1) pela densidade do solo (Mg m-3) e pela profundidade da
camada (cm), atravs da
frmula 1:
E = (C x Ds x p)/10 (1)
em que E: estoque do elemento no solo (Mg ha-1); C: teor do
elemento no solo (g kg-1); Ds:
densidade do solo (Mg m-3); e p: espessura da camada do solo
(cm).
Para comparar os estoques entre massas iguais de solo, foram
feitas correes pela
massa de solo equivalente (ELLERT e BETTANY, 1995), tomando como
referncia a
densidade do solo na rea de mata nativa. O ajuste foi usado para
os clculos dos estoques
corrigidos. De tal modo, que a profundidade corrigida (Prof.
Corr.) (cm) foi obtida pela equao
2:
Prof. corr. = Dens.ref.
Dens.corr. x Prof. ref. (2)
onde: Dens. ref.: a densidade de referncia, no caso mata nativa
adjacente a rea
experimental (Mg m-3); Dens. corr.: a densidade a ser corrigida
(Mg m-3); e prof. ref.: a
profundidade de referncia a qual deseja-se equivaler as massas
(cm).
Para cada varivel efetuou-se a anlise descritiva e teste de
normalidade de Shapiro-
Wilk (p
17
varivel com alta dependncia espacial; e ADE > 80% varivel com
dependncia espacial
muita alta (DALCHIAVON et al., 2012).
O critrio final de deciso do modelo de semivariograma e do nmero
de vizinhos
usados na predio foi o melhor ajuste obtido pela validao
cruzada, ou seja, ajustes com o
coeficiente angular mais prximos a 1 e coeficiente linear mais
prximos a 0. Uma vez
ajustados os semivariogramas, realizou-se a krigagem ordinria
dos dados e a composio
dos mapas.
As mdias dos tratamentos foram comparadas pela tcnica de
bootstrap, com 1.000
reamostragens aleatrias com reposio, conforme o mtodo descrito
por Christie (2004). A
partir do universo de 1.000 valores, tambm foi possvel
estabelecer os limites superior e
inferior do intervalo de confiana da mdia, com 95% de
probabilidade, tendo sido esse
procedimento til para a posterior comparao das mdias entre si
(MELLO et al., 2015).
Assim, mdias com valores comuns dentro de seus intervalos de
confiana, cujas as barras
de erro se encontram, no diferem entre si, ao passo que as
ausncias de valores comuns
indicam diferena significativa (a 5% de probabilidade) entre
elas.
3. RESULTADOS
Por meio da anlise descritiva (Tabela 2) observou-se elevada
amplitude para quase
todas variveis, o que pode ser confirmado pelos elevados
coeficientes de variao, com
exceo de C/N, LOP, LTP, que tiveram coeficientes inferiores a
10% nas duas camadas do
solo avaliadas. Destaca-se as elevadas amplitudes para o estoque
de carbono do solo, que
variou entre 7,47 a 32,59 Mg ha-1; o estoque de carbono
associado ao mineral, com amplitude
de 0,43 a 28,54 Mg ha-1; e estoque de carbono particulado, com
valores entre 0,74 a 16,55
Mg ha-1. A mesma magnitude de variao pde ser observada no
estoque de nitrognio, que
teve amplitude entre os tratamentos de 0,50 a 2,46 Mg ha-1.
O teor de fsforo total mdio encontrado no solo foi de 2028 mg
dm-3, contudo, somente
34,31% deste fsforo total era lbil, ou seja, prontamente
disponvel, sendo que desses
34,31% apenas 5,06% encontrava-se na forma inorgnica lbil. Logo,
65,69% do fsforo total
do solo se encontram em formas no prontamente disponveis as
plantas, sendo encontrados
como fsforo complexado com alumnio, ferro, clcio ou ligados as
cargas positivas de
minerais de argila, principalmente xidos, como j demonstrado por
Silva e Van Raij (1999).
