INGENIERÍA, TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA

Qualidade fisica de um solo sob diferentes usos e manejo

Calidad fisica de un suelo bajo distintos usos y manejo

Physical quality of a soil under different uses and management

 

Carolina S. B. Bonini^1,*; Alfredo Bonini Neto²; Fernando F. Putti²; Gisele H. Vazquez³; Luis S. Vanzela³

¹ Departamento de Engenharia Agronomica, Universidade Estadual Paulista-UNESP, Dracena- 17900-000, Sao Paulo Brasil.
² Departamento de Engenharia de Biossistemas, Universidade Estadual Paulista-UNESP, Tupa - 17602-496, Sao Paulo Brasil.
³ Departamento de Agronomia, Universidade Camilo Castelo Branco, Fernandopolis - 15600-000, Sao Paulo Brasil.
* E-mail: carolbonini@dracena.unesp.br

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Resumo

O monitoramento da qualidade fisica e quimica do solo e importante para manter ou modificar o manejo incorreto do solo. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades fisicas para monitorar a qualidade do solo em diferentes tipos de manejo. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com tres tratamentos: Area de vegetacao natural; Area com o cultivo de cultura perene e Area de pastagem degradada; com 5 repeticoes. Foram avaliadas as propriedades fisicas: densidade do solo, taxa de infiltracao de agua, resistencia do solo a penetracao e umidade gravimetrica do solo. nas camadas de solo: 0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40m, respectivamente. Os dados foram analisados estatisticamente, utilizando o teste de Tukey a 5% para comparacao das medias. A resistencia a penetracao nao foi um bom indicador da qualidade do solo. Os resultados encontrados mostram que o manejo interfere na qualidade fisica do solo. Conclui-se que o tratamento vegetacao nativa apresenta melhor qualidade fisica do solo.

Palavras-chave: Qualidade do solo; Materia organica; Infiltracao de agua no solo.

Resumen

Monitoreo de la calidad del suelo y la quimica fisica es importante para mantener o modificar la direccion incorrecta del suelo. En este sentido, el objetivo de este estudio fue evaluar las propiedades fisicas para controlar la calidad del suelo en diferentes tipos de gestion. El diseno experimental fue completamente al azar, con tres tratamientos: area de vegetacion natural; Area con cultivos perennes y zona de pastos decapitados; con 5 repeticiones. las propiedades fisicas se evaluaron: la densidad del suelo, la tasa de infiltracion de agua, resistencia a la penetracion del suelo y la humedad del suelo gravimetrico. en capas de suelo: 0.00 0,10; 0,10-0,20 y 0,20-0,40m, respectivamente. Los datos fueron analizados estadisticamente mediante la prueba de Tukey al 5% para la comparacion de medias. La resistencia a la penetracion no fue un buen indicador de la calidad del suelo. Los resultados muestran que la administracion interfiere con la calidad fisica del suelo. Llegamos a la conclusion de que el tratamiento vegetacion nativa ha mejorado la calidad del suelo.

Palabras clave: Calidad del suelo; Materia organica; Infiltracion del agua en el suelo.

Abstract

It is important to monitor the physical quality and soil chemistry to maintain or modify the incorrect soil management. In this sense, the objective of this study was to evaluate the physical properties to monitor soil quality in different types of management. The experimental design was completely randomized, with three treatments: natural vegetation area; area with perennial crop cultivation and degraded pasture area; with 5 replications. The following physical properties were evaluated: soil density, water infiltration rate, soil penetration resistance and gravimetric soil moisture, in soil depths: 0.00 to 0.10; 0,20-0,40m and 0.10-0.20, respectively. We analysed data statistically by using the 5% Tukey test for comparison of means. The penetration resistance was not a good indicator of soil quality. The results show that the management interferes with the soil physical quality. We conclude that the treatment has improved physical native vegetation soil quality.

Keywords: Soil quality; Organic matter; Water infiltration rate.