18
Tabela 2. Anlise descritiva inicial dos atributos qumicos de um
Latossolo Vermelho Amarelo sob sistemas integrados de produo e
cultivo tradicional de soja/milho em semeadura direta.
Variable(a)
Descriptive Statistics Measures
Value Coefficient(c) Prob.(d)
Mean Median Lowest Highest CV (%) Kurtosis Skew. Pr
19
indicando desvios da normalidade, considerou-se que estes dados
apresentaram distribuio
tendendo a normalidade devido aos valores de curtose e
assimetria prximos a zero e
similaridade entre a mdia e a mediana. Embora a normalidade no
seja um requisito para as
anlises multivariadas e geoestatstica interessante que no exista
valores discrepantes, os
chamados outliers, os quais foram retirados do conjunto de
dados.
Aps a anlise descritiva dos dados realizou-se a anlise de
componentes principais
(CPs), sendo considerados autovalores acima de 1, com isso foram
definidos cinco
componentes para a camada de 0-0,10 m, e quatro para camada de
0,10-0,20 m, sendo que
estes componentes explicaram mais de 90% de toda a variabilidade
dos dados nas duas
camadas (Tabela 3).
Tabela 3. Resultados da anlise dos componentes principais
aplicada s propriedades qumicas do Latossolo Vermelho Amarelo sob
diferentes sistemas de produo.
Principal component1 Auto-value Variance (%) Accumulated
variance
(%)
0-0,10 m
Cp1a 5.83 41.70 41.70
Cp2a 2.34 16.75 58.45
Cp3a 1.96 14.06 72.51
Cp4a 1.81 12.93 85.44
Cp5a 1.07 7.65 93.09
0,10-0,20 m
Cp1b 6.13 47.19 47.19
Cp2b 2.46 18.98 66.17
Cp3b 1.80 13.89 80.06
Cp4b 1.74 13.44 93.50 1 Cp1a, Cp2a, Cp3a, Cp4a: primeiro,
segundo, terceiro e quarto componentes principais, respectivamente,
para o grupo de atributos/propriedades da camada superficial do
solo; Cp1b, Cp2b, Cp3b, Cp4b, Cp5b: primeiro, segundo, terceiro,
quarto e quinto componentes principais, respectivamente, para o
grupo de propriedades do solo sub-superficial.
Esses CPs foram construdos pela combinao da correlao entre os
atributos do
solo, sendo classificadas de acordo com Coelho (2003), na qual
autovetores, que so valores
que representam o peso de cada atributo em cada componente
(SILVA et al., 2015), com valor
absoluto 0,50 classificados como altamente significativos.
Verificou-se que para o
componente principal da camada 0 0,10 m somente POC e SPOC
tiveram autovetores com
peso menor a 0,50, enquanto que o componente principal da camada
de 0,10-0,20 m apenas
o TOC2, OCam2, N2, C2/N2, SOC2, SOCam2 e NS2 apresentaram
autovetores com peso
maior ou igual a 0,50.
A anlise geoestatstica foi realizada com o intuito de mapear as
condies qumicas do
solo aps as culturas de cobertura no CLI e o sistema tradicional
de semeadura direta. Apenas
20
os CPs 1, 3 e 5 da camada de 0-0,10 m (CP1a, CP3a e CP5a,
respectivamente) e o primeiro
componente da camada de 0,10-0,20 m (CP1b) apresentaram
dependncia espacial (Tabela
4), ajustando-se aos modelos esfricos (CP1a e CP1b) e gaussiano
(CP3a e CP5a). Os
demais CPs apresentaram efeito pepita puro, ou seja, uma
distribuio aleatria e
independncia espacial. O LIP no entrou nos componentes devido ao
alto coeficiente de
variao dentro do tratamento, resultando na ausncia de dependncia
espacial.
Tabela 4. Parmetros dos semivariogramas dos componentes
principais da anlise multivariada dos atributos qumicos nas camadas
0-0,10 e 0,10 a 0,20 m de Latossolo Vermelho Amarelo sob diferentes
sistemas de produo.