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Introducao

Na avaliação dos impactos ambientais são utilizados os índices de qualidade, como: infiltração de agua, densidade do solo, teor de matéria orgânica e acidez do solo que são ferramentas importantes nas funções de controle, fiscalização e monitoramento de áreas destinadas à proteção ambiental, garantindo um manejo mais eficiente e sustentável do solo ^{([1], [2], [3], [4])}. Os impactos do uso e manejo na qualidade física do solo têm sido quantificados, utilizando diferentes propriedades físicas relacionadas com a forma e com a estabilidade estrutural do solo, tais como: compactação do solo, densidade do solo, resistência do solo à penetração das raízes, estrutura, porosidade total, tamanho e continuidade dos poros adsorção e absorção de nutrientes, infiltração e redistribuição de água, trocas gasosas e desenvolvimento do sistema radicular ^{([1]; [2]; [5] e [6])}. Como resultado dessas modificações produzidas pelo manejo inadequado o decréscimo de produção vegetal é evidente ^[7], e também o aumento da suscetibilidade do solo a erosão e aumento da potência necessária para o preparo do solo ^[8].
Segundo ^[9] os atributos mais amplamente utilizados como indicadores de qualidade física do solo são aqueles que levam em conta a profundidade efetiva de enraizamento, a porosidade total e a distribuição e tamanho dos poros, a distribuição do tamanho das partículas, a densidade do solo, a resistência do solo à penetração das raízes, o intervalo hídrico ótimo, o índice de compressão e a estabilidade dos agregados. Existem vários modelos para avaliação da qualidade do solo (QS), conforme descrito por ^[10]; Entretanto, esses modelos são de complexa aplicação e enfatizam a qualidade do solo voltada para a produção vegetal, sendo sua aplicação direcionada, sobretudo para a pesquisa. Dois diferentes enfoques têm sido propostos para se estabelecerem critérios de referência: o primeiro está relacionado ao solo de área sob vegetação natural, por representar as condições ecológicas de estabilidade do ambiente, e o segundo a parâmetros agronômicos que maximizem a produção e conservem o meio ambiente ^[11].
Segundo ^[12], a estrutura é uma propriedade sensível ao manejo e a sua qualidade deve ser analisada segundo sua forma ou com sua estabilidade ^[13]. O efeito do manejo sobre as propriedades físicas do solo é dependente da sua textura e mineralogia, as quais influenciam a resistência e a resiliência do solo a determinada prática agrícola ^[14]. Geralmente, as práticas de manejo têm maior impacto sobre as propriedades físicas de solos arenosos do que em solos argilosos que apresentam menor estruturação. ^[15] avaliando uma área degradada em recuperação com o uso de adubos verdes, lodo de esgoto e pastagem, observaram que o uso de plantas de cobertura aliado à sucessão de culturas (milho e soja) sob semeadura direta melhorou as propriedades físicas do solo, como porosidade, densidade do solo e resistência mecânica à penetração. Estudos realizados por ^[16] verificaram que o aumento do teor de matéria orgânica no solo, proporciona uma melhoria nas propriedades físicas do solo como a redução da densidade do solo e a maior infiltração de água no solo. O cultivo de adubos verdes promove a proteção da superfície do solo contra o impacto da água da chuva, devido à presença de plantas ou resíduos vegetais (cobertura vegetal) sobre a área. Desta forma, a qualidade física do solo é preservada e a qualidade química é melhorada com o aumento dos teores de matéria orgânica e nutrientes disponíveis para as plantas. ^[5] verificaram que o uso de adubos verdes (crotalaria, mucuna preta, feijão-de-porco e a combinação deles com calcário e gesso) influenciou positivamente na melhoria da qualidade física de um Latossolo vermelho degradado em recuperação em área de cerrado. Pesquisas realizadas por ^[17] verificaram que o revolvimento do solo diminuiu o teor de matéria orgânica do solo e consequentemente, a porosidade e o armazenamento de água, em Latossolo Vermelho sob cerrado nativo. ^[18] trabalhando em Neossolo Quartzarênico, também verificaram o mesmo efeito do manejo do solo, pois quanto maior o revolvimento, menor a estruturação e armazenamento de água e quando há redução na porosidade, automaticamente a densidade do solo aumenta.
A história do uso do solo pelo homem tem demonstrado que a mesma tem sido de forma intensiva e desordenada, levando-o, na maioria das vezes, a degradação. Mediante a preocupação de equacionar os problemas relacionados à qualidade física do solo e sua relação com o manejo adotado. Com isso, verifica-se uma necessidade de desenvolver um estudo na região de Fernandópolis, visando maiores informações sobre a qualidade física do solo e a produtividade das culturas, com o melhor conhecimento desse assunto. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade física de um Argissolo solo por meio das propriedades físicas do solo (densidade do solo, taxa de infiltração de agua e resistência à penetração do solo) nos diferentes usos e manejos do solo (área de vegetação natural, pastagem e cultura perene).