Variable
Adjustment parameters2
Model1 Co Co+C Ao (m)
r2 SQR ADE3 Cross Validation
% Classe a b r
(h) Simple ACPa
CP1a Spherical 0.129 1.289 451.0 0.62 0.64 0.90 MA 0.00 0.92
0.75
CP2a Epp 1.001 1.001 - - - - - - - -
CP3a Gaussian 0.502 0.830 55.4 0.39 0.03 0.40 BD -0.02 0.85
0.30
CP4a Epp 1.016 1.016 - - - - - - - -
CP5a Gaussian 0.493 1.377 313.5 0.88 0.12 0.64 AL -0.01 0.98
0.63
(h) simple ACPb
CP1b Spherical 0.351 1.226 468.0 0.77 0.17 0.72 AL 0.00 1.00
0.72
CP2b Epp 0.909 0.909 - - - - - - - -
CP3b Epp 0.951 0.951 - - - - - - - -
CP4b Epp 1.001 1.001 1 epp: efeito pepita puro. 2 C0, C0 + C e
Ao so respectivamente: efeito pepita, patamar e alcance; SQR: soma
dos quadrados dos resduos. 3 ADE: avaliador de dependncia espacial,
MA: dependncia espacial alta, BD: depndencia espacial baixa e AL:
alta dependncia espacial.
A semivarincia estabiliza-se quando o patamar atingido definindo
assim o alcance,
que para os CP1a, CP3a, CP5a e CP1b foram de 451,0; 55,4; 313,5
e 468,0 m,
respectivamente.
Observa-se que o CP1b, que representa TOC2, Ocam, N, C/N, SOC,
SOCam e NS da
camada de 0,10-0,20 m do solo, apresentou maior alcance,
indicando uma maior continuidade
dos atributos no espao, ou seja, uma menor variabilidade que
devido as menores
alteraes nesta camada pelo cultivo das culturas. O avaliador de
dependncia espacial
21
(ADE) foi classificado como muito alto para o CP1a, mdia para
CP3a e alta para os CP5a e
CP1b.
O CP1b foi o componente que obteve o melhor ajuste, que pode ser
confirmado pela
validao cruzada, na qual este CP apresentou coeficiente de
regresso igual a 1. Para os
CP1a, CP3a e CP5a os ajustes foram satisfatrios com coeficientes
de regresso igual ou
acima de 0,85.
Com base nos modelos de semivarincia e levando-se em considerao
os parmetros
ajustados, os dados dos componentes principais foram
interpolados por meio da krigagem
ordinria (Figura 2). Pelo mapa do CP1a, o qual representa o TOC,
OCam, N, SOC, SOCam
e NS da camada de 0-0,10 m do solo, verifica-se que nos
tratamentos CLI 1 e CLI 2 ocorreram
os maiores valores para CP1. Isto significa que estes
tratamentos apresentam os maiores
valores de TOC, N, SOC, SOCam e NS.
NSSPOC
SOCamSOC
TPNLP
LTPLOPC/NS
NPOC
OCa
m
TOC
-1 -0.5 0 0.5 1
Correlation
NS
SPOC
SOCa
m
SOCTP
NLPLTP
LOPC/N
SN
POCOCam
TOC
-1 -0.5 0 0.5 1
Correlation
NSSPOC
SOCam
SOCTPNLP
LTPLOP
C/NS
NPOC
OCa
m
TOC
-1 -0.5 0 0.5 1
Correlation
CP1a
CP3a
CP5a
TFS
CLI 1 CLI 2
CLI 3
CLI 4 CLI 5
TFS
CLI 1 CLI 2
CLI 3
CLI 4 CLI 5
TFS
CLI 1 CLI 2
CLI 3
CLI 4 CLI 5
22
Figura 2. Mapas de Krigagem e coeficientes de correlao dos
autovetores dos componentes principais obtidos em anlise
multivariada dos atributos qumicos do Latossolo Vermelho Amarelo,
nas camadas 0-0.10 e 0,10-0,20 m.
O mapa do CP3a, o qual representa o LOP, LTP, NLP e TP da camada
de 0-0,10 m
do solo, apresentou distribuio aleatria na rea, com formao de
maior nmero de zonas,
havendo a transio abrupta de locais com valores altos e baixos
em curtas distncias, isso
se justifica devido ao pequeno alcance.
Com relao ao mapa CP5a, ficou evidente que os tratamentos que
apresentaram
maiores valores de enxofre total e relao C/N foram o sistema
tradicional de cultivo e CLI 3,
enquanto que o CLI 1 foi o que apresentou menor valor de S e
C/N.
Observando o mapa do CP1b, possvel identificar que os
tratamentos que tiveram
maiores relao C/N (CLI 1 e CLI 2) apresentaram os menores
valores de TOC, Ocam, N,
SOC, SOCam, NS na profundidade de 0,10-0,20 m, diferente do que
se observa nos
tratamentos (CLI 3, CLI 4 e CLI 5) que estiveram por um maior
tempo com pastagem.
Comparando as mdias dos atributos do solo atravs do intervalo de
confiana de 95%
de probabilidade (Tabela 5), no CP1a apenas os atributos TOC,
OCam, N, SOC, SOCam e
NS apresentaram diferena entre os tratamentos. Sendo o CLI 2 o
sistema que obteve os
maiores mdias para estes atributos do solo, enquanto o TFS, CLI
4 e CLI 5 os menores.
No CP3a houve diferena entre os tratamentos apenas para os
atributos LOP e LTP.
O tratamento TFS apresentou maiores mdias de LOP, enquanto que o
CLI 1 apresentou as
menores mdias. Para LTP as maiores mdias foram para TFS, CLI 2,
CLI 3 e CLI 5, enquanto
que os tratamentos CLI 1 e CLI 4 resultaram nas menores
mdias.
Para o CP5a apenas S e C/N obtiveram diferena entre os
tratamentos, o CLI 3
apresentou a maior mdia de enxofre total (694 mg kg-1), em
segundo o TFS e CLI 4, com
valores mdios de 402.90 e 313.87 mg kg-1, respectivamente. Na
sequncia, a segunda maior
mdia foi do CLI 2 que apresentou valor de 141.77 mg kg-1,
enquanto o CLI 1 no diferiu
estatisticamente do tratamento CLI 2 e CLI 5, com valor mdio de
104.31 mg kg-1. O
tratamento que apresentou a menor mdia de enxofre total foi o
CLI 5, com 68.47 mg kg-1.
NS
SPO
C
SOCa
m
SOCTP
NLPLPTLOP
C/NN
POC
OCa
m
TOC
-1 -0.5 0 0.5 1
Correlation
CP1b
TFS
CLI 1 CLI 2
CLI 3
CLI 4 CLI 5
23
Tabela 5. Comparao de mdias dos atributos qumicos nas camadas
0-0,10 e 0,10 a 0,20 m de um Latossolo Vermelho-Amarelo sob
diferentes sistemas de cultivo , atravs do intervalo de confiana de
95%.