Material e Metodos

O experimento foi conduzido na área experimental da Fazenda de Ensino e Pesquisa (Fazenda Santa Rita) da Universidade Camilo Castelo Branco - UNICASTELO, Campus de Fernandópolis, SP, localizada entre as coordenadas 20°16’50" latitude sul e 50°17’43" longitude oeste e 20°18’05" de latitude sul e 50°16’26" de longitude oeste, sendo realizadas as coletas no mês de março de 2013 (Figura 1).

Figura 1: Localizacao da Fazenda Santa Rita, Fernandopolis, SP.

O clima da região, de acordo com a classificação de Koppen, é do tipo subtropical úmido, Aw, com inverno seco e ameno e verão quente e chuvoso ^[19]. De acordo com ^[20] a região é caracterizada por um período de 6 meses do ano com déficit hídrico e temperatura média de 23,5 °C (Figura 2). De acordo com ^[21] o solo predominante da Fazenda Santa Rita é constituído de Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico abrúptico A moderado textura arenosa/média relevo suave ondulado e ondulado.

Figura 2: Balanco hidrico do municipio de Fernandopolis, SP.

O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizados, sendo constituídos por 3 tratamentos e 5 repetições, totalizando 25 parcelas experimentais. Sendo os tratamentos: Área de vegetação natural, sendo esta uma reserva na unidade que não tem interferência antrópica (Figura 3 a); Área de cultivo de cultura perene com o eucalipto (Eucalyptus citriodora) implantado há 15 anos, utilizando o espaçamento 1 x 2 m e área sem manejo de adubação (Figura 3 b);e Área de pastagem degradada, cultivado há 13 anos, inicialmente com tifton (Cynodon nlemfuensis), mas no momento da avaliação, a área estava com gramão (Paspalum notatum), e plantas daninhas como amargoso (Digitaria insularis) e carrapicho (Cenchrus echinatus), sem manejo de irrigação e adubação (3 ha) (Figura 3 c).

Figura 3: Vista da area experimental: (a) Vegetacao natural. (b) Cultura perene – Eucalipto e (c) Pastagem degradada

Foram avaliadas as seguintes propriedades físicas: Densidade do solo pelo método do anel volumétrico de acordo com ^[22] (Figura 4). Resistência do solo à penetração usando o penetroLOG, modelo Falker, Automação Agrícola, conforme Figura 5. Umidade gravimétrica do solo pelo método clássico de pesagem ^[21], no momento da realização da resistência do solo à penetração (Figura 5). A Taxa de infiltração de água usando o mini infiltrômetro de disco ^[23], conforme Figura 5.

Figura 4: Densidade do solo: (a) Coleta de aneis volumetricos; (b) Amostras de solo indeformadas, utilizadas na determinacao da densidade do solo.

Figura 5: Resistencia mecanica a penetracao e umidade gravimetrica do solo. (a) Determinacao de resistencia a penetracao do solo e (b) Amostras de solo utilizadas para determinar a umidade gravimetrica do solo.

Para a determinação da densidade do solo foi coletada amostras indeformadas (anel volumétrico) e para a umidade do solo foram coletas amostras deformadas (com trado rosca), nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40m, em dois locais distintos (duplicatas). Para a resistência do solo a penetração (0-0,40m) e taxa de infiltração de água foram realizados amostragens em cinco locais distintos por parcela experimental para uma melhor confiabilidade dos dados. Para a análise dos dados, foi realizada a análise de variância (teste F) e aplicou-se o teste de Tukey (5%), para comparação das médias, utilizando o programa SISVAR ^[24].

Figura 6: Mini infiltrometro de disco utilizado na determinacao de infiltracao de agua no solo.

Resultados e Discussao

Para a infiltração de agua no solo houve diferença estatística para os tratamentos estudados, os dados estão apresentados na Tabela 1. Verificou-se para os tratamentos estudados, a maior infiltração foi encontrada para a vegetação nativa e a menor para o eucalipto. Esse comportamento era o esperado, pois na vegetação nativa a qualidade física do solo é melhor (maior porosidade e menor densidade do solo) devido a presença de matéria orgânica que é resultado da decomposição das raízes e serapilheira que cobre o solo. Já no tratamento eucalipto, as linhas e entrelinhas da cultura são desprotegidas e sobre sofre com o impacto da água da chuva. A pastagem que não diferiu estatisticamente da vegetação nativa também obteve um valor bom de infiltração de água, resultado da cobertura do solo pela braquiária e que impede o impacto da água desestruturar o solo; as raízes e parte aérea da planta fornecem matéria orgânica para a manutenção desse solo. Resultados semelhantes foram encontrados por ^{[5], [16] e [15]}.