Variable
Production Systems
TFS CLI 1 CLI 2 CLI 3 CLI 4 CLI 5
CP1a
TOC
(g kg-1) 11.86 1.57
+1.61 c 19.24 1.37+1.33 b 22.85 1.22
+1.38 a 17.40 1.57+1.61 b 12.47 1.22
+1.22 c 13.37 1.50+1.74 c
OCam
(g kg-1) 8.211 1.46
+1.30 c 14.29 1.14+1.09 b 19.34 1.24
+1.30 a 12.15 1.67+1.67 b 7.542 1.24
+1.40 c 8.266 1.67+2.09 c
N
(g kg-1) 0.803 0.08
+0.09 c 1.390 0.10+0.10 b 1.596 0.08
+0.09 a 1.190 0.12+0.12 b 0.872 0.08
+0.08 c 0.907 0.10+0.09 c
SOC
(Mg ha-1) 11.82 1.14
+1.17 c 19.17 1.36+1.32 b 22.76 1.22
+1.37 a 17.33 1.56+1.60 b 12.43 1.22
+1.22 c 13.32 1.49+1.73 c
SOCam
(Mg ha-1) 8.181 1.45
+1.30 c 14.24 1.14+1.09 b 19.27 1.24
+1.29 a 12.10 1.67+1.66 b 7.514 1.24
+1.39 c 8.236 1.67+2.08 c
NS
(Mg ha-1) 0.800 0.08
+0.09 c 1.385 0.10+0.10 b 1.590 0.08
+0.09 a 1.180 0.11+0.12 b 0.862 0.08
+0.08 c 0.907 0.09+0.10 c
CP3a
LOP
(mg dm-3) 683.1 16.28
+15.68 a 651.6 14.58+14.29 b 649.8 19.87
+21.24 ab 655.5 22.31+21.67 ab 647 26.26
+25.28 ab 672 19.23+17.82 ab
LTP
(mg dm-3) 723.2 16.66
+16.98 a 689.9 13.66+14.58 b 692.9 20.70
+22.45 a 687.0 21.14+21.56 a 680.8 24.41
+22.35 b 705.6 19.84+20.50 a
NLP
(mg dm-3) 1362 148.0
+136,8 a 1425 77.56+77.38 a 1323 105.1
+106.7 a 1293 141.7+137.6 a 1227 167.0
+162.5 a 1360 151.1+142.3 a
TP
(mg dm-3) 2085 142.6
+135.1 a 2115 88.99+82.94 a 2016 112.9
+112.2 a 1980 147.5+144.1 a 1908 157.7
+151.6 a 2065 149.7+149.9 a
CP5a
S
(mg dm-3) 402 100.9
+92.47 b 104 18.77+20.98 cd 141 36.65
+41.86 c 694 27.19+30.68 a 313 105.8
+117.6 b 68.47 19.24+20.62 d
C/N 14.81 0.39+0.44 a 13.87 0.25
+0.30 b 14.32 0.22+0.23 ab 14.74 0.39
+0.39 a 14.29 0.25+0.26 ab 14.65 0.33
+0.30 a
CP1b
TOC
(g kg-1) 20.98 2.63
+2.64 a 10.80 0.89+1.00 b 11.35 1.19
+1.64 b 18.69 1.67+1.87 a 18.58 1.43
+1.55 a 18.71 0.33+0.30 a
OCam
(g kg-1) 16.17 2.44
+2.65 a 7.61 0.82+0.81 b 7.26 1.50
+1.95 b 14.41 2.19+2.51 a 14.79 1.70
+1.76 a 14.52 1.32+1.23 a
N
(g kg-1) 1.571 0.21
+0.19 a 0.742 0.06+0.07 b 0.760 0.08
+0.11 b 1.351 0.14+0.16 a 1.349 0.09
+0.10 a 1.373 0.08+0.08 a
C/N 13.37 0.50+0.52 b 14.61 0.32
+0.29 ab 15.02 0.38+0.37 a 14.01 0.54
+0.50 b 13.75 0.21+0.22 b 13.64 0.23
+0.21 b
SOC
(Mg ha-1) 22.40 2.94
+2.91 a 11.58 0.95+1.07 b 12.17 1.27
+1.76 b 20.03 1.79+2.00 a 19.91 1.54
+1.66 a 20.05 1.32+1.32 a
SOCam
(Mg ha-1) 17.27 2.66
+2.90 a 8.15 0.88+0.86 b 7.79 1.61
+2.09 b 15.44 2.35+2.69 a 15.85 1.82
+1.88 a 15.56 1.42+1.32 a
NS
(Mg ha-1) 1.67 0.23
+0.21 a 0.79 0.68+0.85 b 0.81 0.09
+0.12 b 1.44 0.15+0.17 a 1.44 0.10
+0.10 a 1.47 0.09+0.09 a
Mdias seguidas de letras iguais no se diferem entre si pelo
intervalo de confiana com 95% de probabilidade obtido atravs do
teste de bootstrap.