Tabela 1: Teste F, DMS (5%), CV(%) e valores medios de infiltracao de agua no solo, Resistencia mecanica a penetracao (RP) e umidade gravimetrica (Ug), nos diferentes usos e manejos do solo, 2013.

^[25] verificou dados de infiltração de agua no solo semelhantes a este trabalho trabalhando com diferentes manejos e conclui que quanto menor cobertura presente no solo, menor a infiltração de agua. Os dados de infiltração deste trabalho (tabela 1) corroboram com os demais dados obtidos que serão discutidos a seguir (tabelas 3, 4 e 5).
Na Tabela 2 estão apresentados os dados de resistência à penetração e umidade gravimétrica do solo. Para a resistência a penetração, foi significativa em todas as camadas estudadas. E para a umidade do solo, somente na camada de 0,20-0,40m não foi significativo. O tratamento vegetação nativa com a menor resistência e maior umidade do solo, devido a maior cobertura vegetal. E o tratamento com pastagem obteve maior resistência à penetração em todas as camadas estudadas e o tratamento com eucalipto observou-se um adensamento a partir da camada de 0,10m. Os tratamentos eucalipto e pastagem foram os que obtiveram menor umidade do solo. Essa compactação no tratamento com pastagem devese ao pisoteio do gado que imprime uma força no solo, causando esse adensamento, principalmente nas camadas a partir de 0,10m. Já no cultivo com o eucalipto, essa compactação é menor, uma das causas podem ser explicados pelo tipo de solo, os Argissolos são solos mais adensados no horizonte B, por possuir um maior teor de argila nesta camada.

Tabela 2: Teste F, DMS (5%), CV(%) e valores medios de Resistencia a penetracao (RP) e umidade gravimetrica (Ug), nos diferentes usos e manejos do solo, 2013.

^[5] que trabalhou com áreas degradadas em recuperação e verificou que na testemunha vegetação nativa a resistência a penetração é menor que nos tratamentos que foram modificados pelo homem. Esses dados de resistência corroboram com os dados de infiltração encontrados neste trabalho. Resultados semelhantes foram encontrados por ^{([13]; [15]; [5]; [2])}.
Segundo ^[26] os tratamentos estudados, vegetação nativa, eucalipto e pastagem possuem classificação muita baixa, media e alta, respectivamente. Essa classificação diz respeito a limitação ao crescimento das raízes. Os dados de umidade do solo variaram nos tratamentos estudados devido a maior e menor cobertura vegetal encontrada nos diferentes tratamentos. Quando o solo se encontra coberto, o teor de umidade permanece por mais tempo. Segundo ^[27] o teor de umidade influencia a resistência a penetração de raízes. E ^[28] afirma que o grau de umidade intervém, modificando a coesão entre as partículas do solo, que é maior no solo seco e decresce na medida em que a quantidade de água aumenta, provocando a separação das suas partículas. Os dados de densidade do solo (g/cm³), nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20- 0,40m estão apresentados na Tabela 4. Para a densidade do solo, houve diferença estatística para todas as camadas estudadas. Resultados semelhantes foram encontrados por ^{[15], [5], [28] e [16]}. À medida que o solo está em equilíbrio com o ecossistema, a qualidade física se manifesta principalmente através da porosidade do solo que é inversamente proporcional a densidade do solo. Solo com densidade baixa possui uma maior aeração e equilíbrio solo-água-ar. Os valores médios encontrados neste trabalho mostram que os tratamento com eucalipto e pastagem estão mais adensado como já vistos pelos dados de resistência a penetração (tabela 1) e infiltração de agua no solo (tabela 2).

Tabela 3: Teste F, DMS (5%), CV(%) e valores medios de densidade do solo (g/cm³), nos diferentes usos e manejos do solo, nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20 e 0,20- 0,40m. 2013.

Conclusao

Os dados de densidade do solo, resistência à penetração, umidade do solo e infiltração foram bons indicadores da qualidade do solo. As propriedades físicas do solo analisadas sugerem que o manejo interfere na qualidade física do solo.
O tratamento vegetação nativa foi o melhor tratamento estudado, mostrando que o melhor manejo esta no equilíbrio solo-água-ar.

Agradecimentos

À UNICASTELO – campus Fernandópolis pelo apoio e infraestrutura para realização do trabalho. E aos alunos Emerson Renato Romeiro e Gustavo Carvalho Garcia pelo auxilio nas coletas de solo no campo.

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Recibido: 26/08/14.
Aprobado: 10/03/16