Para a relao C/N, obteve-se os maiores valores no TFS CLI 3 e
CLI 5, com valores
mdios de 14.81, 14.74 e 14.65, respectivamente. J o CLI 2 e CLI
4 apresentaram valores
24
de 14.32 e 14.29, respectivamente, no diferindo dos tratamentos
TFS, CLI 3, CLI 5 e CLI 1.
O tratamento CLI 1 foi o que apresentou menor relao C/N de
13.873.
No CP1b apenas os atributos TOC, OCam, N, C/N, SOC, SOCam e NS
apresentaram
diferena entre os tratamentos na camada de 0,10-0,20 m. Os
tratamentos TFS, CLI 3, CLI 4,
CLI 5 foram os tratamentos que apresentaram maior teor de TOC,
OCam e N.
Comparando-se a relao C/N, observa-se que no houve diferena
entre os
tratamentos TFS, CLI 3, CLI 4 e CLI 5. O tratamento que
apresentou maior relao C/N foi o
CLI 2, enquanto que o CLI 1 no se diferenciou do CLI 2 e do
restante dos tratamentos.
O TFS, CLI 3, CLI 4 e CLI 5 foram os que apresentaram os maiores
valores de SOC, SOCam
e NS, enquanto o CLI 1 e CLI 2 foram os que apresentaram as
menores mdias.
Na figura 3 apresentado o comparativo dos estoques de carbono no
ano de 2010 e
2014 entre os sistemas de produo integrada.
Figura 3. Comparativo dos estoques de carbono orgnico dos
sistemas integrados de produo na camada de 0-
0,20 m entre os anos de 2010 (FRANCHINI et al., 2010a; WRUCK et
al., 2010; FRANCHINI et al., 2010b)
e 2014. Valores seguidos de * e sinal negativo representam taxa
anual de perda de carbono (Mg ha-1 ano-
1), enquanto que valores seguidos de * e sinal positivo
representam taxa anual de incorporao de
carbono no solo (Mg ha-1 ano-1).
Observa-se que de 2010 a 2014 apenas os CLI 2 e CLI 3 obtiveram
sequestro de
carbono com taxa anual de sequestro de 0.608 e 0.590 Mg ha-1,
enquanto que os CLI 1, CLI
4 e CLI 5 obtiveram perda de carbono, resultando na emisso de
carbono por ano para
atmosfera de 0.088, 1.290 e 1.458 Mg ha-1. No ano de 2010 os CLI
4 e CLI 5 foram os
tratamentos com maior quantidade de carbono no solo, enquanto
que o restante dos sistemas
eram ocupados com pecuria e apresentaram menores valores.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
CLI 1 CLI 2 CLI 3 CLI 4 CLI 5
2010 2014
-0.088* 0.608*
0.590* -1.290* -1.458*
SO
C (
Mg
ha
-1)
25
4. DISCUSSO
Os sistemas de manejo modificaram a qualidade qumica do solo. De
acordo com Silva
et al. (2011) o fato de os sistemas integrados de produo
apresentarem elevada quantidade
de carbono, decorre do maior aporte e diversidade de resduos
orgnicos. A alternncia de
cultivos de plantas de famlias diferentes nessas reas,
proporciona melhor aproveitamento e
explorao do solo. Assim, as gramneas, mostraram-se eficientes no
acmulo de carbono,
pelo seu sistema radicular abundante e volumoso, que apresenta
contnua renovao do
sistema radicular e elevado efeito rizosfrico, resultando no
aumento da atividade e a
modificao da comunidade microbiana na rizosfera (DANDRA et al.,
2004).
O CLI 2 na camada de 0-0,10 m apresentou maiores valores de
nitrognio em relao
aos demais tratamentos, devido a utilizao de Stylosanthes spp.
em consrcio com
Brachiaria ruziziensis, o que favoreceu o aumento de nitrognio
no solo. De acordo com Dick
et al. (2008) o cultivo de leguminosa em rotao ou consrcio tem a
capacidade de adicionar
N ao solo, por meio da fixao biolgica de nitrognio, constituindo
importante contribuio
deste nutriente ao sistema de rotao.
De acordo com Grinhut et al. (2007), a combinao de diferentes
espcies forrageiras,
principalmente leguminosas com gramneas, ampliam o potencial de
reteno de carbono
atmosfrico nas formas mais recalcitrantes, sendo um ponto
positivo para o sistema, pois o
sucesso no sequestro de carbono depende da capacidade de
acumular carbono na frao
hmica.
Resultado semelhante foi encontrado por Conceio et al. (2013),
os quais concluram
que o maior teor de carbono orgnico total foi observado no
sistema plantio direto, e que a
maior parte do carbono estava na forma de carbono orgnico
associado ao mineral. Isso
mostra a importncia desta frao na promoo do aumento dos teores
de carbono em solos
tropicais e subtropicais.
O aumento do SOC na camada de 0-0,10 m no CLI 2 em relao aos
demais
tratamentos est relacionado maior presena de carbono associado
ao mineral (Ocam), est
frao da matria orgnica do solo apresenta insolubilidade e
resistncia biodegradao,
favorecida pela formao de complexos argilo-hmicos estveis. Esses
complexos so
formados devido a composio mineralgica do solo, compostos de
xidos e hidrxidos de
Fe e Al, favorecendo a interao organo-minerais, aumentando a
proteo de grupos
funcionais da frao hmica e elevando o estoque de carbono a mdio
e longo prazo (DICK
et al., 2008).
26
Alm da formao de complexos argilo-hmicos estveis, os sistemas
integrados de
produo podem ser considerados eficientes devido ao aporte
contnuo de material orgnico
no solo, conseguindo reduzir o efeito priming promovido por
microrganismos, cuja a
manuteno contnua de alimento mantem em equilbrio a populao de
estrategistas r e
estrategistas k, fazendo com que no ocorra a decomposio das
fraes recalcitrantes da
matria orgnica (FONTAINE et al., 2003).
O TFS, CLI 4 e CLI 5 exibiram reduo das fraes e estoques de
carbono na camada
de 0-0,10 m em comparao aos demais tratamentos. O TFS apresenta
reduo devido ao
sistema de plantio em sucesso soja/milho desfavorecer o aporte e
manuteno de material
orgnico para o solo, promovendo desequilbrio na populao de
microrganismos fazendo
com que a falta de alimento promova a decomposio das fraes mais
estveis da matria
orgnica, reduzindo o estoque de carbono. Provavelmente com a
perda de carbono associado
a fraes mais recalcitrantes, pode considerar que houve reduo da
CTC potencial destes
tratamentos.
Os sistemas que permaneceram por mais de 2 anos e meio sob
pastagem (CLI 4 e
CLI 5) resultaram em perda das fraes de carbono e seus estoques.
Isso se deve ausncia
de adubao e a elevada taxa de lotao animal, que possivelmente
causaram a reduo do
aporte de biomassa vegetal para o solo, favorecendo a decomposio
das fraes mais
recalcitrantes da matria orgnica do solo.
Os valores de LOP na camada de 0-0,10 m podem estar associados
ao maior aporte
de material vegetal presente nas reas de CLI, devido as plantas
de cobertura, ambas
gramneas, serem mais eficientes no aproveitamento do P (BEZERRA
et al., 2013).
Estudos de Rheinheimer et al., (2008) e Zamuner et al. (2008),
observaram que
sistemas com aporte contnuo de material vegetal influenciam a
disponibilidade de fsforo,
devido a ligaes da matria orgnica com os xidos da frao arg